Question

過氧化鈉（Na₂O₂）是一種淡黃色固體．在一次科技活動中，某化學興趣小組的同學將包有Na₂O₂固體的棉花放入了如圖1的實驗裝置中，當傾倒二氧化碳時，發(fā)現了______現象；同時也驚奇地發(fā)現棉花團燃燒了起來．

【提出問題】棉花團為什么會燃燒起來呢？
【查閱資料】
（1）在常溫下Na₂O₂能和CO₂反應生成一種氣體和堿性物質．
（2）在常溫下Na₂O₂能和水發(fā)生反應：2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑
（3）無水硫酸銅為白色固體，吸水后變?yōu)樗{色．
【設計實驗】經過討論后，小組同學設計了如圖2的實驗進行探究．
【實驗步驟】
①檢查整套裝置的氣密性；
②把相關的試劑放入對應的儀器內（D裝置的U型管內放有足量的Na₂O₂固體，燒杯內盛有飽和的澄清石灰水），并按圖2組裝整套實驗儀器；
③用力推動針筒的活塞，把稀鹽酸注入試管內；
④一段時間后，在P處放置一根帶火星的小木條，觀察現象．
注：整個實驗中不考慮稀鹽酸的揮發(fā)和空氣對實驗的影響．
【實驗現象】
①無水硫酸銅______；②帶火星的小木條復燃；③______．
【實驗分析】
（1）“小木條復燃”說明Na₂O₂和CO₂反應生成了______；實驗現象③說明該反應放出了熱量；同時棉花團是可燃物，棉花團因為同時滿足燃燒所需的三個條件，所以燃燒起來了．
（2）請你寫出Na₂O₂和CO₂反應的化學方程式______
【拓展提高】
同學們在實驗室發(fā)現一瓶放置了較長時間的過氧化鈉粉末，已知發(fā)生了部分變質，同學們取3.00g變質粉末決定探究其中的成分及其質量．
【提出問題】變質的過氧化鈉粉末中有哪些成分，它們的質量是多少？
【猜想與假設】
（1）粉末成分是Na₂O₂和NaOH的混合物
（2）粉末成分是______的混合物
（3）粉末成分是Na₂O₂、NaOH 和Na₂CO₃的混合物…
【設計實施方案】

實驗步驟	實驗現象
①取15g變質粉末于一支大試管內，加入適量的水，共收集到1.6g氣體，然后用帶火星木條檢驗生成的氣體．	固體完全溶解，有氣泡產生，帶火星的小木條復燃
②繼續(xù)向上述試管中加入足量的石灰水，充分反應．	有白色沉淀生成
③將②中物質過濾，得到濾渣，將其洗滌、干燥并稱量，得固體5g．

【解釋與結論】同學們經過認真計算分析，確定了粉末中含有的成分及質量
計算過程：
【反思與評價】
（1）實驗室在保存過氧化鈉時應注意密封保存．
（2）有同學提出把第②步實驗中足量的石灰水改為足量氯化鈣溶液，至沉淀不再生成時過濾，向濾液中滴加無色酚酞試液，若液體變紅，則證明原粉末中有NaOH．你認為該方案是否合理并說明理由______．

Answer 1

【答案】分析：依據二氧化碳的密度比空氣大；二氧化碳不能燃燒也不支持燃燒的性質推測看到的現象；
【實驗現象】
B裝置中的濃硫酸吸收了水，則C處無水硫酸銅不變色，圖1棉花燃燒，說明了Na₂O₂能和CO₂反應放熱，氫氧化鈣的溶解度隨溫度的升高而減小，據此分析實驗現象；
【實驗分析】
（1）氧氣能使帶火星的木條復燃；
（2）Na₂O₂能和CO₂反應生成一種氣體和堿性物質，已知生成的氣體是氧氣，依據化學反應前后元素的種類不變，則另一種堿性物質是碳酸鈉，據此書寫方程式；
【猜想與假設】
（2）據Na₂O₂和CO₂反應的生成物進行猜想；
【反思與評價】
（2）根據過氧化鈉與水反應能生成氫氧化鈉，可推出結論是否正確．
解答：解：（1）二氧化碳的密度比空氣大，二氧化碳不能燃燒也不支持燃燒，所以倒入二氧化碳會發(fā)現蠟燭自下而上依次熄滅；
【實驗現象】
B裝置中的濃硫酸吸收了水，所以C處無水硫酸銅不會變藍，圖1棉花燃燒，說明了Na₂O₂能和CO₂反應放熱使溫度達到了棉花的著火點而燃燒，圖2中，Na₂O₂和CO₂發(fā)生反應，放出熱量使石灰水溫度升高，氫氧化鈣的溶解度隨溫度的升高而減小，所以飽和的石灰水變渾濁；
【實驗分析】
（1））“小木條復燃”說明Na₂O₂和CO₂反應生成了氧氣；
（2）Na₂O₂能和CO₂反應生成一種氣體和堿性物質，由（1）可知生成的氣體是氧氣，依據化學反應前后元素的種類不變，則另一種堿性物質是碳酸鈉，方程式2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂；
【猜想與假設】
（2）Na₂O₂和CO₂發(fā)生反應，生成碳酸鈉和氧氣，所以粉末還有可能是Na₂O₂和空氣中CO₂部分反應，是Na₂O₂和Na₂CO₃的混合物；
【反思與評價】
【反思與評價】
（2）向濾液中滴加無色酚酞試液，若液體變紅，不能證明原粉末中有NaOH，因為常溫下過氧化鈉與水也能生成NaOH，使無色酚酞試液變紅，不能說明原來是否存在；
故答案為：
蠟燭自下而上依次熄滅（合理均可）；
【實驗現象】沒有變藍色；飽和的澄清石灰水變渾濁；
【實驗分析】（1）氧氣（或O₂）；
（2）2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂；
【猜想與假設】Na₂O₂和Na₂CO₃；
【反思與評價】（2）不合理，因為常溫下Na₂O₂和水也能生成NaOH，使無色酚酞試液變紅，所以不能證明原粉末中有NaOH．
點評：本題涉及到的知識點有二氧化碳的性質、固體物質溶解度影響因素和質量守恒定律等，主要是運用基礎知識去解決新的信息問題，這就要求學生學以致用，綜合考慮，仔細分析．