Question

某化學興趣小組的同學將包有Na₂O₂固體的棉花放入如圖燒杯中，緩慢倒入CO₂．
現象Ⅰ：______．說明CO₂具有的性質是______．

現象Ⅱ：發現棉花燃燒起來．
【提出問題】在實驗中是如何給棉花燃燒提供上述條件的呢？
【查閱資料】在常溫下Na₂O₂和CO₂能發生化學反應．
【設計實驗】小組同學設計了如圖的實驗進行探究．

【實驗步驟】按如圖裝配好裝置，檢查其氣密性后加入如圖的試劑；推動注射器的活塞，把稀鹽酸注入錐形瓶內，并固定活塞位置；一段時間后，在a處放置一根帶火星的木條．
實驗現象：
①干燥管中沒有出現藍色；
②帶火星的木條復燃；
③飽和的澄清石灰水變渾濁．
實驗分析及結論：
①D裝置的燒杯內變渾濁的原因是______．
②棉花燃燒起來的原因是______．
③寫出Na₂O₂和CO₂反應的化學方程式______．

Answer 1

（1）由題目中圖可知二氧化碳的密度比空氣大，可以像倒水那樣來傾倒，又由于二氧化碳既不燃燒也不支持燃燒，所以蠟燭會由下而上依次熄滅；故答案為：蠟燭由下而上依次熄滅 密度比空氣大且既不燃燒也不支持燃燒．
（2）分析實驗裝置圖中各個裝置的作用：A 大理石和稀鹽酸可生成二氧化碳；B利用了濃硫酸的吸水性可除去生成二氧化碳中的水分；C：由CuSO₄+5H₂O═CuSO₄?5H₂O，無色的無水硫酸銅和水反應生成了藍色的利用了這個反應，通過顏色的變化可檢驗水分的存在．由實驗現象：“①干燥管中沒有出現藍色；”說明Na₂O₂只和二氧化碳發生反應，又由現象“②帶火星的木條復燃；”，說明從a從中產生的氣體為氧氣．（氧氣的化學性質比較活潑，可以使帶火星的木條復燃．）；
①我們已知二氧化碳可以使澄清石灰水變渾濁，但在這個實驗中二氧化碳氣體并沒有通入澄清石灰水中，故石灰水變渾濁的原因不是通入了二氧化碳；題目中寫的“飽和的澄清石灰水”，聯想到澄清石灰水的溶質氫氧化鈣的溶解度隨溫度的升高而降低．要想變渾濁，只能使溶液的溫度升高，又因D裝置中只有Na₂O₂和CO₂反應的反應管，故造成石灰水溫度升高的熱量只能是這個反應放出的；故答案為：Na₂O₂和CO₂反應放出熱量，使溫度升高，從而使氫氧化鈣的溶解度變小，溶質析出；
②由于棉花燃燒需要達到燃燒所具有的條件是：達到棉花的著火點和與氧氣接觸．由上面的分析可知Na₂O₂和CO₂反應既放出熱量又產生氧氣，故答案為：Na₂O₂和CO₂反應放出的熱量，產生的氧氣使棉花達到了著火點又與氧氣接觸；
③Na₂O₂和CO₂反應由現象“在a處產生了能使帶火星的木條復燃的氣體”可知一種生成物為氧氣，根據質量守恒定律可知反應前后元素的種類不變，由于反應物Na₂O₂和CO₂由Na、C、O三種元素組成．生成物中的氧氣是由氧元素組成的，因此另一種生成物中一定含有Na、C兩種元素，可能含有氧元素，可推斷符合條件的只有Na₂CO₃故答案為：2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂．