Question

小明發現一種淡黃色的粉末可以用于殺菌、消毒和漂白，于是想探究該固體的成分。

【提出問題】 該淡黃色固體的化學成分是什么？

【查閱資料】

（1）硫單質是一種淡黃色固體，難溶于水，在空氣中點燃硫單質，生成一種無色、有刺激性氣味的氣體。

（2）過氧化鈉（Na₂O₂）是一種淡黃色固體，能與水反應，生成氣體并放出大量的熱。

【設計實驗方案】

方案一：取少量該固體粉末于試管中，加2mL水，振蕩并觀察現象。

方案二：在燃燒匙里放少量該固體，在酒精燈上加熱，觀察現象。

比較以上兩方案，你認為的最佳方案是   ，理由是（從環保或操作角度分析）     。

【實驗驗證并得出結論】

小明向盛有少量該固體的試管中加入2mL水，立刻觀察到有無色氣泡產生，并且驗證出該反應同時生成了氫氧化鈉（NaOH）。通過實驗驗證，確定該淡黃色粉末為過氧化鈉。

小明想對生成的氣體成分判斷，他提出了以下兩種假設：①該氣體是CO  ②該氣體是O₂

你認為上述假設哪個更合理           （填“①”或“②”）。

請設計一個實驗，驗證你的合理假設（寫出簡要操作步驟、實驗現象和結論）。

操作步驟	實驗現象	結論

 

【分析】過氧化鈉與水反應的文字表達式為                                 。

【計算】在過氧化鈉（Na₂O₂）中，

①氧元素的化合價為          ；

②過氧化鈉的相對分子質量為    ；

③ 過氧化鈉中鈉、氧元素的質量比為      ；

④78克過氧化鈉與多少克二氧化碳中所含氧元素的質量相等？（列式計算）

 

Answer 1

【答案】

最佳方案是  方案一，理由是  操作簡單、現象明顯、對環境無污染更合理      ②    

操作步驟	實驗現象	結論
取少量固體粉末于試管中，向試管中加入2mL水，將帶火星的木條伸入試管中	木條復燃	證明是氧氣

【分析】文字表達式為：過氧化鈉+水——氫氧化鈉+氧氣

【計算】①-1價； ②78；③ 46:32(或者23:16)； k．C   ④44克

【解析】

試題分析：硫在空氣中燃燒，會生成有刺激性氣味的氣體二氧化硫，二氧化硫會污染空氣；依據質量守恒定律，化學反應前后元素的種類不變可知不可能生成CO ；氧氣可用帶火星的木條檢驗；由題可知，過氧化鈉與水反應生成的是氫氧化鈉和氧氣，文字表達式為：過氧化鈉+水——氫氧化鈉+氧氣 。

在過氧化鈉（Na₂O₂）中，鈉元素為+1價，設氧元素的化合價為X，根據“在化合物中，正負化合價的代數和為零”的原則，可得：（+1）× 2+2X=0，得X=-1，所以氧元素的化合價為-1價；

過氧化鈉的相對分子=23×2+16×2=78

過氧化鈉中鈉、氧元素的質量比為Na:O=23×2:16×2=23:16

設78克過氧化鈉與質量為X的二氧化碳中所含氧元素的質量相等，可得：

78 g×16×2：78=32X ：44  得X=44克

考點：物質的檢驗及有關相對分子質量的計算