Question

過氧化鈉(Na₂O₂)是一種淡黃色固體。在一次科技活動中，化學興趣小組設計了如右圖所示的實驗，其中A、C是包有過氧化鈉的棉花，B是未包過氧化鈉的棉花。實驗中觀察到A、C棉花依次燃燒，B棉花未燃燒。

（1）B棉花起的作用是_________________。

（2）棉花能燃燒，除了滿足棉花是可燃物之外，還需滿足_____________________  的條件。

【提出問題】上述實驗中是如何給棉花提供燃燒條件的？

【查閱資料】1．Na₂O₂與稀鹽酸反應時，生成NaCl、H₂O和O₂。

2．在常溫下Na₂O₂與CO₂、H₂O均能發生化學反應。

3．無水硫酸銅為白色固體，吸水后變為藍色。

【實驗設計】經過討論，小組同學設計用下圖所示裝置進行實驗探究。

【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；

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木條，觀察現象。

【實驗現象】①無水硫酸銅沒有變藍色；

②___________________________________；

③___________________________________。

【實驗分析】

（3）B裝置的作用是______________________。

（4）D裝置中產生現象的原因是                           。

【實驗結論】①Na₂O₂和CO₂反應產生的一種氣體，使圖1中的棉花滿足了燃燒的一個條件。

②Na₂O₂和CO₂反應過程中伴隨能量變化，使圖1中的棉花滿足了燃燒的另一個條件。

【拓展提高】①Na₂O₂和CO₂反應除生成一種氣體外，還生成了一種固體，學生甲認為生成的固體是NaOH，學生乙認為是Na₂CO₃，同學們經思考后認為　　 　　同學的猜想是錯誤的，理由是　                                      　　。

②寫出Na₂O₂和CO₂反應的化學方程式    　　                          。

 

Answer 1

【答案】

（1）對照實驗。

（2）與氧氣接觸，溫度達到棉花的著火點以上。

【實驗現象】②E中石灰水變混濁；

③P處帶火星木條復燃。

【實驗分析】

（3）除去A中濃鹽酸揮發出的氯化氫氣體。

（4）Na₂O₂與CO₂反應放出熱量，使燒杯E中石灰水溫度升高，由于Ca(OH)₂溶解度隨溫度升高而減小，因此升溫導致飽和石灰水析出固體Ca(OH)₂，產生渾濁。

【拓展提高】①甲，反應前沒有H元素，因此不可能生成NaOH。

②2 Na₂O₂＋2CO₂      2Na₂CO₃＋O₂ ↑

【解析】（1）A、C是包有過氧化鈉的棉花，B是未包過氧化鈉的棉花．實驗中觀察到A、C棉花依次燃燒，B棉花未燃燒，是將B與A、C對比，從而得出結論；

（2）物質燃燒需要三個條件：①物質是可燃物②與氧氣接觸③溫度達到著火點．棉花是可燃物，還缺少另外兩個條件；

【實驗現象】大理石和濃鹽酸反應生成二氧化碳，進入B裝置，飽和的碳酸氫鈉溶液可與濃鹽酸揮發出來的氯化氫氣體反應從而除去氯化氫氣體；通過C得到干燥的二氧化碳，除去混有的水蒸氣，故D中無現象；E中過氧化鈉固體與二氧化碳反應放熱，氫氧化鈣的溶解度隨著溫度升高而減小溶質析出，澄清的石灰水變渾濁；過氧化鈉與二氧化碳反應生成氧氣，使P處帶火星的木條復燃；

【實驗分析】

（3）E裝置中需要純凈的二氧化碳，二氧化碳與碳酸氫鈉溶液不反應，氯化氫氣體與之可反應從而被除去；

（4）Na₂O₂與CO₂反應放出熱量，使燒杯E中石灰水溫度升高，由于Ca（OH）₂溶解度隨溫度升高而減小，因此升溫導致飽和石灰水析出固體Ca（OH）₂，產生渾濁；

【拓展提高】①根據質量守恒定律，化學反應前后元素的種類不變；而反應前的物質是Na₂O₂與CO₂，沒有H元素，因此不可能生成NaOH，故甲同學猜想錯誤；

②Na₂O₂與CO₂反應生成碳酸鈉和氧氣，方程式是：2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂↑；