Question

( 14分)某化學小組進行Na₂O₂與水反應的實驗，如下圖所示，該小組對試管c中紅色褪去的原因進行探究。

（1）Na₂O₂中含有的化學鍵類型：          ；請寫出a中反應的化學方程式      。
查閱資料：
①當NaOH溶液pH≥13時，可以使酚酞由紅色褪為無色；
②Na₂O₂與水反應分兩步進行：Na₂O₂ + H₂O =" NaOH" + H₂O₂      2H₂O₂ = 2H₂O + O₂↑
（2）請設計實驗驗證Na₂O₂與水反應后的溶液中有H₂O₂殘留：取少量b溶液于試管中，            ，證明溶液中有H₂O₂殘留。
（3）結合資料，該小組同學針c中溶液紅色褪去的原因提出以下假設：
①                     ；
② 溶液中H₂O₂破壞酚酞的結構；
③ NaOH和H₂O₂共同作用結果。
（4）該小組同學測出c中溶液的pH為14，認為還不能排除假設②、③，于是又進行了如下實驗，請完成下表空白處：

實驗	操作	現象	結論
1	向少量H2O2中滴加2滴酚酞，放置一段時間，再加入NaOH溶液至pH=12	加入NaOH后，無色溶液先變紅，后褪色	①
2	向少量 NaOH溶液（pH=14）中滴加2滴酚酞；再加適量稀鹽酸至溶液 pH=12	溶液先變紅，后褪色；加鹽酸后，又出現紅色，且不褪色
3	向Na2O2與水反應后的溶液（pH=14）中滴加2滴酚酞；再加適量稀鹽酸至溶液 pH=12 ……	②                              ……	溶液pH大于13時，NaOH使變紅的溶液褪色；pH在8~13時， NaOH和H2O2共同作用使溶液褪色

（5）某同學按取（4）中述實驗2褪色后的溶液，加水稀釋至pH=12，沒有觀察到溶液變紅。該同學推測實驗2加鹽酸后溶液變紅還可能與溫度有關，請寫出理由：           。

Answer 1

（14分）
（1）離子鍵、非極性共價鍵                                              （2分）
2Na₂O₂ + 2H₂O = 4NaOH + O₂ ↑                                          （2分）
（2）加入少量MnO₂粉末，產生大量氣泡，用帶火星的木條檢驗，木條復燃。   （2分）
（3）① 溶液中NaOH濃度較大，pH≥13                                   （2分）
（4）① 僅H₂O₂不能破壞酚酞結構，酚酞褪色是H₂O₂和NaOH共同作用結果。
(或 假設②不正確，假設③正確)                                 （2分）
②溶液先變紅，后褪色；加稀鹽酸后，又出現紅色，但隨后褪色。        （2分）
（5）加入稀鹽酸，會因發生中和反應而放熱，使溶液溫度升高。    

試題分析：（1）Na₂O₂中含有的化學鍵類型有離子鍵、非極性共價鍵；Na₂O₂與水反應生成氫氧化鈉和氧氣，化學方程式為2Na₂O₂ + 2H₂O = 4NaOH + O₂ ↑ 
（2）證明過氧化氫的存在，利用其在二氧化錳作催化劑的條件下發生分解反應，生成氧氣來判斷。操作步驟是加入少量MnO₂粉末，產生大量氣泡，用帶火星的木條檢驗，木條復燃。
（3）當NaOH溶液pH≥13時，可以使酚酞由紅色褪為無色；所以① 的假設是溶液中NaOH濃度較大，pH≥13；
（4）實驗1的現象說明①僅H₂O₂不能破壞酚酞結構，酚酞褪色是H₂O₂和NaOH共同作用結果；
實驗3的結論說明Na₂O₂與水反應后的溶液（pH=14>13），所以滴加2滴酚酞先變紅后褪色；加入鹽酸使氫氧根離子濃度減小，又出現紅色，pH在8~13時，NaOH和H₂O₂共同作用使溶液褪色，所以最終溶液褪色。
（5）加水稀釋不變紅，加鹽酸后變紅，因為加鹽酸后發生中和反應，中和反應是放熱反應，體系溫度升高，溶液紅色出現。