Question

在學校的國慶聯歡會上，某同學表演了“水能生火”的魔術。他向包有過氧化鈉（Na₂O₂）粉末的脫脂棉上滴水，脫脂棉燃燒起來。小軍對此很感興趣，于是，進行探究。

[提出問題]過氧化鈉與水反應生成了什么物質？為什么脫脂棉會燃燒？

[猜想] ① 可能有一種氣體和另一種物質生成 

② 反應過程中可能有能量變化

[設計裝置]如圖所示

[實驗探究]

實驗一：探究反應后生成的氣體是什么？

⑴ 打開右圖裝置中分液漏斗的活塞，控制滴加水的速度，觀察到試管內有氣泡產生，用帶火星的木條靠近P處，木條復燃。說明生成的氣體是        。

⑵ 實驗中，還觀察到伸入燒杯中的導管口有氣泡冒出，

請解釋產生該現象的原因：                                                ；

實驗二：繼續探究反應后生成的另一種物質是什么？

⑴ 小張猜想另一種物質是Na₂CO₃，小軍認為不可能。

小軍的依據是：                                                            ；

為了證實小軍的看法，請你幫助設計一個證明Na₂CO₃不存在的實驗。從資料中查閱知道：Na₂CO₃與稀鹽酸反應會產生二氧化碳。

實驗步驟	實驗現象	實驗結論
向反應后試管中的剩余物加適量的稀鹽酸，并將可能產生的 氣體通入澄清石灰水中	若__________________ 實驗中無此現象	說明__________________ 說明__________________

⑵ 小軍從資料中查閱知道：若向含有OH^—的溶液中滴入無色酚酞試液，就會出現紅色。于是他取反應后所得的溶液于試管中，滴入無色酚酞試液，發現酚酞試液變紅色，說明反應后所得的剩余物中含有           （寫物質名稱或化學式）。

[表達]由實驗探究的結果，寫出過氧化鈉和水反應的化學方程式：                 。

 

Answer 1

【答案】

實驗一：（1）O₂；（2）過氧化鈉與水反應放熱，氣體受熱膨脹；

實驗二：（1）化學反應前后元素的種類不變；

實驗步驟	實驗現象	實驗結論
向反應后試管中的剩余物加適量的稀鹽酸，并將可能產生的 氣體通入澄清石灰水中	若__澄清石灰水變渾濁 實驗中無此現象	說明__Na2CO3存在__ 說明_Na2CO3不存在___

（2）氫氧化鈉；2Na₂O₂+2H₂O= 4NaOH+O₂↑

【解析】

試題分析：實驗一：

（1）能產生使帶火星的木條復燃的氣體，說明該氣體為氧氣；

（2）在導管口處有氣泡冒出，說明錐形瓶內的氣體壓強變大了，而錐形瓶內的空間是密閉的，沒有氣體進入，故說明在此反應中，一定有熱量放出，放出的熱量使錐形瓶內的壓強變大了。

實驗二：

（1）根據質量守恒定律中的元素守恒可知，在化學反應過程中，由于反應物中沒有碳元素，故在生成物中不可能產生含有碳元素的碳酸鈉；

根據題意，Na₂CO₃能與稀鹽酸反應會產生能使澄清石灰水變渾濁的二氧化碳氣體，故向反應后試管中的剩余物加適量的稀鹽酸，并將可能產生的氣體通入澄清石灰水中，如澄清石灰水變渾濁，說明有Na₂CO₃存在；反之，則無。

（2）因滴加酚酞試液后，酚酞試液變為紅色，說明溶液呈堿性，故反應后所得的剩余物中含有氫氧化鈉；由此可知，過氧化鈉和水反應生成氫氧化鈉和氧氣，故反應的化學方程式為2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑。

考點：實驗探究物質的性質或變化規律，氧氣的檢驗和驗滿，物質發生化學變化時的能量變化，質量守恒定律及其應用，證明碳酸鹽（CO₃^2-檢驗方法），酸堿指示劑的使用，書寫化學方程式

點評：對于探究型實驗探究，要熟悉實驗探究的環節和方法，精心設計實驗方案，將所學過探究物質的性質或變化規律的技巧遷移至此，進行細心地探究實驗和觀察現象，再通過分析實驗現象，推斷、總結出該物質的性質或變化規律等。