Question

【題目】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份。

（提出問題）該淡黃色固體的化學成份是什么？

（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_____（填“方案一”或“方案二”），理由是_____。

（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），確定該淡黃色粉末為過氧化鈉（Na2O2）。

小明還想對生成的氣體成分進行判斷，他提出了以下三種假設：

A 該氣體是CO2 B 該氣體是O2 C 該氣體是H2

①同學們首先一致認為上述假設中的_____（填“A”或“B”或“C”）肯定不合理，理由是_____。

②通過查閱資料，同學們又得知：在化學反應中，有元素化合價升高，就必然有元素化合價降低。于是通過小組討論，大家一致認為上述假設中的_____（填“A”或“B”或“C”）肯定也不合理。

③同學們用圖1裝置（裝置氣密性良好）進行實驗檢驗，驗證了上述分析的合理性：

他們的方法是：打開活塞使水流入試管，將帶火星的木條放在導管_____（填“a”或“b”）處，發現木條復燃，說明生成的氣體是氧氣。

④小佳同學待試管內固體完全溶解且不再有氣泡產生后，往試管內加入少量二氧化錳，又立即產生大量氣泡，由此可知過氧化鈉與水反應后的溶液中含有過氧化氫，寫出過氧化氫在二氧化錳催化下分解的化學方程式：_____。

⑤小王同學用圖2裝置，測量生成氧氣的體積：測量氣體體積讀數時，必須待試管和量筒內的氣體都冷卻至室溫時才能進行，因此應選用圖2裝置中的_____（填“A”或“B”），否則測量結果會_____（填“偏大”或“偏小”）。

（交流與反思）

下列關于Na2O2說法不正確的是_____（填字母序號）。

a．Na2O2中氧元素的化合價是﹣2價

b．Na2O2必須密封保存

c．Na2O2著火后可用水撲滅

（定量計算）

通過進一步查閱資料可知：過氧化鈉 （Na2O2）與水反應時，先生成氫氧化鈉和過氧化氫，然后過氧化氫再分解產生氧氣。總反應的化學方程式為：2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑．小李同學將20g某過氧化鈉樣品放入足量水中，充分反應后共產生氣體3.2g（雜質不與水反應）。求該樣品中過氧化鈉的質量分數_____。

Answer 1

【答案】方案一； 操作簡單，節約能源，不污染空氣 A； 反應物中不含有碳元素，不能生成二氧化碳 a A； 偏小 b 78%

【解析】

[設計實驗方案]

硫在空氣中點燃生成生成一種無色、有刺激性氣味的有毒氣體二氧化硫，污染空氣操作較復雜；而方案一中的操作：取少量該固體粉末于試管中，加2mL水，振蕩，硫和水不反應也不溶于水，過氧化鈉和水反應產生氣泡，該操作簡單，無污染，現象明顯；

故填：方案一；操作簡單，節約能源，不污染空氣。

[實驗驗證并得出結論]

①同學們首先一致認為上述假設中的A肯定不合理，理由是反應物中不含有碳元素，不能生成二氧化碳。

故填：A；反應物中不含有碳元素，不能生成二氧化碳。

②通過查閱資料，同學們又得知：在化學反應中，有元素化合價升高，就必然有元素化合價降低。于是通過小組討論，大家一致認為上述假設中的C肯定也不合理。故填：②；

③他們的方法是：打開活塞使水流入試管，把帶火星的木條放在a導管口處，帶火星的木條復燃，說明生成的氣體是氧氣。

故填：a；

④過氧化氫氣體在二氧化錳作催化劑條件下分解生成水和氧氣，反應的化學方程式為：。

故填：。

⑤應選用圖2裝置中的A，理由是A中的水能夠充分冷卻氧氣，否則結果偏小。

故填：A；偏小。

[交流與反思]

a．Na2O2中鈉元素化合價是+1，根據化合物中元素化合價代數和為零可知，氧元素的化合價是﹣1價，該選項說法不正確；

b．Na2O2能和水和二氧化碳反應，空氣中含有水蒸氣和二氧化碳等物質，因此必須密封保存，該選項說法正確；

c．Na2O2不能用來除去二氧化碳中的水蒸氣，這是因為在和水蒸氣反一定同時，也能和二氧化碳反應，該選項說法不正確。

故填：b；

設反應生成氧氣的質量為x，

x＝15.6g

供氧劑中過氧化鈉的質量分數為。

答：供氧劑中過氧化鈉的質量分數為78%。