Question

在学校的国庆联欢会上，某同学表演了“水能生火”的魔术。他向包有过氧化钠（Na₂O₂）粉末的脱脂棉上滴水，脱脂棉燃烧起来。小军对此很感兴趣，于是，进行探究。

[提出问题]过氧化钠与水反应生成了什么物质？为什么脱脂棉会燃烧？

[猜想] ① 可能有一种气体和另一种物质生成 

② 反应过程中可能有能量变化

[设计装置]如图所示

[实验探究]

实验一：探究反应后生成的气体是什么？

⑴ 打开右图装置中分液漏斗的活塞，控制滴加水的速度，观察到试管内有气泡产生，用带火星的木条靠近P处，木条复燃。说明生成的气体是        。

⑵ 实验中，还观察到伸入烧杯中的导管口有气泡冒出，

请解释产生该现象的原因：                                                ；

实验二：继续探究反应后生成的另一种物质是什么？

⑴ 小张猜想另一种物质是Na₂CO₃，小军认为不可能。

小军的依据是：                                                            ；

为了证实小军的看法，请你帮助设计一个证明Na₂CO₃不存在的实验。从资料中查阅知道：Na₂CO₃与稀盐酸反应会产生二氧化碳。

实验步骤	实验现象	实验结论
向反应后试管中的剩余物加适量的稀盐酸，并将可能产生的 气体通入澄清石灰水中	若__________________ 实验中无此现象	说明__________________ 说明__________________

⑵ 小军从资料中查阅知道：若向含有OH^—的溶液中滴入无色酚酞试液，就会出现红色。于是他取反应后所得的溶液于试管中，滴入无色酚酞试液，发现酚酞试液变红色，说明反应后所得的剩余物中含有           （写物质名称或化学式）。

[表达]由实验探究的结果，写出过氧化钠和水反应的化学方程式：                 。

 

Answer 1

【答案】

实验一：（1）O₂；（2）过氧化钠与水反应放热，气体受热膨胀；

实验二：（1）化学反应前后元素的种类不变；

实验步骤	实验现象	实验结论
向反应后试管中的剩余物加适量的稀盐酸，并将可能产生的 气体通入澄清石灰水中	若__澄清石灰水变浑浊 实验中无此现象	说明__Na2CO3存在__ 说明_Na2CO3不存在___

（2）氢氧化钠；2Na₂O₂+2H₂O= 4NaOH+O₂↑

【解析】

试题分析：实验一：

（1）能产生使带火星的木条复燃的气体，说明该气体为氧气；

（2）在导管口处有气泡冒出，说明锥形瓶内的气体压强变大了，而锥形瓶内的空间是密闭的，没有气体进入，故说明在此反应中，一定有热量放出，放出的热量使锥形瓶内的压强变大了。

实验二：

（1）根据质量守恒定律中的元素守恒可知，在化学反应过程中，由于反应物中没有碳元素，故在生成物中不可能产生含有碳元素的碳酸钠；

根据题意，Na₂CO₃能与稀盐酸反应会产生能使澄清石灰水变浑浊的二氧化碳气体，故向反应后试管中的剩余物加适量的稀盐酸，并将可能产生的气体通入澄清石灰水中，如澄清石灰水变浑浊，说明有Na₂CO₃存在；反之，则无。

（2）因滴加酚酞试液后，酚酞试液变为红色，说明溶液呈碱性，故反应后所得的剩余物中含有氢氧化钠；由此可知，过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气，故反应的化学方程式为2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑。

考点：实验探究物质的性质或变化规律，氧气的检验和验满，物质发生化学变化时的能量变化，质量守恒定律及其应用，证明碳酸盐（CO₃^2-检验方法），酸碱指示剂的使用，书写化学方程式

点评：对于探究型实验探究，要熟悉实验探究的环节和方法，精心设计实验方案，将所学过探究物质的性质或变化规律的技巧迁移至此，进行细心地探究实验和观察现象，再通过分析实验现象，推断、总结出该物质的性质或变化规律等。