Question

【题目】供氧呼吸面具中的制氧剂主要成分是过氧化钠（Na2O2）。同学们用过氧化钠代替制氧剂在呼吸面具中使用一段时间后，对固体成分展开研究。

（查阅资料）Na2O2能分别与H2O和CO2反应生成O2，并放出大量的热量。方程式分别为：2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑ 2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2↑

（猜想假设）固体可能为：a Na2O2和NaOH　 　b Na2O2和Na2CO3 c Na2O2、NaOH和Na2CO3 　　 　d NaOH和Na2CO3 e Na2CO3

根据呼吸面具中发生的反应，你认为上述哪个猜想最不合理，并说明理由。__。

（定性研究）

实验Ⅰ：取少量固体于试管中，加足量水，___，证明固体中有Na2O2。

实验Ⅱ：取少量固体于试管中，滴加足量稀盐酸，产生大量气泡，证明固体中含有Na2CO3。

实验Ⅲ：取少量固体于试管中，加足量水，再滴加足量的氯化钙溶液，过滤，向滤液中加入硫酸铜溶液，____，证明固体中含有NaOH。

（反思评价）上述根据现象得出结论正确的实验是_______。

（定量研究）定性研究遇阻，同学们决定用定量测定法研究该固体成分。

取1.84g固体于烧杯内，加入10g蒸馏水，固体完全溶解后烧杯内物质总质量为11.68g，继续向烧杯中加入澄清石灰水至不再产生沉淀，过滤、洗涤、干燥并称量得固体1.0g。

（实验结论）通过计算，可以得出：猜想假设_____（填字母）成立。

（延伸拓展）

（1）由上述数据可算出样品中Na2O2的含量，但结果往往偏大，可能的原因是_____。

（2）现有质量为M的CO、H2的混合气体，将其充分燃烧后的产物通过足量的质量为N的Na2O2固体，充分反应后固体质量为_____。

Answer 1

【答案】猜想a不合理，人呼出的气体中含有CO2，与Na2O2反应生成Na2CO3，因此固体中一定含有Na2CO3 产生气泡 产生蓝色沉淀 Ⅰ b Na2O2与水反应放热，使得氧气中含有水蒸气，测得氧气的质量偏大 M+N

【解析】

[猜想与假设]

根据人呼吸的气体中含有水和二氧化碳可知，水和二氧化碳都能与Na2O2反应，因此固体中不可能只含有Na2O2和NaOH。故填：猜想a不合理，人呼出的气体中含有CO2，与Na2O2反应生成Na2CO3，因此固体中一定含有Na2CO3

[定性研究]

实验I：因为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，取少量固体放入试管中，加足量水，看到固体溶解，有气泡产生（或将带火星的木条伸入试管中，木条复燃），证明固体中有Na2O2。故填：有气泡产生

实验Ⅲ：因为碳酸钠与氯化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠；取少量固体放入试管中，加足量水，再滴加足量的氯化钙溶液后，过滤出碳酸钙，再向滤液中加入硫酸铜试液，若溶液产生蓝色沉淀，则证明原固体中含有NaOH。故填：产生蓝色沉淀

[反思评价]

通过实验Ⅱ并不能确定固体中含有Na2CO3；因为Na2O2也能与酸反应产生气泡，通过实验Ⅲ也不能证明固体中一定含有NaOH.其原因是：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，影响氢氧化钠的判定；上述根据现象得出结论正确的实验是实验I；故填：I

[实验结论]

根据过氧化钠与水反应能生成氢氧化钠和氧气，反应前后减少的质量为生成的氧气的质量，氧气的质量=1.84g+10g-11.68g=0.16g；设过氧化钠的质量为x。

假设固体中碳酸钠的质量为y。

Na2O2和Na2CO3的质量和为：0.78g+1.06g=1.84g；而原固体质量为：1.84g；因此可知原固体中，没有NaOH，通过计算，可以得出：猜想假设b成立。故填：b

[延伸拓展]

（1）由上述数据可算出样品中Na2O2的含量，但结果往往偏大，可能的原因是Na2O2与水反应放热，使得氧气中含有水蒸气，测得氧气的质量偏大。故填：Na2O2与水反应放热，使得氧气中含有水蒸气，测得氧气的质量偏大

（2）由化学方程式：2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑、2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2↑以及氢气燃烧、一氧化碳燃烧的方程式可知，氢气燃烧、一氧化碳燃烧消耗的氧气的质量等于水、二氧化碳与Na2O2反应产生的氧气的质量，因此质量为M的CO、H2的混合气体，将其充分燃烧后的产物通过足量的质量为N的Na2O2固体，相当于完全把质量为M的气体吸收了，故充分反应后得到的固体质量为：M+N。故填：M+N。