题目内容

在师生联谊晚会上,化学老师表演了“吹气生火”的魔术.用棉花将一种淡黄色的固体包裹其中,将一根长玻璃管插入棉花团中吹气,稍后棉花团剧烈燃烧起来.同学们为了揭开这个魔术的秘密,进行了如下探究.
【相关信息】
1.淡黄色固体成分是过氧化钠(Na2O2).
2.吹出的气体主要成分有氮气、二氧化碳和水蒸气.
3.过氧化钠与氮气不反应,2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2,2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2
【分析讨论】根据棉花团剧烈燃烧的现象分析,反应中除了生成氧气外,还说明过氧化钠发生的反应是
 
(填“吸热”或“放热”)反应.
【提出猜想】同学们发现残留固体呈白色,对该固体成分进行猜想:
猜想Ⅰ:固体成分是Na2CO3
猜想Ⅱ:固体成分是NaOH
猜想Ⅲ:固体成分是
 

【实验探究】:同学们在老师带领下用足量且潮湿的CO2气体通入过氧化钠粉末中,充分反应后,取白色固体于试管中配成溶液,设计实验对猜想进行验证.
验证Ⅰ:向溶液中滴加稀盐酸,发现有气泡产生.有同学认为固体成分仅含有Na2CO3.
验证Ⅱ:蘸取少量溶液滴到pH试纸上,与标准比色卡比较,pH大于7,有同学认为固体是NaOH.请问此结论是否正确?
 
(填“正确”或“错误”),原因是:
 
.
验证Ⅲ:若要验证猜想Ⅲ是正确的,请写出实验操作和现象:
 
.
考点:实验探究物质的性质或变化规律,溶液的酸碱度测定,碱的化学性质,盐的化学性质,物质发生化学变化时的能量变化
专题:科学探究
分析:【分析讨论】:过“吹气生火”的魔术体现了燃烧的三个条件缺一不可:①物质具有可燃性,②可燃物与氧气接触,③可燃物达到着火点.
【提出猜想】:对反应后的生成物进行探究,提出了三个猜想,再设计实验进行验证.
【实验探究】:在实验的探究过程中,要注意碳酸钠属于盐类,但是它呈碱性,要验证氢氧化钠存在时,必须排除碳酸钠的干扰.
解答:解:【分析讨论】“吹气生火”的魔术,也需要燃烧的条件,①可燃物与氧气接触,②可燃物达到着火点.本实验一定是放热反应,放出的热量使棉花团达到了着火点.
【提出猜想】猜想Ⅲ:吹出的气体中既有二氧化碳又有水蒸气,因此可能是Na2CO3和NaOH的混合物.故答案为:Na2CO3和NaOH的混合物
【实验探究】:验证Ⅱ:用pH试纸测得的pH大于7,不能确定固体是NaOH,因为Na2CO3和NaOH的水溶液都显碱性,因此错误.故答案为:错误;碳酸钠溶液也显碱性,可能有碳酸钠存在
验证Ⅲ:先向溶液中加入足量的氯化钙溶液,是为了排除碳酸钠溶液的干扰,再滴加酚酞试剂时,溶液显红色,就证明一定有氢氧化钠了.
故答案为:【分析讨论】放热
【提出猜想】Na2CO3和NaOH的混合物
【实验探究】:验证Ⅱ:错误;碳酸钠溶液也显碱性,可能有碳酸钠存在
验证Ⅲ:先向溶液中加入足量的氯化钙溶液,产生白色沉淀,说明固体中含有碳酸钠,至不再产生沉淀时,向溶液中滴加酚酞试剂时,溶液显红色,证明有固体中含有氢氧化钠.
点评:本考点属于实验探究题,考查了二氧化碳、水蒸气分别与过氧化钠反应的有关性质和变化的规律,还对反应后是产物进行探究,以及化学方程式的书写,综合性比较强.既有实验过程的探究,又有结论的探究.首先提出问题、作出假设,然后设计实验方案、进行实验,最后得出正确的结论,并对设计的方案进行了拓展.本考点是中考的重要内容之一,主要出现在实验题中.
练习册系列答案
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实验室里现有过氧化氢溶液、氯酸钾、二氧化锰、稀硫酸、石灰石和稀盐酸以及下列仪器(图1):
(1)利用上述仪器和药品常温下制取氧气,你选择的仪器是
 
(填序号).
(2)若补充一种仪器
 
(填仪器名称),再利用上述仪器和药品还可以在加热的条件下制取氧气,反应的化学方程式是
 
.
(3)利用提供的药品在实验室制取二氧化碳,反应的化学方程式为
 
.
(4)用平底烧瓶收集一瓶二氧化碳并组装成如图2所示装置(装置气密性良好),先关闭止水夹,将足量的氢氧化钠溶液滴入烧瓶中,充分吸收掉二氧化碳后,再打开止水夹.烧瓶中观察到的现象是
 
.
【提出问题】烧瓶中溶液的溶质是什么?
【作出猜想】
猜想Ⅰ氢氧化钠                  猜想Ⅱ碳酸钠和氢氧化钠
猜想Ⅲ氢氧化钙、氢氧化钠        猜想Ⅳ碳酸钠
同学们通过讨论后一致认为,不做实验就可以排除猜想
 
.(填序号)
【进行实验】
实验序号实验操作现象结论
a取烧瓶中少量液体于试管中,滴加无色酚酞溶液观察到溶液
变成红色.
猜想Ⅰ成立
b重新取少量烧瓶中液体于试管中,向其中通二氧化碳气体没有白色沉淀猜想
 
不成立
c重新取少量烧瓶中液体于试管中,向其中加适量石灰水
 
猜想Ⅱ成立
【交流反思】
①烧瓶内充满CO2,滴加氢氧化钠溶液后发生了多个化学反应,请写出其中一个反应的化学方程式
 
;
②上表中3个实验中实验
 
(选填序号“a”“b”或“c”)操作和结论肯定是错误的;
③上表实验b中的CO2可用一种盐溶液来代替,这种盐的化学式为
 
.
【延伸拓展】
将烧瓶中液体经过滤后,取20g这种溶液,向其中加入稍过量的氯化钡溶液,将沉淀过滤、洗涤干燥,得到3.94g固体.请你计算该溶液中碳酸钠的质量分数是多少?
(友情提示:BaCl2+Na2CO3═BaCO3↓+2NaCl)

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