题目内容

某化学兴趣小组查阅资料得知:过氧化钠(Na2O2)是一种黄色粉末,常温下能与二氧化碳反应产生氧气,常用在潜水艇中作供氧剂.该小组同学将过氧化钠与二氧化碳反应后,发现除了生成氧气,还生成了一种白色固体.
(一)【提出问题】该白色固体是什么?
【猜想】猜想a:碳酸钠  猜想b:碳酸氢钠
小周同学认为猜想b不成立,理由是反应物中没有
 
元素.
【实验】取少量生成的白色固体于试管中,加入
 
,产生气泡,再将生成的气体通入澄清石灰水中,石灰水变浑浊.
【结论】猜想a成立.
请写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式
 
.
小周在查阅资料的过程中发现过氧化钠固体还能与水反应放出氧气.实验室有一瓶放置了较长时间的过氧化钠粉末,已知发生了部分变质,该兴趣小组决定取3.00g变质粉末继续探究其中的成分及其质量.
(二)【提出问题】变质的过氧化钠粉末中有哪些成分,它们的质量是多少?
【查阅资料】①2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑  ②碳酸钠溶液显碱性,氯化钙溶液显中性.
③Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl
【猜想与假设】
(1)粉末成分是Na2O2和NaOH的混合物
(2)粉末成分是
 
的混合物
(3)粉末成分是Na2O2、NaOH 和Na2CO3的混合物…
【设计实施方案】
实验步骤实验现象
①取3.00g变质粉末于一支大试管内,加入适量的水,共收集到0.32g气体,然后用带火星木条检验生成的气体.
固体完全溶解,
 
②继续向上述试管中加入足量的石灰水,充分反应.
 
③将②中物质过滤,得到滤渣,将其洗涤、干燥并称量,得固体1.00g.
【解释与结论】同学们经过认真分析,得出了以下结论.
粉末中含有的成分及质量:
1Na2O2NaOHNa2CO3
成分(填“有”或“没有”)
质量(g)
【反思与评价】
(1)实验室在保存过氧化钠时应注意
 
.
(2)有同学提出把第②步实验中足量的石灰水改为足量氯化钙溶液,至沉淀不再生成时过滤,向滤液中滴加无色酚酞试液,若液体变红,则证明原粉末中有NaOH.你认为该方案是否合理并说明理由
 
.
考点:实验探究物质的组成成分以及含量,碱的化学性质,盐的化学性质,质量守恒定律及其应用,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式
专题:科学探究
分析:(一)【猜想】化学变化中元素的种类不变,反应物中不含氢元素,生成物中也不可能有氢元素;
【实验】要验证白色固体是Na2CO3,只要证明含有CO32-离子就可以,其方法是:滴加稀盐酸,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体;
【结论】根据反应物、生成物以及反应条件正确书写化学反应方程式;
(二)【猜想与设计】变质后的物质还可能是氢氧化钠和碳酸钠的混合物;
【设计实施方案】根据过氧化钠能与水反应生成氧气进行分析;碳酸钠能与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀;
解答:解:(一)【猜想】因为反应物过氧化钠(Na2O2)和二氧化碳(CO2)中均无氢(H)元素,所以生成物中不可能有含有氢(H)元素的碳酸氢钠(NaHCO3);
故答案是:氢;
【实验】检验碳酸钠,只要验证有碳酸根离子即可,其验证方法为:取少量白色固体于试管中,加入稀盐酸,看到有气泡产生,将生成气体通入澄清石灰水,看到澄清石灰水变浑浊,则证明是Na2CO3;
故答案是:稀盐酸;
【结论】由以上实验现象可以推知,过氧化钠与二氧化碳在常温下发生反应生成碳酸钠和氧气,其反应方程式为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2;
故答案是:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2;
【设计实验方案】①根据实验结论知,过氧化钠能与水反应生成氧气,而氧气能使带火星的木条复燃;
故答案是:带火星的木条复燃;
③根据实验中过滤得滤渣,可以知道实验②中产生了白色沉淀,故答案是:有白色沉淀产生;
【解释与结论】设过氧化钠的质量为x
2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑
 156              32
  x               0.32g
156
x
=
32
0.32g
  x=1.56g
设碳酸钠的质量为y
CaCl2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaCl
        106      100
         y        1g
106
y
=
100
1g
  y=1.06g
故含有氢氧化钠的质量为:3.00g-1.56g-1g=0.44g
故答案是:
Na2O2NaOHNa2CO3
成分(填“有”或“没有”)有有有
质量(g)1.56g 0.44g1.06g
【反思与评价】(1)根据以上实验可以知道过氧化钠在常温下可以和水、二氧化碳气体反应,所以应该密封保存;
故答案是:密封保存.
(2)由于氢氧化钙与碳酸钠反应能生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,硅原有氢氧化钠的检验会造成干扰,故方案不正确;
故答案是:不合理,加入的氢氧化钙溶液引入了氢氧根离子.
点评:该题根据查阅资料提供的信息并结合实验步骤和现象解决问题.主要考查读题能力,能把题目所给信息与所学知识进行牵连.知道性质决定用途,用途体现性质.
练习册系列答案
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请你参与实验室用生石灰制取氢氧化钠固体的研究,将一定量的生石灰加入一只洁净的烧杯中,再加入碳酸钠溶液,充分反应后冷却到室温,通过过滤、洗涤、干燥得到固体A和溶液B,请回答以下问题.
【查阅资料】NaOH、Ca(OH)2的溶解度
温度(℃) 0 20 40 60 80 100
NaOH的溶解度(g) 42 109 129 174 314 347
Ca(OH)2的溶解度(g) 0.18 0.16 0.14 0.12 0.09 0.07
探究1:固体A中的成分是什么?
【猜想与假设】
甲同学认为是:CaCO3  乙同学认为是:CaCO3,Ca(OH)2
乙同学猜想可能含有Ca(OH)2的理由是
 
(用方程式表示).
【实验与探究】为了验证各自的猜想,甲,乙同学分别进行了实验:
实验步骤 实验现象 实验结论
甲:用一支洁净的试管取少量固体A,再加入过量稀盐酸. 有气泡产生 甲猜想正确
乙:用一支洁净的试管取少量固体A,加水,充分振荡,向上层沉吟液中滴加
 
.
上层清液由无色变为红色 乙猜想正确
【反思与评价】同学讨论后认为,甲同学的实验
 
(填“能”或“不能”)证明固体A的成分,理由是
 
.结合甲、乙两位同学的实验证明了乙同学的猜想是正确的,因此确定了固体A的成分.
探究2:溶液B中溶质的成分是什么?
【猜想与假设】丙同学认为是:NaOH、Na2CO3
            丁同学认为是:NaOH、Ca(OH)2
            戊同学认为是:NaOH
【表达与交流】
①结合对本成分的探究,同学们经过讨论确定了丁同学猜想正确,理由是
 
.
②同学们欲将溶液B加热浓缩,加热不久,溶液出现浑溶,只好停止加热,请解释加热时溶液出现浑浊的原因是
 
.
③同学们立即变换方案,向B溶液中加入适量的
 
,过滤,将滤液加热浓缩至饱和、
 
、再过滤、洗涤、烘干得到比较纯净的氢氧化钠固体.

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