Question

2．“过氧化钠（Na₂O₂）”是一种淡黄色固体，能与水或二氧化碳反应放出氧气．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，同学们取3.00g变质粉末决定探究其中的成分及其质量．
【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↑  2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂
②碳酸钠溶液显碱性，氯化钙溶液显中性．
【猜想与假设】
（1）粉末成分是Na₂O₂和NaOH的混合物
（2）粉末成分是Na₂O₂和Na₂CO₃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，带火星木条复燃， 不用填
②继续向上述试管中加入足量的石灰水，充分反应．	有白色沉淀生成
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

	Na2O2	NaOH	Na2CO3
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密封保存．
（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不合理，因为过氧化钠与水反应能生成氢氧化钠，不能判断原来是否存在氢氧化钠．．

Answer 1

分析 【猜想与假设】根据过氧化钠与水反应，与二氧化碳反应的生成物考虑可能猜想；
【设计与方案】根据气体的检验方法可知是氧气，根据将②中物质过滤，得到滤渣推测是否含有碳酸钙进而推出实验现象；
【解释与结论】根据生成氧气质量计算出过氧化钠的质量，根据生成碳酸钙沉淀的质量计算出碳酸钠的质量，用总质量减去过氧化钠质量，再减去碳酸钠的质量就是氢氧化钠的质量；
【反思与评价】根据过氧化钠易与二氧化碳和水反应推出保存方法；根据过氧化钠与水反应能生成氢氧化钠，可推出结论是否正确．

解答 解：【猜想与假设】Na₂O₂与二氧化碳反应生成Na₂CO₃和氧气，所以固体可能是碳酸钠和过氧化钠的混合物；
【设计与方案】检验气体用的是带火星的木条，所以是氧气，氧气能使带火星的木条复燃；根据将②中物质过滤，得到滤渣可知有白色沉淀生成；
【解释与结论】设要生成0.32g氧气需过氧化钠的质量为x，则：
2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑
156                              32
x                               0.32g
$\frac{156}{x}$=$\frac{32}{0.32g}$
x=1.56g，所以含过氧化钠质量为1.56g；
设要生成1.00g碳酸钙沉淀需要碳酸钠的质量为y，则；
Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH
106                            100
y                               1.00g
$\frac{106}{y}$=$\frac{100}{1g}$
y=1.06g，
所以混合物中含有氢氧化钠质量为：3g-1.56g-1.06g=0.38g；
【反思与评价】
（1）过氧化钠易与二氧化碳反应，还能和水反应变质所以要密封保存；
（2）向滤液中滴加无色酚酞试液，若液体变红，不能证明原粉末中有NaOH，因为过氧化钠与水反应能生成氢氧化钠，不能说明原来是否存在．
故答案为：【猜想与假设】（2）Na₂O₂ 和Na₂CO₃；
【设计实施方案】

实验操作	实验现象
	固体完全溶解，有气泡产生，带火星木条复燃．
	产生白色沉淀

【解释与结论】

	Na2O2	NaOH	Na2CO3
成分（填“有”或“没有”）	有	有	有
质量（g）	1.56	0.38	1.06

【反思与评价】（1）密封保存（隔绝水或二氧化碳）；’
（2）不合理，因为过氧化钠与水反应也能生成氢氧化钠，也能使无色酚酞试液变红，所以不能证明原粉末中有NaOH．

点评 解答本题的关键是要知道收集到0.32g气体是氧气质量，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属于碳酸钙的质量．