Question

10．过氧化钠是一种黄色固体，化学式为Na₂O₂，化学兴趣小组的同学将包邮过氧化钠固体的棉花放入如图所示的烧杯中，缓慢倒入二氧化碳气体后，发现位于下面的蜡烛先熄灭，上面的蜡烛后熄灭，同时发现棉花燃烧起来．
（1）实验中：位于下面的蜡烛先熄灭，上面的后熄灭．这一现象说明二氧化碳具有二氧化碳密度大于空气密度，不燃烧也不支持燃烧性质．
（2）棉花为什么会燃烧呢？小组同学联想起物质燃烧的相关知识，推理出棉花要燃烧，除了满足“棉花是可燃物”这一条件，还需要满足的条件是氧气和温度、达到棉花的着火点．
提出问题：在实验中是如何给棉花燃烧提供上述条件的呢？
查阅资料：在常温下Na₂O₂和CO₂能发生化学反应．
设计实验：经过讨论后，小组同学利用如图所示的实验装置进行探究．要使Na₂O₂与CO₂反应，实验装置中导管口正确的链接顺序是adeb．

实验步骤：①按以上顺序装好装置，并检查其气密性，添加药品；
②推动注射器，并将稀盐酸注入锥形瓶中；
③一段时间后，在尾气处放置一根带火星的小木条，观察现象．
实验现象：带火星的小木条复燃且饱和澄清石灰水变浑浊．
实验分析：①浓硫酸的作用是除去CO₂中的水蒸气；
②烧杯内变浑浊的原因是温度升高，氢氧化钙的溶解度减小，溶质析出．
实验结论：①“小木条复燃”说明了Na₂O₂和CO₂反应产生了氧气；
②“饱和的澄清石灰水变浑浊”说明Na₂O₂和CO₂反应放出（填“吸收”或“放出”）热量，使棉花满足了燃烧条件．
（3）已知Na₂O₂和CO₂反应生成上述气体的同时还有纯碱生成．欲产生16g氧气，至少需要过氧化钠的质量为多少？

Answer 1

分析 二氧化碳具有密度比空气大且既不燃烧也不支持燃烧的性质，常用作灭火剂，燃烧的条件是有可燃物，与氧气接触，温度达到可燃物的着火点，要使Na₂O₂与CO₂反应，须除去产生的二氧化碳中的水蒸气，以防造成干扰，浓硫酸具有吸水性，可以用作干燥剂，过氧化钠能与二氧化碳反应放出热量，使温度升高，氢氧化钙的溶解度随温度的升高而减小，会析出氢氧化钙固体而使溶液变浑浊，过氧化钠能与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，根据氧气的质量可以求得需要过氧化钠的质量．

解答 解：
（1）位于下面的蜡烛先熄灭，上面的后熄灭．说明具有密度比空气大且既不燃烧也不支持燃烧的性质，所以本题答案为：二氧化碳密度大于空气密度，不燃烧也不支持燃烧；
（2）燃烧的条件是有可燃物，与氧气接触，温度达到可燃物的着火点，所以本题答案为：氧气和温度、达到棉花的着火点；
要使Na₂O₂与CO₂反应，须除去产生的二氧化碳中的水蒸气，以防造成干扰，使用浓硫酸干燥二氧化碳气体时，需使气体从长管进入干燥瓶，从短管逸出，所以本题答案为：adeb；
浓硫酸具有吸水性，可以用作干燥剂，用于除水，所以本题答案为：除去CO₂中的水蒸气；
过氧化钠能与二氧化碳反应放出热量，使温度升高，氢氧化钙的溶解度随温度的升高而减小，会析出氢氧化钙固体而使溶液变浑浊，所以本题答案为：温度升高，氢氧化钙的溶解度减小，溶质析出；
“小木条复燃”说明了Na₂O₂和CO₂反应产生了氧气，所以本题答案为：氧气；
“饱和的澄清石灰水变浑浊”说明Na₂O₂和CO₂反应放出了热量（注意此处强调的是饱和溶液的浑浊，应该考虑这种特殊物质的溶解性变化趋势），所以本题答案为：放出；
（3）设需要过氧化钠的质量为x，则有
2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂↑
  156                                 32
     x                                 16g
$\frac{156}{x}=\frac{32}{16g}$
x=78g．
答：需要过氧化钠的质量为78g．

点评 本题探究了过氧化钠与二氧化碳反应的有关知识，完成此题，需要从题干叙述中抽取有用的信息，然后进行解题．