Question

化学小组在老师的指导下，完成了一个兴趣实验。向包有Na₂O₂的脱脂棉中吹气，发现脱脂棉剧烈燃烧起来。于是他们决定探究脱脂棉燃烧的原因。请你参与他们的探究。

【提出问题】脱脂棉为什么会燃烧?

【查阅资料】

1. Na₂O₂是一种淡黄色固体，常温下能与CO₂、H₂O、HCl气体等物质发生反应，不能与N₂发生反应。

2. 人呼出的气体的主要成分及含量：N₂：74%；O₂：16%；水蒸气：6%；CO₂：4%

3. CO₂既不与NaHCO₃反应，也不溶于饱和的NaHCO₃溶液。

【猜想与假设】

1. 可能是CO₂与Na₂O₂反应产生了O₂，释放出热量。

2. 可能是H₂O与Na₂O₂反应产生了O₂，释放出热量。

3. 可能是_______与Na₂O₂反应产生了O₂，释放出热量。

【实验验证】

实验I：验证CO₂与Na₂O₂反应产生了O₂，释放出热量。

甲小组同学用图1所示装置（部分夹持装置略去）制取并收集了一瓶CO₂气体，将包有Na₂O₂的脱脂棉放在燃烧匙中，伸入集气瓶，观察到脱脂棉剧烈燃烧。得出结论，猜想1成立。乙小组同学认为上述实验不足以证明CO₂与Na₂O₂反应产生了O₂，理由是__________。

     图 1

同学们经过讨论，对上述实验方案进行了改进，用图2所示的装置（部分夹持装置略去）进行实验验证猜想1成立。打开止水夹K，鼓入纯净、干燥的氮气一段时间后，关闭止水夹K。注入稀盐酸，观察到脱脂棉剧烈燃烧。

 

  

 图 2

【解释与结论】

1．装置A中发生反应的化学方程式为________________。

2．装置B的作用是__________________。

3．装置C中盛放的药品是___________，作用是__________________。

实验II：验证H₂O与Na₂O₂反应产生了O₂，释放出热量。

请你设计一个实验方案，验证H₂O与Na₂O₂反应产生了O₂，释放出热量（写出实验步骤、现象及结论）___________。

Answer 1

【答案】【猜想与假设】 3. CO2、H2O（或H2CO3）

【实验验证】实验I：理由是：制得的CO2中混有H2O 、HCl气体，也可能与Na2O2发生反应产生O2。 

【解释与结论】1．CaCO3 + 2HCl === CaCl2 + H2O + CO2↑

2．除去CO2中混有的HCl

3．浓硫酸，除去CO2中混有的H2O

实验II：取适量Na2O2于锥形瓶中，加入适量蒸馏水，观察到锥形瓶壁上有大量水雾产生，说明H2O与Na2O2反应释放出热量；将带火星的木条放入中，木条复燃，说明H2O与Na2O2反应产生O2。（2分，答案合理即可）

【解析】

试题分析：【猜想与假设】3也可能是人呼出的气体中的二氧化碳、水共同与Na₂O₂反应产生了O₂，释放出热量。

【实验验证】用图1装置制取二氧化碳气体，会含有水蒸气和氯化氢气体。所以可能是二者中的物质与Na2O2反应产生了O2。

【解释与结论】1．装置A中发生反应是稀盐酸与大理石中的碳酸钙反应生成二氧化碳，化学方程式为CaCO3 + 2HCl === CaCl2 + H2O + CO2↑。

2．为排除水蒸气和氯化氢气体的影响，装置B需要除去的是盐酸挥发出的氯化氢气体。

3．为排除水蒸气和氯化氢气体的影响，装置C需要除去的是气体中混有的水蒸气，应盛放的药品是浓硫酸。

实验II：为验证H2O与Na2O2反应产生了O2，释放出热量。可将适量Na2O2置于一容器（锥形瓶）中，再加入适量蒸馏水，如观察到瓶壁上有水雾或触摸瓶壁感觉到热，则证明二者反应会放热。再将带火星的木条伸入其中，会观察到木条复燃，说明二者反应会生成氧气。实验设计的关键在于两点：1、能通过实验现象说明二者反应会放出热量；2、能验证二者反应的生成物为氧气。

考点：信息给予题、实验方案的设计及评价、二氧化碳的制取和性质