题目内容

过氧化钠(Na2O2)是呼吸面具中常用的供氧剂.某校化学小组的同学在老师的指导下,对过氧化钠与二氧化碳反应的原理进行如下实验探究.
Ⅰ.用下图所示的装置组合和药品进行实验:
(1)装置B中存在以下的反应:X+2NaOH=Na2CO3+H2O,其中X的化学式为______.若装置B中氢氧化钠溶液改用紫色石蕊试液,实验中可看到的化学反应现象是______.
(2)反应一段时间后,将带火星的木条放在C处,木条复燃,说明过氧化钠与二氧化碳反应有______生成.
Ⅱ.过氧化钠与二氧化碳反应完全后,取装置A中反应的固体进行以下实验:

(1)实验流程图中,“有气体生成”的气体是______.
(2)结合质量守恒定律推断,“反应后的固体”是______.
Ⅲ.交流讨论:
过氧化钠与二氧化碳反应的生成物只有两种,该反应的化学方程式为______.

解:Ⅰ、(1)该反应中反应前:2个Na,2个H,2个O,而反应后:2个Na,1个C,2个O,2个H,根据质量守恒定律可以知道反应前后原子的种类和数目相等,所以判断出X的化学式CO2,二氧化碳和水反应生成了碳酸,碳酸可以使紫色石蕊试液变红,所以可以判断B中的实验现象为紫色石蕊试液变红;
(2)氧气能够使带火星的木条复燃,所以C处木条复燃,说明过氧化钠与二氧化碳反应生成了氧气;
Ⅱ、(1)根据流程图可以知道反应生成了气体,且气体能够使澄清石灰水变浑浊,所以可以判断在该反应中生成了二氧化碳;
(2)由(1)中的解答结合过氧化钠的成分可以判断该固体为碳酸钠;
Ⅲ、根据上述实验过程可以知道该反应生成了碳酸钠和氧气,所以该反应的化学方程式为:2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2.
故答案为:Ⅰ、(1)CO2;紫色石蕊试液变红;
(2)氧气;
Ⅱ、(1)二氧化碳;
(2)碳酸钠;
Ⅲ、2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2.
分析:Ⅰ、(1)根据质量守恒定律可以判断出X的化学式,然后根据二氧化碳性质来判断B中的实验现象即可;
(2)氧气能够使带火星的木条复燃,所以C处木条复燃,说明过氧化钠与二氧化碳反应生成了氧气,可以据此解答该题;
Ⅱ、(1)根据流程图可以知道反应中生成了二氧化碳,可以据此解答该题;
(2)由(1)中的解答可以判断该固体为碳酸钠,可以据此解答该题;
Ⅲ、根据上述实验过程可以知道该反应生成了碳酸钠和氧气,可以据此写出该反应的化学方程式.
点评:此题是综合性的实验探究题,考查了多方面的知识.碳酸盐的鉴别就是利用碳酸盐能与盐酸反应生成二氧化碳气体,二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊的这一性质.
练习册系列答案
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25、过氧化钠(Na2O2)是一种淡黄色固体.在一次科技活动中,某化学兴趣小组的同学将包有Na2O2固体的棉花放入了如图1的实验中,发现了高低不同的两根蜡烛,下面的蜡烛先熄灭,上面的蜡烛后熄灭;同时也惊奇地发现棉花燃烧了起来.

(1)实验过程中“下面的蜡烛先熄灭,上面的蜡烛后熄灭”的现象说明二氧化碳具有
CO2密度比空气大
、
CO2不能燃烧也不支持燃烧
的性质.
(2)棉花为什么会燃烧呢?小组同学认为棉花要燃烧,除了满足“棉花是可燃物”这一条件,还另需满足a:
与氧气接触
、b:
温度达到着火点
两个条件.
[提出问题]:在上述实验中是如何给棉花提供a和b这两个燃烧条件的呢?
[查阅资料]:1在常温下Na2O2和CO2能发生化学反应.
2无水硫酸铜为白色固体,吸水后变为蓝色.
[设计实验]:经过讨论后,小组同学设计了如下图2的实验进行探究.

[实验步骤]:①检查整套装置的气密性;②把相关的试剂放入对应的仪器内(D装置的U型管内放有足量的Na2O2固体,烧杯内盛有饱和的澄清石灰水),并按图2组装整套实验仪器;③用力推动针筒的活塞,把稀盐酸注入试管内;④一段时间后,在P处放置一根带火星的小木条,观察现象.
注:整个实验中不考虑稀盐酸的挥发和空气对实验的影响,B装置可除去二氧化碳气体中混有的水蒸气.
[实验现象]:①无水硫酸铜没有变蓝色;②带火星的小木条复燃;
③饱和的澄清石灰水变浑浊.
[实验分析]:①检查整套装置的气密性的方法:
实验前在U型管内装入水,使U型管左右液面保持相平,然后向下推针筒活塞,若U型管左右形成液面差,且液面差保持不变则说明气密性良好.

②D装置的烧杯内澄清石灰水变浑浊的原因是
Na2O2和CO2反应放出热量,使石灰水温度升高,氢氧化钙的溶解度减小,析出氢氧化钙固体
.
[得出结论]:①“小木条复燃”说明Na2O2和CO2反应产生的一种气体,使图1中的棉花满足了燃烧的一个条件;②“饱和的澄清石灰水变浑浊”说明Na2O2和CO2反应将
化学能
转化为热能,使图1中的棉花满足了燃烧的另一个条件.
[拓展提高]:①Na2O2和CO2反应除生成一种气体外,还生成了一种固体,小明认为生成的固体是NaOH,小红认为是Na2CO3,同学们经过思考后认为
小明
同学的猜想是错误的,理由是:
反应前后元素种类不变,反应物中没有氢元素所以不能生成NaOH
.
②Na2O2和CO2反应的化学方程式是
2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2
.
23、呼吸面具和潜水艇中可用过氧化钠(Na2O2)作为供氧剂.下面是兴趣小组同学围绕过氧化钠进行的一系列探究,请你参与到其中.
【查阅资料】过氧化钠在常温下能与水反应生成NaOH和O2,与CO2反应产生Na2CO3(Na2CO3溶液呈碱性)和O2.
【设计实验】兴趣小组同学通过右图装置探究CO2与Na2O2的反应.实验过程如下:
(1)测定过氧化钠样品中过氧化钠的纯度.
用上图装置通过测定产生的氧气的体积,从而测定过氧化钠样品中过氧化钠的纯度,则装置中B瓶的作用是
除去未反应的CO2
,若没有B瓶,则测出的过氧化钠在样品中的质量分数
偏大
(填“偏大”、“偏小”或“不变”).
(2)检验U型管中反应后剩余固体的成分.
A.【对固体的猜想】
猜想Ⅰ.全部是Na2CO3;
猜想Ⅱ.
是碳酸钠和过氧化钠的混合物
.
B.【实验和推断】

(1)步骤②所需要的玻璃仪器有:烧杯、玻璃棒和
漏斗
,玻璃棒在步骤①中的作用是
加速溶解
.
(2)步骤③说明白色固体A是
Na2CO3
(填化学式),产生白色沉淀的化学方程式是
Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl
.
(3)若现象a没有明显变化,则猜想
Ⅰ
成立.猜想Ⅱ成立,现象a是
无色酚酞试液变红色
.
【反思与拓展】①Na2O2与CO2反应的化学方程式是
2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2
.
②过氧化钠作潜水艇的供氧剂的优点是
在常温下反应(或能吸收人呼出的CO2等)
(答一点).

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