Question

1．在学校的元旦联欢会上，某同学表演了“水能生火”的魔术．他向包有过氧化钠（Na₂O₂）粉末的脱脂棉上滴水，脱脂棉燃烧起来．小军很感兴趣，于是，他和同学们进行探究．
【提出问题】过氧化钠与水反应生成了什么物质？
为什么脱脂棉会燃烧？
【猜想】①可能有一种气体和另一种物质生成
②反应过程中可能有能量变化
【设计装置】如图所示
【实验探究】
实验一：探究反应后生成的气体是什么？
（1）打开右图装置中分液漏斗的活塞，控制滴加水的速度，观察到试管内有气泡产生，用带火星的木条靠近P处，木条复燃．说明生成的气体是氧气．
（2）实验中，还观察到伸入烧杯中的导管口有气泡冒出，
请解释产生该现象的原因：过氧化钠与水反应放出热量，锥形瓶内气体体积膨胀，因此观察到伸入烧杯中的导管口有气泡冒出
实验二：继续探究反应后生成的另一种是什么？
（1）小张猜想另一种物质是Na₂CO₃，小军认为不可能．小军的依据是：过氧化钠、水中，都没有碳元素，因此根据质量守恒定律，不可能是碳酸钠
为了证实小军的看法，请你设计一个证明CO₃^2-不存在的实验．

实验步骤	实验现象	实验结论

（2）小军取反应后所得的溶液于试管中，滴入无色酚酞试液，发现酚酞试液变红色，说明反应后所得的溶液呈碱性．
【表达】由实验探究的结果，写出过氧化钠和水反应的化学方程式2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑．

Answer 1

分析 根据打开如图装置中分液漏斗的活塞，控制滴加水的速度，观察到试管内有气泡产生，用带火星的木条靠近P处，木条复燃，说明生成的气体是氧气，因为氧气具有助燃性；实验中，还观察到伸入烧杯中的导管口有气泡冒出，是因为过氧化钠与水反应放出热量，锥形瓶内气体体积膨胀，因此观察到伸入烧杯中的导管口有气泡冒出；小张猜想另一种物质是Na₂CO₃，小军认为不可能．小军的依据是：过氧化钠、水中，都没有碳元素，因此根据质量守恒定律，不可能是碳酸钠；设计一个证明Na₂CO₃不存在的实验：用试管取少量的反应后溶液，然后向试管中滴加过量的稀盐酸，没有气泡冒出，说明碳酸钠不存在；小军取反应后所得的溶液于试管中，滴人无色酚酞试液，发现酚酞试液变红色，说明反应后所得的溶液呈碱性，因为酚酞遇到碱性溶液变红色；根据质量守恒定律，过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气进行分析．

解答 解：实验一：（1）打开如图装置中分液漏斗的活塞，控制滴加水的速度，观察到试管内有气泡产生，用带火星的木条靠近P处，木条复燃，说明生成的气体是氧气，因为氧气具有助燃性，说明生成的气体是：氧气；
（2）实验中，还观察到伸入烧杯中的导管口有气泡冒出，是因为过氧化钠与水反应放出热量，锥形瓶内气体体积膨胀，因此观察到伸入烧杯中的导管口有气泡冒出；实验二：（1）小张猜想另一种物质是Na₂CO₃，小军认为不可能；小军的依据是：过氧化钠、水中，都没有碳元素，因此根据质量守恒定律，不可能是碳酸钠；
设计一个证明Na₂CO₃不存在的实验：用试管取少量的反应后溶液，然后向试管中滴加过量的稀盐酸，没有气泡冒出，说明碳酸钠不存在；

实验步骤	预期实验现象
用试管取少量的反应后溶液，然后向试管中滴加过量的稀盐酸，观察现象	没有气泡冒出

（2）小军取反应后所得的溶液于试管中，滴人无色酚酞试液，发现酚酞试液变红色，说明反应后所得的溶液呈碱性，因为酚酞遇到碱性溶液变红色；
【表达】根据质量守恒定律，过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气，化学方程式为：2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑．
故答案为：实验一（1）氧气；
（2）过氧化钠与水反应放出热量，锥形瓶内气体体积膨胀，因此观察到伸入烧杯中的导管口有气泡冒出；
实验二（1）过氧化钠、水中，都没有碳元素，因此根据质量守恒定律，不可能是碳酸钠；   
取试管反应后的剩余物，滴加少量盐酸，无明显现象，证明不含CO₃^2-；

实验步骤	预期实验现象
用试管取少量的反应后溶液，然后向试管中滴加过量的稀盐酸，观察现象	没有气泡冒出

（2）碱性；
【表达】2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑．

点评 本考点既考查了实验步骤的设计，又考查了化学方程式的书写，还对实验进行了评价，综合性比较强．实验探究题是近几年中考的热点之一，它包括实验方法和过程的探究，实验结论和实验规律的探究等．本题通过实验资料和实验分析，得到了正确的结论，属于结论性探究．同学们要具体分析，综合掌握．