Question

17．教材中给出了Na₂O₂与H₂O反应的化学方程式．为了探究Na₂O₂与H₂O反应的机理，某学习探究小组在教师指导下设计了如图所示装置进行实验．

实验步骤如下：
①按图示组装仪器，并检查气密性为良好后装入药品；
②保持K₁打开、K₂关闭，将注射器中的水推入试管，此时A中无气体产生；
③挤压装有酚酞的胶头滴管，使酚酞滴入试管中，A中溶液显红色；
④挤压装有稀盐酸的胶头滴管，使酸液滴入试管中，红色消失后再滴加2滴；
⑤用双连打气球向A中鼓气，使A中溶液通过喷头进入B中支管，发现淀粉KI溶液变蓝，KMnO₄溶液褪色；
⑥迅速打开止水夹K₂，关闭K₁，继续向A中鼓气，待A中溶液进入C中约三分之一时停止鼓气．然后用热水浴加热C片刻，C中有气泡冒出，经检验为氧气．
回答下列问题：
（1）写出Na₂O₂与H₂O反应的离子方程式2Na₂O₂+2H₂O═4Na⁺+4OH^-+O₂↑．
（2）若向Na₂O₂中滴加适量的盐酸，也能产生使带火星的木条复燃的气体，且最后溶液呈中性，请写出该反应的化学方程式2Na₂O₂+4HCl═4NaCl+2H₂O+O₂↑．
（3）用离子方程式表示淀粉KI溶液变蓝的原因2I^-+2H⁺+H₂O₂=I₂+2H₂O．
（4）用离子方程式表示KMnO₄溶液褪色的原因（MnO₄^-在酸性条件下被还原成Mn²⁺，不考虑MnO₄^-氧化Cl^-）2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺═2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O．
（5）A中用冰盐冷浴和C中用热水浴的作用分别是防止生成的H₂O₂分解，促使H₂O₂分解．
（6）由此实验探究可知：Na₂O₂与H₂O反应的机理是（用化学方程式表示）Na₂O₂+2H₂O═2NaOH+H₂O₂，2H₂O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．

Answer 1

分析 开始时试管中无气体生成，滴入酚酞后，溶液变红色，说明Na₂O₂与H₂O反应生成了碱和H₂O₂，然后滴入的稀盐酸中和NaOH，H₂O₂在C中分解生成O₂，
（1）Na₂O₂与H₂O反应生成氢氧化钠和氧气；
（2）Na₂O₂中滴加适量的盐酸，也能产生使带火星的木条复燃的气体，且最后溶液呈中性，过氧化钠和盐酸反应生成氯化钠、氧气和水；
（3）H₂O₂有强氧化性，能将I^-氧化成碘单质，所以淀粉碘化钾试纸变蓝，据此写出反应的离子方程式；
（4）H₂O₂使KMnO₄溶液褪色，体现了双氧水的还原性，说明双氧水被酸性高锰酸钾溶液氧化成氧气；
（5）双氧水不稳定，温度过高容易分解，则A中用冰盐冷浴可防止温度过高H₂O₂分解，C中用热水浴可使加快H₂O₂分解；
（6）根据实验可知，过氧化钠与水反应的机理为：Na₂O₂与H₂O反应生成H₂O₂，H₂O₂遇热分解生成氧气，据此写出反应方程式．

解答 解：开始时试管中无气体生成，滴入酚酞，溶液变红色，说明Na₂O₂与H₂O反应生成了碱和H₂O₂，然后滴入的稀盐酸中和NaOH，H₂O₂在C中分解生成O₂，
（1）Na₂O₂与H₂O反应生成氢氧化钠和氧气，反应的离子方程式为：2Na₂O₂+2H₂O═4Na⁺+4OH^-+O₂↑，
故答案为：2Na₂O₂+2H₂O═4Na⁺+4OH^-+O₂↑；
（2）Na₂O₂中滴加适量的盐酸，也能产生使带火星的木条复燃的气体，且最后溶液呈中性，过氧化钠和盐酸反应生成氯化钠、氧气和水，反应的化学方程式为：2Na₂O₂+4HCl═4NaCl+2H₂O+O₂↑，
故答案为：2Na₂O₂+4HCl═4NaCl+2H₂O+O₂↑；
（3）淀粉碘化钾试纸变蓝，说明H₂O₂有强氧化性，能将I^-氧化成碘单质，反应的离子方程式为：2I^-+2H⁺+H₂O₂=I₂+2H₂O，
故答案为：2I^-+2H⁺+H₂O₂=I₂+2H₂O；
（4）酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，H₂O₂使KMnO₄溶液褪色，体现了双氧水的还原性，反应的离子方程式为：2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O，
故答案为：2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O；
（5）双氧水不稳定，温度过高容易分解，则A中用冰盐冷浴，目的是防止温度过高H₂O₂分解；C中用热水浴可使H₂O₂分解，
故答案为：防止生成的H₂O₂分解，使H₂O₂分解；
（6）根据实验可知，过氧化钠与水反应的机理为：Na₂O₂与H₂O反应生成H₂O₂，H₂O₂遇热分解生成氧气，反应方程式为：Na₂O₂+2H₂O=2NaOH+H₂O₂、2H₂O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，
故答案为：Na₂O₂+2H₂O=2NaOH+H₂O₂、2H₂O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．

点评 本题考查了探究过氧化钠与水的反应原理，题目难度中等，明确实验目的及双氧水的性质为解答关键，注意掌握过氧化钠与水反应的机理，试题侧重考查学生的分析、理解能力及化学实验能力．