Question

某化學興趣小組在化學實驗室發(fā)現(xiàn)一瓶沒有標簽的淡黃色粉末，同學們對探究該粉末產(chǎn)生濃厚興趣，并在老師的指導下進行探究活動．
提出問題  這種淡黃色粉末是什么？有什么性質(zhì)和用途？
查閱資料  ①硫是淡黃色粉末，不溶于水；
②過氧化鈉（Na₂O₂）是淡黃色粉末，溶于水并能與水反應，“載人宇宙飛船或潛水艇中一般都要安裝盛放過氧化鈉（Na₂O₂）顆粒的裝置”
猜想與探究
猜想：淡黃色粉末可能是：a．硫；b．過氧化鈉；c．硫和過氧化鈉的混合物．
實驗與結(jié)論

	實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
猜想	在一支潔凈的試管中加入適量的上述淡黃色粉末，再加入足量的蒸餾水，充分振蕩	固體粉末全部溶解	猜想a、c不成立，猜想b成立．

提出問題  過氧化鈉是否為一種制氧劑？與人呼出的哪種氣體發(fā)生反應？
提出猜想  過氧化鈉與人呼出的N₂或CO₂或水蒸氣反應并生成氧氣．
進行實驗
實驗Ⅰ：驗證過氧化鈉與氮氣反應并生成氧氣．    王軒同學設(shè)計如圖Ⅰ所示裝置：
（1）實驗現(xiàn)象及結(jié)論：觀察到

燃著的木條熄滅

現(xiàn)象，判斷過氧化鈉與氮氣沒有發(fā)生反應．
實驗Ⅱ：驗證過氧化鈉與水蒸氣反應并生成氧氣．   華宇同學設(shè)計了如下圖所示裝置
（2）其中A裝置的作用是

產(chǎn)生二氧化碳氣體

．
（3）實驗現(xiàn)象及結(jié)論：帶火星的木條復燃；查閱資料知道：過氧化鈉與水蒸氣生成了氧氣和一種常見堿，寫出該反應的化學方程式

2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+3O₂↑

．
實驗Ⅲ：驗證過氧化鈉與二氧化碳反應并生成氧氣．
李杰在老師的指導下也設(shè)計了如圖Ⅱ所示裝置．（不考慮稀鹽酸的揮發(fā)）
（4）實驗記錄

實驗操作		主要實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論及解釋
①	檢查裝置的氣密性． 向裝置中加入藥品．		裝置的氣密性良好．
②	打開分液漏斗活塞，向A 裝置中緩慢加入稀鹽酸．	A裝置中觀察到的現(xiàn)象有 有大量的氣泡產(chǎn)生 ， C裝置中有氣泡出現(xiàn)．	A裝置中發(fā)生反應的化學方程式為 CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ ； C裝置作用是 除去沒有反應的二氧化碳 ．
③	一段時間后用帶火星的木條在D內(nèi)進行檢驗．	帶火星的木條復燃．	過氧化鈉與二氧化碳反應并生成氧氣．

實驗反思
（1）張紅同學對實驗Ⅲ的設(shè)計提出疑問：該實驗不能證明二氧化碳與過氧化鈉確實發(fā)生了反應，你認為他的理由是

產(chǎn)生的二氧化碳氣體中含有水蒸氣

．請你回答如何改進該實驗

在A和B之間增加一個裝有濃硫酸的裝置

．
（2）王兵同學查閱資料后知道實驗Ⅲ中過氧化鈉與二氧化碳反應生成碳酸鈉和氧氣，他稱取過氧化鈉與二氧化碳充分反應后的固體剩余物質(zhì)21.5g，加入到盛有足量稀鹽酸的燒杯中，并不斷用玻璃棒攪拌．反應過程用精密儀器測得燒杯內(nèi)混合物的質(zhì)量（m）與反應時間（t）關(guān)系如圖Ⅳ所示（不考慮實驗過程中其它因素的影響）．
請計算碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)：

98.6%

．（寫出計算過程，結(jié)果保留一位小數(shù)）

Answer 1

分析：本實驗題是探究性實驗，對于淡黃色的固體進行確認，主要是利用它們的化學性質(zhì)，硫不與水反應，而過氧化鈉與水反應，加足量水，固體完全反應，對反應產(chǎn)生的氣體能助燃，是氧氣；過氧化鈉也能與二氧化碳反應，產(chǎn)生的氣體使木條復燃，說明是氧氣．根據(jù)題干圖象提供的物質(zhì)的質(zhì)量關(guān)系即可求出碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)，據(jù)此解答即可．

解答：解：實驗與結(jié)論：根據(jù)題干提供的信息，硫不溶于水，而過氧化鈉溶于水且與水反應，根據(jù)結(jié)論猜想a、c不成立，猜想b成立，可以知道出現(xiàn)的現(xiàn)象是固體全部溶解，故填：固體粉末全部溶解；
（1）過氧化鈉與氮氣沒有發(fā)生反應，氮氣是不支持燃燒的氣體，故緩慢通過氮氣的時候會看到燃著的木條熄滅的現(xiàn)象，故填：燃著的木條熄滅；
（2）A裝置中盛有的藥品是大理石和稀鹽酸，二者能反應生成二氧化碳，故A裝置的作用是產(chǎn)生二氧化碳，故填：產(chǎn)生二氧化碳；
（3）過氧化鈉與水蒸氣生成了氧氣和氫氧化鈉，故填：2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+3O₂↑；
（4）打開分液漏斗活塞，向A裝置中緩慢加入稀鹽酸，則大理石和稀鹽酸反應生成二氧化碳氣體，會產(chǎn)生大量的氣泡，C中盛有的是氫氧化鈉溶液，其作用是除去沒有反應的二氧化碳，故填：有大量的氣泡產(chǎn)生，CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑，除去沒有反應的二氧化碳；
實驗反思：
（1）由于產(chǎn)生的二氧化碳中混有水蒸氣，可能是水蒸氣與過氧化鈉反應生成了氧氣，因此需要在二氧化碳通入B裝置之前，進行干燥，可以在A和B之間增加一個盛有濃硫酸的裝置，故填：產(chǎn)生的二氧化碳氣體中含有水蒸氣，在A和B之間增加一個裝有濃硫酸的裝置；
（2）根據(jù)圖象可知產(chǎn)生二氧化碳的質(zhì)量為：172.5g-163.7g=8.8g
設(shè)碳酸鈉的質(zhì)量為x
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
106                   44
x                     8.8g

106

x

=

44

8.8g

，x=21.2g
故碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)為：

21.2g

21.5g

×100%≈98.6%，
故填：98.6%．

點評：本題考查了物質(zhì)成分的探究以及物質(zhì)的性質(zhì)，完成此題，可以依據(jù)已有的知識結(jié)合題干提供的信息進行．要求同學們增強閱讀能力，能夠從題干中提取有用的信息，以利于解題．