Question

某化學(xué)興趣小組查閱資料得知：過氧化鈉（Na₂O₂）是一種黃色粉末，常溫下能與二氧化碳反應(yīng)產(chǎn)生氧氣，常用在潛水艇中作供氧劑．該小組同學(xué)將過氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)后，發(fā)現(xiàn)除了生成氧氣，還生成了一種白色固體．
（一）【提出問題】該白色固體是什么？
【猜想】猜想a：碳酸鈉  猜想b：碳酸氫鈉
小周同學(xué)認(rèn)為猜想b不成立，理由是反應(yīng)物中沒有

 

元素．
【實驗】取少量生成的白色固體于試管中，加入

 

，產(chǎn)生氣泡，再將生成的氣體通入澄清石灰水中，石灰水變渾濁．
【結(jié)論】猜想a成立．
請寫出過氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

．
小周在查閱資料的過程中發(fā)現(xiàn)過氧化鈉固體還能與水反應(yīng)放出氧氣．實驗室有一瓶放置了較長時間的過氧化鈉粉末，已知發(fā)生了部分變質(zhì)，該興趣小組決定取3.00g變質(zhì)粉末繼續(xù)探究其中的成分及其質(zhì)量．
（二）【提出問題】變質(zhì)的過氧化鈉粉末中有哪些成分，它們的質(zhì)量是多少？
【查閱資料】①2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑  ②碳酸鈉溶液顯堿性，氯化鈣溶液顯中性．
③Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl
【猜想與假設(shè)】
（1）粉末成分是Na₂O₂和NaOH的混合物
（2）粉末成分是

 

的混合物
（3）粉末成分是Na₂O₂、NaOH 和Na₂CO₃的混合物…
【設(shè)計實施方案】

實驗步驟	實驗現(xiàn)象
①取3.00g變質(zhì)粉末于一支大試管內(nèi)，加入適量的水，共收集到0.32g氣體，然后用帶火星木條檢驗生成的氣體．	固體完全溶解，
②繼續(xù)向上述試管中加入足量的石灰水，充分反應(yīng)．
③將②中物質(zhì)過濾，得到濾渣，將其洗滌、干燥并稱量，得固體1.00g．

【解釋與結(jié)論】同學(xué)們經(jīng)過認(rèn)真分析，得出了以下結(jié)論．
粉末中含有的成分及質(zhì)量：

1	Na2O2	NaOH	Na2CO3
成分（填“有”或“沒有”）
質(zhì)量（g）

【反思與評價】
（1）實驗室在保存過氧化鈉時應(yīng)注意

 

．
（2）有同學(xué)提出把第②步實驗中足量的石灰水改為足量氯化鈣溶液，至沉淀不再生成時過濾，向濾液中滴加無色酚酞試液，若液體變紅，則證明原粉末中有NaOH．你認(rèn)為該方案是否合理并說明理由

 

．

Answer 1

考點：實驗探究物質(zhì)的組成成分以及含量,堿的化學(xué)性質(zhì),鹽的化學(xué)性質(zhì),質(zhì)量守恒定律及其應(yīng)用,書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專題：科學(xué)探究

分析：（一）【猜想】化學(xué)變化中元素的種類不變，反應(yīng)物中不含氫元素，生成物中也不可能有氫元素；
【實驗】要驗證白色固體是Na₂CO₃，只要證明含有CO₃^2-離子就可以，其方法是：滴加稀鹽酸，產(chǎn)生能使澄清石灰水變渾濁的氣體；
【結(jié)論】根據(jù)反應(yīng)物、生成物以及反應(yīng)條件正確書寫化學(xué)反應(yīng)方程式；
（二）【猜想與設(shè)計】變質(zhì)后的物質(zhì)還可能是氫氧化鈉和碳酸鈉的混合物；
【設(shè)計實施方案】根據(jù)過氧化鈉能與水反應(yīng)生成氧氣進(jìn)行分析；碳酸鈉能與氯化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀；

解答：解：（一）【猜想】因為反應(yīng)物過氧化鈉（Na₂O₂）和二氧化碳（CO₂）中均無氫（H）元素，所以生成物中不可能有含有氫（H）元素的碳酸氫鈉（NaHCO₃）；
故答案是：氫；
【實驗】檢驗碳酸鈉，只要驗證有碳酸根離子即可，其驗證方法為：取少量白色固體于試管中，加入稀鹽酸，看到有氣泡產(chǎn)生，將生成氣體通入澄清石灰水，看到澄清石灰水變渾濁，則證明是Na₂CO₃；
故答案是：稀鹽酸；
【結(jié)論】由以上實驗現(xiàn)象可以推知，過氧化鈉與二氧化碳在常溫下發(fā)生反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣，其反應(yīng)方程式為：2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂；
故答案是：2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂；
【設(shè)計實驗方案】①根據(jù)實驗結(jié)論知，過氧化鈉能與水反應(yīng)生成氧氣，而氧氣能使帶火星的木條復(fù)燃；
故答案是：帶火星的木條復(fù)燃；
③根據(jù)實驗中過濾得濾渣，可以知道實驗②中產(chǎn)生了白色沉淀，故答案是：有白色沉淀產(chǎn)生；
【解釋與結(jié)論】設(shè)過氧化鈉的質(zhì)量為x
2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑
 156              32
  x               0.32g

156

x

=

32

0.32g

  x=1.56g
設(shè)碳酸鈉的質(zhì)量為y
CaCl₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaCl
        106      100
         y        1g

106

y

=

100

1g

  y=1.06g
故含有氫氧化鈉的質(zhì)量為：3.00g-1.56g-1g=0.44g
故答案是：

	Na2O2	NaOH	Na2CO3
成分（填“有”或“沒有”）	有	有	有
質(zhì)量（g）	1.56g	0.44g	1.06g

【反思與評價】（1）根據(jù)以上實驗可以知道過氧化鈉在常溫下可以和水、二氧化碳?xì)怏w反應(yīng)，所以應(yīng)該密封保存；
故答案是：密封保存．
（2）由于氫氧化鈣與碳酸鈉反應(yīng)能生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，硅原有氫氧化鈉的檢驗會造成干擾，故方案不正確；
故答案是：不合理，加入的氫氧化鈣溶液引入了氫氧根離子．

點評：該題根據(jù)查閱資料提供的信息并結(jié)合實驗步驟和現(xiàn)象解決問題．主要考查讀題能力，能把題目所給信息與所學(xué)知識進(jìn)行牽連．知道性質(zhì)決定用途，用途體現(xiàn)性質(zhì)．