Question

14．水能滅火也可以引火．把少量過氧化鈉（Na₂O₂）粉末用干燥脫脂棉包裹（脫脂棉和過氧化鈉不反應(yīng)），將少量水滴到包有過氧化鈉的脫脂棉上，則脫脂棉迅速發(fā)生燃燒．小明對此現(xiàn)象很感興趣，于是他和同學們進行如下探究：
【提出問題】過氧化鈉與水反應(yīng)生成了什么物質(zhì)？為什么脫脂棉會燃燒？
【猜想】
①可能有一種氣體和另一種物質(zhì)生成．
②反應(yīng)過程中可能有能量變化．
【設(shè)計實驗】如圖所示
實驗一：探究反應(yīng)后生成的氣體是什么？
（1）打開如圖裝置中的分液漏斗的活塞，控制滴加水的速度，觀察到試管內(nèi)有氣泡產(chǎn)生，用帶火星的木條靠近P處，木條復燃，說明生成的氣體是O₂（或氧氣）．發(fā)生的反應(yīng)方程式為2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑其中氧化劑為Na₂O₂；還原劑為Na₂O₂；產(chǎn)生0.2mol的氧氣，需要的轉(zhuǎn)移電子0.4mol．
（2）實驗中，還觀察到伸入燒杯中的導管口有氣泡冒出，請解釋產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因：反應(yīng)過程中有熱量放出，使吸濾瓶內(nèi)空氣受熱膨脹．
實驗二：繼續(xù)探究反應(yīng)后生成的另一種物質(zhì)是什么？
（3）小強猜想另一種物質(zhì)是Na₂CO₃，小明認為不可能，小明的依據(jù)是根據(jù)質(zhì)量守恒定律，化學反應(yīng)前后元素的種類不變，而反應(yīng)物中不含碳元素．
為了證實小明的看法，請你設(shè)計一個證明CO₃^2-不存在的實驗．

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論

（4）小明取反應(yīng)后所得的溶液于試管中，滴入無色酚酞試液，發(fā)現(xiàn)酚酞試液變紅色，說明反應(yīng)后所得的另一種物質(zhì)是NaOH（填化學式）．

Answer 1

分析 實驗一：（1）能使帶火星的木條復燃，說明該氣體具有助燃性，發(fā)生的反應(yīng)是過氧化鈉和水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氧氣，反應(yīng)中 氧元素化合價-1價變化為-2價和0價，過氧化鈉做氧化劑和還原劑，化學方程式計算生成1mol氧氣電子轉(zhuǎn)移2mol；
（2）導管口有氣泡冒出，說明吸濾瓶內(nèi)的壓強增大，而反應(yīng)是在試管內(nèi)發(fā)生，不是在吸濾瓶內(nèi)發(fā)生，所以是試管內(nèi)發(fā)生的反應(yīng)放出熱量，使吸濾瓶內(nèi)溫度升高，氣體壓強增大；
實驗二：（3）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，化學反應(yīng)前后元素的種類不變；根據(jù)檢驗碳酸根離子的方法進行分析；
（4）根據(jù)酚酞溶液遇酸堿溶液的變色情況進行分析．

解答 解：實驗一：（1）氧氣具有助燃性，能使帶火星的木條復燃，說明生成的氣體是氧氣，發(fā)生的反應(yīng)是過氧化鈉和水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氧氣，反應(yīng)的方程式為2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，反應(yīng)中 氧元素化合價-1價變化為-2價和0價，過氧化鈉做氧化劑和還原劑，化學方程式計算生成1mol氧氣電子轉(zhuǎn)移2mol，產(chǎn)生0.2mol的氧氣，需要的轉(zhuǎn)移電子0.4mol
故答案為：O₂（或氧氣）；2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑；Na₂O₂；Na₂O₂；0.4；
（2）試管內(nèi)發(fā)生的反應(yīng)放出熱量，使吸濾瓶內(nèi)的溫度升高，氣體壓強增大，所以會看到導管口有氣泡冒出，
故答案為：反應(yīng)過程中有熱量放出，使吸濾瓶內(nèi)空氣受熱膨脹；
實驗二：（3）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，化學反應(yīng)前后元素的種類不變，反應(yīng)物中沒有碳元素，因而生成物中也不可能有碳元素；碳酸根離子遇到鹽酸會反應(yīng)生成二氧化碳，有氣泡冒出，若沒有氣泡冒出，則說明沒有碳酸根離子，
故答案為：根據(jù)質(zhì)量守恒定律，化學反應(yīng)前后元素的種類不變，而反應(yīng)物中不含碳元素

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
取少量反應(yīng)后所得溶液于試管中，滴入稀鹽酸	沒有氣泡產(chǎn)生	不存在CO32-

（4）酚酞溶液變紅說明溶液顯堿性，一定有氫氧根離子，而堿一般是由氫氧根離子和金屬離子構(gòu)成的，反應(yīng)物中的金屬元素只有鈉元素，所以該物質(zhì)是氫氧化鈉．故答案為：NaOH；

點評 本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的實驗驗證分析、物質(zhì)性質(zhì)和反應(yīng)現(xiàn)象是解題關(guān)鍵，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．