过氧化钠(Na2O2)是一种淡黄色固体。在一次科技活动中,某化学兴趣小组的同学将包有Na2O2固体的棉花放入了如图1的实验装置中,当倾倒二氧化碳时,发现了现象;...

2023-07-09 22:47发布

这道初中化学的题目是:
过氧化钠(Na2O2)是一种淡黄色固体。在一次科技活动中,某化学兴趣小组的同学将包有Na2O2固体的棉花放入了如图1的实验装置中,当倾倒二氧化碳时,发现了                             现象;同时也惊奇地发现棉花团燃烧了起来。


【提出问题】棉花团为什么会燃烧起来呢?
【查阅资料】
(1)在常温下Na2O2能和CO2反应生成一种气体和碱性物质。
(2)在常温下Na2O2能和水发生反应: 2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2
(3)无水硫酸铜为白色固体,吸水后变为蓝色。
【设计实验】经过讨论后,小组同学设计了如图2的实验进行探究。
【实验步骤】
①检查整套装置的气密性;
②把相关的试剂放入对应的仪器内(D装置的U型管内放有足量的Na2O2固体,烧杯内盛有饱和的澄清石灰水),并按图2组装整套实验仪器;
③用力推动针筒的活塞,把稀盐酸注入试管内;
④一段时间后,在P处放置一根带火星的小木条,观察现象。
注:整个实验中不考虑稀盐酸的挥发和空气对实验的影响。

【实验现象】
①无水硫酸铜                  ;②带火星的小木条复燃;③                    
【实验分析】
(1)“小木条复燃”说明Na2O2和CO2反应生成了          ;实验现象③说明该反应放出了热量;同时棉花团是可燃物,棉花团因为同时满足燃烧所需的三个条件,所以燃烧起来了。
(2)请你写出Na2O2和CO2反应的化学方程式                                               
【拓展提高】
同学们在实验室发现一瓶放置了较长时间的过氧化钠粉末,已知发生了部分变质,同学们取3.00g变质粉末决定探究其中的成分及其质量。
【提出问题】变质的过氧化钠粉末中有哪些成分,它们的质量是多少?
【猜想与假设】(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……
【设计实施方案】
实验步骤
实验现象
①取15 g变质粉末于一支大试管内,加入适量的水,共收集到1.6g气体,然后用带火星木条检验生成的气体。
固体完全溶解,有气泡产生,带火星的小木条复燃
②继续向上述试管中加入足量的石灰水,充分反应。
有白色沉淀生成
③将②中物质过滤,得到滤渣,将其洗涤、干燥并称量,得固体5g。
 
 
【解释与结论】同学们经过认真计算分析,确定了粉末中含有的成分及质量
计算过程:
【反思与评价】
(1)实验室在保存过氧化钠时应注意密封保存。
(2)有同学提出把第②步实验中足量的石灰水改为足量氯化钙溶液,至沉淀不再生成时过滤,向滤液中滴加无色酚酞试液,若液体变红,则证明原粉末中有NaOH。你认为该方案是否合理并说明理由                                               
1条回答
空灵
2023-07-09 22:55
这道初中化学题的正确答案为:
蜡烛自下而上依次熄灭(合理即可)
【实验现象】①不变蓝色;  ③澄清石灰水变浑浊。
【实验分析】(1)O2  (2)2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2  
【猜想与假设】Na2O2、Na2CO3(多写或漏写均扣1分)
【解释与结论】m(Na2O2)=7.8g(1分)  m(Na2CO3)=5.3g(1分)  m(NaOH)=1.9g(1分)
【反思与评价】不合理,因为过氧化钠与水反应也能生成氢氧化钠,也能使无色酚酞试液变红,所以,不能证明原粉末中有NaOH。
解题思路
由于二氧化碳不可燃也不支持燃烧,且二氧化碳的密度比空气大,故可见烧杯内的蜡烛,会自下而上依次熄灭。
【实验现象】①由于浓硫酸具有吸水性,故经过装置B的气体中一定不含水,所以无水硫酸铜不会变蓝色;
③根据下面的实验分析——“实验现象③说明该反应放出了热量”判断, 由于反应放出热量,故溶液温度会升高,而氢氧化钙的溶解度随温度的升高而减小,故饱和的石灰水中会有溶质的析出,即澄清石灰水变浑浊。
【实验分析】(1)由实验现象②带火星的小木条复燃可知,Na2O2和CO2反应生成了O2; 
(2)根据题意,在常温下Na2O2能和CO2反应生成一种气体(O2)和碱性物质,再结合质量守恒定律中的元素守恒可知,该碱性物质中一定含有钠、碳元素,可能含有氧元素,故该碱性物质为碳酸钠,则该反应的化学方程式为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2; 
【猜想与假设】(2)根据上面的分析可知,Na2O2能与空气中的二氧化碳反应生成Na2CO3和氧气,所以部分变质的过氧化钠粉末中可能含有Na2O2、Na2CO3
【解释与结论】根据用带火星木条检验生成的气体,结果带火星的小木条复燃,说明加水后反应生成了氧气,且氧气质量为1.6g,则根据生成氧气的质量,可计算出未变质的过氧化钠的质量;再根据加入足量的石灰水,充分反应后有白色沉淀生成,可知变质的粉末中含有碳酸钠,且根据生成碳酸钙沉淀的质量(5g),可计算出变质生成的碳酸钠的质量;最后,用总质量减去过氧化钠质量,再减去碳酸钠的质量就是氢氧化钠的质量。
解,设要生成1.6g氧气,需参加反应的过氧化钠的质量为X,
2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2
156              32
X                1.6g
156:32=X:1.6g
解得,X=7.8g
设要生成5g碳酸钙沉淀,需要碳酸钠的质量为Y,
Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH
106           100
Y             5g
106:100="Y:5g"
解得Y=5.3g
所以,混合物中含有氢氧化钠的质量=15g-7.8g-5.3g=1.9g。
【反思与评价】不合理,因为向滤液中滴加无色酚酞试液,若液体变红,不能证明原粉末中就有NaOH,因为过氧化钠也能与水反应,生成氢氧化钠,所以不能说明原来是否存在氢氧化钠。
点评:对于验证型实验探究,要熟记物质的性质或变化规律,根据给出的实验设计方案,进行实验、分析和探究,并通过观察、记录和分析的实验现象,来验证该物质的性质或变化规律等。

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