Question

過氧化鈉(Na₂O₂)是一種淡黃色固體。在一次科技活動中，同學(xué)們將包有Na₂O₂固體的棉花放入了如右圖所示的裝置中，發(fā)現(xiàn)高低不同的兩根蠟燭，下面的蠟燭先熄滅，上面的蠟燭后熄滅，同時也驚奇地發(fā)現(xiàn)棉花燃燒了起來。

（1）實驗過程中蠟燭由下往上依次熄滅，說明二氧化碳

具有               、                 的性質(zhì)。

（2）棉花為什么會燃燒呢？同學(xué)們認(rèn)為棉花要燃燒，除了滿足棉花是可燃物之外，還需

滿足                          、                          。

【提出問題】上述實驗中是如何給棉花提供燃燒條件的？

【查閱資料】1．在常溫下Na₂O₂與CO₂、H₂O均能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

　　　　    2．無水硫酸銅為白色固體，吸水后變?yōu)樗{(lán)色。

【實驗設(shè)計】經(jīng)過討論，同學(xué)們設(shè)計用下圖所示裝置進(jìn)行實驗探究。

【實驗步驟】①檢查整套裝置的氣密性；

②把相關(guān)的試劑放入對應(yīng)的儀器內(nèi)；③用力推動針筒的活塞，把稀鹽酸注入試管內(nèi)；

④一段時間后，在P處放置一根帶火星的木條，觀察現(xiàn)象。

注意：整個實驗過程中不考慮稀鹽酸的揮發(fā)和空氣對實驗的影響。

【實驗現(xiàn)象】①帶火星的木條復(fù)燃②無水硫酸銅沒有變藍(lán)色③飽和的澄清石灰水變渾濁。

【實驗分析】D裝置燒杯內(nèi)澄清石灰水變渾濁的原因是                         。

【實驗結(jié)論】①Na₂O₂和CO₂反應(yīng)生成一種氣體，使圖1中的棉花滿足了燃燒的一個條件。

②使圖1中的棉花滿足了燃燒的另一條件是：Na₂O₂和CO₂反應(yīng)過程中  （填放熱或吸熱）

【拓展提高】①Na₂O₂和CO₂反應(yīng)除生成一種氣體外，還生成了一種固體，學(xué)生甲認(rèn)為生成的固體是NaOH，學(xué)生乙認(rèn)為是Na₂CO₃，同學(xué)們經(jīng)思考后認(rèn)為　　同學(xué)的猜想是錯誤的，理由是　                                                             　　。

②寫出Na₂O₂和CO₂反應(yīng)的化學(xué)方程式   　　                               。

 

Answer 1

【答案】

(1)CO₂密度比空氣大   CO₂不能燃燒也不支持燃燒的性質(zhì)。(2)與氧氣接觸 溫度達(dá)到著火點 【實驗分析】Na₂O₂和CO₂反應(yīng)放出熱量，使石灰水溫度升高，氫氧化鈣的溶解度減小，析出氫氧化鈣固體。 【實驗結(jié)論】放熱

【拓展提高】:① 甲   反應(yīng)前后元素種類不變，反應(yīng)物中沒有氫元素所以不能生成NaOH。②2Na₂O₂＋2CO₂=2Na₂CO₃+O₂

【解析】

試題分析：（1）蠟燭由下往上依次熄滅，說明二氧化碳的密度比空氣大，且不能燃燒、也不支持燃燒。

（2）根據(jù)燃燒的條件分析，燃燒要同時滿足三個條件，即：可燃物、與氧氣（或空氣）充分接觸、溫度達(dá)到可燃物燃燒所需的最低溫度（也叫著火點），那么棉花的燃燒，也必須符合這三個條件，由于棉花本身是可燃物，故還需滿足與氧氣接觸和溫度達(dá)到著火點這兩個條件。

【實驗分析】澄清石灰水變渾濁，只有兩種可能：一是與某物質(zhì)（如二氧化碳等）反應(yīng)，生成了碳酸鈣沉淀；二是溫度發(fā)生變化（升溫），石灰水中的溶質(zhì)從溶液中析出了；由于“U”型管內(nèi)的物質(zhì)與D裝置中的澄清石灰水是分離的，故相互間是不能發(fā)生反應(yīng)的，那么只能是其中的Na₂O₂和A裝置中產(chǎn)生的CO₂發(fā)生了反應(yīng)（因為C中無水硫酸銅沒有變藍(lán)色，說明水已全部被B中濃硫酸吸收），放出熱量，使石灰水溫度升高，由于氫氧化鈣的溶解度隨之減小，故析出氫氧化鈣固體而使燒杯內(nèi)澄清石灰水變渾濁。

【實驗結(jié)論】根據(jù)上面的分析可知，Na₂O₂和CO₂的反應(yīng)過程中放出了熱量。

【拓展提高】①由于該反應(yīng)的反應(yīng)物是Na₂O₂和CO₂，即反應(yīng)物中共含有Na、C、O三種元素，其中不含有氫元素，結(jié)合質(zhì)量守恒定律中的元素守恒，即化學(xué)變化中元素的種類和質(zhì)量都不變，可知生成物中不可能含有H元素，也就不會是NaOH。

②根據(jù)題意，Na₂O₂和CO₂在常溫下反應(yīng)，生成了O₂和Na₂CO₃，故反應(yīng)的化學(xué)方程式是2Na₂O₂＋2CO₂=2Na₂CO₃+O₂

考點：二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)，二氧化碳的物理性質(zhì)，常見氣體的檢驗與除雜方法，燃燒與燃燒的條件，溶解度的影響因素，質(zhì)量守恒定律及其應(yīng)用，書寫化學(xué)方程式

點評：對于驗證型實驗探究，要熟記物質(zhì)的性質(zhì)或變化規(guī)律，根據(jù)給出的實驗設(shè)計方案，進(jìn)行實驗、分析和探究，并通過觀察、記錄和分析的實驗現(xiàn)象，來驗證該物質(zhì)的性質(zhì)或變化規(guī)律等。