過氧化鈉(Na
2O
2)是一種淡黃色固體.在一次科技活動中,同學(xué)們將包有Na
2O
2固體的棉花放入了如圖1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
CO2密度比空氣大,CO2不能燃燒也不支持燃燒
CO2密度比空氣大,CO2不能燃燒也不支持燃燒
的性質(zhì).
(2)棉花為什么會燃燒呢?同學(xué)們認為棉花要燃燒,除了滿足棉花是可燃物之外,還需滿足
與氧氣接觸
與氧氣接觸
、
溫度達到著火點
溫度達到著火點
.
【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Na
2O
2與CO
2、H
2O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{色.
【實驗設(shè)計】經(jīng)過討論,同學(xué)們設(shè)計用如圖2所示裝置進行實驗探究.
【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:大理石與稀鹽酸制取的CO
2還會含有一定量的水蒸氣,但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色; ③飽和的澄清石灰水變渾濁.
【實驗分析】①B裝置內(nèi)盛放的試劑是
濃硫酸
濃硫酸
;②D裝置燒杯內(nèi)澄清石灰水變渾濁的原因可能是
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
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
,也可能是空氣中的CO
2與澄清石灰水反應(yīng)生成了難溶物使澄清石灰水變混濁.
【實驗結(jié)論】①Na
2O
2和CO
2反應(yīng)產(chǎn)生的一種氣體,使圖1中的棉花滿足了燃燒的一個條件.
②Na
2O
2和CO
2反應(yīng)過程中伴隨能量變化,使圖1中的棉花滿足了燃燒的另一個條件.
【拓展提高】①Na
2O
2和CO
2反應(yīng)除生成一種氣體外,還生成了一種固體,學(xué)生甲認為生成的固體是NaOH,學(xué)生乙認為是Na
2CO
3,同學(xué)們經(jīng)思考后認為甲同學(xué)的猜想是錯誤的,理由是
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
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
.
②寫出Na
2O
2和CO
2反應(yīng)的化學(xué)方程式
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
.
【定量探究】有一包久置的過氧化鈉粉末,現(xiàn)已證明因其保存不當(dāng)導(dǎo)致完全變質(zhì)成為NaOH和Na
2CO
3的混合物,同學(xué)們稱取了13.25g樣品,加入足量稀鹽酸,并將產(chǎn)生的氣體通入足量的澄清石灰水中,得到白色沉淀,經(jīng)過濾、洗滌、烘干后稱得其質(zhì)量為10g,試計算:樣品中Na
2CO
3的質(zhì)量分數(shù).