Question

6．在師生聯(lián)誼晚會(huì)上，化學(xué)老師表演了“吹氣生火”的魔術(shù)．用棉花將一種淡黃色的固體包裹其中，將一根長(zhǎng)玻璃管插入棉花團(tuán)中吹氣，稍后棉花團(tuán)劇烈燃燒起來(lái)．同學(xué)們?yōu)榱私议_(kāi)這個(gè)魔術(shù)的秘密，進(jìn)行了如下探究．
【相關(guān)信息】
①淡黃色固體成分是過(guò)氧化鈉（Na₂O₂）． ②吹出的氣體主要成分有氮?dú)�、二氧化碳和水蒸氣．③過(guò)氧化鈉與氮?dú)獠环磻?yīng)．④碳酸鈉溶液呈堿性．
【分析討論】
根據(jù)棉花團(tuán)劇烈燃燒的現(xiàn)象分析，反應(yīng)中除了生成氧氣外，還說(shuō)明過(guò)氧化鈉發(fā)生的反應(yīng)是放熱（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)
【提出猜想】同學(xué)們發(fā)現(xiàn)殘留固體呈白色，對(duì)該固體成分進(jìn)行猜想：
猜想Ⅰ：固體成分是Na₂CO₃，CO₂參加反應(yīng)．
猜想Ⅱ：固體成分是NaOH，H₂O參加反應(yīng)．
猜想Ⅲ：固體成分是Na₂CO₃和NaOH的混合物，CO₂和H₂O均參加反應(yīng)．
【實(shí)驗(yàn)探究】
同學(xué)們?cè)诶蠋煄ьI(lǐng)下用足量且潮濕的CO₂氣體通入過(guò)氧化鈉粉末中，充分反應(yīng)后，取白色固體于試管中配成溶液，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對(duì)猜想進(jìn)行驗(yàn)證．
驗(yàn)證Ⅰ：向溶液中滴加稀鹽酸，發(fā)現(xiàn)有氣泡產(chǎn)生．有同學(xué)認(rèn)為固體成分僅含有Na₂CO₃．
驗(yàn)證Ⅱ：蘸取少量溶液滴到pH試紙上，與標(biāo)準(zhǔn)比色卡比較，pH大于7，有同學(xué)認(rèn)為固體是NaOH．
請(qǐng)問(wèn)此結(jié)論是否正確？錯(cuò)誤（填“正確”或“錯(cuò)誤”），原因是：碳酸鈉溶液也顯堿性，可能有碳酸鈉存在．
驗(yàn)證Ⅲ：先向溶液中加入足量的CaCl₂溶液，看到白色沉淀產(chǎn)生，寫(xiě)出反應(yīng)方程式CaCl₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaCl；然后向上層清液中加入酚酞溶液，看到溶液呈紅色，驗(yàn)證了猜想Ⅲ是正確的．
【實(shí)驗(yàn)反思】由驗(yàn)證Ⅲ的結(jié)果可知，驗(yàn)證Ⅰ的結(jié)論錯(cuò)誤，因?yàn)樗�不能排除NaOH的存在．
【拓展延伸】根據(jù)探究所獲得的知識(shí)，有同學(xué)認(rèn)為可以用過(guò)氧化鈉做“滴水生火”的魔術(shù)，從燃燒的要素考慮，你認(rèn)為要使魔術(shù)成功必須控制水的用量．

Answer 1

分析 本題研究了過(guò)氧化鈉與二氧化碳和水反應(yīng)的性質(zhì)，通過(guò)“吹氣生火”的魔術(shù)體現(xiàn)了燃燒的三個(gè)條件缺一不可：①物質(zhì)具有可燃性，②可燃物與氧氣接觸，③可燃物達(dá)到著火點(diǎn)．然后對(duì)反應(yīng)后的生成物進(jìn)行探究，提出了三個(gè)猜想，再設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證．在實(shí)驗(yàn)的探究過(guò)程中，要注意碳酸鈉屬于鹽類(lèi)，但是它呈堿性，要驗(yàn)證氫氧化鈉存在時(shí)，必須排除碳酸鈉的干擾．還要注意化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)．

解答 解：【分析討論】“吹氣生火”的魔術(shù)，也需要燃燒的條件，①可燃物與氧氣接觸，②可燃物達(dá)到著火點(diǎn)．本實(shí)驗(yàn)一定是放熱反應(yīng)，放出的熱量使棉花團(tuán)達(dá)到了著火點(diǎn)．
故答案為：放熱
猜想Ⅲ：吹出的氣體中既有二氧化碳又有水蒸氣，因此可能是Na₂CO₃和NaOH的混合物．故答案為：Na₂CO₃和NaOH的混合物
驗(yàn)證Ⅱ：用pH試紙測(cè)得的pH大于7，不能確定固體是NaOH，因?yàn)镹a₂CO₃和NaOH的水溶液都顯堿性，因此錯(cuò)誤．故答案為：錯(cuò)誤，碳酸鈉溶液也顯堿性，可能有碳酸鈉存在；
驗(yàn)證Ⅲ：先向溶液中加入足量的氯化鈣溶液，是為了排除碳酸鈉溶液的干擾，再滴加酚酞試劑時(shí)，溶液顯紅色，就證明一定有氫氧化鈉了．
故答案為：CaCl₂；CaCl₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaCl；酚酞
【實(shí)驗(yàn)反思】向溶液中滴加稀鹽酸，發(fā)現(xiàn)有氣泡產(chǎn)生，能證明一定有碳酸鈉，但是不能證明沒(méi)有氫氧化鈉．故答案為：NaOH；
【拓展延伸】水不能太多，因?yàn)樗�能滅火．故答案為：水�?/p>

點(diǎn)評(píng) 本考點(diǎn)屬于實(shí)驗(yàn)探究題，考查了二氧化碳、水蒸氣分別與過(guò)氧化鈉反應(yīng)的有關(guān)性質(zhì)和變化的規(guī)律，還對(duì)反應(yīng)后是產(chǎn)物進(jìn)行探究，以及化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)，綜合性比較強(qiáng)．既有實(shí)驗(yàn)過(guò)程的探究，又有結(jié)論的探究．首先提出問(wèn)題、作出假設(shè)，然后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，最后得出正確的結(jié)論，并對(duì)設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行了拓展．本考點(diǎn)是中考的重要內(nèi)容之一，主要出現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)題中．