Question

2．在師生聯誼晚會上，化學老師表演了“吹氣生火”的魔術．用棉花將一種淡黃色的固體包裹其中，將一根長玻璃管插入棉花團中吹氣，稍后棉花團劇烈燃燒起來．同學們為了揭開這個魔術的秘密，進行了如下探究．
【相關信息】①淡黃色固體成分是過氧化鈉（Na₂O₂）；②吹出的氣體主要成分有氮氣、二氧化碳和水蒸氣；③過氧化鈉與氮氣不反應；④碳酸鈉溶液呈堿性．
【分析討論】根據棉花團劇烈燃燒的現象分析，反應中除了生成氧氣外，還說明過氧化鈉發生的反應是放熱（填“吸熱”或“放熱”）反應．
【提出猜想】同學們發現燃燒后殘留固體呈白色，對該固體成分進行猜想：
猜想Ⅰ：固體成分是Na₂CO₃，CO₂參加反應．
猜想Ⅱ：固體成分是NaOH，H₂O參加反應．
猜想Ⅲ：固體成分是Na₂CO₃和NaOH的混合物，CO₂和H₂O均參加反應．
【實驗探究】同學們在老師帶領下用足量且潮濕的CO₂氣體通入過氧化鈉粉末中，充分反應后，取白色固體于試管中配成溶液，設計實驗對猜想進行驗證．
驗證Ⅰ：向溶液中滴加稀鹽酸，發現有氣泡產生．有同學認為固體成分僅含有Na₂CO₃．
驗證Ⅱ：蘸取少量溶液滴到pH試紙上，與標準比色卡比較，pH大于7，有同學認為固體是NaOH．另外有同學認為此結論是錯誤的，錯誤的原因是：Na₂CO₃的水溶液也顯堿性．
驗證Ⅲ：先向溶液中加入足量的氯化鈣溶液，看到白色沉淀產生，寫出反應方程式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，驗證了猜想Ⅲ是正確的．
【實驗反思】由驗證Ⅲ的結果可知，驗證Ⅰ的結論錯誤，因為它不能排除氫氧化鈉的存在．

Answer 1

分析 本題能使同學們體會到實驗探究的一般過程，通過實驗分析可知：根據棉花團劇烈燃燒的現象分析，反應中除了生成氧氣外，還說明過氧化鈉發生的反應是放熱反應，放出的熱量能使棉花團達到著火點； 猜想Ⅲ：固體成分是：Na₂CO₃和NaOH的混合物，CO₂和H₂O均參加反應；驗證Ⅱ：蘸取少量溶液滴到pH試紙上，與標準比色卡比較，pH大于7，有同學認為固體是NaOH；小明認為此結論不正確，原因是：Na₂CO₃的水溶液也顯堿性；驗證Ⅲ：先向溶液中加入足量的氯化鈣溶液，看到白色沉淀產生，即碳酸鈉和氯化鈣反應生成碳酸鈣白色沉淀和氯化鈉，配平即可；然后向上層清液中加入酚酞溶液，看到溶液呈紅色，因此猜想Ⅲ是正確的；由驗證Ⅲ的結果可知，驗證Ⅰ的結論錯誤，因為它不能排除氫氧化鈉的存在，只能說明一定有碳酸鈉．

解答 解：（1）【分析討論】根據棉花團劇烈燃燒的現象分析，反應中除了生成氧氣外，還說明過氧化鈉發生的反應是放熱反應，放出的熱量能使棉花團達到著火點；
（2）【提出猜想】由題目的信息可知，猜想Ⅲ：固體成分是：Na₂CO₃和NaOH的混合物，CO₂和H₂O均參加反應；
（3）【實驗探究】驗證Ⅱ：蘸取少量溶液滴到pH試紙上，與標準比色卡比較，pH大于7，有同學認為固體是NaOH；小明認為此結論不正確，原因是：Na₂CO₃的水溶液也顯堿性；
驗證Ⅲ：先向溶液中加入足量的氯化鈣溶液，看到白色沉淀產生，即碳酸鈉和氯化鈣反應生成碳酸鈣白色沉淀和氯化鈉，化學方程式為：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，因此猜想Ⅲ是正確的；
（4）【實驗反思】由驗證Ⅲ的結果可知，驗證Ⅰ的結論錯誤，因為它不能排除氫氧化鈉的存在，只能說明一定有碳酸鈉．
故答案為：【分析討論】放熱；
猜想Ⅲ：Na₂CO₃和NaOH的混合物；
驗證Ⅱ：可能有碳酸鈉存在；
驗證Ⅲ：CaCl₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaCl，酚酞；
【實驗反思】NaOH．

點評 本考點既考查了實驗步驟的設計，又考查了化學方程式的書寫，還對實驗進行了評價，綜合性比較強．實驗探究題是近幾年中考的熱點之一，它包括實驗方法和過程的探究，實驗結論和實驗規律的探究等．本題通過實驗資料和實驗分析，得到了正確的結論，屬于結論性探究．同學們要具體分析，綜合掌握．