Question

工業上用金屬鈉在氧氣中燃燒或者氧化鈉在空氣中加熱，可制得過氧化鈉（化學式為：Na₂O₂）．樂樂同學為了研究Na₂O₂與CO₂的反應，設計了如圖實驗：兩個中間用干燥管連接的針筒，干燥管中盛有淡黃色固體Na₂O₂，并用玻璃纖維（不與其它物質反應）固定．其中一個針筒中充有100mL干燥的CO₂，將CO₂氣體通過Na₂O₂粉末緩緩推入另一針筒中，反復數次后，干燥管的溫度明顯升高，冷卻至反應開始時的溫度和壓強后，針筒中剩余的氣體維持在50mL，進一步實驗證明該氣體為純凈物（X），并且能使余燼木條復燃；認真觀察發現干燥管中Na₂O₂表面有一部分固體變為白色物質（Y）．

友情小帖：在同溫同壓下任何相同體積的氣體具有相同的分子數．例如：同溫同壓下1L氫氣所含有的氫氣分子數與1L氧氣所含的氧氣分子數相同．
（1）請你幫樂樂同學分析：X氣體是______（寫化學式）；若該反應的化學方程式為：a Na₂O₂+b CO₂═c X+d Y （其中a、b、c、d為系數），則b：c=______．
（2）樂樂同學猜測白色物質Y可能是Na₂CO₃，請你幫樂樂同學用實驗驗證他的猜想．（要求：寫出實驗方案）
（3）歡歡同學在參與該實驗設計時，想用棉花代替玻璃纖維固定Na₂O₂固體，你是否支持他的做法？并說明理由．
（4）物質性質決定用途，請你根據Na₂O₂與CO₂的反應的性質推測它的一項重要用途．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據氧氣具有助燃性以及質量守恒定律進行解答；
（2）根據碳酸鈉的性質進行解答；
（3）根據棉花的著火點比較低且由于該反應生成氧氣還放出熱使棉花燃燒進行解答；
（4）根據在密閉環境中能提供氧氣以及氧氣的性質進行解答．
解答：解：（1）該氣體為純凈物（X），并且能使余燼木條復燃，說明該氣體為氧氣，化學式為：O₂；過氧化鈉和二氧化碳反應除生成氧氣外，還有是碳酸鈉，所以反應的方程式為：2Na₂O₂+2CO₂═O₂+2Na₂CO₃，則b：c=2：1；
（2）碳酸鈉溶于水且能和稀鹽酸反應放出二氧化碳氣體，所以證明白色物質Y可能是Na₂CO₃的方法：）①取少量白色粉末于試管中，加水看是否溶解，若不溶解則一定不是Na₂CO₃，若溶解，再取該溶液于試管中，滴加BaCl₂溶液或CaCl₂溶液或Ca（OH）₂溶液，若有白色沉淀生成，則該白色物質是Na₂CO₃．②取少量白色粉末于試管中，加入HCl溶液，產生的氣體通入澄清石灰水中，觀察是否變渾，若變渾則該白色物質是Na₂CO₃；
（3）棉花的著火點比較低，由于該反應生成氧氣還放出熱，能使棉花燃燒，所以不支持棉花代替玻璃纖維固定Na₂O₂固體；
（4）該反應在密閉環境中能提供氧氣且氧氣具有供給呼吸的作用，所以做潛水艇中、宇宙飛船中的供氧劑．
故答案為：（1）O₂； 2：1；
（2）①取少量白色粉末于試管中，加水看是否溶解，若不溶解則一定不是Na₂CO₃，若溶解，再取該溶液于試管中，滴加BaCl₂溶液或CaCl₂溶液或Ca（OH）₂溶液，若有白色沉淀生成，則該白色物質是Na₂CO₃．②取少量白色粉末于試管中，加入HCl溶液，產生的氣體通入澄清石灰水中，觀察是否變渾，若變渾則該白色物質是Na₂CO₃；
（3）不支持，Na₂O₂與CO₂反應放出大量熱，使棉花達到其著火點，并容器內產生大量氧氣使棉花燃燒；
（4）在密閉環境中提供氧氣．如潛水艇中、宇宙飛船中的供氧劑．
點評：通過回答本題知道了根據題目中所給信息來分析實驗結論的方法，根據實驗方案的來分析實驗目的．