Question

14．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，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．
請問此結論是否正確？錯誤（填“正確”或“錯誤”），原因是：碳酸鈉溶液也呈堿性，可能有碳酸鈉存在．
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，然后向上層清液中加入無色酚酞溶液，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NaOH的存在．
【拓展延伸】根據探究所獲得的知識，有同學認為可以用過氧化鈉做“滴水生火”的魔術，從燃燒的條件考慮，你認為要使魔術成功必須控制反應物的用量．

Answer 1

分析 本題研究了過氧化鈉與二氧化碳和水反應的性質，通過“吹氣生火”的魔術體現了燃燒的三個條件缺一不可：①物質具有可燃性，②可燃物與氧氣接觸，③可燃物達到著火點．然后對反應后的生成物進行探究，提出了三個猜想，再設計實驗進行驗證．在實驗的探究過程中，要注意碳酸鈉屬于鹽類，但是它呈堿性，要驗證氫氧化鈉存在時，必須排除碳酸鈉的干擾．

解答 解：【分析討論】“吹氣生火”的魔術，也需要燃燒的條件，①可燃物與氧氣接觸，②可燃物達到著火點．本實驗一定是放熱反應，放出的熱量使棉花團達到了著火點．
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
驗證Ⅱ：用pH試紙測得的pH大于7，不能確定固體是NaOH，因為Na₂CO₃和NaOH的水溶液都顯堿性，因此錯誤．
故答案為：錯誤；碳酸鈉溶液也顯堿性，可能有碳酸鈉存在
驗證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，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
【實驗反思】向溶液中滴加稀鹽酸，發現有氣泡產生，能證明一定有碳酸鈉，但是不能證明沒有氫氧化鈉．故答案為：NaOH
【拓展延伸】水不能太多，因為水能滅火．所以要使魔術成功必須控制反應物用量．
故答案為：反應物

點評 本考點屬于實驗探究題，考查了二氧化碳、水蒸氣分別與過氧化鈉反應的有關性質和變化的規律，還對反應后是產物進行探究，以及化學方程式的書寫，綜合性比較強．既有實驗過程的探究，又有結論的探究．首先提出問題、作出假設，然后設計實驗方案、進行實驗，最后得出正確的結論，并對設計的方案進行了拓展．本考點是中考的重要內容之一，主要出現在實驗題中．