Question

1．“在學校的元旦聯歡會上，某同學表演了‘水能生火’的魔術．他向包有過氧化鈉（Na₂O₂）粉末的脫脂棉上滴水，脫脂棉燃燒起來．”
小穎看到這段話后非常感興趣，她和同學們一起對該問題進行了一系列的探究．
[提出問題]過氧化鈉與水反應生成了什么物質？為什么脫脂棉會燃燒？
[猜想]①可能有一種氣體和另一種物質生成
②反應過程中可能有能量變化
[設計裝置]如圖所示
[實驗探究]
實驗一：探究反應后生成的氣體是什么？
（1）打開右圖裝置中分液漏斗的活塞，控制滴加水的速度，觀察到試管內有氣泡產生，用帶火星的木條靠近P處，木條復燃．說明生成的氣體是氧氣；
（2）實驗中，還觀察到伸入燒杯中的導管口有氣泡冒出，請解釋產生該現象的原因：過氧化鈉與水反應放出熱量，使瓶中的空氣受熱膨脹，因此伸入燒杯中的導管口看到有氣泡產生．
實驗二：探究反應后生成的另一種物質是什么？
（1）小明猜想另一種物質是Na₂CO₃，小軍認為不可能．為了證實小軍的看法，請你設計一個證明CO₃^2-不存在的實驗：

實驗步驟	實驗現象	實驗結論
取少量反應后的溶液于試管中，滴入足量的稀鹽酸	沒有氣泡產生	生成物中沒有CO32-

（2）小軍取反應后所得的溶液于試管中，滴入無色酚酞試液，發現試管中的溶液變成紅色，說明反應后所得的溶液呈堿性；
[表 達]小軍根據實驗探究的結果，寫出了過氧化鈉和水反應的化學方程式為2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑．
[發現問題]小娟發現在小軍的實驗中，試管中的溶液變成紅色后，一會兒又變成無色．
[深入探究]實驗三：探究滴入無色酚酞試液后，變成紅色的溶液為什么會褪色？
小娟經查閱資料，設計了如下實驗方案，并將有關現象記錄在表中．

實驗序號	實驗方案	實驗現象
1	將水滴入盛有過氧化鈉固體的試管中，配制成溶液，用帶火星的木條檢驗生成的氣體	反應激烈，有大量氣體產生，并能使帶火星的復燃
2	取三份實驗1所得溶液分裝于三支試管中進行如下實驗： ①第一份中加入紫色石蕊試液 ②第二份中加入無色酚酞試液 ③第三份中先加水再加入無色酚酞試液	①溶液變藍且長時間不褪色 ②溶液顯紅色，半分鐘內褪色 ③溶液顯紅色，半分鐘內褪色
3	①稱取3.9g過氧化鈉固體，逐滴加入約50mL水． ②待不再產生氣體，10min以后，加入用小紙片包好的MnO2，迅速塞緊雙孔塞，輕輕搖動反應器，紙包自動散開，MnO2與溶液開始接觸．	①測得氧氣體積為185mL左右 ②又產生大量氧氣，至反應完全以后，又測得產生了374mL氧氣（兩次測定條件均相同）

（1）根據小娟的實驗探究，過氧化鈉和水反應除了小軍寫出的反應外還存在另一個反應，其化學方程式為Na₂O₂+2H₂O═2NaOH+H₂O₂．
（2）綜合分析上述實驗，猜想使變紅的酚酞褪色的物質是H₂O₂，請你用實驗1所得的溶液，設計一個簡單實驗證明你的猜想在實驗1所得溶液中加入少許MnO₂，靜置到無氣體產生時，再加入無色酚酞試液，溶液變紅且不再褪色．
（3）根據實驗3測得的氣體體積說明了水與Na₂O₂反應生成的H₂O₂約有$\frac{1}{3}$發生分解．[反思與評價]根據小娟的實驗探究方案，請你再提出一個需要探究的問題H₂O₂使變紅的酚酞褪色的原因是什么．

Answer 1

分析 根據題干提供的信息進行分析，實驗一：氧氣能使帶火星的木條復燃，過氧化鈉與水的反應為放熱反應，放出的熱使溫度升高，瓶內的壓強增大，實驗二：檢驗碳酸鹽可以使用加酸化氣的方法，酚酞試液在堿性溶液中變紅，實驗三：根據實驗現象以及質量守恒定律可以推知還可能反應生成了過氧化氫，根據兩次反應生成的氧氣的體積即可推得反應的物質的量．

解答 實驗一：（1）用帶火星的木條靠近P處，木條復燃．說明生成的氣體是氧氣；
（2）過氧化鈉與水的反應為放熱反應，放出的熱使溫度升高，瓶內的壓強增大，氣體向外逸出，所以產生該現象的原因：過氧化鈉與水反應放出熱量，使瓶中的空氣受熱膨脹，因此伸入燒杯中的導管口看到有氣泡產生；
實驗二：（1）檢驗碳酸鹽可以使用加酸化氣的方法，所以

實驗步驟	實驗現象
取少量反應后所得的溶液于試管中，加入稀鹽酸	沒有氣泡產生

（2）酚酞試液在堿性溶液中變紅，滴入無色酚酞試液，發現試管中的溶液變成紅色，說明反應后所得的溶液呈堿性；
【表達】根據質量守恒定律反應除了生成氧氣還生成了氫氧化鈉，化學方程式為：2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑；
實驗三：（1）根據實驗現象以及質量守恒定律可以推知還可能反應生成了過氧化氫，化學方程式為：Na₂O₂+2H₂O═2NaOH+H₂O₂；
（2）氫氧化鈉能使酚酞變紅，水不能使酚酞褪色，可能是過氧化氫使酚酞褪色，H₂O₂，要證明是過氧化氫的原因，可以設計實驗將過氧化氫反應掉，而又不生成顯堿性的物質，觀察酚酞是否變紅即可，所以實驗方案為：在實驗1所得溶液中加入少許MnO₂，靜置到無氣體產生時，再加入無色酚酞試液，溶液變紅且不再褪色；
（3）沒加二氧化錳之前生成的氧氣的體積為185mL，加入二氧化錳之后生成的氧氣的體積為374mL，說明水與Na₂O₂反應生成的H₂O₂約有$\frac{1}{3}$發生分解；
【反思與評價】針對過氧化氫能使酚酞褪色，可以提出過氧化氫為什么能使酚酞褪色．
故答案為：（1）氧氣；
（2）過氧化鈉與水反應放出熱量，使瓶中的空氣受熱膨脹，因此伸入燒杯中的導管口看到有氣泡產生；
實驗二：（1）檢驗碳酸鹽可以使用加酸化氣的方法，所以

實驗步驟	實驗現象
取少量反應后所得的溶液于試管中，加入稀鹽酸	沒有氣泡產生

（2）堿；
【表達】2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑；
實驗三：（1）Na₂O₂+2H₂O═2NaOH+H₂O₂；
（2）H₂O₂，在實驗1所得溶液中加入少許MnO₂，靜置到無氣體產生時，再加入無色酚酞試液，溶液變紅且不再褪色；
（3）水與Na₂O₂反應生成的H₂O₂約有$\frac{1}{3}$發生分解；
【反思與評價】H₂O₂使變紅的酚酞褪色的原因是什么．

點評 本題為信息給予題，完成此類題目，要能夠從題干中抽取有用的信息，根據已有的知識進行，同學們要能夠從整體上把握題意，綜合進行做題．