Question

9．炭粉與Na₂O₂反應的產物比較復雜，某化學研究小組在實驗室中以炭粉與Na₂O₂反應為探究對象，擬通過實驗探究反應后的產物，提出如下4種猜想．
猜想1：反應后產物是Na₂CO₃
猜想2：反應后產物是Na₂O和CO
猜想3：反應后產物是Na₂O和CO₂
猜想4：反應后產物是Na₂CO₃和Na₂O
（1）實驗前．小組成員經過討論認定猜想3不成立，理由是氧化鈉能與二氧化碳反應生成碳酸鈉．
（2）實驗過程．已知：濕潤的氯化鈀試紙遇CO變黑，可用于檢驗是否有CO生成，針對猜想1、2、4，設計如圖所示的實驗裝置：

①根據上圖連接好實驗裝置，并檢查氣密性．
②將0.3g炭粉與3.9gNa₂O₂均勻混合裝入試管，在靠近試管口處放置一張濕潤的氯化鈀試紙．
③用酒精燈微微加熱試管底部．
④試管中發生劇烈反應并產生火花，氯化鈀試紙未變黑，澄清石灰水未變渾濁．
其中裝置B的作用是作安全瓶，防止倒吸；由此可推測猜想2不成立．若CO在潮濕環境中可將氯化鈀還原為黑色粉末狀的鈀（Pd），該反應的化學方程式為PdCl₂+CO+H₂O=Pd+CO₂+2HCl．
（3）結果分析討論．
試管冷卻至室溫、稱量、測得剩余固體的質量為4.2g，由此可初步確認猜想1是正確的，炭粉與Na₂O₂反應的化學方程式為2Na₂O₂+C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+Na₂O．
請你設計實驗驗證上述猜想4，完成下表中內容．（可供選擇的藥品有BaCl₂溶液、酚酞溶液、鹽酸等）

實驗方案（不要求寫具體操作過程）	預期實驗結果和結論

Answer 1

分析 （1）氧化鈉能與二氧化碳反應生成碳酸鈉；
（2）若生成二氧化碳被石灰水吸收，容易產生倒吸的危險；氯化鈀試紙未變黑，澄清石灰水未變渾濁，說明沒有CO、CO₂生成；CO在潮濕環境中可將氯化鈀還原為黑色粉末狀的鈀（Pd），CO氧化生成二氧化碳，還有HCl生成；
（3）剩余固體的質量為4.2g，等于反應物總質量，說明沒有氣體生成，初步確認生成碳酸鈉；根據原子守恒可知，不能只生成Na₂CO₃，還有氧化鈉生成；
若產物是Na₂CO₃和Na₂O，溶于水后因反應生成氫氧化鈉，用氯化鋇排除碳酸鈉的影響，溶液呈堿性，

解答 解：（1）由于氧化鈉能與二氧化碳反應生成碳酸鈉，故猜想3不成立，
故答案為：氧化鈉能與二氧化碳反應生成碳酸鈉；
（2）若生成二氧化碳被石灰水吸收，容易產生倒吸的危險，裝置B的作用是作安全瓶，防止倒吸；氯化鈀試紙未變黑，澄清石灰水未變渾濁，說明沒有CO、CO₂生成，由此可推測猜想2不成立，CO在潮濕環境中可將氯化鈀還原為黑色粉末狀的鈀（Pd），CO氧化生成二氧化碳，還有HCl生成，反應方程式為：PdCl₂+CO+H₂O=Pd+CO₂+2HCl，
故答案為：作安全瓶，防止倒吸；2；PdCl₂+CO+H₂O=Pd+CO₂+2HCl；
（3）剩余固體的質量為4.2g，等于反應物總質量，說明沒有二氧化碳生成，初步確認生成碳酸鈉，猜想1成立，根據原子守恒可知，不能只生成Na₂CO₃，還有氧化鈉生成，反應方程式為：2Na₂O₂+C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+Na₂O；
設計實驗驗證猜想4：將反應后的物質溶于水，再加入足量的氯化鋇溶液，滴入幾滴酚酞溶液，若溶液變紅色，說明猜想成立，
故答案為：1；2Na₂O₂+C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+Na₂O；

實驗方案（不要求寫具體操作過程）	預期實驗結果和結論
加水溶解，再加入足量的氯化鋇溶液，滴入幾滴酚酞溶液	若溶液變紅色，說明猜想成立

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點評 本題屬于實驗探究題，較好的考查學生分析推理能力、實驗設計能力，難度中等．