Question

14．水能滅火也可以引火．把少量過氧化鈉（Na₂O₂）粉末用干燥脫脂棉包裹（脫脂棉和過氧化鈉不反應），將少量水滴到包有過氧化鈉的脫脂棉上，則脫脂棉迅速發生燃燒．小明對此現象很感興趣，于是他和同學們進行如下探究：
【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．
【設計實驗】如圖所示
實驗一：探究反應后生成的氣體是什么？
（1）打開如圖裝置中的分液漏斗的活塞，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O₂（或氧氣）．發生的反應方程式為2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑其中氧化劑為Na₂O₂；還原劑為Na₂O₂；產生0.2mol的氧氣，需要的轉移電子0.4mol．
（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：反應過程中有熱量放出，使吸濾瓶內空氣受熱膨脹．
實驗二：繼續探究反應后生成的另一種物質是什么？
（3）小強猜想另一種物質是Na₂CO₃，小明認為不可能，小明的依據是根據質量守恒定律，化學反應前后元素的種類不變，而反應物中不含碳元素．
為了證實小明的看法，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

（4）小明取反應后所得的溶液于試管中，滴入無色酚酞試液，發現酚酞試液變紅色，說明反應后所得的另一種物質是NaOH（填化學式）．

Answer 1

分析 實驗一：（1）能使帶火星的木條復燃，說明該氣體具有助燃性，發生的反應是過氧化鈉和水反應生成氫氧化鈉和氧氣，反應中 氧元素化合價-1價變化為-2價和0價，過氧化鈉做氧化劑和還原劑，化學方程式計算生成1mol氧氣電子轉移2mol；
（2）導管口有氣泡冒出，說明吸濾瓶內的壓強增大，而反應是在試管內發生，不是在吸濾瓶內發生，所以是試管內發生的反應放出熱量，使吸濾瓶內溫度升高，氣體壓強增大；
實驗二：（3）根據質量守恒定律，化學反應前后元素的種類不變；根據檢驗碳酸根離子的方法進行分析；
（4）根據酚酞溶液遇酸堿溶液的變色情況進行分析．

解答 解：實驗一：（1）氧氣具有助燃性，能使帶火星的木條復燃，說明生成的氣體是氧氣，發生的反應是過氧化鈉和水反應生成氫氧化鈉和氧氣，反應的方程式為2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，反應中 氧元素化合價-1價變化為-2價和0價，過氧化鈉做氧化劑和還原劑，化學方程式計算生成1mol氧氣電子轉移2mol，產生0.2mol的氧氣，需要的轉移電子0.4mol
故答案為：O₂（或氧氣）；2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑；Na₂O₂；Na₂O₂；0.4；
（2）試管內發生的反應放出熱量，使吸濾瓶內的溫度升高，氣體壓強增大，所以會看到導管口有氣泡冒出，
故答案為：反應過程中有熱量放出，使吸濾瓶內空氣受熱膨脹；
實驗二：（3）根據質量守恒定律，化學反應前后元素的種類不變，反應物中沒有碳元素，因而生成物中也不可能有碳元素；碳酸根離子遇到鹽酸會反應生成二氧化碳，有氣泡冒出，若沒有氣泡冒出，則說明沒有碳酸根離子，
故答案為：根據質量守恒定律，化學反應前后元素的種類不變，而反應物中不含碳元素

實驗步驟	實驗現象	實驗結論
取少量反應后所得溶液于試管中，滴入稀鹽酸	沒有氣泡產生	不存在CO32-

（4）酚酞溶液變紅說明溶液顯堿性，一定有氫氧根離子，而堿一般是由氫氧根離子和金屬離子構成的，反應物中的金屬元素只有鈉元素，所以該物質是氫氧化鈉．故答案為：NaOH；

點評 本題考查了物質性質的實驗驗證分析、物質性質和反應現象是解題關鍵，掌握基礎是解題關鍵，題目難度中等．