Question

11．化學(xué)小組在老師的指導(dǎo)下，完成了一個興趣實驗．向包有Na₂O₂的脫脂棉中吹氣，發(fā)現(xiàn)脫脂棉劇烈燃燒起來．于是他們決定探究脫脂棉燃燒的原因．請你參與他們的探究．
【提出問題】脫脂棉為什么會燃燒？
【查閱資料】（1）Na₂O₂是一種淡黃色固體，常溫下能與CO₂、H₂O、HCl氣體等物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，不能與N₂發(fā)生反應(yīng)．
（2）人呼出的氣體的主要成分及含量：N₂：74%；O₂：16%；水蒸氣：6%；CO₂：4%
（3）CO₂既不與NaHCO₃反應(yīng)，也不溶于飽和的NaHCO₃溶液．
【猜想與假設(shè)】
（1）可能是CO₂與Na₂O₂反應(yīng)產(chǎn)生了O₂，釋放出熱量．
（2）可能是H₂O與Na₂O₂反應(yīng)產(chǎn)生了O₂，釋放出熱量．
（3）可能是CO₂、H₂O與Na₂O₂反應(yīng)產(chǎn)生了O₂，釋放出熱量．
【實驗驗證】
實驗I：驗證CO₂與Na₂O₂反應(yīng)產(chǎn)生了O₂，釋放出熱量．
甲小組同學(xué)用圖1所示裝置（部分夾持裝置略去）制取并收集了一瓶CO₂氣體，將包有Na₂O₂的脫脂棉放在燃燒匙中，伸入集氣瓶，觀察到脫脂棉劇烈燃燒．得出結(jié)論，猜想1成立．乙小組同學(xué)認為上述實驗不足以證明CO₂與Na₂O₂反應(yīng)產(chǎn)生了O₂，理由是制得的CO₂中混有H₂O、HCl氣體，也可能與Na₂O₂發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生O₂，所以不能證明CO₂與Na₂O₂反應(yīng)產(chǎn)生了O₂．

連接→氮氣袋包有Na2O2的脫脂棉KA大理石BCDE 堿石灰（CaO和NaOH的混合物）
同學(xué)們經(jīng)過討論，對上述實驗方案進行了改進，用圖2所示的裝置（部分夾持裝置略去）進行實驗驗證猜想1成立．打開止水夾K，鼓入純凈、干燥的氮氣一段時間后，關(guān)閉止水夾K．注入稀鹽酸，觀察到脫脂棉劇烈燃燒．【解釋與結(jié)論】（1）裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
（2）裝置B的作用是除去CO₂中混有的HCl．
（3）裝置C中盛放的藥品是濃硫酸，作用是除去CO₂中混有的H₂O．
實驗II：驗證H₂O與Na₂O₂反應(yīng)產(chǎn)生了O₂，釋放出熱量．
請你設(shè)計一個實驗方案，驗證H₂O與Na₂O₂反應(yīng)產(chǎn)生了O₂，釋放出熱量（寫出實驗步驟、現(xiàn)象及結(jié)論取適量Na₂O₂于錐形瓶中，加入適量蒸餾水，觀察到錐形瓶壁上有大量水霧產(chǎn)生，說明H₂O與Na₂O₂反應(yīng)釋放出熱量；將帶火星的木條放入錐形瓶中，木條復(fù)燃，說明H₂O與Na₂O₂反應(yīng)產(chǎn)生O₂．

Answer 1

分析 【猜想與假設(shè)】
可能是CO₂與Na₂O₂反應(yīng)產(chǎn)生了O₂，釋放出熱量，也可能是H₂O與Na₂O₂反應(yīng)產(chǎn)生了O₂，釋放出熱量，也可能是CO₂、H₂O與Na₂O₂反應(yīng)產(chǎn)生了O₂，釋放出熱量．
【實驗驗證】
利用稀鹽酸和碳酸鈣反應(yīng)制取的二氧化碳中含有少量的氯化氫氣體和水蒸氣．
【解釋與結(jié)論】
（1）碳酸鈣和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳；
碳酸氫鈉溶液能夠除去二氧化碳中的氯化氫氣體，濃硫酸可以用作二氧化碳的干燥劑．
熱的水蒸氣遇冷會凝結(jié)成水霧，氧氣能使帶火星的木條復(fù)燃．

解答 解：【猜想與假設(shè)】
（3）可能是CO₂、H₂O與Na₂O₂反應(yīng)產(chǎn)生了O₂，釋放出熱量．
故填：CO₂、H₂O．
【實驗驗證】
實驗I：
因為制得的CO₂中混有H₂O、HCl氣體，也可能與Na₂O₂發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生O₂，所以不能證明CO₂與Na₂O₂反應(yīng)產(chǎn)生了O₂．
【解釋與結(jié)論】
（1）碳酸鈣和稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
故填：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
（2）裝置B的作用是除去CO₂中混有的HCl．
故填：除去CO₂中混有的HCl．
（3）裝置C中盛放的藥品是濃硫酸，作用是除去CO₂中混有的H₂O．
故填：濃硫酸，除去CO₂中混有的H₂O．
實驗II：驗證H₂O與Na₂O₂反應(yīng)產(chǎn)生了O₂，釋放出熱量的實驗方案為：取適量Na₂O₂于錐形瓶中，加入適量蒸餾水，觀察到錐形瓶壁上有大量水霧產(chǎn)生，說明H₂O與Na₂O₂反應(yīng)釋放出熱量；將帶火星的木條放入錐形瓶中，木條復(fù)燃，說明H₂O與Na₂O₂反應(yīng)產(chǎn)生O₂．
故填：取適量Na₂O₂于錐形瓶中，加入適量蒸餾水，觀察到錐形瓶壁上有大量水霧產(chǎn)生，說明H₂O與Na₂O₂反應(yīng)釋放出熱量；將帶火星的木條放入錐形瓶中，木條復(fù)燃，說明H₂O與Na₂O₂反應(yīng)產(chǎn)生O₂．
答案：
【猜想與假設(shè)】（3）CO₂、H₂O．
【實驗驗證】制得的CO₂中混有H₂O、HCl氣體，也可能與Na₂O₂發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生O₂，所以不能證明CO₂與Na₂O₂反應(yīng)產(chǎn)生了O₂．
【解釋與結(jié)論】實驗I：
（1）CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
（2）除去CO₂中混有的HCl．
（3）濃硫酸，除去CO₂中混有的H₂O．
實驗II：取適量Na₂O₂于錐形瓶中，加入適量蒸餾水，觀察到錐形瓶壁上有大量水霧產(chǎn)生，說明H₂O與Na₂O₂反應(yīng)釋放出熱量；將帶火星的木條放入錐形瓶中，木條復(fù)燃，說明H₂O與Na₂O₂反應(yīng)產(chǎn)生O₂．

點評 合理設(shè)計實驗，科學(xué)地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結(jié)論的前提，因此要學(xué)會設(shè)計實驗、進行實驗、分析實驗，為學(xué)好化學(xué)知識奠定基礎(chǔ)．