Question

1．新年聯(lián)歡晚會上，老師給同學(xué)們表演了一個魔術(shù)：大燒杯中盛有一只燃著的蠟燭和一團包有過氧化鈉（Na₂O₂）的棉花，將一瓶二氧化碳倒入燒杯中，蠟燭慢慢的熄滅，然后棉花突然劇烈的燃燒起來．這出乎意料的現(xiàn)象引起了同學(xué)們的極大興趣，請你參與同學(xué)們的討論和探究．
蠟燭熄滅的原因是與氧氣隔絕．
【提出問題】棉花為什么會燃燒？
【提出猜想】
（1）可能是蠟燭燃燒引燃了棉花．
（2）可能是二氧化碳與過氧化鈉反應(yīng)生成了氧氣．
（3）可能是過氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)放出熱量，引燃了棉花．
【實驗驗證】

序號	實驗操作	主要實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論及解釋
①	按下圖所示裝置進行實驗	無現(xiàn)象	猜想（1）成立（填“成立”或“不成立”）
②	向盛滿二氧化碳的集氣瓶中加入適量的過氧化鈉粉末，充分振蕩，并將帶火星的木條伸入集氣瓶中	帶火星的木條復(fù)燃	二氧化碳與過氧化 鈉反應(yīng)生成了氧氣 猜想（2）成立
③	向盛滿二氧化碳的集氣瓶中加入適量二氧化碳，用手觸摸瓶壁	瓶壁溫度升高	猜想（3）成立

【實驗結(jié)論】
（1）CO₂ 與Na₂O₂反應(yīng)生成了氧氣與一種化合物，化學(xué)方程式為2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂．
（2）通常CO₂可作滅火劑，但有些物質(zhì)（如Na₂O₂）著火，不能用CO₂熄滅．

Answer 1

分析 根據(jù)燃燒的三個條件：①可燃物、②與氧氣接觸、③溫度達到著火點．及滅火的原理，可以推斷出蠟燭熄滅的原因是因為CO₂的倒入，隔絕了氧氣的緣故．棉花的燃燒也需要這三個條件，因為棉花本身是可燃物，所以棉花的燃燒還需要另兩個條件．那么到底是哪個條件使棉花燃燒的呢？我們可以通過如下實猜想：①②兩個猜想都沒有涉及到溫度的問題，所以猜想③必然與溫度有關(guān)．
③可能是過氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)放出熱量，引燃了棉花（滿足溫度的需要）
該如何設(shè)計這個探究實驗?zāi)兀?br />①的探究只是認為是蠟燭點燃了棉花，與反應(yīng)是否放熱和是否生成氧氣無關(guān)．那么我們只需要做如甲圖所示的實驗，把棉花放置相當(dāng)長的一段時間后，看其是否燃燒．
②的猜想，向裝滿CO₂的集氣瓶中撒入足量的過氧化鈉粉末，充分震蕩，并檢驗是否產(chǎn)生氧氣．
③解決這個猜想，可以做如甲圖所示實驗，只需拿掉蠟燭就可以了，看還能不能燃燒．如果能燃燒，說明是反應(yīng)放熱使棉花燃燒的．

解答 解：（1）蠟燭熄滅的根本原因是燒杯中倒入二氧化碳后，與氧氣隔絕；
【實驗驗證】
從過氧化鈉和二氧化碳反應(yīng)考慮：可能是過氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)放出熱量，引燃了棉花
【實驗驗證】
猜想①中探究的是：可能是蠟燭燃燒引燃了棉花．所示裝置進行實驗，點燃蠟燭，放置足夠長（比魔術(shù)所用時間更長）時間．時間足夠長，是為了保證達到蠟燭所能加熱的最高溫度．可以想象的出，棉花是不會燃燒的，因為蠟燭加熱的溫度是達不到棉花燃燒的著火點的．
猜想②向盛滿二氧化碳的集氣瓶中加入適量的過氧化鈉粉末，充分振蕩，并將帶火星的木條伸入集氣瓶中，帶火星的木條復(fù)燃．可知二氧化碳與過氧化
鈉反應(yīng)生成了氧氣．
猜想③拿掉蠟燭，看還能不能燃燒．或者向盛滿二氧化碳的集氣瓶中撒入適量過氧化鈉，用手觸摸瓶壁，發(fā)現(xiàn)瓶壁溫度升高，說明反應(yīng)放熱，故猜想③成立．
【實驗結(jié)論】
過氧化鈉和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣，化學(xué)方程式為：2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂；
故答案為：（1）與氧氣隔絕．
③可能是過氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)放出熱量，引燃了棉花．
實驗驗證】

序號	實驗操作	主要實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論及解釋
①	按下圖所示裝置進行實驗	無現(xiàn)象	猜想（1）成立 （填“成立”或“不成立”）
②		帶火星的木條復(fù)燃	二氧化碳與過氧化 鈉反應(yīng)生成了氧氣 猜想（2）成立
③	向盛滿二氧化碳的集氣瓶中加入適量過氧化鈉，用手觸摸瓶壁	瓶壁溫度升高	猜想（3）成立

【實驗結(jié)論】
2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂

點評 本題的探究采用控制變量法．在化學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)中，我們會發(fā)現(xiàn)，這種方法運用的很多，所以我們要熟練使用該方法．本題看似只是考查了燃燒的條件，實際上還考查了二氧化碳的性質(zhì)，如不支持燃燒、本身不可燃、密度比空氣大．也考查了氧氣的性質(zhì)及檢驗方法．