Question

【題目】師生聯(lián)誼晚會上，化學(xué)老師表演了“滴水生火”和“吹氣生火”的魔術(shù)。用棉花將一些過氧化鈉（Na2O2）包裹其中，用膠頭滴管向棉花團(tuán)中滴水，稍后棉花團(tuán)劇烈燃燒起來。接著再用棉花將一些過氧化鈉包裹其中，用一根玻璃導(dǎo)管向棉花團(tuán)中吹氣，稍后棉花團(tuán)也劇烈燃燒起來。同學(xué)們很感興趣，下課后，化學(xué)興趣小組的同學(xué)對燃燒原因及一瓶白色過氧化鈉固體的變質(zhì)情況進(jìn)行了如下探究。

【查閱資料】①過氧化鈉是一種淡黃色固體 ②過氧化鈉能與水反應(yīng)，生成氫氧化鈉和氧氣 ③過氧化鈉能與二氧化碳反應(yīng)，生成碳酸鈉和氧氣

【分析討論】（1）根據(jù)棉花團(tuán)劇烈燃燒的現(xiàn)象分析，反應(yīng)中除了生成氧氣外，還說明過氧化鈉發(fā)生的反應(yīng)是 （填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)。

（2）小陳同學(xué)認(rèn)為從物理性質(zhì)角度看該樣品中肯定不含過氧化鈉，他的理由是 ，但小李同學(xué)覺得不可靠，他取了一些樣品加入適量的水，觀察到 （填現(xiàn)象），證明了小陳同學(xué)的判斷是正確的。

【猜想假設(shè)】猜想一：樣品中只有NaOH

猜想二：樣品中含有Na2CO3和NaOH

猜想三：樣品中只含Na2CO3和NaOH

【實(shí)驗(yàn)探究】為了證明以上猜想，甲乙丙三個同學(xué)利用小李同學(xué)所得的溶液，分別進(jìn)行了如下三個實(shí)驗(yàn)方案的探究：

序號	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
甲		試紙變色，對比比色卡，pH ＞ 7	樣品中一定含NaOH
乙		沒有氣體產(chǎn)生	樣品中一定不含Na2CO3
丙		產(chǎn)生沉淀，且溶液變成紅色	樣品中含Na2CO3和NaOH

（1）上述實(shí)驗(yàn)方案中，實(shí)驗(yàn)操作、現(xiàn)象和結(jié)論都正確的是 （填序號）。

（2）實(shí)驗(yàn)操作中存在的錯誤是 。

（3）實(shí)驗(yàn)方案中也有錯誤，請說出有錯誤的實(shí)驗(yàn)方案以及錯誤的原因 。

【繼續(xù)探究】

在老師的帶領(lǐng)下，同學(xué)們稱取了一定質(zhì)量的樣品，加入足量的水，配成了50g溶液，再向所配得的溶液中逐滴滴加溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.3%的稀鹽酸，并精確測量溶液的質(zhì)量，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制出如下圖所示稀鹽酸的質(zhì)量與生成氣體質(zhì)量的關(guān)系圖。試計(jì)算：

（1）變質(zhì)前過氧化鈉的質(zhì)量為 g；

（2）恰好完全反應(yīng)時所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 。（上述兩小題寫出解題過程）

【反 思】過氧化鈉應(yīng)該 保存。

Answer 1

【答案】【分析討論】（1）放熱（2）過氧化鈉為淡黃色 無氣泡

【猜想假設(shè)】Na2CO3【實(shí)驗(yàn)探究】（1）丙（2）將pH試紙直接浸入溶液中測pH

（3）甲實(shí)驗(yàn)不正確，因?yàn)樘妓徕c溶液也顯堿性；乙實(shí)驗(yàn)也不正確，因?yàn)槿芤褐械臍溲趸�鈉先與加入的少量鹽酸反應(yīng)，即使溶液中有碳酸鈉也可能不產(chǎn)生氣體。（2分）

【繼續(xù)探究】（1）7.8 （2）7.9% 【反 思】密封

【解析】

試題分析：【分析討論】（1）根據(jù)燃燒的條件，結(jié)合棉花團(tuán)劇烈燃燒的現(xiàn)象分析，反應(yīng)中除了生成氧氣外，還說明過氧化鈉發(fā)生的反應(yīng)是放熱，從而使溫度達(dá)到棉花的著火點(diǎn)

（2）小陳同學(xué)認(rèn)為從物理性質(zhì)角度看該樣品中肯定不含過氧化鈉，他的理由是過氧化鈉為淡黃色，而原固體是白色的；根據(jù)資料②過氧化鈉能與水反應(yīng)，生成氫氧化鈉和氧氣，故取了一些樣品加入適量的水，觀察到無氣泡，說明不含過氧化鈉，證明了小陳同學(xué)的判斷是正確的

【猜想假設(shè)】根據(jù)氫氧化鈉的化學(xué)性質(zhì)，能與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉，故結(jié)合猜想一、二，猜想三：樣品中只含Na2CO3，即氫氧化鈉全部變質(zhì)

【實(shí)驗(yàn)探究】（1）方案甲：由于碳酸鈉溶液也顯堿性，故跟溶液的PH大于7，判斷含有氫氧化鈉是不正確的，而方案乙因?yàn)槿芤褐械臍溲趸�鈉先與加入的少量鹽酸反應(yīng)，即使溶液中有碳酸鈉也可能不產(chǎn)生氣體，故方案丙實(shí)驗(yàn)操作、現(xiàn)象和結(jié)論都正確

（2）實(shí)驗(yàn)操作中存在的錯誤是：將pH試紙直接浸入溶液中測pH，應(yīng)用玻璃棒蘸取一滴于PH試紙上

（3）錯誤的實(shí)驗(yàn)方案以及錯誤的原因：甲實(shí)驗(yàn)不正確，因?yàn)樘妓徕c溶液也顯堿性；乙實(shí)驗(yàn)也不正確，因?yàn)槿芤褐械臍溲趸?/span>鈉先與加入的少量鹽酸反應(yīng)，即使溶液中有碳酸鈉也可能不產(chǎn)生氣體

【繼續(xù)探究】（1）根據(jù)圖像，當(dāng)消耗鹽酸100g時，反應(yīng)恰好反應(yīng)，根據(jù)質(zhì)量守恒定律：化學(xué)反應(yīng)前后，元素的質(zhì)量不變，即反應(yīng)生成的溶質(zhì)氯化鈉中氯元素質(zhì)量等于消耗鹽酸中溶質(zhì)氯化氫中氯元素質(zhì)量，而氯化鈉中鈉元素質(zhì)量等于過氧化鈉中鈉元素質(zhì)量，故可先計(jì)算出氯化鈉的質(zhì)量，設(shè)氯化鈉質(zhì)量為x，列式為：x×35.5/58.5×100%=100g×7.3%×35.5/36.5×100%，x=11.7g，再設(shè)過氧化鈉的質(zhì)量為y，列式為：11.7g×35.5/58.5×100%=y×46/78×100%，y=7.8g，也可以根據(jù)化學(xué)方程式來計(jì)算，發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)有：Na2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2↑和NaOH+HCl==NaCl+H2O，分別求出Na2CO3和NaOH質(zhì)量，進(jìn)一步計(jì)算出過氧化鈉的質(zhì)量

（2）根據(jù)圖像，當(dāng)消耗鹽酸100g時，反應(yīng)恰好反應(yīng)，根據(jù)質(zhì)量守恒定律：化學(xué)反應(yīng)前后，元素的質(zhì)量不變，即反應(yīng)生成的溶質(zhì)氯化鈉中氯元素質(zhì)量等于消耗鹽酸中溶質(zhì)氯化氫中氯元素質(zhì)量，故可設(shè)氯化鈉質(zhì)量為x，列式為：x×35.5/58.5×100%=100g×7.3%×35.5/36.5×100%，x=11.7g，反應(yīng)后溶液總質(zhì)量=50g+100g-2.2g=147.8g，所以恰好完全反應(yīng)時所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=11.7g/147.8g×100%=7.9%

【反思】過氧化鈉應(yīng)該密封保存，防止接觸空氣中的水分而變質(zhì)信息