Question

某化学兴趣小组在化学实验室发现一瓶没有标签的淡黄色粉末，同学们对探究该粉末产生浓厚兴趣，并在老师的指导下进行探究活动．
提出问题  这种淡黄色粉末是什么？有什么性质和用途？
查阅资料  ①硫是淡黄色粉末，不溶于水；
②过氧化钠（Na₂O₂）是淡黄色粉末，溶于水并能与水反应，“载人宇宙飞船或潜水艇中一般都要安装盛放过氧化钠（Na₂O₂）颗粒的装置”
猜想与探究
猜想：淡黄色粉末可能是：a．硫；b．过氧化钠；c．硫和过氧化钠的混合物．
实验与结论

	实验操作	实验现象	实验结论
猜想	在一支洁净的试管中加入适量的上述淡黄色粉末，再加入足量的蒸馏水，充分振荡	______	猜想a、c不成立，猜想b成立．

提出问题  过氧化钠是否为一种制氧剂？与人呼出的哪种气体发生反应？
提出猜想  过氧化钠与人呼出的N₂或CO₂或水蒸气反应并生成氧气．
进行实验
实验Ⅰ：验证过氧化钠与氮气反应并生成氧气．    王轩同学设计如图Ⅰ所示装置：
（1）实验现象及结论：观察到______现象，判断过氧化钠与氮气没有发生反应．
实验Ⅱ：验证过氧化钠与水蒸气反应并生成氧气．   华宇同学设计了如下图所示装置
（2）其中A装置的作用是______．
（3）实验现象及结论：带火星的木条复燃；查阅资料知道：过氧化钠与水蒸气生成了氧气和一种常见碱，写出该反应的化学方程式______．
实验Ⅲ：验证过氧化钠与二氧化碳反应并生成氧气．
李杰在老师的指导下也设计了如图Ⅱ所示装置．（不考虑稀盐酸的挥发）
（4）实验记录

实验操作		主要实验现象	实验结论及解释
①	检查装置的气密性． 向装置中加入药品．		装置的气密性良好．
②	打开分液漏斗活塞，向A 装置中缓慢加入稀盐酸．	A装置中观察到的现象有______， C装置中有气泡出现．	A装置中发生反应的化学方程式为______； C装置作用是______．
③	一段时间后用带火星的木条在D内进行检验．	带火星的木条复燃．	过氧化钠与二氧化碳反应并生成氧气．

实验反思
（1）张红同学对实验Ⅲ的设计提出疑问：该实验不能证明二氧化碳与过氧化钠确实发生了反应，你认为他的理由是______．请你回答如何改进该实验______．
（2）王兵同学查阅资料后知道实验Ⅲ中过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，他称取过氧化钠与二氧化碳充分反应后的固体剩余物质21.5g，加入到盛有足量稀盐酸的烧杯中，并不断用玻璃棒搅拌．反应过程用精密仪器测得烧杯内混合物的质量（m）与反应时间（t）关系如图Ⅳ所示（不考虑实验过程中其它因素的影响）．
请计算碳酸钠的质量分数：______．（写出计算过程，结果保留一位小数）

Answer 1

【答案】分析：本实验题是探究性实验，对于淡黄色的固体进行确认，主要是利用它们的化学性质，硫不与水反应，而过氧化钠与水反应，加足量水，固体完全反应，对反应产生的气体能助燃，是氧气；过氧化钠也能与二氧化碳反应，产生的气体使木条复燃，说明是氧气．根据题干图象提供的物质的质量关系即可求出碳酸钠的质量分数，据此解答即可．
解答：解：实验与结论：根据题干提供的信息，硫不溶于水，而过氧化钠溶于水且与水反应，根据结论猜想a、c不成立，猜想b成立，可以知道出现的现象是固体全部溶解，故填：固体粉末全部溶解；
（1）过氧化钠与氮气没有发生反应，氮气是不支持燃烧的气体，故缓慢通过氮气的时候会看到燃着的木条熄灭的现象，故填：燃着的木条熄灭；
（2）A装置中盛有的药品是大理石和稀盐酸，二者能反应生成二氧化碳，故A装置的作用是产生二氧化碳，故填：产生二氧化碳；
（3）过氧化钠与水蒸气生成了氧气和氢氧化钠，故填：2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+3O₂↑；
（4）打开分液漏斗活塞，向A装置中缓慢加入稀盐酸，则大理石和稀盐酸反应生成二氧化碳气体，会产生大量的气泡，C中盛有的是氢氧化钠溶液，其作用是除去没有反应的二氧化碳，故填：有大量的气泡产生，CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑，除去没有反应的二氧化碳；
实验反思：
（1）由于产生的二氧化碳中混有水蒸气，可能是水蒸气与过氧化钠反应生成了氧气，因此需要在二氧化碳通入B装置之前，进行干燥，可以在A和B之间增加一个盛有浓硫酸的装置，故填：产生的二氧化碳气体中含有水蒸气，在A和B之间增加一个装有浓硫酸的装置；
（2）根据图象可知产生二氧化碳的质量为：172.5g-163.7g=8.8g
设碳酸钠的质量为x
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
106                   44
x                     8.8g
，x=21.2g
故碳酸钠的质量分数为：×100%≈98.6%，
故填：98.6%．
点评：本题考查了物质成分的探究以及物质的性质，完成此题，可以依据已有的知识结合题干提供的信息进行．要求同学们增强阅读能力，能够从题干中提取有用的信息，以利于解题．