Question

3．师生联谊晚会上，化学老师表演了“滴水生火”和“吹气生火”的魔术．用棉花将一些过氧化钠（Na₂O₂）包裹其中，用胶头滴管向棉花团中滴水，稍后棉花团剧烈燃烧起来．接着再用棉花将一些过氧化钠包裹其中，用一根玻璃导管向棉花团中吹气，稍后棉花团也剧烈燃烧起来．同学们很感兴趣，下课后，化学兴趣小组的同学对燃烧原因及一瓶白色过氧化钠固体的变质情况进行了如下探究．
【查阅资料】①过氧化钠是一种淡黄色固体   ②过氧化钠能与水反应，生成氢氧化钠和氧气  ③过氧化钠能与二氧化碳反应，生成碳酸钠和氧气
【分析讨论】（1）根据棉花团剧烈燃烧的现象分析，反应中除了生成氧气外，还说明过氧化钠发生的反应是放热（填“吸热”或“放热”）反应．
（2）小陈同学认为从物理性质角度看该样品中肯定不含过氧化钠，他的理由是过氧化钠为淡黄色，但小李同学觉得不可靠，他取了一些样品加入适量的水，观察到无气泡产生（填现象），证明了小陈同学的判断是正确的．
【猜想假设】猜想一：样品中只有NaOH          猜想二：样品中含有Na₂CO₃和NaOH
猜想三：样品中只含Na₂CO₃
【实验探究】为了证明以上猜想，甲乙丙三个同学利用小李同学所得的溶液，分别进行了如下三个实验方案的探究：

序号	实验操作	实验现象	结论
甲		试纸变色，对比比色卡，pH＞7	样品中一定含NaOH
乙		没有气体产生	样品中一定不含Na2CO3
丙		产生沉淀，且溶液变成红色	样品中含Na2CO3和NaOH

（1）上述实验方案中，实验操作、现象和结论都正确的是丙（填序号）．
（2）实验操作中存在的错误是将pH试纸直接浸入溶液中测pH．
（3）实验方案中也有错误，请说出有错误的实验方案以及错误的原因甲实验不正确，因为碳酸钠溶液也显碱性；乙实验也不正确，因为溶液中的氢氧化钠先与加入的少量盐酸反应，即使溶液中有碳酸钠也可能不产生气体．
【继续探究】
在老师的带领下，同学们称取了一定质量的样品，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质质量分数为7.3%的稀盐酸，并精确测量溶液的质量，根据实验数据绘制出如图所示稀盐酸的质量与生成气体质量的关系图．试计算：

（1）变质前过氧化钠的质量为7.8g；
（2）恰好完全反应时所得溶液中溶质的质量分数为7.9%．（上述两小题写出解题过程）
【反    思】过氧化钠应该密封保存．

Answer 1

分析 【分析讨论】
可燃物燃烧的条件是：与氧气接触，温度达到可燃物的着火点，二者必须同时具备，缺一不可；根据物质的物理性质可以判断相关方面的问题；根据实验现象可以判断物质的组成；
【猜想假设】
样品中可能只有NaOH，也可能含有Na₂CO₃和NaOH，也可能只含Na₂CO₃；
【实验探究】
测定溶液pH的方法是：用洁净干燥的玻璃棒蘸取处理后的废水，滴在pH试纸上，把变色的pH试纸与标准比色卡对照，即可得溶液的pH；碳酸钠、氢氧化钠的水溶液都显碱性，都能够使酚酞试液变红色；稀盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水，和碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳；碳酸钠和氯化钙反应生成白色沉淀碳酸钙和氯化钠；
【继续探究】
化学反应前后，元素的种类不变，原子的种类、总个数不变；溶质质量分数=$\frac{溶质质量}{溶液质量}$×100%；
【反思】根据物质的性质可以选择保存物质的方法．

解答 解：【分析讨论】
（1）根据棉花团剧烈燃烧的现象分析，反应中除了生成氧气外，还说明过氧化钠发生的反应是放热反应，反应时放出的热量能使温度达到棉花的着火点．故填：放热．
（2）从物理性质角度看该样品中肯定不含过氧化钠，因为过氧化钠是淡黄色固体；取一些样品加入适量的水，观察到不产生气泡，证明固体不是过氧化钠．故填：过氧化钠为淡黄色；不产生气泡．
【猜想假设】样品中可能只有NaOH，也可能含有Na₂CO₃和NaOH，也可能只含Na₂CO₃．故填：Na₂CO₃．
【实验探究】（1）上述实验方案中，实验操作、现象和结论都正确的是丙．故填：丙．
（2）实验操作中存在的错误是甲，错误之处是将pH试纸直接浸入溶液中测pH，这样会污染试剂．故填：将pH试纸直接浸入溶液中测pH．
（3）实验方案中也有错误，有错误的实验方案以及错误的原因是：甲实验不正确，因为碳酸钠溶液也显碱性；乙实验也不正确，因为溶液中的氢氧化钠先与加入的少量盐酸反应，即使溶液中有碳酸钠也可能不产生气体．故填：甲实验不正确，因为碳酸钠溶液也显碱性；乙实验也不正确，因为溶液中的氢氧化钠先与加入的少量盐酸反应，即使溶液中有碳酸钠也可能不产生气体；
故填：甲实验不正确，因为碳酸钠溶液也显碱性；乙实验也不正确，因为溶液中的氢氧化钠先与加入的少量盐酸反应，即使溶液中有碳酸钠也可能不产生气体．
【继续探究】
（1）设反应生成氯化钠的质量为x，
100g稀盐酸中氯化氢的质量为：100g×7.3%=7.3g，
因为氢氧化钠和碳酸钠中的钠元素都转化到反应生成的氯化钠中，由NaOH+HCl═NaCl+H₂O，Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑可知，HCl～NaCl，
HCl～NaCl，
36.5 58.5
7.3g x
$\frac{36.5}{58.5}=\frac{7.3g}{x}$，
x=11.7g，
11.7g氯化钠中钠元素的质量为：11.7g×$\frac{23}{58.5}$×100%=4.6g，
设变质前过氧化钠的质量为y，
根据题意有：y×$\frac{46}{78}$×100%=4.6g，y=7.8g，
故填：7.8．
（2）恰好完全反应时所得溶液中溶质的质量分数为：$\frac{11.7g}{50g+100g-2.2g}$×100%=7.9%．
故填：7.9%．
【反思】因为过氧化钠暴露在空气中容易变质，因此应该密封保存，故填：密封．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．