Question

过氧化钠（Na₂O₂）是一种淡黄色固体．在一次科技活动中，某化学兴趣小组的同学将包有Na₂O₂固体的棉花放入了如图1的实验装置中，当倾倒二氧化碳时，发现了______现象；同时也惊奇地发现棉花团燃烧了起来．

【提出问题】棉花团为什么会燃烧起来呢？
【查阅资料】
（1）在常温下Na₂O₂能和CO₂反应生成一种气体和碱性物质．
（2）在常温下Na₂O₂能和水发生反应：2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑
（3）无水硫酸铜为白色固体，吸水后变为蓝色．
【设计实验】经过讨论后，小组同学设计了如图2的实验进行探究．
【实验步骤】
①检查整套装置的气密性；
②把相关的试剂放入对应的仪器内（D装置的U型管内放有足量的Na₂O₂固体，烧杯内盛有饱和的澄清石灰水），并按图2组装整套实验仪器；
③用力推动针筒的活塞，把稀盐酸注入试管内；
④一段时间后，在P处放置一根带火星的小木条，观察现象．
注：整个实验中不考虑稀盐酸的挥发和空气对实验的影响．
【实验现象】
①无水硫酸铜______；②带火星的小木条复燃；③______．
【实验分析】
（1）“小木条复燃”说明Na₂O₂和CO₂反应生成了______；实验现象③说明该反应放出了热量；同时棉花团是可燃物，棉花团因为同时满足燃烧所需的三个条件，所以燃烧起来了．
（2）请你写出Na₂O₂和CO₂反应的化学方程式______
【拓展提高】
同学们在实验室发现一瓶放置了较长时间的过氧化钠粉末，已知发生了部分变质，同学们取3.00g变质粉末决定探究其中的成分及其质量．
【提出问题】变质的过氧化钠粉末中有哪些成分，它们的质量是多少？
【猜想与假设】
（1）粉末成分是Na₂O₂和NaOH的混合物
（2）粉末成分是______的混合物
（3）粉末成分是Na₂O₂、NaOH 和Na₂CO₃的混合物…
【设计实施方案】

实验步骤	实验现象
①取15g变质粉末于一支大试管内，加入适量的水，共收集到1.6g气体，然后用带火星木条检验生成的气体．	固体完全溶解，有气泡产生，带火星的小木条复燃
②继续向上述试管中加入足量的石灰水，充分反应．	有白色沉淀生成
③将②中物质过滤，得到滤渣，将其洗涤、干燥并称量，得固体5g．

【解释与结论】同学们经过认真计算分析，确定了粉末中含有的成分及质量
计算过程：
【反思与评价】
（1）实验室在保存过氧化钠时应注意密封保存．
（2）有同学提出把第②步实验中足量的石灰水改为足量氯化钙溶液，至沉淀不再生成时过滤，向滤液中滴加无色酚酞试液，若液体变红，则证明原粉末中有NaOH．你认为该方案是否合理并说明理由______．

Answer 1

【答案】分析：依据二氧化碳的密度比空气大；二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧的性质推测看到的现象；
【实验现象】
B装置中的浓硫酸吸收了水，则C处无水硫酸铜不变色，图1棉花燃烧，说明了Na₂O₂能和CO₂反应放热，氢氧化钙的溶解度随温度的升高而减小，据此分析实验现象；
【实验分析】
（1）氧气能使带火星的木条复燃；
（2）Na₂O₂能和CO₂反应生成一种气体和碱性物质，已知生成的气体是氧气，依据化学反应前后元素的种类不变，则另一种碱性物质是碳酸钠，据此书写方程式；
【猜想与假设】
（2）据Na₂O₂和CO₂反应的生成物进行猜想；
【反思与评价】
（2）根据过氧化钠与水反应能生成氢氧化钠，可推出结论是否正确．
解答：解：（1）二氧化碳的密度比空气大，二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧，所以倒入二氧化碳会发现蜡烛自下而上依次熄灭；
【实验现象】
B装置中的浓硫酸吸收了水，所以C处无水硫酸铜不会变蓝，图1棉花燃烧，说明了Na₂O₂能和CO₂反应放热使温度达到了棉花的着火点而燃烧，图2中，Na₂O₂和CO₂发生反应，放出热量使石灰水温度升高，氢氧化钙的溶解度随温度的升高而减小，所以饱和的石灰水变浑浊；
【实验分析】
（1））“小木条复燃”说明Na₂O₂和CO₂反应生成了氧气；
（2）Na₂O₂能和CO₂反应生成一种气体和碱性物质，由（1）可知生成的气体是氧气，依据化学反应前后元素的种类不变，则另一种碱性物质是碳酸钠，方程式2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂；
【猜想与假设】
（2）Na₂O₂和CO₂发生反应，生成碳酸钠和氧气，所以粉末还有可能是Na₂O₂和空气中CO₂部分反应，是Na₂O₂和Na₂CO₃的混合物；
【反思与评价】
【反思与评价】
（2）向滤液中滴加无色酚酞试液，若液体变红，不能证明原粉末中有NaOH，因为常温下过氧化钠与水也能生成NaOH，使无色酚酞试液变红，不能说明原来是否存在；
故答案为：
蜡烛自下而上依次熄灭（合理均可）；
【实验现象】没有变蓝色；饱和的澄清石灰水变浑浊；
【实验分析】（1）氧气（或O₂）；
（2）2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂；
【猜想与假设】Na₂O₂和Na₂CO₃；
【反思与评价】（2）不合理，因为常温下Na₂O₂和水也能生成NaOH，使无色酚酞试液变红，所以不能证明原粉末中有NaOH．
点评：本题涉及到的知识点有二氧化碳的性质、固体物质溶解度影响因素和质量守恒定律等，主要是运用基础知识去解决新的信息问题，这就要求学生学以致用，综合考虑，仔细分析．