Question

( 14分)某化学小组进行Na₂O₂与水反应的实验，如下图所示，该小组对试管c中红色褪去的原因进行探究。

（1）Na₂O₂中含有的化学键类型：          ；请写出a中反应的化学方程式      。
查阅资料：
①当NaOH溶液pH≥13时，可以使酚酞由红色褪为无色；
②Na₂O₂与水反应分两步进行：Na₂O₂ + H₂O =" NaOH" + H₂O₂      2H₂O₂ = 2H₂O + O₂↑
（2）请设计实验验证Na₂O₂与水反应后的溶液中有H₂O₂残留：取少量b溶液于试管中，            ，证明溶液中有H₂O₂残留。
（3）结合资料，该小组同学针c中溶液红色褪去的原因提出以下假设：
①                     ；
② 溶液中H₂O₂破坏酚酞的结构；
③ NaOH和H₂O₂共同作用结果。
（4）该小组同学测出c中溶液的pH为14，认为还不能排除假设②、③，于是又进行了如下实验，请完成下表空白处：

实验	操作	现象	结论
1	向少量H2O2中滴加2滴酚酞，放置一段时间，再加入NaOH溶液至pH=12	加入NaOH后，无色溶液先变红，后褪色	①
2	向少量 NaOH溶液（pH=14）中滴加2滴酚酞；再加适量稀盐酸至溶液 pH=12	溶液先变红，后褪色；加盐酸后，又出现红色，且不褪色
3	向Na2O2与水反应后的溶液（pH=14）中滴加2滴酚酞；再加适量稀盐酸至溶液 pH=12 ……	②                              ……	溶液pH大于13时，NaOH使变红的溶液褪色；pH在8~13时， NaOH和H2O2共同作用使溶液褪色

（5）某同学按取（4）中述实验2褪色后的溶液，加水稀释至pH=12，没有观察到溶液变红。该同学推测实验2加盐酸后溶液变红还可能与温度有关，请写出理由：           。

Answer 1

（14分）
（1）离子键、非极性共价键                                              （2分）
2Na₂O₂ + 2H₂O = 4NaOH + O₂ ↑                                          （2分）
（2）加入少量MnO₂粉末，产生大量气泡，用带火星的木条检验，木条复燃。   （2分）
（3）① 溶液中NaOH浓度较大，pH≥13                                   （2分）
（4）① 仅H₂O₂不能破坏酚酞结构，酚酞褪色是H₂O₂和NaOH共同作用结果。
(或 假设②不正确，假设③正确)                                 （2分）
②溶液先变红，后褪色；加稀盐酸后，又出现红色，但随后褪色。        （2分）
（5）加入稀盐酸，会因发生中和反应而放热，使溶液温度升高。    

试题分析：（1）Na₂O₂中含有的化学键类型有离子键、非极性共价键；Na₂O₂与水反应生成氢氧化钠和氧气，化学方程式为2Na₂O₂ + 2H₂O = 4NaOH + O₂ ↑ 
（2）证明过氧化氢的存在，利用其在二氧化锰作催化剂的条件下发生分解反应，生成氧气来判断。操作步骤是加入少量MnO₂粉末，产生大量气泡，用带火星的木条检验，木条复燃。
（3）当NaOH溶液pH≥13时，可以使酚酞由红色褪为无色；所以① 的假设是溶液中NaOH浓度较大，pH≥13；
（4）实验1的现象说明①仅H₂O₂不能破坏酚酞结构，酚酞褪色是H₂O₂和NaOH共同作用结果；
实验3的结论说明Na₂O₂与水反应后的溶液（pH=14>13），所以滴加2滴酚酞先变红后褪色；加入盐酸使氢氧根离子浓度减小，又出现红色，pH在8~13时，NaOH和H₂O₂共同作用使溶液褪色，所以最终溶液褪色。
（5）加水稀释不变红，加盐酸后变红，因为加盐酸后发生中和反应，中和反应是放热反应，体系温度升高，溶液红色出现。