Question

“在學校的元旦聯(lián)歡會上，某同學表演了‘水能生火’的魔術．他向包有過氧化鈉（Na₂O₂）粉末的脫脂棉上滴水，脫脂棉燃燒起來．”
小穎看到這段話后非常感興趣，她和同學們一起對該問題進行了一系列的探究．
[提出問題]過氧化鈉與水反應生成了什么物質？為什么脫脂棉會燃燒？
[猜    想]①可能有一種氣體和另一種物質生成
②反應過程中可能有能量變化
[設計裝置]如圖所示
[實驗探究]
實驗一：探究反應后生成的氣體是什么？
（1）打開如圖裝置中分液漏斗的活塞，控制滴加水的速度，觀察到試管內(nèi)有氣泡產(chǎn)生，用帶火星的木條靠近P處，木條復燃．說明生成的氣體是

 

；
（2）實驗中，還觀察到伸入燒杯中的導管口有氣泡冒出，請解釋產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因：

 

．
實驗二：探究反應后生成的另一種物質是什么？
（1）小明猜想另一種物質是Na₂CO₃，小軍認為不可能．為了證實小軍的看法，請你設計
一個證明CO₃^2-不存在的實驗：

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結論
		生成物中沒有CO32-

（2）小軍取反應后所得的溶液于試管中，滴入無色酚酞試液，發(fā)現(xiàn)試管中的溶液變成紅色，說明反應后所得的溶液呈

 

性；
[表  達]小軍根據(jù)實驗探究的結果，寫出了過氧化鈉和水反應的化學方程式為

 

．
[發(fā)現(xiàn)問題]小娟發(fā)現(xiàn)在小軍的實驗中，試管中的溶液變成紅色后，一會兒又變成無色．
[深入探究]實驗三：探究滴入無色酚酞試液后，變成紅色的溶液為什么會褪色？
小娟經(jīng)查閱資料，設計了如下實驗方案，并將有關現(xiàn)象記錄在下表中．

實驗序號	實驗方案	實驗現(xiàn)象
1	將水滴入盛有過氧化鈉固體的試管中，配制成溶液，用帶火星的木條檢驗生成的氣體	反應激烈，有大量氣體產(chǎn)生，并能使木條復燃
2	取三份實驗1所得溶液分裝于三支試管中是進行如下實驗： ①第一份中加入紫色石蕊試液 ②第二份中加入無色酚酞試液 ③第三份中先加水再加入無色酚酞試液	①溶液變藍且長時間不褪色 ②溶液顯紅色，半分鐘內(nèi)褪色 ③溶液顯紅色，半分鐘內(nèi)褪色
3	①稱取3.9g過氧化鈉固體，逐滴加入約50mL水． ②待不再產(chǎn)生氣體，10min以后，加入用小紙片包好的MnO2，迅速塞緊雙孔塞，輕輕搖動反應器，紙包自動散開，MnO2與溶液開始接觸．	①測得氧氣體積為185mL左右 ②又產(chǎn)生大量氧氣，至反應完全以后，又測得產(chǎn)生了374mL氧氣（兩次測定條件均相同）

（1）根據(jù)小娟的實驗探究，過氧化鈉和水反應除了小軍寫出的反應外還存在另一個反應，其化學方程式為

 

．
（2）綜合分析上述實驗，猜想使變紅的酚酞褪色的物質是

 

，請你用實驗1所得的溶液，設計一個簡單實驗證明你的猜想

 

．
（3）根據(jù)實驗3測得的氣體體積說明了

 

．
[反思與評價]根據(jù)小娟的實驗探究方案，請你再提出一個需要探究的問題

 

．

Answer 1

分析：根據(jù)題干提供的信息進行分析，實驗一：氧氣能使帶火星的木條復燃，過氧化鈉與水的反應為放熱反應，放出的熱使溫度升高，瓶內(nèi)的壓強增大，實驗二：檢驗碳酸鹽可以使用加酸化氣的方法，酚酞試液在堿性溶液中變紅，實驗三：根據(jù)實驗現(xiàn)象以及質量守恒定律可以推知還可能反應生成了過氧化氫，根據(jù)兩次反應生成的氧氣的體積即可推得反應的物質的量．

解答：實驗一：（1）用帶火星的木條靠近P處，木條復燃．說明生成的氣體是氧氣，所以本題答案為：氧氣；
（2）過氧化鈉與水的反應為放熱反應，放出的熱使溫度升高，瓶內(nèi)的壓強增大，氣體向外逸出，所以本題答案為：過氧化鈉與水反應放出熱量，使瓶中的空氣受熱膨脹，因此伸入燒杯中的導管口看到有氣泡產(chǎn)生；
實驗二：（1）檢驗碳酸鹽可以使用加酸化氣的方法，所以本題答案為：

實驗步驟	實驗現(xiàn)象
取少量反應后所得的溶液于試管中，加入稀鹽酸	沒有氣泡產(chǎn)生

（2）酚酞試液在堿性溶液中變紅，根據(jù)質量守恒定律反應除了生成氧氣還生成了氫氧化鈉，所以本題答案為：堿，2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑；
實驗三：（1）根據(jù)實驗現(xiàn)象以及質量守恒定律可以推知還可能反應生成了過氧化氫，所以本題答案為：Na₂O₂+2H₂O═2NaOH+H₂O₂；
（2）氫氧化鈉能使酚酞變紅，水不能使酚酞褪色，故可能是過氧化氫使酚酞褪色，H₂O₂，要證明是過氧化氫的原因，可以設計實驗將過氧化氫反應掉，而又不生成顯堿性的物質，觀察酚酞是否變紅即可，所以本題答案為：在實驗1所得溶液中加入少許MnO₂，靜置到無氣體產(chǎn)生時，再加入無色酚酞試液，溶液變紅且不再褪色；
（4）沒加二氧化錳之前生成的氧氣的體積為185mL，加入二氧化錳之后生成的氧氣的體積為374mL，說明水與Na₂O₂反應生成的H₂O₂約有

1

3

發(fā)生分解，所以本題答案為：水與Na₂O₂反應生成的H₂O₂約有

1

3

發(fā)生分解；
[反思與評價]針對過氧化氫能使酚酞褪色，可以提出過氧化氫為什么能使酚酞褪色，所以本題答案為：H₂O₂使變紅的酚酞褪色的原因是什么．

點評：本題為信息給予題，完成此類題目，要能夠從題干中抽取有用的信息，根據(jù)已有的知識進行，同學們要能夠從整體上把握題意，綜合進行做題．