Question

7．化學(xué)活動(dòng)課上，老師表演了一個(gè)“水能生火”的魔術(shù)（如圖1所示），他將包有過氧化鈉（Na₂O₂）粉末的脫脂棉放在石棉網(wǎng)上，向脫脂棉上滴了幾滴水，脫脂棉立刻燃燒起來，小紅和小明也按圖1所示操作，結(jié)果小紅的魔術(shù)取得了成功，而小明沒有看到有火生起，小明打開脫脂棉，發(fā)現(xiàn)脫脂棉上有白色固體，他們對(duì)比此展開了探究：
【查閱資料】Na₂o₃為淡黃色固體，能與水和二氧化碳反應(yīng)．
【提出問題】水和過氧化鈉作用能“生火”的原因是什么，脫脂棉上的白色固體成分是什么？
實(shí)驗(yàn)探究一；小紅和小明在老師的指導(dǎo)下，設(shè)計(jì)了如圖2所示裝置進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)，轉(zhuǎn)動(dòng)活塞，使水逐滴滴下，然后將帶火星的木條放在a處，帶火星的木條復(fù)燃，說明水和過氧化鈉反應(yīng)有氧氣生成，伸入b中的導(dǎo)管口有氣泡冒出，說明水和過氧化鈉反應(yīng)放出（填“吸收”或“放出”）熱量．
實(shí)驗(yàn)探究二：（1）針對(duì)脫脂棉上的白色固體的成分是什么，小明提出三種猜想：
猜想1：白色固體是碳酸鈉；
猜想2：白色固體都是氫氧化鈉；
猜想3：白色固體是碳酸鈉和氫氧化鈉的混合物
為了驗(yàn)證猜想，小明設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
①將脫脂棉上的固體取下，加水溶解，然后向其中加入足量的氯化鈣溶液	無白色沉淀生成	白色固體中無硫酸鈉
②取步驟①的溶液加入酚酞溶液	酚酞溶液變紅色	猜想2成立

（2）根據(jù)上述小明的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，請(qǐng)寫出Na₂O₂與水反應(yīng)的化學(xué)方程式2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑．
【實(shí)驗(yàn)拓展】請(qǐng)你分析小明魔術(shù)失敗可能是什么原因引起的？提出你的猜想，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證．
【提出猜想】滴加的水快且多
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】實(shí)驗(yàn)步驟：按圖1所示操作分別進(jìn)行，一個(gè)滴加水時(shí)快且多，一個(gè)滴加水時(shí)慢且少；
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：滴加水時(shí)快且多的脫脂棉沒有燃燒，滴加水時(shí)慢且少的脫脂棉燃燒起來；
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：滴加水時(shí)快且多，溫度不能達(dá)到脫脂棉的著火點(diǎn)，因此不能燃燒．

Answer 1

分析 【提出問題】
氧氣能使帶火星的木條復(fù)燃；
溫度升高時(shí)，吸濾瓶中的氣體壓強(qiáng)增大，導(dǎo)致部分氣體從b導(dǎo)管口逸出，產(chǎn)生氣泡；
氯化鈣能和碳酸鈉反應(yīng)生成白色沉淀碳酸鈣和氯化鈉；
氫氧化鈉溶液顯堿性，能使酚酞試液變紅色；
過氧化鈉和水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氧氣；
【實(shí)驗(yàn)拓展】
水能夠吸收熱量，向脫脂棉上滴加水時(shí)，如果滴加的快且多，會(huì)導(dǎo)致溫度不能達(dá)到脫脂棉的著火點(diǎn)．

解答 解：【提出問題】
將帶火星的木條放在a處，帶火星的木條復(fù)燃，說明水和過氧化鈉反應(yīng)有氧氣生成，伸入b中的導(dǎo)管口有氣泡冒出，說明水和過氧化鈉反應(yīng)放出熱量．
故填：氧氣；放出．
（1）①將脫脂棉上的固體取下，加水溶解，然后向其中加入足量的氯化鈣溶液，無白色沉淀生成，說明白色固體中無碳酸鈉；
②取步驟①的溶液加入酚酞溶液，酚酞溶液變紅色，說明猜想2成立；
實(shí)驗(yàn)過程如下表所示：

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
①將脫脂棉上的固體取下，加水溶解，然后向其中加入足量的氯化鈣溶液	無白色沉淀生成	白色固體中無碳酸鈉
②取步驟①的溶液加入酚酞溶液	酚酞溶液變紅色	猜想2成立

（2）Na₂O₂與水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑．
故填：2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑．
【提出猜想】
滴加的水快且多時(shí)，溫度不容易達(dá)到脫脂棉的著火點(diǎn)．
故填：滴加的水快且多．
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】
實(shí)驗(yàn)過程為：實(shí)驗(yàn)步驟：按圖1所示操作分別進(jìn)行，一個(gè)滴加水時(shí)快且多，一個(gè)滴加水時(shí)慢且少；
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：滴加水時(shí)快且多的脫脂棉沒有燃燒，滴加水時(shí)慢且少的脫脂棉燃燒起來；
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：滴加水時(shí)快且多，溫度不能達(dá)到脫脂棉的著火點(diǎn)，因此不能燃燒．
故填：實(shí)驗(yàn)步驟：按圖1所示操作分別進(jìn)行，一個(gè)滴加水時(shí)快且多，一個(gè)滴加水時(shí)慢且少；
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：滴加水時(shí)快且多的脫脂棉沒有燃燒，滴加水時(shí)慢且少的脫脂棉燃燒起來；
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：滴加水時(shí)快且多，溫度不能達(dá)到脫脂棉的著火點(diǎn)，因此不能燃燒．

點(diǎn)評(píng) 合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，科學(xué)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，是得出正確實(shí)驗(yàn)結(jié)論的前提，因此要學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為學(xué)好化學(xué)知識(shí)奠定基礎(chǔ)．