Question

“在學(xué)校的元旦聯(lián)歡會(huì)上，某同學(xué)表演了‘水能生火’的魔術(shù)．他向包有過(guò)氧化鈉（Na₂O₂）粉末的脫脂棉上滴水，脫脂棉燃燒起來(lái)．”
小穎看到這段話后非常感興趣，她和同學(xué)們一起對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行了一系列的探究．
[提出問(wèn)題]過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)生成了什么物質(zhì)？為什么脫脂棉會(huì)燃燒？
[猜    想]①可能有一種氣體和另一種物質(zhì)生成
②反應(yīng)過(guò)程中可能有能量變化
[設(shè)計(jì)裝置]如圖所示
[實(shí)驗(yàn)探究]
實(shí)驗(yàn)一：探究反應(yīng)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(fù)燃．說(shuō)明生成的氣體是

 

；
（2）實(shí)驗(yàn)中，還觀察到伸入燒杯中的導(dǎo)管口有氣泡冒出，請(qǐng)解釋產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因：

 

．
實(shí)驗(yàn)二：探究反應(yīng)后生成的另一種物質(zhì)是什么？
（1）小明猜想另一種物質(zhì)是Na₂CO₃，小軍認(rèn)為不可能．為了證實(shí)小軍的看法，請(qǐng)你設(shè)計(jì)
一個(gè)證明CO₃^2-不存在的實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
		生成物中沒(méi)有CO32-

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

 

性；
[表  達(dá)]小軍根據(jù)實(shí)驗(yàn)探究的結(jié)果，寫出了過(guò)氧化鈉和水反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
[發(fā)現(xiàn)問(wèn)題]小娟發(fā)現(xiàn)在小軍的實(shí)驗(yàn)中，試管中的溶液變成紅色后，一會(huì)兒又變成無(wú)色．
[深入探究]實(shí)驗(yàn)三：探究滴入無(wú)色酚酞試液后，變成紅色的溶液為什么會(huì)褪色？
小娟經(jīng)查閱資料，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案，并將有關(guān)現(xiàn)象記錄在下表中．

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	實(shí)驗(yàn)方案	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
1	將水滴入盛有過(guò)氧化鈉固體的試管中，配制成溶液，用帶火星的木條檢驗(yàn)生成的氣體	反應(yīng)激烈，有大量氣體產(chǎn)生，并能使木條復(fù)燃
2	取三份實(shí)驗(yàn)1所得溶液分裝于三支試管中是進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)： ①第一份中加入紫色石蕊試液 ②第二份中加入無(wú)色酚酞試液 ③第三份中先加水再加入無(wú)色酚酞試液	①溶液變藍(lán)且長(zhǎng)時(shí)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(guò)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(dòng)反應(yīng)器，紙包自動(dòng)散開，MnO2與溶液開始接觸．	①測(cè)得氧氣體積為185mL左右 ②又產(chǎn)生大量氧氣，至反應(yīng)完全以后，又測(cè)得產(chǎn)生了374mL氧氣（兩次測(cè)定條件均相同）

（1）根據(jù)小娟的實(shí)驗(yàn)探究，過(guò)氧化鈉和水反應(yīng)除了小軍寫出的反應(yīng)外還存在另一個(gè)反應(yīng)，其化學(xué)方程式為

 

．
（2）綜合分析上述實(shí)驗(yàn)，猜想使變紅的酚酞褪色的物質(zhì)是

 

，請(qǐng)你用實(shí)驗(yàn)1所得的溶液，設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)證明你的猜想

 

．
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)3測(cè)得的氣體體積說(shuō)明了

 

．
[反思與評(píng)價(jià)]根據(jù)小娟的實(shí)驗(yàn)探究方案，請(qǐng)你再提出一個(gè)需要探究的問(wèn)題

 

．

Answer 1

分析：根據(jù)題干提供的信息進(jìn)行分析，實(shí)驗(yàn)一：氧氣能使帶火星的木條復(fù)燃，過(guò)氧化鈉與水的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，放出的熱使溫度升高，瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)增大，實(shí)驗(yàn)二：檢驗(yàn)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(shí)驗(yàn)三：根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象以及質(zhì)量守恒定律可以推知還可能反應(yīng)生成了過(guò)氧化氫，根據(jù)兩次反應(yīng)生成的氧氣的體積即可推得反應(yīng)的物質(zhì)的量．

解答：實(shí)驗(yàn)一：（1）用帶火星的木條靠近P處，木條復(fù)燃．說(shuō)明生成的氣體是氧氣，所以本題答案為：氧氣；
（2）過(guò)氧化鈉與水的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，放出的熱使溫度升高，瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)增大，氣體向外逸出，所以本題答案為：過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)放出熱量，使瓶中的空氣受熱膨脹，因此伸入燒杯中的導(dǎo)管口看到有氣泡產(chǎn)生；
實(shí)驗(yàn)二：（1）檢驗(yàn)碳酸鹽可以使用加酸化氣的方法，所以本題答案為：

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
取少量反應(yīng)后所得的溶液于試管中，加入稀鹽酸	沒(méi)有氣泡產(chǎn)生

（2）酚酞試液在堿性溶液中變紅，根據(jù)質(zhì)量守恒定律反應(yīng)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(shí)驗(yàn)三：（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象以及質(zhì)量守恒定律可以推知還可能反應(yīng)生成了過(guò)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(guò)氧化氫使酚酞褪色，H₂O₂，要證明是過(guò)氧化氫的原因，可以設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)將過(guò)氧化氫反應(yīng)掉，而又不生成顯堿性的物質(zhì)，觀察酚酞是否變紅即可，所以本題答案為：在實(shí)驗(yàn)1所得溶液中加入少許MnO₂，靜置到無(wú)氣體產(chǎn)生時(shí)，再加入無(wú)色酚酞試液，溶液變紅且不再褪色；
（4）沒(méi)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(shuō)明水與Na₂O₂反應(yīng)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(yīng)生成的H₂O₂約有

1

3

發(fā)生分解；
[反思與評(píng)價(jià)]針對(duì)過(guò)氧化氫能使酚酞褪色，可以提出過(guò)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(diǎn)評(píng)：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(shí)進(jìn)行，同學(xué)們要能夠從整體上把握題意，綜合進(jìn)行做題．