Question

10．小明發現一種淡黃色的固體粉末可以用于殺菌、消毒和漂白．于是想探究該固體的成分．
【提出問題】該淡黃色固體的化學成分是什么？
【查閱資料】
（1）硫單質是一種淡黃色固體，難溶于水．在空氣中點燃硫單質，生成一種無色、有刺激性氣味的氣體．
（2）過氧化鈉（Na₂O₂）是一種淡黃色固體，能與水發生反應，生成氣體并放出大量的熱．
【設計實驗方案】
方案一：取少量該固體粉末于試管中，加2mL水，振蕩并觀察現象．
方案二：在燃燒匙里放少量該固體，在酒精燈上加熱，觀察現象．
比較以上兩方案，你認為的最佳方案是方案一，理由是操作簡單，對環境無污染．
【實驗驗證并得出結論】小明通過實驗驗證，確定該淡黃色粉末為過氧化鈉．
小明為進一步研究，向盛有少量該固體的試管中加入2mL水，立刻觀察到有無色氣泡產生；再向試管中滴加幾滴酚酞試液，可觀察到溶液變紅．
聯想到學過的知識，小明判斷反應生成了氫氧化鈉（NaOH）和一種無色氣體，并對生成的氣體成分提出了以下三種假設：
①該氣體是CO         ②該氣體是H₂             ③該氣體是O₂
你認為上述假設哪個更合理①（填“①”、“②”或“③”）．
請設計一個實驗，驗證你的合理假設（寫出簡要操作步驟、實驗現象和結論）．

操作步驟	實驗現象	結論
將產生的氣體收集到試管中，伸入帶火星的木條	木條復燃	該氣體是O2

Answer 1

分析 【設計實驗方案】根據硫在空氣中點燃生成生成一種無色、有刺激性氣味的有毒氣體二氧化硫，污染空氣操作較復雜；取少量該固體粉末于試管中，加2mL水，振蕩，硫和水不反應也不溶于水，過氧化鈉和水反應產生氣泡分析；
【實驗驗證并得出結論】根據質量守恒定律化學反應前后元素的種類不會變化和氧氣能使帶火星的木條復燃進行分析．

解答 解：【設計實驗方案】硫在空氣中點燃生成生成一種無色、有刺激性氣味的有毒氣體二氧化硫，污染空氣操作較復雜；取少量該固體粉末于試管中，加2mL水，振蕩，硫和水不反應也不溶于水，過氧化鈉和水反應產生氣泡，該操作簡單，無污染，現象明顯；
【實驗驗證并得出結論】質量守恒定律化學反應前后元素的種類不會變化，反應前只有鈉、氧、氫元素，無碳元素，所以生成的氣體不可能是一氧化碳；
由題中信息知過氧化鈉和水反應生成了氫氧化鈉和一種氣體，說明水中的氫元素已被轉化到氫氧化鈉中，水中的氧元素的原子會重新組合成氧氣．又因為氧氣能使帶火星的木條復燃，所以實驗方案是：

假設	操作步驟	實驗現象	結論
假設③ （或該氣體是O2）	將產生的氣體收集到試管中，伸入帶火星的木條	木條復燃	假設③成立 （或該氣體是O2）
		木條不復燃	假設③不成立 （或該氣體不是O2）
假設② （或該氣體是H2）	將產生的氣體收集到試管中，把試管移近酒精燈的火焰	聽到爆鳴聲	假設②成立 （或該氣體是H2）
		沒有變化	假設②不成立 （或該氣體不是H2）

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故答案為：【設計實驗方案】方案一；操作簡單，對環境無污染；
【實驗驗證并得出結論】①；

假設	操作步驟	實驗現象	結論
假設③ （或該氣體是O2）	將產生的氣體收集到試管中，伸入帶火星的木條	木條復燃	假設③成立 （或該氣體是O2）

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點評 判斷實驗方案要從可行性、操作是否簡單易行、現象是否明顯、是否無污染等方面分析；解答信息題要充分抓住題中信息和課本上的相關知識．