Question

【題目】供氧呼吸面具中的制氧劑主要成分是過氧化鈉（Na2O2）。同學們用過氧化鈉代替制氧劑在呼吸面具中使用一段時間后，對固體成分展開研究。

（查閱資料）Na2O2能分別與H2O和CO2反應生成O2，并放出大量的熱量。方程式分別為：2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑ 2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2↑

（猜想假設）固體可能為：a Na2O2和NaOH　 　b Na2O2和Na2CO3 c Na2O2、NaOH和Na2CO3 　　 　d NaOH和Na2CO3 e Na2CO3

根據呼吸面具中發生的反應，你認為上述哪個猜想最不合理，并說明理由。__。

（定性研究）

實驗Ⅰ：取少量固體于試管中，加足量水，___，證明固體中有Na2O2。

實驗Ⅱ：取少量固體于試管中，滴加足量稀鹽酸，產生大量氣泡，證明固體中含有Na2CO3。

實驗Ⅲ：取少量固體于試管中，加足量水，再滴加足量的氯化鈣溶液，過濾，向濾液中加入硫酸銅溶液，____，證明固體中含有NaOH。

（反思評價）上述根據現象得出結論正確的實驗是_______。

（定量研究）定性研究遇阻，同學們決定用定量測定法研究該固體成分。

取1.84g固體于燒杯內，加入10g蒸餾水，固體完全溶解后燒杯內物質總質量為11.68g，繼續向燒杯中加入澄清石灰水至不再產生沉淀，過濾、洗滌、干燥并稱量得固體1.0g。

（實驗結論）通過計算，可以得出：猜想假設_____（填字母）成立。

（延伸拓展）

（1）由上述數據可算出樣品中Na2O2的含量，但結果往往偏大，可能的原因是_____。

（2）現有質量為M的CO、H2的混合氣體，將其充分燃燒后的產物通過足量的質量為N的Na2O2固體，充分反應后固體質量為_____。

Answer 1

【答案】猜想a不合理，人呼出的氣體中含有CO2，與Na2O2反應生成Na2CO3，因此固體中一定含有Na2CO3 產生氣泡 產生藍色沉淀 Ⅰ b Na2O2與水反應放熱，使得氧氣中含有水蒸氣，測得氧氣的質量偏大 M+N

【解析】

[猜想與假設]

根據人呼吸的氣體中含有水和二氧化碳可知，水和二氧化碳都能與Na2O2反應，因此固體中不可能只含有Na2O2和NaOH。故填：猜想a不合理，人呼出的氣體中含有CO2，與Na2O2反應生成Na2CO3，因此固體中一定含有Na2CO3

[定性研究]

實驗I：因為2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，取少量固體放入試管中，加足量水，看到固體溶解，有氣泡產生（或將帶火星的木條伸入試管中，木條復燃），證明固體中有Na2O2。故填：有氣泡產生

實驗Ⅲ：因為碳酸鈉與氯化鈣溶液反應生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉；取少量固體放入試管中，加足量水，再滴加足量的氯化鈣溶液后，過濾出碳酸鈣，再向濾液中加入硫酸銅試液，若溶液產生藍色沉淀，則證明原固體中含有NaOH。故填：產生藍色沉淀

[反思評價]

通過實驗Ⅱ并不能確定固體中含有Na2CO3；因為Na2O2也能與酸反應產生氣泡，通過實驗Ⅲ也不能證明固體中一定含有NaOH.其原因是：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，影響氫氧化鈉的判定；上述根據現象得出結論正確的實驗是實驗I；故填：I

[實驗結論]

根據過氧化鈉與水反應能生成氫氧化鈉和氧氣，反應前后減少的質量為生成的氧氣的質量，氧氣的質量=1.84g+10g-11.68g=0.16g；設過氧化鈉的質量為x。

假設固體中碳酸鈉的質量為y。

Na2O2和Na2CO3的質量和為：0.78g+1.06g=1.84g；而原固體質量為：1.84g；因此可知原固體中，沒有NaOH，通過計算，可以得出：猜想假設b成立。故填：b

[延伸拓展]

（1）由上述數據可算出樣品中Na2O2的含量，但結果往往偏大，可能的原因是Na2O2與水反應放熱，使得氧氣中含有水蒸氣，測得氧氣的質量偏大。故填：Na2O2與水反應放熱，使得氧氣中含有水蒸氣，測得氧氣的質量偏大

（2）由化學方程式：2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑、2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2↑以及氫氣燃燒、一氧化碳燃燒的方程式可知，氫氣燃燒、一氧化碳燃燒消耗的氧氣的質量等于水、二氧化碳與Na2O2反應產生的氧氣的質量，因此質量為M的CO、H2的混合氣體，將其充分燃燒后的產物通過足量的質量為N的Na2O2固體，相當于完全把質量為M的氣體吸收了，故充分反應后得到的固體質量為：M+N。故填：M+N。