Question

【題目】師生聯誼晚會上，化學老師表演了“滴水生火”和“吹氣生火”的魔術。用棉花將一些過氧化鈉（Na2O2）包裹其中，用膠頭滴管向棉花團中滴水，稍后棉花團劇烈燃燒起來。接著再用棉花將一些過氧化鈉包裹其中，用一根玻璃導管向棉花團中吹氣，稍后棉花團也劇烈燃燒起來。同學們很感興趣，下課后，化學興趣小組的同學對燃燒原因及一瓶白色過氧化鈉固體的變質情況進行了如下探究。

【查閱資料】①過氧化鈉是一種淡黃色固體 ②過氧化鈉能與水反應，生成氫氧化鈉和氧氣 ③過氧化鈉能與二氧化碳反應，生成碳酸鈉和氧氣

【分析討論】（1）根據棉花團劇烈燃燒的現象分析，反應中除了生成氧氣外，還說明過氧化鈉發生的反應是 （填“吸熱”或“放熱”）反應。

（2）小陳同學認為從物理性質角度看該樣品中肯定不含過氧化鈉，他的理由是 ，但小李同學覺得不可靠，他取了一些樣品加入適量的水，觀察到 （填現象），證明了小陳同學的判斷是正確的。

【猜想假設】猜想一：樣品中只有NaOH

猜想二：樣品中含有Na2CO3和NaOH

猜想三：樣品中只含Na2CO3和NaOH

【實驗探究】為了證明以上猜想，甲乙丙三個同學利用小李同學所得的溶液，分別進行了如下三個實驗方案的探究：

序號	實驗操作	實驗現象	結論
甲		試紙變色，對比比色卡，pH ＞ 7	樣品中一定含NaOH
乙		沒有氣體產生	樣品中一定不含Na2CO3
丙		產生沉淀，且溶液變成紅色	樣品中含Na2CO3和NaOH

（1）上述實驗方案中，實驗操作、現象和結論都正確的是 （填序號）。

（2）實驗操作中存在的錯誤是 。

（3）實驗方案中也有錯誤，請說出有錯誤的實驗方案以及錯誤的原因 。

【繼續探究】

在老師的帶領下，同學們稱取了一定質量的樣品，加入足量的水，配成了50g溶液，再向所配得的溶液中逐滴滴加溶質質量分數為7.3%的稀鹽酸，并精確測量溶液的質量，根據實驗數據繪制出如下圖所示稀鹽酸的質量與生成氣體質量的關系圖。試計算：

（1）變質前過氧化鈉的質量為 g；

（2）恰好完全反應時所得溶液中溶質的質量分數為 。（上述兩小題寫出解題過程）

【反 思】過氧化鈉應該 保存。

Answer 1

【答案】【分析討論】（1）放熱（2）過氧化鈉為淡黃色 無氣泡

【猜想假設】Na2CO3【實驗探究】（1）丙（2）將pH試紙直接浸入溶液中測pH

（3）甲實驗不正確，因為碳酸鈉溶液也顯堿性；乙實驗也不正確，因為溶液中的氫氧化鈉先與加入的少量鹽酸反應，即使溶液中有碳酸鈉也可能不產生氣體。（2分）

【繼續探究】（1）7.8 （2）7.9% 【反 思】密封

【解析】

試題分析：【分析討論】（1）根據燃燒的條件，結合棉花團劇烈燃燒的現象分析，反應中除了生成氧氣外，還說明過氧化鈉發生的反應是放熱，從而使溫度達到棉花的著火點

（2）小陳同學認為從物理性質角度看該樣品中肯定不含過氧化鈉，他的理由是過氧化鈉為淡黃色，而原固體是白色的；根據資料②過氧化鈉能與水反應，生成氫氧化鈉和氧氣，故取了一些樣品加入適量的水，觀察到無氣泡，說明不含過氧化鈉，證明了小陳同學的判斷是正確的

【猜想假設】根據氫氧化鈉的化學性質，能與二氧化碳反應生成碳酸鈉，故結合猜想一、二，猜想三：樣品中只含Na2CO3，即氫氧化鈉全部變質

【實驗探究】（1）方案甲：由于碳酸鈉溶液也顯堿性，故跟溶液的PH大于7，判斷含有氫氧化鈉是不正確的，而方案乙因為溶液中的氫氧化鈉先與加入的少量鹽酸反應，即使溶液中有碳酸鈉也可能不產生氣體，故方案丙實驗操作、現象和結論都正確

（2）實驗操作中存在的錯誤是：將pH試紙直接浸入溶液中測pH，應用玻璃棒蘸取一滴于PH試紙上

（3）錯誤的實驗方案以及錯誤的原因：甲實驗不正確，因為碳酸鈉溶液也顯堿性；乙實驗也不正確，因為溶液中的氫氧化鈉先與加入的少量鹽酸反應，即使溶液中有碳酸鈉也可能不產生氣體

【繼續探究】（1）根據圖像，當消耗鹽酸100g時，反應恰好反應，根據質量守恒定律：化學反應前后，元素的質量不變，即反應生成的溶質氯化鈉中氯元素質量等于消耗鹽酸中溶質氯化氫中氯元素質量，而氯化鈉中鈉元素質量等于過氧化鈉中鈉元素質量，故可先計算出氯化鈉的質量，設氯化鈉質量為x，列式為：x×35.5/58.5×100%=100g×7.3%×35.5/36.5×100%，x=11.7g，再設過氧化鈉的質量為y，列式為：11.7g×35.5/58.5×100%=y×46/78×100%，y=7.8g，也可以根據化學方程式來計算，發生的化學反應有：Na2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2↑和NaOH+HCl==NaCl+H2O，分別求出Na2CO3和NaOH質量，進一步計算出過氧化鈉的質量

（2）根據圖像，當消耗鹽酸100g時，反應恰好反應，根據質量守恒定律：化學反應前后，元素的質量不變，即反應生成的溶質氯化鈉中氯元素質量等于消耗鹽酸中溶質氯化氫中氯元素質量，故可設氯化鈉質量為x，列式為：x×35.5/58.5×100%=100g×7.3%×35.5/36.5×100%，x=11.7g，反應后溶液總質量=50g+100g-2.2g=147.8g，所以恰好完全反應時所得溶液中溶質的質量分數=11.7g/147.8g×100%=7.9%

【反思】過氧化鈉應該密封保存，防止接觸空氣中的水分而變質信息