Question

18．化學小組在老師的指導下，完成了一個興趣實驗．向包有Na₂O₂的脫脂棉中吹氣，發現脫脂棉劇烈燃燒起來．于是他們決定探究脫脂棉燃燒的原因．請你參與他們的探究．
【提出問題】脫脂棉為什么會燃燒？
【查閱資料】
（1）Na₂O₂是一種淡黃色固體，常溫下能與CO₂、H₂O、HCl氣體等物質發生反應，不能與N₂發生反應．
（2）人呼出的氣體的主要成分及含量：N₂：74%；O₂：16%；水蒸氣：6%；CO₂：4%
（3）CO₂既不與NaHCO₃反應，也不溶于飽和的NaHCO₃溶液．
【猜想與假設】
（1）可能是CO₂與Na₂O₂反應產生了O₂，釋放出熱量．
（2）可能是H₂O與Na₂O₂反應產生了O₂，釋放出熱量．
（3）可能是CO₂、H₂O與Na₂O₂反應產生了O₂，釋放出熱量．
【實驗驗證】
實驗I：驗證CO₂與Na₂O₂反應產生了O₂，釋放出熱量．
甲小組同學用圖1所示裝置（部分夾持裝置略去）制取并收集了一瓶CO₂氣體，將包有Na₂O₂的脫脂棉放在燃燒匙中，伸入集氣瓶，觀察到脫脂棉劇烈燃燒．得出結論，猜想1成立．乙小組同學認為上述實驗不足以證明CO₂與Na₂O₂反應產生了O₂，理由是制得的CO₂中混有H₂O、HCl氣體，也可能與Na₂O₂發生反應產生O₂．
同學們經過討論，對上述實驗方案進行了改進，用圖2所示的裝置（部分夾持裝置略去）進行實驗驗證猜想1成立．打開止水夾K，鼓入純凈、干燥的氮氣一段時間后，關閉止水夾K．注入稀鹽酸，觀察到脫脂棉劇烈燃燒．

【解釋與結論】
（1）裝置A中發生反應的化學方程式為CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
（2）裝置B的作用是除去CO₂中混有的HCl．
（3）裝置C中盛放的藥品是濃硫酸，作用是除去CO₂中混有的H₂O．
實驗II：驗證H₂O與Na₂O₂反應產生了O₂，釋放出熱量．請你設計一個實驗方案，驗證H₂O與Na₂O₂反應產生了O₂，釋放出熱量（寫出實驗步驟、現象及結 論）取適量Na₂O₂于錐形瓶中，加入適量蒸餾水，觀察到錐形瓶壁上有大量水霧產生，說明H₂O與Na₂O₂反應釋放出熱量；將帶火星的木條放入錐形瓶中，木條復燃，說明H₂O與Na₂O₂反應產生O₂．

Answer 1

分析 【猜想與假設】
可能是CO₂與Na₂O₂反應產生了O₂，釋放出熱量，也可能是H₂O與Na₂O₂反應產生了O₂，釋放出熱量，也可能是CO₂、H₂O與Na₂O₂反應產生了O₂，釋放出熱量．
【實驗驗證】
利用稀鹽酸和碳酸鈣反應制取的二氧化碳中含有少量的氯化氫氣體和水蒸氣．
【解釋與結論】
（1）碳酸鈣和稀鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳；
碳酸氫鈉溶液能夠除去二氧化碳中的氯化氫氣體，濃硫酸可以用作二氧化碳的干燥劑．
熱的水蒸氣遇冷會凝結成水霧，氧氣能使帶火星的木條復燃．

解答 解：【猜想與假設】
（3）可能是CO₂、H₂O與Na₂O₂反應產生了O₂，釋放出熱量．
故填：CO₂、H₂O．
【實驗驗證】
實驗I：
因為制得的CO₂中混有H₂O、HCl氣體，也可能與Na₂O₂發生反應產生O₂，所以不能證明CO₂與Na₂O₂反應產生了O₂．故填：制得的CO₂中混有H₂O、HCl氣體，也可能與Na₂O₂發生反應產生O₂
【解釋與結論】
（1）碳酸鈣和稀鹽酸反應的化學方程式為：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
故填：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
（2）裝置B的作用是除去CO₂中混有的HCl．
故填：除去CO₂中混有的HCl．
（3）裝置C中盛放的藥品是濃硫酸，作用是除去CO₂中混有的H₂O．
故填：濃硫酸，除去CO₂中混有的H₂O．
實驗II：驗證H₂O與Na₂O₂反應產生了O₂，釋放出熱量的實驗方案為：取適量Na₂O₂于錐形瓶中，加入適量蒸餾水，觀察到錐形瓶壁上有大量水霧產生，說明H₂O與Na₂O₂反應釋放出熱量；將帶火星的木條放入錐形瓶中，木條復燃，說明H₂O與Na₂O₂反應產生O₂．
故填：取適量Na₂O₂于錐形瓶中，加入適量蒸餾水，觀察到錐形瓶壁上有大量水霧產生，說明H₂O與Na₂O₂反應釋放出熱量；將帶火星的木條放入錐形瓶中，木條復燃，說明H₂O與Na₂O₂反應產生O₂．

點評 合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎．