(2010?南通)在師生聯(lián)誼晚會上,化學老師表演了“吹氣生火”的魔術.用棉花將一種淡黃色的固體包裹其中,將一根長玻璃管插入棉花團中吹氣,稍后棉花團劇烈燃燒起來.同學們?yōu)榱私议_這個魔術的秘密,進行了如下探究.
【相關信息】:①淡黃色固體成分是過氧化鈉(Na2O2).
②吹出的氣體主要成分有氮氣、二氧化碳和水蒸氣.
③過氧化鈉與氮氣不反應.
④碳酸鈉溶液呈堿性.
【分析討論】:根據(jù)棉花團劇烈燃燒的現(xiàn)象分析,反應中除了生成氧氣外,還說明過氧化鈉發(fā)生的反應是______(填“吸熱”或“放熱”)反應.
【提出猜想】:同學們發(fā)現(xiàn)殘留固體呈白色,對該固體成分進行猜想:
猜想Ⅰ:固體成分是Na2CO3,CO2參加反應.
猜想Ⅱ:固體成分是NaOH,H2O參加反應.
猜想Ⅲ:固體成分是______,CO2和H2O均參加反應.
【實驗探究】:同學們在老師帶領下用足量且潮濕的CO2氣體通入過氧化鈉粉末中,充分反應后,取白色固體于試管中配成溶液,設計實驗對猜想進行驗證.
驗證Ⅰ:向溶液中滴加稀鹽酸,發(fā)現(xiàn)有氣泡產生.有同學認為固體成分僅含有Na2CO3.
驗證Ⅱ:蘸取少量溶液滴到pH試紙上,與標準比色卡比較,pH大于7,有同學認為固體是NaOH.請問此結論是否正確?______(填“正確”或“錯誤”),原因是:______.
驗證Ⅲ:先向溶液中加入足量的______溶液,看到白色沉淀產生,寫出反應方程式______;然后向上層清液中加入______溶液,看到溶液呈紅色,驗證了猜想Ⅲ是正確的.
【實驗反思】:由驗證Ⅲ的結果可知,驗證Ⅰ的結論錯誤,因為它不能排除______的存在.
【拓展延伸】:根據(jù)探究所獲得的知識,有同學認為可以用過氧化鈉做“滴水生火”的魔術,從燃燒的要素考慮,你認為要使魔術成功必須控制______的用量.
【答案】分析:本題研究了過氧化鈉與二氧化碳和水反應的性質,通過“吹氣生火”的魔術體現(xiàn)了燃燒的三個條件缺一不可:①物質具有可燃性,②可燃物與氧氣接觸,③可燃物達到著火點.然后對反應后的生成物進行探究,提出了三個猜想,再設計實驗進行驗證.在實驗的探究過程中,要注意碳酸鈉屬于鹽類,但是它呈堿性,要驗證氫氧化鈉存在時,必須排除碳酸鈉的干擾.還要注意化學方程式的書寫.
解答:解:【分析討論】“吹氣生火”的魔術,也需要燃燒的條件,①可燃物與氧氣接觸,②可燃物達到著火點.本實驗一定是放熱反應,放出的熱量使棉花團達到了著火點.
故答案為:放熱
猜想Ⅲ:吹出的氣體中既有二氧化碳又有水蒸氣,因此可能是Na2CO3和NaOH的混合物.故答案為:Na2CO3和NaOH的混合物
驗證Ⅱ:用pH試紙測得的pH大于7,不能確定固體是NaOH,因為Na2CO3和NaOH的水溶液都顯堿性,因此錯誤.故答案為:錯誤;碳酸鈉溶液也顯堿性,可能有碳酸鈉存在
驗證Ⅲ:先向溶液中加入足量的氯化鈣溶液,是為了排除碳酸鈉溶液的干擾,再滴加酚酞試劑時,溶液顯紅色,就證明一定有氫氧化鈉了.
故答案為:CaCl2;CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl;酚酞
【實驗反思】向溶液中滴加稀鹽酸,發(fā)現(xiàn)有氣泡產生,能證明一定有碳酸鈉,但是不能證明沒有氫氧化鈉.故答案為:NaOH
【拓展延伸】水不能太多,因為水能滅火.故答案為:水
點評:本考點屬于實驗探究題,考查了二氧化碳、水蒸氣分別與過氧化鈉反應的有關性質和變化的規(guī)律,還對反應后是產物進行探究,以及化學方程式的書寫,綜合性比較強.既有實驗過程的探究,又有結論的探究.首先提出問題、作出假設,然后設計實驗方案、進行實驗,最后得出正確的結論,并對設計的方案進行了拓展.本考點是中考的重要內容之一,主要出現(xiàn)在實驗題中.