Question

5．供氧呼吸面具中的制氧劑主要成分是過(guò)氧化鈉（Na₂O₂）．同學(xué)們用過(guò)氧化鈉代替制氧劑在呼吸面具中使用一段時(shí)間后，對(duì)固體成分展開(kāi)研究．
【查閱資料】Na₂O₂能分別與H₂O和CO₂反應(yīng)生成O₂，并放出大量的熱量．
方程式分別為：①2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑
②2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂↑
【猜想假設(shè)】固體可能為：①Na₂CO₃；       ②NaOH和Na₂CO₃；
③Na₂O₂和Na₂CO₃；   ④Na₂O₂和NaOH和Na₂CO₃．
【定性研究】實(shí)驗(yàn)Ⅰ：取少量固體于試管中，加足量水，有氣泡產(chǎn)生（或?qū)�帶火星的木條伸入試管中，木條復(fù)燃），證明固體中有Na₂O₂．
實(shí)驗(yàn)Ⅱ：取少量固體于試管中，滴加足量稀鹽酸，產(chǎn)生大量氣泡，證明固體中含有Na₂CO₃．
實(shí)驗(yàn)Ⅲ：取少量固體于試管中，加足量水，手摸試管感覺(jué)發(fā)燙，證明固體中含有NaOH．
實(shí)驗(yàn)Ⅳ：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(guò)濾．向?yàn)V液中加入酚酞試液，溶液變紅，證明固體中含有NaOH．
【反思評(píng)價(jià)】上述根據(jù)現(xiàn)象得出結(jié)論正確的實(shí)驗(yàn)是實(shí)驗(yàn)Ⅰ．
【定量研究】定性研究遇阻，同學(xué)們決定用定量測(cè)定法研究該固體成分．
取2.62g固體于燒杯內(nèi)，加入20克蒸餾水，固體完全溶解后燒杯內(nèi)物質(zhì)總質(zhì)量為22.3g．繼續(xù)向燒杯中加入澄清石灰水至不再產(chǎn)生沉淀，過(guò)濾、洗滌、干燥并稱(chēng)量得固體X克．
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】當(dāng)X的數(shù)值范圍是0＜X＜1時(shí)，猜想假設(shè)④成立．
【延伸拓展】（1）用該方法測(cè)得的Na₂O₂含量偏大，你認(rèn)為原因是反應(yīng)放熱，得到的氧氣中有大量的水蒸氣．
（2）現(xiàn)有質(zhì)量為M的CO、H₂的混合氣體，將其充分燃燒后的產(chǎn)物通過(guò)足量的質(zhì)量為N的Na₂O₂固體，充分反應(yīng)后固體質(zhì)量為M+N．

Answer 1

分析 【猜想與假設(shè)】根據(jù)“①2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑，②2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂”，推測(cè)猜想與假設(shè)①為Na₂CO₃；
【定性研究】實(shí)驗(yàn)Ⅰ：根據(jù)2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑，固體中有Na₂O₂，確定實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；
根據(jù)證明固體中含有NaOH，酚酞試液的變色規(guī)律，確定實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；
【反思評(píng)價(jià)】實(shí)驗(yàn)Ⅰ中的現(xiàn)象和結(jié)論屬于一一對(duì)應(yīng)關(guān)系；其它實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象對(duì)應(yīng)的結(jié)論還有另外的可能性；
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】根據(jù)過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)能生成氫氧化鈉和氧氣，反應(yīng)前后減少的質(zhì)量為生成的氧氣的質(zhì)量，利用氧氣的質(zhì)量求出過(guò)氧化鈉的質(zhì)量，從而求出2.62g固體中碳酸鈉的質(zhì)量進(jìn)行分析解答；
【延伸拓展】（1）根據(jù)碳酸鈉與足量的稀鹽酸，產(chǎn)生大量氣泡，再通入澄清的石灰水，若變渾濁；
（2）利用差量法，根據(jù)化學(xué)方程式分析：CO與H₂在氧氣中完全燃燒，生成CO₂和H₂O，生成的CO₂和H₂O再與Na₂O₂反應(yīng)進(jìn)行分析解答．

解答 解：【猜想與假設(shè)】根據(jù)“①2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑，②2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂”，則推測(cè)猜想與假設(shè)①為Na₂CO₃；
【定性研究】實(shí)驗(yàn)Ⅰ：因?yàn)?Na₂O₂+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(chǎn)生（或?qū)�帶火星的木條伸入試管中，木條復(fù)燃），證明固體中有Na₂O₂．
實(shí)驗(yàn)Ⅳ：因?yàn)樘妓徕c與氯化鈣溶液反應(yīng)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(guò)濾出碳酸鈣，再向?yàn)V液中加入酚酞試液，若溶液變成紅色，則證明原固體中含有NaOH．
【反思評(píng)價(jià)】
有些同學(xué)認(rèn)為通過(guò)實(shí)驗(yàn)Ⅱ并不能確定固體中含有Na₂CO₃；還有些同學(xué)認(rèn)為通過(guò)實(shí)驗(yàn)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(jù)現(xiàn)象得出結(jié)論正確的實(shí)驗(yàn)是實(shí)驗(yàn)Ⅰ；
【定量研究】根據(jù)過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)能生成氫氧化鈉和氧氣，反應(yīng)前后減少的質(zhì)量為生成的氧氣的質(zhì)量，氧氣的質(zhì)量=2.62g+20g-22.3g=0.32g
設(shè)過(guò)氧化鈉的質(zhì)量為y
2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑
156               32
y                 0.32g
$\frac{156}{y}=\frac{32}{0.32g}$
y=1.06
假設(shè)2.62g固體是過(guò)氧化鈉和碳酸鈉的混合物，則碳酸鈉的質(zhì)量=2.62g-1.56g=1.06
設(shè)產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量為x
Ca（OH）₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaOH．
          106      100
          1.06g      x
$\frac{106}{1.06g}=\frac{100}{x}$
x=1g
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】故當(dāng)X的數(shù)值范圍是0＜X＜1時(shí)，猜想假設(shè)④成立．
【延伸拓展】（1）由于Na₂O₂能分別與H₂O和CO₂反應(yīng)生成O₂，并放出大量的熱量，得到的氧氣中有大量的水蒸氣．
（2）CO與H₂在氧氣中完全燃燒，生成CO₂和H₂O，生成的CO₂和H₂O再與Na₂O₂反應(yīng)：2CO+O₂  $\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2CO₂，一氧化碳與二氧化碳物質(zhì)的量相等，Na₂O₂與CO₂反應(yīng)：2CO₂+2Na₂O₂=2Na₂CO₃+O₂，總方程式為：2CO+2Na₂O₂=2Na₂CO₃，質(zhì)量增重△m=2Na₂CO₃-2Na₂O₂=2CO，可知反應(yīng)后固體質(zhì)量增加量為CO的質(zhì)量；2H₂+O₂ $\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2H₂O，生成的水與氫氣物質(zhì)的量相等，Na₂O₂與H₂O反應(yīng)：2H₂O+2Na₂O₂=4NaOH+O₂，總方程式為：2H₂+2Na₂O₂=4NaOH，質(zhì)量增重△m=4NaOH-2Na₂O₂=2H₂，可知反應(yīng)后固體增加的質(zhì)量為氫氣質(zhì)量，
所以Na₂O₂增重的質(zhì)量為CO與H₂混合氣體的質(zhì)量，充分反應(yīng)后固體質(zhì)量為M+N．
故答案為：
【猜想假設(shè)】Na₂CO₃；
【定性研究】有氣泡產(chǎn)生（或?qū)�帶火星的木條伸入試管中，木條復(fù)燃），紅；
【反思評(píng)價(jià)】實(shí)驗(yàn)Ⅰ；
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】0＜X＜1；
【延伸拓展】（1）反應(yīng)放熱，得到的氧氣中有大量的水蒸氣；
（2）M+N．

點(diǎn)評(píng) 該考點(diǎn)的命題方向主要是以實(shí)驗(yàn)探究題的形式，給出有關(guān)的信息提示，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，分析推斷出該物質(zhì)的組成成分；中考的重點(diǎn)是考查學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法來(lái)研究物質(zhì)的組成成分以及含量能力．