Question

2．在师生联谊晚会上，化学老师表演了“吹气生火”的魔术．用棉花将一种淡黄色的固体包裹其中，将一根长玻璃管插入棉花团中吹气，稍后棉花团剧烈燃烧起来．同学们为了揭开这个魔术的秘密，进行了如下探究．
【相关信息】①淡黄色固体成分是过氧化钠（Na₂O₂）；②吹出的气体主要成分有氮气、二氧化碳和水蒸气；③过氧化钠与氮气不反应；④碳酸钠溶液呈碱性．
【分析讨论】根据棉花团剧烈燃烧的现象分析，反应中除了生成氧气外，还说明过氧化钠发生的反应是放热（填“吸热”或“放热”）反应．
【提出猜想】同学们发现燃烧后残留固体呈白色，对该固体成分进行猜想：
猜想Ⅰ：固体成分是Na₂CO₃，CO₂参加反应．
猜想Ⅱ：固体成分是NaOH，H₂O参加反应．
猜想Ⅲ：固体成分是Na₂CO₃和NaOH的混合物，CO₂和H₂O均参加反应．
【实验探究】同学们在老师带领下用足量且潮湿的CO₂气体通入过氧化钠粉末中，充分反应后，取白色固体于试管中配成溶液，设计实验对猜想进行验证．
验证Ⅰ：向溶液中滴加稀盐酸，发现有气泡产生．有同学认为固体成分仅含有Na₂CO₃．
验证Ⅱ：蘸取少量溶液滴到pH试纸上，与标准比色卡比较，pH大于7，有同学认为固体是NaOH．另外有同学认为此结论是错误的，错误的原因是：Na₂CO₃的水溶液也显碱性．
验证Ⅲ：先向溶液中加入足量的氯化钙溶液，看到白色沉淀产生，写出反应方程式CaCl₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaCl；然后向上层清液中加入酚酞溶液，看到溶液呈红色，验证了猜想Ⅲ是正确的．
【实验反思】由验证Ⅲ的结果可知，验证Ⅰ的结论错误，因为它不能排除氢氧化钠的存在．

Answer 1

分析 本题能使同学们体会到实验探究的一般过程，通过实验分析可知：根据棉花团剧烈燃烧的现象分析，反应中除了生成氧气外，还说明过氧化钠发生的反应是放热反应，放出的热量能使棉花团达到着火点； 猜想Ⅲ：固体成分是：Na₂CO₃和NaOH的混合物，CO₂和H₂O均参加反应；验证Ⅱ：蘸取少量溶液滴到pH试纸上，与标准比色卡比较，pH大于7，有同学认为固体是NaOH；小明认为此结论不正确，原因是：Na₂CO₃的水溶液也显碱性；验证Ⅲ：先向溶液中加入足量的氯化钙溶液，看到白色沉淀产生，即碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和氯化钠，配平即可；然后向上层清液中加入酚酞溶液，看到溶液呈红色，因此猜想Ⅲ是正确的；由验证Ⅲ的结果可知，验证Ⅰ的结论错误，因为它不能排除氢氧化钠的存在，只能说明一定有碳酸钠．

解答 解：（1）【分析讨论】根据棉花团剧烈燃烧的现象分析，反应中除了生成氧气外，还说明过氧化钠发生的反应是放热反应，放出的热量能使棉花团达到着火点；
（2）【提出猜想】由题目的信息可知，猜想Ⅲ：固体成分是：Na₂CO₃和NaOH的混合物，CO₂和H₂O均参加反应；
（3）【实验探究】验证Ⅱ：蘸取少量溶液滴到pH试纸上，与标准比色卡比较，pH大于7，有同学认为固体是NaOH；小明认为此结论不正确，原因是：Na₂CO₃的水溶液也显碱性；
验证Ⅲ：先向溶液中加入足量的氯化钙溶液，看到白色沉淀产生，即碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和氯化钠，化学方程式为：CaCl₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaCl，然后向上层清液中加入酚酞溶液，看到溶液呈红色，因此猜想Ⅲ是正确的；
（4）【实验反思】由验证Ⅲ的结果可知，验证Ⅰ的结论错误，因为它不能排除氢氧化钠的存在，只能说明一定有碳酸钠．
故答案为：【分析讨论】放热；
猜想Ⅲ：Na₂CO₃和NaOH的混合物；
验证Ⅱ：可能有碳酸钠存在；
验证Ⅲ：CaCl₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaCl，酚酞；
【实验反思】NaOH．

点评 本考点既考查了实验步骤的设计，又考查了化学方程式的书写，还对实验进行了评价，综合性比较强．实验探究题是近几年中考的热点之一，它包括实验方法和过程的探究，实验结论和实验规律的探究等．本题通过实验资料和实验分析，得到了正确的结论，属于结论性探究．同学们要具体分析，综合掌握．