Question

4．小明发现一种淡黄色的固体粉末可以用于杀菌、消毒和漂白，于是想探究该固体的成分．
[提出问题]该淡黄色固体的化学成分是什么？
[查阅资料]
（1）硫单质是一种淡黄色固体，难溶于水．在空气中点燃硫单质，生成一种无色、有刺激性气体的气体．
（2）过氧化钠（Na₂O₂）是一种淡黄色固体，能与水发生反应，生成气体并放出大量的热．
[设计实验方案]
方案一：取少量该固体粉末于试管中，加2mL水，振荡并观察现象．
方案二：在燃烧匙里放少量该固体，在酒精灯上加热，观察现象．
比较以上两方案，你认为的最佳方案是方案一．
理由是操作简单、现象明显、对环境没有污染．
[实验验证并得出结论]小明通过实验验证，确定该淡黄色粉末为过氧化钠．
小明为进一步研究，向盛有少量该固体的试管中加入2mL水，立刻观察到有无色气泡产生；再向试管中滴加几滴酚酞试液，可观察到溶液变红．
联想到学过的知识，小明判断反应生成了氢氧化钠（NaOH）和一种无色气体，并对生成的气体成分提出了以下三种假设：
①该气体是CO  ②该气体是H₂  ③该气体是O₂
你认为上述假设哪个更合理③（填“①”、“②”或“③”）．
请设计一个实验，验证你的合理假设（写出简要操作步骤、实验现象和结论）．

操作步骤	实验现象	结论

Answer 1

分析 【设计实验方案】根据硫在空气中点燃生成生成一种无色、有刺激性气味的有毒气体二氧化硫，污染空气操作较复杂；取少量该固体粉末于试管中，加2mL水，振荡，硫和水不反应也不溶于水，过氧化钠和水反应产生气泡进行分析；
【实验验证并得出结论】根据质量守恒定律化学反应前后元素的种类不会变化和氧气能使带火星的木条复燃进行分析．

解答 解：【设计实验方案】硫在空气中点燃生成生成一种无色、有刺激性气味的有毒气体二氧化硫，污染空气操作较复杂；取少量该固体粉末于试管中，加2mL水，振荡，硫和水不反应也不溶于水，过氧化钠和水反应产生气泡，该操作简单，无污染，现象明显；
【实验验证并得出结论】质量守恒定律化学反应前后元素的种类不会变化，反应前只有钠、氧、氢元素，无碳元素，所以生成的气体不可能是一氧化碳；
由题中信息知过氧化钠和水反应生成了氢氧化钠和一种气体，说明水中的氢元素已被转化到氢氧化钠中，水中的氧元素的原子会重新组合成氧气．又因为氧气能使带火星的木条复燃，所以实验方案是：

操作步骤	实验现象	结论
取少量固体粉末于试管中，向试管中加入少量水，将带火星的木条伸入试管中	木条复燃	证明是氧气

故答案为：【设计实验方案】方案一；操作简单、现象明显、对环境没有污染；
【实验验证并得出结论】③；

操作步骤	实验现象	结论
取少量固体粉末于试管中，向试管中加入少量水，将带火星的木条伸入试管中	木条复燃	证明是氧气

点评 判断实验方案要从可行性、操作是否简单易行、现象是否明显、是否无污染等方面分析；解答信息题要充分抓住题中信息和课本上的相关知识．