Question

工业上用金属钠在氧气中燃烧或者氧化钠在空气中加热，可制得过氧化钠（化学式为：Na₂O₂）．乐乐同学为了研究Na₂O₂与CO₂的反应，设计了如图实验：两个中间用干燥管连接的针筒，干燥管中盛有淡黄色固体Na₂O₂，并用玻璃纤维（不与其它物质反应）固定．其中一个针筒中充有100mL干燥的CO₂，将CO₂气体通过Na₂O₂粉末缓缓推入另一针筒中，反复数次后，干燥管的温度明显升高，冷却至反应开始时的温度和压强后，针筒中剩余的气体维持在50mL，进一步实验证明该气体为纯净物（X），并且能使余烬木条复燃；认真观察发现干燥管中Na₂O₂表面有一部分固体变为白色物质（Y）．

友情小帖：在同温同压下任何相同体积的气体具有相同的分子数．例如：同温同压下1L氢气所含有的氢气分子数与1L氧气所含的氧气分子数相同．
（1）请你帮乐乐同学分析：X气体是______（写化学式）；若该反应的化学方程式为：a Na₂O₂+b CO₂═c X+d Y （其中a、b、c、d为系数），则b：c=______．
（2）乐乐同学猜测白色物质Y可能是Na₂CO₃，请你帮乐乐同学用实验验证他的猜想．（要求：写出实验方案）
（3）欢欢同学在参与该实验设计时，想用棉花代替玻璃纤维固定Na₂O₂固体，你是否支持他的做法？并说明理由．
（4）物质性质决定用途，请你根据Na₂O₂与CO₂的反应的性质推测它的一项重要用途．

Answer 1

【答案】分析：（1）根据氧气具有助燃性以及质量守恒定律进行解答；
（2）根据碳酸钠的性质进行解答；
（3）根据棉花的着火点比较低且由于该反应生成氧气还放出热使棉花燃烧进行解答；
（4）根据在密闭环境中能提供氧气以及氧气的性质进行解答．
解答：解：（1）该气体为纯净物（X），并且能使余烬木条复燃，说明该气体为氧气，化学式为：O₂；过氧化钠和二氧化碳反应除生成氧气外，还有是碳酸钠，所以反应的方程式为：2Na₂O₂+2CO₂═O₂+2Na₂CO₃，则b：c=2：1；
（2）碳酸钠溶于水且能和稀盐酸反应放出二氧化碳气体，所以证明白色物质Y可能是Na₂CO₃的方法：）①取少量白色粉末于试管中，加水看是否溶解，若不溶解则一定不是Na₂CO₃，若溶解，再取该溶液于试管中，滴加BaCl₂溶液或CaCl₂溶液或Ca（OH）₂溶液，若有白色沉淀生成，则该白色物质是Na₂CO₃．②取少量白色粉末于试管中，加入HCl溶液，产生的气体通入澄清石灰水中，观察是否变浑，若变浑则该白色物质是Na₂CO₃；
（3）棉花的着火点比较低，由于该反应生成氧气还放出热，能使棉花燃烧，所以不支持棉花代替玻璃纤维固定Na₂O₂固体；
（4）该反应在密闭环境中能提供氧气且氧气具有供给呼吸的作用，所以做潜水艇中、宇宙飞船中的供氧剂．
故答案为：（1）O₂； 2：1；
（2）①取少量白色粉末于试管中，加水看是否溶解，若不溶解则一定不是Na₂CO₃，若溶解，再取该溶液于试管中，滴加BaCl₂溶液或CaCl₂溶液或Ca（OH）₂溶液，若有白色沉淀生成，则该白色物质是Na₂CO₃．②取少量白色粉末于试管中，加入HCl溶液，产生的气体通入澄清石灰水中，观察是否变浑，若变浑则该白色物质是Na₂CO₃；
（3）不支持，Na₂O₂与CO₂反应放出大量热，使棉花达到其着火点，并容器内产生大量氧气使棉花燃烧；
（4）在密闭环境中提供氧气．如潜水艇中、宇宙飞船中的供氧剂．
点评：通过回答本题知道了根据题目中所给信息来分析实验结论的方法，根据实验方案的来分析实验目的．