Question

13．过氧化钠（Na₂O₂）是一种淡黄色固体．在一次科技活动中，同学们将包有Na₂O₂固体的棉花放入了如右图所示的装置中，发现高低不同的两根蜡烛，下面的蜡烛先熄灭，上面的蜡烛后熄灭，同时也惊奇地发现棉花燃烧了起来．
（1）实验过程中蜡烛由下往上依次熄灭，说明二氧化碳具有CO₂密度比空气大，CO₂不能燃烧也不支持燃烧的性质的性质．
（2）棉花为什么会燃烧呢？同学们认为棉花要燃烧，除了满足棉花是可燃物之外，还需满足与氧气接触、温度达到着火点．
【提出问题】上述实验中是如何给棉花提供燃烧条件的？
【查阅资料】（1）在常温下Na₂O₂与CO₂、H₂O均能发生化学反应．
（2）无水硫酸铜为白色固体，吸水后变为蓝色．
【实验设计】经过讨论，同学们设计用图2所示装置进行实验探究．

【实验步骤】
①检查整套装置的气密性；
②把相关的试剂放入对应的仪器内；
③用力推动针筒的活塞，把稀盐酸注入试管内；
④一段时间后，在P处放置一根带火星的木条，观察现象．
注意：整个实验过程中不考虑稀盐酸的挥发和空气对实验的影响．
【实验现象】①带火星的木条复燃；
②无水硫酸铜没有变蓝色；
③饱和的澄清石灰水变浑浊．
【实验分析】D装置烧杯内澄清石灰水变浑浊的原因是Na₂O₂和CO₂反应放出热量，使石灰水温度升高，氢氧化钙的溶解度减小，析出氢氧化钙固体．
【实验结论】①Na₂O₂和CO₂反应产生的一种气体，使图1中的棉花满足了燃烧的一个条件．
②Na₂O₂和CO₂反应过程中伴随能量变化，使图1中的棉花满足了燃烧的另一个条件．
【拓展提高】①Na₂O₂和CO₂反应除生成一种气体外，还生成了一种固体，学生甲认为生成的固体是NaOH，学生乙认为是Na₂CO₃，同学们经思考后认为甲同学的猜想是错误的，理由是反应前后元素种类不变，反应物中没有氢元素所以不能生成NaOH．
②写出Na₂O₂和CO₂反应的化学方程式2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂．

Answer 1

分析 根据灭火的原理，灭火的方法如下：（1）清除可燃物或使可燃物与其他物品隔离；（2）隔绝氧气（或空气）；（3）使温度降到着火点以下．
燃烧的条件：（1）可燃物；（2）与氧气（或空气）充分接触；（3）达到可燃物燃烧所需的最低温度（也叫着火点）．棉花燃烧，必须符合这三个条件，而Na₂O₂和CO₂反应生成了O₂，同时放出热量，满足了棉花燃烧的条件．对于甲乙同学的猜想，可根据质量守恒定律进行解答．根据题中信息可分析出Na₂O₂和CO₂反应生成了O₂和碳酸钠，由此可写出化学方程式．

解答 解：（1）蜡烛由下往上依次熄灭，说明二氧化碳具有密度比空气大，不能燃烧也不支持燃烧的性质．
 （2）可燃物燃烧需满足与氧气（或空气）充分接触和达到温度达到着火点．
【实验分析】澄清石灰水变浑浊只有两种可能，一是与二氧化碳反应了，二是温度发生变化，石灰水中的溶质从溶液中析出了．而D装置没有二氧化碳发生反应，显然是由于Na₂O₂和A装置产生的CO₂反应放出热量，使石灰水温度升高，氢氧化钙的溶解度减小，析出氢氧化钙固体而使烧杯内澄清石灰水变浑浊．
【拓展提高】Na₂O₂和CO₂反应，反应物中中含有Na、C、O三种元素，不含有氢元素，故生成物中不可能有NaOH．化学方程式的书写需注意配平，所以Na₂O₂和CO₂反应的化学方程式2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂．
故答案为：（1）CO₂密度比空气大，CO₂不能燃烧也不支持燃烧的性质．
（2）与氧气接触；  温度达到着火点；
【实验分析】Na₂O₂和CO₂反应放出热量，使石灰水温度升高，氢氧化钙的溶解度减小，析出氢氧化钙固体．
【拓展提高】①甲；反应前后元素种类不变，反应物中没有氢元素所以不能生成NaOH．
②2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂．

点评 此类试题是依据实验现象，运用调查、查阅资料等方式搜集解决问题的证据，并对所搜集的证据和获得的信息进行简单的加工与整理，通过分析比较、分类概括等方法，寻找现象与证据之间的联系，从而得出正确的结论并对结论做出正确的解释．考查学生的信息获取与加工、知识归纳与迁移、现象分析与推理能力等，是探究题的重要组成部分和考查重点．