Question

“在学校的元旦联欢会上，某同学表演了‘水能生火’的魔术．他向包有过氧化钠（Na₂O₂）粉末的脱脂棉上滴水，脱脂棉燃烧起来．”
小颖看到这段话后非常感兴趣，她和同学们一起对该问题进行了一系列的探究．
[提出问题]过氧化钠与水反应生成了什么物质？为什么脱脂棉会燃烧？
[猜    想]①可能有一种气体和另一种物质生成
②反应过程中可能有能量变化
[设计装置]如图所示
[实验探究]
实验一：探究反应后生成的气体是什么？
（1）打开如图装置中分液漏斗的活塞，控制滴加水的速度，观察到试管内有气泡产生，用带火星的木条靠近P处，木条复燃．说明生成的气体是

 

；
（2）实验中，还观察到伸入烧杯中的导管口有气泡冒出，请解释产生该现象的原因：

 

．
实验二：探究反应后生成的另一种物质是什么？
（1）小明猜想另一种物质是Na₂CO₃，小军认为不可能．为了证实小军的看法，请你设计
一个证明CO₃^2-不存在的实验：

实验步骤	实验现象	实验结论
		生成物中没有CO32-

（2）小军取反应后所得的溶液于试管中，滴入无色酚酞试液，发现试管中的溶液变成红色，说明反应后所得的溶液呈

 

性；
[表  达]小军根据实验探究的结果，写出了过氧化钠和水反应的化学方程式为

 

．
[发现问题]小娟发现在小军的实验中，试管中的溶液变成红色后，一会儿又变成无色．
[深入探究]实验三：探究滴入无色酚酞试液后，变成红色的溶液为什么会褪色？
小娟经查阅资料，设计了如下实验方案，并将有关现象记录在下表中．

实验序号	实验方案	实验现象
1	将水滴入盛有过氧化钠固体的试管中，配制成溶液，用带火星的木条检验生成的气体	反应激烈，有大量气体产生，并能使木条复燃
2	取三份实验1所得溶液分装于三支试管中是进行如下实验： ①第一份中加入紫色石蕊试液 ②第二份中加入无色酚酞试液 ③第三份中先加水再加入无色酚酞试液	①溶液变蓝且长时间不褪色 ②溶液显红色，半分钟内褪色 ③溶液显红色，半分钟内褪色
3	①称取3.9g过氧化钠固体，逐滴加入约50mL水． ②待不再产生气体，10min以后，加入用小纸片包好的MnO2，迅速塞紧双孔塞，轻轻摇动反应器，纸包自动散开，MnO2与溶液开始接触．	①测得氧气体积为185mL左右 ②又产生大量氧气，至反应完全以后，又测得产生了374mL氧气（两次测定条件均相同）

（1）根据小娟的实验探究，过氧化钠和水反应除了小军写出的反应外还存在另一个反应，其化学方程式为

 

．
（2）综合分析上述实验，猜想使变红的酚酞褪色的物质是

 

，请你用实验1所得的溶液，设计一个简单实验证明你的猜想

 

．
（3）根据实验3测得的气体体积说明了

 

．
[反思与评价]根据小娟的实验探究方案，请你再提出一个需要探究的问题

 

．

Answer 1

分析：根据题干提供的信息进行分析，实验一：氧气能使带火星的木条复燃，过氧化钠与水的反应为放热反应，放出的热使温度升高，瓶内的压强增大，实验二：检验碳酸盐可以使用加酸化气的方法，酚酞试液在碱性溶液中变红，实验三：根据实验现象以及质量守恒定律可以推知还可能反应生成了过氧化氢，根据两次反应生成的氧气的体积即可推得反应的物质的量．

解答：实验一：（1）用带火星的木条靠近P处，木条复燃．说明生成的气体是氧气，所以本题答案为：氧气；
（2）过氧化钠与水的反应为放热反应，放出的热使温度升高，瓶内的压强增大，气体向外逸出，所以本题答案为：过氧化钠与水反应放出热量，使瓶中的空气受热膨胀，因此伸入烧杯中的导管口看到有气泡产生；
实验二：（1）检验碳酸盐可以使用加酸化气的方法，所以本题答案为：

实验步骤	实验现象
取少量反应后所得的溶液于试管中，加入稀盐酸	没有气泡产生

（2）酚酞试液在碱性溶液中变红，根据质量守恒定律反应除了生成氧气还生成了氢氧化钠，所以本题答案为：碱，2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑；
实验三：（1）根据实验现象以及质量守恒定律可以推知还可能反应生成了过氧化氢，所以本题答案为：Na₂O₂+2H₂O═2NaOH+H₂O₂；
（2）氢氧化钠能使酚酞变红，水不能使酚酞褪色，故可能是过氧化氢使酚酞褪色，H₂O₂，要证明是过氧化氢的原因，可以设计实验将过氧化氢反应掉，而又不生成显碱性的物质，观察酚酞是否变红即可，所以本题答案为：在实验1所得溶液中加入少许MnO₂，静置到无气体产生时，再加入无色酚酞试液，溶液变红且不再褪色；
（4）没加二氧化锰之前生成的氧气的体积为185mL，加入二氧化锰之后生成的氧气的体积为374mL，说明水与Na₂O₂反应生成的H₂O₂约有

1

3

发生分解，所以本题答案为：水与Na₂O₂反应生成的H₂O₂约有

1

3

发生分解；
[反思与评价]针对过氧化氢能使酚酞褪色，可以提出过氧化氢为什么能使酚酞褪色，所以本题答案为：H₂O₂使变红的酚酞褪色的原因是什么．

点评：本题为信息给予题，完成此类题目，要能够从题干中抽取有用的信息，根据已有的知识进行，同学们要能够从整体上把握题意，综合进行做题．