Question

9．炭粉与Na₂O₂反应的产物比较复杂，某化学研究小组在实验室中以炭粉与Na₂O₂反应为探究对象，拟通过实验探究反应后的产物，提出如下4种猜想．
猜想1：反应后产物是Na₂CO₃
猜想2：反应后产物是Na₂O和CO
猜想3：反应后产物是Na₂O和CO₂
猜想4：反应后产物是Na₂CO₃和Na₂O
（1）实验前．小组成员经过讨论认定猜想3不成立，理由是氧化钠能与二氧化碳反应生成碳酸钠．
（2）实验过程．已知：湿润的氯化钯试纸遇CO变黑，可用于检验是否有CO生成，针对猜想1、2、4，设计如图所示的实验装置：

①根据上图连接好实验装置，并检查气密性．
②将0.3g炭粉与3.9gNa₂O₂均匀混合装入试管，在靠近试管口处放置一张湿润的氯化钯试纸．
③用酒精灯微微加热试管底部．
④试管中发生剧烈反应并产生火花，氯化钯试纸未变黑，澄清石灰水未变浑浊．
其中装置B的作用是作安全瓶，防止倒吸；由此可推测猜想2不成立．若CO在潮湿环境中可将氯化钯还原为黑色粉末状的钯（Pd），该反应的化学方程式为PdCl₂+CO+H₂O=Pd+CO₂+2HCl．
（3）结果分析讨论．
试管冷却至室温、称量、测得剩余固体的质量为4.2g，由此可初步确认猜想1是正确的，炭粉与Na₂O₂反应的化学方程式为2Na₂O₂+C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+Na₂O．
请你设计实验验证上述猜想4，完成下表中内容．（可供选择的药品有BaCl₂溶液、酚酞溶液、盐酸等）

实验方案（不要求写具体操作过程）	预期实验结果和结论

Answer 1

分析 （1）氧化钠能与二氧化碳反应生成碳酸钠；
（2）若生成二氧化碳被石灰水吸收，容易产生倒吸的危险；氯化钯试纸未变黑，澄清石灰水未变浑浊，说明没有CO、CO₂生成；CO在潮湿环境中可将氯化钯还原为黑色粉末状的钯（Pd），CO氧化生成二氧化碳，还有HCl生成；
（3）剩余固体的质量为4.2g，等于反应物总质量，说明没有气体生成，初步确认生成碳酸钠；根据原子守恒可知，不能只生成Na₂CO₃，还有氧化钠生成；
若产物是Na₂CO₃和Na₂O，溶于水后因反应生成氢氧化钠，用氯化钡排除碳酸钠的影响，溶液呈碱性，

解答 解：（1）由于氧化钠能与二氧化碳反应生成碳酸钠，故猜想3不成立，
故答案为：氧化钠能与二氧化碳反应生成碳酸钠；
（2）若生成二氧化碳被石灰水吸收，容易产生倒吸的危险，装置B的作用是作安全瓶，防止倒吸；氯化钯试纸未变黑，澄清石灰水未变浑浊，说明没有CO、CO₂生成，由此可推测猜想2不成立，CO在潮湿环境中可将氯化钯还原为黑色粉末状的钯（Pd），CO氧化生成二氧化碳，还有HCl生成，反应方程式为：PdCl₂+CO+H₂O=Pd+CO₂+2HCl，
故答案为：作安全瓶，防止倒吸；2；PdCl₂+CO+H₂O=Pd+CO₂+2HCl；
（3）剩余固体的质量为4.2g，等于反应物总质量，说明没有二氧化碳生成，初步确认生成碳酸钠，猜想1成立，根据原子守恒可知，不能只生成Na₂CO₃，还有氧化钠生成，反应方程式为：2Na₂O₂+C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+Na₂O；
设计实验验证猜想4：将反应后的物质溶于水，再加入足量的氯化钡溶液，滴入几滴酚酞溶液，若溶液变红色，说明猜想成立，
故答案为：1；2Na₂O₂+C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+Na₂O；

实验方案（不要求写具体操作过程）	预期实验结果和结论
加水溶解，再加入足量的氯化钡溶液，滴入几滴酚酞溶液	若溶液变红色，说明猜想成立

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点评 本题属于实验探究题，较好的考查学生分析推理能力、实验设计能力，难度中等．