Question

【題目】供氧呼吸面具中的制氧劑主要成分是過(guò)氧化鈉（Na2O2）。同學(xué)們用過(guò)氧化鈉代替制氧劑在呼吸面具中使用一段時(shí)間后，對(duì)固體成分展開研究。

（查閱資料）Na2O2能分別與H2O和CO2反應(yīng)生成O2，并放出大量的熱量。方程式分別為：2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑ 2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2↑

（猜想假設(shè)）固體可能為：a Na2O2和NaOH　 　b Na2O2和Na2CO3 c Na2O2、NaOH和Na2CO3 　　 　d NaOH和Na2CO3 e Na2CO3

根據(jù)呼吸面具中發(fā)生的反應(yīng)，你認(rèn)為上述哪個(gè)猜想最不合理，并說(shuō)明理由。__。

（定性研究）

實(shí)驗(yàn)Ⅰ：取少量固體于試管中，加足量水，___，證明固體中有Na2O2。

實(shí)驗(yàn)Ⅱ：取少量固體于試管中，滴加足量稀鹽酸，產(chǎn)生大量氣泡，證明固體中含有Na2CO3。

實(shí)驗(yàn)Ⅲ：取少量固體于試管中，加足量水，再滴加足量的氯化鈣溶液，過(guò)濾，向?yàn)V液中加入硫酸銅溶液，____，證明固體中含有NaOH。

（反思評(píng)價(jià)）上述根據(jù)現(xiàn)象得出結(jié)論正確的實(shí)驗(yàn)是_______。

（定量研究）定性研究遇阻，同學(xué)們決定用定量測(cè)定法研究該固體成分。

取1.84g固體于燒杯內(nèi)，加入10g蒸餾水，固體完全溶解后燒杯內(nèi)物質(zhì)總質(zhì)量為11.68g，繼續(xù)向燒杯中加入澄清石灰水至不再產(chǎn)生沉淀，過(guò)濾、洗滌、干燥并稱量得固體1.0g。

（實(shí)驗(yàn)結(jié)論）通過(guò)計(jì)算，可以得出：猜想假設(shè)_____（填字母）成立。

（延伸拓展）

（1）由上述數(shù)據(jù)可算出樣品中Na2O2的含量，但結(jié)果往往偏大，可能的原因是_____。

（2）現(xiàn)有質(zhì)量為M的CO、H2的混合氣體，將其充分燃燒后的產(chǎn)物通過(guò)足量的質(zhì)量為N的Na2O2固體，充分反應(yīng)后固體質(zhì)量為_____。

Answer 1

【答案】猜想a不合理，人呼出的氣體中含有CO2，與Na2O2反應(yīng)生成Na2CO3，因此固體中一定含有Na2CO3 產(chǎn)生氣泡 產(chǎn)生藍(lán)色沉淀 Ⅰ b Na2O2與水反應(yīng)放熱，使得氧氣中含有水蒸氣，測(cè)得氧氣的質(zhì)量偏大 M+N

【解析】

[猜想與假設(shè)]

根據(jù)人呼吸的氣體中含有水和二氧化碳可知，水和二氧化碳都能與Na2O2反應(yīng)，因此固體中不可能只含有Na2O2和NaOH。故填：猜想a不合理，人呼出的氣體中含有CO2，與Na2O2反應(yīng)生成Na2CO3，因此固體中一定含有Na2CO3

[定性研究]

實(shí)驗(yàn)I：因?yàn)?/span>2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，取少量固體放入試管中，加足量水，看到固體溶解，有氣泡產(chǎn)生（或?qū)�帶火星的木條伸入試管中，木條復(fù)燃），證明固體中有Na2O2。故填：有氣泡產(chǎn)生

實(shí)驗(yàn)Ⅲ：因?yàn)樘妓徕c與氯化鈣溶液反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉；取少量固體放入試管中，加足量水，再滴加足量的氯化鈣溶液后，過(guò)濾出碳酸鈣，再向?yàn)V液中加入硫酸銅試液，若溶液產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，則證明原固體中含有NaOH。故填：產(chǎn)生藍(lán)色沉淀

[反思評(píng)價(jià)]

通過(guò)實(shí)驗(yàn)Ⅱ并不能確定固體中含有Na2CO3；因?yàn)?/span>Na2O2也能與酸反應(yīng)產(chǎn)生氣泡，通過(guò)實(shí)驗(yàn)Ⅲ也不能證明固體中一定含有NaOH.其原因是：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，影響氫氧化鈉的判定；上述根據(jù)現(xiàn)象得出結(jié)論正確的實(shí)驗(yàn)是實(shí)驗(yàn)I；故填：I

[實(shí)驗(yàn)結(jié)論]

根據(jù)過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)能生成氫氧化鈉和氧氣，反應(yīng)前后減少的質(zhì)量為生成的氧氣的質(zhì)量，氧氣的質(zhì)量=1.84g+10g-11.68g=0.16g；設(shè)過(guò)氧化鈉的質(zhì)量為x。

假設(shè)固體中碳酸鈉的質(zhì)量為y。

Na2O2和Na2CO3的質(zhì)量和為：0.78g+1.06g=1.84g；而原固體質(zhì)量為：1.84g；因此可知原固體中，沒(méi)有NaOH，通過(guò)計(jì)算，可以得出：猜想假設(shè)b成立。故填：b

[延伸拓展]

（1）由上述數(shù)據(jù)可算出樣品中Na2O2的含量，但結(jié)果往往偏大，可能的原因是Na2O2與水反應(yīng)放熱，使得氧氣中含有水蒸氣，測(cè)得氧氣的質(zhì)量偏大。故填：Na2O2與水反應(yīng)放熱，使得氧氣中含有水蒸氣，測(cè)得氧氣的質(zhì)量偏大

（2）由化學(xué)方程式：2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑、2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2↑以及氫氣燃燒、一氧化碳燃燒的方程式可知，氫氣燃燒、一氧化碳燃燒消耗的氧氣的質(zhì)量等于水、二氧化碳與Na2O2反應(yīng)產(chǎn)生的氧氣的質(zhì)量，因此質(zhì)量為M的CO、H2的混合氣體，將其充分燃燒后的產(chǎn)物通過(guò)足量的質(zhì)量為N的Na2O2固體，相當(dāng)于完全把質(zhì)量為M的氣體吸收了，故充分反應(yīng)后得到的固體質(zhì)量為：M+N。故填：M+N。