Question

工業(yè)上用金屬鈉在氧氣中燃燒或者氧化鈉在空氣中加熱，可制得過氧化鈉（化學(xué)式為：Na₂O₂）．樂樂同學(xué)為了研究Na₂O₂與CO₂的反應(yīng)，設(shè)計(jì)了如圖實(shí)驗(yàn)：兩個(gè)中間用干燥管連接的針筒，干燥管中盛有淡黃色固體Na₂O₂，并用玻璃纖維（不與其它物質(zhì)反應(yīng)）固定．其中一個(gè)針筒中充有100mL干燥的CO₂，將CO₂氣體通過Na₂O₂粉末緩緩?fù)迫肓硪会樛仓�，反�?fù)數(shù)次后，干燥管的溫度明顯升高，冷卻至反應(yīng)開始時(shí)的溫度和壓強(qiáng)后，針筒中剩余的氣體維持在50mL，進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)證明該氣體為純凈物（X），并且能使余燼木條復(fù)燃；認(rèn)真觀察發(fā)現(xiàn)干燥管中Na₂O₂表面有一部分固體變?yōu)榘咨�物質(zhì)（Y）．

友情小帖：在同溫同壓下任何相同體積的氣體具有相同的分子數(shù)．例如：同溫同壓下1L氫氣所含有的氫氣分子數(shù)與1L氧氣所含的氧氣分子數(shù)相同．
（1）請(qǐng)你幫樂樂同學(xué)分析：X氣體是　     （寫化學(xué)式）；若該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：a Na₂O₂+b CO₂═c X+d Y （其中a、b、c、d為系數(shù)），則b：c=                    　．
（2）樂樂同學(xué)猜測(cè)白色物質(zhì)Y可能是Na₂CO₃，請(qǐng)你幫樂樂同學(xué)用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證他的猜想．（要求：寫出實(shí)驗(yàn)方案）
（3）歡歡同學(xué)在參與該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，想用棉花代替玻璃纖維固定Na₂O₂固體，你是否支持他的做法？并說明理由．
（4）物質(zhì)性質(zhì)決定用途，請(qǐng)你根據(jù)Na₂O₂與CO₂的反應(yīng)的性質(zhì)推測(cè)它的一項(xiàng)重要用途．

Answer 1

（1）O₂； 2：1。
（2）①取少量白色粉末于試管中，加水看是否溶解，若不溶解則一定不是Na₂CO₃，若溶解，再取該溶液于試管中，滴加BaCl₂溶液或CaCl₂溶液或Ca（OH）₂溶液，若有白色沉淀生成，則該白色物質(zhì)是Na₂CO₃．②取少量白色粉末于試管中，加入HCl溶液，產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水中，觀察是否變渾，若變渾則該白色物質(zhì)是Na₂CO₃。
（3）不支持，Na₂O₂與CO₂反應(yīng)放出大量熱，使棉花達(dá)到其著火點(diǎn)，并容器內(nèi)產(chǎn)生大量氧氣使棉花燃燒。
（4）在密閉環(huán)境中提供氧氣，如潛水艇中、宇宙飛船中的供氧劑。

試題分析：（1）該氣體為純凈物（X），并且能使余燼木條復(fù)燃，說明該氣體為氧氣，化學(xué)式為：O₂；過氧化鈉和二氧化碳反應(yīng)除生成氧氣外，還有是碳酸鈉，所以反應(yīng)的方程式為：2Na₂O₂+2CO₂═O₂+2Na₂CO₃，則b：c=2：1。
（2）碳酸鈉溶于水且能和稀鹽酸反應(yīng)放出二氧化碳?xì)怏w，所以證明白色物質(zhì)Y可能是Na₂CO₃的方法：①取少量白色粉末于試管中，加水看是否溶解，若不溶解則一定不是Na₂CO₃，若溶解，再取該溶液于試管中，滴加BaCl₂溶液或CaCl₂溶液或Ca（OH）₂溶液，若有白色沉淀生成，則該白色物質(zhì)是Na₂CO₃．②取少量白色粉末于試管中，加入HCl溶液，產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水中，觀察是否變渾，若變渾則該白色物質(zhì)是Na₂CO₃。
（3）棉花的著火點(diǎn)比較低，由于該反應(yīng)生成氧氣還放出熱，能使棉花燃燒，所以不支持棉花代替玻璃纖維固定Na₂O₂固體。
（4）該反應(yīng)在密閉環(huán)境中能提供氧氣且氧氣具有供給呼吸的作用，所以做潛水艇中、宇宙飛船中的供氧劑。