Question

8．請完成下列相關內容：
Ⅰ．實驗表明，大多數金屬都能與氧氣發(fā)生反應，但反應的難易和劇烈程度是不同的．
（1）鐵在潮濕的空氣中易生銹，鐵銹的主要成分為Fe₂O₃•ⅹH₂O（或Fe₂O₃）；鐵在氧氣中能劇烈燃
燒，現象為劇烈燃燒，火星四射，有黑色固體生成，反應的化學方程式為3Fe+2O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Fe₃O₄．
（2）銅在潮濕的空氣中也容易銹蝕生成銅綠，其主要成分是堿式碳酸銅[Cu₂（OH）₂CO₃]，銅銹蝕除了與氧氣有關外，還與空氣中的水和二氧化碳有關．
（3）鋁在空氣中具有很好的抗腐蝕性能，其原因是鋁在空氣中與氧氣反應，其表面生成一層致密的氧化鋁薄膜，從而阻止鋁進一步氧化．
Ⅱ．過氧化鈉（Na₂O₂）是一種淡黃色固體，能與水或二氧化碳反應放出氧氣．實驗室有一瓶放置了較長時間的過氧化鈉粉末，已知發(fā)生了部分變質，同學們取3.00g變質粉末決定探究其中的成分．
【提出問題】變質的過氧化鈉粉末中有哪些成分？
【查閱資料】2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑
2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂
【猜想與假設】（1）粉末成分是Na₂O₂和NaOH的混合物
（2）粉末成分是Na₂O₂和Na₂CO₃的混合物
（3）粉末成分是Na₂O₂、NaOH 和Na₂CO₃的混合物
…
【實驗探究】

實驗步驟	實驗現象	實驗結論
①取3.00g變質粉末于一支大試管中，加入適量的水，共收集到0.32g氣體，然后用帶火星木條檢驗生成的氣體．	固體完全溶解， 帶火星的木條復燃	該固體樣品中含有Na2O2，其質量為1.56g．
②繼續(xù)向上述試管中加入足量的石灰水，充分反應．	有白色沉淀	化學方程式Na2CO3+Ca（OH）2=CaCO3↓+2NaOH．
③將②中物質過濾，得到濾渣，將其洗滌、干燥并稱量，得固體1.00g．	/	/

【得出結論】同學們經過實驗和計算分析，該固體樣品中所含物質有Na₂O₂、NaOH和Na₂CO₃．
【拓展應用】過氧化鈉（Na₂O₂）是供氧設備中常用的供氧劑．若將15.6g過氧化鈉與足量的二氧化碳充分反應，理論上生成的氧氣質量是多少？（寫出計算過程）．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）鐵在氧氣中燃燒很劇烈，火星四射，放出大量的熱，生成黑色固體．鐵和氧氣反應生成四氧化三鐵，鐵銹是一種疏松多孔的物質，鐵銹的主要成分可以用Fe₂O₃•xH₂O來表示；
（2）根據銅銹的成分判斷銅生銹的條件；
（3）鋁的活動性比鐵強，但比鐵耐腐蝕，要從形成保護膜角度考慮；
Ⅱ．
【猜想與假設】根據過氧化鈉與水反應，與二氧化碳反應的生成物考慮可能猜想；
【實驗探究】根據氣體的檢驗方法可知是氧氣，根據加入足量石灰水有白色沉淀產生，說明含有碳酸鈉；
【得出結論】根據（3）的現象得結論；
【拓展應用】根據過氧化鈉的質量求得氧氣的質量．

解答 解：（1）鐵鐵銹的主要成分是Fe₂O₃•xH₂O，鐵在純氧中燃燒的現象是：劇烈燃燒，火星四射，放出大量的熱，生成黑色固體．故填：劇烈燃燒，火星四射，放出大量的熱，生成黑色固體．鐵在氧氣中燃燒的化學方程式為：3Fe+2O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Fe₃O₄．
（2）根據質量守恒定律知銅銹是堿式碳酸銅[Cu₂（OH）₂CO₃]，可推知銅生銹與氧氣、水、二氧化碳有關．
（3）鋁的活動性比鐵強，但鋁在空氣中卻表現出良好的抗腐蝕性，是因為鋁容易與空氣中的氧氣發(fā)生反應，會生成一層致密的氧化鋁膜覆蓋在鋁的表面，阻止反應的進行，所以具有良好的抗腐蝕性；
Ⅱ．
【猜想與假設】Na₂O₂與二氧化碳反應生成Na₂CO₃和氧氣，所以固體可能是碳酸鈉和過氧化鈉的混合物；
【實驗探究】檢驗氣體用的是帶火星的木條，所以是氧氣，氧氣能使帶火星的木條復燃；根據將②中物質過濾，得到濾渣可知有白色沉淀生成，化學方程式Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH；
【得出結論】固體樣品中所含物質有Na₂O₂、NaOH 和Na₂CO₃；
【拓展應用】解：設反應生成氧氣的質量為x
2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂
156                32
15.6g               x

x=3.2g
答：反應生成的氧氣質量為3.2g．

故答案為：Ⅰ．（1）Fe₂O₃•ⅹH₂O（或Fe₂O₃）        劇烈燃燒，火星四射，有黑色固體生成    3Fe+2O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Fe₃O₄
（2）水和二氧化碳
（3）鋁在空氣中與氧氣反應，其表面生成一層致密的氧化鋁薄膜，從而阻止鋁進一步氧化
Ⅱ．【猜想與假設】Na₂O₂和Na₂CO₃
【實驗探究】帶火星木條復燃   1.56g     有白色沉淀產生
Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH
【得出結論】Na₂O₂、NaOH 和Na₂CO₃
【拓展應用】3.2g

點評 本題較難，考查了學生從資料中獲得有效信息的能力．