Question

過氧化鈉（Na₂O₂）是一種淡黃色固體．在一次科技活動中，某化學(xué)興趣小組的同學(xué)將包有Na₂O₂固體的棉花放入了如圖1的實驗中，發(fā)現(xiàn)了高低不同的兩根蠟燭，下面的蠟燭先熄滅，上面的蠟燭后熄滅；同時也驚奇地發(fā)現(xiàn)棉花燃燒了起來．

（1）實驗過程中“下面的蠟燭先熄滅，上面的蠟燭后熄滅”的現(xiàn)象說明二氧化碳具有

 

、

 

的性質(zhì)．
（2）棉花為什么會燃燒呢？小組同學(xué)認為棉花要燃燒，除了滿足“棉花是可燃物”這一條件，還另需滿足a：

 

、b：

 

兩個條件．
【提出問題】在上述實驗中是如何給棉花提供a和b這兩個燃燒條件的呢？
【查閱資料】1、在常溫下Na₂O₂和CO₂能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)．2、無水硫酸銅為白色固體，吸水后變?yōu)樗{色．
【設(shè)計實驗】經(jīng)過討論后，小組同學(xué)設(shè)計了如下圖2的實驗進行探究．
【實驗步驟】①檢查整套裝置的氣密性；
②把相關(guān)的試劑放入對應(yīng)的儀器內(nèi)（D裝置的U型管內(nèi)放有足量的Na₂O₂固體，燒杯內(nèi)盛有飽和的澄清石灰水），并按圖2組裝整套實驗儀器；
③用力推動針筒的活塞，把稀鹽酸注入試管內(nèi)；
④一段時間后，在P處放置一根帶火星的小木條，觀察現(xiàn)象．
注：整個實驗中不考慮稀鹽酸的揮發(fā)和空氣對實驗的影響．
【實驗現(xiàn)象】①無水硫酸銅沒有變藍色；②帶火星的小木條復(fù)燃；③飽和的澄清石灰水變渾濁．
【實驗分析】①濃硫酸的作用是：

 

．
②D裝置的燒杯內(nèi)澄清石灰水變渾濁的原因是

 

．
【得出結(jié)論】①“小木條復(fù)燃”說明Na₂O₂和CO₂反應(yīng)產(chǎn)生的一種氣體，使圖1中的棉花滿足了燃燒的一個條件；②“飽和的澄清石灰水變渾濁”說明Na₂O₂和CO₂反應(yīng)將

 

能轉(zhuǎn)化為熱能，使圖1中的棉花滿足了燃燒的另一個條件．
【拓展提高】
①Na₂O₂和CO₂反應(yīng)除生成一種氣體外，還生成了一種固體，小明認為生成的固體是NaOH，小紅認為是Na₂CO₃，同學(xué)們經(jīng)過思考后認為

 

同學(xué)的猜想是錯誤的，理由是：

 

．
②Na₂O₂和CO₂反應(yīng)的化學(xué)方程式是

 

．

Answer 1

考點：燃燒的條件與滅火原理探究,氣體的干燥（除水）,二氧化碳的實驗室制法,二氧化碳的物理性質(zhì),二氧化碳的化學(xué)性質(zhì),書寫化學(xué)方程式、文字表達式、電離方程式,燃燒與燃燒的條件

專題：科學(xué)探究

分析：（1）本題首先由蠟燭熄滅的現(xiàn)象，得出二氧化碳的性質(zhì)：二氧化碳既不能燃燒，也不能支持燃燒；二氧化碳的密度比空氣的密度大．
（2）燃燒的三個條件是什么？結(jié)合課本知識，燃燒的三個條件缺一不可：①物質(zhì)具有可燃性②可燃物與氧氣接觸③可燃物必需達到著火點．
【實驗分析】①根據(jù)濃硫酸的特性解答；
②根據(jù)氫氧化鈣的溶解度隨溫度的升高而減少；
【得出結(jié)論】當(dāng)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時，反應(yīng)物能量高，生成物能量低，放熱反應(yīng)，化學(xué)能→熱能；生成物能量高，反應(yīng)物能量低，吸熱反應(yīng)，熱能→化學(xué)能．
【拓展提高】
①根據(jù)質(zhì)量守恒定律，在化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變．
②根據(jù)題意寫出化學(xué)方程式．

解答：解：
（1）由“下面的蠟燭先熄滅，上面的蠟燭后熄滅．”從而得出二氧化碳的密度比空氣的密度大；二氧化碳既不能燃燒也不能支持燃燒．故答案為：CO₂密度比空氣大、CO₂不能燃燒也不支持燃燒的性質(zhì)．
（2）燃燒有三個條件：①物質(zhì)具有可燃性；
②可燃物與氧氣接觸；
③可燃物必需達到著火點，
故答案為：a：與氧氣接觸  b：溫度達到著火點．
【實驗分析】：①濃硫酸具有吸水性，濃硫酸的作用是除去二氧化碳氣體中混有的水蒸氣；
②D裝置的燒杯內(nèi)澄清石灰水變渾濁的原因是：Na₂O₂和CO₂反應(yīng)放出熱量，而氫氧化鈣的溶解度隨溫度的升高而減少，因此變渾濁，故答案為：Na₂O₂和CO₂反應(yīng)放出熱量，使石灰水溫度升高，氫氧化鈣的溶解度減小，析出氫氧化鈣固體．
【得出結(jié)論】：
①當(dāng)Na₂O₂和CO₂化學(xué)反應(yīng)時，放出熱量，說明反應(yīng)物能量高，生成物能量低，放熱反應(yīng)，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能；
【拓展提高】：
①根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)前后原子的種類和數(shù)量沒有改變，因此小明的猜想是錯誤的，不可能有氫元素．
②Na₂O₂和CO₂反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣．化學(xué)方程式為：2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂↑
答案：
（1）CO₂密度比空氣大、CO₂不能燃燒也不支持燃燒 
（2）與氧氣接觸、溫度達到著火點
【實驗分析】
①除去二氧化碳氣體中混有的水蒸氣．
②Na₂O₂和CO₂反應(yīng)放出熱量，使石灰水溫度升高，氫氧化鈣的溶解度減小，析出氫氧化鈣固體
【得出結(jié)論】
②化學(xué)能
【拓展提高】
①小明，反應(yīng)前后元素種類不變，反應(yīng)物中沒有氫元素所以不能生成NaOH
②2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂

點評：本考點屬于實驗探究題，科學(xué)探究的基本環(huán)節(jié)包括：提出問題、建立假設(shè)、收集證據(jù)（包括設(shè)計實驗方案、進行實驗等）、獲得結(jié)論、交流評價等．還考查了燃燒的條件，并以燃燒的條件為主線，展開了一系列的探究，綜合性比較強．本考點主要出現(xiàn)在實驗題中．