Question

17．教材中給出了Na₂O₂與H₂O反應的化學方程式．為了探究Na₂O₂與H₂O反應的機理，某學習探究小組在教師指導下設(shè)計了如圖所示裝置進行實驗．

實驗步驟如下：
①按圖示組裝儀器，并檢查氣密性為良好后裝入藥品；
②保持K₁打開、K₂關(guān)閉，將注射器中的水推入試管，此時A中無氣體產(chǎn)生；
③擠壓裝有酚酞的膠頭滴管，使酚酞滴入試管中，A中溶液顯紅色；
④擠壓裝有稀鹽酸的膠頭滴管，使酸液滴入試管中，紅色消失后再滴加2滴；
⑤用雙連打氣球向A中鼓氣，使A中溶液通過噴頭進入B中支管，發(fā)現(xiàn)淀粉KI溶液變藍，KMnO₄溶液褪色；
⑥迅速打開止水夾K₂，關(guān)閉K₁，繼續(xù)向A中鼓氣，待A中溶液進入C中約三分之一時停止鼓氣．然后用熱水浴加熱C片刻，C中有氣泡冒出，經(jīng)檢驗為氧氣．
回答下列問題：
（1）寫出Na₂O₂與H₂O反應的離子方程式2Na₂O₂+2H₂O═4Na⁺+4OH^-+O₂↑．
（2）若向Na₂O₂中滴加適量的鹽酸，也能產(chǎn)生使帶火星的木條復燃的氣體，且最后溶液呈中性，請寫出該反應的化學方程式2Na₂O₂+4HCl═4NaCl+2H₂O+O₂↑．
（3）用離子方程式表示淀粉KI溶液變藍的原因2I^-+2H⁺+H₂O₂=I₂+2H₂O．
（4）用離子方程式表示KMnO₄溶液褪色的原因（MnO₄^-在酸性條件下被還原成Mn²⁺，不考慮MnO₄^-氧化Cl^-）2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺═2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O．
（5）A中用冰鹽冷浴和C中用熱水浴的作用分別是防止生成的H₂O₂分解，促使H₂O₂分解．
（6）由此實驗探究可知：Na₂O₂與H₂O反應的機理是（用化學方程式表示）Na₂O₂+2H₂O═2NaOH+H₂O₂，2H₂O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．

Answer 1

分析 開始時試管中無氣體生成，滴入酚酞后，溶液變紅色，說明Na₂O₂與H₂O反應生成了堿和H₂O₂，然后滴入的稀鹽酸中和NaOH，H₂O₂在C中分解生成O₂，
（1）Na₂O₂與H₂O反應生成氫氧化鈉和氧氣；
（2）Na₂O₂中滴加適量的鹽酸，也能產(chǎn)生使帶火星的木條復燃的氣體，且最后溶液呈中性，過氧化鈉和鹽酸反應生成氯化鈉、氧氣和水；
（3）H₂O₂有強氧化性，能將I^-氧化成碘單質(zhì)，所以淀粉碘化鉀試紙變藍，據(jù)此寫出反應的離子方程式；
（4）H₂O₂使KMnO₄溶液褪色，體現(xiàn)了雙氧水的還原性，說明雙氧水被酸性高錳酸鉀溶液氧化成氧氣；
（5）雙氧水不穩(wěn)定，溫度過高容易分解，則A中用冰鹽冷浴可防止溫度過高H₂O₂分解，C中用熱水浴可使加快H₂O₂分解；
（6）根據(jù)實驗可知，過氧化鈉與水反應的機理為：Na₂O₂與H₂O反應生成H₂O₂，H₂O₂遇熱分解生成氧氣，據(jù)此寫出反應方程式．

解答 解：開始時試管中無氣體生成，滴入酚酞，溶液變紅色，說明Na₂O₂與H₂O反應生成了堿和H₂O₂，然后滴入的稀鹽酸中和NaOH，H₂O₂在C中分解生成O₂，
（1）Na₂O₂與H₂O反應生成氫氧化鈉和氧氣，反應的離子方程式為：2Na₂O₂+2H₂O═4Na⁺+4OH^-+O₂↑，
故答案為：2Na₂O₂+2H₂O═4Na⁺+4OH^-+O₂↑；
（2）Na₂O₂中滴加適量的鹽酸，也能產(chǎn)生使帶火星的木條復燃的氣體，且最后溶液呈中性，過氧化鈉和鹽酸反應生成氯化鈉、氧氣和水，反應的化學方程式為：2Na₂O₂+4HCl═4NaCl+2H₂O+O₂↑，
故答案為：2Na₂O₂+4HCl═4NaCl+2H₂O+O₂↑；
（3）淀粉碘化鉀試紙變藍，說明H₂O₂有強氧化性，能將I^-氧化成碘單質(zhì)，反應的離子方程式為：2I^-+2H⁺+H₂O₂=I₂+2H₂O，
故答案為：2I^-+2H⁺+H₂O₂=I₂+2H₂O；
（4）酸性高錳酸鉀溶液具有強氧化性，H₂O₂使KMnO₄溶液褪色，體現(xiàn)了雙氧水的還原性，反應的離子方程式為：2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O，
故答案為：2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O；
（5）雙氧水不穩(wěn)定，溫度過高容易分解，則A中用冰鹽冷浴，目的是防止溫度過高H₂O₂分解；C中用熱水浴可使H₂O₂分解，
故答案為：防止生成的H₂O₂分解，使H₂O₂分解；
（6）根據(jù)實驗可知，過氧化鈉與水反應的機理為：Na₂O₂與H₂O反應生成H₂O₂，H₂O₂遇熱分解生成氧氣，反應方程式為：Na₂O₂+2H₂O=2NaOH+H₂O₂、2H₂O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，
故答案為：Na₂O₂+2H₂O=2NaOH+H₂O₂、2H₂O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．

點評 本題考查了探究過氧化鈉與水的反應原理，題目難度中等，明確實驗目的及雙氧水的性質(zhì)為解答關(guān)鍵，注意掌握過氧化鈉與水反應的機理，試題側(cè)重考查學生的分析、理解能力及化學實驗能力．