类比练习 做过氧化钠与酸反应水反应的实验，发...

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2011-08-07 09:39 标签： 过氧化钠与酸反应
（2012o衡阳）某化学兴趣小组查阅资料得知：过氧化钠（Na2O2）是一种黄色粉末，常温下能与二氧化碳反应产生氧气，常用在潜水艇中作供氧剂．该小组同学将过氧化钠与二氧化碳反应后，发现除了生成氧气，还生成了一种白色固体．【提出问题】该白色固体是什么？【猜想】猜想a：碳酸钠& 猜想b：碳酸氢钠小周同学认为猜想b不成立，理由是反应物中没有氢（H）元素．【实验】取少量生成的白色固体于试管中，加入稀盐酸（稀HCl），产生气泡，再将生成的气体通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊．【结论】猜想a成立．请写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2．【继续探究】过氧化钠能否与水反应？生成物是什么？实验步骤实验现象实验结论①取少量过氧化钠粉末于试管中，加入蒸馏水，再用带火星的木条伸入试管中产生气泡木条复燃过氧化钠能与水反应生成氧气②向上述反应后的试管中滴加酚酞试液溶液变红所得溶液呈碱性，推断过氧化钠与水反应生成NaOH（填化学式）【交流与反思】由于过氧化钠常温下能与二氧化碳和水反应，所以保存过氧化钠一定要密封保存．
解：【猜想】因为反应物过氧化钠（Na2O2）和二氧化碳（CO2）中均无氢（H）元素，所以生成物中不可能有含有氢（H）元素的碳酸氢钠（NaHCO3）；故答案是：氢（H）；【实验】检验碳酸钠，只要验证有碳酸根离子即可，其验证方法为：取少量白色固体于试管中，加入稀盐酸，看到有气泡产生，将生成气体通入澄清石灰水，看到澄清石灰水变浑浊，则证明是Na2CO3；故答案是：稀盐酸（稀HCl）；【结论】由以上实验现象可以推知，过氧化钠与二氧化碳在常温下发生反应生成碳酸钠和氧气，其反应方程式为：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2；故答案是：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2；【继续探究】①根据实验结论知，过氧化钠能与水反应生成氧气，而氧气能使带火星的木条复燃；故答案是：木条复燃；②根据实验结论“所得溶液呈碱性”，所以该生成物中含有使酚酞试液变红的氢氧化钠；故答案是：溶液变红，NaOH；【交流与反思】根据以上实验可以知道过氧化钠在常温下可以和水、二氧化碳气体反应，所以应该密封保存；故答案是：密封保存．【猜想】化学变化中元素的种类不变，反应物中不含氢元素，生成物中也不可能有氢元素；【实验】要验证白色固体是Na2CO3，只要证明含有CO32-离子就可以，其方法是：滴加稀盐酸，产生能使澄清石灰水变浑浊的气体；【结论】根据反应物、生成物以及反应条件正确书写化学反应方程式；【继续探究】①由实验结论“过氧化钠能与水反应生成氧气”推知，氧气能使带火星的木条复燃；②根据酚酞试液的性质以及实验结论“所得溶液呈碱性”进行填空．【交流与反思】根据实验中验证的过氧化钠的性质进行填空．透析高考实验题，复习钠的化合物
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碳酸钠、氯化钠、过氧化钠是具有极强代表性的钠的化合物，根据其性质设计的相关实验连续两年在高考题中出现，成为高考的热点之一。所以钠的化合物复习更加侧重于其性质实验的复习。碱金属一章共有11个演示实验和1个学生实验，分别在实验的基本操作、实验现象的观察与分析等角度注重了学生实验能力的培养，所以该部分内容成为了实验习题的设计很好的载体。
下面就两例高考实验题剖析钠的化合物的知识考点。
【例1】（06高考全国卷I）
在呼吸面具和潜水艇中可用过氧化钠作为供氧剂。请选用适当的化学试剂和实验用品。用上图中的实验装置进行实验，证明过氧化钠可作供氧剂。
⑴A是制取CO2的装置。写出A中发生反应的化学方程式&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
⑵填写表中空格
加入试剂的目的
饱和NaHCO3溶液
⑶写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
⑷试管F中收集满气体后，下一步实验操作是&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&&
解析：过氧化钠作为重要的供氧剂之一，本题的命题背景涉及我国航天事业的发展。围绕过氧化钠与二氧化碳反应，考查了二氧化碳的制备、净化、过氧化钠与二氧化碳生成氧气、氧气的证明等基本实验知识。所以在根据实验要求，结合实验目的，理解题给实验装置作用的基础上，才能正确选择必要的试剂，即两个洗气瓶分别除去二氧化碳中氯化氢，除去氧气中二氧化碳，而U形管作为气体和固体反应的容器。本题对两个化学方程式的考查，均是学生应该掌握的基本反应。最后一问是本题的亮点，紧扣本题的实验目的，证明过氧化钠可作供氧剂，要点是叙述出氧气检验的完整操作细节，不同学生的实验体验不同，答题的准确性差异很大，有很好的区分度。
答案：⑴CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑
加入试剂的目的
饱和NaHCO3溶液
除去二氧化碳中的氯化氢
过氧化钠固体
与二氧化碳反应
吸收二氧化碳气体
⑶2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2
⑷用带火星的木条伸到试管F的管口，如果木条复燃，说明过氧化钠与二氧化碳反应产生氧气，可做供氧剂。
【例2】（05高考全国卷I）
已知某纯碱试样中含有NaCl杂质，为测定试样中纯碱的质量分数，可用下图中的装置进行实验。
主要实验步骤如下：
①按图组装仪器，并检查装置的气密性
②将ag试样放入锥形瓶中，加适量蒸馏水溶解，得到试样溶液
③称量盛有碱石灰的U型管的质量，得到b g
④从分液漏斗滴入6 mol?L－1的硫酸，直到不再产生气体时为止
⑤从导管A处缓缓鼓入一定量的空气
⑥再次称量盛有碱石灰的U型管的质量，得到c g
⑦重复步骤⑤和⑥的操作，直到U型管的质量基本不变，为d g
请填空和回答问题：
（1）在用托盘天平称量样品时，如果天平的指针向左偏转，说明&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
（2）装置中干燥管B的作用是&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
（3）如果将分液漏斗中的硫酸换成浓度相同的盐酸，测试的结果&&&&&&&&&& （填高、偏低或不变）
（4）步骤⑤的目的是&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
（5）步骤⑦的目的是&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
（6）该试样中纯碱的质量分数的计算式为&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
（7）还可以用其他实验方法测定试样中纯碱的质量分数。请简述一种不同的实验法。
解析：这是一个定量实验题，主要考查定量操作中量的规定性以及学生严谨规范的实验态度。本题解题的关键在于对实验原理的理解，即通过测定反应产生二氧化碳的质量计算纯碱样品的质量分数，所以准确测定生成二氧化碳的质量成为本题的要点问题。为完成严格的定量要求，重要环节包括，①两次干燥创设CO2的吸收环境，②通过鼓入空气保证反应产生的气体全部被U形管吸收，③两次称量判断CO2的吸收情况。最后根据原理求出试样中纯碱的质量分数。至于其他定量测定方法，答案很具开放性，可以利用测定生成沉淀的质量（碳酸钙或者碳酸钡等）进行分析展开。
（1）样品重，砝码轻（2）防止空气中的CO2和水气进入U型管中
（3）偏高（4）把反应产生的CO2全部导入U型管中
（5）判断反应产生的CO2是否全部排出，并被U型管中的碱石灰吸收
（6）（7）略
小结：两道实验试题都出自钠的化合物，足见钠的化合物性质实验的重要性，课本上最为熟悉的基础知识，经过灵活整合都能变成很好的高考题。两道试题的亮点都在最后一问，06试题主要考查学生简答题的规范严谨性，而05试题最后一问开放形式的问答，有利于对学生创新意识的考查，较好地体现了新课程的教学理念。
【类比练习】某研究性学习小组在做过氧化钠与水反应的实验时，发现过氧化钠与水反应后的溶液中滴加酚酞溶液呈现红色，但红色很快褪色，甲乙丙三位同学对此现象分别做了如下实验：
甲、因为反应后试管很热，所以可能是溶液温度过高使红色褪去；乙、因为所加水量太少，红色褪去可能是生成氢氧化钠浓度较大的影响；丙、过氧化钠具有强氧化性，生成物中氧气、过氧化氢（可能产物）等也具有强氧化性，可能是氧化作用漂白了红色物质。
（1）验证甲同学的推测是否正确的方法是______________,
验证乙同学的推测是否正确的方法是______________,
验证丙同学的推测是否正确的方法是______________
（2）有同学提出用定量的方法探究丙同学方案中是否含有双氧水，其实验方案是：称取2.6克过氧化钠固体，使之与足量的水反应，测得产生氧气的体积，与理论值比较，即可得出结论。
a、测量气体的体积时，必须待试管和量筒中的气体都冷却到室温时进行，应选用下图中的_________________________,理由是________________
b、若在标准状况时测量气体的体积，应选用量筒的大小规格为_______________.
&&&& I&&&&&&&&&&&&&&& II&&&&
参考答案：(1)冷却后加酚酞试液或冷却后看溶液是否变红；
加水稀释后看溶液是否变红；加入氢氧化钠溶液看是否变红
(2)①II；防止气体冷却时发生倒吸现象；②500 ml&
&以上所述，我们对于钠的化合物的复习，一定要认真对待课本上基本实验，尽可能培养学生的动手能力，增强学生处理实验问题的能力，然后以此带动元素化合物的学习，使学生获得丰富的感性认识和实验技能。
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