Question

某化学兴趣小组在化学实验室发现一瓶没有标签的淡黄色粉末，同学们对探究该粉末产生浓厚兴趣，并在老师的

某化学兴趣小组在化学实验室发现一瓶没有标签的淡黄色粉末，同学们对探究该粉末产生浓厚兴趣，并在老师的指导下进行探究活动．提出问题 这种淡黄色粉末是什么？有什么性质和用途？查阅资料 ①硫是淡黄色粉末，不溶于水；②过氧化钠（Na2O2）是淡黄色粉末，溶于水并能与水反应，“载人宇宙飞船或潜水艇中一般都要安装盛放过氧化钠（Na2O2）颗粒的装置”猜想与探究 猜想：淡黄色粉末可能是：a．硫；b．过氧化钠；c．硫和过氧化钠的混合物．实验与结论 实验操作 实验现象 实验结论 猜想 在一支洁净的试管中加入适量的上述淡黄色粉末，再加入足量的蒸馏水，充分振荡 ______ 猜想a、c不成立，猜想b成立．提出问题 过氧化钠是否为一种制氧剂？与人呼出的哪种气体发生反应？提出猜想 过氧化钠与人呼出的N2或CO2或水蒸气反应并生成氧气．进行实验实验Ⅰ：验证过氧化钠与氮气反应并生成氧气． 王轩同学设计如图Ⅰ所示装置：（1）实验现象及结论：观察到______现象，判断过氧化钠与氮气没有发生反应．实验Ⅱ：验证过氧化钠与水蒸气反应并生成氧气． 华宇同学设计了如下图所示装置（2）其中A装置的作用是______．（3）实验现象及结论：带火星的木条复燃；查阅资料知道：过氧化钠与水蒸气生成了氧气和一种常见碱，写出该反应的化学方程式______．实验Ⅲ：验证过氧化钠与二氧化碳反应并生成氧气．李杰在老师的指导下也设计了如图Ⅱ所示装置．（不考虑稀盐酸的挥发）（4）实验记录 实验操作 主要实验现象 实验结论及解释 ① 检查装置的气密性．向装置中加入药品． 装置的气密性良好． ② 打开分液漏斗活塞，向A装置中缓慢加入稀盐酸． A装置中观察到的现象有______，C装置中有气泡出现． A装置中发生反应的化学方程式为______；C装置作用是______． ③ 一段时间后用带火星的木条在D内进行检验． 带火星的木条复燃． 过氧化钠与二氧化碳反应并生成氧气．实验反思（1）张红同学对实验Ⅲ的设计提出疑问：该实验不能证明二氧化碳与过氧化钠确实发生了反应，你认为他的理由是______．请你回答如何改进该实验______．（2）王兵同学查阅资料后知道实验Ⅲ中过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，他称取过氧化钠与二氧化碳充分反应后的固体剩余物质21.5g，加入到盛有足量稀盐酸的烧杯中，并不断用玻璃棒搅拌．反应过程用精密仪器测得烧杯内混合物的质量（m）与反应时间（t）关系如图Ⅳ所示（不考虑实验过程中其它因素的影响）．请计算碳酸钠的质量分数：______．（写出计算过程，结果保留一位小数）

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Answer 1

实验与结论：根据题干提供的信息，硫不溶于水，而过氧化钠溶于水且与水反应，根据结论猜想a、c不成立，猜想b成立，可以知道出现的现象是固体全部溶解，故填：固体粉末全部溶解；
（1）过氧化钠与氮气没有发生反应，氮气是不支持燃烧的气体，故缓慢通过氮气的时候会看到燃着的木条熄灭的现象，故填：燃着的木条熄灭；
（2）A装置中盛有的药品是大理石和稀盐酸，二者能反应生成二氧化碳，故A装置的作用是产生二氧化碳，故填：产生二氧化碳；
（3）过氧化钠与水蒸气生成了氧气和氢氧化钠，故填：2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+3O₂↑；
（4）打开分液漏斗活塞，向A装置中缓慢加入稀盐酸，则大理石和稀盐酸反应生成二氧化碳气体，会产生大量的气泡，C中盛有的是氢氧化钠溶液，其作用是除去没有反应的二氧化碳，故填：有大量的气泡产生，CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑，除去没有反应的二氧化碳；
实验反思：
（1）由于产生的二氧化碳中混有水蒸气，可能是水蒸气与过氧化钠反应生成了氧气，因此需要在二氧化碳通入B装置之前，进行干燥，可以在A和B之间增加一个盛有浓硫酸的装置，故填：产生的二氧化碳气体中含有水蒸气，在A和B之间增加一个装有浓硫酸的装置；
（2）根据图象可知产生二氧化碳的质量为：172.5g-163.7g=8.8g
设碳酸钠的质量为x
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
106                   44
x                     8.8g

106

x

＝

44

8.8g

，x=21.2g
故碳酸钠的质量分数为：

21.2g

21.5g

×100%≈98.6%，
故填：98.6%．