河北省邯鄲市復(fù)興中學(xué) 莘彬鋒
化學(xué)活動課上,老師將包有淡黃色粉末的脫脂棉置于石棉網(wǎng)上,然后向脫脂棉上滴水,發(fā)現(xiàn)脫脂棉迅速燃燒起來,且比在空氣中燃燒更劇烈。小紅對此現(xiàn)象頗感興趣,決定和同學(xué)們一起探個究竟。
【提出問題】為什么脫脂棉會迅速燃燒起來,且比在空氣中燃燒更劇烈?
【查閱資料】淡黃色粉末為過氧化鈉(化學(xué)式為Na2O2)。常溫下,過氧化鈉與水反應(yīng)生成氧氣和另一種物質(zhì),并放出大量的熱。
【進行實驗】探究一:驗證反應(yīng)后生成的氣體是氧氣,且反應(yīng)會放出大量的熱。
同學(xué)們設(shè)計了如下圖所示裝置進行實驗。打開裝置中分液漏斗的活塞,控制滴加水的速度,觀察到試管內(nèi)有氣泡產(chǎn)生;將帶火星的木條靠近P 處,木條復(fù)燃,說明生成的氣體是氧氣;觀察到伸入燒杯中的導(dǎo)管口有氣泡冒出,證明反應(yīng)放出大量的熱。
探究二:探究反應(yīng)后生成的另一種物質(zhì)是什么。
小紅取反應(yīng)后所得溶液于試管中,滴入無色酚酞試液,發(fā)現(xiàn)酚酞試液變紅色,說明反應(yīng)后所得溶液呈堿性。據(jù)此,同學(xué)們對反應(yīng)后生成的另一種物質(zhì)作出猜想:小剛猜想另一種物質(zhì)是碳酸鈉(化學(xué)式為Na2CO3),小紅則猜想另一種物質(zhì)是氫氧化鈉(化學(xué)式為NaOH)。
小紅認(rèn)為另一種物質(zhì)不可能是碳酸鈉,因為根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知,反應(yīng)物中沒有碳元素,生成物中也不可能有碳元素,而碳酸鈉中含有碳元素。同學(xué)們認(rèn)為小紅言之有理。小剛則提出:能不能用實驗驗證另一種物質(zhì)不是碳酸鈉呢?根據(jù)碳酸鈉的化學(xué)性質(zhì),同學(xué)們紛紛設(shè)計實驗方案并進行如下實驗:
實驗1:取反應(yīng)后所得溶液于試管中,加入足量稀鹽酸,發(fā)現(xiàn)沒有氣泡產(chǎn)生,說明另一種物質(zhì)不是碳酸鈉。
實驗2:取反應(yīng)后所得溶液于試管中,加入氫氧化鈣溶液,發(fā)現(xiàn)沒有白色沉淀產(chǎn)生,說明另一種物質(zhì)不是碳酸鈉。
實驗3:取反應(yīng)后所得溶液于試管中,加入氯化鋇溶液,發(fā)現(xiàn)沒有白色沉淀產(chǎn)生,說明另一種物質(zhì)不是碳酸鈉。
為進一步驗證小紅的猜想正確,同學(xué)們又取反應(yīng)后所得溶液于試管中,加入硫酸銅溶液,發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生藍色沉淀,說明另一種物質(zhì)是氫氧化鈉。
【結(jié)論與解釋】通過探究發(fā)現(xiàn):過氧化鈉和水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氧氣,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,同時放出大量的熱。脫脂棉是可燃物,過氧化鈉與水反應(yīng)放出的熱量使脫脂棉達到了著火點,又因為反應(yīng)放出的氧氣與脫脂棉接觸,因此,脫脂棉迅速燃燒起來且比在空氣中燃燒更劇烈。