河北省邯鄲市復(fù)興中學(xué) 莘彬鋒
化學(xué)活動(dòng)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(lái),且比在空氣中燃燒更劇烈。小紅對(duì)此現(xiàn)象頗感興趣,決定和同學(xué)們一起探個(gè)究竟。
【提出問(wèn)題】為什么脫脂棉會(huì)迅速燃燒起來(lái),且比在空氣中燃燒更劇烈?
【查閱資料】淡黃色粉末為過(guò)氧化鈉(化學(xué)式為Na2O2)。常溫下,過(guò)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(jìn)行實(shí)驗(yàn)】探究一:驗(yàn)證反應(yīng)后生成的氣體是氧氣,且反應(yīng)會(huì)放出大量的熱。
同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了如下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。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(shuō)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(wú)色酚酞試液,發(fā)現(xiàn)酚酞試液變紅色,說(shuō)明反應(yīng)后所得溶液呈堿性。據(jù)此,同學(xué)們對(duì)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?yàn)楦鶕?jù)質(zhì)量守恒定律可知,反應(yīng)物中沒(méi)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(shí)驗(yàn)驗(yàn)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(jì)實(shí)驗(yàn)方案并進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):
實(shí)驗(yàn)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(méi)有氣泡產(chǎn)生,說(shuō)明另一種物質(zhì)不是碳酸鈉。
實(shí)驗(yàn)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(méi)有白色沉淀產(chǎn)生,說(shuō)明另一種物質(zhì)不是碳酸鈉。
實(shí)驗(yàn)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(méi)有白色沉淀產(chǎn)生,說(shuō)明另一種物質(zhì)不是碳酸鈉。
為進(jìn)一步驗(yàn)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(lán)色沉淀,說(shuō)明另一種物質(zhì)是氫氧化鈉。
【結(jié)論與解釋】通過(guò)探究發(fā)現(xiàn):過(guò)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(shí)放出大量的熱。脫脂棉是可燃物,過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)放出的熱量使脫脂棉達(dá)到了著火點(diǎn),又因?yàn)榉磻?yīng)放出的氧氣與脫脂棉接觸,因此,脫脂棉迅速燃燒起來(lái)且比在空氣中燃燒更劇烈。