Question

过氧化钠（Na₂O₂）是一种淡黄色固体．在一次科技活动中，某化学兴趣小组的同学将包有Na₂O₂固体的棉花放入了如图1的实验中，发现了高低不同的两根蜡烛，下面的蜡烛先熄灭，上面的蜡烛后熄灭；同时也惊奇地发现棉花燃烧了起来．

（1）实验过程中“下面的蜡烛先熄灭，上面的蜡烛后熄灭”的现象说明二氧化碳具有

、

的性质．
（2）棉花为什么会燃烧呢？小组同学认为棉花要燃烧，除了满足“棉花是可燃物”这一条件，还另需满足a：

、b：

两个条件．
[提出问题]：在上述实验中是如何给棉花提供a和b这两个燃烧条件的呢？
[查阅资料]：1在常温下Na₂O₂和CO₂能发生化学反应．
2无水硫酸铜为白色固体，吸水后变为蓝色．
[设计实验]：经过讨论后，小组同学设计了如下图2的实验进行探究．

[实验步骤]：①检查整套装置的气密性；②把相关的试剂放入对应的仪器内（D装置的U型管内放有足量的Na₂O₂固体，烧杯内盛有饱和的澄清石灰水），并按图2组装整套实验仪器；③用力推动针筒的活塞，把稀盐酸注入试管内；④一段时间后，在P处放置一根带火星的小木条，观察现象．
注：整个实验中不考虑稀盐酸的挥发和空气对实验的影响，B装置可除去二氧化碳气体中混有的水蒸气．
[实验现象]：①无水硫酸铜没有变蓝色；②带火星的小木条复燃；
③饱和的澄清石灰水变浑浊．
[实验分析]：①检查整套装置的气密性的方法：

②D装置的烧杯内澄清石灰水变浑浊的原因是

．
[得出结论]：①“小木条复燃”说明Na₂O₂和CO₂反应产生的一种气体，使图1中的棉花满足了燃烧的一个条件；②“饱和的澄清石灰水变浑浊”说明Na₂O₂和CO₂反应将

转化为热能，使图1中的棉花满足了燃烧的另一个条件．
[拓展提高]：①Na₂O₂和CO₂反应除生成一种气体外，还生成了一种固体，小明认为生成的固体是NaOH，小红认为是Na₂CO₃，同学们经过思考后认为

同学的猜想是错误的，理由是：

．
②Na₂O₂和CO₂反应的化学方程式是

．

Answer

本题考查学生对二氧化碳性质和燃烧的条件的认识，主要利用的信息有：
（1）二氧化碳灭火的原因：①二氧化碳的密度比空气大；②二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧．
（2）可燃物燃烧的条件是：①与氧气接触；②达到可燃物的着火点．
（3）大多数的固体物质的溶解度随着温度的升高而增大，而氢氧化钙的溶解度却随着温度升高而减小．
（4）根据质量守恒定律，在化学反应前后元素的种类不变．
（5）当物质发生化学反应时，反应物能量高，生成物能量低，放热反应，化学能→热能；生成物能量高，反应物能量低，吸热反应，热能→化学能．
【解析】
（1）从现象上看出，二氧化碳的可以从一个容器倒入另一容器，向液体一样从烧杯的底部慢慢上升，使底部蜡烛先隔绝氧气，后上面的蜡烛再隔绝氧气，说明二氧化碳的密度比空气的密度大；二氧化碳接触火焰，没有燃烧起来，说明不能燃烧；蜡烛熄灭了，说明不能支持燃烧．故答案为：CO2密度比空气大、CO2不能燃烧也不支持燃烧．
（2）物质燃烧需要三个条件：①物质是可燃物②与氧气接触③温度达到着火点．棉花是可燃物，故答案为a：与氧气接触、b：温度达到着火点
[实验分析]：①因为这是一个密闭连接装置，向下推针筒活塞时，容器内气体体积会变小，容器内压强就会增大，当增大到大于或等于外界气压时，U型管左右形成液面差，液面差保持不变，说明气密性良好．当U型管左右液面仍保持相平，说明装置漏气．
②从图1我们知道，Na2O2和CO2能发生反应，产生氧气，并放出了热量，棉花因有热量使温度达到着火点，就燃烧了起来．在图2中，Na2O2和CO2发生反应，放出热量使石灰水温度升高，氢氧化钙的溶解度减小，析出氢氧化钙固体，澄清石灰水变浑浊，故答案为：Na2O2和CO2反应放出热量，使石灰水温度升高，氢氧化钙的溶解度减小，析出氢氧化钙固体．
[得出结论]：①当Na2O2和CO2化学反应时，放出热量，说明反应物能量高，生成物能量低，放热反应，化学能转化为热能，故答案为：化学能．
[拓展提高]：①化学反应前后元素的种类不变，Na2O2和CO2反应前是Na、O、和C，没有氢元素，所以生成固体不是NaOH，是Na2CO3，小红是正确的，故答案为：小明，理由是：反应前后元素种类不变，反应物中没有氢元素，所以不能生成NaOH．
②由图1棉花燃烧了起来推出Na2O2和CO2反应生成O2，由小红的结论推出Na2O2和CO2反应生成Na2CO3，故答案为：2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2