小明发现一种淡黄色的粉末可以用于杀菌、消毒和漂白,于是想探究该固体的成分.
[提出问题]该淡黄色固体的化学成分是什么?
[查阅资料]
(1)硫单质是一种淡黄色固体,难溶于水,在空气中点燃硫单质,生成一种无色、有刺激性气味的气体.
(2)过氧化钠(Na2O2)是一种淡黄色固体,能与水反应,生成气体并放出大量的热.
[设计实验方案]
方案一:取少量该固体粉末于试管中,加2mL水,振荡并观察现象.
方案二:在燃烧匙里放少量该固体,在酒精灯上加热,观察现象.
比较以上两方案,你认为的最佳方案是______,理由是(从环保、操作等角度分析)______.
[实验验证并得出结论]
小明向盛有少量该固体的试管中加入2mL水,立刻观察到有无色气泡产生,并且验证出该反应同时生成了氢氧化钠(NaOH).通过实验验证,确定该淡黄色粉末为过氧化钠.
小明想对生成的气体成分判断,他提出了以下两种假设:①该气体是CO ②该气体是O2
你认为上述假设哪个更合理______(填“①”或“②”).
请设计一个实验,验证你的合理假设(写出简要操作步骤、实验现象和结论).
操作步骤 | 实验现象 | 结论 |
______ | ______ | ______ |
[计算]在过氧化钠(Na2O2)中,
①氧元素的化合价为______;
②过氧化钠的相对分子质量为______;
③过氧化钠中钠、氧元素的质量比为______;
④78克过氧化钠与多少克二氧化碳中所含氧元素的质量相等?(列式计算)
[设计实验方案]:
硫在空气中点燃生成生成一种无色、有刺激性气味的有毒气体二氧化硫,污染空气操作较复杂;而方案一中的操作:取少量该固体粉末于试管中,加2mL水,振荡,硫和水不反应也不溶于水,过氧化钠和水反应产生气泡,该操作简单,无污染,现象明显.
[实验验证并得出结论]:
质量守恒定律化学反应前后元素的种类不会变化,反应前只有钠、氧、氢元素,无碳元素,所以生成的气体不可能是一氧化碳;即猜想②正确;氧气能使带火星的木条复燃,所以我们可以用带火星的木条来验证产生的气体,若木条复燃则说明该气体是氧气,即我们的判断正确;
[分析]根据实验验证可以知道过氧化钠和水反应生成了氢氧化钠和水,该反应的化学方程式为:2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑;
[计算]①依化合物中各元素化合价代数和为零
设化合物Na2O2中O元素化合价为x,
(+1)×2+2x=0
x=-1;
②过氧化钠的相对分子质量=23×2+16×2=78;
③过氧化钠中钠、氧两种种元素的质量比为:(23×2):(16×2)═46:32=23:16.
④设78克过氧化钠与质量为y的二氧化碳中所含氧元素的质量相等,则:
78g×
×100%=y•16×2 78
×100%16×2 12+16×2
解得:y=44g
答:78克过氧化钠与44克二氧化碳中所含氧元素的质量相等.
故答案为:[设计实验方案]:方案一;该操作简单,无污染,现象明显.
[实验验证并得出结论]:②;
操作步骤 | 实验现象 | 结论 |
取少量固体粉末于试管中,向试管中加入2mL水,将带火星的木条伸入试管中 | 木条复燃 | 该气体为氧气 |
[计算]①-1;
②78;
③23:16.
④44g.