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“气生火”之谜

2022-07-29河北省邯郸市第三十二中学莘彬锋

农村青少年科学探究 2022年4期
关键词:碳酸钠酚酞试管

河北省邯郸市第三十二中学 莘彬锋

化学老师在元旦联欢会上,表演了一个“魔术”:将包有过氧化钠(化学式为NaO)粉末的脱脂棉置于蒸发皿中,用细长导管向脱脂棉上吹气,稍后脱脂棉燃烧了起来。化学兴趣小组的同学对此奇观颇感兴趣,决定对其探个究竟。

探究一:脱脂棉为什么会燃烧

根据物质燃烧的条件做出假设:①吹出的气体与过氧化钠反应生成了氧气;②反应放出热量,且温度达到可燃物脱脂棉的着火点。

同学们设计了如下装置进行实验。向过氧化钠粉末中不断吹气,观察到过氧化钠粉末由淡黄色逐渐变为白色。在导管口P 处放一根带火星的木条,带火星的木条复燃,说明试管内生成了氧气。同时还观察到烧杯中导管口出现气泡,说明反应还放出了热量。

通过实验说明吹出的气体与过氧化钠反应生成了氧气,且反应放出热量,从而满足了脱脂棉燃烧的条件,脱脂棉便燃烧起来。

探究二:吹出的哪些气体与过氧化钠发生了反应

同学们查阅资料:①过氧化钠能与HO 反应,生成NaOH;过氧化钠能与CO反应,生成NaCO。②过氧化钠与氮气不反应。通过探究反应后试管内残留白色固体的成分,得出吹出的哪些气体与过氧化钠发生了反应。根据已有化学知识及资料做出如下猜想:

猜想①:白色固体成分是NaCO;

猜想②:白色固体成分是NaOH;

猜想③:白色固体成分是NaCO和NaOH。

小红设计实验方案并进行实验:取少量试管内残留的白色固体于干净试管中,加入适量水,振荡,固体全部溶解;滴入无色酚酞溶液,发现酚酞溶液变红色,据此得出猜想②正确。但是小组其他同学认为此结论不正确,因为碳酸钠溶液也显碱性,也能使无色酚酞溶液变红。

小萌又设计实验方案进行实验:取少量试管内残留的白色固体于干净试管中,加入适量水,振荡,固体全部溶解;向溶液中滴入几滴稀盐酸,无明显现象,据此得出猜想②正确。小臻否定了这个结论,他认为滴加稀盐酸的量过少,可能盐酸先与氢氧化钠反应,还未来得及与碳酸钠反应,因此即便白色固体中有碳酸钠也看不到有气泡产生。

小臻同学设计如下实验方案进行实验:①取少量试管内残留的白色固体溶于水,向其中加入过量的氯化钡溶液,振荡,静置,观察到有白色沉淀产生,说明白色固体中含有碳酸钠;②取适量步骤①的上层清液,滴加两滴酚酞溶液,溶液变红色,说明白色固体中含有氢氧化钠。由此可知,猜想③正确。

小臻同学解释:加入过量的氯化钡溶液既能验证碳酸钠是否存在,又能将碳酸钠全部除去,防止其对验证氢氧化钠产生干扰。

通过探究可知,吹出的气体中CO、HO 都与NaO发生了反应。因此,过氧化钠应该密封保存。化工厂存有过氧化钠时,一旦失火,注意既不能选用二氧化碳灭火器灭火,也不能选用水基型灭火器灭火。

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