“茶垢清潔劑”(成分如圖)能快速清潔茶具上附著的污漬。將其置于茶具中,加水立即產(chǎn)生大量氣泡。興趣小組在老師的指導(dǎo)下進(jìn)行了生成氣體成分和生成氣體速率的相關(guān)探究。
【查閱資料】Ⅰ.過(guò)碳酸鈉兼具Na2CO3與H2O2的雙重性質(zhì),40℃以下單獨(dú)存放性質(zhì)穩(wěn)定;
Ⅱ.Na2CO3在1744℃時(shí)才能分解產(chǎn)生CO2。
【提出問(wèn)題1】“茶垢清潔劑”遇水產(chǎn)生的氣體是什么?
【猜想與假設(shè)】小組同學(xué)對(duì)于氣體成分做出了以下三種猜想:
甲同學(xué):含O2;乙同學(xué):含CO2;丙同學(xué):含CO。
【分析討論】考慮到產(chǎn)品的安全性,同學(xué)們認(rèn)為丙同學(xué)的假設(shè)不成立,因?yàn)镃O具有
毒
毒
性。
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)1】取過(guò)碳酸鈉置于兩支試管,其中一只加水后,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)Ⅰ;另一只加水后,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)Ⅱ。
實(shí)驗(yàn)序號(hào) |
實(shí)驗(yàn)操作 |
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 |
實(shí)驗(yàn)結(jié)論 |
Ⅰ |
立即將帶火星的木條伸入試管 |
帶火星木條復(fù)燃 帶火星木條復(fù)燃 |
產(chǎn)生的氣體含O2 |
Ⅱ |
將生成的氣體通入 澄清石灰水 澄清石灰水 |
溶液始終未見(jiàn)渾濁 |
產(chǎn)生的氣體不含CO2 |
【分析討論】丁同學(xué)提出,結(jié)合查閱資料,不做實(shí)驗(yàn)Ⅱ也能確定產(chǎn)生的氣體不含CO
2,他的理由是
Na2CO3在1744℃時(shí)才能分解產(chǎn)生CO2
Na2CO3在1744℃時(shí)才能分解產(chǎn)生CO2
。
【提出問(wèn)題2】通過(guò)實(shí)驗(yàn)Ⅰ同學(xué)們結(jié)合已有知識(shí)判斷出:Na
2CO
3可以影響H
2O
2的分解速率。
Na
2CO
3由Na
+和CO
32-構(gòu)成,其中影響H
2O
2分解速率的離子是什么?
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)2】相同溫度下,每次均取100mL溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%的H
2O
2溶液進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn),相同時(shí)間后用傳感器測(cè)定溶液的溶解氧濃度(一定體積水中所溶解氧氣的質(zhì)量)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下:
實(shí)驗(yàn)序號(hào) |
A |
B |
C |
添加試劑 |
不添加 |
1gNaCl固體 |
1gNa2CO3固體 |
溶解氧濃度(mg/L) |
6.44 |
6.44 |
9.11 |
【解析數(shù)據(jù)】Na
2CO
3中Na
+對(duì)H
2O
2的分解速率沒(méi)有影響,對(duì)比實(shí)驗(yàn)
AB
AB
可知(填實(shí)驗(yàn)序號(hào));Na
2CO
3中CO
32-對(duì)H
2O
2的分解速率有影響,對(duì)比實(shí)驗(yàn)A、B、C可知。
【補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)】考慮酸堿性可能影響H
2O
2分解速率,而Na
2CO
3溶液呈
堿
堿
性。同學(xué)們?cè)谏鲜鰷囟认?,再?00mL4%的H
2O
2溶液加入1g
氫氧化鈉
氫氧化鈉
,相同時(shí)間后,測(cè)定溶解氧濃度為10.97mg/L。由此說(shuō)明堿性越強(qiáng),過(guò)氧化氫的分解速率越快。
【結(jié)論與應(yīng)用】過(guò)碳酸鈉遇水迅速生成氧氣,過(guò)碳酸鈉應(yīng)
密封
密封
保存防止其分解失效。