小藝從家中帶來一包強(qiáng)效清潔劑(成分為過氧碳酸鈉、食用純堿),他將該固體粉末放入茶杯中,加入適量的水,過一會兒,看到有大量氣泡產(chǎn)生,靜置一段時間后,茶杯上的茶垢被清除干凈。同學(xué)們對此產(chǎn)生濃厚的興趣,并進(jìn)行如下探究。
【查閱資料】
(1)過氧碳酸鈉(化學(xué)式為2Na2CO3?3H2O2)具有碳酸鈉和過氧化氫的雙重性質(zhì)。
(2)過氧碳酸鈉水溶液中主要含有的微粒為Na+、OH-、CO32-、H2O2和H2O。
【探究活動一】產(chǎn)生的氣體成分是什么?
猜想一:CO2
猜想二:O2,同學(xué)們做出以上猜想的依據(jù)是
茶垢中含有酸性物質(zhì),會與碳酸根離子反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳,且該反應(yīng)為放熱反應(yīng),過氧化氫受熱分解生成氧氣
茶垢中含有酸性物質(zhì),會與碳酸根離子反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳,且該反應(yīng)為放熱反應(yīng),過氧化氫受熱分解生成氧氣
。
【進(jìn)行實(shí)驗】
|
實(shí)驗操作 |
現(xiàn)象 |
結(jié)論與解釋 |
在試管口塞上帶導(dǎo)管的橡皮塞,將產(chǎn)生的氣體通入 澄清石灰水 澄清石灰水 中 |
無明顯現(xiàn)象 |
該氣體不是CO2 |
拔下橡膠塞,向試管中伸入帶火星的小木條 |
帶火星的木條復(fù)燃 帶火星的木條復(fù)燃
|
該氣體為O2,實(shí)驗室用H2O2分解制O2的化學(xué)方程式為: |
【探究活動二】過氧化氫迅速分解的原因是什么?
【做出猜想】可能是過氧碳酸鈉溶液中的某種微粒對過氧化氫分解有催化作用。
【進(jìn)行實(shí)驗】四支試管中均盛有10毫升5%的過氧化氫溶液,按如圖方案進(jìn)行實(shí)驗。觀察到試管A、D中沒有明顯變化,試管B、C中產(chǎn)生大量氣泡。
【分析討論】
(1)大家認(rèn)為不需要做A實(shí)驗,原因是
過氧化氫溶液中含有水
過氧化氫溶液中含有水
。
(2)對比實(shí)驗現(xiàn)象可知:對過氧化氫分解有催化作用的微粒為
碳酸根離子和氫氧根離子
碳酸根離子和氫氧根離子
。
【拓展延伸】
強(qiáng)效清潔劑溶于水后,持續(xù)釋放出大量的活性氧原子,活性氧在水中高速運(yùn)動,與各種頑固污漬反應(yīng),最終達(dá)到清潔目的。請根據(jù)如表分析:為使強(qiáng)效清潔劑清潔效果最優(yōu),溶液的pH值應(yīng)該控制的范圍是
9.29~10.43
9.29~10.43
。
pH |
8.00 |
8.59 |
9.29 |
10.43 |
11.74 |
溶解氧(mg/L) |
6.88 |
9.30 |
13.82 |
17.57 |
13.15 |
【答案】茶垢中含有酸性物質(zhì),會與碳酸根離子反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳,且該反應(yīng)為放熱反應(yīng),過氧化氫受熱分解生成氧氣;澄清石灰水;帶火星的木條復(fù)燃;2H
2O
22H
2O+O
2↑;過氧化氫溶液中含有水;碳酸根離子和氫氧根離子;9.29~10.43