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  • 1. (2022·长春模拟) “茶垢清洁剂”(成分如图)能快速清洁茶具上附着的污渍。将其置于茶具中,加水立即产生大量气泡。

    兴趣小组在老师的指导下进行了生成气体成分和生成气体速率的相关探究。

    【查阅资料】Ⅰ.过碳酸钠兼具 Na2CO3与 H2O2的双重性质,40℃以下单独存放性质稳定; Ⅱ.Na2CO3在 1744℃时才能分解产生 CO2

    【提出问题 1】“茶垢清洁剂”遇水产生的气体是什么?

    【猜想与假设】小组同学对于气体成分做出了以下三种猜想:

    甲同学:含 O2;乙同学:含 CO2;丙同学:含 CO

    1. (1) 【分析讨论】考虑到产品的安全性,同学们认为丙同学的假设不成立,因为 CO 具有性。
    2. (2) 【进行实验 1】取过碳酸钠置于两只试管,其中一只加水后,进行实验Ⅰ;另一只加水后,进行实验Ⅱ

      实验序号

      实验操作

      实验现象

      实验结论

      立即将带火星的木条伸入试管

      产生的气体含 O2

      将生成的气体通入

      溶液始终未见浑浊

      产生的气体不含 CO2

    3. (3) 【分析讨论】丁同学提出,结合查阅资料,不做实验Ⅱ也能确定产生的气体不含 CO2 , 他的理由是

      【形成结论】产生的气体是 O2

    4. (4) 【提出问题 2】通过实验Ⅰ同学们结合已有知识判断出:Na2CO3可以影响 H2O2的分解速率。

      Na2CO3由 Na+构成,其中影响 H2O2分解速率的离子是什么?

      【进行实验 2】相同温度下,每次均取 100mL 溶质质量分数为 4% 的 H2O2溶液进行如下实验,相同时间后用传感器测定溶液的溶解氧浓度(一定体积水中所溶解氧气的质量)。实验数据记录如下:

      实验序号

      A

      B

      C

      添加试剂

      不添加

      1g NaCl 固体

      1g Na2CO3固体

      溶解氧浓度(mg/L)

      6.44

      6.44

      9.11

      【解析数据】Na2CO3中 Na+对 H2O2的分解速率没有影响,对比实验可知(填实验序号);

      Na2CO3对 H2O2的分解速率有影响,对比实验 A、B、C可知。

    5. (5) 【补充实验】考虑酸碱性可能影响 H2O2分解速率,而 Na2CO3溶液呈性。同学们在上述温度 下,再取100mL 4% 的H2O2溶液加入1g,相同时间后,测定溶解氧浓度为10.97mg/L。 由此说明碱性越强,过氧化氢的分解速率越快。
    6. (6) 【结论与应用】过碳酸钠遇水迅速生成氧气,过碳酸钠应保存防止其分解失效。

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