“氣生火”之謎

河北省邯鄲市第三十二中學 莘彬鋒

化學老師在元旦聯歡會上，表演了一個“魔術”：將包有過氧化鈉（化學式為NaO）粉末的脫脂棉置于蒸發皿中，用細長導管向脫脂棉上吹氣，稍后脫脂棉燃燒了起來。化學興趣小組的同學對此奇觀頗感興趣，決定對其探個究竟。

探究一：脫脂棉為什么會燃燒

根據物質燃燒的條件做出假設：①吹出的氣體與過氧化鈉反應生成了氧氣；②反應放出熱量，且溫度達到可燃物脫脂棉的著火點。

同學們設計了如下裝置進行實驗。向過氧化鈉粉末中不斷吹氣，觀察到過氧化鈉粉末由淡黃色逐漸變為白色。在導管口P 處放一根帶火星的木條，帶火星的木條復燃，說明試管內生成了氧氣。同時還觀察到燒杯中導管口出現氣泡，說明反應還放出了熱量。

通過實驗說明吹出的氣體與過氧化鈉反應生成了氧氣，且反應放出熱量，從而滿足了脫脂棉燃燒的條件，脫脂棉便燃燒起來。

探究二：吹出的哪些氣體與過氧化鈉發生了反應

同學們查閱資料：①過氧化鈉能與HO 反應，生成NaOH；過氧化鈉能與CO反應，生成NaCO。②過氧化鈉與氮氣不反應。通過探究反應后試管內殘留白色固體的成分，得出吹出的哪些氣體與過氧化鈉發生了反應。根據已有化學知識及資料做出如下猜想：

猜想①：白色固體成分是NaCO；

猜想②：白色固體成分是NaOH；

猜想③：白色固體成分是NaCO和NaOH。

小紅設計實驗方案并進行實驗：取少量試管內殘留的白色固體于干凈試管中，加入適量水，振蕩，固體全部溶解；滴入無色酚酞溶液，發現酚酞溶液變紅色，據此得出猜想②正確。但是小組其他同學認為此結論不正確，因為碳酸鈉溶液也顯堿性，也能使無色酚酞溶液變紅。

小萌又設計實驗方案進行實驗：取少量試管內殘留的白色固體于干凈試管中，加入適量水，振蕩，固體全部溶解；向溶液中滴入幾滴稀鹽酸，無明顯現象，據此得出猜想②正確。小臻否定了這個結論，他認為滴加稀鹽酸的量過少，可能鹽酸先與氫氧化鈉反應，還未來得及與碳酸鈉反應，因此即便白色固體中有碳酸鈉也看不到有氣泡產生。

小臻同學設計如下實驗方案進行實驗：①取少量試管內殘留的白色固體溶于水，向其中加入過量的氯化鋇溶液，振蕩，靜置，觀察到有白色沉淀產生，說明白色固體中含有碳酸鈉；②取適量步驟①的上層清液，滴加兩滴酚酞溶液，溶液變紅色，說明白色固體中含有氫氧化鈉。由此可知，猜想③正確。

小臻同學解釋：加入過量的氯化鋇溶液既能驗證碳酸鈉是否存在，又能將碳酸鈉全部除去，防止其對驗證氫氧化鈉產生干擾。

通過探究可知，吹出的氣體中CO、HO 都與NaO發生了反應。因此，過氧化鈉應該密封保存。化工廠存有過氧化鈉時，一旦失火，注意既不能選用二氧化碳滅火器滅火，也不能選用水基型滅火器滅火。