小藝從家中帶來(lái)一包強(qiáng)效清潔劑（成分為過(guò)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(guò)一會(huì)兒，看到有大量氣泡產(chǎn)生，靜置一段時(shí)間后，茶杯上的茶垢被清除干凈。同學(xué)們對(duì)此產(chǎn)生濃厚的興趣，并進(jìn)行如下探究。
【查閱資料】
（1）過(guò)氧碳酸鈉（化學(xué)式為2Na2CO3?3H2O2）具有碳酸鈉和過(guò)氧化氫的雙重性質(zhì)。
（2）過(guò)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(dòng)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(huì)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(guò)氧化氫受熱分解生成氧氣
茶垢中含有酸性物質(zhì)，會(huì)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(guò)氧化氫受熱分解生成氧氣
。
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】
|
實(shí)驗(yàn)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(wú)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(yàn)室用H2O2分解制O2的化學(xué)方程式為： |
【探究活動(dòng)二】過(guò)氧化氫迅速分解的原因是什么？
【做出猜想】可能是過(guò)氧碳酸鈉溶液中的某種微粒對(duì)過(guò)氧化氫分解有催化作用。
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】四支試管中均盛有10毫升5%的過(guò)氧化氫溶液，按如圖方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。觀察到試管A、D中沒(méi)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(yàn)，原因是
過(guò)氧化氫溶液中含有水
過(guò)氧化氫溶液中含有水
。
（2）對(duì)比實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知：對(duì)過(guò)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(dòng)，與各種頑固污漬反應(yīng)，最終達(dá)到清潔目的。請(qǐng)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(huì)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(guò)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(guò)氧化氫溶液中含有水；碳酸根離子和氫氧根離子；9.29～10.43
