Question

16．某化學小組在實驗室制取Na₂O₂．查閱資料可知：鈉與空氣在453～473K之間可生成Na₂O，迅速提高溫度到573～673K之間可生成Na₂O₂，若溫度提高到733～873K之間Na₂O₂可分解．除Li外其他堿金屬不與N₂反應．
（1）甲組設計制取Na₂O₂裝置如1圖．
①使用該裝置制取的Na₂O₂中可能含有的雜質為bcd．
a．Na₃N     b．Na₂CO₃      c．Na₂Od．NaOH     e．NaHCO₃
②該小組為測定制得的Na₂O₂樣品的純度，設計裝置如圖2：
燒瓶中發生的主要反應的化學方程式是2Na₂O₂+2H₂SO₄=2Na₂SO₄+O₂↑+2H₂O．分液漏斗和燒瓶用導管連接可使稀硫酸順利流下，也可防止產生實驗誤差，若沒有該導管將導致測定結果偏大（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）．測定裝置的接口從左至右正確的連接順序是aedfgh．
（2）乙組從反應歷程上分析該測定反應存在中間產物，從而導致測定結果偏小（填“偏大”或“偏小”）．為證明其分析的正確性，設計實驗方案如下：

實驗方案	產生的現象
Ⅰ．取燒瓶中的反應液加入少量Mn02粉末	有大量氣泡逸出
Ⅱ．向NaOH稀溶液中加入2〜3滴酚酞試液，然后加入少量的反應液	溶液先變紅后褪色
Ⅲ．向反應液中加入2〜3滴酚酞試液，充分振蕩，然后逐 滴加入過量的NaOH稀溶液	開始無明顯現象．加NaOH溶 液先變紅后褪色

在上述實驗中，能夠證明乙組分析正確的最佳方案是I（填實驗序號）．根據上述實驗可知，反應溶液中存在的中間產物與酚酞作用的條件是堿性條件．
（3）丙組根據上述提供的有關信息，設計一個方案可準確的測定樣品的純度．請簡述實驗操作和需要測定的有關數據稱取一定質量的樣品（m），加熱733～873K使之分解，用量氣裝置測定常溫常壓下生成氧氣體積（V），然后進行有關計算．[或者稱取一定質量的樣品（m），進入少量二氧化錳，再進入足量的水，用量氣裝置測定常溫常壓下生成氧氣體積（V），然后進行有關計算]．

Answer 1

分析 （1）①鈉與氧氣反應可以得到氧化鈉、過氧化鈉，二者均與二氧化碳反應得到碳酸鈉，與水反應會得到氫氧化鈉，由信息可知鈉與氮氣不反應，而碳酸氫鈉受熱分解；
②燒瓶中過氧化鈉與硫酸反應生成硫酸鈉、氧氣與水，分液漏斗和燒瓶用導管連接可使稀硫酸順利流下，還可以抵消滴加硫酸排出空氣的體積；用濃氫氧化鈉溶液吸收可能氧氣中混有二氧化碳，澄清石灰水檢驗二氧化碳是否除盡，用排水法收集氧氣，根據氧氣體積可以計算過氧化鈉的質量，進而計算樣品中過氧化鈉的質量分數；
（2）實驗I說明中間產物為過氧化氫，且過氧化氫沒有完全分解為氧氣，導致測定氧氣體積偏小；
實驗Ⅱ：反應后的溶液中有硫酸剩余，可以使紅色酚酞溶液褪色；
實驗Ⅲ：加入的氫氧化鈉先中和剩余的硫酸，過量的氫氧化鈉式溶液顯紅色，過氧化氫具有強氧化性，又使溶液紅色褪去；
（3）稱取一定質量的樣品（m），加熱733～873K使之分解，用量氣裝置測定常溫常壓下生成氧氣體積（V），然后進行有關計算，或者稱取一定質量的樣品（m），進入少量二氧化錳，再進入足量的水，用量氣裝置測定常溫常壓下生成氧氣體積（V），然后進行有關計算．

解答 解：（1）①鈉與氧氣反應可以得到氧化鈉、過氧化鈉，二者均與二氧化碳反應得到碳酸鈉，與水反應會得到氫氧化鈉，由信息可知鈉與氮氣不反應，而碳酸氫鈉受熱分解，Na₂O₂中可能含有的雜質為Na₂CO₃、Na₂O、NaOH，
故答案為：bcd；
②燒瓶中過氧化鈉與硫酸反應生成硫酸鈉、氧氣與水，反應方程式為：2Na₂O₂+2H₂SO₄=2Na₂SO₄+O₂↑+2H₂O，
分液漏斗和燒瓶用導管連接可使稀硫酸順利流下，還可以抵消滴加硫酸排出空氣的體積，若沒有該導管，排出的空氣按生成氧氣的體積計算，導致測定氧氣體積偏大，則測定Na₂O₂樣品的純度偏大，
用濃氫氧化鈉溶液吸收可能氧氣中混有二氧化碳，澄清石灰水檢驗二氧化碳是否除盡，用排水法收集氧氣，根據氧氣體積可以計算過氧化鈉的質量，進而計算樣品中過氧化鈉的質量分數，測定裝置的接口從左至右正確的連接順序是aedfgh，
故答案為：2Na₂O₂+2H₂SO₄=2Na₂SO₄+O₂↑+2H₂O；偏大；aedfgh；
（2）實驗I說明中間產物為過氧化氫，且過氧化氫沒有完全分解為氧氣，導致測定氧氣體積偏小，從而導致測定結果偏��；
實驗Ⅱ：反應后的溶液中有硫酸剩余，可以使紅色酚酞溶液褪色；
實驗Ⅲ：加入的氫氧化鈉先中和剩余的硫酸，過量的氫氧化鈉式溶液顯紅色，過氧化氫具有強氧化性，又使溶液紅色褪去，反應溶液中存在的中間產物與酚酞作用的條件是堿性條件，
故答案為：偏小；I；堿性條件；
（3）稱取一定質量的樣品（m），加熱733～873K使之分解，用量氣裝置測定常溫常壓下生成氧氣體積（V），然后進行有關計算．[或者稱取一定質量的樣品（m），進入少量二氧化錳，再進入足量的水，用量氣裝置測定常溫常壓下生成氧氣體積（V），然后進行有關計算．]
故答案為：稱取一定質量的樣品（m），加熱733～873K使之分解，用量氣裝置測定常溫常壓下生成氧氣體積（V），然后進行有關計算．[或者稱取一定質量的樣品（m），進入少量二氧化錳，再進入足量的水，用量氣裝置測定常溫常壓下生成氧氣體積（V），然后進行有關計算．]．

點評 本題考查物質制備實驗、物質含量測定、探究實驗等，側重考查學生對測定原理的理解分析，注意定量實驗中準確性問題．