Question

19．Na₂O₂是常見的氧化劑．某化學小組的同學欲通過以下實驗確定炭粉與Na₂O₂反應的產物．
【實驗步驟】
I．按下圖所示裝置組裝儀器，并檢查裝置氣密性．
Ⅱ．將0.6g炭粉與3.9g Na₂O₂均勻混合，裝入試管，在靠近試管口處放置一張濕潤的氯化鈀試紙（濕潤氯化鈀試紙遇CO變黑，可用于檢驗是否有CO生成）．
Ⅲ．用酒精燈微微加熱試管底部．

【實驗現象】
試管中發生劇烈反應并產生火花，氯化鈀試紙未變黑，石灰水未變渾濁．
請回答：
（1）如何檢查裝置氣密性在廣口瓶C中加水浸沒導管口，用酒精度微熱A處試管，若C中導管口冒氣泡，移開酒精度冷卻后形成水柱，說明氣密性良好．
（2）裝置B的作用是防止倒吸．
（3）通過探究發現，裝置A中發生的反應為2Na₂O₂+C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+X，X的化學式是Na₂O．
（4）CO在潮濕環境中可將氯化鈀還原為黑色粉末狀的鈀（Pd），同時生成另外兩種物質．已知反應過程中轉移6.02×l0²³個電子時，生成53g Pd （已知Pd的相對原子質量為106），該反應的化學方程式為PdCl₂+CO+H₂O=Pd+CO₂+2HCl．
（5）將裝置A中充分反應后所得產物溶于適量水中．
①所得溶液的溶質是NaOH、Na₂CO₃（填化學式）．
②溶液中下列關系正確的是bd（填字母序號）．
a．c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）
b．c（Na⁺）＞c（OH^-）＞c（OH^-）＞c（CO₃^2-）＞c（HCO₃^-）
c．c（Na⁺）=2c（CO₃^2-）+c（HCO₃^-）+c（H₂CO₃）
d．c（H⁺）+c（Na⁺）=c（OH^-）+2c（CO₃^2-）+c（HCO₃^-）
③若使所得溶液與100mL稀鹽酸恰好完全反應至溶液pH=7（不考慮CO₂的溶解），該鹽酸的物質的量濃度為1mol/L．

Answer 1

分析 （1）使裝置內外形成壓強差可用來檢驗裝置氣密性；
（2）B為安全瓶；
（3）依據原子個數守恒判斷X，再根據化合價判斷；
（4）n（Pd）=$\frac{53g}{106g/mol}$=0.5mol，轉移電子的物質的量為1mol，反應為為PdCl₂、CO和H₂O，生成物應為CO₂和HCl；
（5）①反應生成Na₂CO₃和Na₂O，Na₂O和水反應生成NaOH；
②反應后溶液呈堿性，結合電荷守恒判斷；
③反應溶液溶質為NaCl，根據質量守恒計算．

解答 解：（1）檢驗裝置氣密性方法：在廣口瓶C中加水浸沒導管口，用酒精度微熱A處試管，若C中導管口冒氣泡，移開酒精度冷卻后形成水柱，說明氣密性良好；
故答案為：在廣口瓶C中加水浸沒導管口，用酒精度微熱A處試管，若C中導管口冒氣泡，移開酒精度冷卻后形成水柱，說明氣密性良好；
（3）B為安全瓶，可防止倒吸；故答案為：防止倒吸；
（3）2Na₂O₂+C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+X，由原子個數守恒，可知X中含有2個鈉原子1個氧原子，所以X為Na₂O；故答案為：Na₂O；
（4）n（Pd）=$\frac{53g}{106g/mol}$=0.5mol，轉移電子的物質的量為1mol，反應為為PdCl₂、CO和H₂O，生成物應為CO₂和HCl，則反應的方程式為PdCl₂+CO+H₂O=Pd+CO₂+2HCl，
故答案為：PdCl₂+CO+H₂O=Pd+CO₂+2HCl；
（5）①反應生成Na₂CO₃和Na₂O，Na₂O和水反應生成NaOH，故答案為：NaOH、Na₂CO₃；
②由于CO₃^2-水解，則c（CO₃^2-）＜c（OH^-），故a錯誤、b正確；根據電荷應溶液中還存在NaOH，則c錯誤，由電荷守恒可知d正確，故答案為：b d；
③n（Na₂O₂）=$\frac{3.9g}{78g/mol}$=0.05mol，反應后溶液溶質為NaCl，則生成NaCl0.1mol，
所以c（HCl）=c（NaCl）=$\frac{0.1mol}{0.1L}$=1mol/L，
故答案為：1 mol/L．

點評 本題考查實驗探究問題，涉及過氧化鈉的性質、離子濃度比較等問題，難度較大，注意根據反應的現象判斷反應原理，把握實驗基本操作方法，為高考常見題型．