Question

17．過氧化鈉常作漂白劑、殺菌劑、消毒劑．過氧化鈉保存不當容易吸收空氣中CO₂而變質．
（1）某課外活動小組欲探究某過氧化鈉樣品是否已經變質，取少量樣品，溶解，加入CaCl₂或BaCl₂溶液，充分振蕩后有白色沉淀，證明Na₂O₂已經變質．
（2）該課外活動小組為了粗略測定過氧化鈉的純度，他們稱取a g樣品，并設計用如圖裝置來測定過氧化鈉的質量分數．

①A中發生反應離子方程式為CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+H₂O+CO₂↑．
②將儀器連接好以后，必須進行的第一步操作是檢查裝置的氣密性．
③B裝置出來的氣體是否需要干燥否．（填“是”或“否”）
④寫出裝置C中發生的所有反應的化學方程式2CO₂+2Na₂O₂=2Na₂CO₃+O₂，2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑．
⑤D中NaOH溶液的作用吸收未反應的CO₂．
⑥實驗結束時，讀取實驗中生成氣體的體積時，不合理的是a．
a．直接讀取氣體體積，不需冷卻到室溫
b．上下移動量筒，使得E、F中液面高度相同
c．視線與凹液面的最低點相平讀取量筒中水的體積
⑦讀出量筒內水的體積后，折算成標準狀況下氧氣的體積為V mL，則樣品中過氧化鈉的質量分數為$\frac{39V}{56a}$%．
⑧實驗完成后E到F之間導管內殘留水的體積會使測量結果偏小．（填“偏大”、“偏小”或“不影響”）

Answer 1

分析 （1）過氧化鈉在空氣中變質會最后生成碳酸鈉固體，依據碳酸根離子檢驗是否變質；
（2）裝置圖中A為生成二氧化碳的裝置，B為洗氣裝置，C為二氧化碳與過氧化鈉反應的裝置，D為吸收多余的二氧化碳的裝置，E和F是測量生成氧氣的體積的裝置；
①A中發生反應是碳酸鈣和鹽酸反應生成二氧化碳、水和氯化鈣；
②依據裝置圖分析可知，測定方法是測定二氧化碳和過氧化鈉反應生成的氧氣，裝置中必須是氣密性完好；
③B為洗氣裝置，吸收二氧化碳中混有的HCl，防止HCl與過氧化鈉反應，B中水蒸氣和二氧化碳和過氧化鈉反應都是2mol過氧化鈉反應生成1mol氣體；
④裝置C中是二氧化碳和過氧化鈉反應生成碳酸鈉和氧氣的反應；
⑤D為吸收多余的二氧化碳的裝置；
⑥依據量筒讀取液體體積時需要和集氣瓶液面向平，溫度在常溫下；
⑦依據生成氧氣的體積計算物質的量，結合化學方程式計算得到過氧化鈉物質的量，得到過氧化鈉的質量分數；
⑧實驗完成后E到F之間導管內殘留水，測定氧氣體積減小．

解答 解：（1）過氧化鈉在空氣中變質會最后生成碳酸鈉固體，探究一包過氧化鈉樣品是否已經變質，可以利用碳酸根離子和鋇離子結合生成碳酸鋇白色沉淀證明Na₂O₂已經變質，取少量樣品，溶解，加入CaCl₂或BaCl₂溶液，充分振蕩后有白色沉淀，證明Na₂O₂已經變質，
故答案為：CaCl₂或BaCl₂溶液；
（2）裝置圖中A為生成二氧化碳的裝置，B為洗氣裝置，吸收二氧化碳中混有的HCl，防止HCl與過氧化鈉反應，C為二氧化碳與過氧化鈉反應的裝置，D為吸收多余的二氧化碳的裝置，防止多余的二氧化碳進入量氣裝置，導致測得的氧氣的體積偏大，E和F是測量生成氧氣的體積的裝置；
①A中發生反應是碳酸鈣和鹽酸反應生成二氧化碳、水和氯化鈣，反應的離子方程式為：CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+H₂O+CO₂↑，
故答案為：CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+H₂O+CO₂↑；
②實驗探究測定方法是測定二氧化碳和過氧化鈉反應生成的氧氣，裝置中必須是氣密性完好，將儀器連接好以后，必須進行的第一步操作是檢查裝置的氣密性；
故答案為：檢查裝置的氣密性；
③B裝置出來的氣體不需要干燥，二氧化碳、水蒸氣和過氧化鈉反應生成碳酸鈉和氧氣的反應，反應的化學方程式為：2CO₂+2Na₂O₂=2Na₂CO₃+O₂，2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，過氧化鈉反應生成氧氣的物質的量定量關系相同對測定過氧化鈉質量分數無影響，所以不需要干燥出去水蒸氣，
故答案為：否；
④裝置C中是二氧化碳、水蒸氣和過氧化鈉反應生成碳酸鈉和氧氣的反應，反應的化學方程式為：2CO₂+2Na₂O₂=2Na₂CO₃+O₂，2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，
故答案為：2CO₂+2Na₂O₂=2Na₂CO₃+O₂； 2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑；
⑤D為吸收多余的二氧化碳的裝置，防止多余的二氧化碳進入量氣裝置，導致測得的氧氣的體積偏大，
故答案為：吸收未反應的CO₂；
⑥a．直接讀取氣體體積，不冷卻到室溫，會使溶液體積增大，讀出結果產生誤差，故a不正確；
b．調整量筒內外液面高度使之相同，使裝置內壓強和外界壓強相同，避免讀取體積產生誤差，故b正確；
c．視線與凹液面的最低點相平讀取量筒中水的體積是正確的讀取方法，故c正確；
故答案為：a；
⑦測定出量筒內水的體積后，折算成標準狀況下氧氣的體積為VmL，物質的量=$\frac{V×1{0}^{-3}L}{22.4L/mol}$，則樣品中過氧化鈉的質量分數為=$\frac{\frac{V×1{0}^{-3}}{22.4}mol×2×78g/mol}{ag}$×100%=$\frac{39V}{56a}$%；
故答案為：$\frac{39V}{56a}$%；
⑧實驗完成后E到F之間導管內殘留水的體積會使測定氧氣體積減小，導致測定過氧化鈉質量分數測量結果偏小，故答案為：偏小．

點評 本題考查了物質組成的實驗探究方法，實驗設計方法，實驗計算應用，裝置圖的分析判斷是解題關鍵，題目難度中等．