Question

某學習小組為測定市售過氧化鈉純度，設計了如下方案：
實驗原理：2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑（雜質不參與反應）
儀器裝置：如圖．
實驗步驟：
①稱取過氧化鈉樣品2.00g；
②把過氧化鈉樣品放入氣密性良好的氣體發生裝置錐形瓶中（固體體積忽略不計）；
③向過氧化鈉樣品中滴加水，用量氣裝置測得氣體體積為166.00mL（已換算成標準狀況）；
④錐形瓶中液體體積為54.00mL；
⑤將錐形瓶內液體全部轉移入儀器A中，并定容至250.00mL；
請回答下列問題：
（1）儀器A的名稱：______；
（2）生成氣體的體積為______mL；為保證測定氣體體積的準確性，測定時必須做到：①______；②______；③視線與凹液面最低點持平．
（3）據報導，該反應還會有副反應：Na₂O₂+2H₂O═2NaOH+H₂0₂，H₂O₂生成，會使測定結果______（“偏高”、“偏低”、“無影響”）如何避免因生成H₂O₂造成的誤差：______；
（4）為效正實驗結果．該小組補做了如下實驗：用滴定管量取20.00mL．A中的液體放人錐形瓶中，用0.010mol/L．的H₂SO₄酸化的高錳酸鉀溶液滴定至終點，用去12.00ml．高錳酸鉀溶液．其反應為：（未配平）KMnO₄+H₂O₂+H₂SO₄→K₂SO₄+MnSO₄+O₂+H₂O
①滴定時高錳酸鉀溶液應裝在______中（填儀器名稱）．
②此實驗未使用指示劑，如何確定終點：______
③由上述實驗測定數據，計算該過氧化鈉樣品純度（寫出計算過程）．

Answer 1

解：（1）因⑤是配制一定物質的量濃度的溶液，體積為250mL，在容量瓶中配制，故答案為：250mL容量瓶；
（2）因生成氣體體積=用量氣裝置測得氣體體積-錐形瓶中液體體積，所以生成氣體體積為112mL，故答案為：112；
為保證測定氣體體積的準確性，測定時必須做到①溫度必須恢復至原溫度；②移動量氣瓶裝置右管，使左右液面持平，故答案為：①溫度必須恢復至原溫度；②移動量氣瓶裝置右管，使左右液面持平；
（3）因產生的氣體偏少，計算出的Na₂O₂也偏少，所以會使測定結果偏低，因促使H₂O₂分解，才能減少誤差，所以事先在錐形瓶中加一些MnO₂使H₂O₂分解，故答案為：偏低；事先在錐形瓶中加一些MnO₂使H₂O₂分解；
（4）①酸高錳酸鉀溶液具有強氧化性，腐蝕橡皮管，所以用酸式滴定管，故答案為：酸式滴定管；
②因最后溶液顏色變化，KMnO₄溶液本身可作指示劑，故答案：滴入最后一滴KMnO₄溶液，紫紅色半分鐘內不褪色；
③解：生成O₂為112mL，n（O₂）=0.005mol
2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂
2 l
n_l（Na₂O₂） 0.005mol
n₁（Na₂O₂）=0.01mol
2KMnO₄+5H₂O₂+3H₂SO₄═K₂SO₄+2MnSO₄+5O₂+8H₂O
Na₂O₂+2H₂O═2NaOH+H₂O₂
得關系式：2KmnO₄ ～5H₂O₂～5Na₂O₂
2 5
0.01200L×0.010mol/L× n₂（Na₂O₂）
n₂（Na₂O₂）=0.00375mol
n（Na₂O₂總）=0.01375mol
Na₂O₂%（純度）==53.625%
答：實驗測得市售過氧化鈉純度為53.625%．
分析：（1）根據配制一定物質的量濃度的溶液；
（2）根據生成氣體體積=用量氣裝置測得氣體體積-錐形瓶中液體體積；根據量氣裝置測得氣體體積的要求；
（3）根據產生的氣體偏少；因促使H₂O₂分解；
（4）①酸高錳酸鉀溶液具有強氧化性，腐蝕橡皮管；
②根據最后溶液顏色的變化，KMnO₄溶液本身可作指示劑；
③先根據氣體的體積利用化學方程式2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂計算出Na₂O₂的物質的量，再根據化學方程式2KMnO₄+5H₂O₂+3H₂SO₄═K₂SO₄+2MnSO₄+5O₂+8H₂O計算出產生的H₂O₂，利用反應Na₂O₂+2H₂O═2NaOH+H₂02計算出生成H₂0₂的Na₂O₂，最后求出n（Na₂O₂總），從而求出質量分數．
點評：本題結合實驗考查了過氧化鈉與水反應的性質，難度不大，培養了學生分析問題、解決問題的能力．