Question

過碳酸鈉是一種集洗滌、漂白、殺菌于一體的氧系漂白劑，化學式可表示為aNa₂CO₃?bH₂O₂，具有Na₂CO₃和H₂O₂的性質．某化學興趣小組進行如下實驗：
實驗I  制備過碳酸鈉用圖裝置和藥品制備過碳酸鈉，反應為：aNa₂CO₃+bH₂O₂=aNa₂CO₃?bH₂O₂，△H＜0
（1）圖中玻璃導管a的作用是

 

（2）該反應要控制在較低的溫度下進行，其原因是

 

（用化學方程式表示）
（3）用該裝置制備過碳酸鈉有不足之處，下列改進措施可行的是

 

（填序號）．
①緩慢滴加H₂O₂溶液      ②添加冷卻裝置       ③用酒精燈加熱
實驗Ⅱ探究過碳酸鈉的性質
（4）為探究Na₂CO₃對H₂O₂穩定性的影響設計實驗，請完善如下實驗方案：
①取等體積、等濃度的H₂O₂溶液于兩支試管中；
②

 

；
③在兩支試管中分別加人等量MnO₂粉末；
④

 

．
實驗Ⅲ測定過碳酸鈉中H₂O₂的質量分數
KMnO₄滴定過碳酸鈉的原理：
6KMnO₄+5（aNa₂CO₃?bH₂O₂）+19H₂SO₄═3K₂SO₄+6MnSO₄+5aNa₂SO₄+5aCO₂↑+15O₂↑+34H₂O
（5）分析上述反應可得a=

 

，b=

 

．
（6）準確稱取實驗制得的過碳酸鈉0.2000g于250mL錐形瓶中，加50mL蒸餾水溶解，再加50mL2.0mol?L-¹ H₂SO₄，用2.000x10^-2 mol?L^-1 KMnO₄標準溶液滴定至終點時消耗30.00mL，則所制得的過碳酸鈉中H₂O₂的質量分數為

 

．

Answer 1

考點：性質實驗方案的設計,探究碳酸鈉與碳酸氫鈉的性質

專題：實驗設計題

分析：（1）通過玻璃導管a可以使圓底燒瓶與分液漏斗中的壓強相等；
（2）雙氧水不穩定，溫度稍高時水分解生成水和氧氣；
（3）根據該反應需要在低溫下進行判斷反應條件；
（4）根據實驗目的為“探究Na₂CO₃對H₂O₂穩定性的影響”，然后根據對照實驗的設計方法進行設計該實驗方案；
（5）先根據氫原子守恒計算出b，然后根據氧原子守恒計算出a；
（6）先寫出反應的化學方程式，然后根據雙氧水與高錳酸鉀的物質的量關系計算出樣品中雙氧水的百分含量．

解答： 解：（1）圖中玻璃導管a的作用是使圓底燒瓶與分液漏斗相通，起到平衡壓強的作用，
故答案為：平衡壓強；
（2）雙氧水容易分解，反應的化學方程式為：2H₂O₂

△   .

2H₂O+O₂↑，影響過碳酸鈉的制備效率，所以該反應要控制在較低的溫度下進行，
故答案為：2H₂O₂

△   .

2H₂O+O₂↑；
（3）制備過碳酸鈉需要在低溫下進行，由于反應aNa₂CO₃+bH₂O₂=aNa₂CO₃?bH₂O₂，△H＜0為放熱反應，則需要緩緩滴加雙氧水，以便降低反應放出的熱量對雙氧水分解的影響；還需要添加冷卻裝置，但不能在加熱條件下進行，所以①②正確，
故答案為：①②；
（4）為探究Na₂CO₃對H₂O₂穩定性的影響設計實驗方案為：首先①取等體積、等濃度的H₂O₂溶液于兩支試管中；
然后②往其中一只試管中加入少量碳酸鈉；
再③在兩支試管中分別加人等量MnO₂粉末；
最后④觀察兩只試管中氣泡產生的快慢，據此判斷碳酸鈉對雙氧水穩定性的影響，
故答案為：故答案為：往其中一只試管中加入少量碳酸鈉；觀察兩只試管中氣泡產生的快慢；
（5）6KMnO₄+5（aNa₂CO₃?bH₂O₂）+19H₂SO₄═3K₂SO₄+6MnSO₄+5aNa₂SO₄+5aCO₂↑+15O₂↑+34H₂O，根據H原子守恒可得：5b×2+19×2=34×2，解得b=3；再根據氧原子守恒可得：6×4+5a×3+5×3×2+19×4=3×4+6×4+5a×4+5a×2+15×2+34，解得：a=2、b=3，
故答案為：a=2，b=3；
（6）高錳酸鉀溶液與過碳酸鈉反應的化學方程式為：6KMnO₄+5（2Na₂CO₃?3H₂O₂）+19H₂SO₄═3K₂SO₄+6MnSO₄+10Na₂SO₄+10CO₂↑+15O₂↑+34H₂O，滴定過程中消耗2.000x10^-2 mol?L^-1 KMnO₄標準溶液的物質的量為：2.000x10^-2 mol?L^-1×0.03L=6.000x10^-4mol，
則所制得的過碳酸鈉中H₂O₂的質量分數為：

34g/mol×(6.000×10-4mol× 15 6 )

0.2000g

×100%=25.5%，
故答案為：25.5%．

點評：本題考查了性質實驗方案的設計、化學方程式書寫、物質質量分數的計算等知識，題目難度較大，注意掌握設計化學實驗方案的方法，能夠根據反應方程式進行簡單的化學計算，試題培養了學生的分析、理解能力及靈活應用所學知識的能力．