Question

8．過氧化鈉保存不當容易變質生成Na₂CO₃．
（1）某過氧化鈉樣品已經部分變質，請你設計實驗，限用一種溶液，證明過氧化鈉已經變質
取少量樣品，溶解，加入BaCl₂溶液，充分振蕩，有白色沉淀，證明Na₂O₂已經變質
（2）某課外活動小組為了粗略測定過氧化鈉的質量分數，他們稱取ag樣品，并設計用如圖裝置來測定過氧化鈉的質量分數．圖中的E和F構成量氣裝置，用來測定O₂的體積．
①寫出裝置A、B和C中發生反應的化學方程式：
裝置A：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
裝置B：NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O
裝置C：2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂、2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑
②NaOH的作用是吸收混合氣體中二氧化碳，便于測量氧氣的體積
③他們在讀出量筒內水的體積數后，折算成標準狀況下氧氣的體積為VmL，則樣品中過氧化鈉的質量分數為$\frac{39V}{56a}$%．

Answer 1

分析 （1）根據過氧化鈉樣品已經變質生成Na₂CO₃，碳酸根離子和Ca²⁺或Ba²⁺生成碳酸鈣或碳酸鋇沉淀；
（2）A裝置鹽酸和大理石反應制取二氧化碳，B裝置用來除去揮發的氯化氫，C裝置中過氧化鈉和二氧化碳反應，D裝置用來吸收未反應的二氧化碳，E、F用來量取生成氣體的體積．依據量筒讀取液體體積時需要先冷卻至室溫及和集氣瓶液面相平確定操作順序；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．

解答 解：（1）碳酸根離子和Ca²⁺或Ba²⁺生成碳酸鈣或碳酸鋇沉淀，滴加氯化鋇或氯化鈣生成白色沉淀，證明含碳酸根離子，說明過氧化鈉樣品已經變質，
故答案為：取少量樣品，溶解，加入BaCl₂溶液，充分振蕩，有白色沉淀，證明Na₂O₂已經變質；
（2）①A中鹽酸和大理石反應生成氯化鈣、二氧化碳和水，反應的離子方程式為：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
B中二氧化碳中氯化氫和碳酸氫鈉反應生成氯化鈉、二氧化碳和水，反應的離子方程式為：NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O；
C中過氧化鈉與水、二氧化碳都反應，反應的化學方程式分別為：2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂、2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑，
故答案為：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O；2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂、2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑；
②氫氧化鈉和二氧化碳反應，吸收二氧化碳，便于測量氧氣的體積，
故答案為：吸收混合氣體中二氧化碳，便于測量氧氣的體積；
③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=$\frac{V×1{0}^{-3}L}{22.4L/mol}$=$\frac{V×1{0}^{-3}}{22.4}$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：$\frac{39V}{56a}$%．

點評 本題考查了物質組成的實驗探究方法、實驗設計方法及化學實驗計算的應用，題目難度中等，明確實驗原理為解答關鍵，試題知識點較多、綜合性較強，充分考查學生的分析能力及化學計算能力．