Question

6．家庭養(yǎng)觀賞魚(yú)時(shí)會(huì)在魚(yú)缸里放點(diǎn)“魚(yú)浮靈”，可使水中的含氧量迅速增加．“魚(yú)浮靈”主要成分是過(guò)碳酸鈉（xNa₂CO₃•yH₂O₂），俗稱(chēng)固體雙氧水．某化學(xué)興趣小組對(duì)其進(jìn)行探究．
Ⅰ：“魚(yú)浮靈”的性質(zhì)研究
實(shí)驗(yàn)1：取少量“魚(yú)浮靈”于試管中加水，有持續(xù)細(xì)小氣泡緩慢放出；繼續(xù)向試管中加入少量MnO₂粉末，產(chǎn)生大量氣泡．將帶火星木條伸入試管，木條復(fù)燃，說(shuō)明有O₂生成．
實(shí)驗(yàn)2：取實(shí)驗(yàn)1中上層清液，測(cè)得溶液PH＞7；向溶液中滴加足量稀鹽酸，產(chǎn)生大量氣泡；將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水中，出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象，說(shuō)明有CO₂生成．
結(jié)論：過(guò)碳酸鈉具有Na₂CO₃和H₂O₂的雙重化學(xué)性質(zhì)．
Ⅱ：“魚(yú)浮靈”的制備研究
“魚(yú)浮靈”的工業(yè)制備流程如下：

【查閱資料】異丙醇為有機(jī)溶劑，水與異丙醇可以互溶，過(guò)碳酸鈉在異丙醇中溶解度較�。�
（1）穩(wěn)定劑的作用是防止H₂O₂分解；穩(wěn)定劑中MgCl₂和Na₂SiO₃發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，生成一種難溶物將過(guò)碳酸鈉粒子包裹住，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為MgCl₂+Na₂SiO₃=MgSiO₃↓+2NaCl．
（2）濁液中加入異丙醇的作用是降低過(guò)碳酸鈉的溶解度（或減少過(guò)碳酸鈉的溶解或提高產(chǎn)率等）．
Ⅲ：“魚(yú)浮靈”的組成研究
利用如圖裝置進(jìn)行產(chǎn)品過(guò)碳酸鈉（xNa₂CO₃•yH₂O₂）組成的測(cè)定（雜質(zhì)對(duì)測(cè)定無(wú)影響）．

（1）實(shí)驗(yàn)前先緩慢通N₂一段時(shí)間，加熱銅網(wǎng)至紅熱后，再緩慢滴入過(guò)量稀硫酸，直至A中樣品完全反應(yīng)，繼續(xù)緩慢通N₂．繼續(xù)緩慢通N₂的目的是把A裝置中產(chǎn)生的氣體全部趕至C、D裝置中，使之被充分吸收．
（2）B裝置中濃硫酸的作用是除去氣體中的水蒸氣；便于觀察和控制氣流速度．
（3）若先滴入稀硫酸，后加熱銅網(wǎng)，會(huì)導(dǎo)致x：y的值偏大（填“偏大”或“偏小”）．
（4）實(shí)驗(yàn)測(cè)得C裝置中銅網(wǎng)增重1.2g，D裝置增重2.2g，則x：y=2：3．

Answer 1

分析 Ⅰ：實(shí)驗(yàn)1：二氧化錳是過(guò)氧化氫分解的催化劑，氧氣能使帶火星的木條復(fù)燃；
實(shí)驗(yàn)2：二氧化碳能使帶澄清石灰水變渾濁，此反應(yīng)可檢驗(yàn)二氧化碳的存在；
Ⅱ：（1）實(shí)驗(yàn)中加入穩(wěn)定劑的作用是為防止過(guò)碳酸鈉分解而失效；根據(jù)反應(yīng)物、生成物，書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式；
（2）濁液中加入異丙醇的作用是降低過(guò)碳酸鈉在溶液中的溶解度以提高產(chǎn)率；
Ⅲ：（1）實(shí)驗(yàn)前通氮?dú)馐菫榱顺�去裝置內(nèi)的空氣，以防測(cè)定值偏高；實(shí)驗(yàn)后還要繼續(xù)通氮?dú)馐菫榱耸箽埩粼谘b置中的氣體全部被吸收；
（2）裝置B的作用是干燥氣體，防止水分進(jìn)入D裝置使測(cè)定值偏大；同時(shí)便于觀察和控制氣流速度以使反應(yīng)充分進(jìn)行；
（3）若先滴入稀硫酸，后加熱銅網(wǎng)，將使部分氧氣散逸，計(jì)算時(shí)過(guò)氧化氫相對(duì)含量偏小，碳酸鈉相對(duì)含量偏大，導(dǎo)致x：y的值偏大；
（4）C裝置中銅網(wǎng)增重1.2g，則說(shuō)明生成氧氣的質(zhì)量為1.2g，由氧氣質(zhì)量可計(jì)算過(guò)氧化氫質(zhì)量為2.55g；D裝置增重2.2g說(shuō)明生成二氧化碳2.2g，計(jì)算反應(yīng)的碳酸鈉質(zhì)量為5.3g，則可得：106x：34y=5.3g：2.55g，故解得x：y=2：3．

解答 解：
Ⅰ：實(shí)驗(yàn)1：由結(jié)論“說(shuō)明有O₂生成”，再根據(jù)：氧氣能使帶火星的木條復(fù)燃，則填復(fù)燃；
實(shí)驗(yàn)2：根據(jù)題目中信息“將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水中，出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象”，再根據(jù)：二氧化碳能使帶澄清石灰水變渾濁，則此題結(jié)論為有 CO₂（或二氧化碳）生成．
Ⅱ：（1）實(shí)驗(yàn)中加入穩(wěn)定劑的作用是為防止H₂O₂分解（或防止過(guò)碳酸鈉分解）而失效；穩(wěn)定劑中的氯化鎂MgCl₂與硅酸鈉Na₂SiO₃發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，能生成氯化鈉和難溶的硅酸鎂，覆蓋在過(guò)碳酸鈉表面起保護(hù)作用，其化學(xué)方程式為MgCl₂+Na₂SiO₃=MgSiO₃↓+2NaCl．
（2）由框圖可知，加入異丙醇后經(jīng)操作Ⅰ后得到的是濾液和晶體，因此操作Ⅰ應(yīng)該是過(guò)濾步驟，由此可知，加入異丙醇的作用是降低過(guò)碳酸鈉的溶解度（過(guò)碳酸鈉在有機(jī)溶劑中的溶解度較小）以利于其析出晶體，因此濁液中加入異丙醇的作用是降低過(guò)碳酸鈉的溶解度（或減少過(guò)碳酸鈉的溶解或提高產(chǎn)率等）；
Ⅲ：（1）實(shí)驗(yàn)前通氮?dú)庖欢螘r(shí)間，加熱銅網(wǎng)至紅熱后，再緩慢滴入過(guò)量稀硫酸，直至A中樣品完全反應(yīng)是為了除去裝置內(nèi)的氧氣，以防測(cè)定值偏高；實(shí)驗(yàn)后還要繼續(xù)通氮?dú)馐菫榱耸箽埩粼谘b置中的氣體全部被裝置吸收；
（2）裝置B的作用是干燥氣體，防止水分進(jìn)入D裝置使測(cè)定值偏大；同時(shí)便于觀察和控制氣流速度以使反應(yīng)充分進(jìn)行；
（3）根據(jù)【組成測(cè)定】利用如圖裝置進(jìn)行產(chǎn)品中活性氧含量測(cè)定和過(guò)碳酸鈉（xNa₂CO₃•yH₂O₂）組成的測(cè)定．若先滴入稀硫酸，后加熱銅網(wǎng)，將使部分氧氣散逸，計(jì)算時(shí)過(guò)氧化氫相對(duì)含量偏小，碳酸鈉相對(duì)含量偏大，導(dǎo)致x：y的值偏大；
（4）C裝置中銅網(wǎng)增重1.2g，則說(shuō)明生成氧氣的質(zhì)量為1.2g，因?yàn)樯�成氧氣的質(zhì)量為1.2g，則設(shè)需要過(guò)氧化氫的質(zhì)量為x．
2H₂O₂～O₂↑
68    32
x     1.2g
則$\frac{68}{32}=\frac{x}{1.2g}$，解得x=2.55g，故由氧氣質(zhì)量可計(jì)算過(guò)氧化氫質(zhì)量為2.55g．
因?yàn)镈裝置增重2.2g說(shuō)明生成二氧化碳2.2g，則設(shè)需要碳酸鈉質(zhì)量為y．
Na₂CO₃～CO₂
106     44
y       2.2g
則$\frac{106}{44}=\frac{y}{2.2g}$，解得y=5.3g，故計(jì)算反應(yīng)的碳酸鈉質(zhì)量為5.3g，
根據(jù)“產(chǎn)品中活性氧含量測(cè)定和過(guò)碳酸鈉（xNa₂CO₃•yH₂O₂）組成”，則可得：106x：34y=5.3g：2.55g，故解得x：y=2：3．
故答案為：
①?gòu)?fù)燃；②CO₂（或二氧化碳）；③防止H₂O₂分解（或防止過(guò)碳酸鈉分解），MgCl₂+Na₂SiO₃=MgSiO₃↓+2NaCl；
④降低過(guò)碳酸鈉的溶解度（或減少過(guò)碳酸鈉的溶解或提高產(chǎn)率等）；⑤把A裝置中產(chǎn)生的氣體全部趕至C、D裝置中，使之被充分吸收；
⑥除去氣體中的水蒸氣；便于觀察和控制氣流速度；⑦偏大；⑧2：3

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查學(xué)生運(yùn)用所學(xué)化學(xué)知識(shí)綜合分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力．增加了學(xué)生分析問(wèn)題的思維跨度，強(qiáng)調(diào)了學(xué)生整合知識(shí)的能力．