Question

某化學興趣小組查閱資料得知：過氧化鈉（Na₂O₂）是一種黃色粉末，常溫下能與二氧化碳反應，過氧化鈉保存不當會變質(zhì)．現(xiàn)有一瓶已變質(zhì)的過氧化鈉，小周猜想變質(zhì)后的物質(zhì)可能是碳酸鈉．小周進行如下實驗：
（1）取少量樣品于試管中，加入水配制成溶液，滴加

 

，觀察到有白色沉淀產(chǎn)生，說明樣品中含有Na₂CO₃，請寫出過氧化鈉變質(zhì)的化學方程式：

 

．
（2）取少量樣品于試管中，加入水配制成溶液，有

 

產(chǎn)生，產(chǎn)生的氣體能使帶火星的木條復燃，向溶液中滴加幾滴酚酞，溶液顏色

 

，說明樣品中Na₂O₂未完全變質(zhì)．
（3）某課外活動小組為了粗略測定過氧化鈉的質(zhì)量分數(shù)，他們稱取a g樣品，并設(shè)計用下圖裝置來測定過氧化鈉的質(zhì)量分數(shù)．

如圖中的E和F構(gòu)成量氣裝置，用來測定O₂的體積．
①寫出裝置A和B中發(fā)生反應的離子方程式：
裝置A：

 

裝置B：

 

②NaOH的作用是

 

③待反應停止時，讀出氣體體積的正確操作步驟是

 

（填序號）：
A．正確讀出量筒內(nèi)水的體積；
B．使量筒和廣口瓶內(nèi)氣體都冷卻至室溫；
C．調(diào)整量筒高度，使廣口瓶和量筒內(nèi)液面高度相平
④將測得氧氣體積折算成標準狀況下體積為V mL，則樣品中過氧化鈉的質(zhì)量分數(shù)為

 

．

Answer 1

考點：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量

專題：實驗探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：（1）碳酸根離子和Ca²⁺或Ba²⁺生成碳酸鈣或碳酸鋇沉淀；過氧化鈉和空氣中水反應生成氫氧化鈉和氧氣，過氧化鈉和二氧化碳反應生成碳酸鈉和氧氣；
（2）過氧化鈉和水反應生成氫氧化鈉和氧氣，氫氧化鈉顯堿性，遇酚酞變紅，過氧化鈉具有強氧化性，可把有色物質(zhì)氧化；
（3）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(fā)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(jù)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(jù)生成氧氣的體積計算物質(zhì)的量，結(jié)合化學方程式計算得到過氧化鈉物質(zhì)的量，得到過氧化鈉的質(zhì)量分數(shù)．

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；過氧化鈉和空氣中水反應生成氫氧化鈉和氧氣，過氧化鈉和二氧化碳反應生成碳酸鈉和氧氣，反應的離子方程式為：2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂，
故答案為：氯化鋇或氯化鈣；2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂；
（2）過氧化鈉和水反應生成氫氧化鈉和氧氣，氫氧化鈉顯堿性，遇酚酞變紅，過氧化鈉具有強氧化性，可把有色物質(zhì)氧化，故答案為：氣泡；先變紅后褪色；
（3）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+2H⁺=Ca²⁺+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：HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O，故答案為：CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+H₂O+CO₂↑；HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O；
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(jié)果產(chǎn)生誤差，故應先冷卻至室溫，調(diào)整量筒內(nèi)外液面高度使之相同，使裝置內(nèi)壓強和外界壓強相同，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，故操作步驟為：BCA，故答案為：BCA；
④測定出量筒內(nèi)水的體積后，折算成標準狀況下氧氣的體積為VmL，物質(zhì)的量=

V×10-3L

22.4L/mol

，則樣品中過氧化鈉的質(zhì)量分數(shù)為=

V×10-3 22.4 mol×2×78g/mol

ag

×100%=

39V

56a

%，故答案為：

39V

56a

%．

點評：本題考查了物質(zhì)組成的實驗探究方法，實驗設(shè)計方法，實驗計算應用，裝置圖的分析判斷是解題關(guān)鍵，題目難度中等．