Question

3．現(xiàn)有一定量含有Na₂O雜質(zhì)的Na₂O₂試樣，用如圖所示的實驗裝置測定Na₂O₂試樣的純度．（可供選用的試劑只有CaCO₃固體、6mol/L鹽酸、6mol/L硫酸和蒸餾水）．
請回答下列問題：

（1）裝置A中的液體試劑選用6mol/L鹽酸．
（2）裝置B的作用是除去氣體中的HCl，裝置E中堿石灰的作用是吸收裝置D中反應(yīng)剩余的CO₂、防止水蒸氣進(jìn)入D中．
（3）裝置D中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是：2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂、Na₂O+CO₂=Na₂CO₃．
（4）若開始時測得樣品的質(zhì)量為2.0g，反應(yīng)結(jié)束后測得生成氣體的體積為224mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則試樣中Na₂O₂的純度為78%．

Answer 1

分析 先在裝置F中進(jìn)入適量水，關(guān)閉A中分液漏斗的閥門，對裝置A中的試管加熱，根據(jù)F中長導(dǎo)管液面變化判斷裝置的氣密性，裝置A是碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳，通過飽和碳酸氫鈉溶液吸收二氧化碳中的氯化氫氣體，通過C中濃硫酸吸收水蒸氣干燥氣體，通過裝置D，二氧化碳和過氧化鈉、氧化鈉反應(yīng)，生成的氣體氧氣通過E干燥后用FG排液量氣測定氣體氧氣的體積，來計算樣品中過氧化鈉的純度，
（1）根據(jù)實驗原理裝置A采用的是碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳，根據(jù)碳酸鈣和硫酸反應(yīng)的情況來回答；
（2）B中飽和的碳酸氫鈉溶液可以吸收HCl，但是不吸收二氧化碳；E中堿石灰可以吸收二氧化碳；
（3）根據(jù)氧化鈉和過氧化鈉的性質(zhì)來回答；
（4）根據(jù)氧氣的量和過氧化鈉量的關(guān)系來獲得過氧化鈉質(zhì)量，進(jìn)而計算過氧化鈉的純度．

解答 解：（1）裝置A是碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳，碳酸鈣和硫酸反應(yīng)時，生成的硫酸鈣是微溶于水的，會覆蓋在碳酸鈣的表面，使反應(yīng)不能持續(xù)，所以用鹽酸而不用硫酸來反應(yīng)，裝置A中的液體試劑選用6mol/L鹽酸，
故答案為：6mol/L鹽酸；
（2）B中飽和的碳酸氫鈉溶液可以吸收HCl，但是不吸收二氧化碳，碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成的二氧化碳?xì)怏w中含有氯化氫氣體，可以用飽和碳酸氫鈉來除去；濃硫酸具有吸水性，可以將二氧化碳干燥，裝置E中堿石灰的作用是吸收二氧化碳，防止水蒸氣進(jìn)入D中，防止對氧氣的體積測量造成干擾；
故答案為：除去氣體中的HCl；吸收裝置D中反應(yīng)剩余的CO₂、防止水蒸氣進(jìn)入D中；
（3）裝置D中氧化鈉和過氧化鈉和二氧化碳反應(yīng)的原理方程式分別為：2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂，Na₂O+CO₂=Na₂CO₃，
故答案為：2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂；Na₂O+CO₂=Na₂CO₃；
（4）根據(jù)反應(yīng)2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂，反應(yīng)結(jié)束后測得氣體體積為224mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況），即生成的氧氣的量為$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$=0.01mol，過氧化鈉的物質(zhì)的量為0.02mol，過氧化鈉的純度=$\frac{0.02mol×78g/mol}{2.0g}$×100%=78%，
故答案為：78%．

點評 本題考查學(xué)生過氧化鈉的化學(xué)性質(zhì)知識，通過實驗方式考查增加了難度，綜合性較強．注意硫酸鈣的微溶性，主要從反應(yīng)原理和裝置特點分析，題目難度中等．