Question

過(guò)碳酸鈉（2Na₂CO₃?3H₂O₂）是一種集洗滌、漂白、殺菌于一體的氧系漂白劑，該晶體具有Na₂CO₃和H₂O₂的雙重性質(zhì)．利用圖2裝置制備過(guò)碳酸鈉，在冷水浴中充分反應(yīng)后，按圖1流程可獲得過(guò)碳酸鈉產(chǎn)品．
洗滌、干燥2Na₂CO₃ 3H₂O₂固體濾液X反應(yīng)液過(guò)濾圖如圖1

（1）恒壓滴液漏斗中支管的作用是

 

．
（2）制備過(guò)碳酸鈉的關(guān)鍵是

 

．
（3）如果配制過(guò)碳酸鈉的水中含有鐵離子，不僅會(huì)削弱洗滌劑的去污能力，甚至完全失去殺菌作用．試分析其中的原因（寫出其中一種即可，用方程式表示）

 

．
（4）某化學(xué)學(xué)習(xí)小組為了定性探究鐵離子對(duì)這種新型漂白劑的不良影響，取該漂白劑100mL，加入25g FeCl₃固體，產(chǎn)生大量無(wú)色無(wú)味氣體，用貯氣瓶收集氣體．請(qǐng)選用下列試劑和實(shí)驗(yàn)用品完成氣體成分的探究過(guò)程：0.1mol/L NaOH溶液、8.0mol/L NaOH溶液、澄清石灰水、0.01mol/L KMnO₄溶液、BaCl₂稀溶液、品紅溶液、蒸餾水、木條、酒精燈、火柴、洗氣瓶．
①提出假設(shè)：對(duì)該氣體成分提出合理假設(shè)．
假設(shè)1：氣體是O₂；   假設(shè)2：氣體是

 

；  假設(shè)3：氣體是CO₂．
②設(shè)計(jì)方案：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案證明你的假設(shè)，在下表中完成實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論：

實(shí)驗(yàn)步驟	預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論
將氣體依次通入盛有   、   的洗氣瓶中，   ．	①   ②   ③

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用,制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）恒壓滴液漏斗中的支管主要作用是保持壓強(qiáng)平衡利于液體流下；
（2）依據(jù)裝置圖分析可知制備過(guò)碳酸鈉的關(guān)鍵是反應(yīng)的溫度控制；
（3）過(guò)碳酸鈉具有Na₂CO₃和H₂O₂的雙重性質(zhì)，根據(jù)氯化鐵對(duì)過(guò)碳酸鈉的影響分析；
（4）①根據(jù)物質(zhì)性質(zhì)可知，生成的氣體可能是氧氣、二氧化碳，根據(jù)假設(shè)1分析，假設(shè)3為CO₂，可知假設(shè)2是CO₂和O₂；
②根據(jù)二氧化碳和氧氣的化學(xué)性質(zhì)對(duì)氣體進(jìn)行檢驗(yàn)：二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，氧氣能使木條復(fù)燃．

解答： 解：（1）恒壓滴液漏斗中的支管主要作用是保持壓強(qiáng)平衡利于液體流下，故答案為：使液體順利流下；
（2）利用圖-2裝置制備過(guò)碳酸鈉，在冷水浴中充分反應(yīng)后，按圖-1流程可獲得過(guò)碳酸鈉產(chǎn)品，所以關(guān)鍵是控制反應(yīng)的溫度，故答案為：控制反應(yīng)溫度；
（3）鐵離子是過(guò)氧化氫分解的催化劑，能加速過(guò)氧化氫的分解，反應(yīng)方程式為：2H₂O₂

MnO2  .

H₂0+O₂↑，鐵離子和碳酸根離子發(fā)生雙水解反應(yīng)，反應(yīng)方程式為：
2Fe³⁺+3CO₃^2-+3H₂O=2Fe（OH）₃↓+3CO₂↑，都使過(guò)碳酸鈉失效；
故答案為：2H₂O₂

MnO2  .

H₂0+O₂↑或2Fe³⁺+3CO₃^2-+3H₂O=2Fe（OH）₃↓+3CO₂↑；
（4）①Na₂CO₃和H₂O₂混合（Na₂CO₃和H₂O₂不發(fā)生反應(yīng)）可用作新型洗滌劑，加入氯化鐵溶液反應(yīng)生成的氣體可能是氧氣、二氧化碳或二者混合物，根據(jù)假設(shè)1分析，假設(shè)3為CO₂，可知假設(shè)2是CO₂和O₂；
故答案為：CO₂和O₂；
②二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，氧氣能使木條復(fù)燃是氣體的特征性質(zhì)，據(jù)此設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證；
將氣體通過(guò)澄清石灰水，氫氧化鈉溶液，將帶火星的木條放在最后一個(gè)洗氣瓶的出氣口，若澄清石灰水不變渾濁，木條復(fù)燃，證明含有氧氣，假設(shè)1正確；若澄清石灰水變渾濁，木條復(fù)燃證明含有氧氣和二氧化碳，假設(shè)2成立；若澄清石灰水變渾濁，木條不復(fù)燃證明含有二氧化碳，假設(shè)3正確，
故答案為；

實(shí)驗(yàn)操作	預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論
澄清石灰水；8.0mol?L-1NaOH溶液；并將帶火星的木條放在最后一個(gè)洗氣瓶的出口處．	①若澄清石灰水不變渾濁，木條復(fù)燃，則假設(shè)1成立； ②若澄清石灰水變渾濁，木條復(fù)燃，則假設(shè)2成立； ③若澄清石灰水變渾濁，木條不復(fù)燃，則假設(shè)3成立．

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點(diǎn)評(píng)：本題考查了制備實(shí)驗(yàn)過(guò)程的分析判斷，裝置圖的分析應(yīng)用及氣體的性質(zhì)等方面的綜合知識(shí)，注意“該晶體具有Na₂CO₃和H₂O₂的雙重性質(zhì)”是解題的關(guān)鍵信息，題目難度中等．