Question

某含有Na₂O雜質(zhì)的Na₂O₂試樣，請設(shè)計實(shí)驗(yàn)測定該樣品的純度．可供選擇的裝置：

可供選擇的藥品：CaCO₃固體，6mol/L鹽酸，蒸餾水
請回答下列問題：
（1）用上述裝置可以組裝一套最簡單的測定過氧化鈉樣品純度的實(shí)驗(yàn)裝置，設(shè)計選擇的儀器組合是    （填字母）．
A．①④⑤B．①②④⑤C．⑤⑥⑦D．①③⑤⑦
（2）實(shí)驗(yàn)選擇的藥品是    ，所選用裝置的連接順序應(yīng)是（填各接口的字母，連接膠管省略）    （填字母）
（3）寫出實(shí)驗(yàn)中Na₂O₂和Na₂O分別發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：
    ；    ．
（4）用上述實(shí)驗(yàn)后所得溶液配制成濃度為1.0mol/L的溶液．
①向400ml該溶液中通入0.3mol CO₂，則所得溶液中HCO₃^-和CO₃^2-的物質(zhì)的量濃度之比約為   
A.1：3    B.1：2 C.2：1 D.3：1
②將上述溶液蒸發(fā)結(jié)晶得到Na₂CO₃和NaHCO₃固體混合物，能測定混合物中Na₂CO₃質(zhì)量分?jǐn)?shù)的是    ．
A．取a克混合物充分加熱，在干燥器中冷卻至室溫，減重b克
B．取a克混合物與足量稀鹽酸充分反應(yīng)，加熱、蒸干、灼燒，得b克固體
C．取a克混合物與足量稀硫酸充分反應(yīng)，逸出氣體用堿石灰吸收，增重b克
D．取a克混合物與足量Ba（OH）₂溶液充分反應(yīng)，過濾、洗滌、烘干，得b克固體．
（5）井下采煤個人用的自救器（類似呼吸面具）中盛放的也是過氧化鈉，寫出體現(xiàn)自救器自救功能的化學(xué)反應(yīng)方程式：    ．

Answer 1

【答案】分析：（1）利用過氧化鈉與水反應(yīng)生成氧氣，然后排水量氣法測定氧氣的體積，進(jìn)而計算Na₂O₂試樣的純度；
（2）由（1）分析可知，需要的藥品為蒸餾水；
裝置的組裝順序：固體混合物與水反應(yīng)，用排水量氣法測定氧氣的體積，其中盛水的試劑瓶導(dǎo)管一定要短進(jìn)長出，大氣壓強(qiáng)原理將水排出，量筒中水的體積就是生成氧氣的體積；
（3）過氧化鈉與是反應(yīng)生成氫氧化鈉與氧氣，氧化鈉與水反應(yīng)生成氫氧化鈉；
（4）①令碳酸氫鈉、碳酸鈉的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，根據(jù)鈉離子守恒、碳元素守恒解方程計算x、y的值；
②A．由于碳酸氫鈉分解導(dǎo)致固體質(zhì)量減輕，根據(jù)差量法可以計算碳酸氫鈉的質(zhì)量，測定混合物中Na₂CO₃質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
B．最終固體為NaCl，令混合物碳酸氫鈉、碳酸鈉的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，根據(jù)二者質(zhì)量之和及鈉離子守恒列方程可以計算x、y的值；
C．固體增重為生成的二氧化碳及硫酸溶液中帶出的水蒸氣，不能確定二氧化碳的質(zhì)量；
D．最終固體為碳酸鋇，令混合物碳酸氫鈉、碳酸鈉的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，根據(jù)二者質(zhì)量之和及碳酸鋇的質(zhì)量列方程可以計算x、y的值；
（5）過氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉與氧氣．
解答：解：（1）①、利用過氧化鈉與水反應(yīng)生成氧氣，然后排水量氣法測定氧氣的體積，進(jìn)而計算Na₂O₂試樣的純度，故選擇⑤①④，
故答案為：A；
（2）由（1）分析可知，需要的藥品為蒸餾水；
裝置的組裝順序：固體混合物與水反應(yīng)，吸收生成的氧氣中的水蒸氣，用排水量氣法測定氧氣的體積，其中盛水的試劑瓶導(dǎo)管一定要短進(jìn)長出，大氣壓強(qiáng)原理將水排出，量筒中水的體積就是生成氧氣的體積，故連接順序?yàn)椋海℅）接（A）（B）接（F），
故答案為：蒸餾水；（G）接（A）（B）接（F）；
（3）Na₂O₂與是反應(yīng)的離子方程式為2Na₂O₂+2H₂O═4Na⁺+4OH^-+O₂↑，Na₂O與水反應(yīng)的離子方程式為2Na₂O+2H₂O═4Na⁺+4OH^-，
故答案為：2Na₂O₂+2H₂O═4Na⁺+4OH^-+O₂↑；2Na₂O+2H₂O═4Na⁺+4OH^-；
（4）①令碳酸氫鈉、碳酸鈉的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，根據(jù)鈉離子守恒、碳元素守恒，則：

解得x=0.2，y=0.1，
故所得溶液中HCO₃^-和CO₃^2-的物質(zhì)的量濃度之比約0.2mol：0.1mol=2：1，
故答案為：C；
②A．取a克混合物充分加熱，在干燥器中冷卻至室溫，減重b克，由于碳酸氫鈉分解導(dǎo)致固體質(zhì)量減輕，根據(jù)差量法可以計算碳酸氫鈉的質(zhì)量，可以測定混合物中Na₂CO₃質(zhì)量分?jǐn)?shù)，故A正確；
B．取a克混合物與足量稀鹽酸充分反應(yīng)，加熱、蒸干、灼燒，得b克固體，最終固體為NaCl，令混合物碳酸氫鈉、碳酸鈉的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，根據(jù)二者質(zhì)量之和及鈉離子守恒列方程可以計算x、y的值，進(jìn)而根據(jù)m=nM計算碳酸鈉的質(zhì)量，可以測定混合物中Na₂CO₃質(zhì)量分?jǐn)?shù)，故B正確；
C．取a克混合物與足量稀硫酸充分反應(yīng)，逸出氣體用堿石灰吸收，增重b克．固體增重為生成的二氧化碳及硫酸溶液中帶出的水蒸氣，不能確定二氧化碳的質(zhì)量，不能測定混合物中Na₂CO₃質(zhì)量分?jǐn)?shù)，故C錯誤；
D．取a克混合物與足量Ba（OH）₂溶液充分反應(yīng)，過濾、洗滌、烘干，得b克固體．最終固體為碳酸鋇，令混合物碳酸氫鈉、碳酸鈉的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，根據(jù)二者質(zhì)量之和及碳酸鋇的質(zhì)量列方程可以計算x、y的值，進(jìn)而根據(jù)m=nM計算碳酸鈉的質(zhì)量，可以測定混合物中Na₂CO₃質(zhì)量分?jǐn)?shù)，故D正確；
故答案為：ABD；
（5）過氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉與氧氣，反應(yīng)方程式為：2Na₂O₂+2CO₂═2 Na₂CO₃+O₂，
故答案為：2Na₂O₂+2CO₂═2 Na₂CO₃+O₂．
點(diǎn)評：本題考查學(xué)生對實(shí)驗(yàn)原理的理解、實(shí)驗(yàn)方案的評價、化學(xué)計算等，綜合性較大，難度中等，清楚實(shí)驗(yàn)原理是解題的關(guān)鍵，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)知識與綜合運(yùn)用知識分析問題、解決問題的能力．