Question

某化學(xué)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(yīng)，過氧化鈉保存不當(dāng)會(huì)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(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
（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(qǐng)寫出過氧化鈉變質(zhì)的化學(xué)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(fù)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(dòng)小組為了粗略測(cè)定過氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，他們稱取a g樣品，并設(shè)計(jì)用下圖裝置來測(cè)定過氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

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

 

裝置B：

 

②NaOH的作用是

 

③待反應(yīng)停止時(shí)，讀出氣體體積的正確操作步驟是

 

（填序號(hào)）：
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(cè)得氧氣體積折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為V mL，則樣品中過氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測(cè)量物質(zhì)的含量

專題：實(shí)驗(yàn)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(yīng)生成氫氧化鈉和氧氣，過氧化鈉和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣；
（2）過氧化鈉和水反應(yīng)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(qiáng)氧化性，可把有色物質(zhì)氧化；
（3）A裝置鹽酸和大理石反應(yīng)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(yīng)，D裝置用來吸收未反應(yīng)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(shí)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(jì)算物質(zhì)的量，結(jié)合化學(xué)方程式計(jì)算得到過氧化鈉物質(zhì)的量，得到過氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?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(yīng)生成氫氧化鈉和氧氣，過氧化鈉和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣，反應(yīng)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(yīng)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(qiáng)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(yīng)生成氯化鈣、二氧化碳和水，反應(yīng)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(yīng)生成氯化鈉、二氧化碳和水，反應(yīng)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(yīng)，吸收二氧化碳，便于測(cè)量氧氣的體積，故答案為：吸收混合氣體中二氧化碳，便于測(cè)量氧氣的體積；
③直接讀取氣體體積，不冷卻到室溫，會(huì)使溶液體積增大，讀出結(jié)果產(chǎn)生誤差，故應(yīng)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(qiáng)和外界壓強(qiáng)相同，視線與凹液面的最低點(diǎn)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(cè)定出量筒內(nèi)水的體積后，折算成標(biāo)準(zhǔn)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?jǐn)?shù)為=

V×10-3 22.4 mol×2×78g/mol

ag

×100%=

39V

56a

%，故答案為：

39V

56a

%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)組成的實(shí)驗(yàn)探究方法，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，實(shí)驗(yàn)計(jì)算應(yīng)用，裝置圖的分析判斷是解題關(guān)鍵，題目難度中等．