Question

某化学小组在实验室制取Na₂O₂。查阅资料可知：钠与空气在453~473K之间可生成Na₂O，迅速提高温度到573~673K之间可生成Na₂O₂，若温度提高到733~873K之间Na₂O₂可分解。除Li外其他碱金属不与N₂反应。

（1）甲组设计制取Na₂O₂装置如右图。

①使用该装置制取的Na₂O₂中可能含有的杂质为         。

A   Na₃N       B   Na₂CO₃      C   Na₂O     D   NaOH     E   NaHCO₃

②该小组为测定制得的Na₂O₂样品的纯度，设计装置如下：

烧瓶中发生的主要反应的化学方程式是                        。分液漏斗和烧瓶用导管连接可使稀硫酸顺利流下，也可防止产生实验误差，若没有该导管将导致测定结果            (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。测定装置的接口从左至右正确的连接顺序是                。

（2）乙组从反应历程上分析该测定反应存在中间产物，从而导致测定结果         (填“偏大”或“偏小”)。为证明其分析的正确性，设计实验方案如下：

实验方案	产生的现象
I.取烧瓶中的反应液加入少量MnO2粉末	有大量气泡逸出
Ⅱ.向NaOH稀溶液中加入2-3滴酚酞试液，然后加入少量的反应液	溶液先变红后褪色
Ⅲ.向反应液中加入2-3滴酚酞试液，充分振荡，然后逐滴加入过量的NaOH稀溶液	开始无明显现象，加NaOH溶液先变红后褪色

在上述实验中，能够证明乙组分析正确的最佳方案是          (填实验序号)。根据上述实验可知，反应溶液中存在的中间产物与酚酞作用的条件是               。

（3）丙组根据上述提供的有关信息，设计一个方案可准确的测定样品的纯度。请简述实验操作和需要测定的有关数据                       。

Answer

（1）①bcd；②2Na2O2 + 2H2SO4= 2Na2SO4 + O2↑+ 2H2O；偏大；aedfgh(或aedh)（2）偏小；Ⅰ；碱性条件（3）称取一定质量的样品(m)，加热到733-873K使之分解，使用量气装置侧定常温常压下生成O2体积(V).然后进行有关计算。[或称取一定质量的样品(m)，加入少量MnO2固体，再加入足量水并使用量气装置测定常温常压下生成O2体积( V)，然后进行有关计算]

【解析】

试题分析：（1）①由于空气中含有少量的二氧化碳和水蒸气，因此钠与空气反应时产物中可能含有Na2CO3和NaOH，当反应温度在453~473K之间还有Na2O生成，故选bcd；

②过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，氢氧化钠能够与硫酸反应，烧瓶中发生的主要反应的化学方程式为2Na2O2 + 2H2SO4= 2Na2SO4 + O2↑+ 2H2O；若没有该导管，由于硫酸的流入，会使得收集的气体(含有部分空气)体积偏大，导致测定结果偏大；根据①的分析，需要将生成的二氧化碳除去后再收集氧气，从左至右的连接顺序为aedfgh(或aedh) ，增加澄清石灰水是检验二氧化碳是否除净，故答案为：2Na2O2 + 2H2SO4= 2Na2SO4 + O2↑+ 2H2O；偏大；aedfgh(或aedh) ；

（2）从反应历程上看，过氧化钠与水反应生成过氧化氢，如果过氧化氢没有完全分解，将会导致放出的氧气偏少，测定结果偏小；为了使过氧化氢分解，可以进入少量MnO2粉末，作为催化剂，使过氧化氢完全分解，故选I；根据实验Ⅲ可知，过氧化氢与酚酞作用的条件是碱性条件，故答案为：偏小；Ⅰ；碱性条件；

（3）根据钠与空气在453~473K之间可生成Na2O，迅速提高温度到573~673K之间可生成Na2O2，若温度提高到733~873K之间Na2O2可分解，可以称取一定质量的样品(m)，加热到733-873K使之分解，使用量气装置侧定常温常压下生成O2体积(V).然后进行有关计算，也可以称取一定质量的样品(m)，加入少量MnO2固体，再加入足量水并使用量气装置测定常温常压下生成O2体积( V)，然后进行有关计算，故答案为：称取一定质量的样品(m)，加热到733-873K使之分解，使用量气装置侧定常温常压下生成O2体积(V).然后进行有关计算。[或称取一定质量的样品(m)，加入少量MnO2固体，再加入足量水并使用量气装置测定常温常压下生成O2体积( V)，然后进行有关计算]。

考点：考查了物质制备的探究实验、测定物质组成和含量的相关知识。