Question

为了测定已部分变质的过氧化钠样品的纯度，设计如图所示的实验装置，图中Q为弹性良好的气球（不与药品反应），称取一定量的样品放入其中。按如图所示的装置安装好仪器，打开分液漏斗的活塞，将稀硫酸滴入气球中。

请回答下列问题：

（1）Q内发生反应生成________种气体，

其中的反应有________个为氧化还原反应。

（2）为测定反应时生成气体的总体积，滴稀H₂SO₄前必须关闭________（填“K₁”、“K₂”或“K₃”），打开______（填“K₁”、“K₂”或“K₃”）。

（3）当上述反应停止时，将K₁、K₂、K₃均关闭，然后先打开K₂，再缓缓打开K₁，这时可观察到的现象是                                              。

（4）b中装的固体试剂是__________，需缓缓打开K₁的原因为                 。

（5）实验结束时，量筒Ⅰ中有x mL水，量筒Ⅱ中收集到y mL气体，则过氧化钠的纯度是       （用含x、y的式子表示，上述体积均已折算成标准状况）。

Answer

（1）2 1 （每个1分，共2分） （2）K1、K2 K3 （每个1分，共2分）

（3）气球Q慢慢变小，气体进入量筒Ⅱ中 （2分）

（4）碱石灰（其他合理答案也可以）（2分） 控制气体的流速，使CO2被充分吸收（2分）

（5）（2分）

【解析】

试题分析：（1）变质的过氧化钠中含有碳酸钠，加入酸后Q内发生反应：2Na2O2+2H2SO4＝2Na2SO4+2H2O+O2↑、Na2CO3+H2SO4＝Na2SO4+H2O+CO2↑，所以Q内发生反应生成的两种气体的分子式为 O2、CO2，其中过氧化钠与稀硫酸的反应是氧化还原反应。

（2）反应产生的CO2、O2使气球变大，将广口瓶中气体排出，水进入量筒Ⅰ中，所以量筒Ⅰ中水的体积即为产生的CO2、O2的体积，所以滴稀H2SO4前必须关闭K1、K2打开K3；

（3）反应停止，打开K2，再缓缓打开K1，广口瓶内外相通，气球Q慢慢缩小，量筒Ⅱ内液面下降；

（4）混合气体通过碱石灰（或生石灰，或氢氧化钠）吸收CO2；为了控制气体的流速，使CO2被充分吸收，需缓缓打开K1；

（5）量筒I中有xmL水，则收集到的氧气的物质的量为，量筒II中收集到ymL气体，则收集到的二氧化碳的物质的量为，

2Na2O2+2H2SO4＝2Na2SO4+2H2O+O2↑

2 1

Na2CO3+H2SO4＝Na2SO4+H2O+CO2↑

1 1

则过氧化钠的质量为×78g/mol

碳酸钠的质量为×106g/mol

所以过氧化钠的纯度为×100%＝。

【考点定位】本题主要是考查混合物含量的测定实验设计

【名师点晴】该题难度中等，明确相关物质的性质和实验原理是解答的关键，实验原理是解答实验题的核心，是实验设计的依据和起点。实验原理可从题给的化学情景（或题首所给实验目的）并结合元素化合物等有关知识获取。在此基础上，遵循可靠性、简捷性、安全性的原则，确定符合实验目的、要求的方案。解答时本题还要搞清量筒Ⅰ、Ⅱ的作用，根据反应的化学方程式计算即可解答，对学生的分析问题的能力及运算能力有较高的要求。难点是化学计算。