Question

过氧化钠常作漂白剂、杀菌剂、消毒剂。过氧化钠保存不当容易吸收空气中CO_２而变质。

（1）某课外活动小组欲探究某过氧化钠样品是否已经变质，取少量样品，溶解，加入__________溶液，充分振荡后有白色沉淀，证明Na₂O₂已经变质。

（2）该课外活动小组为了粗略测定过氧化钠的纯度，他们称取a g样品，并设计用下图装置来测定过氧化钠的质量分数。

①A中发生反应离子方程式为_____________________。

②将仪器连接好以后，必须进行的第一步操作是_____________________。

③B装置出来的气体是否需要干燥_________________。（填“是”或“否”）

④写出装置C中发生的所有反应的化学方程式_____________，______________。

⑤D中NaOH溶液的作用_______________________。

⑥实验结束时，读取实验中生成气体的体积时，不合理的是_______________。

a.直接读取气体体积，不需冷却到室温

b.上下移动量筒，使得E、F中液面高度相同

c.视线与凹液面的最低点相平读取量筒中水的体积

⑦读出量筒内水的体积后，折算成标准状况下氧气的体积为V mL，则样品中过氧化钠的质量分数为__________________。

⑧实验完成后E到F之间导管内残留水的体积会使测量结果__________。（填“偏大”、“偏小”或“不影响”）

Answer

（1）CaCl2或BaCl2（合理答案均可）

（2）①CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑②检查装置的气密性③否

④2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2；2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑

⑤吸收未反应的CO2⑥a⑦（写出正确表达式未化简也给分）⑧偏小

【解析】

试题分析：（1）Na2O2易变质，与空气中CO2反应，生成Na2CO3，Na2CO3与BaCl2溶液或Ba(NO3)2溶液等易反应，生成白色BaCO3沉淀，而Na2O2与水反应所得溶液不能与BaCl2溶液或Ba(NO3)2溶液反应；

（2）①A中发生反应离子方程式为CaCO3+2H+ = Ca2++ H2O+CO2↑；

②根据题意，该实验成功的关键是准确测量反应生成氧气的体积，因此必须检查整套装置是否漏气；

③由于需要排水法测量体积，因此B装置出来的气体不需要干燥；

④生成的CO2中含有水蒸气，则装置C中发生的所有反应的化学方程式为2Na2O2+2CO2 = 2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O = 4NaOH+O2↑。

⑤D中NaOH溶液的作用是吸收未反应的CO2。

⑥a、C中反应是放热反应，产生的氧气温度高于室温，故不冷却读数导致氧气体积偏大，a错误；

b.上下移动量筒，使得E、 F中液面高度相同，b正确；c.视线与凹液面的最低点相平读取量筒中水的体积，c正确，答案选a；

⑦由V/Vm可知n(O2)=，由反应式2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2可知，n(Na2O2)=2n(O2)=2×，由n•M可知，m(O2)=2××78g•mol—1，则样品中Na2O2的质量分数=×100%=×100%=×100%或；

⑧该实验成功的关键是准确测量反应生成氧气的体积，E到F之间导管内水的体积没有办法测量会引起氧气体积减小，测定结果偏小。

【考点定位】考查过氧化钠和碳酸钠的主要性质、测定过氧化钠的质量分数、CO2的制备、气体的收集、量气原理、气体体积、物质的量及其在化学方程式计算中的应用等相关知识。

【名师点晴】综合实验设计题的解题思路：（1）巧审题，明确实验的目的和原理。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。（2）想过程，理清实验操作的先后顺序。根据实验原理所确定的实验方案中的实验过程，确定实验操作的方法步骤，把握各步实验操作的要点，理清实验操作的先后顺序。（3）看准图，分析各项实验装置的作用。有许多综合实验题图文结合，思考容量大。在分析解答过程中，要认真细致地分析图中所示的各项装置，并结合实验目的和原理，确定它们在该实验中的作用。（4）细分析，得出正确的实验结论。实验现象(或数据)是化学原理的外在表现。在分析实验现象(或数据)的过程中，要善于找出影响实验成败的关键以及产生误差的原因，或从有关数据中归纳出定量公式，绘制变化曲线等。