Question

某研究性学习小组对钠在CO₂气体中燃烧进行了下列实验：

操作过程	实验现象
将干燥纯净的CO2缓缓通过放有钠的已排尽空气的干燥玻璃管中，加热	钠燃烧，火焰为黄色
反应后冷却	管壁附有黑色颗粒和白色物质

（1）该小组同学对管壁的白色物质的成分进行讨论并提出假设：

Ⅰ.白色物质可能是Na₂O；

Ⅱ.白色物质可能是Na₂CO₃；

Ⅲ.白色物质还可能是__________

（2）为确定该白色物质的成分，该小组进行了如下实验：

实验步骤	实验现象
①少量白色物质于试管中，加入适量水，振荡，样品全部溶于水，向其中加过量的CaC12溶液出现白色沉淀	出现白色沉淀
②静置片刻，取上层清液于试管中，滴加无色酚酞试液	无明显现象

①通过对上述实验的分析，你认为上述三个假设中，__________成立。

②则钠在CO₂中燃烧的化学方程式为_____________。

③丙同学认为白色物质有可能是氢氧化钠，你认为是否合理并说出理由___________。

（3）丁同学称取Na₂O样品mg(假设只含有Na₂O₂杂质)，请你与他合作从下面选用合适的仪器和试剂，设计一种可选用的实验仪器组合，填写下表以完成样品中Na₂O含量的测定。

可选用的试剂：

A．浓硫酸   B．水   C．盐酸标准溶液   D．NaOH 标准溶液  e．酚酞  f．碱石灰  g.稀盐酸

实验过程中发生反应的化学方程式	实验所需仪器(用字母表示)	实验所需试剂(用字表示)	实验需直接测定的有关物理量(用文字说明)

（4）某学生设计了以下实验方案来测定该试样中Na₂O的质量分数，其操作流程和实验数据如下：该Na₂O产品中Na₂O的质量分数为____________。

Answer

（1）Na2O和Na2CO3混合物

(2）①11②4Na+3CO22Na2CO3+C③不正确，无氢元素。

（3）(以下三种方法任选一种，其他合理方法亦可，4分）

2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,

Na2O+H2O=2NaOH

A、D

b

①反应前锥形瓶、样品和水的总质量

②反应后锥形瓶和溶液的总质量

2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,

Na2O+H2O=2NaOH

G、C

b

量筒中收集到的气体的体积

2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，

Na2O+H2O=2NaOH，

NaOH+HCl=NaCl+H2O

D、H

b、c、e

中和锥形瓶中样品与水反应后所得溶液使用的盐酸标准溶液的体积

（4）80%

【解析】

试题分析：（1）白色物质还可能是Na2O和Na2CO3混合物。（2）①由实验现象可知白色物质中一定有Na2CO3，一定没有Na2O，则假设Ⅱ成立。②4Na+3CO22Na2CO3+C，Na将CO2中的C置换出来。③取上层清液于试管中滴加酚酞无明显现象则说明该白色物质一定不是NaOH，因为酚酞遇碱变红。（3）第一种方法利用过氧化钠与水生成氧气，而反应前后总质量减少的量即为氧气的量，据此求得氧气的物质的量进而求得过氧化钠的物质的量。第二种方法与第一种方法原理相同，通过测量产生的氧气的体积求得氧气的物质的量进而求得过氧化钠的物质的量。第三种方法在过氧化钠，氧化钠，与水充分反应得到氢氧化钠之后通过使用标准盐酸进行滴定从而求得溶液中氢氧化钠的物质的量。设Na2O为Xg，则Na2O2为（M-X)g 再通过反应2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，Na2O+H2O=2NaOH，NaOH+HCl=NaCl+H2O即可求出X。（4）2Na2O+O2=2Na2O2 设该试样中有Na2O Xg，则（7.75-x）+（x/62)×78=9.35 算出x=6.15，故Na2O质量分数为80％。

考点：重点考查了氧化钠，碳酸钠的性质以及相关反应。