Question

5．鈉元素是化學(xué)研究的重要內(nèi)容．已知：過氧化鈉（固體，化學(xué)式為Na₂O₂）與水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氧氣；過氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣．上述反應(yīng)涉及的三種含鈉化合物在社會生產(chǎn)發(fā)展中起著重要的作用．
（1）鈉的原子結(jié)構(gòu)示意圖為．鈉元素位于元素周期表第三周期的開頭（填“開頭”、“中間”、“靠近尾部”或“結(jié)尾”）處．
（2）甲、乙、丙分別為上述三種含鈉化合物的一種，它們之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖1所示．其中反應(yīng)①的發(fā)生需要二氧化碳，且丙中氧的質(zhì)量分數(shù)為40%．寫出以下反應(yīng)的化學(xué)方程式：
反應(yīng)②為2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑；反應(yīng)③為Ca（OH）₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaOH．
（3）以下是化學(xué)興趣小組利用如圖2所示實驗裝置進行制取氧氣的探究活動．

①若CO₂未被Na₂O₂完全吸收，裝置B中的實驗現(xiàn)象為澄清石灰水變渾濁．
②取上述實驗后裝置A中固體，加入足量水，有氣泡產(chǎn)生，并得到無色溶液．同學(xué)們分析后得出溶液中成分．如何檢驗所得溶液中含有的溶質(zhì)？（簡要寫出實驗步驟與現(xiàn)象）
（4）若將21.2g久置于空氣中的氫氧化鈉固體樣品加入足量的稀硫酸，產(chǎn)生CO₂氣體4.4g．請計算樣品中碳酸鈉的質(zhì)量是多少？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)原子結(jié)構(gòu)示意圖的畫法進行分析．
（2）反應(yīng)①的發(fā)生需要二氧化碳，則①是過氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)，丙中氧的質(zhì)量分數(shù)為40%，則丙是氫氧化鈉，據(jù)此分析．
（3）①根據(jù)二氧化碳的性質(zhì)進行分析．
②取樣，加入足量氯化鈣溶液，靜置，然后向上層清液中滴加無色酚酞試液，實驗現(xiàn)象分別為先產(chǎn)生白色沉淀，然后是溶液變?yōu)榧t色，分別檢驗了溶液中的碳酸鈉和氫氧化鈉．
（4）根據(jù)生成的二氧化碳的質(zhì)量，結(jié)合化學(xué)方程式即可計算出碳酸鈉的質(zhì)量．

解答 解：（1）鈉的原子結(jié)構(gòu)示意圖為．鈉元素原子最外層電子數(shù)是1，位于元素周期表第三周期的開頭處．
（2）反應(yīng)①的發(fā)生需要二氧化碳，則①是過氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)，丙中氧的質(zhì)量分數(shù)為40%，則丙是氫氧化鈉，則反應(yīng)②為過氧化鈉與水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氧氣，反應(yīng)③可為氫氧化鈣與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣和氫氧化鈉．
（3）①若CO₂未被Na₂O₂完全吸收，裝置B中的實驗現(xiàn)象為澄清石灰水變渾濁．
②取樣，加入足量氯化鈣溶液，靜置，然后向上層清液中滴加無色酚酞試液，實驗現(xiàn)象分別為先產(chǎn)生白色沉淀，然后是溶液變?yōu)榧t色，分別檢驗了溶液中的碳酸鈉和氫氧化鈉．
（4）設(shè)碳酸鈉的質(zhì)量為x．
Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106                                            44
x                                                4.4g
$\frac{106}{44}$=$\frac{x}{4.4g}$，x=10.6g
答：碳酸鈉的質(zhì)量為10.6g．

故填：（1）；開頭；（2）2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑；Ca（OH）₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaOH；（3）澄清石灰水變渾濁；取樣，加入足量氯化鈣溶液，靜置，然后向上層清液中滴加無色酚酞試液，實驗現(xiàn)象分別為先產(chǎn)生白色沉淀，然后是溶液變?yōu)榧t色，分別檢驗了溶液中的碳酸鈉和氫氧化鈉；
④答：碳酸鈉的質(zhì)量為10.6g．

點評 此題難度不大，掌握原子結(jié)構(gòu)知識、化學(xué)方程式書寫方法以及根據(jù)化學(xué)方程式計算方法等即可順利解答．