Question

6．家庭養(yǎng)觀賞魚時(shí)會(huì)在魚缸里放點(diǎn)“魚浮靈”，可使水中的含氧量迅速增加．“魚浮靈”主要成分是過碳酸鈉（xNa₂CO₃•yH₂O₂），俗稱固體雙氧水．某化學(xué)興趣小組對(duì)其進(jìn)行探究．
Ⅰ：“魚浮靈”的性質(zhì)研究
實(shí)驗(yàn)1：取少量“魚浮靈”于試管中加水，有持續(xù)細(xì)小氣泡緩慢放出；繼續(xù)向試管中加入少量MnO₂粉末，產(chǎn)生大量氣泡．將帶火星木條伸入試管，木條復(fù)燃，說明有O₂生成．
實(shí)驗(yàn)2：取實(shí)驗(yàn)1中上層清液，測(cè)得溶液PH＞7；向溶液中滴加足量稀鹽酸，產(chǎn)生大量氣泡；將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水中，出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象，說明有CO₂生成．
結(jié)論：過碳酸鈉具有Na₂CO₃和H₂O₂的雙重化學(xué)性質(zhì)．
Ⅱ：“魚浮靈”的制備研究
“魚浮靈”的工業(yè)制備流程如下：

【查閱資料】異丙醇為有機(jī)溶劑，水與異丙醇可以互溶，過碳酸鈉在異丙醇中溶解度較小．
（1）穩(wěn)定劑的作用是防止H₂O₂分解；穩(wěn)定劑中MgCl₂和Na₂SiO₃發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，生成一種難溶物將過碳酸鈉粒子包裹住，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為MgCl₂+Na₂SiO₃=MgSiO₃↓+2NaCl．
（2）濁液中加入異丙醇的作用是降低過碳酸鈉的溶解度（或減少過碳酸鈉的溶解或提高產(chǎn)率等）．
Ⅲ：“魚浮靈”的組成研究
利用如圖裝置進(jìn)行產(chǎn)品過碳酸鈉（xNa₂CO₃•yH₂O₂）組成的測(cè)定（雜質(zhì)對(duì)測(cè)定無影響）．

（1）實(shí)驗(yàn)前先緩慢通N₂一段時(shí)間，加熱銅網(wǎng)至紅熱后，再緩慢滴入過量稀硫酸，直至A中樣品完全反應(yīng)，繼續(xù)緩慢通N₂．繼續(xù)緩慢通N₂的目的是把A裝置中產(chǎn)生的氣體全部趕至C、D裝置中，使之被充分吸收．
（2）B裝置中濃硫酸的作用是除去氣體中的水蒸氣；便于觀察和控制氣流速度．
（3）若先滴入稀硫酸，后加熱銅網(wǎng)，會(huì)導(dǎo)致x：y的值偏大（填“偏大”或“偏小”）．
（4）實(shí)驗(yàn)測(cè)得C裝置中銅網(wǎng)增重1.2g，D裝置增重2.2g，則x：y=2：3．

Answer 1

分析 Ⅰ：實(shí)驗(yàn)1：二氧化錳是過氧化氫分解的催化劑，氧氣能使帶火星的木條復(fù)燃；
實(shí)驗(yàn)2：二氧化碳能使帶澄清石灰水變渾濁，此反應(yīng)可檢驗(yàn)二氧化碳的存在；
Ⅱ：（1）實(shí)驗(yàn)中加入穩(wěn)定劑的作用是為防止過碳酸鈉分解而失效；根據(jù)反應(yīng)物、生成物，書寫化學(xué)方程式；
（2）濁液中加入異丙醇的作用是降低過碳酸鈉在溶液中的溶解度以提高產(chǎn)率；
Ⅲ：（1）實(shí)驗(yàn)前通氮?dú)馐菫榱顺�去裝置內(nèi)的空氣，以防測(cè)定值偏高；實(shí)驗(yàn)后還要繼續(xù)通氮?dú)馐菫榱耸箽埩粼谘b置中的氣體全部被吸收；
（2）裝置B的作用是干燥氣體，防止水分進(jìn)入D裝置使測(cè)定值偏大；同時(shí)便于觀察和控制氣流速度以使反應(yīng)充分進(jìn)行；
（3）若先滴入稀硫酸，后加熱銅網(wǎng)，將使部分氧氣散逸，計(jì)算時(shí)過氧化氫相對(duì)含量偏小，碳酸鈉相對(duì)含量偏大，導(dǎo)致x：y的值偏大；
（4）C裝置中銅網(wǎng)增重1.2g，則說明生成氧氣的質(zhì)量為1.2g，由氧氣質(zhì)量可計(jì)算過氧化氫質(zhì)量為2.55g；D裝置增重2.2g說明生成二氧化碳2.2g，計(jì)算反應(yīng)的碳酸鈉質(zhì)量為5.3g，則可得：106x：34y=5.3g：2.55g，故解得x：y=2：3．

解答 解：
Ⅰ：實(shí)驗(yàn)1：由結(jié)論“說明有O₂生成”，再根據(jù)：氧氣能使帶火星的木條復(fù)燃，則填復(fù)燃；
實(shí)驗(yàn)2：根據(jù)題目中信息“將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水中，出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象”，再根據(jù)：二氧化碳能使帶澄清石灰水變渾濁，則此題結(jié)論為有 CO₂（或二氧化碳）生成．
Ⅱ：（1）實(shí)驗(yàn)中加入穩(wěn)定劑的作用是為防止H₂O₂分解（或防止過碳酸鈉分解）而失效；穩(wěn)定劑中的氯化鎂MgCl₂與硅酸鈉Na₂SiO₃發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，能生成氯化鈉和難溶的硅酸鎂，覆蓋在過碳酸鈉表面起保護(hù)作用，其化學(xué)方程式為MgCl₂+Na₂SiO₃=MgSiO₃↓+2NaCl．
（2）由框圖可知，加入異丙醇后經(jīng)操作Ⅰ后得到的是濾液和晶體，因此操作Ⅰ應(yīng)該是過濾步驟，由此可知，加入異丙醇的作用是降低過碳酸鈉的溶解度（過碳酸鈉在有機(jī)溶劑中的溶解度較�。┮岳�于其析出晶體，因此濁液中加入異丙醇的作用是降低過碳酸鈉的溶解度（或減少過碳酸鈉的溶解或提高產(chǎn)率等）；
Ⅲ：（1）實(shí)驗(yàn)前通氮?dú)庖欢螘r(shí)間，加熱銅網(wǎng)至紅熱后，再緩慢滴入過量稀硫酸，直至A中樣品完全反應(yīng)是為了除去裝置內(nèi)的氧氣，以防測(cè)定值偏高；實(shí)驗(yàn)后還要繼續(xù)通氮?dú)馐菫榱耸箽埩粼谘b置中的氣體全部被裝置吸收；
（2）裝置B的作用是干燥氣體，防止水分進(jìn)入D裝置使測(cè)定值偏大；同時(shí)便于觀察和控制氣流速度以使反應(yīng)充分進(jìn)行；
（3）根據(jù)【組成測(cè)定】利用如圖裝置進(jìn)行產(chǎn)品中活性氧含量測(cè)定和過碳酸鈉（xNa₂CO₃•yH₂O₂）組成的測(cè)定．若先滴入稀硫酸，后加熱銅網(wǎng)，將使部分氧氣散逸，計(jì)算時(shí)過氧化氫相對(duì)含量偏小，碳酸鈉相對(duì)含量偏大，導(dǎo)致x：y的值偏大；
（4）C裝置中銅網(wǎng)增重1.2g，則說明生成氧氣的質(zhì)量為1.2g，因?yàn)樯�成氧氣的質(zhì)量為1.2g，則設(shè)需要過氧化氫的質(zhì)量為x．
2H₂O₂～O₂↑
68    32
x     1.2g
則$\frac{68}{32}=\frac{x}{1.2g}$，解得x=2.55g，故由氧氣質(zhì)量可計(jì)算過氧化氫質(zhì)量為2.55g．
因?yàn)镈裝置增重2.2g說明生成二氧化碳2.2g，則設(shè)需要碳酸鈉質(zhì)量為y．
Na₂CO₃～CO₂
106     44
y       2.2g
則$\frac{106}{44}=\frac{y}{2.2g}$，解得y=5.3g，故計(jì)算反應(yīng)的碳酸鈉質(zhì)量為5.3g，
根據(jù)“產(chǎn)品中活性氧含量測(cè)定和過碳酸鈉（xNa₂CO₃•yH₂O₂）組成”，則可得：106x：34y=5.3g：2.55g，故解得x：y=2：3．
故答案為：
①?gòu)?fù)燃；②CO₂（或二氧化碳）；③防止H₂O₂分解（或防止過碳酸鈉分解），MgCl₂+Na₂SiO₃=MgSiO₃↓+2NaCl；
④降低過碳酸鈉的溶解度（或減少過碳酸鈉的溶解或提高產(chǎn)率等）；⑤把A裝置中產(chǎn)生的氣體全部趕至C、D裝置中，使之被充分吸收；
⑥除去氣體中的水蒸氣；便于觀察和控制氣流速度；⑦偏大；⑧2：3

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查學(xué)生運(yùn)用所學(xué)化學(xué)知識(shí)綜合分析和解決實(shí)際問題的能力．增加了學(xué)生分析問題的思維跨度，強(qiáng)調(diào)了學(xué)生整合知識(shí)的能力．