Question

4．過碳酸鈉（2Na₂CO₃•3H₂O₂，相對(duì)分子質(zhì)量為314）是一種很好的消毒劑和供氧劑，常用于洗滌、印染、紡織、造紙、醫(yī)藥衛(wèi)生等領(lǐng)域．
Ⅰ．制備過碳酸鈉
【查閱資料】過碳酸鈉難溶于異丙醇，可溶于水，易發(fā)生反應(yīng)：
（2Na₂CO₃•3H₂O₂=2Na₂CO₃+3H₂O₂；碳酸鈉與碳酸鈣一樣也能與鹽酸反應(yīng)放出二氧化碳．
【制備流程】

（1）操作X是過濾；
（2）流程中結(jié)晶在常溫下進(jìn)行，原因是過碳酸鈉受熱易分解；
（3）為提高產(chǎn)品的純度，碳酸鈉和過氧化氫的最佳投料質(zhì)量比是106：51；洗滌固體時(shí)，選用的最佳試劑是異丙醇．
Ⅱ．神奇的“氧立得”
    小明同學(xué)新買了一臺(tái)氧立得便攜式制氧器，其中有A、B兩包固體，B包為黑色固體粉未，經(jīng)查閱資料知A包主要成分為過碳酸鈉．將A包、B包藥品分別放入機(jī)器，就可以制得氧氣．為探究A包固體的純度，設(shè)計(jì)了如圖2所示實(shí)驗(yàn)裝置．
【實(shí)驗(yàn)步驟】
①檢查裝置氣密性；
②稱取2.2gA包藥品和少許B包藥品，并全部裝入燒瓶?jī)?nèi)；
③按圖2搭好裝置；
④現(xiàn)將橡膠管插入量筒底部；
⑤打開分液漏斗：
⑥待反應(yīng)停止后，保持橡膠管口在量筒底部；
⑦等試管冷卻到室溫時(shí)將橡膠管移出水槽，讀取量筒讀數(shù)為220mL；
⑧數(shù)據(jù)處理．[氧氣在實(shí)驗(yàn)條件下密度為1.43g/L]
【問題討論】
（1）B固體成分為MnO₂（填化學(xué)式），實(shí)驗(yàn)時(shí)燒瓶?jī)?nèi)可觀察到的現(xiàn)象是產(chǎn)生氣泡；
（2）如果將步驟④和⑤對(duì)調(diào)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果將偏�。ㄟx填“偏大”、“偏小”或“不變”），理由是收集的氣體偏少；
（3）證明反應(yīng)停止后燒瓶中有碳酸鈉的方法是向燒瓶中滴加稀鹽酸，產(chǎn)生氣泡，說明有碳酸鈉；
（4）此樣品中過碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為93.75%．

Answer 1

分析 Ⅰ．制備過碳酸鈉
過濾能夠把不溶于水的物質(zhì)從液體中分離出來；
根據(jù)過碳酸鈉的化學(xué)式可以判斷碳酸鈉和過氧化氫的最佳投料質(zhì)量比；
Ⅱ．神奇的“氧立得”
過氧化氫在二氧化錳的催化作用下分解生成水和氧氣；
碳酸鈉和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳；
根據(jù)氧氣的密度、體積可以計(jì)算氧氣的質(zhì)量，根據(jù)氧氣的質(zhì)量可以計(jì)算過氧化氫的質(zhì)量，根據(jù)過氧化氫質(zhì)量可以計(jì)算過碳酸鈉的質(zhì)量，進(jìn)一步可以計(jì)算此樣品中過碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：Ⅰ．制備過碳酸鈉
（1）操作X是過濾，通過過濾把液體和固體分離．
故填：過濾．
（2）流程中結(jié)晶在常溫下進(jìn)行，原因是過碳酸鈉受熱易分解．
故填：過碳酸鈉受熱易分解．
（3）為提高產(chǎn)品的純度，碳酸鈉和過氧化氫的最佳投料質(zhì)量比是：212：102=106：51；
洗滌固體時(shí)，選用的最佳試劑是異丙醇，這是因?yàn)檫^碳酸鈉不溶于異丙醇．
故填：106：51；異丙醇．
Ⅱ．神奇的“氧立得”
   （1）B固體成分為MnO₂，實(shí)驗(yàn)時(shí)燒瓶?jī)?nèi)可觀察到的現(xiàn)象是產(chǎn)生氣泡．
故填：MnO₂；產(chǎn)生氣泡．
（2）如果將步驟④和⑤對(duì)調(diào)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果將偏小，理由是收集的氣體偏少，導(dǎo)致計(jì)算的氧氣質(zhì)量偏小，進(jìn)一步導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏小．
故填：偏�。皇占�的氣體偏少．
（3）證明反應(yīng)停止后燒瓶中有碳酸鈉的方法是：向燒瓶中滴加稀鹽酸，產(chǎn)生氣泡，說明有碳酸鈉．
故填：向燒瓶中滴加稀鹽酸，產(chǎn)生氣泡，說明有碳酸鈉．
（4）反應(yīng)生成氧氣的質(zhì)量為：1.43g/L×0.22L=0.3146g，
設(shè)反應(yīng)的過氧化氫質(zhì)量為x，
2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，
68                            32
x                           0.3146g
$\frac{68}{x}$=$\frac{32}{0.3146g}$，
x=0.67g，
設(shè)過碳酸鈉質(zhì)量為y，
y×$\frac{102}{314}$×100%=0.67g，
y=2.06g，
此樣品中過碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{2.06g}{2.2g}$×100%=93.75%，
故填：93.75%．

點(diǎn)評(píng) 合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，科學(xué)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，是得出正確實(shí)驗(yàn)結(jié)論的前提，因此要學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為學(xué)好化學(xué)知識(shí)奠定基礎(chǔ)．