Question

過碳酸鈉（Na₂CO₄）在洗滌、印染、紡織、造紙、醫(yī)藥衛(wèi)生等領域有大量應用．
已知：過碳酸鈉與硫酸溶液反應的化學方程式如下：
Na₂CO₄+H₂SO₄→Na₂SO₄+H₂O₂+CO₂↑      2H₂O₂→2H₂O+O₂↑
為測定已變質的過碳酸鈉（含碳酸鈉）的純度，設計如圖所示的實驗：Q為-具有良好的彈性的氣球（不與反應物和生成物反應），稱取一定量的樣品和少量二氧化錳放于其中，按圖安裝好實驗裝置，打開分液漏斗的活塞，將稀H₂SO₄滴入氣球中．
（1）Q內發(fā)生反應生成的氣體為

 

．在樣品中加入少量二氧化錳的目的是

 

．導管a作用是

 

．
（2）為測出反應時生成氣體的總體積，滴稀H₂SO₄前必須關閉

 

（填K₁、K₂或K₃，下同）．打開

 

．
（3）當上述反應停止，將K₁、K₂、K₃處于關閉狀態(tài)，然后先打開K₂，再緩緩打開K₁，這時可觀察到的現(xiàn)象是

 

，b中裝的堿石灰的作用是

 

，為何要緩緩打開K₁的理由是

 

．
（4）實驗結束時，量筒I中有xmL水，量筒Ⅱ中收集到y(tǒng)mL氣體（上述體積均已折算到標準狀況），則過碳酸鈉的純度是

 

（式量：Na₂C₂O₄-122，Na₂CO₃-106）．
（5）某同學實驗測得的過碳酸鈉的純度超過100%，你認為可能的原因是

 

A．氣體滯留在Q和導氣管中，未全部進入量筒Ⅱ
B．量筒Ⅱ讀數(shù)時，量筒液面高于水槽液面
C．右側量筒Ⅰ和儲液集氣瓶連接導管內的液體沒有計入讀數(shù)x
D．氣體體積數(shù)值x、y沒有扣除滴加的硫酸的體積．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)復分解反應的條件和氧氣的實驗室制法可判斷氣體產物，實驗時，為保證液體順利流下，應平衡分液漏斗上、下的壓強；
（2）利用進入量筒的水的體積等于氣體的體積，關掉K₁、K₂，打開K₃后，可以保證反應生成的氣體全部進入集氣瓶，然后迫使液體進入量筒，這樣進入量筒的水的體積更接近反應生成氣體的體積；
（3）根據(jù)堿石灰的性質和壓強的變化即可判斷；
（4）根據(jù)化學方程式計算出碳酸鈉的質量并計算碳酸鈉和雙氧水的物質的量；
（5）過碳酸鈉的比例偏大，就是說氧氣的質量偏大，量筒I測的是總的氣體的體積，量筒Ⅱ測的是氧氣的體積，氧氣的高低決定過碳酸鈉的純度高低，以此進行分析．

解答：解：（1）碳酸鈉和稀硫酸反應生成氣體二氧化碳，雙氧水和二氧化錳反應生成氧氣，實驗時，為保證液體順利流下，應平衡分液漏斗上、下的壓強，保證氣體體積測量準確，
故答案為：CO₂、O₂；使雙氧水完全分解成氧氣；平衡分液漏斗上、下的壓強，使稀H₂SO₄順利滴下；
（2）根據(jù)量筒中水的體積就是化學反應生成的氣體的體積，關掉K₁、K₂，打開K₃后，可以保證反應生成的氣體全部進入集氣瓶，然后迫使液體進入量筒，這樣進入量筒的水的體積更接近反應生成氣體的體積，故答案為：K₁、K₂；K₃；
（3）這是一個壓強的變化問題，打開K₁后，由于氣球內部壓強大于外部壓強，氣體會逐漸進入導管和水槽；二氧化碳被堿石灰吸收，氧氣進入水槽，
故答案為：氣球Q慢慢縮小，左側導管有氣泡生成；吸收二氧化碳；控制氣體流速，使CO₂被充分吸收；
（4）設草酸鈉的質量為m₁，碳酸鈉的質量為m₂，根據(jù)題意可知，氧氣的體積為yml，兩個反應共生成氣體xml，草酸鈉上層二氧化碳為2yml，所以碳酸鈉生成二氧化碳為（x-3y）ml，則可進行下面計算，
∵Na₂CO₄+H₂SO₄→Na₂SO₄+H₂O₂+CO₂↑      2H₂O₂→2H₂O+O₂↑
   122g               1mol            2mol       1mol                                    
    m₁             

2y×10-3L

22.4L/mol

    

2y×10-3L

22.4L/mol

   

y×10-3L

22.4L/mol

m₁=

2y×10-3

22.4

moL ×122g/mol
又因為Na₂CO₃～CO₂↑
      106g    1mol
      m2

(x-3y)×10-3L

22.4L/mol

m₂=

(x-3y)×10-3

22.4

mol ×106g/mol
則ω（過碳酸鈉）=

2y×10-3

22.4

moL ×122g/mol÷（

2y×10-3

22.4

moL ×122g/mol+

(x-3y)×10-3

22.4

mol ×106g/mol）×100%=[12200y/（53x-37y）]%
故答案為：：[12200y/（53x-37y）]%；
（5）A、量筒Ⅱ測的體積小，即氧氣的體積小，則過碳酸鈉的純度低，故A錯誤；
B、量筒Ⅱ讀數(shù)時，量筒液面高于水槽液面，則量筒內氣體的壓強小，氣體的偏大，結果偏大，故B正確；
C、總的氣體體積減小，則樣品的總質量相當于減小，因此算得過碳酸鈉的純度偏高，故C正確；
D、不影響．
故答案為：BC．

點評：本題考查較為綜合，難度較大，本題易錯點為草酸鈉含量的計算，注意兩個量筒的氣體的成分以及與反應物質的量的關系．