Question

為測(cè)定保存在干燥環(huán)境中已部分變質(zhì)的過氧化鈉樣品（只有一種雜質(zhì)）的純度，設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，圖中Q為彈性良好的氣球，稱取一定量的樣品放入其中，按圖安裝好儀器，打開漏斗的活塞，將稀硫酸滴入氣球中．
請(qǐng)?zhí)羁眨?br />（1）Q內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的方程式

 

．
（2）為測(cè)出反應(yīng)時(shí)生成氣體的總體積，滴稀硫酸前必須關(guān)閉

 

（填“K₁”、“K₂”或“K₃”，下同），打開

 

．
（3）當(dāng)上述反應(yīng)停止時(shí)，將K₁、K₂、K₃處于關(guān)閉狀態(tài)，然后先打開K₂，再緩緩打開K₁，這時(shí)可觀察到的現(xiàn)象是

 

．
（4）b中裝的固體試劑是

 

，為何要緩緩打開K₁？

 

．
（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，量筒Ⅰ中有xmL水，量筒Ⅱ中收集ymL氣體，則過氧化鈉的純度是

 

（上述體積均已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況）．

Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測(cè)量物質(zhì)的含量

專題：實(shí)驗(yàn)探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：本題測(cè)定原理是：稀硫酸和過氧化鈉反應(yīng)、變質(zhì)后生成的碳酸鈉和稀硫酸反應(yīng)，利用左邊裝置收集反應(yīng)生成的總體積，利用右邊裝置收集反應(yīng)生成氧氣的體積，根據(jù)反應(yīng)方程式計(jì)算過氧化鈉的純度．
（1）變質(zhì)的過氧化鈉中含有碳酸鈉，加入酸后Q內(nèi)發(fā)生反應(yīng)：2Na₂O₂+2H₂SO₄=2Na₂SO₄+2H₂O+O₂↑；Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂；
（2）反應(yīng)產(chǎn)生的CO₂、O₂使氣球變大，將廣口瓶中氣體排出，水進(jìn)入量筒Ⅰ中，所以量筒Ⅰ中水的體積即為產(chǎn)生的CO₂、O₂的體積；
（3）反應(yīng)停止，打開K₂，再緩緩打開K₁，廣口瓶?jī)?nèi)外相通，氣球Q慢慢縮小；
（4）混合氣體通過堿石灰吸收CO₂，最后量筒Ⅱ中收集的是O₂；
（5）根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算出碳酸鈉、過氧化鈉的質(zhì)量并過氧化鈉的純度．

解答： 解：（1）變質(zhì)的過氧化鈉中含有碳酸鈉，加入酸后Q內(nèi)發(fā)生反應(yīng)：2Na₂O₂+2H₂SO₄=2Na₂SO₄+2H₂O+O₂↑；Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑，
故答案為：2Na₂O₂+2H₂SO₄=2Na₂SO₄+2H₂O+O₂↑；Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑；
（2）反應(yīng)產(chǎn)生的CO₂、O₂使氣球變大，將廣口瓶中氣體排出，水進(jìn)入量筒Ⅰ中，所以量筒Ⅰ中水的體積即為產(chǎn)生的CO₂、O₂的體積，所以滴稀H₂SO₄前必須關(guān)閉K₁、K₂打開K₃，
故答案為：K₁、K₂；K₃； 
（3）反應(yīng)停止，打開K₂，再緩緩打開K₁，廣口瓶?jī)?nèi)外相通，氣球Q慢慢縮小，故答案為：氣球Q慢慢縮小；
（4）混合氣體通過b裝置，把二氧化碳吸收，故B裝置內(nèi)裝有堿石灰吸收CO₂，為保證吸收完全，要要緩緩打開K₁，最后量筒Ⅱ中收集的是O₂，故答案為：堿石灰；控制氣體流速，使CO₂充分吸收；
（5）量筒Ⅰ中有xmL水，即收集氣體總體積為xmL，量筒Ⅱ中收集ymL氣體為氧氣，xmL-ymL為二氧化碳的體積，
2Na₂O₂+2H₂SO₄=2Na₂SO₄+2H₂O+O₂↑；       Na₂CO₃ +H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑，
 2mol                    22.4L          1mol                   22.4L
n（ Na₂O₂）                yy×10-3L      n（Na₂CO₃ ）              （x-y）×10-3L
則過氧化鈉的質(zhì)量為：m（ Na₂O₂）=

2mol×y×10-3L

22.4L

×78g/mol，碳酸鈉的質(zhì)量為：m（Na₂CO₃ ）=

1mol×(x-y)×10-3L

22.4L

×106g/mol，
所以過氧化鈉的純度：

m(Na2O2)

m(Na2O2)+m(Na2CO3)

×100%=

78y

53x+25y

×100%，故答案為：

78y

53x+25y

×100%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查混合物含量的測(cè)定，題目難度較大，本題要搞清量筒Ⅰ、Ⅱ的作用，根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式計(jì)算即可解答．