Question

11．如圖所示測(cè)定Na₂O₂（含Na₂O雜質(zhì)）純度的實(shí)驗(yàn)裝置，不同時(shí)間電子天平的讀數(shù)如列表所示：

實(shí)驗(yàn)操作	時(shí)間/s	電子天平讀數(shù)/g
燒杯+水		370.000
燒杯+水+樣品	0	377.640
	30	376.920
	60	376.400
	90	376.200
	120	376.200

試計(jì)算樣品中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，并估算最后溶液的pH．

Answer 1

分析 由表中數(shù)據(jù)可知，燒杯與水的總質(zhì)量為370.000g，加入樣品后（0s）總質(zhì)量為377.640g，故樣品的質(zhì)量為377.640g-370.000g=7.64g，由90s、120s的總質(zhì)量可知，反應(yīng)完全后總質(zhì)量減少377.640g-376.200g=1.44g，質(zhì)量減少為生成氧氣的質(zhì)量，根據(jù)n=$\frac{m}{M}$，計(jì)算氧氣的物質(zhì)的量，由2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑中氧氣的量進(jìn)而計(jì)算樣品中Na₂O₂的質(zhì)量，并求其質(zhì)量分?jǐn)?shù)，并根據(jù)pH=-lgc（H⁺），據(jù)此進(jìn)行計(jì)算；

解答 解：由表中數(shù)據(jù)可知，燒杯與水的總質(zhì)量為370.000g，加入樣品后（0s）總質(zhì)量為377.640g，故樣品的質(zhì)量為377.640g-370.000g=7.64g，即m（Na₂O₂）+m（Na₂O）=7.64g①，
又因?yàn)?0s、120s的總質(zhì)量可知，反應(yīng)完全后總質(zhì)量減少377.640g-376.200g=1.44g，質(zhì)量減少為生成氧氣的質(zhì)量，故n（O₂）=$\frac{m}{M}$=$\frac{1.44g}{32g/mol}$=0.045mol，
2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑
156                      4           1
m（Na₂O₂）    n（NaOH）0.045
則：m（Na₂O₂）=7.02g②，n（NaOH）=0.18mol，
w（Na₂O₂）=$\frac{7.02g}{7.64g}×100%$=91.9%，
將②代入①得m（Na₂O）=0.62g，
Na₂O+H₂O=2NaOH
62                   2
0.62                0.02
則n總（NaOH）=0.18+0.02=0.2mol，n（OH^-）=0.2mol，c（OH^-）=$\frac{0.2}{0.2}$=1mol/L，c（H⁺）=$\frac{Kw}{c（O{H}^{-}）}$=$\frac{1{0}^{-14}}{1}$=10^-14，pH=-lgc（H⁺）=-lg10^-14=14．
答：樣品中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為91.9%，估算最后溶液的pH為14．

點(diǎn)評(píng) 本題考查混合物的有關(guān)計(jì)算，正確書寫方程式是本題解題的關(guān)鍵，本題題目難度中等．