Question

4．2Na₂CO₃•3H₂O₂是一種新型的氧系漂白劑．某實驗興趣小組進行了如下實驗．
Ⅰ．實驗制備
實驗原理：2Na₂CO₃+3H₂O₂=2Na₂CO₃•3H₂O₂
實驗步驟：取3.5g Na₂CO₃溶于10mL H₂O，加入0.1g穩(wěn)定劑，用磁力攪拌器攪拌完全溶解后，將6.0mL 30%H₂O₂在15min內(nèi)緩慢加入到三頸燒瓶中，實驗裝置如圖．
反應1小時后，加入1g氯化鈉后，靜置結晶，然后抽濾，干燥一周后，稱重．
（1）裝置中球形冷凝管的作用是冷凝回流．
（2）使用冷水浴的作用是防止溫度過高，H₂O₂分解．
（3）加入適量NaCl固體的原因是：降低產(chǎn)品的溶解度（鹽析作用）或便于析出晶體．
（4）2Na₂CO₃•3H₂O₂極易分解，其反應方程式可表示為2（2Na₂CO₃•3H₂O₂）═4Na₂CO₃+6H₂O+3O₂↑．
Ⅱ．活性氧含量測定
準確稱取試樣0.2000g，置于250mL錐形瓶中，加100mL濃度為6%的硫酸溶液，用0.0200mol/L高錳酸鉀標準溶液滴定，記錄高錳酸鉀標準溶液消耗的體積為32.70mL．
活性氧含量計算公式：Q%=（40cV/m）×100%[c-KMnO₄標準溶液濃度（mol/L）；V-消耗的KMnO₄標準溶液體積（L）；m-試樣質量（g）]
（5）滴定終點的判斷依據(jù)為溶液由無色呈紫色且30s內(nèi)不褪色．
（6）滴定過程中涉及的化學方程式5（2Na₂CO₃•3H₂O₂）+6KMnO₄+19H₂SO₄=3K₂SO₄+6MnSO₄+10Na₂SO₄+10CO₂↑+15O₂↑+34H₂O．
（7）活性氧含量為13.08%．
Ⅲ．產(chǎn)品純度的測定
（8）為了測定產(chǎn)品中2Na₂CO₃•3H₂O₂的質量分數(shù)，設計了幾種方案，涉及不同的反應原理．
方案一  將試樣與MnO₂混合均勻，向混合物中滴加水，測生成氣體的體積，進而進行計算．
方案二將試樣與足量的氯化鋇（或氯化鈣等）溶液反應后，過濾，干燥所得沉淀，稱量沉淀的質量（或試樣與足量稀硫酸反應后，經(jīng)除雜干燥后，測二氧化碳的體積，進行計算）．

Answer 1

分析 （1）球形冷凝管可使液體冷凝回流；
（2）冷水浴作用是防止溫度過高，過氧化氫分解；
（3）加入適量NaCl固體，發(fā)生鹽析；
（4）2Na₂CO₃•3H₂O₂極易分解，生成碳酸鈉、氧氣、水；
（5）高錳酸鉀標準溶液為紫色，與過氧化氫發(fā)生氧化還原反應；
（6）Mn元素的化合價降低，過氧化氫中O元素化合價升高，且碳酸根離子與酸反應生成二氧化碳；
（7）活性氧含量計算公式：Q%=$\frac{40cV}{m}$×100%，以此計算；
（8）方案中可測定過氧化氫分解生成的氧氣，或測定碳酸根離子轉化生成的沉淀或氣體來測定產(chǎn)品中2Na₂CO₃•3H₂O₂的質量分數(shù)．

解答 解：（1）裝置中球形冷凝管的作用是起冷凝回流的作用，
故答案為：冷凝回流；
（2）過氧化氫不穩(wěn)定，則使用冷水浴的作用是防止溫度過高，H₂O₂分解，
故答案為：防止溫度過高，H₂O₂分解；
（3）加入適量NaCl固體，降低產(chǎn)品的溶解度（鹽析作用）或便于析出晶體，
故答案為：降低產(chǎn)品的溶解度（鹽析作用）或便于析出晶體；
（4）2Na₂CO₃•3H₂O₂極易分解，生成碳酸鈉、氧氣、水，反應方程式為：2（2Na₂CO₃•3H₂O₂）═4Na₂CO₃+6H₂O+3O₂↑，
故答案為：2（2Na₂CO₃•3H₂O₂）═4Na₂CO₃+6H₂O+3O₂↑；
（5）高錳酸鉀標準溶液為紫色，能與過氧化氫發(fā)生氧化還原反應，高錳酸鉀標準溶液滴定2Na₂CO₃•3H₂O₂，則滴定終點的判斷依據(jù)為溶液由無色呈紫色且30s內(nèi)不褪色，
故答案為：溶液由無色呈紫色且30s內(nèi)不褪色；
（6）Mn元素的化合價降低，過氧化氫中O元素化合價升高，且碳酸根離子與酸反應生成二氧化碳，則滴定過程中涉及的化學方程式為5（2Na₂CO₃•3H₂O₂）+6KMnO₄+19H₂SO₄=3K₂SO₄+6MnSO₄+10Na₂SO₄+10CO₂↑+15O₂↑+34H₂O，
故答案為：5（2Na₂CO₃•3H₂O₂）+6KMnO₄+19H₂SO₄=3K₂SO₄+6MnSO₄+10Na₂SO₄+10CO₂↑+15O₂↑+34H₂O；
（7）0.0200mol/L高錳酸鉀標準溶液消耗的體積為32.70mL，試樣0.2000g，活性氧含量為Q%=$\frac{40cV}{m}$×100%=$\frac{40×0.0200mol/L×0.03270L}{0.2000g}$×100%=13.08%，
故答案為：13.08%；
（8）方案中可測定過氧化氫分解生成的氧氣，或測定碳酸根離子轉化生成的沉淀（或氣體體積）質量測定產(chǎn)品中2Na₂CO₃•3H₂O₂的質量分數(shù)，則方案二為將試樣與足量的氯化鋇（或氯化鈣等）溶液反應后，過濾，干燥所得沉淀，稱量沉淀的質量（或試樣與足量稀硫酸反應后，經(jīng)除雜干燥后，測二氧化碳的體積，進行計算），
故答案為：將試樣與足量的氯化鋇（或氯化鈣等）溶液反應后，過濾，干燥所得沉淀，稱量沉淀的質量（或試樣與足量稀硫酸反應后，經(jīng)除雜干燥后，測二氧化碳的體積，進行計算）．

點評 本題考查制備實驗方案的設計，為高頻考點，題目難度中等，把握實驗基本操作、實驗技能及測定原理、發(fā)生的反應等為解答的關鍵，試題知識點較多、綜合性較強，充分考查了學生的分析、理解能力及化學實驗能力．