Question

測某種含有少量氧化鈉的過氧化鈉試樣的質(zhì)量分數(shù)．
方法一：利用下圖裝置測定混合物中Na₂O₂的質(zhì)量分數(shù)，已知試樣質(zhì)量為1.560g、錐形瓶和水的質(zhì)量為190.720g，每隔相同時間讀得電子天平的數(shù)據(jù)如表：

	讀數(shù)次數(shù)	質(zhì)量（g）
錐形瓶+水+試樣	第1次	192.214
	第2次	192.164
	第3次	192.028
	第4次	192.010
	第5次	192.010

（1）寫出Na₂O₂和H₂O反應(yīng)的化學方程式

 

（2）該試樣中過氧化鈉的質(zhì)量分數(shù)為

 

（保留3位有效數(shù)字）
不必作第6次讀數(shù)的原因是

 

方法二：測定上述樣品（1.560g）中Na₂O₂質(zhì)量分數(shù)的另一種方案，其操作流程如下：

（3）操作Ⅱ的名稱是

 

（4）需直接測定的物理量是

 

（5）測定過程中需要的儀器有電子天平、蒸發(fā)皿、酒精燈、還需要

 

、

 

（固定、夾持儀器除外）
（6）在轉(zhuǎn)移溶液時，如溶液轉(zhuǎn)移不完全，則Na₂O₂質(zhì)量分數(shù)的測定結(jié)果

 

（填偏大、偏小或不變）．
方法三：請從下圖中選用適當儀器測定混合物中Na₂O₂的質(zhì)量分數(shù)，要求操作簡單．除待測試樣外，限選試劑：CaCO₃固體，6mol/L鹽酸和蒸餾水

（7）所選用裝置的連接順序應(yīng)是（填各接口的字母；連接膠管省略）

 

．

Answer 1

考點：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量,鈉的重要化合物

專題：實驗探究和數(shù)據(jù)處理題,幾種重要的金屬及其化合物

分析：方法一、（1）過氧化鈉與水反應(yīng)生成氫氧化鈉與氧氣；
（2）計算過氧化鈉質(zhì)量分數(shù)時，應(yīng)用過氧化鈉完全反應(yīng)的數(shù)據(jù)，根據(jù)稱量的錐形瓶+水+試樣總質(zhì)量變化計算生成氧氣的質(zhì)量，根據(jù)氧氣的質(zhì)量計算過氧化鈉的質(zhì)量；
由表中數(shù)據(jù)可知，第4、5次讀數(shù)相等，錐形瓶內(nèi)質(zhì)量已達到恒重；
方法二、（3）由流程圖可知，操作Ⅱ是從溶液中獲得氯化鈉晶體，應(yīng)采取蒸發(fā)結(jié)晶；
（4）最終蒸發(fā)冷卻結(jié)晶得到晶體為氯化鈉，故應(yīng)測定NaCl的質(zhì)量；
（5）在燒杯內(nèi)用鹽酸溶解樣品，并用玻璃棒攪拌，在蒸發(fā)皿中加熱蒸發(fā)結(jié)晶，并用玻璃棒攪拌，用天平稱量氯化鈉的質(zhì)量；
（6）轉(zhuǎn)移溶液時，如溶液轉(zhuǎn)移不完全，燒杯內(nèi)壁放出少量氯化鈉，測定氯化鈉的質(zhì)量偏小，樣品中鈉元素的質(zhì)量分數(shù)偏低，故Na₂O₂質(zhì)量分數(shù)偏大；
方法三、（7）氧化鈉和過氧化鈉均能和水反應(yīng)；根據(jù)氧化鈉和過氧化鈉與水反應(yīng)的區(qū)別：過氧化鈉和水反應(yīng)生成氫氧化鈉溶液的同時，還會生成氧氣，可以用排水量氣法測定氧氣的體積，進而確定過氧化鈉的量及其百分含量；裝置的組裝順序：固體混合物與水反應(yīng)，用排水量氣法測定氧氣的體積；其中盛水的試劑瓶導(dǎo)管一定要短進長出，大氣壓強原理將水排出，量筒中水的體積就是生成氧氣的體積．

解答： 解：方法一、（1）過氧化鈉與水反應(yīng)生成氫氧化鈉與氧氣，反應(yīng)方程式為：2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，故答案為：2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑；
（2）計算過氧化鈉質(zhì)量分數(shù)時，應(yīng)用過氧化鈉完全反應(yīng)的數(shù)據(jù)，根據(jù)稱量的錐形瓶+水+試樣總質(zhì)量變化計算生成氧氣的質(zhì)量，根據(jù)氧氣的質(zhì)量計算過氧化鈉的質(zhì)量，試樣質(zhì)量、錐形瓶加水的質(zhì)量為190.720g，試樣質(zhì)量為1.560g，稱量至恒重質(zhì)量為192.010g，反應(yīng)反應(yīng)生成氧氣質(zhì)量=192.280g-192.010g=0.27g，
2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，
2×78             32
m                 0.270g
計算得到過氧化鈉質(zhì)量m=

2×78×0.270

32

g=0.4725g；
過氧化鈉質(zhì)量分數(shù)=

0.4725g

1.560g

×100%=30.3%；
由表中數(shù)據(jù)可知，第4、5次讀數(shù)相等，錐形瓶內(nèi)質(zhì)量已達到恒重，不需要作第6次讀數(shù)，
故答案為：30.3%；第4、5次讀數(shù)相等，錐形瓶內(nèi)質(zhì)量已達到恒重；
方法二、（3）由流程圖可知，操作Ⅱ是從溶液中獲得氯化鈉晶體，應(yīng)采取蒸發(fā)結(jié)晶，故答案為：蒸發(fā)；
（4）最終蒸發(fā)冷卻結(jié)晶得到晶體為氯化鈉，故應(yīng)測定NaCl的質(zhì)量，故答案為：NaCl的質(zhì)量；
（5）在燒杯內(nèi)用鹽酸溶解樣品，并用玻璃棒攪拌，在蒸發(fā)皿中加熱蒸發(fā)結(jié)晶，并用玻璃棒攪拌，用天平稱量氯化鈉的質(zhì)量，故答案為：燒杯；玻璃棒；
（6）轉(zhuǎn)移溶液時，如溶液轉(zhuǎn)移不完全，燒杯內(nèi)壁放出少量氯化鈉，測定氯化鈉的質(zhì)量偏小，樣品中鈉元素的質(zhì)量分數(shù)偏低，由于過氧化鈉中鈉元素的質(zhì)量分數(shù)小于氧化鈉中鈉元素質(zhì)量分數(shù)，故Na₂O₂質(zhì)量分數(shù)偏大，
故答案為：偏大；
 方法三、（7）氧化鈉和過氧化鈉均能和水反應(yīng)，方程式為：2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑；Na₂O+H₂O=2NaOH，實驗的原理是：過氧化鈉和水反應(yīng)生成氫氧化鈉溶液的同時，還會生成氧氣，但氧氣中會有水蒸氣，要用濃硫酸吸水，然后可以用排水量氣法測定氧體的體積，進而確定過氧化鈉的量及其百分含量，故可選擇的裝置為⑤②①④即可，用排水量氣法測定氧體的體積時，其中盛水的試劑瓶導(dǎo)管一定要短進長出，大氣壓強原理將水排出，量筒中水的體積就是生成氧氣的體積，故連接次序：（G）接（D）（C）（A）（B）接（F）；
故答案為：（G）接（D）（C）（A）（B）接（F）．

點評：本題考查物質(zhì)含量測定、對實驗方案的理解、物質(zhì)分離提純、誤差分析等，主要考查實驗基本技能與操作與測定原理，難度中等，是對學生綜合能力的考查，難度中等．