Question

3．過碳酸鈉（2Na₂CO₃•3H₂O₂）是一種集洗滌、漂白、殺菌于一體的氧系漂白劑．某興趣小組制備過碳酸鈉的實驗方案和裝置示意圖如下：

已知：主反應 2Na₂CO₃（aq）+3H₂O₂（aq）?2Na₂CO₃•3H₂O₂（s）△H＜0
副反應 2H₂O₂=2H₂O+O₂↑50°C時　　2Na₂CO₃•3H₂O₂（s）　開始分解
請回答下列問題：
（1）步驟①的關鍵是控制溫度，其措施有冷水浴、和緩慢滴加H₂O₂溶液．
（2）在濾液X中加入適量NaCl固體可析出過碳酸鈉，原因是增大鈉離子濃度、降低產品的溶解度（鹽析作用）．
（3）步驟③中選用無水乙醇洗滌產品的目的是洗去水份，利于干燥．
（4）下列物質中，會引起過碳酸鈉失效的有AB．
A、Na₂S    B、FeCl₃    C、Na₂SiO₃    D、NaHCO₃
（5）如果以單位質量的氧化劑所得到的電子數(shù)來表示消毒效率，那么，ClO₂、H₂O₂、Cl₂三種消毒殺菌劑的消毒效率由大到小的順序是ClO₂＞H₂O₂＞Cl₂．
（6）設計下列實驗方案鑒別Na₂CO₃和NaHCO₃兩種白色粉末，不能達到預期目的是（　�。�
A、取等量的白色粉末滴加等濃度的鹽酸，比較產生氣泡的快慢
B．分別向等量的白色粉末中加等體積適量的水，比較固體溶解量的多少
C．分別將等量的白色粉末配成溶液，然后加入澄清石灰水，比較是否有沉淀生成
D．分別將等量的白色粉末用如圖2裝置進行實驗，比較澄清石灰水是否變混濁

Answer 1

分析 雙氧水和碳酸鈉混合控制溫度發(fā)生反應2Na₂CO₃ （aq）+3H₂O₂ （aq）?2Na₂CO₃•3H₂O₂（s），靜置過濾得到固體2Na₂CO₃•3H₂O₂，將固體洗滌、干燥得到較純凈的2Na₂CO₃•3H₂O₂；
（1）溫度過高時過碳酸鈉分解導致其產率過低，反應溫度較低，控制溫度可遷移苯與硝酸反應的溫度控制方法：可以攪拌冷卻，讓反應速率減小，緩慢滴加H₂O₂溶液；
（2）溶液X中含有溶解的過碳酸鈉，鈉離子濃度越大，過碳酸鈉的溶解度越��；
（3）過碳酸鈉難溶于乙醇，水和乙醇互溶；
（4）過碳酸鈉相當于帶結晶雙氧水的碳酸鈉，具有雙氧水的性質，催化劑、還原性物質易促進過碳酸鈉反應而導致失效；
（5）計算獲得1mol電子需要ClO₂、H₂O₂、Cl₂的質量，質量越小消毒效率越高；
（6）A．等量的碳酸氫鈉與等體積、等濃度的鹽酸反應快些；
B．碳酸鈉和碳酸氫鈉在等溫時的溶解度的不同，碳酸氫鈉的溶解度較��；
C．Na₂CO₃和NaHCO₃均可與澄清石灰水反應產生白色沉淀；
D．加熱碳酸氫鈉分解放出CO₂與澄清石灰水生成沉淀，碳酸鈉加熱不易分解．

解答 解：雙氧水和碳酸鈉混合控制溫度發(fā)生反應2Na₂CO₃ （aq）+3H₂O₂ （aq）?2Na₂CO₃•3H₂O₂（s），靜置過濾得到固體2Na₂CO₃•3H₂O₂，將固體洗滌、干燥得到較純凈的2Na₂CO₃•3H₂O₂；
（1）制備過碳酸鈉是放熱反應，反應過程中放出的熱量使溫度升高，溫度過高會導致過碳酸鈉分解，從而降低其產率，反應在較低溫度下進行，控制溫度可遷移苯與硝酸反應的溫度控制方法，即水浴法；攪拌也可以控制溫度，所以還可用磁力攪拌的方法；讓反應速率減小控制溫度，所以可用緩慢滴加H₂O₂溶液的方法，
故答案為：冷水�。痪徛�滴加H₂O₂溶液等；
（2）加入氯化鈉固體，鈉離子濃度增大，降低了過碳酸鈉的溶解度，可以析出過碳酸鈉，
故答案為：增大鈉離子濃度、降低產品的溶解度（鹽析作用）；
（3）無水乙醇能和水互溶，且極易揮發(fā)，所以選用無水乙醇洗滌，所以其目的是：洗去水份，利于干燥，
故答案為：洗去水份，利于干燥；
（4）過碳酸鈉相當于帶結晶雙氧水的碳酸鈉，具有雙氧水的性質，F(xiàn)eCl₃能作雙氧水分解的催化劑，亞硫酸鈉具有還原性，能被過碳酸鈉氧化，碳酸氫鈉和硅酸鈉都不與過碳酸鈉反應，故選：AB；
（5）Cl元素最終轉化為氯離子，過氧化氫轉化為水，獲得1mol電子，需要ClO₂的質量為$\frac{1mol}{4-（-1）}$×68.5g/mol=13.7g，需要H₂O₂的質量為$\frac{1mol}{2}$×34g/mol=17g，需要Cl₂的質量為$\frac{1mol}{2}$×71g/mol=35.5g，故消毒效率：ClO₂＞H₂O₂＞Cl₂，
故答案為：ClO₂；H₂O₂；Cl₂；
（6）A．等量的碳酸氫鈉與等體積、等濃度的鹽酸反應快些，可鑒別碳酸鈉和碳酸氫鈉，故A正確；
B．碳酸氫鈉的溶解度較小，分別向等量的白色粉末中加等體積適量的水，比較固體溶解量的多少，可以鑒別二者，故B正確；
C．Na₂CO₃和NaHCO₃均可與澄清石灰水反應產生白色沉淀，故加入澄清石灰水比較是否有沉淀生成的方法不能鑒別兩白色粉末，故C錯誤；
D．加熱碳酸氫鈉分解放出CO₂與澄清石灰水生成沉淀，碳酸鈉加熱不易分解，可以進行鑒別，故D正確，
故選：C．

點評 本題考查制備實驗方案設計、氧化還原反應計算、物質鑒別方案等，側重考查學生分析能力及知識遷移、基本操作能力，題目難度中等．