過碳酸鈉(Na2CO4)在洗滌、印染、造紙、醫(yī)藥衛(wèi)生等領(lǐng)域有大量應(yīng)用.
已知:過碳酸鈉與硫酸溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式如下:
Na2CO4+H2SO4→Na2SO4+H2O2+CO2↑      2H2O2→2H2O+O2↑為測定已變質(zhì)的過碳酸鈉(含碳酸鈉)的純度,設(shè)計如圖所示的實驗:Q為-具有良好的彈性的氣球(不與反應(yīng)物和生成物反應(yīng)),稱取一定量的樣品和少量二氧化錳放于其中,按圖安裝好實驗裝置,打開分液漏斗的活塞,將稀H2SO4滴入氣球中.
(1)Q內(nèi)發(fā)生反應(yīng)生成的氣體為
CO2、O2
CO2、O2
.導(dǎo)管a作用是
平衡分液漏斗上、下的壓強,使稀H2SO4順利滴下
平衡分液漏斗上、下的壓強,使稀H2SO4順利滴下

(2)為測出反應(yīng)時生成氣體的總體積,滴稀H2SO4前必須關(guān)閉K1、K2,打開K3.當(dāng)上述反應(yīng)停止,將K1、K2、K3處于關(guān)閉狀態(tài),然后先打開K2,再緩緩打開K1,這時可觀察到的現(xiàn)象是
氣球Q慢慢縮小,左側(cè)導(dǎo)管有氣泡生成
氣球Q慢慢縮小,左側(cè)導(dǎo)管有氣泡生成
,b中裝的堿石灰的作用是
吸收二氧化碳
吸收二氧化碳

(3)實驗結(jié)束時,量筒I中有xmL水,量筒Ⅱ中收集到y(tǒng)mL氣體(上述體積均已折算到標(biāo)準(zhǔn)狀況),則過碳酸鈉的純度是
12200y
53x+69y
%
12200y
53x+69y
%
(式量:Na2CO4-122,Na2CO3-106).
(4)某同學(xué)實驗測得的過碳酸鈉的純度超過100%,你認(rèn)為可能的原因是
BC
BC

A.氣體滯留在Q和導(dǎo)氣管中,未全部進入量筒Ⅱ
B.量筒Ⅱ讀數(shù)時,量筒液面高于水槽液面
C.右側(cè)量筒Ⅰ和儲液集氣瓶連接導(dǎo)管內(nèi)的液體沒有計入讀數(shù)x
D.氣體體積數(shù)值x、y沒有扣除滴加的硫酸的體積.
分析:(1)變質(zhì)的過碳酸鈉中含有碳酸鈉,加入酸能生成CO2、O2,為使分液漏斗內(nèi)液體順利流下,應(yīng)是分液漏斗內(nèi)外壓強相等;
(2)將K1、K2、K3處于關(guān)閉狀態(tài),然后先打開K2,再緩緩打開K1,氣體進入左側(cè)容器,氣球逐漸變小,堿石灰能吸收二氧化碳;
(3)關(guān)閉K1并預(yù)先關(guān)閉K2,打開K3,此時氣球膨脹的體積與量筒Ⅰ所接受的水的體積相等,此為CO2與O2的體積之和;待氣球中反應(yīng)完全,關(guān)閉K3,打開K2,再緩緩打開K1,此時氣球漸癟,氣體通過分液漏斗再經(jīng)干燥管b進入量筒Ⅱ,此時CO2被干燥管中的吸收劑吸收,量筒Ⅱ中水的體積即為O2 的體積,從而可以求出Na2O2與Na2CO3的物質(zhì)的量之比,進一步求出
Na2O2的純度;
(4)根據(jù)測得的過碳酸鈉的純度超過100%,所測氧氣的體積偏大判斷.
解答:解:(1)變質(zhì)的過碳酸鈉中含有碳酸鈉,加入酸能生成CO2、O2,反應(yīng)的方程式分別為Na2CO4+H2SO4=Na2SO4+H2O2+CO2↑,2H2O2→2H2O+O2↑,Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑,
為使分液漏斗內(nèi)液體順利流下,應(yīng)是分液漏斗內(nèi)外壓強相等,
故答案為:CO2、O2;平衡分液漏斗上、下的壓強,使稀H2SO4順利滴下;
(2)將K1、K2、K3處于關(guān)閉狀態(tài),然后先打開K2,再緩緩打開K1,氣體進入左側(cè)容器,氣球逐漸變小,量筒Ⅱ目的為測量氧氣的體積,氧氣中混有二氧化碳,應(yīng)用堿石灰吸收,
故答案為:氣球Q慢慢縮小,左側(cè)導(dǎo)管有氣泡生成;吸收二氧化碳;
(3)關(guān)閉K1并預(yù)先關(guān)閉K2,打開K3,此時氣球膨脹的體積與量筒Ⅰ所接受的水的體積相等,此為CO2與O2的體積之和;待氣球中反應(yīng)完全,關(guān)閉K3,打開K2,再緩緩打開K1,此時氣球漸癟,氣體通過分液漏斗再經(jīng)干燥管b進入量筒Ⅱ,此時CO2被干燥管中的吸收劑吸收,量筒Ⅱ中水的體積即為O2 的體積,
則n(O2)=
y×10-3L
22.4L/mol
=
y×10-3
22.4
mol,n(O2)+n(CO2)=
x×10-3
22.4
mol,所以n(CO2)=
(x-y)×10-3
22.4
mol,
由:2Na2CO4~2H2O2~O2,可知n(Na2CO4)=
y×10-3
11.2
mol,
由:Na2CO3~CO2,可知n(Na2CO3)=
(x-y)×10-3
22.4
mol,
所以:ω(Na2CO4)=
y×10-3
11.2
×122
y×10-3
11.2
×122+
(x-y)×10-3
22.4
×106
×100%=
12200y
53x+69y
%,
故答案為:
12200y
53x+69y
%;
(4)A.氣體滯留在Q和導(dǎo)氣管中,未全部進入量筒Ⅱ,會導(dǎo)致氧氣的體積偏小,過碳酸鈉的純度偏小,故A錯誤;
B.量筒Ⅱ讀數(shù)時,量筒液面高于水槽液面,會導(dǎo)致體積偏大,過碳酸鈉的純度偏大,故B正確;
C.右側(cè)量筒Ⅰ和儲液集氣瓶連接導(dǎo)管內(nèi)的液體沒有計入讀數(shù)x,會導(dǎo)致總體積偏小,氧氣的體積偏大,過碳酸鈉的純度偏大,故C正確;
D.氣體體積數(shù)值x、y沒有扣除滴加的硫酸的體積,對測量結(jié)果無影響,故D錯誤.
故答案為:BC.
點評:本題考查混合物含量的測定,題目難度較大,本題易錯點為(3)(4),注意量筒Ⅰ、Ⅱ的作用,根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式計算.
練習(xí)冊系列答案
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

過氧化氫(H2O2)是一種極弱電解質(zhì),也是一種“綠色氧化劑”.為方便貯存、運輸,工業(yè)上將其轉(zhuǎn)化為固態(tài)過碳酸鈉晶體(化學(xué)式為2Na2CO3?3H2O2),該晶體具有Na2CO?和H2O2的雙重性質(zhì).請回答下列問題:
(1)稀硫酸與銅不反應(yīng),但在稀硫酸中加入H2O2溶液后,則可使銅順利溶解,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:______.
(2)下列物質(zhì)不會使過碳酸鈉晶體失效的是______(填序號).
A.MnO2
B.NaHCO?
C.H2S
D.CH3COOH
(3)對于CO中毒、心肌梗塞、冠心病或小兒肺炎等危重患者都要采用吸氧治療.普通醫(yī)務(wù)室中沒有氧氣瓶,但一般都有消毒用的30%的H2O2溶液.選用固體KMnO4、鹽酸、H2O、溶液、固體Mn02、金屬鎂、CuSO溶液、NaCl溶液、葡萄糖中的一種,寫出使H2O2中的氧完全釋放出來的理想反應(yīng)方程式:______.

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