Question

【題目】過(guò)碳酸鈉(2Na2CO33H2O2，相對(duì)分子質(zhì)量為314)是一種很好的消毒劑和供氧劑，常用于洗滌、印染、紡織、造紙、醫(yī)藥衛(wèi)生等領(lǐng)域。

Ⅰ．制備過(guò)碳酸鈉（查閱資料）過(guò)碳酸鈉難溶于異丙醇，可浴于水，易發(fā)生反應(yīng)2Na2CO33H2O2 =2Na2CO3+3H2O2；過(guò)氧化氫在溫度較高時(shí)易發(fā)生分解。碳酸鈉能與鹽酸反應(yīng)放出二氧化碳，也能與氯化鈣溶液反應(yīng)生成白色沉淀。

（制備流程）（圖1）

（1）操作X是________；請(qǐng)寫出Na2CO3與H2O2化合生成過(guò)碳酸鈉的化學(xué)方程式___________________________；

（2）流程中結(jié)晶在常溫下進(jìn)行，原因是_______________________________；

（3）為提高產(chǎn)品的純度，碳酸鈉和過(guò)氧化氫的最佳投料質(zhì)量比是________，洗滌固體時(shí)，選用的最佳試劑是_______________ 。

（4）II．神奇的“氧立得”

小明同學(xué)新買了一臺(tái)氧立得便攜式制氧器，其中有A、B兩包固體，經(jīng)查閱資料知A包主要成分為過(guò)碳酸鈉，B包為黑色固體粉未，將A包、B包藥品分別放入機(jī)器，就可以制得氧氣，在反應(yīng)前后B的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變，為探究A包固體的純度，設(shè)計(jì)了如圖2所示實(shí)驗(yàn)裝置。

（實(shí)驗(yàn)步驟）①檢查裝置氣密性；②稱取2.2gA包藥品和少許B包藥品，并全部裝入燒瓶?jī)?nèi)；③按圖搭好裝置；④現(xiàn)將橡膠管插入量筒底部；⑤打開(kāi)分液漏斗；⑥待反應(yīng)停止后，保持橡膠管口在量筒底部；⑦等試管冷卻到室溫時(shí)將橡膠管移出水槽，讀取量筒讀數(shù)為220mL；⑧數(shù)據(jù)處理。[氧氣在實(shí)驗(yàn)條件下密度為1.43g/L]

（問(wèn)題討論）B固體成分為________(填化學(xué)式)，實(shí)驗(yàn)時(shí)燒瓶?jī)?nèi)可觀察到的現(xiàn)象是________

（5）如果將步驟④和⑤對(duì)調(diào)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果將________（選填“偏大”、“偏小”或“不變”），理由是____________________________；

（6）證明反應(yīng)停止后燒瓶中有碳酸鈉的方法是取樣加入_______，有白色沉淀產(chǎn)生，反應(yīng)的化學(xué)方程式___________________________；

（7）此樣品中過(guò)碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_________________。

Answer 1

【答案】過(guò)濾 2Na2CO3+3H2O2=2Na2CO33H2O2 過(guò)氧化氫在溫度較高時(shí)易發(fā)生分解 106:51 異丙醇 MnO2 產(chǎn)生氣泡 偏小 收集的氣體偏少，導(dǎo)致計(jì)算的氧氣質(zhì)量偏小，進(jìn)一步導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏小 氯化鈣溶液 Na2CO3+CaCl2 = CaCO3↓+2NaCl 93.6%

【解析】

（1）通過(guò)過(guò)濾可將難溶于水的固體與液體分離，故操作X是過(guò)濾；根據(jù)題給信息，Na2CO3與H2O2化合生成過(guò)碳酸鈉的化學(xué)方程式為：2Na2CO3+3H2O2=2Na2CO33H2O2；

（2）流程中結(jié)晶在常溫下進(jìn)行，原因是過(guò)氧化氫在溫度較高時(shí)易發(fā)生分解；

（3）由2Na2CO3+3H2O2=2Na2CO33H2O2可知，碳酸鈉和過(guò)氧化氫發(fā)生反應(yīng)時(shí)的質(zhì)量比是（2×106）：（3×34）=106:51，故最佳投料質(zhì)量比是106:51，因?yàn)檫^(guò)碳酸鈉不溶于異丙醇，所以洗滌固體時(shí)，選用的最佳試劑是異丙醇。

（4）B包為黑色固體粉未，在反應(yīng)前后B的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變，則B是MnO2，二氧化錳能加快過(guò)氧化氫的分解，實(shí)驗(yàn)時(shí)燒瓶?jī)?nèi)可觀察到的現(xiàn)象是產(chǎn)生氣泡。

（5）如果將步驟④和⑤對(duì)調(diào)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果將偏小，理由是收集的氣體偏少，導(dǎo)致計(jì)算的氧氣質(zhì)量偏小，進(jìn)一步導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏小；

（6）證明反應(yīng)停止后燒瓶中有碳酸鈉的方法是取樣加入氯化鈣溶液，氯化鈣能和碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣白色沉淀，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Na2CO3+CaCl2 = CaCO3↓+2NaCl；

（7）反應(yīng)生成氧氣的質(zhì)量為：1.43g/L×0.22L=0.3146g

設(shè)反應(yīng)的過(guò)氧化氫質(zhì)量為y。

，解得y≈0.67g

設(shè)過(guò)碳酸鈉的質(zhì)量為z，z××100%=0.67g，解得z≈2.06g

此樣品中過(guò)碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：×100%≈93.6%