Question

2．在呼吸面具和潛水艇中可用過氧化鈉作為供氧劑．請用如圖實(shí)驗(yàn)裝置，選用適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)試劑和實(shí)驗(yàn)用品，設(shè)計(jì)并完成對過氧化鈉這一性質(zhì)的探究．
（1）A是實(shí)驗(yàn)室制取CO₂的裝置，其中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+H₂O+CO₂↑；裝置B的作用是除去CO₂中混有的HCl．
（2）檢驗(yàn)F中氣體成分，即能說明過氧化鈉可作潛水艇供氧劑，則實(shí)驗(yàn)操作的方法及現(xiàn)象是待試管集滿氣體后，用大拇指堵住試管口從水槽中取出正立，松開拇指后，將帶火星的木條迅速放在試管口，若木條復(fù)燃，則說明過氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)產(chǎn)生氧氣，可作供氧劑．
（3）查閱有關(guān)資料表明：2H₂O+2Na₂O₂═4NaOH+O₂↑．某研究小組用同位素標(biāo)記法對過氧化鈉進(jìn)行標(biāo)記（Na₂¹⁸O₂），以探究這一反應(yīng)的方程式此空刪去
①甲同學(xué)從電子轉(zhuǎn)移角度得出其離子方程式為：2Na₂¹⁸O₂+2H₂O=4Na⁺+2OH^-+2¹⁸OH^-+¹⁸O₂↑．
②乙同學(xué)發(fā)現(xiàn)：向Na₂O₂與水反應(yīng)后的溶液中加入MnO₂，又產(chǎn)生無色能使帶火星的木條復(fù)燃的氣體，從這個(gè)角度，寫出其反應(yīng)歷程：2H₂O+Na₂¹⁸O₂=2NaOH+H₂¹⁸O₂；2H₂¹⁸O₂ $\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H₂¹⁸O+¹⁸O₂↑．
（4）設(shè)計(jì)并完成過氧化鈉樣品（已知所含雜質(zhì)與酸堿均不反應(yīng)）的純度測定：
甲、乙兩位同學(xué)各取了ag樣品并分別配制成了100.00mL溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)操作中甲同學(xué)是將樣品直接溶于蒸餾水中；而乙同學(xué)卻是將蒸餾水先加熱煮沸，再把蒸餾水分成兩份，一份中趁熱加入樣品溶解，待冷卻到室溫后再加人另一份水來進(jìn)行配制．他們分別取出各自配制的溶液20.00mL，加入酚酞數(shù)滴后，用濃度為cmol/L的鹽酸進(jìn)行滴定；重復(fù)滴定操作2次，甲同學(xué)和乙同學(xué)分別計(jì)算出了所用鹽酸的體積平均值，分別為V_AmL和V_WmL．
①在樣品的溶解與配制中，你認(rèn)為乙（填“甲”、“乙”）同學(xué)的操作是合理的，理由是：沸水能使Na₂O₂溶解時(shí)所生成的H₂O₂迅速分解，消除其對中和滴定（特別是指示劑）的影響．
②另一同學(xué)的操作將會使實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏小（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）．
③原過氧化鈉樣品的純度是$\frac{19.5c{V}_{W}}{a}$%．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)室制備二氧化碳是利用稀鹽酸和石灰水反應(yīng)得到，氣體中含氯化氫和水蒸氣，通過飽和碳酸氫鈉溶液除去氯化氫；
（2）檢驗(yàn)氧氣存在的方法是用帶火星的木條靠近氣體，木條復(fù)燃證明生成氧氣；
（3）①甲同學(xué)從電子轉(zhuǎn)移角度分析是過氧化鈉和水發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氫氧化鈉和氧氣，同位素標(biāo)記法對過氧化鈉進(jìn)行標(biāo)記（Na₂¹⁸O₂），氫氧根中和氧氣中都有¹⁸O；
②向Na₂O₂與水反應(yīng)后的溶液中加入MnO₂，又產(chǎn)生無色能使帶火星的木條復(fù)燃的氣體，是過氧化鈉和水反應(yīng)生成過氧化氫，過氧化氫分解生成水和氧氣，¹⁸O存在于過氧化氫，分解后生成水和氧氣中都含¹⁸O；
（4）①乙無雙弟將溶液加熱后雙氧水分解，消除了雙氧水對中和滴定（特別是指示劑）的影響；
②由于酚酞能夠消耗強(qiáng)氧化鈉溶液，導(dǎo)致滴定結(jié)果偏低；
③乙的操作合理，測定結(jié)果較準(zhǔn)確，根據(jù)中和滴定原理及滴定數(shù)據(jù)計(jì)算出該樣品中過氧化鈉的純度．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)室制備二氧化碳是利用稀鹽酸和石灰水反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為：CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+H₂O+CO₂↑，裝置B的作用是除去CO₂中混有的HCl，
故答案為：CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+H₂O+CO₂↑；除去CO₂中混有的HCl；
（2）檢驗(yàn)F中氣體成分為氧氣，即能說明過氧化鈉可作潛水艇供氧劑，實(shí)驗(yàn)操作的方法及現(xiàn)象是：待試管集滿氣體后，用大拇指堵住試管口從水槽中取出正立，松開拇指后，將帶火星的木條迅速放在試管口，若木條復(fù)燃，則說明過氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)產(chǎn)生氧氣，可作供氧劑，
故答案為：待試管集滿氣體后，用大拇指堵住試管口從水槽中取出正立，松開拇指后，將帶火星的木條迅速放在試管口，若木條復(fù)燃，則說明過氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)產(chǎn)生氧氣，可作供氧劑；
（3）①甲同學(xué)從電子轉(zhuǎn)移角度分析是過氧化鈉和水發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氫氧化鈉和氧氣，同位素標(biāo)記法對過氧化鈉進(jìn)行標(biāo)記（Na₂¹⁸O₂），氫氧根中和氧氣中都有¹⁸O，反應(yīng)的離子方程式為：2Na₂¹⁸O₂+2H₂O=4Na⁺+2OH^-+2¹⁸OH^-+¹⁸O₂↑，
故答案為：2Na₂¹⁸O₂+2H₂O=4Na⁺+2OH^-+2¹⁸OH^-+¹⁸O₂↑；
②向Na₂O₂與水反應(yīng)后的溶液中加入MnO₂，又產(chǎn)生無色能使帶火星的木條復(fù)燃的氣體，是過氧化鈉和水反應(yīng)生成過氧化氫，過氧化氫分解生成水和氧氣，¹⁸O存在于過氧化氫，分解后生成水和氧氣中都含¹⁸O，反應(yīng)過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2H₂O+Na₂¹⁸O₂=2NaOH+H₂¹⁸O₂；2H₂¹⁸O₂$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H₂¹⁸O+¹⁸O₂↑，
故答案為：2H₂O+Na₂¹⁸O₂=2NaOH+H₂¹⁸O₂；2H₂¹⁸O₂$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H₂¹⁸O+¹⁸O₂↑；
（4）①由于沸水能使Na₂O₂溶解時(shí)所生成的H₂O₂迅速分解，消除了雙氧水對中和滴定（特別是指示劑）的影響，所以乙的操作方法正確，
故答案為：乙；沸水能使Na₂O₂溶解時(shí)所生成的H₂O₂迅速分解，消除其對中和滴定（特別是指示劑）的影響；
②另一個(gè)同學(xué)加入了較多酚酞，酚酞能夠消耗強(qiáng)氧化鈉溶液，則滴定過程中消耗鹽酸的體積偏小，測定結(jié)果偏小，
故答案為：偏小；
③無乙的操作合理，若100mL配制的樣品溶液完全用該濃度的鹽酸中和，消耗鹽酸體積應(yīng)該為：V_WmL×$\frac{100ml}{20ml}$=5V_WmL，消耗氯化氫的物質(zhì)的量為：cmol/L×5V_W×10^-3L=5cV_W×10^-3mol，則樣品中含有強(qiáng)氧化鈉的物質(zhì)的量為：5cV_W×10^-3mol，過氧化鈉的物質(zhì)的量為：$\frac{1}{2}$×5cV_W×10^-3mol=2.5cV_W×10^-3mol，
樣品的純度為：$\frac{78g/mol×2.5c{V}_{W}×1{0}^{-3}L}{ag}$×100%=$\frac{19.5c{V}_{W}}{a}$%，
故答案為：$\frac{19.5c{V}_{W}}{a}$%．

點(diǎn)評 本題考查了物質(zhì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，題目難度中等，明確過氧化鈉與水反應(yīng)的實(shí)質(zhì)為解答關(guān)鍵，試題知識點(diǎn)較多、綜合性較強(qiáng)，充分考查學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)計(jì)算、化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�，�?）為難點(diǎn)、易錯(cuò)點(diǎn)，需要正確判斷反應(yīng)產(chǎn)物．