Question

現(xiàn)有一定量含有NaOH雜質(zhì)的Na₂O₂試樣5.00g，分成等質(zhì)量兩份，用兩種方法測定Na₂O₂試樣的純度．請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br/>（1）第一種方法：取第一份試樣，從圖1中選用適當?shù)膶嶒炑b置，設計一個實驗以測定過氧化鈉的純度（可供選用的反應物只有CaCO₃固體、MnO₂固體、6mol?L^-1鹽酸和蒸餾水）．

①若實驗要求裝置盡可能簡單，應選用圖1中的裝置是（只要求寫出圖中裝置的標號）______．
②所選用裝置的連接順序應是（填各接口的字母；連接膠管略）．______．
③若實驗過程中共產(chǎn)生氧氣140mL（已折算成標準狀況），則試樣中過氧化鈉的純度為______．
（2）第二種方法：取第二份試樣，配成250.00mL溶液，用0.255 0mol?L^-1的標準鹽酸滴定．
①取上述所配溶液25.00mL于錐形瓶中，操作如圖2所示（手持部分省略）：正確的操作是圖______，取溶液所用儀器的名稱是______．
②滴定操作平行實驗的數(shù)據(jù)記錄如下表：

	第一次滴定	第二次滴定	第三次滴定
消耗標準鹽酸的體積（mL）	24.98	25.00	25.02

由表中數(shù)據(jù)計算樣品中Na₂O₂純度為______．
（3）若上述兩個實驗中不存在重大的操作失誤，測得的實驗數(shù)據(jù)也是真實可靠的，但以上兩種方法測得的Na₂O₂純度數(shù)據(jù)誤差較大．
①你認為上述兩種方法中，哪種方法更為可靠______？
②產(chǎn)生較大實驗誤差的原因最可能是______．
③在題中所給出的儀器和藥品范圍內(nèi)，如何用簡單的方法加以改進，使實驗誤差大為減少，寫出改進的方法______．

Answer 1

解：（1）①、利用過氧化鈉與水反應生成氧氣，然后排水量氣法測定氧氣的體積，進而計算Na₂O₂試樣的純度，故選擇⑤①④，
故答案為：⑤①④；
②裝置的組裝順序：固體混合物與水反應，吸收生成的氧氣中的水蒸氣，用排水量氣法測定氧氣的體積，其中盛水的試劑瓶導管一定要短進長出，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，故連接順序為：（G）接（A）（B）接（F），
故答案為：（G）接（A）（B）接（F）；
③產(chǎn)生氧氣140mL，令過氧化鈉的質(zhì)量為mg，則：
2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂，
156g 22.4L
mg 0.14L
所以156g：mg=22.4L：0.14L
解得：m=0.975g
所以樣品中過氧化鈉的純度為×100%=39%，
故答案為：39%；
（2）①圖中所以的儀器是移液管，將移液管放入接受溶液的容器中，使出口尖端靠著容器內(nèi)壁，容器稍傾斜，移液管則保持垂直，放開食指，使溶液沿容器內(nèi)壁自然流下，待移液管內(nèi)溶液流凈后，再等待片刻，取出移液管，留在管口的少量液體不要吹出，故D正確；
故答案為：D；移液管；
②消耗的鹽酸體積為=25.00mL，根據(jù)反應NaOH+HCl=NaCl+H₂O可知n（NaOH）=n（HCl）=0.02500L×0.2550mol?L^-1×=0.06375mol，令樣品中氫氧化鈉的物質(zhì)的量為xmol，過氧化鈉為ymol，根據(jù)二者質(zhì)量之和與消耗HCl的物質(zhì)的量有40x+78y=2.5，x+2y=0.06375，聯(lián)立解得x=0.01375，y=0.025，所以過氧化鈉的質(zhì)量為0.025mol×78g/mol=1.95g，樣品中過氧化鈉的純度為×100%=78%，
故答案為：78%；
（3）①第一種方法過氧化鈉和水反應一部分生成過氧化氫，使氧氣不能全部逸出，誤差較大，故第二種方法更為可靠，故答案為：第二種方法；
②過氧化鈉和水反應一部分生成過氧化氫，使氧氣不能全部逸出，誤差較大，
故答案為：過氧化鈉和水反應一部分生成過氧化氫，使氧氣不能全部逸出；
③可以在反應加入二氧化錳做作催化劑，使反應生成的過氧化氫分解生成氧氣完全排出，
故答案為：反應前向過氧化鈉中加入少量二氧化錳固體．
分析：（1）①、利用過氧化鈉與水反應生成氧氣，然后排水量氣法測定氧氣的體積，進而計算Na₂O₂試樣的純度；
②裝置的組裝順序：固體混合物與水反應，用排水量氣法測定氧氣的體積，其中盛水的試劑瓶導管一定要短進長出，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；
③根據(jù)反應2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂，結(jié)合氧氣的體積計算樣品中過氧化鈉的質(zhì)量，進而計算過氧化鈉的純度；
（2）①圖中所以的儀器是移液管，將移液管放入接受溶液的容器中，使出口尖端靠著容器內(nèi)壁，容器稍傾斜，移液管則保持垂直，放開食指，使溶液沿容器內(nèi)壁自然流下，待移液管內(nèi)溶液流凈后，再等待15秒，取出移液管，留在管口的少量液體不要吹出；
②取三次的鹽酸平均體積為消耗的鹽酸體積，據(jù)此計算HCl的物質(zhì)的量，令樣品中氫氧化鈉的物質(zhì)的量為xmol，過氧化鈉為ymol，根據(jù)二者質(zhì)量之和與消耗HCl的物質(zhì)的量列方程計算，進而計算樣品中過氧化鈉的純度；
（3）①第一種方法過氧化鈉和水反應一部分生成過氧化氫，使氧氣不能全部逸出，誤差較大；
②過氧化鈉和水反應一部分生成過氧化氫，使氧氣不能全部逸出，誤差較大；
③使反應生成的過氧化氫分解生成氧氣排出，可以在反應強加入二氧化錳做作催化劑．
點評：本題考查學生對實驗原理的理解、實驗方案的設計、對操作的評價、儀器的使用，中和滴定、化學計算等，綜合性較大，難度中等，清楚實驗原理是解題的關鍵，需要學生具備扎實的基礎知識與綜合運用知識分析問題、解決問題的能力．