Question

【題目】某同學(xué)欲探究Na2O2與水的反應(yīng)，可供使用的試劑有：Na2O2、蒸餾水、KMnO4酸性溶液、MnO2。該同學(xué)取4 g Na2O2樣品與過(guò)量水反應(yīng)，待完全反應(yīng)后，得100 mL溶液X和448 mL O2（已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況）。該同學(xué)推測(cè)反應(yīng)中可能生成了H2O2，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。

⑴試設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明溶液X中含過(guò)氧化氫_________________。

⑵通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)證明溶液中確實(shí)存在H2O2。取少量X于試管中，滴加幾滴酚酞試液，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為___________。

⑶取少量X于試管中，滴加FeCl2溶液，立即生成紅褐色沉淀，則該反應(yīng)的離子方程式為___________。

⑷已知溶液X可使酸性KMnO4溶液褪色，同時(shí)放出氧氣，完成并配平該反應(yīng)的離子方程式：____

________MnO4-+ ________H2O2 + ________H+ — ________Mn2+ + ________O2↑ + __________。

取100 mL 溶液X，使其與過(guò)量酸性KMnO4溶液反應(yīng)，最終生成224 mL O2（已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況），則此樣品中Na2O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是___________。

Answer 1

【答案】 取少量溶液X加入少量MnO2（或少量酸性KMnO4溶液），若有無(wú)色氣體放出，（并能使帶火星的木條復(fù)燃，）則證明X中含過(guò)氧化氫 溶液先變紅后褪色 2Fe2+ + 4OH-+ H2O2＝2Fe(OH)3↓ 2，5，6，2，5，8H2O 97.5 %

【解析】本題考查實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)，（1）檢驗(yàn)H2O2，利用H2O2在MnO2作用下分解成氧氣，氧氣能使帶火星木條復(fù)燃，具體操作是取少量溶液X加入少量MnO2（或少量酸性KMnO4溶液），若有無(wú)色氣體放出，（并能使帶火星的木條復(fù)燃，）則證明X中含過(guò)氧化氫；（2）Na2O2與H2O反應(yīng)生成氫氧化鈉，即溶液X中含有NaOH和H2O2，滴加酚酞溶液，溶液先變紅，因?yàn)?/span>H2O2具有強(qiáng)氧化性，能把有色物質(zhì)氧化漂白，因此現(xiàn)象是溶液先變紅后褪色；（3）溶液X中含有NaOH和H2O2，滴加FeCl2溶液，立即產(chǎn)生紅褐色沉淀，此沉淀為Fe(OH)3，H2O2把Fe2＋氧化成Fe3＋，離子反應(yīng)方程式為2Fe2＋ + 4OH－+ H2O2＝2Fe(OH)3↓；（4）MnO4－中Mn的化合價(jià)由＋7價(jià)→＋2價(jià)，化合價(jià)降低5，H2O2中O的化合價(jià)由－1價(jià)→0價(jià)，H2O2整體化合價(jià)升高2價(jià)，最小公倍數(shù)為10，MnO4－、Mn2＋的系數(shù)為2，H2O2和O2的系數(shù)為5，然后根據(jù)元素守恒、電荷守恒，得出離子反應(yīng)方程式為2MnO4－＋5H2O2＋6H＋=2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O；與KMnO4溶液反應(yīng)產(chǎn)生氧氣物質(zhì)的量為224×10－3/22.4mol=0.01mol，過(guò)氧化氫的物質(zhì)的量為0.01mol，即生成H2O2的Na2O2的物質(zhì)的量為0.01mol，過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)產(chǎn)生氧氣物質(zhì)的量為448×10－3/22.4mol=0.02mol，與水反應(yīng)生成氧氣，消耗Na2O2的物質(zhì)的量為0.02×2mol=0.04mol，樣品中Na2O2的質(zhì)量為(0.01＋0.04)×78g=3.9g，過(guò)氧化鈉的純度為3.9/4×100%=97.5%。