Question

9．過碳酸鈉（2Na₂CO₃•3H₂O₂）是一種集洗滌、漂白、殺菌于一體的氧系漂白劑．
已知：①過碳酸鈉具有Na₂CO₃和H₂O₂的性質．
②2Na₂CO₃（aq）+3H₂O₂（aq）?2Na₂CO₃•3H₂O₂ （s）△H＜0
③50℃時，2Na₂CO₃•3H₂O₂ （s） 開始分解
某興趣小組制備過碳酸鈉的裝置示意圖如圖1所示：

請回答下列問題：
（1）圖1中玻璃導管a的作用是平衡壓強，使H₂O₂溶液順利流下
（2）本實驗的關鍵是控制溫度，用該裝置制備過碳酸鈉有不足之處，下列改進措施可行的是AB（填序號）．
A、緩慢滴加H₂O₂溶液    B、冷水浴    C、用酒精燈加熱
（3）將實驗改進后按如圖2所示流程可獲得過碳酸鈉產品
①洗滌固體Y時選用無水乙醇作為洗滌劑的目的是減少過碳酸鈉的溶解損失，并帶走水份利于干燥
②在濾液X中加入適量中加入適量NaCl固體可析出過碳酸鈉，原因是增大鈉離子濃度，降低過碳酸鈉的溶解度
（4）下列物質中，會引起過碳酸鈉失效的有AB．
A．Na₂SB．FeCl₃C．Na₂SiO₃      D．NaHCO₃
（5）過碳酸鈉產品中往往含有少量碳酸鈉，可用重量法測定過碳酸鈉的質量分數(shù)；其操作步驟：取m₁g樣品→溶解→沉淀反應→過濾→洗滌→干燥→稱量m₂g．
①寫出沉淀反應的離子方程式Ba²⁺+CO₃^2-=BaCO₃↓
②產品中過碳酸鈉質量分數(shù)的表達式為：$\frac{314（{m}_{1}-\frac{106{m}_{2}}{197}）}{102{m}_{1}}$．
③結果與分析：主要影響因素是沉淀是否完全及過碳酸鈉有無分解．

Answer 1

分析 本題是利用純堿和過氧化氫制備過碳酸鈉的實驗操作與評價，既考查了反應原理，又考查了實驗的注意點及混合物的分離與提純，重點關注過碳酸鈉（2Na₂CO₃•3H₂O₂）的性質，要防分解、防變質及提高產品產量與純度，關于樣品質量分數(shù)的計算可結合碳原子的守恒和固體質量和，以物質的量作為基本單位進行計算，據(jù)此解答；
（1）恒壓滴液漏斗中的支管主要作用是保持壓強平衡利于液體流下；
（2）此反應為放熱反應，為防止過碳酸鈉分解，可以通過控制反應速率和降溫的方法來控制溫度；
（3）①洗滌固體Y時選用無水乙醇作為洗滌劑，減少固體的溶解，同時還起到干燥的效果；
②根據(jù)溶解平衡的移動，增大鈉離子濃度可促進過碳酸鈉沉淀；
（4）a、Na₂S會被過碳酸鈉氧化；
b、醋酸和碳酸鈉反應；
c、碳酸氫鈉和過碳酸鈉不反應；
（5）①沉淀反應是碳酸根離子利用加入氯化鋇形成沉淀碳酸鋇；
②沉淀法測定過碳酸鈉質量分數(shù)需要稱量樣品質量和沉淀質量，計算得到過碳酸鈉質量分數(shù)；
③樣品的純度可結合沉淀反應是否完全及過碳酸鈉有無分解等角度考慮；

解答 解：（1）恒壓滴液漏斗中的支管主要作用是保持壓強平衡利于液體流下，故答案為：平衡壓強，使H₂O₂溶液順利流下；
（2）可以利用冰水混合物給反應容器降溫，也可以調慢滴加過氧化氫的速度，故答案為：AB；
（3）①用乙醇洗滌過碳酸鈉可減少固體的溶解，同時還能起干燥作用，故答案為：減少過碳酸鈉的溶解損失，并帶走水份利于干燥；
②濾液X中加入適量中加入適量NaCl固體，是為了增加鈉離子濃度，促進過碳酸鈉溶解平衡逆向移動，得到更多的沉淀，故答案為：增大鈉離子濃度，降低過碳酸鈉的溶解度；
（4）A、Na₂S會被過碳酸鈉氧化，使過碳酸鈉失效，符合；
B、醋酸和碳酸鈉反應，使過碳酸鈉失效，符合；
C、碳酸氫鈉和過碳酸鈉不反應，不符合；
故答案為：AB；
（5）①樣品中的碳酸鈉加入氯化鋇后濾液鋇離子沉淀碳酸根離子，反應的離子方程式為：Ba²⁺+CO₃^2-=BaCO₃↓，故答案為：Ba²⁺+CO₃^2-=BaCO₃↓；
②實驗過程中直接測定的物理量為樣品的質量m₁g、沉淀的質量m₂g，沉淀物質的量=$\frac{{m}_{2}g}{197g/mol}$，設過碳酸鈉物質的量為x，含有的碳酸鈉物質的量為y，依據(jù)碳元素守恒得到2x+y=$\frac{{m}_{2}}{197}$、314x+106y=m₁ ，x=$\frac{{m}_{1}-\frac{{m}_{2}×106}{197}}{102}mol$；過碳酸鈉質量分數(shù)=$\frac{x×314}{a}=\frac{314（{m}_{1}-\frac{106{m}_{2}}{197}）}{102{m}_{1}}$，故答案為：$\frac{314（{m}_{1}-\frac{106{m}_{2}}{197}）}{102{m}_{1}}$．
③可能影響純度分析的是沉淀時有沒有將碳酸鈉完全沉淀，或操作過程中有沒有影響過碳酸鈉的分解，故答案為：主要影響因素是沉淀是否完全及過碳酸鈉有無分解．

點評 本題以物質制備為載體，考查了元素及化合物的知識，重視基礎知識的檢查，試題難度中等，主要難點是樣品純度計算，對學生分析問題解決問題的能力提高有幫助，還能促進學生關注雙基的復習．