Question

现有一定量的含Na₂O杂质的Na₂O₂试样，请从下图中选用适当的实验装置，设计一个最简单的实验，测定Na₂O₂试样的纯度（可供选用的反应物只有CaCO₃固体、20%盐酸和蒸馏水）。（已知此状况下O₂、CO₂的密度分别为1.429 g·L^-1，1.977 g·L^-1）

请填写下列空白：

（1）写出实验中Na₂O₂和Na₂O分别发生反应的化学方程式____________________________。

（2）完成该实验所需的装置是（填标号）_______________。

（3）所选用的装置的连接顺序是_______________（填各接口的字母，连接用的胶管可以省略）。

Answer 1

解析：解答此题首先要迅速联想起氧化钠和过氧化钠的化学性质：

（1）Na₂O+H₂O2NaOH

2Na₂O₂+2H₂O4NaOH+O₂↑

（2）Na₂O+CO₂Na₂CO₃

2Na₂O₂+2CO₂2Na₂CO₃+O₂

此实验设计的原理即利用Na₂O、Na₂O₂性质的差异：Na₂O₂与水或CO₂反应生成O₂，而Na₂O不生成O₂。若能测得O₂的量，按照反应式就可以计算出Na₂O₂的质量。对所给反应物进行分析，CaCO₃和盐酸是用于制CO₂的，这样此题就可能有两种方法：一种是用Na₂O₂和H₂O反应制O₂；另一种是用Na₂O₂和CO₂反应，然后用排水法收集气体，测定其体积。因此选用这两个反应中的任一个，都可测定Na₂O₂的纯度。根据题目要求应采用与水反应，因为根据这一反应原理设计的实验装置较另一方案简单。需要的实验装置是⑤①④，装置的连接顺序是G接A，B接F。

答案：（1）Na₂O+H₂O2NaOH

2Na₂O₂+2H₂O4NaOH+O₂↑

（2）⑤①④

（3）G接A，B接F