Question

某化学兴趣小组查阅资料得知：过氧化钠（Na₂O₂）是一种黄色粉末，常温下能与二氧化碳反应，过氧化钠保存不当会变质．现有一瓶已变质的过氧化钠，小周猜想变质后的物质可能是碳酸钠．小周进行如下实验：
（1）取少量样品于试管中，加入水配制成溶液，滴加

 

，观察到有白色沉淀产生，说明样品中含有Na₂CO₃，请写出过氧化钠变质的化学方程式：

 

．
（2）取少量样品于试管中，加入水配制成溶液，有

 

产生，产生的气体能使带火星的木条复燃，向溶液中滴加几滴酚酞，溶液颜色

 

，说明样品中Na₂O₂未完全变质．
（3）某课外活动小组为了粗略测定过氧化钠的质量分数，他们称取a g样品，并设计用下图装置来测定过氧化钠的质量分数．

如图中的E和F构成量气装置，用来测定O₂的体积．
①写出装置A和B中发生反应的离子方程式：
装置A：

 

装置B：

 

②NaOH的作用是

 

③待反应停止时，读出气体体积的正确操作步骤是

 

（填序号）：
A．正确读出量筒内水的体积；
B．使量筒和广口瓶内气体都冷却至室温；
C．调整量筒高度，使广口瓶和量筒内液面高度相平
④将测得氧气体积折算成标准状况下体积为V mL，则样品中过氧化钠的质量分数为

 

．

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量

专题：实验探究和数据处理题

分析：（1）碳酸根离子和Ca²⁺或Ba²⁺生成碳酸钙或碳酸钡沉淀；过氧化钠和空气中水反应生成氢氧化钠和氧气，过氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气；
（2）过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气，氢氧化钠显碱性，遇酚酞变红，过氧化钠具有强氧化性，可把有色物质氧化；
（3）A装置盐酸和大理石反应制取二氧化碳，B装置用来除去挥发的氯化氢，C装置中过氧化钠和二氧化碳反应，D装置用来吸收未反应的二氧化碳，E、F用来量取生成气体的体积．依据量筒读取液体体积时需要先冷却至室温及和集气瓶液面相平确定操作顺序；依据生成氧气的体积计算物质的量，结合化学方程式计算得到过氧化钠物质的量，得到过氧化钠的质量分数．

解答： 解：（1）碳酸根离子和Ca²⁺或Ba²⁺生成碳酸钙或碳酸钡沉淀，滴加氯化钡或氯化钙生成白色沉淀，证明含碳酸根离子；过氧化钠和空气中水反应生成氢氧化钠和氧气，过氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，反应的离子方程式为：2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂，
故答案为：氯化钡或氯化钙；2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂；
（2）过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气，氢氧化钠显碱性，遇酚酞变红，过氧化钠具有强氧化性，可把有色物质氧化，故答案为：气泡；先变红后褪色；
（3）①A中盐酸和大理石反应生成氯化钙、二氧化碳和水，反应的离子方程式为：CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+H₂O+CO₂↑；B中二氧化碳中氯化氢和碳酸氢钠反应生成氯化钠、二氧化碳和水，反应的离子方程式为：HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O，故答案为：CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+H₂O+CO₂↑；HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O；
②氢氧化钠和二氧化碳反应，吸收二氧化碳，便于测量氧气的体积，故答案为：吸收混合气体中二氧化碳，便于测量氧气的体积；
③直接读取气体体积，不冷却到室温，会使溶液体积增大，读出结果产生误差，故应先冷却至室温，调整量筒内外液面高度使之相同，使装置内压强和外界压强相同，视线与凹液面的最低点相平读取量筒中水的体积是正确的读取方法，故操作步骤为：BCA，故答案为：BCA；
④测定出量筒内水的体积后，折算成标准状况下氧气的体积为VmL，物质的量=

V×10-3L

22.4L/mol

，则样品中过氧化钠的质量分数为=

V×10-3 22.4 mol×2×78g/mol

ag

×100%=

39V

56a

%，故答案为：

39V

56a

%．

点评：本题考查了物质组成的实验探究方法，实验设计方法，实验计算应用，装置图的分析判断是解题关键，题目难度中等．