Question

某学习小组为测定市售过氧化钠纯度，设计了如下方案：
实验原理：2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑（杂质不参与反应）
仪器装置：如图．
实验步骤：
①称取过氧化钠样品2.00g；
②把过氧化钠样品放入气密性良好的气体发生装置锥形瓶中（固体体积忽略不计）；
③向过氧化钠样品中滴加水，用量气装置测得气体体积为166.00mL（已换算成标准状况）；
④锥形瓶中液体体积为54.00mL；
⑤将锥形瓶内液体全部转移入仪器A中，并定容至250.00mL；
请回答下列问题：
（1）仪器A的名称：

 

；
（2）生成气体的体积为

 

mL；为保证测定气体体积的准确性，测定时必须做到：①

 

；②

 

；③视线与凹液面最低点持平．
（3）据报导，该反应还会有副反应：Na₂O₂+2H₂O═2NaOH+H₂0₂，H₂O₂生成，会使测定结果

 

（“偏高”、“偏低”、“无影响”）如何避免因生成H₂O₂造成的误差：

 

；
（4）为效正实验结果．该小组补做了如下实验：用滴定管量取20.00mL．A中的液体放入锥形瓶中，用0.010mol/L．的H₂SO₄酸化的高锰酸钾溶液滴定至终点，用去12.00ml．高锰酸钾溶液．其反应为：（未配平）KMnO₄+H₂O₂+H₂SO₄→K₂SO₄+MnSO₄+O₂+H₂O
①滴定时高锰酸钾溶液应装在

 

中（填仪器名称）．
②此实验未使用指示剂，如何确定终点：

 

③由上述实验测定数据，计算该过氧化钠样品纯度（写出计算过程）．

Answer 1

分析：（1）根据配制一定物质的量浓度的溶液；
（2）根据生成气体体积=用量气装置测得气体体积-锥形瓶中液体体积；根据量气装置测得气体体积的要求；
（3）根据产生的气体偏少；因促使H₂O₂分解；
（4）①酸高锰酸钾溶液具有强氧化性，腐蚀橡皮管；
②根据最后溶液颜色的变化，KMnO₄溶液本身可作指示剂；
③先根据气体的体积利用化学方程式2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂计算出Na₂O₂的物质的量，再根据化学方程式2KMnO₄+5H₂O₂+3H₂SO₄═K₂SO₄+2MnSO₄+5O₂+8H₂O计算出产生的H₂O₂，利用反应Na₂O₂+2H₂O═2NaOH+H₂02计算出生成H₂0₂的Na₂O₂，最后求出n（Na₂O₂总），从而求出质量分数．

解答：解：（1）因⑤是配制一定物质的量浓度的溶液，体积为250mL，在容量瓶中配制，故答案为：250mL容量瓶；
（2）因生成气体体积=用量气装置测得气体体积-锥形瓶中液体体积，所以生成气体体积为112mL，故答案为：112；
为保证测定气体体积的准确性，测定时必须做到①温度必须恢复至原温度；②移动量气瓶装置右管，使左右液面持平，故答案为：①温度必须恢复至原温度；②移动量气瓶装置右管，使左右液面持平；
（3）因产生的气体偏少，计算出的Na₂O₂也偏少，所以会使测定结果偏低，因促使H₂O₂分解，才能减少误差，所以事先在锥形瓶中加一些MnO₂使H₂O₂分解，故答案为：偏低；事先在锥形瓶中加一些MnO₂使H₂O₂分解； 
（4）①酸高锰酸钾溶液具有强氧化性，腐蚀橡皮管，所以用酸式滴定管，故答案为：酸式滴定管；
②因最后溶液颜色变化，KMnO₄溶液本身可作指示剂，故答案：滴入最后一滴KMnO₄溶液，紫红色半分钟内不褪色；
③解：生成O₂为112mL，n（O₂）=0.005mol
2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂
2                   l
n_l（Na₂O₂）        0.005mol
  n₁（Na₂O₂）=0.01mol    
  2KMnO₄+5H₂O₂+3H₂SO₄═K₂SO₄+2MnSO₄+5O₂+8H₂O
Na₂O₂+2H₂O═2NaOH+H₂O₂
得关系式：2KmnO₄ ～5H₂O₂～5Na₂O₂
          2                    5
0.01200L×0.010mol/L×

250

20

      n₂（Na₂O₂）
       n₂（Na₂O₂）=0.00375mol  
n（Na₂O₂总）=0.01375mol  
       Na₂O₂%（纯度）=

0.01375mol×78g/mol

2g

×100%=53.625% 
答：实验测得市售过氧化钠纯度为53.625%．

点评：本题结合实验考查了过氧化钠与水反应的性质，难度不大，培养了学生分析问题、解决问题的能力．