Question

过碳酸钠是一种集洗涤、漂白、杀菌于一体的氧系漂白剂，化学式可表示为aNa₂CO₃?bH₂O₂，具有Na₂CO₃和H₂O₂的性质．某化学兴趣小组进行如下实验：
实验I  制备过碳酸钠用图装置和药品制备过碳酸钠，反应为：aNa₂CO₃+bH₂O₂=aNa₂CO₃?bH₂O₂，△H＜0
（1）图中玻璃导管a的作用是

 

（2）该反应要控制在较低的温度下进行，其原因是

 

（用化学方程式表示）
（3）用该装置制备过碳酸钠有不足之处，下列改进措施可行的是

 

（填序号）．
①缓慢滴加H₂O₂溶液      ②添加冷却装置       ③用酒精灯加热
实验Ⅱ探究过碳酸钠的性质
（4）为探究Na₂CO₃对H₂O₂稳定性的影响设计实验，请完善如下实验方案：
①取等体积、等浓度的H₂O₂溶液于两支试管中；
②

 

；
③在两支试管中分别加人等量MnO₂粉末；
④

 

．
实验Ⅲ测定过碳酸钠中H₂O₂的质量分数
KMnO₄滴定过碳酸钠的原理：
6KMnO₄+5（aNa₂CO₃?bH₂O₂）+19H₂SO₄═3K₂SO₄+6MnSO₄+5aNa₂SO₄+5aCO₂↑+15O₂↑+34H₂O
（5）分析上述反应可得a=

 

，b=

 

．
（6）准确称取实验制得的过碳酸钠0.2000g于250mL锥形瓶中，加50mL蒸馏水溶解，再加50mL2.0mol?L-¹ H₂SO₄，用2.000x10^-2 mol?L^-1 KMnO₄标准溶液滴定至终点时消耗30.00mL，则所制得的过碳酸钠中H₂O₂的质量分数为

 

．

Answer 1

考点：性质实验方案的设计,探究碳酸钠与碳酸氢钠的性质

专题：实验设计题

分析：（1）通过玻璃导管a可以使圆底烧瓶与分液漏斗中的压强相等；
（2）双氧水不稳定，温度稍高时水分解生成水和氧气；
（3）根据该反应需要在低温下进行判断反应条件；
（4）根据实验目的为“探究Na₂CO₃对H₂O₂稳定性的影响”，然后根据对照实验的设计方法进行设计该实验方案；
（5）先根据氢原子守恒计算出b，然后根据氧原子守恒计算出a；
（6）先写出反应的化学方程式，然后根据双氧水与高锰酸钾的物质的量关系计算出样品中双氧水的百分含量．

解答： 解：（1）图中玻璃导管a的作用是使圆底烧瓶与分液漏斗相通，起到平衡压强的作用，
故答案为：平衡压强；
（2）双氧水容易分解，反应的化学方程式为：2H₂O₂

△   .

2H₂O+O₂↑，影响过碳酸钠的制备效率，所以该反应要控制在较低的温度下进行，
故答案为：2H₂O₂

△   .

2H₂O+O₂↑；
（3）制备过碳酸钠需要在低温下进行，由于反应aNa₂CO₃+bH₂O₂=aNa₂CO₃?bH₂O₂，△H＜0为放热反应，则需要缓缓滴加双氧水，以便降低反应放出的热量对双氧水分解的影响；还需要添加冷却装置，但不能在加热条件下进行，所以①②正确，
故答案为：①②；
（4）为探究Na₂CO₃对H₂O₂稳定性的影响设计实验方案为：首先①取等体积、等浓度的H₂O₂溶液于两支试管中；
然后②往其中一只试管中加入少量碳酸钠；
再③在两支试管中分别加人等量MnO₂粉末；
最后④观察两只试管中气泡产生的快慢，据此判断碳酸钠对双氧水稳定性的影响，
故答案为：故答案为：往其中一只试管中加入少量碳酸钠；观察两只试管中气泡产生的快慢；
（5）6KMnO₄+5（aNa₂CO₃?bH₂O₂）+19H₂SO₄═3K₂SO₄+6MnSO₄+5aNa₂SO₄+5aCO₂↑+15O₂↑+34H₂O，根据H原子守恒可得：5b×2+19×2=34×2，解得b=3；再根据氧原子守恒可得：6×4+5a×3+5×3×2+19×4=3×4+6×4+5a×4+5a×2+15×2+34，解得：a=2、b=3，
故答案为：a=2，b=3；
（6）高锰酸钾溶液与过碳酸钠反应的化学方程式为：6KMnO₄+5（2Na₂CO₃?3H₂O₂）+19H₂SO₄═3K₂SO₄+6MnSO₄+10Na₂SO₄+10CO₂↑+15O₂↑+34H₂O，滴定过程中消耗2.000x10^-2 mol?L^-1 KMnO₄标准溶液的物质的量为：2.000x10^-2 mol?L^-1×0.03L=6.000x10^-4mol，
则所制得的过碳酸钠中H₂O₂的质量分数为：

34g/mol×(6.000×10-4mol× 15 6 )

0.2000g

×100%=25.5%，
故答案为：25.5%．

点评：本题考查了性质实验方案的设计、化学方程式书写、物质质量分数的计算等知识，题目难度较大，注意掌握设计化学实验方案的方法，能够根据反应方程式进行简单的化学计算，试题培养了学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力．