Question

为测定含有Na₂O杂质的Na₂O₂样品的纯度，甲、乙、丙三位同学设计了不同的方案．
甲：用图l所示装置，通过测定Na₂O₂与C0₂反应生成0₂的体积来测定样品的纯度．
（1）C中所盛的药品是______
（2）A中橡皮管的作用是______
（3）利用该实验方案所测Na₂O₂的纯度明显偏大，其原因可能是______（填选项字母）．
a．装置A、B中的空气对测定结果产生了影响
b．装置C中的空气对测定结果产生了影响
c．读数时U形量气管中的液面左高右低
d．读数时U形量气管中的液面左低右高
乙、丙两同学在研究Na₂O₂与水反应的实验时，观察到以下实验现象：Na₂O₂与水反应，放出大量的热，产生大量气体；反应后的溶液中滴入几滴酚酞，溶液先变红，振荡后又褪色；再往溶液中加入少许Mn0₂：粉末，又产生大量气体；当不再产生气体时，再滴加几滴酚酞，溶液又变红，且振荡后不褪色．分析了这些实验现象后，他们分别设计了如下方案．
乙：用图2所示装置，称取2.5g样品，测得与水反应生成氧气的体积为112mL（标准状况），然后将溶液先用硫酸中和，再用0.2mol/L KMn0₄酸性溶液滴定，消耗KMn0₄酸性溶液30mL（已知：滴定过程中生成了Mn₂⁺和氧气）．
（4）滴定过程中发生反应的离子方程式为______
（5）滴定终点的颜色变化为______
（6）计算Na₂O₂样品的纯度是：______．

Answer 1

解：（1）C的作用是吸收二氧化碳，保证排水量气法获得的是氧气的体积，故答案为：NaOH溶液；
（2）A中橡皮管可以沟通锥形瓶和分液漏斗，起恒压作用，使盐酸容易滴下，并且可以避免盐酸排空气使氧气体积偏大，故答案为：起恒压作用，使盐酸容易滴下；避免盐酸排空气使氧气体积偏大；
（3）a、装置A、B中的空气会导致测得的氧气体积偏高，对测定结果产生影响，故a正确；
b、在调节U形量气管中的液面相平的过程中，排除了装置C中的空气对测定结果产生的影响，故b错误；
c、读数时U形量气管中的液面要保持向平，左高右低，所测Na₂O₂的纯度会偏大，故c正确；
d、读数时U形量气管中的液面左低右高时，所测Na₂O₂的纯度会偏小，故d错误．
故选ac．
（4）高锰酸根具有强氧化性，能将双氧水氧化为氧气，同时自身被还原为锰离子，即2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O，故答案为：2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O；
（5）高锰酸根是紫红色的离子，锰离子是无色的离子，当加上最后一滴高锰酸钾，溶液由无色变紫红色，证明滴定达到了终点，故答案为：溶液由无色变紫红色；
（6）解：过氧化钠和水反应生成氧气时，2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，当生成氧气的体积为112mL（标准状况）时，消耗过氧化钠的物质的量是，Na₂O₂+2H₂O=2NaOH+H₂O₂，当消耗高锰酸钾（0.2×0.03）mol时，根据反应2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O，则生成双氧水的物质的量为（0.2×0.03）×mol，此时过氧化钠的物质的量为（0.2×0.03）×mol，所以过氧化钠的纯度为：×100%=78%，故答案为：×100%=78%．
分析：（1）氢氧化钠能和二氧化碳反应，不和氧气反应；
（2）橡皮管可以沟通锥形瓶和分液漏斗中的大气压强，还可以避免盐酸排空气；
（3）若果测的氧气的量比实际值高，则过氧化钠的纯度装置就会偏高；
（4）高锰酸根具有强氧化性，能将双氧水氧化，同时紫红色变为无色；
（5）高锰酸根是紫红色的离子，锰离子是无色的离子；
（6）根据过氧化钠和水应的方程式，通过氧气的量来计算过氧化钠的量，进而计算过氧化钠的纯度．
点评：本题考查学生实验能力以及过氧化钠的性质，要求学生具有分析和解决问题的能力，难度较大．