Question

【題目】現有一定量含有Na2O雜質的Na2O2試樣，用下圖的實驗裝置測定Na2O2試樣的純度。(可供選用的反應物只有CaCO3固體、6 mol·L－1鹽酸、6 mol·L－1硫酸和蒸餾水)。

回答下列問題：

（1）連接好裝置后需要進行的一步操作是：______，裝置C的作用是________，裝置E的作用是：____________。

（2）裝置D中發生反應的化學方程式是__________、__________。

（3）若開始時測得樣品的質量為2.2 g，反應結束后測得氣體體積為224 mL(標準狀況)，則Na2O2試樣的純度為______。(保留一位小數點）

Answer 1

【答案】裝置的氣密性檢查 干燥氣體 防止水分進入D中確保實驗準確 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 Na2O＋CO2===Na2CO3 70.9%

【解析】

根據裝置圖可知要測定Na2O2試樣的純度，可以利用過氧化鈉和二氧化碳反應生成的氧氣來完成，因此裝置A是產生二氧化碳的，B和C是凈化二氧化碳的，D是過氧化鈉和二氧化碳反應產生氧氣，E是吸收未反應的二氧化碳，最后利用排水法收集氧氣，測量氧氣的體積，據此解答。

（1）由于反應中產生氣體，則連接好裝置后需要進行的一步操作是裝置的氣密性檢查；由于生成的二氧化碳中含有水蒸氣，則裝置C中濃硫酸的作用是干燥氣體；反應中二氧化碳是過量的，則裝置E中堿石灰的作用是防止水分進入D中確保實驗準確；

（2）氧化鈉和過氧化鈉均與二氧化碳反應，則裝置D中發生反應的化學方程式是2Na2O2＋2CO2＝2Na2CO3＋O2、Na2O＋CO2＝Na2CO3；

（3）若開始時測得樣品的質量為2.2 g，反應結束后測得氣體體積為224 mL(標準狀況)，因此氧氣的物質的量是0.224L÷22.4L/mol＝0.01mol，根據方程式2Na2O2＋2CO2＝2Na2CO3＋O2可知過氧化鈉是0.02mol，質量是0.02mol×78g/mol＝1.56g，則Na2O2試樣的純度為1.56g/2.2g×100%≈70.9%。