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)實驗前必須檢查裝置的氣密性。儀器連接好后，在________中加適量的水，關閉A中分液漏斗閥門后微熱試管，若看到________，說明裝置氣密性好。

(2)裝置A中液體試劑選用鹽酸而不是硫酸，理由是__________________________________________。

(3)裝置B的作用是___________；裝置C的作用是______________；裝置E中堿石灰的作用是__________________。

(4)裝置D中發生反應生成氣體的化學方程式是_____________________________________________。

(5)若開始時測得樣品的質量為2.0 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_________。

Answer 1

【答案】F F中長導管內水面上升 硫酸與CaCO3固體反應生成CaSO4微溶于水，會覆蓋在CaCO3固體表面，使反應不能持續進行 除去氣體中的HCl　 干燥氣體 吸收裝置D中反應剩余的CO2 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 78%

【解析】

實驗原理是通過測定CO2與Na2O2反應產生氧氣的體積，計算出混合物中Na2O2的質量。而制取CO2，利用的是CaCO3和鹽酸的反應，由于鹽酸具有揮發性，因此制取的CO2中必然含有HCl，可以通過飽和NaHCO3溶液除去。裝置C為干燥CO2，裝置E為除去O2中含有的CO2。根據反應2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2中Na2O2與O2的關系，可由生成O2的量計算樣品中Na2O2的質量及純度：n(O2)＝0.01 mol，n(Na2O2)＝0.01 mol×2＝0.02 mol，w(Na2O2)＝×100%＝78%。

(1) 檢查裝置的氣密性，應在裝置連接好之后，關閉活塞或加水封閉裝置中的空氣，然后采用加熱法使裝置內氣體壓強增大，通過排出氣體或形成液柱判斷。所以儀器連接好后，在F中加適量的水，關閉A中分液漏斗閥門后微熱試管，若看到F中長導管內水面上升，說明裝置氣密性好。

故答案為：F ；F中長導管內水面上升；

(2) 實驗室中用CaCO3與鹽酸反應制取CO2，而不用H2SO4，原因是H2SO4與CaCO3反應生成的CaSO4溶解度較小，會覆蓋在CaCO3固體表面，阻止反應的繼續進行。

故答案為：硫酸與CaCO3固體反應生成CaSO4微溶于水，會覆蓋在CaCO3固體表面，使反應不能持續進行；

(3) 碳酸鈣和鹽酸反應生成的二氧化碳氣體中含有氯化氫氣體，可以用飽和碳酸氫鈉來除去，濃硫酸具有吸水性，可以將二氧化碳干燥，裝置E中堿石灰的作用是吸收二氧化碳，防止對氧氣的體積測量造成干擾，
故答案為：除去氣體中的HCl；干燥氣體；吸收裝置D中反應剩余的二氧化碳；
(4) 裝置D中是過氧化鈉和二氧化碳反生成碳酸鈉和氧氣，氧化鈉和二氧化碳反應生成碳酸鈉，故生成氣體的化學方程式為：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，
故答案為：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2；
(5)根據反應2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，反應結束后測得氣體體積為224mL（標準狀況），即生成的氧氣的量0.01mol，過氧化鈉的物質的量為0.02mol，
過氧化鈉的純度=×100%=78%，

故答案為：78%。