Question

【題目】為了測定已部分變質的過氧化鈉樣品的純度，設計右圖所示的實驗裝置，

圖中Q為彈性良好的氣球，稱取一定量的樣品放入其中，按圖安裝好儀器，打開了漏斗的活塞，將稀硫酸滴入氣球中。請填空：

（1）Q內發生化學反應時，生成的氣體是__________________。（寫化學式）

（2）為了測定反應生成氣體的總體積，滴加稀硫酸之前，K1、K2、K3中應當關閉的是______________，應當打開的是_______________。

（3）當上述反應停止，將K1、K2、K3均處于關閉狀態，然后先打開K2，再緩緩打開K1，這時可觀察到的現象是__________________________________________________。

（4）b中裝的固體試劑是_____________，緩緩打開K1的原因是______________________。

（5）實驗結束時，量筒I中有x mL水，量筒II中收集到y mL氣體（已折算成標準狀態），則過氧化鈉的純度的數學表達式是__________________________________（需化成最簡表達式。）

Answer 1

【答案】 O2、CO2 K1、K2 K3 氣球逐漸變小，量筒Ⅱ中有氣體進入，水被排出 堿石灰 控制氣流量，使CO2能被堿石灰充分吸收 78y／(53x+25y)

【解析】試題分析：本題考查Na2O2樣品純度的測定。Na2O2變質的原因是Na2O2與CO2發生反應生成Na2CO3和O2，部分變質的Na2O2樣品中含Na2O2和Na2CO3。

（1）將稀硫酸滴入Q中，Q中發生的反應為：2Na2O2+2H2SO4=2Na2SO4+2H2O+O2↑、Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑，生成的氣體為O2、CO2。

（2）Q中發生反應產生氣體，所以可觀察到氣球逐漸變大。通過對兩種量氣裝置的對比，為了測定反應生成氣體的總體積，滴加稀硫酸之前，應當關閉的是K1、K2，應當打開的是K3，這樣反應產生的氣體將廣口瓶中氣體排進集氣瓶中，通過測量量筒I中液體的體積來確定反應生成的氣體的總體積。

（3）當上述反應停止，將K1、K2、K3均處于關閉狀態，然后先打開K2，再緩慢打開K1，廣口瓶內外相通，氣球Q逐漸變小，氣球中的氣體被排入左側量氣裝置中，則量筒II中有氣體進入，水被排出。可觀察到的現象：氣球逐漸變小，量筒Ⅱ中有氣體進入，水被排出。

（4）由于CO2溶于水，O2難溶于水，所以量筒II中量取的是O2的體積，b中裝的試劑的作用是吸收CO2，b中的固體試劑為堿石灰。緩緩打開K1的原因是：控制氣流量，使CO2能被堿石灰充分吸收。

（5）根據上述分析，量筒I中量取的是CO2和O2的總體積，量筒II中量取的是O2的體積，O2的體積為ymL，CO2的體積為（x-y）mL，根據反應2Na2O2+2H2SO4=2Na2SO4+2H2O+O2↑得出n（Na2O2）=2n（O2）=2y/22400mol，m（Na2O2）=156y/22400g；根據反應Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑得出n（Na2CO3）=n（CO2）=（x-y）/22400mol，m（Na2CO3）=106（x-y）/22400g；則Na2O2的純度為156y/22400g [156y/22400g+106（x-y）/22400g]=78y/（53x+25y）。