Question

【題目】某化學小組在實驗室制取 Na2O2。查閱資料可知：鈉與空氣在 453473K 之間可生成 Na2O，迅速提高溫度到 573673K 之間可生成 Na2O2，若溫度提高到 733873K 之間 Na2O2 可分解。

(1)甲組設計制取 Na2O2 裝置如圖1。

①使用該裝置制取的 Na2O2 中可能含有的雜質為_____。.

A．NaCl B．Na2CO3 C．Na2O D．NaOH E．NaHCO3

②該小組為測定制得的 Na2O2 樣品的純度，設計可能用到的裝置如圖 2:燒瓶中發生的主要反應的化學方程式是_________。測定裝置的接口從 左至右正確的連接順序是_____。

(2)乙組從反應歷程上分析該測定反應存在中間產物，從而導致測定結果_____ (填“偏大”或“偏 小”)。為證明其分析的正確性，設計實驗方案如下：

實驗方案	產生的現象
Ⅰ．取燒瓶中的反應液加入少量 MnO2 粉末	有大量氣泡逸出
Ⅱ．向 NaOH 稀溶液中加入 23 滴酚酞試液,然后加入少量的反應液	溶液先變紅后褪色開始無明顯現象。
Ⅲ．向反應液中加入 23 滴酚酞試液,充分振蕩,然后逐滴加入 過量的 NaOH 稀溶液	加 NaOH 溶液先 變紅后褪色

在上述實驗中,能夠證明乙組分析正確的最佳方案是_________ (填實驗序號)。_______________組實驗得不出結論，原因是_____。

(3)丙組根據上述提供的有關信息，設計一個方案可準確的測定樣品的純度。請簡述實驗操作和需 要測定的有關數據__________________________________

Answer 1

【答案】BCD 2Na2O2+2H2SO4=2Na2SO4+O2↑+2H2O aedfgh 偏小 I II II 中有硫酸存在，所以溶液褪色的原因不一定是被漂白 稱取一定質量的樣品(m),加熱 733873K 使之分解,用量氣裝置測定常溫常壓下生成氧氣體積(V),然后進行有關計算

【解析】

(1)①鈉與氧氣反應可以得到氧化鈉、過氧化鈉，二者均與二氧化碳反應得到碳酸鈉，與水反應會得到氫氧化鈉，而碳酸氫鈉受熱分解；
②燒瓶中過氧化鈉與硫酸反應生成硫酸鈉、氧氣與水；用濃氫氧化鈉溶液吸收可能氧氣中混有二氧化碳，澄清石灰水檢驗二氧化碳是否除盡，用排水法收集氧氣，根據氧氣體積可以計算過氧化鈉的質量，進而計算樣品中過氧化鈉的質量分數；
(2)實驗I說明中間產物為過氧化氫，且過氧化氫沒有完全分解為氧氣，導致測定氧氣體積偏小；
實驗Ⅱ：反應后的溶液中有硫酸剩余，可以使紅色酚酞溶液褪色；
實驗Ⅲ：加入的氫氧化鈉先中和剩余的硫酸，過量的氫氧化鈉式溶液顯紅色，過氧化氫具有強氧化性，又使溶液紅色褪去；
(3)稱取一定質量的樣品(m)，加熱733873使之分解，用量氣裝置測定常溫常壓下生成氧氣體積(V)，然后進行有關計算，或者稱取一定質量的樣品(m)，進入少量二氧化錳，再加入足量的水，用量氣裝置測定常溫常壓下生成氧氣體積(V)，然后進行有關計算。

(1)①鈉與氧氣反應可以得到氧化鈉、過氧化鈉，二者均與二氧化碳反應得到碳酸鈉，與水反應會得到氫氧化鈉，由信息可以知道鈉與氮氣不反應，而碳酸氫鈉受熱分解，Na2O2 中可能含有的雜質為Na2CO3、Na2O、NaOH，
因此，本題正確答案是：BCD；
②燒瓶中過氧化鈉與硫酸反應生成硫酸鈉、氧氣與水，反應方程式為：2Na2O2+2H2SO4=2Na2SO4+O2↑+2H2O ，

用濃氫氧化鈉溶液吸收可能氧氣中混有二氧化碳，澄清石灰水檢驗二氧化碳是否除盡，用排水法收集氧氣，根據氧氣體積可以計算過氧化鈉的質量，進而計算樣品中過氧化鈉的質量分數，測定裝置的接口從左至右正確的連接順序是aedfgh，
因此，本題正確答案是：2Na2O2+2H2SO4=2Na2SO4+O2↑+2H2O；aedfgh；
(2) 實驗I說明中間產物為過氧化氫，且過氧化氫沒有完全分解為氧氣，導致測定氧氣體積偏小，所以能夠證明乙組分析正確的最佳方案是實驗I；
實驗Ⅱ：反應后的溶液中有硫酸剩余，可以使紅色酚酞溶液褪色，所以溶液褪色的原因不一定是被漂白；
實驗Ⅲ：加入的氫氧化鈉先中和剩余的硫酸，過量的氫氧化鈉式溶液顯紅色，過氧化氫具有強氧化性，又使溶液紅色褪去，反應溶液中存在的中間產物與酚酞作用的條件是堿性條件,
因此，本題正確答案是：偏小；I；II ；I 中有硫酸存在，所以溶液褪色的原因不一定是被漂白；

(3) 稱取一定質量的樣品(m)，加熱733873使之分解，用量氣裝置測定常溫常壓下生成氧氣體積(V)，然后進行有關計算，或者稱取一定質量的樣品(m)，進入少量二氧化錳，再加入足量的水，用量氣裝置測定常溫常壓下生成氧氣體積(V)，然后進行有關計算，

因此，本題正確答案是：稱取一定質量的樣品(m)，加熱 733873K 使之分解，用量氣裝置測定常溫常壓下生成氧氣體積(V)，然后進行有關計算。