Question

（15分）某化學研究小組為測定Na₂O₂樣品（僅含Na₂O雜質）的純度，設計了兩種實驗方案進行探究。

[實驗一]取樣品0.100 g，用右圖所示實驗裝置進行測定。（夾持裝置省略）

（1）檢查裝置A氣密性的方法是 　　　　　　　　　　　　　。

（2）若在實驗過程中共產生氣體11.20 mL（已折算成標準狀況），則樣品中Na₂O₂的純度為　　　 　　　　　　　　　　　。

[實驗二]樣品溶于水后用鹽酸滴定

（3）取一定量樣品溶于水并稀釋至250 mL，配制時，所用到的玻璃儀器除了燒杯和玻璃棒外，還需用到　　　　　　　　　　　。

（4）取上述所配溶液各25.00 mL，用一定濃度的標準鹽酸滴定，平行實驗記錄如下表：

實驗次數	第一次	第二次	第三次	第四次
標準鹽酸體積（mL）	23.00	24.98	25.00	25.02

由表中數據可知，標準鹽酸體積的平均值為　　　　　　 　　　mL。若滴定前用上述所配溶液潤洗錐形瓶，對測定鹽酸體積產生的影響是　　　　　　　　　 （填“偏高”、“偏低”或“無影響”）。

[實驗分析]實驗結果對比分析

（5）小組同學對比兩個實驗發現，實驗一測得的Na₂O₂樣品的純度比理論值明顯偏小。經過分析，小組同學認為，明顯偏差不是由操作失誤和裝置缺陷引起的，可能是反應原理上的原因。查閱資料發現：

Na₂O₂與水反應產生的H₂O₂未完全分解。

①寫出Na₂O₂與水生成H₂O₂的化學方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

②若將實驗一稍加改進，就能使測定結果接近理論值，寫出改進方案：　　　　　　　　。

 

Answer 1

【答案】

（1）夾緊止水夾，向分液漏斗中加水，旋開活塞，一段時間后，

若水不能順利流下，證明氣密性良好（其他合理答案均給分）。

（2）78.0%

（3）250 mL容量瓶、膠頭滴管

（4）25.00       偏高

（5）①Na₂O₂+2H₂O＝2NaOH+ H₂O₂

②反應前向Na₂O₂樣品中加入少量MnO₂（或其他合理答案）

【解析】

試題分析：本題以測定過氧化鈉的質量分數為實驗目的，考查定量實驗的測定方法及操作步驟。

（1）檢查裝置A氣密性主要是防止活塞處漏氣，所以要夾緊止水夾，向分液漏斗中加水，旋開活塞，一段時間后，若水不能順利流下，證明氣密性良好；或者關閉分液漏斗活塞，右側的導管插入水中，用手捂住分液漏斗，看是否有氣泡產生，冷卻后是否有一段水柱形成。

（2）氣體11.20 mL，說明氧氣為0.0005mol，則過氧化鈉為0.001mol，質量為0.078g，質量分數為78%。

（3）稀釋至250 mL，需用到250 mL容量瓶，定容時還需要用到膠頭滴管。

（4）由表中數據可知，第一組數據誤差大，要舍去，后三組平均值是25.00mL。若滴定前用上述所配溶液潤洗錐形瓶，相當于增加了待測液的量，滴定液會增多，則需要的鹽酸體積增多，計算時會認為氧化鈉偏多，過氧化鈉的質量分數會偏低，這里說的實驗測定結果指的是鹽酸的體積會偏高。

（5）①Na₂O₂與水生成H₂O₂方程式是Na₂O₂+2H₂O＝2NaOH+ H₂O₂。

②實驗一改進的目的是使過氧化氫分解，一般加入使過氧化氫快速分解的催化劑，如二氧化錳，氯化鐵等均可。

考點：考查定量測定物質的純度、氣密性的檢驗、實驗數據的處理能力、中和滴定操作方法及誤差分析。

點評：本題考查學生實驗能力以及過氧化鈉的性質，要求學生具有分析和解決問題的能力，難度較大。