Question

Na₂O₂與水的反應實際是Na₂O₂+2H₂O═2NaOH+H₂O₂，反應放熱，反應放出的熱量使部分H₂O₂受熱分解：2H₂O₂═2H₂O+O₂↑．為了測定某過氧化鈉固體的純度，今做如下實驗：
①稱取過氧化鈉固體2.00g；
②把這些過氧化鈉固體放入氣密性良好的氣體發生裝置中；
③向過氧化鈉中滴加水，用某一量筒排水集氣，量筒內液面在110mL處恰好與水槽內液面相平；
④將燒瓶中的液體轉移到250mL的容量瓶中，然后加入蒸餾水，定容，使液面恰好與刻度相切；
⑤用移液管移取25.00mL容量瓶中的液體，放入錐形瓶中，用過量的稀硫酸酸化，然后用0.01mol/L的KMnO₄溶液去滴定，至終點時用去了24.20mLKMnO₄溶液（此時錳全部以Mn²⁺存在）
（1）有500mL、250mL、150mL的量筒備用，應選用量程為

 

的量筒，理由是

 

；
（2）有酸式和堿式兩種滴定管備用，該實驗應選用

 

，理由是

 

；
（3）在步驟③測量氣體體積時，必須待試管和量筒內的氣體都冷卻到室溫時進行，應選用右圖裝置中

 

，理由是

 

；此時量筒內的液面高于水槽中液面，立即讀數會使Na₂O₂的純度

 

（填“偏高”“偏低”或“不變”）；應進行的操作是

 

；
（4）在步驟⑤中滴定達到終點時，溶液的顏色變化是

 

；
（5）該過氧化鈉的純度為

 

（實驗中得到的氣體體積均看作為標準狀況下）．

Answer 1

分析：（1）用量筒量取液體時應選擇體積接近的量筒，以減少誤差；
（2）酸性和強氧化性的物質應選擇酸式滴定管；
（3）排水法側氣體體積時，量筒內的液面要和水槽中液面相平，所得結果是常溫常壓下的氣體體積；
（4）高錳酸鉀具有氧化性，雙氧水具有還原性，二者可以發生氧化還反應，高錳酸鉀具有紫色；
（5）根據氧氣的量求分解掉雙氧水，再根據H₂O₂與MnO₄^-反應求雙氧水的總量，根據Na₂O₂與水反應求出此樣品中Na₂O₂的純度，過氧化鈉的純度=

m(Na2O2)

m(混合物)

×100%；

解答：解：（1）量筒的量程越小，產生的誤差越小，所以用量筒時應選擇體積接近的量筒，以減少誤差，收集110mL氣體應選擇150mL的量筒，
故答案為：150mL；氣體體積為110mL，量筒的量程越小，產生的誤差越小；
（2）高錳酸鉀是強氧化性的物質，能腐蝕堿式滴定管的乳膠管，所以應選擇酸式滴定管，
故答案為：酸式滴定管；酸性KMnO₄具有強氧化性，能腐蝕堿式滴定管的乳膠管；
（3）氣體冷卻時發生倒吸現象，裝置B能防止倒吸，所以在步驟③測量氣體體積時，選用B裝置；必須待燒瓶和量筒內的氣體都冷卻到室溫時進行，此時量筒內的液面高于水槽中液面，立即讀數由于量筒中氣體壓強小于外界大氣壓，會使收集到的氣體體積偏高，Na₂O₂純度偏高，應慢慢把量筒往下移，使量筒中液面恰好與水槽中液面相平，
故答案為：B，防止氣體冷卻時發生倒吸現象；偏高；應慢慢把量筒往下移，使量筒中液面恰好與水槽中液面相平；
（4）高錳酸鉀具有氧化性，雙氧水具有還原性，二者可以發生氧化還反應，即2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O，高錳酸鉀具有紫色，不需要指示劑來判斷滴定終點，當溶液剛好出現淺紫紅色，并在半分鐘內不褪色，表明達到滴定終點，
故答案為：溶液剛好出現淺紫紅色，并在半分鐘內不褪色；
（5）雙氧水分解掉的量，據2H₂O₂═2H₂O+O₂↑，當生成110mL氧氣時，分解掉雙氧水

0.110L

22.4L/mol

×2≈0.01（mol），根據反應2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O求的剩余雙氧水的量

5×24.20×0.01×10-3×10

2

mol≈0.006mol，所以雙氧水的總量=0.01mol+0.006mol=0.016mol，根據反應Na₂O₂+2H₂O═2NaOH+H₂O₂，可知過氧化鈉的量為0.0016mol，純度=

0.0016mol×78g/mol

2.0g

×100%=62.4%，
故答案為：62.4%

點評：本題考查探究過氧化鈉固體的純度實驗，涉及反應原理、現象、用途等相關知識點，知識面很廣，探究問題較多，側重綜合考查學生分析和解決問題的能力，題目難度中等．