Question

【題目】一種名為“污漬爆炸鹽”的洗滌產品能高效去除衣物上的頑固污漬，某校化學研 究性學習小組的同學在老師的指導下對該產品開展了以下探究活動。

（查閱資料）“污漬爆炸鹽”的主要成分是過碳酸鈉（相對分子質量為 122），它是一種白 色固體粉末，易溶于水且能與水反應生成一種碳酸鹽和一種強氧化性的物 質，是當前使用最為廣泛的洗滌助劑之一。

（實驗探究一）過碳酸鈉的化學組成

為探究過碳酸鈉的化學組成，同學們設計了以下實驗，請按要求完成表格內容：

序號	實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗分步結論（或解釋）
①	向盛有過碳酸鈉固體的試管中加入適量水 向所得溶液中加入適量 的二氧化錳粉末	固體溶解，有大量氣泡 產生	過碳酸鈉可溶于水，并且能與水反應。
②	將帶火星的木條置于試 管口	木條復燃	在試管中產生的氣體是_______；過碳酸鈉溶于水能生成___________（填化學式）。
③	取序號③試管中的上層清液加入氯化鈣溶液	產生白色沉淀	反應的化學方程式：___________。
小結	過碳酸鈉的化學式是_________；過碳酸鈉與水反應的化學方程式是______。

（實驗探究二）過碳酸鈉含量測定

老師給同學們一份含碳酸鈉雜質的過碳酸鈉樣品（不含其它雜質），要求設計方案測定 該樣品中過碳酸鈉的含量，同學們經討論設計了如下圖所示的實驗裝置。圖中裝置 B 盛裝 氫氧化鈉溶液、C 盛裝澄清石灰水、D 盛裝濃硫酸，E、F 均裝入干燥的堿石灰（主要成分： 氧化鈣和氫氧化鈉的固體混合物；可吸收二氧化碳和水蒸氣）

（1）首先關閉活塞 K、K2,打開活塞 K1、K3、K4，通入一段時間的氮氣排出錐形瓶中的空氣，此時裝置 B 的作用是____________；

（2）依次關閉活塞 K1、K3、K4，打開活塞 K2、K，此時錐形瓶中反應生成的氣體是__________， 反應完全后關閉活塞 K，再次打開活塞 K1 通入氮氣的作用是__________；

（3）同學們根據 E 裝置在測定前后的質量差計算出了樣品中過碳酸鈉的含量。裝置 F 的作用是__________。

Answer 1

【答案】氧氣 H2O2和Na2CO3 Na2CO4 除去空氣中的二氧化碳，防止空氣中的二氧化碳進入E裝置 二氧化碳和氧氣 將裝置中的氣體排出，被E裝置吸收 防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳進入E裝置被吸收，影響實驗結果

【解析】

實驗探究一：②由資料可知，過碳酸鈉易溶于水且能與水反應生成一種碳酸鹽和一種強氧化性的物質，將過碳酸鈉溶于水，并向溶液中加入適量的二氧化錳粉末，將帶火星的木條置于試管口，木條復燃，說明產生的氣體是氧氣；

過氧化氫可在二氧化錳的催化下生成氧氣，故強氧化性物質為過氧化氫，根據質量守恒定律，化學反應前后，原子的種類不變，故碳酸鹽為碳酸鈉，故過碳酸鈉溶于水能生成H2O2和Na2CO3；

取序號③試管中的上層清液加入氯化鈣溶液，可產生白色沉淀，碳酸鈉可與氯化鈣反應生成碳酸鈣和氯化鈉，其化學反應方程式為：；

由實驗可知，過碳酸鈉與水反應生成碳酸鈉和過氧化氫，說明過碳酸鈉中含氧量比碳酸鈉高，已知過碳酸鈉的相對分子質量為122，碳酸鈉的相對分子質量為106，所以過碳酸鈉的化學式應為：Na2CO4；

過碳酸鈉與水反應的化學方程式為：；

實驗探究二：

（1）裝置B中的氫氧化鈉可與空氣中的二氧化碳反應，除去空氣中的二氧化碳，防止空氣中的二氧化碳進入E裝置；

（2）依次關閉活塞 K1、K3、K4，打開活塞 K2、K，將稀硫酸注入錐形瓶中，過碳酸鈉可與水反應生成碳酸鈉和過氧化氫，過氧化氫在二氧化錳的催化下生成水和氧氣，碳酸鈉和稀硫酸反應生成硫酸鈉、二氧化碳和水，故錐形瓶中反應生成的氣體是氧氣和二氧化碳，氣體可通過K2進入D，D中的濃硫酸將氣體中的水蒸氣除去，裝置E中的堿石灰可吸收生成的二氧化碳，反應完全后關閉活塞 K，再次打開活塞 K1 通入氮氣的作用是將裝置中的氣體排出，被E裝置完全吸收；

（3）裝置F中為堿石灰，堿石灰可吸收空氣中的二氧化碳和水蒸氣，防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進入E裝置被吸收，影響實驗結果。