Question

3．“氧泡泡”系列產(chǎn)品去污能力強(qiáng)、綠色環(huán)保，已成為中國氧系清潔品類領(lǐng)導(dǎo)品牌，其主要成分是過碳酸鈉（2Na₂CO₃•3H₂O₂）．某化學(xué)活動(dòng)小組對(duì)過碳酸鈉產(chǎn)生了濃厚的興趣，決定對(duì)其進(jìn)行探究．
【查閱資料】
Ⅰ．過碳酸鈉在水中易離解成Na₂CO₃和H₂O₂，其水溶液具有Na₂CO₃和H₂O₂的雙重性質(zhì)；
Ⅱ．過碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)：2（2Na₂CO₃•3H₂O₂）+8HCl═8NaCl+4CO₂↑+3O₂↑+10H₂O；
Ⅲ．過碳酸鈉的去污能力主要與其在反應(yīng)中釋放處的“活性氧”有關(guān)，“活性氧”含量越高，去污能力越強(qiáng)．
（1）20℃時(shí)，測(cè)得1%過碳酸鈉水溶液的pH為10.5，說明其溶液呈堿性（選填“酸性”、“中性”或“堿性”）．
（2）向過碳酸鈉水溶液中加入少量MnO₂時(shí)產(chǎn)生大量氣泡，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（3）過碳酸鈉樣品中“活性氧”含量可按如下公式計(jì)算：
“活性氧”含量=$\frac{樣品與足量鹽酸反應(yīng)生成的氧氣質(zhì)量}{樣品質(zhì)量}$×100%
為測(cè)定某過碳酸鈉樣品中“活性氧”含量，取20g樣品按如圖實(shí)驗(yàn)裝置與足量鹽酸反應(yīng)．（已知樣品中雜質(zhì)不溶于水且不與鹽酸反應(yīng)，裝置氣密性良好）
①將鹽酸慢慢地入A中，反應(yīng)一段時(shí)間，觀察到?jīng)]有氣泡生成，停止滴加鹽酸．
②裝置B可吸收生成的CO₂，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O．
③甲同學(xué)認(rèn)為若要得出生成氧氣的質(zhì)量，除要記錄量筒內(nèi)液體的讀數(shù)外，還需要知道的數(shù)據(jù)是該實(shí)驗(yàn)條件下的密度．
④將反應(yīng)后A中所得溶液過濾、蒸發(fā)、結(jié)晶、烘干，稱得固體質(zhì)量為11.7g，乙同學(xué)據(jù)此計(jì)算出該過碳酸鈉樣品的“活性氧”含量，寫出其計(jì)算過程．
⑤完成上述探究后，丙同學(xué)提出：稱量反應(yīng)前后裝置B的質(zhì)量，其質(zhì)量差就是反應(yīng)生成CO₂的質(zhì)量，據(jù)此可計(jì)算出樣品中“活性氧”含量．但丁同學(xué)認(rèn)為該方案不合理，丁同學(xué)的理由是鹽酸揮發(fā)出的氯化氫氣體進(jìn)入到B中（填寫一條即可）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)酸堿度與酸堿性的關(guān)系分析回答；
（2）根據(jù)過氧化氫在二氧化錳的作用下分解生成了氧氣寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（3）①根據(jù)過碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)生成了氣體分析回答；
②根據(jù)二氧化碳能與氫氧化鈉反應(yīng)寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式；．
③根據(jù)氧氣的體積和密度可以求出氧氣的質(zhì)量分析回答．
④根據(jù)過碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)生成的氯化鈉的質(zhì)量可求出氧氣的質(zhì)量，據(jù)此可求出過碳酸鈉樣品的“活性氧”含量．
⑤根據(jù)鹽酸易揮發(fā)出氯化氫氣體分析回答．

解答 解：（1）20℃時(shí)，測(cè)得1%過碳酸鈉水溶液的pH為10.5，大于7，說明其溶液呈堿性．
（2）由于過氧化氫在二氧化錳的作用下分解生成了氧氣，所以向過碳酸鈉水溶液中加入少量MnO₂時(shí)產(chǎn)生大量氣泡，該氣體是氧氣，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（3）①由于過碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)生成了二氧化碳和氧氣，所以將鹽酸慢慢地入A中，反應(yīng)一段時(shí)間，觀察到?jīng)]有氣泡生成，停止滴加鹽酸．
②由于氫氧化鈉能與二氧化碳反應(yīng)，所以裝置B可吸收生成的CO₂，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是：CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O．
③由題意可知，由量筒可讀出氧氣的體積，若要得出生成氧氣的質(zhì)量，除要記錄量筒內(nèi)液體的讀數(shù)外，還需要知道的數(shù)據(jù)是該實(shí)驗(yàn)條件下的密度．
④設(shè)生成的氧氣的質(zhì)量為x，
2（2Na₂CO₃•3H₂O₂）+8HCl═8NaCl+4CO₂↑+3O₂↑+10H₂O
                                             468                  96
                                             11.7g               x
$\frac{468}{96}=\frac{11.7g}{x}$   解得：x=2.4g
過碳酸鈉樣品的“活性氧”含量是：$\frac{2.4g}{20g}×100%$=12%；
⑤由于鹽酸易揮發(fā)出氯化氫氣體，完成上述探究后，丙同學(xué)提出：稱量反應(yīng)前后裝置B的質(zhì)量，其質(zhì)量差就是反應(yīng)生成CO₂的質(zhì)量，據(jù)此可計(jì)算出樣品中“活性氧”含量．該方案不合理，理由是鹽酸揮發(fā)出的氯化氫氣體進(jìn)入到B中．
故答為：（1）堿性；（2）2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．（3）①?zèng)]有氣泡生成．②CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O．③密度．④12%；⑤不合理，鹽酸揮發(fā)出的氯化氫氣體進(jìn)入到B中．

點(diǎn)評(píng) 本題通過“氧泡泡”考查了氧氣的制取二氧化碳的性質(zhì)，綜合性很強(qiáng)，但難度不大，利用已有的知識(shí)分析解答即可．