Question

某研究性學習小組對“鈉在空氣中燃燒的產(chǎn)物”進行了探究．其實驗過程為：取一小塊鈉在空氣中加熱片刻后與一定量的水反應，收集到V mL（標準狀況）氣體，向所得溶液中滴入1.000mol?L^-1的鹽酸溶液30.00mL恰好中和完全．實驗裝置如圖所示．試回答下列問題：
（1）甲、乙、丙三套裝置共有

 

處錯誤．
（2）丙的操作中，若以酚酞作指示劑，滴定終點時錐形瓶內(nèi)溶液顏色的變化是

 

．
（3）若V=168，在一定條件下將其引燃，恰好完全反應．請將鈉塊在空氣中加熱片刻后所得到的固體成分及其質量填入下表：（表格可不填滿也可補充）

成分
質量/g

Answer 1

考點：探究物質的組成或測量物質的含量

專題：

分析：（1）分液漏斗的瓶塞沒有打開，無法流出水；排水法測量氣體體積時，進氣管應該短、出氣管長；消耗了30.00mL鹽酸，應該使用50ml的酸式滴定管；
（2）滴定結束前溶液為紅色，滴定結束后溶液變成無色，據(jù)此判斷滴定終點；
（3）鈉在空氣中加熱反應生成過氧化鈉、氧化鈉，過氧化鈉與水反應生成氧氣，鈉與水反應生成氫氧化鈉和氫氣，依據(jù)鹽酸與氫氧化鈉反應結合鈉原子個數(shù)守恒計算生成氫氧化鈉的物質的量，依據(jù)產(chǎn)生氫氣與氧氣在適當條件下點燃，恰好完全反應，結合方程式計算鈉和過氧化鈉的質量．

解答： 解：（1）乙裝置中分液漏斗的瓶塞應該打開，否則水無法流出；集氣瓶中導氣管應該進氣管短、出氣管長，才能夠排水測量氣體體積；丙裝置中滴定管應該選用50mL的滴定管，所以有3處錯誤，
故答案為：三；
（2）丙的操作中，若以酚酞作指示劑，滴定結束前溶液顯示堿性，則溶液為紅色，恰好反應時溶液為中性，則溶液變?yōu)闊o色，所以滴定終點時錐形瓶內(nèi)溶液顏色的變化為：淺紅色或紅色變成無色，且半分鐘內(nèi)不變色，
故答案為：淺紅色或紅色變成無色，且半分鐘內(nèi)不變色；
（3）解：設反應后的固體中鈉物質的量為xmol，過氧化鈉的物質的量為ymol，氧化鈉的質量為z；
收集到氣體體積n=

0.168L

22.4L/mol

=0.0075mol；消耗鹽酸的物質的量為：n（HCl）=1.00mol?L^-1×0.03L=0.03mol，
設鈉的物質的量為x，過氧化鈉的物質的量為y，氧化鈉的物質的量為zmol，
鈉與水反應方程式：2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑，
                 2        2    1 
                 x      x     0.5x
過氧化鈉與水反應的方程式為：2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑，
                           2         4     1
                           y         2y    0.5y           
根據(jù)氣體總物質的量可得：①0.5x+0.5y=0.0075mol；
氧化鈉與水反應：Na₂O+H₂O=2NaOH，
                 1       2
                z        2z
氫氧化鈉與鹽酸反應方程式：NaOH+HCl=NaCl+H₂O，
                            1     1
                          x+2y x+2y+2z              
則：②x+2y+2z=0.03mol，
氫氣與氧氣反應的方程式：2H₂+O₂=2H₂O；
                     2   1
                   0.5x 0.5y                
氣體恰好反應，則：③0.5x：0.5y=2：1，
聯(lián)立①②③解得：x=0.01mol、y=0.005mol、z=0.05mol，
則鈉的質量為：0.01mol×23g/mol=0.23g，
過氧化鈉的質量為：0.005mol×78g/mol=0.39g，
氧化鈉的質量為：0.005mol×62g/mol=0.31g，
故答案為：

成分	Na2O	Na	Na2O2
質量/g	0.31	0.23	0.39

．

點評：本題考查了探究物質組成的實驗，題目難度中等，明確化學實驗基本操作方法及中和滴定原理為解答關鍵，試題側重考查學生的分析、理解能力及化學實驗能力，（3）為難點，注意發(fā)生反應原理及化學計算方法．