Question

某種含有少量氧化鈉的過(guò)氧化鈉試樣（已知試樣質(zhì)量為1.560 g、錐形瓶和水的質(zhì)量為190.720 g），利用下圖裝置測(cè)定混合物中Na₂O₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，每隔相同時(shí)間讀得電子天平的數(shù)據(jù)如表：

 

	讀數(shù)次數(shù)	質(zhì)量（g）
錐形瓶+水+試樣	第一次	192.214
	第二次	192.164
	第三次	192.028
	第四次	192.010
	第五次	192.010

 (1)寫出Na₂O₂和H₂O反應(yīng)的化學(xué)方程式                                          。

(2)計(jì)算過(guò)氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)時(shí)，必需的數(shù)據(jù)是                 ，不必作第六次讀數(shù)的原因是                                                                         。

(3)測(cè)定上述樣品（1.560 g）中Na₂O₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的另一種方案，其操作流程如下：

            

①操作Ⅱ的名稱是                                                             。

②需直接測(cè)定的物理量是                                                       。

③測(cè)定過(guò)程中需要的儀器有電子天平、蒸發(fā)皿、酒精燈，還需要       、        （固定、夾持儀器除外）。

④在轉(zhuǎn)移溶液時(shí)，如溶液轉(zhuǎn)移不完全，則Na₂O₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)定結(jié)果          （填“偏大”“偏小”或“不變”）。

Answer 1

解析：（1）2Na₂O₂+2H₂O4NaOH+O₂↑

（2）w(Na₂O₂)= ×100%，計(jì)算w(Na₂O₂)所需的m(試樣)已知，而所需的m(Na₂O₂)需要借助反應(yīng)的化學(xué)方程式和儀器測(cè)量的數(shù)據(jù)計(jì)算出來(lái)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中電子天平顯示的總質(zhì)量不斷減小，這是由反應(yīng)產(chǎn)生的O₂逸出而引起的。Na₂O₂完全反應(yīng)時(shí)，產(chǎn)生O₂的質(zhì)量等于試樣、錐形瓶和水的總質(zhì)量減去反應(yīng)終止時(shí)錐形瓶和反應(yīng)混合液的總質(zhì)量（電子天平第四次或第五次顯示的質(zhì)量）。借助反應(yīng)的方程式和產(chǎn)生O₂的質(zhì)量即可計(jì)算出所需的數(shù)據(jù)m(Na₂O₂)。綜合以上分析，計(jì)算Na₂O₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)時(shí)，需要試樣質(zhì)量、錐形瓶和水的質(zhì)量、第四（或五）次讀數(shù)（或用具體數(shù)值表示），共三個(gè)數(shù)據(jù)。不必作第六次讀數(shù)的原因是第四和第五次讀數(shù)時(shí)錐形瓶?jī)?nèi)質(zhì)量已達(dá)恒重。（3）試樣中加入鹽酸時(shí)發(fā)生下列反應(yīng)：Na₂O₂+2HCl2NaCl+H₂O₂，Na₂O+2HCl2NaCl+H₂O，找不到這兩個(gè)反應(yīng)之后有計(jì)算價(jià)值的可測(cè)數(shù)據(jù)，必須再加熱使H₂O₂分解，并使剩余的HCl和H₂O揮發(fā)掉，才能稱量NaCl的質(zhì)量這一有計(jì)算價(jià)值的數(shù)據(jù)。依據(jù)這一測(cè)量思路，可以確定實(shí)驗(yàn)操作流程中的操作Ⅰ是在加熱條件下反應(yīng)，操作Ⅱ是加熱蒸干溶液，還需要直接測(cè)定的物理量是蒸干后的NaCl固體的質(zhì)量，還需要的儀器是燒杯、玻璃棒。計(jì)算時(shí)，設(shè)Na₂O₂、Na₂O的質(zhì)量分別為m₁、m₂，利用所測(cè)數(shù)據(jù)可列出如下兩個(gè)方程式：m₁+m₂=1.560 g，(×2+×2)×58.5 g·mol^-1=m(NaCl)，計(jì)算結(jié)果為w(Na₂O₂)=78 g-53m(NaCl)。當(dāng)溶液轉(zhuǎn)移不完全時(shí)，所測(cè)m(NaCl)偏小，則計(jì)算所得w(Na₂O₂)偏大。

答案：（1）2Na₂O₂+2H₂O4NaOH+O₂↑

（2）試樣質(zhì)量、錐形瓶和水的質(zhì)量、第四（或五）次讀數(shù)（或用具體數(shù)值表示）  錐形瓶?jī)?nèi)質(zhì)量已達(dá)恒重

（3）①蒸發(fā)

②NaCl的質(zhì)量

③燒杯玻璃棒

④偏大