Question

15．過氧化鈉保存不當會變質．現有一瓶已變質的過氧化鈉，某課外活動小組的同學猜想變質后的物質可能是碳酸鈉．他們進行如下實驗：
（1）取少量樣品于試管中，加入水配制成溶液，滴加氯化鋇或氯化鈣溶液，觀察到有白色沉淀產生，說明樣品中含有Na₂CO₃．
（2）為了粗略測定過氧化鈉的質量分數，該小組同學稱取ag樣品，并設計用如圖裝置來測定過氧化鈉的質量分數．

上圖中的E和F構成量氣裝置，用來測定O₂的體積．
①將儀器連接好以后，必須進行的第一步操作是檢查裝置的氣密性．
②寫出裝置B和C中發(fā)生反應的化學方程式：
裝置B：NaHCO₃+HCl=CO₂↑+H₂O+NaCl．
裝置C：2CO₂+2Na₂O₂=2Na₂CO₃+O₂、2H₂O+2Na₂O₂=4NaOH+O₂↑．
③NaOH的作用是吸收混合氣體中二氧化碳，便于測量氧氣的體積．
④待反應停止時，讀出氣體體積的正確操作步驟是BCA（填序號）．
A．正確讀出量筒內水的體積；
B．使量筒和廣口瓶內氣體都冷卻至室溫；
C．調整量筒高度，使廣口瓶和量筒內液面高度相平
⑤將測得氧氣體積折算成標準狀況下體積為b mL，則樣品中過氧化鈉的質量分數為$\frac{39V}{56a}$%．

Answer 1

分析 （1）碳酸根離子和Ca²⁺或Ba²⁺生成碳酸鈣或碳酸鋇沉淀；
（2）根據實驗原理可知，該實驗裝置中有氣體參加反應，所以實驗開始時要先檢查裝置的氣密性，A裝置鹽酸和大理石反應制取二氧化碳，B裝置用來除去揮發(fā)的氯化氫，C裝置中過氧化鈉和二氧化碳反應，D裝置用來吸收未反應的二氧化碳，E、F用來量取生成氣體的體積，依據量筒讀取液體體積時需要先冷卻至室溫及和集氣瓶液面相平確定操作順序；依據生成氧氣的體積計算物質的量，結合化學方程式計算得到過氧化鈉物質的量，得到過氧化鈉的質量分數．

解答 解：（1）碳酸根離子和Ca²⁺或Ba²⁺生成碳酸鈣或碳酸鋇沉淀，滴加氯化鋇或氯化鈣生成白色沉淀，證明含碳酸根離子，
故答案為：氯化鋇或氯化鈣；
（2）①根據實驗原理可知，該實驗裝置中有氣體參加反應，所以實驗開始時要先檢查裝置的氣密性，
故答案為：檢查裝置的氣密性；
②B中二氧化碳中氯化氫和碳酸氫鈉反應生成氯化鈉、二氧化碳和水，反應的方程式為：NaHCO₃+HCl=CO₂↑+H₂O+NaCl，C裝置中過氧化鈉和二氧化碳以及水反應生成碳酸鈉、氫氧化鈉和氧氣，反應方程式為2CO₂+2Na₂O₂=2Na₂CO₃+O₂、2H₂O+2Na₂O₂=4NaOH+O₂↑，
故答案為：NaHCO₃+HCl=CO₂↑+H₂O+NaCl；2CO₂+2Na₂O₂=2Na₂CO₃+O₂；2H₂O+2Na₂O₂=4NaOH+O₂↑；
③氫氧化鈉和二氧化碳反應，吸收二氧化碳，便于測量氧氣的體積，故答案為：吸收混合氣體中二氧化碳，便于測量氧氣的體積；
④直接讀取氣體體積，不冷卻到室溫，會使溶液體積增大，讀出結果產生誤差，故應先冷卻至室溫，調整量筒內外液面高度使之相同，使裝置內壓強和外界壓強相同，視線與凹液面的最低點相平讀取量筒中水的體積是正確的讀取方法，故操作步驟為：BCA，
故答案為：BCA；
⑤測定出量筒內水的體積后，折算成標準狀況下氧氣的體積為VmL，物質的量=$\frac{V×1{0}^{-3}L}{22.4L/mol}$，則樣品中過氧化鈉的質量分數為=$\frac{\frac{V×1{0}^{-3}}{22.4}mol×2×78g/mol}{ag}$×100%=$\frac{39V}{56a}$%，
故答案為：$\frac{39V}{56a}$%．

點評 本題考查了物質組成的實驗探究方法，實驗設計方法，實驗計算應用，裝置圖的分析判斷是解題關鍵，題目難度中等．