Question

過(guò)碳酸鈉（Na₂CO₄）在洗滌、印染、造紙、醫(yī)藥衛(wèi)生等領(lǐng)域有大量應(yīng)用．
已知：過(guò)碳酸鈉與硫酸溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式如下：
Na₂CO₄+H₂SO₄→Na₂SO₄+H₂O₂+CO₂↑      2H₂O₂→2H₂O+O₂↑為測(cè)定已變質(zhì)的過(guò)碳酸鈉（含碳酸鈉）的純度，設(shè)計(jì)如圖所示的實(shí)驗(yàn)：Q為-具有良好的彈性的氣球（不與反應(yīng)物和生成物反應(yīng)），稱(chēng)取一定量的樣品和少量二氧化錳放于其中，按圖安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，打開(kāi)分液漏斗的活塞，將稀H₂SO₄滴入氣球中．
（1）Q內(nèi)發(fā)生反應(yīng)生成的氣體為

CO₂、O₂

．導(dǎo)管a作用是

平衡分液漏斗上、下的壓強(qiáng)，使稀H₂SO₄順利滴下

．
（2）為測(cè)出反應(yīng)時(shí)生成氣體的總體積，滴稀H₂SO₄前必須關(guān)閉K₁、K₂，打開(kāi)K₃．當(dāng)上述反應(yīng)停止，將K₁、K₂、K₃處于關(guān)閉狀態(tài)，然后先打開(kāi)K₂，再緩緩打開(kāi)K₁，這時(shí)可觀察到的現(xiàn)象是

氣球Q慢慢縮小，左側(cè)導(dǎo)管有氣泡生成

，b中裝的堿石灰的作用是

吸收二氧化碳

．
（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，量筒I中有xmL水，量筒Ⅱ中收集到y(tǒng)mL氣體（上述體積均已折算到標(biāo)準(zhǔn)狀況），則過(guò)碳酸鈉的純度是

12200y

53x+69y

%

（式量：Na₂CO₄-122，Na₂CO₃-106）．
（4）某同學(xué)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的過(guò)碳酸鈉的純度超過(guò)100%，你認(rèn)為可能的原因是

BC

A．氣體滯留在Q和導(dǎo)氣管中，未全部進(jìn)入量筒Ⅱ
B．量筒Ⅱ讀數(shù)時(shí)，量筒液面高于水槽液面
C．右側(cè)量筒Ⅰ和儲(chǔ)液集氣瓶連接導(dǎo)管內(nèi)的液體沒(méi)有計(jì)入讀數(shù)x
D．氣體體積數(shù)值x、y沒(méi)有扣除滴加的硫酸的體積．

Answer 1

分析：（1）變質(zhì)的過(guò)碳酸鈉中含有碳酸鈉，加入酸能生成CO₂、O₂，為使分液漏斗內(nèi)液體順利流下，應(yīng)是分液漏斗內(nèi)外壓強(qiáng)相等；
（2）將K₁、K₂、K₃處于關(guān)閉狀態(tài)，然后先打開(kāi)K₂，再緩緩打開(kāi)K₁，氣體進(jìn)入左側(cè)容器，氣球逐漸變小，堿石灰能吸收二氧化碳；
（3）關(guān)閉K1并預(yù)先關(guān)閉K₂，打開(kāi)K₃，此時(shí)氣球膨脹的體積與量筒Ⅰ所接受的水的體積相等，此為CO₂與O₂的體積之和；待氣球中反應(yīng)完全，關(guān)閉K₃，打開(kāi)K₂，再緩緩打開(kāi)K₁，此時(shí)氣球漸癟，氣體通過(guò)分液漏斗再經(jīng)干燥管b進(jìn)入量筒Ⅱ，此時(shí)CO₂被干燥管中的吸收劑吸收，量筒Ⅱ中水的體積即為O₂ 的體積，從而可以求出Na₂O₂與Na₂CO₃的物質(zhì)的量之比，進(jìn)一步求出
Na₂O₂的純度；
（4）根據(jù)測(cè)得的過(guò)碳酸鈉的純度超過(guò)100%，所測(cè)氧氣的體積偏大判斷．

解答：解：（1）變質(zhì)的過(guò)碳酸鈉中含有碳酸鈉，加入酸能生成CO₂、O₂，反應(yīng)的方程式分別為Na₂CO₄+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O₂+CO₂↑，2H₂O₂→2H₂O+O₂↑，Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑，
為使分液漏斗內(nèi)液體順利流下，應(yīng)是分液漏斗內(nèi)外壓強(qiáng)相等，
故答案為：CO₂、O₂；平衡分液漏斗上、下的壓強(qiáng)，使稀H₂SO₄順利滴下；
（2）將K₁、K₂、K₃處于關(guān)閉狀態(tài)，然后先打開(kāi)K₂，再緩緩打開(kāi)K₁，氣體進(jìn)入左側(cè)容器，氣球逐漸變小，量筒Ⅱ目的為測(cè)量氧氣的體積，氧氣中混有二氧化碳，應(yīng)用堿石灰吸收，
故答案為：氣球Q慢慢縮小，左側(cè)導(dǎo)管有氣泡生成；吸收二氧化碳；
（3）關(guān)閉K1并預(yù)先關(guān)閉K₂，打開(kāi)K₃，此時(shí)氣球膨脹的體積與量筒Ⅰ所接受的水的體積相等，此為CO₂與O₂的體積之和；待氣球中反應(yīng)完全，關(guān)閉K₃，打開(kāi)K₂，再緩緩打開(kāi)K₁，此時(shí)氣球漸癟，氣體通過(guò)分液漏斗再經(jīng)干燥管b進(jìn)入量筒Ⅱ，此時(shí)CO₂被干燥管中的吸收劑吸收，量筒Ⅱ中水的體積即為O₂ 的體積，
則n（O₂）=

y×10-3L

22.4L/mol

=

y×10-3

22.4

mol，n（O₂）+n（CO₂）=

x×10-3

22.4

mol，所以n（CO₂）=

(x-y)×10-3

22.4

mol，
由：2Na₂CO₄～2H₂O₂～O₂，可知n（Na₂CO₄）=

y×10-3

11.2

mol，
由：Na₂CO₃～CO₂，可知n（Na₂CO₃）=

(x-y)×10-3

22.4

mol，
所以：ω（Na₂CO₄）=

y×10-3 11.2 ×122

y×10-3 11.2 ×122+ (x-y)×10-3 22.4 ×106

×100%=

12200y

53x+69y

%，
故答案為：

12200y

53x+69y

%；
（4）A．氣體滯留在Q和導(dǎo)氣管中，未全部進(jìn)入量筒Ⅱ，會(huì)導(dǎo)致氧氣的體積偏小，過(guò)碳酸鈉的純度偏小，故A錯(cuò)誤；
B．量筒Ⅱ讀數(shù)時(shí)，量筒液面高于水槽液面，會(huì)導(dǎo)致體積偏大，過(guò)碳酸鈉的純度偏大，故B正確；
C．右側(cè)量筒Ⅰ和儲(chǔ)液集氣瓶連接導(dǎo)管內(nèi)的液體沒(méi)有計(jì)入讀數(shù)x，會(huì)導(dǎo)致總體積偏小，氧氣的體積偏大，過(guò)碳酸鈉的純度偏大，故C正確；
D．氣體體積數(shù)值x、y沒(méi)有扣除滴加的硫酸的體積，對(duì)測(cè)量結(jié)果無(wú)影響，故D錯(cuò)誤．
故答案為：BC．

點(diǎn)評(píng)：本題考查混合物含量的測(cè)定，題目難度較大，本題易錯(cuò)點(diǎn)為（3）（4），注意量筒Ⅰ、Ⅱ的作用，根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式計(jì)算．