Question

“魚浮靈”主要成分是過(guò)碳酸鈉（xNa₂CO₃?yH₂O₂），俗稱固體雙氧水．興趣小組對(duì)其進(jìn)行以下探究：
【性質(zhì)探究】
（1）取少量“魚浮靈”于試管中加水，有持續(xù)細(xì)小氣泡緩慢放出；向試管中加入少量MnO₂粉末，產(chǎn)生大量氣泡．將帶火星木條伸入試管，木條

 

，說(shuō)明有O₂生成．
（2）取實(shí)驗(yàn)（1）中上層清液，測(cè)得溶液pH＞7；向溶液中滴加足量稀鹽酸，產(chǎn)生大量氣泡；將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水中，出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象，說(shuō)明有

 

生成．
結(jié)論：過(guò)碳酸鈉具有Na₂CO₃和H₂O₂的雙重化學(xué)性質(zhì)．
【工業(yè)制備】（如圖）

（3）穩(wěn)定劑的作用是

 

；穩(wěn)定劑中MgCl₂和Na₂SiO₃發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，生成一種難溶物將過(guò)碳酸鈉粒子包裹住，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
（4）濁液中加入異丙醇的作用是

 

．
（5）操作Ⅱ中洗滌晶體的試劑最好選用

 

（填字母）．
A．飽和NaCl溶液      B、水       C、異丙醇       D、稀鹽酸
（6）根據(jù)如表數(shù)據(jù)，你認(rèn)為上述制備反應(yīng)的最佳溫度范圍是

 

℃．

溫度范圍/℃	5～10	10～15	15～20	20～25
活性氧含量/%	13.94	14.02	15.05	14.46
“魚浮靈”的產(chǎn)率/%	85.49	85.78	88.38	83.01

注：活性氧含量是指產(chǎn)品中能轉(zhuǎn)化為O₂的氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
【組成測(cè)定】利用如圖裝置進(jìn)行產(chǎn)品中活性氧含量測(cè)定和過(guò)碳酸鈉（xNa₂CO₃?yH₂O₂）組成的測(cè)定（雜質(zhì)對(duì)測(cè)定無(wú)影響）．
【查閱資料】①“魚浮靈”中活性氧含量≥13.0%是一等品，≥10.5%是合格品．
②過(guò)碳酸鈉能與酸反應(yīng)放出CO₂和O₂．

（7）實(shí)驗(yàn)前先緩慢通N₂一段時(shí)間，加熱銅網(wǎng)至紅熱后，再緩慢滴入過(guò)量稀硫酸，直至A中樣品完全反應(yīng)；繼續(xù)緩慢通N₂，其目的是

 

．
（8）若先滴入稀硫酸，后加熱銅網(wǎng)，會(huì)導(dǎo)致x：y的值

 

（填“偏大”或“偏小”）．
（9）裝置B的作用是

 

（填序號(hào)）
①除去氣體中的水蒸氣              ②便于觀察和控制氣流速度
（10）實(shí)驗(yàn)測(cè)得C裝置中銅網(wǎng)增重1.2g，D裝置增重2.2g．該產(chǎn)品中活性氧含量為

 

%；屬于

 

（填“一等品”或“合格品”）；x：y=

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的性質(zhì)或變化規(guī)律,常見氣體的檢驗(yàn)與除雜方法,氧氣的檢驗(yàn)和驗(yàn)滿,酸的化學(xué)性質(zhì),物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化和制備,書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專題：科學(xué)探究

分析：（1）二氧化錳是過(guò)氧化氫分解的催化劑，氧氣能使帶火星的木條復(fù)燃；
（2）二氧化碳能使帶澄清石灰水變渾濁，此反應(yīng)可檢驗(yàn)二氧化碳的存在；
（3）實(shí)驗(yàn)中加入穩(wěn)定劑的作用是為防止過(guò)碳酸鈉分解而失效；根據(jù)反應(yīng)物、生成物，書寫化學(xué)方程式；
（4）濁液中加入異丙醇的作用是降低過(guò)碳酸鈉在溶液中的溶解度以提高產(chǎn)率；
（5）因過(guò)碳酸鈉不溶于異丙醇，所以洗滌晶體最好選用異丙醇；
（6）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可以看出，在15℃～20℃時(shí)，活性氧含量最高，魚浮靈產(chǎn)率最高；
（7）實(shí)驗(yàn)前通氮?dú)馐菫榱顺�去裝置內(nèi)的空氣，以防測(cè)定值偏高；實(shí)驗(yàn)后還要繼續(xù)通氮?dú)馐菫榱耸箽埩粼谘b置中的氣體全部被吸收；
（8）若先滴入稀硫酸，后加熱銅網(wǎng)，將使部分氧氣散逸，計(jì)算時(shí)過(guò)氧化氫相對(duì)含量偏小，碳酸鈉相對(duì)含量偏大，導(dǎo)致x：y的值偏大；
（9）裝置B的作用是干燥氣體，防止水分進(jìn)入D裝置使測(cè)定值偏大；同時(shí)便于觀察和控制氣流速度以使反應(yīng)充分進(jìn)行；
（10）C裝置中銅網(wǎng)增重1.2g，則說(shuō)明生成氧氣的質(zhì)量為1.2g，氧氣質(zhì)量占樣品的百分?jǐn)?shù)（活性氧含量）為12%大于10.5%而小于13%，屬于合格品；由氧氣質(zhì)量可計(jì)算過(guò)氧化氫質(zhì)量為2.55g；D裝置增重2.2g說(shuō)明生成二氧化碳2.2g，計(jì)算反應(yīng)的碳酸鈉質(zhì)量為5.3g，則可得：106x：34y=5.3g：2.55g，故解得x：y=2：3．

解答：解：
（1）由結(jié)論“說(shuō)明有O₂生成”，再根據(jù)：氧氣能使帶火星的木條復(fù)燃，則填復(fù)燃；
（2）根據(jù)題目中信息“將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水中，出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象”，再根據(jù)：二氧化碳能使帶澄清石灰水變渾濁，則此題結(jié)論為有 CO₂（或二氧化碳）生成．
（3）實(shí)驗(yàn)中加入穩(wěn)定劑的作用是為防止H₂O₂分解（或防止過(guò)碳酸鈉分解）而失效；穩(wěn)定劑中的氯化鎂MgCl₂與硅酸鈉Na₂SiO₃發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，能生成氯化鈉和難溶的硅酸鎂，覆蓋在過(guò)碳酸鈉表面起保護(hù)作用，其化學(xué)方程式為MgCl₂+Na₂SiO₃=MgSiO₃↓+2NaCl．
（4）由框圖可知，加入異丙醇后經(jīng)操作Ⅰ后得到的是濾液和晶體，因此操作Ⅰ應(yīng)該是過(guò)濾步驟，由此可知，加入異丙醇的作用是降低過(guò)碳酸鈉的溶解度（過(guò)碳酸鈉在有機(jī)溶劑中的溶解度較小）以利于其析出晶體，因此濁液中加入異丙醇的作用是降低過(guò)碳酸鈉的溶解度（或減少過(guò)碳酸鈉的溶解或提高產(chǎn)率等）；
（5）因過(guò)碳酸鈉不溶于異丙醇，所以操作Ⅱ中洗滌晶體最好選用異丙醇；
（6）由表中數(shù)據(jù)可以看出，在15℃～20℃時(shí)，活性氧含量最高，魚浮靈產(chǎn)率最高，所以最好在該溫度范圍內(nèi)制備魚浮靈．
（7）實(shí)驗(yàn)前通氮?dú)庖欢螘r(shí)間，加熱銅網(wǎng)至紅熱后，再緩慢滴入過(guò)量稀硫酸，直至A中樣品完全反應(yīng)是為了除去裝置內(nèi)的氧氣，以防測(cè)定值偏高；實(shí)驗(yàn)后還要繼續(xù)通氮?dú)馐菫榱耸箽埩粼谘b置中的氣體全部被裝置吸收；
（8）根據(jù)【組成測(cè)定】利用如圖裝置進(jìn)行產(chǎn)品中活性氧含量測(cè)定和過(guò)碳酸鈉（xNa₂CO₃?yH₂O₂）組成的測(cè)定．若先滴入稀硫酸，后加熱銅網(wǎng)，將使部分氧氣散逸，計(jì)算時(shí)過(guò)氧化氫相對(duì)含量偏小，碳酸鈉相對(duì)含量偏大，導(dǎo)致x：y的值偏大；
（9）裝置B的作用是干燥氣體，防止水分進(jìn)入D裝置使測(cè)定值偏大；同時(shí)便于觀察和控制氣流速度以使反應(yīng)充分進(jìn)行，故選①②；
（10）C裝置中銅網(wǎng)增重1.2g，則說(shuō)明生成氧氣的質(zhì)量為1.2g，氧氣質(zhì)量占樣品的百分?jǐn)?shù)（活性氧含量）為

1.2g

10.0g

×100%=12%大于10.5%而小于13%，“資料中魚浮靈中活性氧含量≥13.0%是一等品，≥10.5%是合格品”，故此產(chǎn)品屬于合格品；
因?yàn)樯�成氧氣的質(zhì)量為1.2g，則設(shè)需要過(guò)氧化氫的質(zhì)量為x．
2H₂O₂～O₂↑
68    32
x     1.2g
則

68

x

=

32

1.2

，解得x=2.55g，故由氧氣質(zhì)量可計(jì)算過(guò)氧化氫質(zhì)量為2.55g．
因?yàn)镈裝置增重2.2g說(shuō)明生成二氧化碳2.2g，則設(shè)需要碳酸鈉質(zhì)量為y．
Na₂CO₃～CO₂
106     44
y       2.2g
則

106

y

=

44

2.2g

，解得y=5.3g，故計(jì)算反應(yīng)的碳酸鈉質(zhì)量為5.3g，
根據(jù)“產(chǎn)品中活性氧含量測(cè)定和過(guò)碳酸鈉（xNa₂CO₃?yH₂O₂）組成”，則可得：106x：34y=5.3g：2.55g，故解得x：y=2：3．
故答案為：
（1）復(fù)燃；（2）CO₂（或二氧化碳）；
（3）防止H₂O₂分解（或防止過(guò)碳酸鈉分解），MgCl₂+Na₂SiO₃=MgSiO₃↓+2NaCl；
（4）降低過(guò)碳酸鈉的溶解度（或減少過(guò)碳酸鈉的溶解或提高產(chǎn)率等）；
（5）C；（6）15～20；（7）使殘留在裝置中的氣體全部被吸收；
（8）偏大；（9）①②；（10）12；合格品；2：3．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查學(xué)生運(yùn)用所學(xué)化學(xué)知識(shí)綜合分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力．增加了學(xué)生分析問(wèn)題的思維跨度，強(qiáng)調(diào)了學(xué)生整合知識(shí)的能力．