Question

【題目】過(guò)碳酸鈉（2Na2CO3·3H2O2）廣泛用于洗滌、紡織、醫(yī)療、造紙等。某興趣小組展開(kāi)了深入的學(xué)習(xí)：

【資料卡片】：

I、制備研究：工業(yè)上采用“醇析法”將其轉(zhuǎn)化成固態(tài)的過(guò)碳酸鈉晶體（化學(xué)式為2Na2CO3·3H2O2）, “醇析法”的生產(chǎn)工藝流程如下：

請(qǐng)回答問(wèn)題：

（1）Na2CO3俗名：_______________；其水溶液能使酚酞變_______________；

（2）H2O2受熱容易分解，寫(xiě)出該分解反應(yīng)的方程式：_________________；

（3）生產(chǎn)過(guò)程中，反應(yīng)及干燥均需在低溫度下進(jìn)行，原因是________________；

（4）生產(chǎn)過(guò)程中，加入較多無(wú)水乙醇后，過(guò)碳酸鈉晶體大量析出，此無(wú)水乙醇的作用可能是_________________；

（5）操作A的名稱是______________，若在實(shí)驗(yàn)室完成此操作，需要的玻璃儀器是燒杯、玻璃棒和_____________；

（6）母液可以循環(huán)使用，但須進(jìn)行“一系列操作”分離，這些操作包括：加入少量___________，不再有氣泡產(chǎn)生后，過(guò)濾，將所得濾液再進(jìn)行______________（填操作名稱），即可得Na2CO3溶液和95%的乙醇。為獲取無(wú)水乙醇，還需進(jìn)行的操作是：向95%的乙醇中加入足量CaO后，選__________（填序號(hào)）裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

II、純度測(cè)定：興趣小組同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖1所示實(shí)驗(yàn)裝置（部分儀器略去），測(cè)定過(guò)碳酸鈉樣品中2Na2CO3·3H2O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。步驟如下：

① 連接儀器并檢查好氣密性

② 將過(guò)碳酸鈉樣品（2.20g）和少許MnO2均勻混合后置于裝置A中，在量筒中加滿水；

③ 連接儀器，打開(kāi)滴液漏斗活塞，緩緩滴入水；

④ 待裝置A中_____________時(shí)，停止滴加水，并關(guān)閉活塞；

⑤ 冷卻至室溫后，平視讀數(shù)；

⑥ 根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（7）完善實(shí)驗(yàn)步驟的相關(guān)內(nèi)容：④ __________；

（8）第⑤中，已“冷卻至室溫”的判斷依據(jù)是：_____________；

（9）量筒中，加裝的長(zhǎng)導(dǎo)管的作用是：______________；

（10）實(shí)驗(yàn)中，______________，則開(kāi)始收集氣體；

A．剛開(kāi)始出現(xiàn)氣泡時(shí)

B．當(dāng)氣泡均勻連續(xù)出現(xiàn)時(shí)

C．若用帶火星木條放在導(dǎo)管口部，復(fù)燃時(shí)

（11）量筒的局部示意見(jiàn)圖2，平視讀數(shù)時(shí)應(yīng)沿____________視線（選填“a”或“b”） 進(jìn)行。圖中________視線（選填“a”或“b”）對(duì)應(yīng)的讀數(shù)較大。

（12）若量筒中收集到氣體的體積是224mL （己轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的數(shù)據(jù)），計(jì)算過(guò)碳酸鈉樣品中2Na2CO3·3H2O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：_____________；[Mr（O2）=32、Mr（2Na2CO3·3H2O2）=314]

（13）經(jīng)過(guò)討論，小組同學(xué)一致認(rèn)為測(cè)定結(jié)果偏大，理由是_________________（任寫(xiě)一種）。

Answer 1

【答案】

I、（1）純堿；紅；

（2）2H2O22H2O+O2↑；

（3）H2O2和2Na2CO3·3H2O2受熱都容易分解；

（4）無(wú)水乙醇能降低過(guò)碳酸鈉溶解度；

（5）過(guò)濾；漏斗；

（6）MnO2；蒸餾；A；

II、（7）無(wú)氣泡冒出（或無(wú)明顯現(xiàn)象）；

（8）量筒內(nèi)液面不再變化；

（9）防止冷卻時(shí)，（短導(dǎo)管）將量筒中的水倒吸入A中影響測(cè)量；

（10）A；

（11）b；b；

（12）95%或95.1%；

（13）①滴液漏斗中的水進(jìn)入A中，擠出一部分氣體入量筒中

②量筒中導(dǎo)氣管占有部分空間

③當(dāng)量筒中的液面高于水槽中的時(shí)，量筒內(nèi)部氣壓小于外界大氣壓，使測(cè)量的氣體體積偏大。

【解析】

試題分析：I、（1）Na2CO3俗名是純堿；其水溶液水解顯堿性，能使酚酞變紅色，故答案為：純堿；紅；

（2）H2O2受熱容易分解，分解反應(yīng)的方程式為2H2O22H2O+O2↑，故答案為：2H2O22H2O+O2↑；

（3）過(guò)氧化氫和過(guò)碳酸鈉在加熱時(shí)均會(huì)分解，因此生產(chǎn)過(guò)程中，反應(yīng)及干燥均需在低溫度下進(jìn)行，故答案為：H2O2和2Na2CO3·3H2O2受熱都容易分解；

（4）生產(chǎn)過(guò)程中，加入較多無(wú)水乙醇后，無(wú)水乙醇能降低過(guò)碳酸鈉溶解度，使得過(guò)碳酸鈉晶體大量析出，故答案為：無(wú)水乙醇能降低過(guò)碳酸鈉溶解度；

（5）分離出過(guò)碳酸鈉晶體，可以用過(guò)濾的方法進(jìn)行，過(guò)濾存在需要的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒和漏斗，故答案為：過(guò)濾；漏斗；

（6）母液中是飽和過(guò)碳酸鈉溶液，其中的過(guò)碳酸鈉可以循環(huán)使用，要得到Na2CO3溶液和95%的乙醇，需要首先使過(guò)氧化氫分解，可以加入二氧化錳作催化劑，分離Na2CO3溶液和乙醇，可以利用乙醇易揮發(fā)的性質(zhì)選用蒸餾進(jìn)行分離，為獲取無(wú)水乙醇，還需進(jìn)行的操作是：向95%的乙醇中加入足量CaO后蒸餾，故選裝置A，故答案為：MnO2；蒸餾；A；

II、（7）根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程，④待裝置A中不再產(chǎn)生氣泡時(shí)，停止加水，并關(guān)閉活塞，故答案為：無(wú)氣泡冒出；

（8）第⑤中，當(dāng)量筒內(nèi)液面不再變化，表明已“冷卻至室溫” ，故答案為：量筒內(nèi)液面不再變化；

（9）量筒中，加裝的長(zhǎng)導(dǎo)管可以防止冷卻時(shí)，（短導(dǎo)管）將量筒中的水倒吸入A中影響測(cè)量，故答案為：防止冷卻時(shí)，（短導(dǎo)管）將量筒中的水倒吸入A中影響測(cè)量；

（10）開(kāi)始錐形瓶中有空氣，最后錐形瓶中留有制取的氧氣，兩者體積相同，所以一開(kāi)始就應(yīng)當(dāng)收集，故選A；

（11）量筒的局部示意見(jiàn)圖2，平視讀數(shù)時(shí)使溶液的凹液面與刻度相切，故選b；量筒的刻度是從下向上標(biāo)注的，該量筒倒置，因此圖中b對(duì)應(yīng)的讀數(shù)較大，故答案為：b；b；

（12）過(guò)碳酸鈉分解產(chǎn)生氧氣質(zhì)量為224mL×10-3×1.43gL-1=0.32g

2（2Na2CO33H2O2）～3O2↑

628 96

x 0.32g

=，解得：x=2.09g，則樣品中，2Na2CO33H2O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：×100%=95.0%，故答案為：95%；

（13）滴入的水占據(jù)了錐形瓶?jī)?nèi)的體積，或者量筒中導(dǎo)氣管占有部分空間，或者當(dāng)量筒中的液面高于水槽中的時(shí)，量筒內(nèi)部氣壓小于外界大氣壓，都會(huì)使測(cè)量的氣體體積偏大，導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏大，故答案為：滴入的水占據(jù)了錐形瓶?jī)?nèi)的體積，使得O2體積偏大（或者量筒中導(dǎo)氣管占有部分空間、當(dāng)量筒中的液面高于水槽中的時(shí)，量筒內(nèi)部氣壓小于外界大氣壓，）