Question

7．利用Na₂O₂與水反應(yīng)能放出氧氣的性質(zhì)，可通過選擇（圖1）裝置A或B來測定已部分變質(zhì)的Na₂O₂樣品中Na₂O₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

（1）實(shí)驗(yàn)室提供的是500mL量筒，則實(shí)驗(yàn)中取用Na₂O₂樣品的質(zhì)量最合適的是B．
A．0.1～0.2g    B．2.5～3.0g     C．5.0～6.0g     D．10～15g
（2）如圖2托盤天平稱取樣品，應(yīng)選用下圖中的①（填①或②）．不選用另一裝置的原因是過氧化鈉容易吸收空氣中的H₂O和CO₂，不宜暴露在空氣中稱量．
（3）因Na₂O₂與水反應(yīng)會放熱而影響測定的準(zhǔn)確性，所以反應(yīng)結(jié)束后，必須使錐形瓶中的氣體溫度恢復(fù)至室溫，應(yīng)選用裝置A、B中的A（填A(yù)或B）．如果選用了另一種不適當(dāng)?shù)难b置，測得的Na₂O₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)會偏大（填偏大或偏小）．
（4）如在實(shí)驗(yàn)中，氣體摩爾體積為a L•mol^-1，量筒中收集到的水的體積為V mL，樣品的質(zhì)量為m g，則樣品中Na₂O₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{15.6V}{am}$%．

Answer 1

分析 （1）500mL量筒量取的是過氧化鈉與水反應(yīng)生成氧氣的體積，根據(jù)500mL氧氣體積計(jì)算出過氧化鈉的最大質(zhì)量；
（2）過氧化鈉容易吸收空氣中的H₂O和CO₂，不宜暴露在空氣中稱量，燒杯中過氧化鈉與空氣接觸面過大；
（3）因Na₂O₂與水反應(yīng)會放熱而使產(chǎn)生的氧氣體積變大，導(dǎo)致過氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大，故應(yīng)冷卻氣體，選用長導(dǎo)管；
（4）量筒中收集到的液體體積即為O₂的體積，根據(jù)氧氣的體積計(jì)算過氧化鈉的量．

解答 解：（1）500mL量筒量取的是過氧化鈉與水反應(yīng)生成氧氣的體積，生成的500mL氧氣，大約為0.022mol，根據(jù)2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，需要過氧化鈉質(zhì)量約為0.044mol×78g/mol=3.4g，Na₂O₂的質(zhì)量應(yīng)小于3.4g，如果過多會造成量筒中液體外溢，如果過少產(chǎn)生的氣體太少，測量過程中量筒無法讀數(shù)或誤差太大，故選擇Na₂O₂樣品的合適質(zhì)量為2.5g～3.0g，
故答案為：B；
（2）過氧化鈉容易吸收空氣中的H₂O和CO₂，不宜暴露在空氣中稱量，燒杯中過氧化鈉與空氣接觸面過大，所以選擇用錐形瓶稱取，
故答案為：①；過氧化鈉容易吸收空氣中的H₂O和CO₂，不宜暴露在空氣中稱量；
（3）因Na₂O₂與水反應(yīng)會放熱而使產(chǎn)生的氧氣體積變大，導(dǎo)致過氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大，故應(yīng)冷卻氣體，選用長導(dǎo)管，防止量筒的讀數(shù)大于室溫時放出的氧氣的體積，
故答案為：A；偏大；
（4）量筒中收集到的液體體積即為O₂的體積，其物質(zhì)的量n（O₂）=$\frac{10{\;}^{-3}V}{a}$mol，根據(jù)反應(yīng)關(guān)系式：2Na₂O₂～O₂↑，可得n（Na₂O₂）=2×$\frac{10{\;}^{-3}V}{a}$mol，Na₂O₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{2×\frac{10{\;}^{-3}V}{a}mol×78g/mol}{mg}$×100%=$\frac{15.6V}{am}$%，
故答案為：$\frac{15.6V}{am}$%．

點(diǎn)評 本題考查了過氧化鈉與水反應(yīng)的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)以及測定物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的實(shí)驗(yàn)，題目較為綜合，難度不大，注意把握實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)原理．