Question

5．在某中學(xué)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室藥品柜中，有一個(gè)裝有Na₂O₂試劑的鐵罐，使用多年，銹跡斑斑，瓶?jī)?nèi)有白色固體，并伴有結(jié)塊．
（1）圍繞上述事實(shí)，結(jié)合你的化學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提出一個(gè)有價(jià)值的探究課題（或問(wèn)題）探究試劑是否變質(zhì)．
（2）某化學(xué)興趣小組從瓶?jī)?nèi)固體的顏色初步判斷，該試劑已經(jīng)變質(zhì)，理由是瓶?jī)?nèi)有白色固體，而Na₂O₂為淡黃色固體．
（3）在完成上述定性判斷后，興趣小組采用了下列兩種方法進(jìn)行定量研究──測(cè)定樣品中Na₂O₂的含量．
方法1──量氣法
通過(guò)測(cè)量Na₂O₂與水反應(yīng)放出O₂的體積，計(jì)算樣品中Na₂O₂的含量．
測(cè)量工具為1個(gè)膠塞和1個(gè)注射器 （可靈活裝卸活塞、氣密性良好）．實(shí)驗(yàn)流程圖如下：
 
  （“估算”是指根據(jù)注射器容積確定m_樣品的最大值；忽略固體樣品的體積）
請(qǐng)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)流程圖，寫(xiě)出 A、C的實(shí)驗(yàn)操作并完善B的操作步驟：
 A：稱量；B：吸水，用膠塞迅速堵住針頭；C：讀數(shù)．
方法2--蒸發(fā)法
假設(shè)樣品中含鈉元素的物質(zhì)只有Na₂O₂和Na₂CO₃，實(shí)驗(yàn)過(guò)程如圖：

①上述實(shí)驗(yàn)步驟中，需要用到玻璃棒的操作是溶解、過(guò)濾或蒸發(fā)（填兩種操作方法）．
②往濾液中加稀鹽酸至過(guò)量，其目的是使濾液中的NaOH、Na₂CO₃（填化學(xué)式）完全轉(zhuǎn)化為NaCl．
③實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，往難溶雜質(zhì)中滴加稀鹽酸，發(fā)現(xiàn)其溶解，所得溶液呈黃色，說(shuō)明樣品中的難溶雜質(zhì)為Fe₂O₃．
④該小織實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如表：

m樣品	m難溶雜質(zhì)	m（NaCl）
8.00g	0.42g	10.53g

根據(jù)上述數(shù)據(jù)計(jì)算，Na₂O₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為66.3%．
（4）上述兩種測(cè)定Na₂O₂含量的方法中，方法1（填“1”或“2”）的測(cè)量結(jié)果更準(zhǔn)確．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)提供的藥品，結(jié)合中學(xué)化學(xué)所學(xué)內(nèi)容，可以探究鐵罐內(nèi)的試劑是否變質(zhì)；
（2）根據(jù)物質(zhì)的顏色可初步推斷物質(zhì)的種類；
（3）方法1：根據(jù)量氣法原理可知，先要準(zhǔn)確稱取一定量的樣品，置于注射器中，再在注射器中吸入足量的水，立即用膠塞堵住針頭，防止產(chǎn)生的氧氣逸出，使過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)，平放注射器，使注射器內(nèi)外壓強(qiáng)一致，準(zhǔn)確讀數(shù)，根據(jù)注射器上的讀數(shù)可知氧氣的體積，據(jù)此進(jìn)行計(jì)算；
方法2：將樣品溶解、過(guò)濾得濾液和濾渣，濾渣為難溶性雜質(zhì)，根據(jù)雜質(zhì)的質(zhì)量可知樣品中Na₂O₂和Na₂CO₃的質(zhì)量，濾液中為氫氧化鈉和碳酸鈉，與足量的鹽酸反應(yīng)得氯化鈉，蒸發(fā)、干燥、稱量后得氯化鈉的質(zhì)量，根據(jù)所得氯化鈉的質(zhì)量和樣品中Na₂O₂和Na₂CO₃的質(zhì)量列方程組可求得過(guò)氧化鈉的質(zhì)量，在這一方法中溶解、過(guò)濾、蒸發(fā)都用到玻璃棒；
（4）方法2中首先設(shè)樣品中含鈉元素的物質(zhì)只有Na₂O₂和Na₂CO₃，而事實(shí)上不一定是這樣的組成，也可能有氧化鈉或碳酸氫鈉等，如果有這些物質(zhì)，則根據(jù)上面列方程組解得提過(guò)氧化鈉的質(zhì)量就不準(zhǔn)確了，據(jù)此答題．

解答 解：（1）根據(jù)提供的藥品，結(jié)合中學(xué)化學(xué)所學(xué)內(nèi)容，可以探究鐵罐內(nèi)的試劑是否變質(zhì)，故答案為：探究試劑是否變質(zhì)；
（2）過(guò)氧化鈉為淡黃色粉末，如果瓶?jī)?nèi)固體的顏色為白色，則可初步說(shuō)明過(guò)氧化鈉已經(jīng)變質(zhì)，故答案為：淡黃；
（3）方法1：根據(jù)量氣法原理可知，先要準(zhǔn)確稱取一定量的樣品，置于注射器中，再在注射器中吸入足量的水，立即用膠塞堵住針頭，防止產(chǎn)生的氧氣逸出，使過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)，平放注射器，使注射器內(nèi)外壓強(qiáng)一致，準(zhǔn)確讀數(shù)，根據(jù)注射器上的讀數(shù)可知氧氣的體積，據(jù)此進(jìn)行計(jì)算，所以A操作為稱量，B操作為用膠塞迅速堵住針頭，C操作為讀數(shù)，
故答案為：稱量；膠塞；讀數(shù)；
方法2：將樣品溶解、過(guò)濾得濾液和濾渣，濾渣為難溶性雜質(zhì)，根據(jù)雜質(zhì)的質(zhì)量可知樣品中Na₂O₂和Na₂CO₃的質(zhì)量，濾液中為氫氧化鈉和碳酸鈉，與足量的鹽酸反應(yīng)得氯化鈉，蒸發(fā)、干燥、稱量后得氯化鈉的質(zhì)量，根據(jù)所得氯化鈉的質(zhì)量和樣品中Na₂O₂和Na₂CO₃的質(zhì)量列方程組可求得過(guò)氧化鈉的質(zhì)量，
①在這一方法中溶解、過(guò)濾、蒸發(fā)都用到玻璃棒，
故答案為：溶解；過(guò)濾、蒸發(fā)；
②濾液中為氫氧化鈉和碳酸鈉，往濾液中加稀鹽酸至過(guò)量，其目的是使濾液中的NaOH、Na₂CO₃完全轉(zhuǎn)化為NaCl，故答案為：NaOH、Na₂CO₃；
③往難溶雜質(zhì)中滴加稀鹽酸，發(fā)現(xiàn)其溶解，所得溶液呈黃色，說(shuō)明樣品中的難溶雜質(zhì)為Fe₂O₃，故答案為：Fe₂O₃；
④根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可知，品中Na₂O₂和Na₂CO₃的質(zhì)量為8.00g-0.42g=7.58g，設(shè)樣品中Na₂O₂的物質(zhì)的量為xmol，Na₂CO₃的物質(zhì)的量為ymol，則$\left\{\begin{array}{l}{2（x+y）×58.5=10.53}\\{78x+106y=7.58}\end{array}\right.$，解得x=0.068，y=0.021，所以Na₂O₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{78×0.068}{8}$×100%=66.3%，
故答案為：66.3%；
（4）方法2中首先設(shè)樣品中含鈉元素的物質(zhì)只有Na₂O₂和Na₂CO₃，而事實(shí)上不一定是這樣的組成，也可能有氧化鈉或碳酸氫鈉等，如果有這些物質(zhì)，則根據(jù)上面列方程組解得提過(guò)氧化鈉的質(zhì)量就不準(zhǔn)確了，而方法1中只有過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)產(chǎn)生氧氣，所以方法1的測(cè)量結(jié)果更準(zhǔn)確，
故答案為：1．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)組成的定量實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程的設(shè)計(jì)方法，產(chǎn)物實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的設(shè)計(jì)方法和現(xiàn)象判斷，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．