Question

現(xiàn)有一定量含有NaOH雜質(zhì)的Na₂O₂試樣5.00g，分成等質(zhì)量?jī)煞荩�用兩種方法測(cè)定Na₂O₂試樣的純度．請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />（1）第一種方法：取第一份試樣，從圖1中選用適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)裝置，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)以測(cè)定過氧化鈉的純度．

①若實(shí)驗(yàn)要求裝置盡可能簡(jiǎn)單，應(yīng)選用圖1中的裝置是（只要求寫出圖中裝置的標(biāo)號(hào)）    ．
②所選用裝置的連接順序應(yīng)是（填各接口的字母；連接膠管略）．    ．
③若實(shí)驗(yàn)過程中共產(chǎn)生氧氣140mL（已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況），則試樣中過氧化鈉的純度為    ．
（2）第二種方法：取第二份試樣，配成250.00mL溶液，用0.255 0mol?L^-1的標(biāo)準(zhǔn)鹽酸滴定．
①取上述所配溶液25.00mL于錐形瓶中，操作如圖2所示（手持部分省略）：正確的操作是圖    ，取溶液所用儀器的名稱是    ．
②滴定操作平行實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)記錄如下表：

	第一次滴定	第二次滴定	第三次滴定
消耗標(biāo)準(zhǔn)鹽酸的體積（mL）	24.98	25.00	25.02

由表中數(shù)據(jù)計(jì)算樣品中Na₂O₂純度為    ．
（3）若上述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中不存在重大的操作失誤，測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)也是真實(shí)可靠的，但以上兩種方法測(cè)得的Na₂O₂純度數(shù)據(jù)誤差較大．
①你認(rèn)為上述兩種方法中，哪種方法更為可靠    ？
②產(chǎn)生較大實(shí)驗(yàn)誤差的原因最可能是    ．
③在題中所給出的儀器和藥品范圍內(nèi)，如何用簡(jiǎn)單的方法加以改進(jìn)，使實(shí)驗(yàn)誤差大為減少，寫出改進(jìn)的方法    ．

Answer 1

【答案】分析：（1）①、利用過氧化鈉與水反應(yīng)生成氧氣，然后排水量氣法測(cè)定氧氣的體積，進(jìn)而計(jì)算Na₂O₂試樣的純度；
②裝置的組裝順序：固體混合物與水反應(yīng)，用排水量氣法測(cè)定氧氣的體積，其中盛水的試劑瓶導(dǎo)管一定要短進(jìn)長(zhǎng)出，大氣壓強(qiáng)原理將水排出，量筒中水的體積就是生成氧氣的體積；
③根據(jù)反應(yīng)2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂，結(jié)合氧氣的體積計(jì)算樣品中過氧化鈉的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算過氧化鈉的純度；
（2）①圖中所以的儀器是移液管，將移液管放入接受溶液的容器中，使出口尖端靠著容器內(nèi)壁，容器稍傾斜，移液管則保持垂直，放開食指，使溶液沿容器內(nèi)壁自然流下，待移液管內(nèi)溶液流凈后，再等待15秒，取出移液管，留在管口的少量液體不要吹出；
②取三次的鹽酸平均體積為消耗的鹽酸體積，據(jù)此計(jì)算HCl的物質(zhì)的量，令樣品中氫氧化鈉的物質(zhì)的量為xmol，過氧化鈉為ymol，根據(jù)二者質(zhì)量之和與消耗HCl的物質(zhì)的量列方程計(jì)算，進(jìn)而計(jì)算樣品中過氧化鈉的純度；
（3）①第一種方法過氧化鈉和水反應(yīng)一部分生成過氧化氫，使氧氣不能全部逸出，誤差較大；
②過氧化鈉和水反應(yīng)一部分生成過氧化氫，使氧氣不能全部逸出，誤差較大；
③使反應(yīng)生成的過氧化氫分解生成氧氣排出，可以在反應(yīng)強(qiáng)加入二氧化錳做作催化劑．
解答：解：（1）①、利用過氧化鈉與水反應(yīng)生成氧氣，然后排水量氣法測(cè)定氧氣的體積，進(jìn)而計(jì)算Na₂O₂試樣的純度，故選擇⑤①④，
故答案為：⑤①④；
②裝置的組裝順序：固體混合物與水反應(yīng)，吸收生成的氧氣中的水蒸氣，用排水量氣法測(cè)定氧氣的體積，其中盛水的試劑瓶導(dǎo)管一定要短進(jìn)長(zhǎng)出，大氣壓強(qiáng)原理將水排出，量筒中水的體積就是生成氧氣的體積，故連接順序?yàn)椋海℅）接（A）（B）接（F），
故答案為：（G）接（A）（B）接（F）；
③產(chǎn)生氧氣140mL，令過氧化鈉的質(zhì)量為mg，則：
2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂，
156g            22.4L
mg              0.14L
所以156g：mg=22.4L：0.14L
解得：m=0.975g
所以樣品中過氧化鈉的純度為×100%=39%，
故答案為：39%；
（2）①圖中所以的儀器是移液管，將移液管放入接受溶液的容器中，使出口尖端靠著容器內(nèi)壁，容器稍傾斜，移液管則保持垂直，放開食指，使溶液沿容器內(nèi)壁自然流下，待移液管內(nèi)溶液流凈后，再等待片刻，取出移液管，留在管口的少量液體不要吹出，故D正確；
故答案為：D；移液管；
②消耗的鹽酸體積為=25.00mL，根據(jù)反應(yīng)NaOH+HCl=NaCl+H₂O可知n（NaOH）=n（HCl）=0.02500L×0.2550mol?L^-1×=0.06375mol，令樣品中氫氧化鈉的物質(zhì)的量為xmol，過氧化鈉為ymol，根據(jù)二者質(zhì)量之和與消耗HCl的物質(zhì)的量有40x+78y=2.5，x+2y=0.06375，聯(lián)立解得x=0.01375，y=0.025，所以過氧化鈉的質(zhì)量為0.025mol×78g/mol=1.95g，樣品中過氧化鈉的純度為×100%=78%，
故答案為：78%；
（3）①第一種方法過氧化鈉和水反應(yīng)一部分生成過氧化氫，使氧氣不能全部逸出，誤差較大，故第二種方法更為可靠，故答案為：第二種方法；
②過氧化鈉和水反應(yīng)一部分生成過氧化氫，使氧氣不能全部逸出，誤差較大，
故答案為：過氧化鈉和水反應(yīng)一部分生成過氧化氫，使氧氣不能全部逸出；
③可以在反應(yīng)加入二氧化錳做作催化劑，使反應(yīng)生成的過氧化氫分解生成氧氣完全排出，
故答案為：反應(yīng)前向過氧化鈉中加入少量二氧化錳固體．
點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解、實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、對(duì)操作的評(píng)價(jià)、儀器的使用，中和滴定、化學(xué)計(jì)算等，綜合性較大，難度中等，清楚實(shí)驗(yàn)原理是解題的關(guān)鍵，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)與綜合運(yùn)用知識(shí)分析問題、解決問題的能力．