Question

【题目】某化学小组在实验室制取 Na2O2。查阅资料可知：钠与空气在 453473K 之间可生成 Na2O，迅速提高温度到 573673K 之间可生成 Na2O2，若温度提高到 733873K 之间 Na2O2 可分解。

(1)甲组设计制取 Na2O2 装置如图1。

①使用该装置制取的 Na2O2 中可能含有的杂质为_____。.

A．NaCl B．Na2CO3 C．Na2O D．NaOH E．NaHCO3

②该小组为测定制得的 Na2O2 样品的纯度，设计可能用到的装置如图 2:烧瓶中发生的主要反应的化学方程式是_________。测定装置的接口从 左至右正确的连接顺序是_____。

(2)乙组从反应历程上分析该测定反应存在中间产物，从而导致测定结果_____ (填“偏大”或“偏 小”)。为证明其分析的正确性，设计实验方案如下：

实验方案	产生的现象
Ⅰ．取烧瓶中的反应液加入少量 MnO2 粉末	有大量气泡逸出
Ⅱ．向 NaOH 稀溶液中加入 23 滴酚酞试液,然后加入少量的反应液	溶液先变红后褪色开始无明显现象。
Ⅲ．向反应液中加入 23 滴酚酞试液,充分振荡,然后逐滴加入 过量的 NaOH 稀溶液	加 NaOH 溶液先 变红后褪色

在上述实验中,能够证明乙组分析正确的最佳方案是_________ (填实验序号)。_______________组实验得不出结论，原因是_____。

(3)丙组根据上述提供的有关信息，设计一个方案可准确的测定样品的纯度。请简述实验操作和需 要测定的有关数据__________________________________

Answer 1

【答案】BCD 2Na2O2+2H2SO4=2Na2SO4+O2↑+2H2O aedfgh 偏小 I II II 中有硫酸存在，所以溶液褪色的原因不一定是被漂白 称取一定质量的样品(m),加热 733873K 使之分解,用量气装置测定常温常压下生成氧气体积(V),然后进行有关计算

【解析】

(1)①钠与氧气反应可以得到氧化钠、过氧化钠，二者均与二氧化碳反应得到碳酸钠，与水反应会得到氢氧化钠，而碳酸氢钠受热分解；
②烧瓶中过氧化钠与硫酸反应生成硫酸钠、氧气与水；用浓氢氧化钠溶液吸收可能氧气中混有二氧化碳，澄清石灰水检验二氧化碳是否除尽，用排水法收集氧气，根据氧气体积可以计算过氧化钠的质量，进而计算样品中过氧化钠的质量分数；
(2)实验I说明中间产物为过氧化氢，且过氧化氢没有完全分解为氧气，导致测定氧气体积偏小；
实验Ⅱ：反应后的溶液中有硫酸剩余，可以使红色酚酞溶液褪色；
实验Ⅲ：加入的氢氧化钠先中和剩余的硫酸，过量的氢氧化钠式溶液显红色，过氧化氢具有强氧化性，又使溶液红色褪去；
(3)称取一定质量的样品(m)，加热733873使之分解，用量气装置测定常温常压下生成氧气体积(V)，然后进行有关计算，或者称取一定质量的样品(m)，进入少量二氧化锰，再加入足量的水，用量气装置测定常温常压下生成氧气体积(V)，然后进行有关计算。

(1)①钠与氧气反应可以得到氧化钠、过氧化钠，二者均与二氧化碳反应得到碳酸钠，与水反应会得到氢氧化钠，由信息可以知道钠与氮气不反应，而碳酸氢钠受热分解，Na2O2 中可能含有的杂质为Na2CO3、Na2O、NaOH，
因此，本题正确答案是：BCD；
②烧瓶中过氧化钠与硫酸反应生成硫酸钠、氧气与水，反应方程式为：2Na2O2+2H2SO4=2Na2SO4+O2↑+2H2O ，

用浓氢氧化钠溶液吸收可能氧气中混有二氧化碳，澄清石灰水检验二氧化碳是否除尽，用排水法收集氧气，根据氧气体积可以计算过氧化钠的质量，进而计算样品中过氧化钠的质量分数，测定装置的接口从左至右正确的连接顺序是aedfgh，
因此，本题正确答案是：2Na2O2+2H2SO4=2Na2SO4+O2↑+2H2O；aedfgh；
(2) 实验I说明中间产物为过氧化氢，且过氧化氢没有完全分解为氧气，导致测定氧气体积偏小，所以能够证明乙组分析正确的最佳方案是实验I；
实验Ⅱ：反应后的溶液中有硫酸剩余，可以使红色酚酞溶液褪色，所以溶液褪色的原因不一定是被漂白；
实验Ⅲ：加入的氢氧化钠先中和剩余的硫酸，过量的氢氧化钠式溶液显红色，过氧化氢具有强氧化性，又使溶液红色褪去，反应溶液中存在的中间产物与酚酞作用的条件是碱性条件,
因此，本题正确答案是：偏小；I；II ；I 中有硫酸存在，所以溶液褪色的原因不一定是被漂白；

(3) 称取一定质量的样品(m)，加热733873使之分解，用量气装置测定常温常压下生成氧气体积(V)，然后进行有关计算，或者称取一定质量的样品(m)，进入少量二氧化锰，再加入足量的水，用量气装置测定常温常压下生成氧气体积(V)，然后进行有关计算，

因此，本题正确答案是：称取一定质量的样品(m)，加热 733873K 使之分解，用量气装置测定常温常压下生成氧气体积(V)，然后进行有关计算。