Question

18．甲、乙两个探究性学习小组，他们拟测定过氧化钠样品（含少量的Na₂O）的纯度．

（1）甲组同学拟选用图1实验装置完成实验：
①写出实验中所发生反应的化学方程式Na₂O+H₂O=2NaOH，2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑；
②该组同学选用最简单装置的连接顺序是：
A接E，D接G，不填接不填（填接口字母，可不填满）；
（2）乙组同学仔细分析甲组同学的实验装置后，认为：水滴入锥形瓶中，即使不生成氧气，也会将瓶内空气排出，使所测氧气体积偏大；实验结束时，连接广口瓶和量筒的导管中有少量水存在，使所测氧气体积偏小．于是他们设计了图2所示的实验装置．
①装置中导管a的作用是：保持分液漏斗内气体压强与锥形瓶内气体压强相等，打开分液漏斗活塞时稀硫酸能顺利滴下；滴入锥形瓶的稀硫酸体积等于进入分液漏斗的气体体积，从而消除由于加入稀硫酸引起的氢气体积误差．
②实验结束后，在读取量气管k中液面读数时，你认为最合理的顺序是BCA （用A、B、C字母表示）
A．视线与量气管k中凹液面的最低点相平
B．等待实验装置冷却
C．上下移动量气管k，使k中液面与H中的液面相平
③若实验中样品的质量为wg，实验前后量气管k中液面读数分别为V₁、V₂（换算成标况）．则样品的纯度为195×$\frac{{V}_{1}-{V}_{2}}{28w}$×100%（含w、V的表达式）．

Answer 1

分析 （1）①氧化钠和水反应生成氢氧化钠，过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气；
②装置的组装顺序：合金与酸反应→用排水量气法测定氢气的体积；
②根据镁、铝与稀硫酸反应放热且生成气体使锥形瓶中气体压强变大分析；
③必须满足量筒中的液面与广口瓶的液面相平，读数时一定要平视读数；
（2）①导管a能够使锥形瓶和分液漏斗中的压强相等，据此分析对稀硫酸顺利等下的影响及对测定氢气体积的影响；
②在测量氢气体积时，为了使测量更为准确，要注意上下移动水准管，使左右两管的液面相平，以使量气管中的气压与大气气压相等，读数时视线应与左管内凹液面最低处相平，以减少观察误差；
③若实验中样品的质量为wg，实验前后量气管k中液面读数分别为V₁、V₂（换算成标况），过氧化钠和水反应生成的氧气物质的量=$\frac{{V}_{1}-{V}_{2}}{22.4}$mol，结合过氧化钠和水反应生成氧气的定量关系，计算得到过氧化钠质量得到过氧化钠含量．

解答 解：（1）①氧化钠和水反应生成氢氧化钠，过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气，反应的化学方程式为：Na₂O+H₂O=2NaOH，2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，
故答案为：Na₂O+H₂O=2NaOH，2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑；
②装置的组装顺序：合金酸水反应，用排水量气法测定氢气的体积，其中盛水的试剂瓶导管一定要短进长出，利用增大压强原理将水排出，量筒中水的体积就是生成氢气的体积，量筒内导管应伸入量筒底部，故连接顺序为：（A）接（E）（D）接（G）；
故答案为：E；D；G；
（2）①装置中导管a的作用是：保持分液漏斗内气体压强与锥形瓶内气体压强相等，打开分液漏斗活塞时稀硫酸能顺利滴下，滴入锥形瓶的稀硫酸体积等于进入分液漏斗的气体体积，从而消除由于加入稀硫酸引起的氢气体积误差，
故答案为：保持分液漏斗内气体压强与锥形瓶内气体压强相等，打开分液漏斗活塞时稀硫酸能顺利滴下；滴入锥形瓶的稀硫酸体积等于进入分液漏斗的气体体积，从而消除由于加入稀硫酸引起的氢气体积误差；
②读数时，要注意视线应于量气管凹液面的最低处保持水平；每次读数前应上下移动水准管，待两管液面相平再读数是为了防止水的压强造成的误差，实验结束后，在读取量气管k中液面读数时，最合理的顺序是BCA，
故答案为：BCA；
③若实验中样品的质量为wg，实验前后量气管k中液面读数分别为V₁、V₂（换算成标况），过氧化钠和水反应生成的氧气物质的量=$\frac{{V}_{1}-{V}_{2}}{22.4}$mol，结合过氧化钠和水反应生成氧气的定量关系，2Na₂O₂～O₂，计算得到过氧化钠质量得到过氧化钠含量；Na₂O₂%=$\frac{\frac{{V}_{1}-{V}_{2}}{224}mol×78g/mol×2}{wg}$×100%=195×$\frac{{V}_{1}-{V}_{2}}{28w}$×100%，
故答案为：195×$\frac{{V}_{1}-{V}_{2}}{28w}$×100%．

点评 本题主要考查物质含量的测定、对实验原理与装置的理解、实验方案设计等，题目难度中等，理解实验原理是解题的关键，本题是对知识的综合考查，需要学生具有知识的基础与综合运用知识分析问题、解决问题的能力．