Question

【题目】某同学欲探究Na2O2与水的反应，可供使用的试剂有：Na2O2、蒸馏水、KMnO4酸性溶液、MnO2。该同学取4 g Na2O2样品与过量水反应，待完全反应后，得100 mL溶液X和448 mL O2（已折算为标准状况）。该同学推测反应中可能生成了H2O2，并进行实验探究。

⑴试设计实验证明溶液X中含过氧化氢_________________。

⑵通过上述实验证明溶液中确实存在H2O2。取少量X于试管中，滴加几滴酚酞试液，实验现象为___________。

⑶取少量X于试管中，滴加FeCl2溶液，立即生成红褐色沉淀，则该反应的离子方程式为___________。

⑷已知溶液X可使酸性KMnO4溶液褪色，同时放出氧气，完成并配平该反应的离子方程式：____

________MnO4-+ ________H2O2 + ________H+ — ________Mn2+ + ________O2↑ + __________。

取100 mL 溶液X，使其与过量酸性KMnO4溶液反应，最终生成224 mL O2（已折算为标准状况），则此样品中Na2O2的质量分数是___________。

Answer 1

【答案】 取少量溶液X加入少量MnO2（或少量酸性KMnO4溶液），若有无色气体放出，（并能使带火星的木条复燃，）则证明X中含过氧化氢 溶液先变红后褪色 2Fe2+ + 4OH-+ H2O2＝2Fe(OH)3↓ 2，5，6，2，5，8H2O 97.5 %

【解析】本题考查实验方案设计与评价，（1）检验H2O2，利用H2O2在MnO2作用下分解成氧气，氧气能使带火星木条复燃，具体操作是取少量溶液X加入少量MnO2（或少量酸性KMnO4溶液），若有无色气体放出，（并能使带火星的木条复燃，）则证明X中含过氧化氢；（2）Na2O2与H2O反应生成氢氧化钠，即溶液X中含有NaOH和H2O2，滴加酚酞溶液，溶液先变红，因为H2O2具有强氧化性，能把有色物质氧化漂白，因此现象是溶液先变红后褪色；（3）溶液X中含有NaOH和H2O2，滴加FeCl2溶液，立即产生红褐色沉淀，此沉淀为Fe(OH)3，H2O2把Fe2＋氧化成Fe3＋，离子反应方程式为2Fe2＋ + 4OH－+ H2O2＝2Fe(OH)3↓；（4）MnO4－中Mn的化合价由＋7价→＋2价，化合价降低5，H2O2中O的化合价由－1价→0价，H2O2整体化合价升高2价，最小公倍数为10，MnO4－、Mn2＋的系数为2，H2O2和O2的系数为5，然后根据元素守恒、电荷守恒，得出离子反应方程式为2MnO4－＋5H2O2＋6H＋=2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O；与KMnO4溶液反应产生氧气物质的量为224×10－3/22.4mol=0.01mol，过氧化氢的物质的量为0.01mol，即生成H2O2的Na2O2的物质的量为0.01mol，过氧化钠与水反应产生氧气物质的量为448×10－3/22.4mol=0.02mol，与水反应生成氧气，消耗Na2O2的物质的量为0.02×2mol=0.04mol，样品中Na2O2的质量为(0.01＋0.04)×78g=3.9g，过氧化钠的纯度为3.9/4×100%=97.5%。