Question

现有一定量含有Na₂O杂质的Na₂O₂试样，用下图所示的实验装置测定Na₂O₂试样的纯度。(可供选用的试剂只有CaCO₃固体、6 mol/L盐酸、6 mol/L硫酸和蒸馏水)

请回答下列问题：
(1) 装置A中的液体试剂选用           ，理由是                                ；
(2) 装置B的作用是                   ，装置E中碱石灰的作用是                ；
(3) 装置D中发生反应的化学方程式是：
                                    、                                    ；
(4) 若开始时测得样品的质量为2.0 g，反应结束后测得生成气体的体积为224 mL(标准状况)，请计算出试样中Na₂O₂的纯度，要求写出计算过程。

Answer 1

(1) 6 mol/L盐酸（1分）　
硫酸与CaCO₃反应生成微溶的CaSO₄，覆盖在CaCO₃表面，使反应终止。（1分）
(2) 除去气体中的HCl（1分）             吸收未反应的CO₂（1分）
(3) 2Na₂O₂＋2CO₂===2Na₂CO₃＋O₂（2分）、  Na₂O＋CO₂===Na₂CO₃（2分）
(4)试样中Na₂O₂的纯度为78% 。

试题分析：（1）装置A是为了制备二氧化碳，硫酸无法和碳酸钙反应生成硫酸钙，因为硫酸钙的溶解度大于碳酸钙，硫酸与CaCO₃反应生成微溶的CaSO₄，覆盖在CaCO₃表面，使反应终止。所以选择盐酸。（2）除去盐酸防止它与过氧化钠反应。吸收未反应完的二氧化碳，最后只计算氧气的体积。（3）D中是二氧化碳接触过氧化钠反应的过程，其中二氧化碳也与杂质氧化钠反应，方程式有两个。
（4）解：设试样中Na₂O₂的质量为χg，依题意可知：
2Na₂O₂＋2CO₂===2Na₂CO₃＋O₂
2×78                22.4 L
χ                   0.224 L

解得χ="1.56"

点评：本题涉及到了过氧化钠与二氧化碳反应的实验，其中二氧化碳的制备反应以及装置在初中已经学过，难度不高。各个实验装置的作用需要学生从除杂方面考虑。最后关于物质的量的计算，可以直接根据方程式计算，难度不高。