Question

【题目】现有一定量含有Na2O杂质的Na2O2试样，用下图的实验装置测定Na2O2试样的纯度。(可供选用的反应物只有CaCO3固体、6 mol·L－1盐酸、6 mol·L－1硫酸和蒸馏水)

回答下列问题：

(1)实验前必须检查装置的气密性。仪器连接好后，在________中加适量的水，关闭A中分液漏斗阀门后微热试管，若看到________，说明装置气密性好。

(2)装置A中液体试剂选用盐酸而不是硫酸，理由是__________________________________________。

(3)装置B的作用是___________；装置C的作用是______________；装置E中碱石灰的作用是__________________。

(4)装置D中发生反应生成气体的化学方程式是_____________________________________________。

(5)若开始时测得样品的质量为2.0 g，反应结束后测得气体体积为224 mL(标准状况)，则Na2O2试样的纯度为_________。

Answer 1

【答案】F F中长导管内水面上升 硫酸与CaCO3固体反应生成CaSO4微溶于水，会覆盖在CaCO3固体表面，使反应不能持续进行 除去气体中的HCl　 干燥气体 吸收装置D中反应剩余的CO2 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 78%

【解析】

实验原理是通过测定CO2与Na2O2反应产生氧气的体积，计算出混合物中Na2O2的质量。而制取CO2，利用的是CaCO3和盐酸的反应，由于盐酸具有挥发性，因此制取的CO2中必然含有HCl，可以通过饱和NaHCO3溶液除去。装置C为干燥CO2，装置E为除去O2中含有的CO2。根据反应2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2中Na2O2与O2的关系，可由生成O2的量计算样品中Na2O2的质量及纯度：n(O2)＝0.01 mol，n(Na2O2)＝0.01 mol×2＝0.02 mol，w(Na2O2)＝×100%＝78%。

(1) 检查装置的气密性，应在装置连接好之后，关闭活塞或加水封闭装置中的空气，然后采用加热法使装置内气体压强增大，通过排出气体或形成液柱判断。所以仪器连接好后，在F中加适量的水，关闭A中分液漏斗阀门后微热试管，若看到F中长导管内水面上升，说明装置气密性好。

故答案为：F ；F中长导管内水面上升；

(2) 实验室中用CaCO3与盐酸反应制取CO2，而不用H2SO4，原因是H2SO4与CaCO3反应生成的CaSO4溶解度较小，会覆盖在CaCO3固体表面，阻止反应的继续进行。

故答案为：硫酸与CaCO3固体反应生成CaSO4微溶于水，会覆盖在CaCO3固体表面，使反应不能持续进行；

(3) 碳酸钙和盐酸反应生成的二氧化碳气体中含有氯化氢气体，可以用饱和碳酸氢钠来除去，浓硫酸具有吸水性，可以将二氧化碳干燥，装置E中碱石灰的作用是吸收二氧化碳，防止对氧气的体积测量造成干扰，
故答案为：除去气体中的HCl；干燥气体；吸收装置D中反应剩余的二氧化碳；
(4) 装置D中是过氧化钠和二氧化碳反生成碳酸钠和氧气，氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠，故生成气体的化学方程式为：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，
故答案为：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2；
(5)根据反应2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，反应结束后测得气体体积为224mL（标准状况），即生成的氧气的量0.01mol，过氧化钠的物质的量为0.02mol，
过氧化钠的纯度=×100%=78%，

故答案为：78%。