Question

【题目】为了测定已部分变质的过氧化钠样品的纯度，设计右图所示的实验装置，

图中Q为弹性良好的气球，称取一定量的样品放入其中，按图安装好仪器，打开了漏斗的活塞，将稀硫酸滴入气球中。请填空：

（1）Q内发生化学反应时，生成的气体是__________________。（写化学式）

（2）为了测定反应生成气体的总体积，滴加稀硫酸之前，K1、K2、K3中应当关闭的是______________，应当打开的是_______________。

（3）当上述反应停止，将K1、K2、K3均处于关闭状态，然后先打开K2，再缓缓打开K1，这时可观察到的现象是__________________________________________________。

（4）b中装的固体试剂是_____________，缓缓打开K1的原因是______________________。

（5）实验结束时，量筒I中有x mL水，量筒II中收集到y mL气体（已折算成标准状态），则过氧化钠的纯度的数学表达式是__________________________________（需化成最简表达式。）

Answer 1

【答案】 O2、CO2 K1、K2 K3 气球逐渐变小，量筒Ⅱ中有气体进入，水被排出 碱石灰 控制气流量，使CO2能被碱石灰充分吸收 78y／(53x+25y)

【解析】试题分析：本题考查Na2O2样品纯度的测定。Na2O2变质的原因是Na2O2与CO2发生反应生成Na2CO3和O2，部分变质的Na2O2样品中含Na2O2和Na2CO3。

（1）将稀硫酸滴入Q中，Q中发生的反应为：2Na2O2+2H2SO4=2Na2SO4+2H2O+O2↑、Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑，生成的气体为O2、CO2。

（2）Q中发生反应产生气体，所以可观察到气球逐渐变大。通过对两种量气装置的对比，为了测定反应生成气体的总体积，滴加稀硫酸之前，应当关闭的是K1、K2，应当打开的是K3，这样反应产生的气体将广口瓶中气体排进集气瓶中，通过测量量筒I中液体的体积来确定反应生成的气体的总体积。

（3）当上述反应停止，将K1、K2、K3均处于关闭状态，然后先打开K2，再缓慢打开K1，广口瓶内外相通，气球Q逐渐变小，气球中的气体被排入左侧量气装置中，则量筒II中有气体进入，水被排出。可观察到的现象：气球逐渐变小，量筒Ⅱ中有气体进入，水被排出。

（4）由于CO2溶于水，O2难溶于水，所以量筒II中量取的是O2的体积，b中装的试剂的作用是吸收CO2，b中的固体试剂为碱石灰。缓缓打开K1的原因是：控制气流量，使CO2能被碱石灰充分吸收。

（5）根据上述分析，量筒I中量取的是CO2和O2的总体积，量筒II中量取的是O2的体积，O2的体积为ymL，CO2的体积为（x-y）mL，根据反应2Na2O2+2H2SO4=2Na2SO4+2H2O+O2↑得出n（Na2O2）=2n（O2）=2y/22400mol，m（Na2O2）=156y/22400g；根据反应Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑得出n（Na2CO3）=n（CO2）=（x-y）/22400mol，m（Na2CO3）=106（x-y）/22400g；则Na2O2的纯度为156y/22400g [156y/22400g+106（x-y）/22400g]=78y/（53x+25y）。