题目内容

15．过氧化钠保存不当会变质．现有一瓶已变质的过氧化钠，某课外活动小组的同学猜想变质后的物质可能是碳酸钠．他们进行如下实验：
（1）取少量样品于试管中，加入水配制成溶液，滴加氯化钡或氯化钙溶液，观察到有白色沉淀产生，说明样品中含有Na2CO3．
（2）为了粗略测定过氧化钠的质量分数，该小组同学称取ag样品，并设计用如图装置来测定过氧化钠的质量分数．

上图中的E和F构成量气装置，用来测定O2的体积．
①将仪器连接好以后，必须进行的第一步操作是检查装置的气密性．
②写出装置B和C中发生反应的化学方程式：
装置B：NaHCO3+HCl=CO2↑+H2O+NaCl．
装置C：2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2、2H2O+2Na2O2=4NaOH+O2↑．
③NaOH的作用是吸收混合气体中二氧化碳，便于测量氧气的体积．
④待反应停止时，读出气体体积的正确操作步骤是BCA（填序号）．
A．正确读出量筒内水的体积；
B．使量筒和广口瓶内气体都冷却至室温；
C．调整量筒高度，使广口瓶和量筒内液面高度相平
⑤将测得氧气体积折算成标准状况下体积为b mL，则样品中过氧化钠的质量分数为$\frac{39V}{56a}$%．

分析 （1）碳酸根离子和Ca2+或Ba2+生成碳酸钙或碳酸钡沉淀；
（2）根据实验原理可知，该实验装置中有气体参加反应，所以实验开始时要先检查装置的气密性，A装置盐酸和大理石反应制取二氧化碳，B装置用来除去挥发的氯化氢，C装置中过氧化钠和二氧化碳反应，D装置用来吸收未反应的二氧化碳，E、F用来量取生成气体的体积，依据量筒读取液体体积时需要先冷却至室温及和集气瓶液面相平确定操作顺序；依据生成氧气的体积计算物质的量，结合化学方程式计算得到过氧化钠物质的量，得到过氧化钠的质量分数．

解答 解：（1）碳酸根离子和Ca2+或Ba2+生成碳酸钙或碳酸钡沉淀，滴加氯化钡或氯化钙生成白色沉淀，证明含碳酸根离子，
故答案为：氯化钡或氯化钙；
（2）①根据实验原理可知，该实验装置中有气体参加反应，所以实验开始时要先检查装置的气密性，
故答案为：检查装置的气密性；
②B中二氧化碳中氯化氢和碳酸氢钠反应生成氯化钠、二氧化碳和水，反应的方程式为：NaHCO3+HCl=CO2↑+H2O+NaCl，C装置中过氧化钠和二氧化碳以及水反应生成碳酸钠、氢氧化钠和氧气，反应方程式为2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2、2H2O+2Na2O2=4NaOH+O2↑，
故答案为：NaHCO3+HCl=CO2↑+H2O+NaCl；2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2；2H2O+2Na2O2=4NaOH+O2↑；
③氢氧化钠和二氧化碳反应，吸收二氧化碳，便于测量氧气的体积，故答案为：吸收混合气体中二氧化碳，便于测量氧气的体积；
④直接读取气体体积，不冷却到室温，会使溶液体积增大，读出结果产生误差，故应先冷却至室温，调整量筒内外液面高度使之相同，使装置内压强和外界压强相同，视线与凹液面的最低点相平读取量筒中水的体积是正确的读取方法，故操作步骤为：BCA，
故答案为：BCA；
⑤测定出量筒内水的体积后，折算成标准状况下氧气的体积为VmL，物质的量=$\frac{V×1{0}^{-3}L}{22.4L/mol}$，则样品中过氧化钠的质量分数为=$\frac{\frac{V×1{0}^{-3}}{22.4}mol×2×78g/mol}{ag}$×100%=$\frac{39V}{56a}$%，
故答案为：$\frac{39V}{56a}$%．

点评 本题考查了物质组成的实验探究方法，实验设计方法，实验计算应用，装置图的分析判断是解题关键，题目难度中等．

练习册系列答案
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②若X为碳棒，P为海水，为减缓铁的腐蚀，开关K应该置于N处．
③若开关K置于N处，在铁上镀锌，则电极X材料为Zn，阴极电极反应为Zn2++2e-=Zn．

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