Question

4．过碳酸钠（2Na₂CO₃•3H₂O₂，相对分子质量为314）是一种很好的消毒剂和供氧剂，常用于洗涤、印染、纺织、造纸、医药卫生等领域．
Ⅰ．制备过碳酸钠
【查阅资料】过碳酸钠难溶于异丙醇，可溶于水，易发生反应：
（2Na₂CO₃•3H₂O₂=2Na₂CO₃+3H₂O₂；碳酸钠与碳酸钙一样也能与盐酸反应放出二氧化碳．
【制备流程】

（1）操作X是过滤；
（2）流程中结晶在常温下进行，原因是过碳酸钠受热易分解；
（3）为提高产品的纯度，碳酸钠和过氧化氢的最佳投料质量比是106：51；洗涤固体时，选用的最佳试剂是异丙醇．
Ⅱ．神奇的“氧立得”
    小明同学新买了一台氧立得便携式制氧器，其中有A、B两包固体，B包为黑色固体粉未，经查阅资料知A包主要成分为过碳酸钠．将A包、B包药品分别放入机器，就可以制得氧气．为探究A包固体的纯度，设计了如图2所示实验装置．
【实验步骤】
①检查装置气密性；
②称取2.2gA包药品和少许B包药品，并全部装入烧瓶内；
③按图2搭好装置；
④现将橡胶管插入量筒底部；
⑤打开分液漏斗：
⑥待反应停止后，保持橡胶管口在量筒底部；
⑦等试管冷却到室温时将橡胶管移出水槽，读取量筒读数为220mL；
⑧数据处理．[氧气在实验条件下密度为1.43g/L]
【问题讨论】
（1）B固体成分为MnO₂（填化学式），实验时烧瓶内可观察到的现象是产生气泡；
（2）如果将步骤④和⑤对调，实验结果将偏小（选填“偏大”、“偏小”或“不变”），理由是收集的气体偏少；
（3）证明反应停止后烧瓶中有碳酸钠的方法是向烧瓶中滴加稀盐酸，产生气泡，说明有碳酸钠；
（4）此样品中过碳酸钠的质量分数为93.75%．

Answer 1

分析 Ⅰ．制备过碳酸钠
过滤能够把不溶于水的物质从液体中分离出来；
根据过碳酸钠的化学式可以判断碳酸钠和过氧化氢的最佳投料质量比；
Ⅱ．神奇的“氧立得”
过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气；
碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳；
根据氧气的密度、体积可以计算氧气的质量，根据氧气的质量可以计算过氧化氢的质量，根据过氧化氢质量可以计算过碳酸钠的质量，进一步可以计算此样品中过碳酸钠的质量分数．

解答 解：Ⅰ．制备过碳酸钠
（1）操作X是过滤，通过过滤把液体和固体分离．
故填：过滤．
（2）流程中结晶在常温下进行，原因是过碳酸钠受热易分解．
故填：过碳酸钠受热易分解．
（3）为提高产品的纯度，碳酸钠和过氧化氢的最佳投料质量比是：212：102=106：51；
洗涤固体时，选用的最佳试剂是异丙醇，这是因为过碳酸钠不溶于异丙醇．
故填：106：51；异丙醇．
Ⅱ．神奇的“氧立得”
   （1）B固体成分为MnO₂，实验时烧瓶内可观察到的现象是产生气泡．
故填：MnO₂；产生气泡．
（2）如果将步骤④和⑤对调，实验结果将偏小，理由是收集的气体偏少，导致计算的氧气质量偏小，进一步导致实验结果偏小．
故填：偏小；收集的气体偏少．
（3）证明反应停止后烧瓶中有碳酸钠的方法是：向烧瓶中滴加稀盐酸，产生气泡，说明有碳酸钠．
故填：向烧瓶中滴加稀盐酸，产生气泡，说明有碳酸钠．
（4）反应生成氧气的质量为：1.43g/L×0.22L=0.3146g，
设反应的过氧化氢质量为x，
2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，
68                            32
x                           0.3146g
$\frac{68}{x}$=$\frac{32}{0.3146g}$，
x=0.67g，
设过碳酸钠质量为y，
y×$\frac{102}{314}$×100%=0.67g，
y=2.06g，
此样品中过碳酸钠的质量分数为：$\frac{2.06g}{2.2g}$×100%=93.75%，
故填：93.75%．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．