Question

3．“氧泡泡”系列产品去污能力强、绿色环保，已成为中国氧系清洁品类领导品牌，其主要成分是过碳酸钠（2Na₂CO₃•3H₂O₂）．某化学活动小组对过碳酸钠产生了浓厚的兴趣，决定对其进行探究．
【查阅资料】
Ⅰ．过碳酸钠在水中易离解成Na₂CO₃和H₂O₂，其水溶液具有Na₂CO₃和H₂O₂的双重性质；
Ⅱ．过碳酸钠与盐酸反应：2（2Na₂CO₃•3H₂O₂）+8HCl═8NaCl+4CO₂↑+3O₂↑+10H₂O；
Ⅲ．过碳酸钠的去污能力主要与其在反应中释放处的“活性氧”有关，“活性氧”含量越高，去污能力越强．
（1）20℃时，测得1%过碳酸钠水溶液的pH为10.5，说明其溶液呈碱性（选填“酸性”、“中性”或“碱性”）．
（2）向过碳酸钠水溶液中加入少量MnO₂时产生大量气泡，发生反应的化学方程式是2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（3）过碳酸钠样品中“活性氧”含量可按如下公式计算：
“活性氧”含量=$\frac{样品与足量盐酸反应生成的氧气质量}{样品质量}$×100%
为测定某过碳酸钠样品中“活性氧”含量，取20g样品按如图实验装置与足量盐酸反应．（已知样品中杂质不溶于水且不与盐酸反应，装置气密性良好）
①将盐酸慢慢地入A中，反应一段时间，观察到没有气泡生成，停止滴加盐酸．
②装置B可吸收生成的CO₂，该反应的化学方程式是CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O．
③甲同学认为若要得出生成氧气的质量，除要记录量筒内液体的读数外，还需要知道的数据是该实验条件下的密度．
④将反应后A中所得溶液过滤、蒸发、结晶、烘干，称得固体质量为11.7g，乙同学据此计算出该过碳酸钠样品的“活性氧”含量，写出其计算过程．
⑤完成上述探究后，丙同学提出：称量反应前后装置B的质量，其质量差就是反应生成CO₂的质量，据此可计算出样品中“活性氧”含量．但丁同学认为该方案不合理，丁同学的理由是盐酸挥发出的氯化氢气体进入到B中（填写一条即可）

Answer 1

分析 （1）根据酸碱度与酸碱性的关系分析回答；
（2）根据过氧化氢在二氧化锰的作用下分解生成了氧气写出反应的化学方程式；
（3）①根据过碳酸钠与盐酸反应生成了气体分析回答；
②根据二氧化碳能与氢氧化钠反应写出反应的化学方程式；．
③根据氧气的体积和密度可以求出氧气的质量分析回答．
④根据过碳酸钠与盐酸反应生成的氯化钠的质量可求出氧气的质量，据此可求出过碳酸钠样品的“活性氧”含量．
⑤根据盐酸易挥发出氯化氢气体分析回答．

解答 解：（1）20℃时，测得1%过碳酸钠水溶液的pH为10.5，大于7，说明其溶液呈碱性．
（2）由于过氧化氢在二氧化锰的作用下分解生成了氧气，所以向过碳酸钠水溶液中加入少量MnO₂时产生大量气泡，该气体是氧气，发生反应的化学方程式是2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（3）①由于过碳酸钠与盐酸反应生成了二氧化碳和氧气，所以将盐酸慢慢地入A中，反应一段时间，观察到没有气泡生成，停止滴加盐酸．
②由于氢氧化钠能与二氧化碳反应，所以装置B可吸收生成的CO₂，该反应的化学方程式是：CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O．
③由题意可知，由量筒可读出氧气的体积，若要得出生成氧气的质量，除要记录量筒内液体的读数外，还需要知道的数据是该实验条件下的密度．
④设生成的氧气的质量为x，
2（2Na₂CO₃•3H₂O₂）+8HCl═8NaCl+4CO₂↑+3O₂↑+10H₂O
                                             468                  96
                                             11.7g               x
$\frac{468}{96}=\frac{11.7g}{x}$   解得：x=2.4g
过碳酸钠样品的“活性氧”含量是：$\frac{2.4g}{20g}×100%$=12%；
⑤由于盐酸易挥发出氯化氢气体，完成上述探究后，丙同学提出：称量反应前后装置B的质量，其质量差就是反应生成CO₂的质量，据此可计算出样品中“活性氧”含量．该方案不合理，理由是盐酸挥发出的氯化氢气体进入到B中．
故答为：（1）碱性；（2）2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．（3）①没有气泡生成．②CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O．③密度．④12%；⑤不合理，盐酸挥发出的氯化氢气体进入到B中．

点评 本题通过“氧泡泡”考查了氧气的制取二氧化碳的性质，综合性很强，但难度不大，利用已有的知识分析解答即可．