Question

16．某化学小组在实验室制取Na₂O₂．查阅资料可知：钠与空气在453～473K之间可生成Na₂O，迅速提高温度到573～673K之间可生成Na₂O₂，若温度提高到733～873K之间Na₂O₂可分解．除Li外其他碱金属不与N₂反应．
（1）甲组设计制取Na₂O₂装置如1图．
①使用该装置制取的Na₂O₂中可能含有的杂质为bcd．
a．Na₃N     b．Na₂CO₃      c．Na₂Od．NaOH     e．NaHCO₃
②该小组为测定制得的Na₂O₂样品的纯度，设计装置如图2：
烧瓶中发生的主要反应的化学方程式是2Na₂O₂+2H₂SO₄=2Na₂SO₄+O₂↑+2H₂O．分液漏斗和烧瓶用导管连接可使稀硫酸顺利流下，也可防止产生实验误差，若没有该导管将导致测定结果偏大（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）．测定装置的接口从左至右正确的连接顺序是aedfgh．
（2）乙组从反应历程上分析该测定反应存在中间产物，从而导致测定结果偏小（填“偏大”或“偏小”）．为证明其分析的正确性，设计实验方案如下：

实验方案	产生的现象
Ⅰ．取烧瓶中的反应液加入少量Mn02粉末	有大量气泡逸出
Ⅱ．向NaOH稀溶液中加入2〜3滴酚酞试液，然后加入少量的反应液	溶液先变红后褪色
Ⅲ．向反应液中加入2〜3滴酚酞试液，充分振荡，然后逐 滴加入过量的NaOH稀溶液	开始无明显现象．加NaOH溶 液先变红后褪色

在上述实验中，能够证明乙组分析正确的最佳方案是I（填实验序号）．根据上述实验可知，反应溶液中存在的中间产物与酚酞作用的条件是碱性条件．
（3）丙组根据上述提供的有关信息，设计一个方案可准确的测定样品的纯度．请简述实验操作和需要测定的有关数据称取一定质量的样品（m），加热733～873K使之分解，用量气装置测定常温常压下生成氧气体积（V），然后进行有关计算．[或者称取一定质量的样品（m），进入少量二氧化锰，再进入足量的水，用量气装置测定常温常压下生成氧气体积（V），然后进行有关计算]．

Answer 1

分析 （1）①钠与氧气反应可以得到氧化钠、过氧化钠，二者均与二氧化碳反应得到碳酸钠，与水反应会得到氢氧化钠，由信息可知钠与氮气不反应，而碳酸氢钠受热分解；
②烧瓶中过氧化钠与硫酸反应生成硫酸钠、氧气与水，分液漏斗和烧瓶用导管连接可使稀硫酸顺利流下，还可以抵消滴加硫酸排出空气的体积；用浓氢氧化钠溶液吸收可能氧气中混有二氧化碳，澄清石灰水检验二氧化碳是否除尽，用排水法收集氧气，根据氧气体积可以计算过氧化钠的质量，进而计算样品中过氧化钠的质量分数；
（2）实验I说明中间产物为过氧化氢，且过氧化氢没有完全分解为氧气，导致测定氧气体积偏小；
实验Ⅱ：反应后的溶液中有硫酸剩余，可以使红色酚酞溶液褪色；
实验Ⅲ：加入的氢氧化钠先中和剩余的硫酸，过量的氢氧化钠式溶液显红色，过氧化氢具有强氧化性，又使溶液红色褪去；
（3）称取一定质量的样品（m），加热733～873K使之分解，用量气装置测定常温常压下生成氧气体积（V），然后进行有关计算，或者称取一定质量的样品（m），进入少量二氧化锰，再进入足量的水，用量气装置测定常温常压下生成氧气体积（V），然后进行有关计算．

解答 解：（1）①钠与氧气反应可以得到氧化钠、过氧化钠，二者均与二氧化碳反应得到碳酸钠，与水反应会得到氢氧化钠，由信息可知钠与氮气不反应，而碳酸氢钠受热分解，Na₂O₂中可能含有的杂质为Na₂CO₃、Na₂O、NaOH，
故答案为：bcd；
②烧瓶中过氧化钠与硫酸反应生成硫酸钠、氧气与水，反应方程式为：2Na₂O₂+2H₂SO₄=2Na₂SO₄+O₂↑+2H₂O，
分液漏斗和烧瓶用导管连接可使稀硫酸顺利流下，还可以抵消滴加硫酸排出空气的体积，若没有该导管，排出的空气按生成氧气的体积计算，导致测定氧气体积偏大，则测定Na₂O₂样品的纯度偏大，
用浓氢氧化钠溶液吸收可能氧气中混有二氧化碳，澄清石灰水检验二氧化碳是否除尽，用排水法收集氧气，根据氧气体积可以计算过氧化钠的质量，进而计算样品中过氧化钠的质量分数，测定装置的接口从左至右正确的连接顺序是aedfgh，
故答案为：2Na₂O₂+2H₂SO₄=2Na₂SO₄+O₂↑+2H₂O；偏大；aedfgh；
（2）实验I说明中间产物为过氧化氢，且过氧化氢没有完全分解为氧气，导致测定氧气体积偏小，从而导致测定结果偏小；
实验Ⅱ：反应后的溶液中有硫酸剩余，可以使红色酚酞溶液褪色；
实验Ⅲ：加入的氢氧化钠先中和剩余的硫酸，过量的氢氧化钠式溶液显红色，过氧化氢具有强氧化性，又使溶液红色褪去，反应溶液中存在的中间产物与酚酞作用的条件是碱性条件，
故答案为：偏小；I；碱性条件；
（3）称取一定质量的样品（m），加热733～873K使之分解，用量气装置测定常温常压下生成氧气体积（V），然后进行有关计算．[或者称取一定质量的样品（m），进入少量二氧化锰，再进入足量的水，用量气装置测定常温常压下生成氧气体积（V），然后进行有关计算．]
故答案为：称取一定质量的样品（m），加热733～873K使之分解，用量气装置测定常温常压下生成氧气体积（V），然后进行有关计算．[或者称取一定质量的样品（m），进入少量二氧化锰，再进入足量的水，用量气装置测定常温常压下生成氧气体积（V），然后进行有关计算．]．

点评 本题考查物质制备实验、物质含量测定、探究实验等，侧重考查学生对测定原理的理解分析，注意定量实验中准确性问题．