题目内容
钠是很活泼的金属,在空气中燃烧的产物是Na2O2。Na2O的制取可以通过如下反应完成:Na+NaNO3
Na2O+N2↑(未配平)。请回答下列问题:
(1)上述反应的氧化剂是________(写化学式)。制取Na2O时,若金属钠与NaNO3按质量比23∶17投料,充分反应后收集到的气体体积为1.12 m3(标准状况下),则制得的Na2O的质量为________ kg。
(2)制取Na2O时由于设备密封性不好而进入了少量空气,导致制得的Na2O产品中含有Na2O2杂质。现有Na2O产品m g(假设只含有Na2O2杂质),请从下面选用合适的仪器和试剂,设计一种可选用的实验仪器组合,以完成样品中Na2O含量的测定。
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可选用的试剂:
a.浓硫酸 b.水 c.盐酸标准溶液 d.NaOH标准溶液
e.酚酞 f.碱石灰 g.稀盐酸
| 实验过程中发生反应的化学方程式 | 实验所需仪器(用字母表示) | 实验所需试剂(用字母表示) | 实验需直接测定的有关物理量(用文字说明) |
(3)某学生设计了以下实验方案来测定该试样中Na2O的质量分数,其操作流程和实验数据如下:
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该Na2O产品中Na2O的质量分数为________。
解析 (1)由N元素的化合价降低可知,NaNO3是氧化剂配平化学方程式:10Na+2NaNO3
6Na2O+N2↑,收集到1.12 m3(标准状况下)N2,n(N2)=50 mol,那么n(Na2O)=300 mol,故m(Na2O)=300 mol×62 g·mol-1=18.6 kg。(2)要测定样品中氧化钠的含量有多种方法,可通过测生成O2的体积来计算Na2O2的量;也可测反应后锥形瓶和溶液的总质量与反应前锥形瓶、样品和水的总质量之差,还可以通过滴定法测锥形瓶中生成NaOH的量来计算。(3)设试样中Na2O的物质的量为x mol,Na2O2的物质的量为y mol,则有:62x+78y=7.75 g,78(x+y)=9.35 g,解得:x=0.1 mol,那么Na2O的质量分数为
×100%=80%。
答案 (1)NaNO3 18.6
(2)(以下三种方法任选一种,其他合理方法亦可)
| Ⅰ | 2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑, Na2O+H2O===2NaOH | A、D | b | ①反应前锥形瓶、样品和水的总质量 ②反应后锥形瓶和溶液的总质量 |
| Ⅱ | 2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑, Na2O+H2O===2NaOH | G、C | b | 量筒中收集到的气体的体积 |
| Ⅲ | 2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑, Na2O+H2O===2NaOH, NaOH+HCl===NaCl+H2O | D、H | b、c、e | 中和锥形瓶中样品与水反应后所得溶液使用的盐酸标准溶液的体积 |
下列Ⅰ、Ⅱ因果描述正确且二者有必然联系的是 ( )。
| Ⅰ(原因) | Ⅱ(结果) | |
| A | 木炭呈黑色 | 木炭常用作能源 |
| B | 一氧化碳具有还原性 | 工业上用一氧化碳冶炼金属 |
| C | 碳酸钠属于碱类 | 用热的纯碱溶液清洗油污器具 |
| D | 二氧化碳是酸性氧化物 | 二氧化碳能与水反应 |