Question

4．2Na₂CO₃•3H₂O₂是一种新型的氧系漂白剂．某实验兴趣小组进行了如下实验．
Ⅰ．实验制备
实验原理：2Na₂CO₃+3H₂O₂=2Na₂CO₃•3H₂O₂
实验步骤：取3.5g Na₂CO₃溶于10mL H₂O，加入0.1g稳定剂，用磁力搅拌器搅拌完全溶解后，将6.0mL 30%H₂O₂在15min内缓慢加入到三颈烧瓶中，实验装置如图．
反应1小时后，加入1g氯化钠后，静置结晶，然后抽滤，干燥一周后，称重．
（1）装置中球形冷凝管的作用是冷凝回流．
（2）使用冷水浴的作用是防止温度过高，H₂O₂分解．
（3）加入适量NaCl固体的原因是：降低产品的溶解度（盐析作用）或便于析出晶体．
（4）2Na₂CO₃•3H₂O₂极易分解，其反应方程式可表示为2（2Na₂CO₃•3H₂O₂）═4Na₂CO₃+6H₂O+3O₂↑．
Ⅱ．活性氧含量测定
准确称取试样0.2000g，置于250mL锥形瓶中，加100mL浓度为6%的硫酸溶液，用0.0200mol/L高锰酸钾标准溶液滴定，记录高锰酸钾标准溶液消耗的体积为32.70mL．
活性氧含量计算公式：Q%=（40cV/m）×100%[c-KMnO₄标准溶液浓度（mol/L）；V-消耗的KMnO₄标准溶液体积（L）；m-试样质量（g）]
（5）滴定终点的判断依据为溶液由无色呈紫色且30s内不褪色．
（6）滴定过程中涉及的化学方程式5（2Na₂CO₃•3H₂O₂）+6KMnO₄+19H₂SO₄=3K₂SO₄+6MnSO₄+10Na₂SO₄+10CO₂↑+15O₂↑+34H₂O．
（7）活性氧含量为13.08%．
Ⅲ．产品纯度的测定
（8）为了测定产品中2Na₂CO₃•3H₂O₂的质量分数，设计了几种方案，涉及不同的反应原理．
方案一  将试样与MnO₂混合均匀，向混合物中滴加水，测生成气体的体积，进而进行计算．
方案二将试样与足量的氯化钡（或氯化钙等）溶液反应后，过滤，干燥所得沉淀，称量沉淀的质量（或试样与足量稀硫酸反应后，经除杂干燥后，测二氧化碳的体积，进行计算）．

Answer 1

分析 （1）球形冷凝管可使液体冷凝回流；
（2）冷水浴作用是防止温度过高，过氧化氢分解；
（3）加入适量NaCl固体，发生盐析；
（4）2Na₂CO₃•3H₂O₂极易分解，生成碳酸钠、氧气、水；
（5）高锰酸钾标准溶液为紫色，与过氧化氢发生氧化还原反应；
（6）Mn元素的化合价降低，过氧化氢中O元素化合价升高，且碳酸根离子与酸反应生成二氧化碳；
（7）活性氧含量计算公式：Q%=$\frac{40cV}{m}$×100%，以此计算；
（8）方案中可测定过氧化氢分解生成的氧气，或测定碳酸根离子转化生成的沉淀或气体来测定产品中2Na₂CO₃•3H₂O₂的质量分数．

解答 解：（1）装置中球形冷凝管的作用是起冷凝回流的作用，
故答案为：冷凝回流；
（2）过氧化氢不稳定，则使用冷水浴的作用是防止温度过高，H₂O₂分解，
故答案为：防止温度过高，H₂O₂分解；
（3）加入适量NaCl固体，降低产品的溶解度（盐析作用）或便于析出晶体，
故答案为：降低产品的溶解度（盐析作用）或便于析出晶体；
（4）2Na₂CO₃•3H₂O₂极易分解，生成碳酸钠、氧气、水，反应方程式为：2（2Na₂CO₃•3H₂O₂）═4Na₂CO₃+6H₂O+3O₂↑，
故答案为：2（2Na₂CO₃•3H₂O₂）═4Na₂CO₃+6H₂O+3O₂↑；
（5）高锰酸钾标准溶液为紫色，能与过氧化氢发生氧化还原反应，高锰酸钾标准溶液滴定2Na₂CO₃•3H₂O₂，则滴定终点的判断依据为溶液由无色呈紫色且30s内不褪色，
故答案为：溶液由无色呈紫色且30s内不褪色；
（6）Mn元素的化合价降低，过氧化氢中O元素化合价升高，且碳酸根离子与酸反应生成二氧化碳，则滴定过程中涉及的化学方程式为5（2Na₂CO₃•3H₂O₂）+6KMnO₄+19H₂SO₄=3K₂SO₄+6MnSO₄+10Na₂SO₄+10CO₂↑+15O₂↑+34H₂O，
故答案为：5（2Na₂CO₃•3H₂O₂）+6KMnO₄+19H₂SO₄=3K₂SO₄+6MnSO₄+10Na₂SO₄+10CO₂↑+15O₂↑+34H₂O；
（7）0.0200mol/L高锰酸钾标准溶液消耗的体积为32.70mL，试样0.2000g，活性氧含量为Q%=$\frac{40cV}{m}$×100%=$\frac{40×0.0200mol/L×0.03270L}{0.2000g}$×100%=13.08%，
故答案为：13.08%；
（8）方案中可测定过氧化氢分解生成的氧气，或测定碳酸根离子转化生成的沉淀（或气体体积）质量测定产品中2Na₂CO₃•3H₂O₂的质量分数，则方案二为将试样与足量的氯化钡（或氯化钙等）溶液反应后，过滤，干燥所得沉淀，称量沉淀的质量（或试样与足量稀硫酸反应后，经除杂干燥后，测二氧化碳的体积，进行计算），
故答案为：将试样与足量的氯化钡（或氯化钙等）溶液反应后，过滤，干燥所得沉淀，称量沉淀的质量（或试样与足量稀硫酸反应后，经除杂干燥后，测二氧化碳的体积，进行计算）．

点评 本题考查制备实验方案的设计，为高频考点，题目难度中等，把握实验基本操作、实验技能及测定原理、发生的反应等为解答的关键，试题知识点较多、综合性较强，充分考查了学生的分析、理解能力及化学实验能力．