Question

6．现有含Na₂O杂质的Na₂O₂试样，某同学欲测定Na₂O₂试样的纯度．回答下列问题
（1）请从图①～⑦中选用适当的装置，其连接顺序为（填各接口的字母）C接E，D接I．
（2）写出该实验中发生反应的化学方程式2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑；Na₂O+H₂O=2NaOH．
（3）本实验中测量气体体积时主要应注意的事项有读数时气体要冷却到室温、量筒中液面的高度与集气瓶中液面的高度相同．
（4）若实验时称取的试样为ag，产生的气体在标准状况下的体积为Vml，此试样中Na₂O₂的质量分数为$\frac{39V}{56a}$%．

Answer 1

分析 （1）含Na₂O杂质的Na₂O₂试样，欲测定Na₂O₂试样的纯度，根据题中提供的装置可知，该实验利用氧化钠和过氧化钠与水反应，其中过氧化钠与水反应产生氧气，称取一定量的样品，使其与水反应，根据产生的氧气的体积可计算出过氧化钠的质量，进而确定过氧化钠的质量分数，本实验中测量气体的体积是用排水量气法，据此确定实验装置的连接顺序；
（2）氧化钠和过氧化钠均能和水反应；
（3）由于过氧化钠与水反应是放热反应，为了准确测量气体的体积，要使气体的温度与室温相同，同时也要使集气瓶中的压强与大气压相同；
（4）根据过氧化钠与水反应生成氧气，可以用排水量气法测定氧气的体积，根据氧气的体积可计算出过氧化钠的质量，结合样品的质量可确定过氧化钠的百分含量．

解答 解：（1）含Na₂O杂质的Na₂O₂试样，欲测定Na₂O₂试样的纯度，根据题中提供的装置可知，该实验利用氧化钠和过氧化钠与水反应，该反应不需要不加热，其中过氧化钠与水反应产生氧气，称取一定量的样品，使其与水反应，根据产生的氧气的体积可计算出过氧化钠的质量，进而确定过氧化钠的质量分数，本实验中测量气体的体积是用排水量气法，所以实验装置的连接顺序为C接E，D接I，
故答案为：C接E，D接I；
（2）实验中氧化钠和过氧化钠均能和水反应，方程式为：2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑；Na₂O+H₂O=2NaOH，
故答案为：2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑；Na₂O+H₂O=2NaOH；
（3）由于过氧化钠与水反应是放热反应，为了准确测量气体的体积，要使气体的温度与室温相同，所以测量气体时要冷却到室温，同时也要使集气瓶中的压强与大气压相同，所以在读数时，注意量筒中液面的高度与集气瓶中液面的高度相同，
故答案为：读数时气体要冷却到室温、量筒中液面的高度与集气瓶中液面的高度相同；
（4）根据反应2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂，反应结束后测得气体体积为VmL（标准状况），即生成的氧气的物质的量为$\frac{0.001V}{22.4}$mol，过氧化钠的物质的量为$\frac{0.001V}{22.4}$×2mol，
过氧化钠的纯度=$\frac{\frac{0.001V}{22.4}×78×2}{a}$×100%=$\frac{39V}{56a}$%，
故答案为：$\frac{39V}{56a}$%．

点评 本题主要考查学生金属钠的氧化物和过氧化物的性质以及用排水量气法测定气体的体积的方法，难度不大．