Question

15．现有一定量含有Na₂O杂质的Na₂O₂试样，用下图的实验装置测定Na₂O₂试样的纯度（通过CO₂与样品反应后生成O₂的量测定Na₂O₂的含量）．

回答下列问题：
（1）装置B的作用是除去气体中的HCl；装置C的作用是干燥气体；装置E中碱石灰的作用是吸收装置D中反应剩余的二氧化碳．
（2）装置D中发生反应的化学方程式是：Na₂O+CO₂=Na₂CO₃，2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂．
（3）若开始时测得样品的质量为2.0g，反应结束后测得气体体积为224mL（标准状况），则Na₂O₂试样的纯度为78%．

Answer 1

分析 根据实验装置图可知，测定Na₂O₂试样的纯度，先在A中用碳酸钙与盐酸反应生成二氧化碳，二氧化碳中含有氯化氢和水蒸气，影响实验的结果，所以用B装置除去氯化氢，用C装置干燥二氧化碳，再在D装置中与样品中的过氧化钠反应生成 氧气，用E装置除去氧气中未反应的二氧化碳，F、G装置用排水量气法测得生成的氧气的体积，根据氧气的体积可计算出样品中含有的过氧化钠的质量，进而确定Na₂O₂试样的纯度，
（1）获得的二氧化碳气体中含有氯化氢气体，可以用饱和碳酸氢钠来除去，浓硫酸具有吸水性，碱石灰可以吸收二氧化碳；
（2）装置D中是过氧化钠和二氧化碳反生成碳酸钠和氧气，氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠；
（3）根据氧气的量和过氧化钠量的关系来获得过氧化钠质量，进而计算过氧化钠的纯度

解答 解：根据实验装置图可知，测定Na₂O₂试样的纯度，先在A中用碳酸钙与盐酸反应生成二氧化碳，二氧化碳中含有氯化氢和水蒸气，影响实验的结果，所以用B装置除去氯化氢，用C装置干燥二氧化碳，再在D装置中与样品中的过氧化钠反应生成 氧气，用E装置除去氧气中未反应的二氧化碳，F、G装置用排水量气法测得生成的氧气的体积，根据氧气的体积可计算出样品中含有的过氧化钠的质量，进而确定Na₂O₂试样的纯度，
（1）碳酸钙和盐酸反应生成的二氧化碳气体中含有氯化氢气体，可以用饱和碳酸氢钠来除去，浓硫酸具有吸水性，可以将二氧化碳干燥，装置E中碱石灰的作用是吸收二氧化碳，防止对氧气的体积测量造成干扰，
故答案为：除去气体中的HCl；干燥气体；吸收装置D中反应剩余的二氧化碳；
（2）装置D中是过氧化钠和二氧化碳反生成碳酸钠和氧气，氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠，反应的化学方程式为：Na₂O+CO₂=Na₂CO₃，
2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂，
故答案为：Na₂O+CO₂=Na₂CO₃，2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂；
（3）根据反应2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂，反应结束后测得气体体积为224mL（标准状况），即生成的氧气的量0.01mol，过氧化钠的物质的量为0.02mol，
过氧化钠的纯度=$\frac{0.02mol×78g/mol}{2.0g}$×100%=78%，故答案为：78%．

点评 本题考查学生过氧化钠的化学性质知识，通过实验方式考查增加了难度，综合性较强，答题时注意运用常见的元素化合物知识对实验装置的分析，题目难度中等．