Question

过碳酸钠（2Na₂CO₃?3H₂O₂）是一种集洗涤、漂白、杀菌于一体的氧系漂白剂，该晶体具有Na₂CO₃和H₂O₂的双重性质．利用图2装置制备过碳酸钠，在冷水浴中充分反应后，按图1流程可获得过碳酸钠产品．
洗涤、干燥2Na₂CO₃ 3H₂O₂固体滤液X反应液过滤图如图1

（1）恒压滴液漏斗中支管的作用是

 

．
（2）制备过碳酸钠的关键是

 

．
（3）如果配制过碳酸钠的水中含有铁离子，不仅会削弱洗涤剂的去污能力，甚至完全失去杀菌作用．试分析其中的原因（写出其中一种即可，用方程式表示）

 

．
（4）某化学学习小组为了定性探究铁离子对这种新型漂白剂的不良影响，取该漂白剂100mL，加入25g FeCl₃固体，产生大量无色无味气体，用贮气瓶收集气体．请选用下列试剂和实验用品完成气体成分的探究过程：0.1mol/L NaOH溶液、8.0mol/L NaOH溶液、澄清石灰水、0.01mol/L KMnO₄溶液、BaCl₂稀溶液、品红溶液、蒸馏水、木条、酒精灯、火柴、洗气瓶．
①提出假设：对该气体成分提出合理假设．
假设1：气体是O₂；   假设2：气体是

 

；  假设3：气体是CO₂．
②设计方案：设计实验方案证明你的假设，在下表中完成实验步骤、预期现象与结论：

实验步骤	预期现象与结论
将气体依次通入盛有   、   的洗气瓶中，   ．	①   ②   ③

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,制备实验方案的设计

专题：实验设计题

分析：（1）恒压滴液漏斗中的支管主要作用是保持压强平衡利于液体流下；
（2）依据装置图分析可知制备过碳酸钠的关键是反应的温度控制；
（3）过碳酸钠具有Na₂CO₃和H₂O₂的双重性质，根据氯化铁对过碳酸钠的影响分析；
（4）①根据物质性质可知，生成的气体可能是氧气、二氧化碳，根据假设1分析，假设3为CO₂，可知假设2是CO₂和O₂；
②根据二氧化碳和氧气的化学性质对气体进行检验：二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，氧气能使木条复燃．

解答： 解：（1）恒压滴液漏斗中的支管主要作用是保持压强平衡利于液体流下，故答案为：使液体顺利流下；
（2）利用图-2装置制备过碳酸钠，在冷水浴中充分反应后，按图-1流程可获得过碳酸钠产品，所以关键是控制反应的温度，故答案为：控制反应温度；
（3）铁离子是过氧化氢分解的催化剂，能加速过氧化氢的分解，反应方程式为：2H₂O₂

MnO2  .

H₂0+O₂↑，铁离子和碳酸根离子发生双水解反应，反应方程式为：
2Fe³⁺+3CO₃^2-+3H₂O=2Fe（OH）₃↓+3CO₂↑，都使过碳酸钠失效；
故答案为：2H₂O₂

MnO2  .

H₂0+O₂↑或2Fe³⁺+3CO₃^2-+3H₂O=2Fe（OH）₃↓+3CO₂↑；
（4）①Na₂CO₃和H₂O₂混合（Na₂CO₃和H₂O₂不发生反应）可用作新型洗涤剂，加入氯化铁溶液反应生成的气体可能是氧气、二氧化碳或二者混合物，根据假设1分析，假设3为CO₂，可知假设2是CO₂和O₂；
故答案为：CO₂和O₂；
②二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，氧气能使木条复燃是气体的特征性质，据此设计实验验证；
将气体通过澄清石灰水，氢氧化钠溶液，将带火星的木条放在最后一个洗气瓶的出气口，若澄清石灰水不变浑浊，木条复燃，证明含有氧气，假设1正确；若澄清石灰水变浑浊，木条复燃证明含有氧气和二氧化碳，假设2成立；若澄清石灰水变浑浊，木条不复燃证明含有二氧化碳，假设3正确，
故答案为；

实验操作	预期现象与结论
澄清石灰水；8.0mol?L-1NaOH溶液；并将带火星的木条放在最后一个洗气瓶的出口处．	①若澄清石灰水不变浑浊，木条复燃，则假设1成立； ②若澄清石灰水变浑浊，木条复燃，则假设2成立； ③若澄清石灰水变浑浊，木条不复燃，则假设3成立．

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点评：本题考查了制备实验过程的分析判断，装置图的分析应用及气体的性质等方面的综合知识，注意“该晶体具有Na₂CO₃和H₂O₂的双重性质”是解题的关键信息，题目难度中等．