Question

某种含有少量氧化钠的过氧化钠试样（已知试样质量为1.560 g，锥形瓶和水的质量为190.720 g)，利用上图装置测定混合物中Na₂O₂的质量分数，每隔相同时间读得电子天平的数据如表：

	读数次数	质量（g）
锥形瓶＋水＋试样	第1次	192.214
	第2次	192.164
	第3次	192.028
	第4次	192.010
	第5次	192.010

（1）写出Na₂O₂和H₂O反应的化学方程式_____________________________________。

（2）计算过氧化钠质量分数时，必需的数据是___________________________________，不必作第6次读数的原因是_________________________________________。

（3）测定上述样品（1.560 g）中Na₂O₂质量分数的另一种方案，其操作流程如下：

①操作Ⅱ的名称是______________。

②需直接测定的物理量是______________。

③测定过程中需要的仪器有电子天平、蒸发皿、酒精灯，还需要______________、______________（固定、夹持仪器除外）。

④在转移溶液时，如溶液转移不完全，则Na₂O₂质量分数的测定结果______________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。

Answer 1

解析：本题的实验目的是对含有少量Na₂O的Na₂O₂试样中Na₂O₂质量分数的测定，为定量分析实验。由于两种物质均能和水反应：Na₂O＋H₂O===2NaOH，2Na₂O₂＋2H₂O===4NaOH＋O₂↑，但Na₂O₂与水反应能放出O₂而Na₂O不能，因此只要知道O₂质量就能推出试样中Na₂O₂的质量，从而计算出Na₂O₂的质量分数。这是解本实验题的突破口。根据题中图示和数据，O₂的质量是根据反应前后的质量差计算所得，故必须知道反应前试样＋锥形瓶＋水的质量，反应完全后试样＋锥形瓶＋水的质量。根据表中数据，第4次、第5次读数相同，说明反应完全，此数据即为完全反应后的总质量，故不必再作第6次读数。

在问题（3）中的另一方案中，关键是看操作流程中的最后两步。从前面样品与盐酸反应，经过溶液转移，冷却后称量分析，此时测量Na₂O₂的原理为：通过测量生成的NaCl的质量来计算Na₂O₂的含量。遵循的实验流程为：反应→溶解→蒸发→冷却→称量→计算。根据这一原理，流程中的操作Ⅰ应为搅拌，使样品与盐酸充分反应，操作Ⅱ应为蒸发。所需的仪器除电子天平、蒸发皿、酒精灯外，还需要烧杯和玻璃棒。在转移溶液时，如溶液转移不完全，Na₂O₂质量分数的误差判断要根据反应原理分析。

设原样品中Na₂O₂的质量为x，最后测定得到的NaCl质量为m。

2Na₂O₂＋4HCl===4NaCl＋2H₂O＋O₂↑

156                          234

x                         234x/156

Na₂O＋2HCl===2NaCl＋H₂O

62                       117

（1.560 g－x）  117（1.560 g－x）/62

根据题意则有：

=m

x=

若溶液转移不完全，则m减小，x值增大，Na₂O₂质量分数的测定结果偏大。

答案：(1)2Na₂O₂＋2H₂O===4NaOH＋O₂↑

(2)试样质量、锥形瓶加水的质量、第4（或5）次读数（或用具体数值表示）  锥形瓶内质量已达恒重

（3）①蒸发  ②NaCl的质量  ③烧杯  玻璃棒  ④偏大