Question

利用Na₂O₂與水反應能放出氧氣的性質，可通過選擇圖1裝置A或B來測定已部分變質的Na₂O₂樣品中Na₂O₂的質量分數(shù)．
（1）現(xiàn)欲用500mL量筒進行測定，取用Na₂O₂樣品的質量應是

 

（填序號）．
A．0.1g～0.2g  B．2.5g～3.0g  C．5.0g～6.0g  D．10g～15g
（2）如用托盤天平稱取樣品，應選用如圖2中的

 

（填數(shù)字序號），不選用另一個裝置的原因是

 

．
（3）因Na₂O₂與水反應會放熱而影響測定的準確性，所以反應結束后，必須使錐形瓶中的氣體溫度降低至室溫．如忽略導管本身帶來的測量誤差，應選用裝置A、B中的

 

（填“A”或“B”）．如果選用了另一種不適當?shù)难b置，測得的Na₂O₂的質量分數(shù)會

 

（填“偏大”或“偏小”），原因是

 

．
（4）如在實驗中，氣體摩爾體積為a L/mol，量筒中收集到的水的體積為V mL，樣品的質量為m g，則樣品中Na₂O₂的質量分數(shù)為

 

%．

Answer 1

考點：探究物質的組成或測量物質的含量,堿金屬及其化合物的性質實驗

專題：實驗探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：（1）500mL量筒量取的是過氧化鈉與水反應生成氧氣的體積，根據(jù)500mL氧氣體積計算出過氧化鈉的最大質量；
（2）過氧化鈉容易吸收空氣中的H₂O和CO₂，不宜暴露在空氣中稱量，燒杯中過氧化鈉與空氣接觸面過大；
（3）因Na₂O₂與水反應會放熱而使產(chǎn)生的氧氣體積變大，導致過氧化鈉的質量分數(shù)偏大，故應冷卻氣體，選用長導管；
（4）量筒中收集到的液體體積即為O₂的體積，根據(jù)氧氣的體積計算過氧化鈉的量．

解答： 解：（1）500mL量筒量取的是過氧化鈉與水反應生成氧氣的體積，生成的500mL氧氣，大約為0.022mol，根據(jù)2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，需要過氧化鈉質量約為0.044mol×78g/mol=3.4g，Na₂O₂的質量應小于3.4g，如果過多會造成量筒中液體外溢，如果過少產(chǎn)生的氣體太少，測量過程中量筒無法讀數(shù)或誤差太大，故選擇Na₂O₂樣品的合適質量為2.5g～3.0g，故答案為：B；
（2）過氧化鈉容易吸收空氣中的H₂O和CO₂，不宜暴露在空氣中稱量，燒杯中過氧化鈉與空氣接觸面過大，所以選擇用錐形瓶稱取，故答案為：①；過氧化鈉容易吸收空氣中的H₂O和CO₂，不宜暴露在空氣中稱量；
（3）因Na₂O₂與水反應會放熱而使產(chǎn)生的氧氣體積變大，導致過氧化鈉的質量分數(shù)偏大，故應冷卻氣體，選用長導管，防止量筒的讀數(shù)大于室溫時放出的氧氣的體積，故答案為：A；偏大；量筒的讀數(shù)大于室溫時放出的氧氣的體積；
（4）量筒中收集到的液體體積即為O₂的體積，其物質的量n（O₂）=

V×10-3

a

mol，根據(jù)反應關系式：2Na₂O₂～O₂↑，可得n（Na₂O₂）=

2V×10-3

a

mol，Na₂O₂的質量分數(shù)=

78g/mol×2V×10-3mol a

mg

×100%=

0.156V

am

×100%，故答案為：

15.6V

am

．

點評：本題考查了過氧化鈉與水反應的性質實驗以及測定物質的質量分數(shù)的實驗，題目較為綜合，難度不大，注意把握實驗方案的設計原理．