Question

10．為了測定已部分變質(zhì)的過氧化鈉樣品的純度，設(shè)計(jì)如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，圖中Q為彈性良好的氣球，稱取一定量的樣品放入其中，按如圖所示的裝置安裝好儀器，打開分液漏斗的活塞，將稀硫酸滴入氣球中．
請(qǐng)回答下列問題：
（1）為測定反應(yīng)時(shí)生成氣體的總體積，滴稀H₂SO₄前必須關(guān)閉K₁、K₂
（填“K₁”、“K₂”或“K₃”，下同），打開K₃．
（2）當(dāng)上述反應(yīng)停止時(shí)，將K₁、K₂、K₃均關(guān)閉，然后先打開K₂，再緩緩打開K₁，這時(shí)可觀察到的現(xiàn)象是氣球Q慢慢變小，氣體進(jìn)入量筒Ⅱ中．
（3）b中裝的固體試劑是堿石灰，為何要緩緩打開K₁？控制氣體的流速，使CO₂被充分吸收．
（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，量筒Ⅰ中有x mL水，量筒Ⅱ中收集到y(tǒng) mL氣體，則過氧化鈉的純度是$\frac{78y}{53x+25y}$×100%（用含x、y的式子表示，上述體積均已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況）．

Answer 1

分析 （1）反應(yīng)產(chǎn)生的CO₂、O₂使氣球變大，將廣口瓶中氣體排出，水進(jìn)入量筒Ⅰ中，所以量筒Ⅰ中水的體積即為產(chǎn)生的CO₂、O₂的體積；
（2）反應(yīng)停止，打開K₂，再緩緩打開K₁，廣口瓶內(nèi)外相通，氣球Q慢慢縮�。�
（3）混合氣體通過堿石灰吸收CO₂，最后量筒Ⅱ中收集的是O₂；
（4）根據(jù)化學(xué)方程式2Na₂O₂+2H₂SO₄=2Na₂SO₄+2H₂O+O₂↑、Na₂CO₃ +H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑，計(jì)算出碳酸鈉、過氧化鈉的質(zhì)量并過氧化鈉的純度．

解答 解：（1）反應(yīng)產(chǎn)生的CO₂、O₂使氣球變大，將廣口瓶中氣體排出，水進(jìn)入量筒Ⅰ中，所以量筒Ⅰ中水的體積即為產(chǎn)生的CO₂、O₂的體積，所以滴稀H₂SO₄前必須關(guān)閉K₁、K₂打開K₃，
故答案為：K₁、K₂；K₃；
（2）反應(yīng)停止，打開K₂，再緩緩打開K₁，廣口瓶內(nèi)外相通，氣球Q慢慢變小，氣體進(jìn)入量筒Ⅱ中；
故答案為：氣球Q慢慢變小，氣體進(jìn)入量筒Ⅱ中；
（3）混合氣體通過堿石灰吸收CO₂，最后量筒Ⅱ中收集的是O₂，
故答案為：堿石灰；控制氣體流速，使CO₂充分吸收；
（4）量筒Ⅱ中收集到y(tǒng) mL氣體為氧氣，其物質(zhì)的量為n=$\frac{V}{{V}_{m}}$=$\frac{y×1{0}^{-3}}{22.4}$mol，量筒Ⅰ中有x mL水，則生成的混合氣體總體積為xml，其物質(zhì)的量為n=$\frac{V}{{V}_{m}}$=$\frac{x×1{0}^{-3}}{22.4}$mol；則二氧化碳的物質(zhì)的量為$\frac{（x-y）×1{0}^{-3}}{22.4}$mol；

2Na₂O₂ +2H₂SO₄=2Na₂SO₄+2H₂O+O₂↑；                            Na₂CO₃ +H₂SO₄ =Na₂SO₄ +H₂O+CO₂↑，
$\frac{y×1{0}^{-3}}{22.4}$×2mol                                  $\frac{y×1{0}^{-3}}{22.4}$mol                     $\frac{（x-y）×1{0}^{-3}}{22.4}$mol                             $\frac{（x-y）×1{0}^{-3}}{22.4}$mol
則過氧化鈉的質(zhì)量為：$\frac{y×1{0}^{-3}}{22.4}$×2×78，碳酸鈉的質(zhì)量為：$\frac{（x-y）×1{0}^{-3}}{22.4}$mol×106，
所以過氧化鈉的純度：$\frac{\frac{y×1{0}^{-3}}{22.4}×2×78}{\frac{y×1{0}^{-3}}{22.4}×2×78+\frac{（x-y）×1{0}^{-3}}{22.4}×106}$=$\frac{78y}{53x+25y}$，
故答案為：$\frac{78y}{53x+25y}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查混合物含量的測定，題目難度較大，本題要搞清量筒Ⅰ、Ⅱ的作用，根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式計(jì)算即可解答，側(cè)重于考查學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力．