Question

9．過(guò)碳酸鈉（2Na₂CO₃•3H₂O₂）是一種集洗滌、漂白、殺菌于一體的氧系漂白劑．
已知：①過(guò)碳酸鈉具有Na₂CO₃和H₂O₂的性質(zhì)．
②2Na₂CO₃（aq）+3H₂O₂（aq）?2Na₂CO₃•3H₂O₂ （s）△H＜0
③50℃時(shí)，2Na₂CO₃•3H₂O₂ （s） 開始分解
某興趣小組制備過(guò)碳酸鈉的裝置示意圖如圖1所示：

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）圖1中玻璃導(dǎo)管a的作用是平衡壓強(qiáng)，使H₂O₂溶液順利流下
（2）本實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是控制溫度，用該裝置制備過(guò)碳酸鈉有不足之處，下列改進(jìn)措施可行的是AB（填序號(hào)）．
A、緩慢滴加H₂O₂溶液    B、冷水浴    C、用酒精燈加熱
（3）將實(shí)驗(yàn)改進(jìn)后按如圖2所示流程可獲得過(guò)碳酸鈉產(chǎn)品
①洗滌固體Y時(shí)選用無(wú)水乙醇作為洗滌劑的目的是減少過(guò)碳酸鈉的溶解損失，并帶走水份利于干燥
②在濾液X中加入適量中加入適量NaCl固體可析出過(guò)碳酸鈉，原因是增大鈉離子濃度，降低過(guò)碳酸鈉的溶解度
（4）下列物質(zhì)中，會(huì)引起過(guò)碳酸鈉失效的有AB．
A．Na₂SB．FeCl₃C．Na₂SiO₃      D．NaHCO₃
（5）過(guò)碳酸鈉產(chǎn)品中往往含有少量碳酸鈉，可用重量法測(cè)定過(guò)碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；其操作步驟：取m₁g樣品→溶解→沉淀反應(yīng)→過(guò)濾→洗滌→干燥→稱量m₂g．
①寫出沉淀反應(yīng)的離子方程式Ba²⁺+CO₃^2-=BaCO₃↓
②產(chǎn)品中過(guò)碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式為：$\frac{314（{m}_{1}-\frac{106{m}_{2}}{197}）}{102{m}_{1}}$．
③結(jié)果與分析：主要影響因素是沉淀是否完全及過(guò)碳酸鈉有無(wú)分解．

Answer 1

分析 本題是利用純堿和過(guò)氧化氫制備過(guò)碳酸鈉的實(shí)驗(yàn)操作與評(píng)價(jià)，既考查了反應(yīng)原理，又考查了實(shí)驗(yàn)的注意點(diǎn)及混合物的分離與提純，重點(diǎn)關(guān)注過(guò)碳酸鈉（2Na₂CO₃•3H₂O₂）的性質(zhì)，要防分解、防變質(zhì)及提高產(chǎn)品產(chǎn)量與純度，關(guān)于樣品質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算可結(jié)合碳原子的守恒和固體質(zhì)量和，以物質(zhì)的量作為基本單位進(jìn)行計(jì)算，據(jù)此解答；
（1）恒壓滴液漏斗中的支管主要作用是保持壓強(qiáng)平衡利于液體流下；
（2）此反應(yīng)為放熱反應(yīng)，為防止過(guò)碳酸鈉分解，可以通過(guò)控制反應(yīng)速率和降溫的方法來(lái)控制溫度；
（3）①洗滌固體Y時(shí)選用無(wú)水乙醇作為洗滌劑，減少固體的溶解，同時(shí)還起到干燥的效果；
②根據(jù)溶解平衡的移動(dòng)，增大鈉離子濃度可促進(jìn)過(guò)碳酸鈉沉淀；
（4）a、Na₂S會(huì)被過(guò)碳酸鈉氧化；
b、醋酸和碳酸鈉反應(yīng)；
c、碳酸氫鈉和過(guò)碳酸鈉不反應(yīng)；
（5）①沉淀反應(yīng)是碳酸根離子利用加入氯化鋇形成沉淀碳酸鋇；
②沉淀法測(cè)定過(guò)碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)需要稱量樣品質(zhì)量和沉淀質(zhì)量，計(jì)算得到過(guò)碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
③樣品的純度可結(jié)合沉淀反應(yīng)是否完全及過(guò)碳酸鈉有無(wú)分解等角度考慮；

解答 解：（1）恒壓滴液漏斗中的支管主要作用是保持壓強(qiáng)平衡利于液體流下，故答案為：平衡壓強(qiáng)，使H₂O₂溶液順利流下；
（2）可以利用冰水混合物給反應(yīng)容器降溫，也可以調(diào)慢滴加過(guò)氧化氫的速度，故答案為：AB；
（3）①用乙醇洗滌過(guò)碳酸鈉可減少固體的溶解，同時(shí)還能起干燥作用，故答案為：減少過(guò)碳酸鈉的溶解損失，并帶走水份利于干燥；
②濾液X中加入適量中加入適量NaCl固體，是為了增加鈉離子濃度，促進(jìn)過(guò)碳酸鈉溶解平衡逆向移動(dòng)，得到更多的沉淀，故答案為：增大鈉離子濃度，降低過(guò)碳酸鈉的溶解度；
（4）A、Na₂S會(huì)被過(guò)碳酸鈉氧化，使過(guò)碳酸鈉失效，符合；
B、醋酸和碳酸鈉反應(yīng)，使過(guò)碳酸鈉失效，符合；
C、碳酸氫鈉和過(guò)碳酸鈉不反應(yīng)，不符合；
故答案為：AB；
（5）①樣品中的碳酸鈉加入氯化鋇后濾液鋇離子沉淀碳酸根離子，反應(yīng)的離子方程式為：Ba²⁺+CO₃^2-=BaCO₃↓，故答案為：Ba²⁺+CO₃^2-=BaCO₃↓；
②實(shí)驗(yàn)過(guò)程中直接測(cè)定的物理量為樣品的質(zhì)量m₁g、沉淀的質(zhì)量m₂g，沉淀物質(zhì)的量=$\frac{{m}_{2}g}{197g/mol}$，設(shè)過(guò)碳酸鈉物質(zhì)的量為x，含有的碳酸鈉物質(zhì)的量為y，依據(jù)碳元素守恒得到2x+y=$\frac{{m}_{2}}{197}$、314x+106y=m₁ ，x=$\frac{{m}_{1}-\frac{{m}_{2}×106}{197}}{102}mol$；過(guò)碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{x×314}{a}=\frac{314（{m}_{1}-\frac{106{m}_{2}}{197}）}{102{m}_{1}}$，故答案為：$\frac{314（{m}_{1}-\frac{106{m}_{2}}{197}）}{102{m}_{1}}$．
③可能影響純度分析的是沉淀時(shí)有沒有將碳酸鈉完全沉淀，或操作過(guò)程中有沒有影響過(guò)碳酸鈉的分解，故答案為：主要影響因素是沉淀是否完全及過(guò)碳酸鈉有無(wú)分解．

點(diǎn)評(píng) 本題以物質(zhì)制備為載體，考查了元素及化合物的知識(shí)，重視基礎(chǔ)知識(shí)的檢查，試題難度中等，主要難點(diǎn)是樣品純度計(jì)算，對(duì)學(xué)生分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力提高有幫助，還能促進(jìn)學(xué)生關(guān)注雙基的復(fù)習(xí)．