Question

Na₂O₂與水的反應(yīng)實(shí)際是Na₂O₂+2H₂O═2NaOH+H₂O₂，反應(yīng)放熱，反應(yīng)放出的熱量使部分H₂O₂受熱分解：2H₂O₂═2H₂O+O₂↑．為了測(cè)定某過(guò)氧化鈉固體的純度，今做如下實(shí)驗(yàn)：
①稱取過(guò)氧化鈉固體2.00g；
②把這些過(guò)氧化鈉固體放入氣密性良好的氣體發(fā)生裝置中；
③向過(guò)氧化鈉中滴加水，用某一量筒排水集氣，量筒內(nèi)液面在110mL處恰好與水槽內(nèi)液面相平；
④將燒瓶中的液體轉(zhuǎn)移到250mL的容量瓶中，然后加入蒸餾水，定容，使液面恰好與刻度相切；
⑤用移液管移取25.00mL容量瓶中的液體，放入錐形瓶中，用過(guò)量的稀硫酸酸化，然后用0.01mol/L的KMnO₄溶液去滴定，至終點(diǎn)時(shí)用去了24.20mLKMnO₄溶液（此時(shí)錳全部以Mn²⁺存在）
（1）有500mL、250mL、150mL的量筒備用，應(yīng)選用量程為

 

的量筒，理由是

 

；
（2）有酸式和堿式兩種滴定管備用，該實(shí)驗(yàn)應(yīng)選用

 

，理由是

 

；
（3）在步驟③測(cè)量氣體體積時(shí)，必須待試管和量筒內(nèi)的氣體都冷卻到室溫時(shí)進(jìn)行，應(yīng)選用右圖裝置中

 

，理由是

 

；此時(shí)量筒內(nèi)的液面高于水槽中液面，立即讀數(shù)會(huì)使Na₂O₂的純度

 

（填“偏高”“偏低”或“不變”）；應(yīng)進(jìn)行的操作是

 

；
（4）在步驟⑤中滴定達(dá)到終點(diǎn)時(shí)，溶液的顏色變化是

 

；
（5）該過(guò)氧化鈉的純度為

 

（實(shí)驗(yàn)中得到的氣體體積均看作為標(biāo)準(zhǔn)狀況下）．

Answer 1

分析：（1）用量筒量取液體時(shí)應(yīng)選擇體積接近的量筒，以減少誤差；
（2）酸性和強(qiáng)氧化性的物質(zhì)應(yīng)選擇酸式滴定管；
（3）排水法側(cè)氣體體積時(shí)，量筒內(nèi)的液面要和水槽中液面相平，所得結(jié)果是常溫常壓下的氣體體積；
（4）高錳酸鉀具有氧化性，雙氧水具有還原性，二者可以發(fā)生氧化還反應(yīng)，高錳酸鉀具有紫色；
（5）根據(jù)氧氣的量求分解掉雙氧水，再根據(jù)H₂O₂與MnO₄^-反應(yīng)求雙氧水的總量，根據(jù)Na₂O₂與水反應(yīng)求出此樣品中Na₂O₂的純度，過(guò)氧化鈉的純度=

m(Na2O2)

m(混合物)

×100%；

解答：解：（1）量筒的量程越小，產(chǎn)生的誤差越小，所以用量筒時(shí)應(yīng)選擇體積接近的量筒，以減少誤差，收集110mL氣體應(yīng)選擇150mL的量筒，
故答案為：150mL；氣體體積為110mL，量筒的量程越小，產(chǎn)生的誤差越小；
（2）高錳酸鉀是強(qiáng)氧化性的物質(zhì)，能腐蝕堿式滴定管的乳膠管，所以應(yīng)選擇酸式滴定管，
故答案為：酸式滴定管；酸性KMnO₄具有強(qiáng)氧化性，能腐蝕堿式滴定管的乳膠管；
（3）氣體冷卻時(shí)發(fā)生倒吸現(xiàn)象，裝置B能防止倒吸，所以在步驟③測(cè)量氣體體積時(shí)，選用B裝置；必須待燒瓶和量筒內(nèi)的氣體都冷卻到室溫時(shí)進(jìn)行，此時(shí)量筒內(nèi)的液面高于水槽中液面，立即讀數(shù)由于量筒中氣體壓強(qiáng)小于外界大氣壓，會(huì)使收集到的氣體體積偏高，Na₂O₂純度偏高，應(yīng)慢慢把量筒往下移，使量筒中液面恰好與水槽中液面相平，
故答案為：B，防止氣體冷卻時(shí)發(fā)生倒吸現(xiàn)象；偏高；應(yīng)慢慢把量筒往下移，使量筒中液面恰好與水槽中液面相平；
（4）高錳酸鉀具有氧化性，雙氧水具有還原性，二者可以發(fā)生氧化還反應(yīng)，即2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O，高錳酸鉀具有紫色，不需要指示劑來(lái)判斷滴定終點(diǎn)，當(dāng)溶液剛好出現(xiàn)淺紫紅色，并在半分鐘內(nèi)不褪色，表明達(dá)到滴定終點(diǎn)，
故答案為：溶液剛好出現(xiàn)淺紫紅色，并在半分鐘內(nèi)不褪色；
（5）雙氧水分解掉的量，據(jù)2H₂O₂═2H₂O+O₂↑，當(dāng)生成110mL氧氣時(shí)，分解掉雙氧水

0.110L

22.4L/mol

×2≈0.01（mol），根據(jù)反應(yīng)2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O求的剩余雙氧水的量

5×24.20×0.01×10-3×10

2

mol≈0.006mol，所以雙氧水的總量=0.01mol+0.006mol=0.016mol，根據(jù)反應(yīng)Na₂O₂+2H₂O═2NaOH+H₂O₂，可知過(guò)氧化鈉的量為0.0016mol，純度=

0.0016mol×78g/mol

2.0g

×100%=62.4%，
故答案為：62.4%

點(diǎn)評(píng)：本題考查探究過(guò)氧化鈉固體的純度實(shí)驗(yàn)，涉及反應(yīng)原理、現(xiàn)象、用途等相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，知識(shí)面很廣，探究問(wèn)題較多，側(cè)重綜合考查學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力，題目難度中等．