1.在呼吸面具和潛水艇中可用過(guò)氧化鈉作為供氧劑.請(qǐng)用如圖實(shí)驗(yàn)裝置,選用適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)試劑和實(shí)驗(yàn)用品,設(shè)計(jì)并完成對(duì)過(guò)氧化鈉這一性質(zhì)進(jìn)行的探究.

(1)裝置A的作用是制取CO2氣體.B中應(yīng)加入的試劑是飽和Na2HCO3溶液.
(2)過(guò)氧化鈉應(yīng)置于C裝置中,能說(shuō)明它可做潛艇供氧劑的實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象是待F集滿氣體后,用大拇指堵住管口從水槽中取出正立,松開(kāi)拇指后,將帶火星的木條迅速伸到試管口,若木條復(fù)燃,則說(shuō)明過(guò)氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)產(chǎn)生氧氣,可作供氧劑.
(3)查閱有關(guān)資料表明:2H2O+2Na2O2=4NaOH+O2↑.阿龍哥與無(wú)雙弟用同位素標(biāo)記法對(duì)過(guò)氧化鈉進(jìn)行標(biāo)記(Na${\;}_{2}^{18}$O2),以探究這一反應(yīng)的歷程.
阿龍哥:“這個(gè)題就是個(gè)渣渣,從電子轉(zhuǎn)移就可以分析得出:因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic3/quiz/images/201505/280/572670e8.png" style="vertical-align:middle" />,所以
能表明此反應(yīng)實(shí)質(zhì)的離子方程式為:2Na${\;}_{2}^{18}$O2+2H2O=4Na++2OH-+218OH-+18O2↑”
無(wú)雙弟:“阿龍哥真是天真可愛(ài)如你.應(yīng)是先有:①Na${\;}_{2}^{18}$O2+2H-OH═2NaOH+H${\;}_{2}^{18}$O2;②2H${\;}_{2}^{18}$O2═2H${\;}_{2}^{18}$O
+18O2↑”.
就在他們爭(zhēng)論不止的時(shí)候,老師布置了一道實(shí)驗(yàn)作業(yè):設(shè)計(jì)并完成過(guò)氧化鈉樣品(已知所含雜質(zhì)與酸堿均不反應(yīng))的純度測(cè)定.
阿龍哥和無(wú)雙弟稱各取了a g樣品并分別配制了100.00mL溶液以進(jìn)行實(shí)驗(yàn).實(shí)驗(yàn)操作中阿龍哥是將樣品直接溶于蒸餾水中;而無(wú)雙弟卻是將蒸餾水先加熱煮沸,再把蒸餾水分成兩份,一份趁熱加入樣品溶解,待冷卻到室溫后在用另一部分來(lái)進(jìn)行配制.
他們分別取出自己配制的溶液20.00mL,加入酚酞數(shù)滴后,用濃度為c mol/L的鹽酸進(jìn)行滴定后;再重復(fù)了兩次取液滴定操作,阿龍哥和無(wú)雙弟分別計(jì)算出了所用鹽酸的體積平均值,分別為VA和VW mL.下面請(qǐng)你參與對(duì)阿龍哥和無(wú)雙弟實(shí)驗(yàn)的討論.
①實(shí)驗(yàn)中,阿龍哥加入酚酞,溶液變紅后,振蕩錐形瓶,見(jiàn)紅色褪去,又繼續(xù)加入酚酞數(shù)滴后變成了粉紅色.而無(wú)雙弟的滴入一兩滴后,溶液就變成了紅色.
親愛(ài)的同學(xué),你認(rèn)為他們倆對(duì)Na2O2與水反應(yīng)的歷程認(rèn)識(shí)是無(wú)雙弟(阿龍哥/無(wú)雙弟)正確?據(jù)此,你認(rèn)為Na18 2O2與CO2反應(yīng)的方程式是:2Na218O2+2CO2+2H2O=2Na2CO3+2H218O+18O2↑.
②在樣品的溶解與配制中,你認(rèn)為無(wú)雙弟的操作是合理的,理由是:沸水能使Na2O2溶解時(shí)所生成的H2O2迅速分解,消除其對(duì)中和滴定(特別是指示劑)的影響.另一同學(xué)的操作將會(huì)使實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏小(“偏大”、“偏小”或“無(wú)影響”)
③原來(lái)的過(guò)氧化鈉樣品的純度是$\frac{19.5c{V}_{w}}{a}$%.
(4)寫(xiě)出Na2O2與FeSO4按2:3混合后投入水中反應(yīng)的離子方程是24Na2O2+36Fe2++42H2O=48Na++28Fe(OH)3+8Fe3++3O2↑.
(5)我們經(jīng)常用到Kw=1.0X10-14這個(gè)數(shù)值.請(qǐng)問(wèn)Kw表示的是水的電離平衡常數(shù)嗎?不是(是/不是),若不是,請(qǐng)說(shuō)明理由由于H2O=H++OH-,故水的電離平衡常數(shù)K=[c(H+)•c(OH-)]/c(H2O),而Kw=c(H+)•c(OH-),易知Kw=Kc(H2O),所以Kw不是水的電離平衡常數(shù),而是水的電離平衡常數(shù)與水的濃度的乘積值(若是,此空不作答)

分析 由實(shí)驗(yàn)裝置可知,本實(shí)驗(yàn)首先由CaCO3和鹽酸反應(yīng)生成CO2,產(chǎn)生氣體通過(guò)飽和NaHCO3溶液,以除去CO2氣體中混入的HCl,然后過(guò)氧化鈉與CO2和水氣反應(yīng),產(chǎn)生O2,用排水法收集O2,最后取出試管,立即把帶火星的木條伸入試管口內(nèi),木條復(fù)燃,證明試管中收集的氣體是氧氣,
(1)A為由CaCO3和鹽酸反應(yīng)生成CO2;B的作用是除去二氧化碳中含有的氯化氫,應(yīng)該為飽和碳酸氫鈉溶液;
(2)根據(jù)分析可知,過(guò)氧化鈉應(yīng)該放在C裝置中;根據(jù)檢驗(yàn)氧氣的方法分析;
(3)①阿龍哥加入酚酞,溶液變紅后,振蕩錐形瓶,見(jiàn)紅色褪去,說(shuō)明溶于水雙氧水將酚酞氧化二褪色,而無(wú)雙弟的滴入一兩滴后,溶液就變成了紅色,說(shuō)明加熱后雙氧水分解,據(jù)此判斷反應(yīng)歷程,然后寫(xiě)出Na218O2與CO2反應(yīng)的化學(xué)方程式;
②無(wú)雙弟將溶液加熱后雙氧水分解,消除了雙氧水對(duì)中和滴定(特別是指示劑)的影響;由于酚酞能夠消耗強(qiáng)氧化鈉溶液,導(dǎo)致滴定結(jié)果偏低;
③無(wú)雙弟的操作合理,測(cè)定結(jié)果較準(zhǔn)確,根據(jù)中和滴定原理及滴定數(shù)據(jù)計(jì)算出該樣品中過(guò)氧化鈉的純度;
(4)設(shè)過(guò)氧化鈉為2mol、硫酸亞鐵為3mol,根據(jù)化合價(jià)變化判斷過(guò)量情況,然后根據(jù)判斷結(jié)果計(jì)算出反應(yīng)產(chǎn)物組成,最后寫(xiě)出反應(yīng)的離子方程式;
(5)Kw表示的是氫離子與氫氧根離子的濃度之積,不是水的電離平衡常數(shù).

解答 解:由實(shí)驗(yàn)裝置可知,本實(shí)驗(yàn)首先由CaCO3和鹽酸反應(yīng)生成CO2,產(chǎn)生氣體通過(guò)飽和NaHCO3溶液,以除去CO2氣體中混入的HCl,然后過(guò)氧化鈉與CO2和水氣反應(yīng),產(chǎn)生O2,用排水法收集O2,最后取出試管,立即把帶火星的木條伸入試管口內(nèi),木條復(fù)燃,證明試管中收集的氣體是氧氣,
(1)A為由CaCO3和鹽酸反應(yīng)生成CO2,反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑,所以A的作用是制取CO2氣體;
鹽酸具有揮發(fā)性,制取的二氧化碳中混有氯化氫,會(huì)影響實(shí)驗(yàn)測(cè)定,應(yīng)該用飽和碳酸氫鈉溶液除去,則B中盛放的是飽和Na2HCO3溶液,
故答案為:制取CO2氣體;飽和Na2HCO3溶液;
(2)過(guò)氧化鈉應(yīng)該分子C裝置中,能說(shuō)明它可做潛艇供氧劑的實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象為:待F集滿氣體后,用大拇指堵住管口從水槽中取出正立,松開(kāi)拇指后,將帶火星的木條迅速伸到試管口,若木條復(fù)燃,則說(shuō)明過(guò)氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)產(chǎn)生氧氣,可作供氧劑,
故答案為:C; 待F集滿氣體后,用大拇指堵住管口從水槽中取出正立,松開(kāi)拇指后,將帶火星的木條迅速伸到試管口,若木條復(fù)燃,則說(shuō)明過(guò)氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)產(chǎn)生氧氣,可作供氧劑;
(3)①滴定時(shí)阿龍哥加入酚酞,溶液變紅后,振蕩錐形瓶,見(jiàn)紅色褪去,說(shuō)明溶于水雙氧水將酚酞氧化二褪色,而無(wú)雙弟的滴入一兩滴后,溶液就變成了紅色,說(shuō)明加熱后雙氧水分解,據(jù)此可知反應(yīng)歷程為:①Na${\;}_{2}^{18}$O2+2H-OH═2NaOH+H${\;}_{2}^{18}$O2;②2H${\;}_{2}^{18}$O2═2H${\;}_{2}^{18}$O,即:無(wú)雙弟的說(shuō)法正確;據(jù)無(wú)雙弟的反應(yīng)歷程可知,Na218O2與CO2反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2Na218O2+2CO2+2H2O=2Na2CO3+2H218O+18O2↑,
故答案為:無(wú)雙弟; 2Na218O2+2CO2+2H2O=2Na2CO3+2H218O+18O2↑;
②由于沸水能使Na2O2溶解時(shí)所生成的H2O2迅速分解,消除了雙氧水對(duì)中和滴定(特別是指示劑)的影響,所以無(wú)雙弟的操作方法正確;另一個(gè)同學(xué)加入了較多酚酞,酚酞能夠消耗強(qiáng)氧化鈉溶液,則滴定過(guò)程中消耗鹽酸的體積偏小,測(cè)定結(jié)果偏小,
故答案為:無(wú)雙弟;沸水能使Na2O2溶解時(shí)所生成的H2O2迅速分解,消除其對(duì)中和滴定(特別是指示劑)的影響;偏。
 ③無(wú)雙弟的操作合理,若100mL配制的樣品溶液完全用該濃度的鹽酸中和,消耗鹽酸體積應(yīng)該為:VWmL×$\frac{100mL}{20mL}$=5VWmL,消耗氯化氫的物質(zhì)的量為:cmol/L×5VW×10-3L=5cVW×10-3mol,則樣品中含有強(qiáng)氧化鈉的物質(zhì)的量為:5cVW×10-3mol,過(guò)氧化鈉的物質(zhì)的量為:$\frac{1}{2}$×5cVW×10-3mol=2.5cVW×10-3mol,
樣品的純度為:$\frac{78g/mol×2.5c{V}_{W}×1{0}^{-3}L}{ag}$×100%=$\frac{19.5c{V}_{w}}{a}$%,
故答案為:$\frac{19.5c{V}_{w}}{a}$%;
(4)設(shè)過(guò)氧化鈉為2mol,則硫酸亞鐵為3mol,2mol過(guò)氧化鈉完全反應(yīng)能夠得到4mol電子,3mol亞鐵離子完全被氧化成鐵離子失去3mol電子,顯然過(guò)氧化鈉過(guò)量,根據(jù)電子守恒3mol亞鐵離子完全反應(yīng)消耗過(guò)氧化鈉的物質(zhì)的量為為:$\frac{3mol×(3-2)}{2}$=1.5mol,剩余的0.5mol過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)生成1mol氫氧化鈉和0.25mol氧氣,反應(yīng)后溶質(zhì)為硫酸鈉和硫酸鐵,其中硫酸鈉的物質(zhì)的量為2mol,則硫酸鐵的物質(zhì)的量為:$\frac{1}{3}$×(3mol-2mol)=$\frac{1}{3}$mol,$\frac{1}{3}$mol硫酸鐵中含有$\frac{2}{3}$mol鐵離子,
生成氫氧化鐵的物質(zhì)的量為:3mol-$\frac{2}{3}$mol=$\frac{7}{3}$mol,據(jù)此寫(xiě)出反應(yīng)的離子方程式為:24Na2O2+36Fe2++42H2O=48Na++28Fe(OH)3↓+8Fe3++3O2↑,
故答案為:24Na2O2+36Fe2++42H2O=48Na++28Fe(OH)3↓+8Fe3++3O2↑;
(5)水的電離平衡為:H2O=H++OH-,則水的電離平衡常數(shù)K=[c(H+)•c(OH-)]/c(H2O),而Kw=c(H+)•c(OH-),易知Kw=K c(H2O),所以Kw不是水的電離平衡常數(shù),而是水的電離平衡常數(shù)與水的濃度的乘積值,
故答案為:不是;由于H2O=H++OH-,故水的電離平衡常數(shù)K=[c(H+)•c(OH-)]/c(H2O),而Kw=c(H+)•c(OH-),易知Kw=K c(H2O),所以Kw不是水的電離平衡常數(shù),而是水的電離平衡常數(shù)與水的濃度的乘積值.

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),題目難度較大,明確過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)的實(shí)質(zhì)為解答關(guān)鍵,試題知識(shí)點(diǎn)較多、綜合性較強(qiáng),充分考查學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)計(jì)算、化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰,?)為難點(diǎn)、易錯(cuò)點(diǎn),需要正確判斷反應(yīng)產(chǎn)物.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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(1)在圖2中選擇恰當(dāng)?shù)膬x器將圖1補(bǔ)充完整,所選擇儀器的連接順序(按左→右連接,填各儀器編號(hào))為E→D→F
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(3)確認(rèn)氣體中含NO的操作及現(xiàn)象是D中燒瓶?jī)?nèi)通入O2后,無(wú)色氣體變成紅棕色
(4)如果O2過(guò)量,則裝置F中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為:4NO2+O2+4NaOH=4NaNO3
(5)本題中,濃硝酸(含溶質(zhì)amol)完全反應(yīng),還原產(chǎn)物只有NO和NO2,被還原硝酸的物質(zhì)的量n的取值范圍為$\frac{a}{4}$mol<n<$\frac{a}{2}$mol.

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13.為了鑒定溴乙烷中溴元素的存在,試分析下列各步實(shí)驗(yàn),其中操作順序合理的是( 。
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10.X、Y、Z、W是四種短周期元素,X原子M層上的電子數(shù)是原子核外電子層數(shù)的2倍;Y原子最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的2倍;Z元素的單質(zhì)為雙原子分子,Z的氫化物水溶液呈堿性;W元素最高正價(jià)是+7價(jià).回答下列問(wèn)題:
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