Question

過碳酸鈉是一種集洗滌、漂白、殺菌于一體的氧系漂白劑，化學(xué)式可表示為aNa₂CO₃?bH₂O₂，具有Na₂CO₃和H₂O₂的性質(zhì)．某化學(xué)興趣小組進行如下實驗：
實驗I  制備過碳酸鈉用圖裝置和藥品制備過碳酸鈉，反應(yīng)為：aNa₂CO₃+bH₂O₂=aNa₂CO₃?bH₂O₂，△H＜0
（1）圖中玻璃導(dǎo)管a的作用是

 

（2）該反應(yīng)要控制在較低的溫度下進行，其原因是

 

（用化學(xué)方程式表示）
（3）用該裝置制備過碳酸鈉有不足之處，下列改進措施可行的是

 

（填序號）．
①緩慢滴加H₂O₂溶液      ②添加冷卻裝置       ③用酒精燈加熱
實驗Ⅱ探究過碳酸鈉的性質(zhì)
（4）為探究Na₂CO₃對H₂O₂穩(wěn)定性的影響設(shè)計實驗，請完善如下實驗方案：
①取等體積、等濃度的H₂O₂溶液于兩支試管中；
②

 

；
③在兩支試管中分別加人等量MnO₂粉末；
④

 

．
實驗Ⅲ測定過碳酸鈉中H₂O₂的質(zhì)量分數(shù)
KMnO₄滴定過碳酸鈉的原理：
6KMnO₄+5（aNa₂CO₃?bH₂O₂）+19H₂SO₄═3K₂SO₄+6MnSO₄+5aNa₂SO₄+5aCO₂↑+15O₂↑+34H₂O
（5）分析上述反應(yīng)可得a=

 

，b=

 

．
（6）準確稱取實驗制得的過碳酸鈉0.2000g于250mL錐形瓶中，加50mL蒸餾水溶解，再加50mL2.0mol?L-¹ H₂SO₄，用2.000x10^-2 mol?L^-1 KMnO₄標準溶液滴定至終點時消耗30.00mL，則所制得的過碳酸鈉中H₂O₂的質(zhì)量分數(shù)為

 

．

Answer 1

考點：性質(zhì)實驗方案的設(shè)計,探究碳酸鈉與碳酸氫鈉的性質(zhì)

專題：實驗設(shè)計題

分析：（1）通過玻璃導(dǎo)管a可以使圓底燒瓶與分液漏斗中的壓強相等；
（2）雙氧水不穩(wěn)定，溫度稍高時水分解生成水和氧氣；
（3）根據(jù)該反應(yīng)需要在低溫下進行判斷反應(yīng)條件；
（4）根據(jù)實驗?zāi)康臑椤疤骄縉a₂CO₃對H₂O₂穩(wěn)定性的影響”，然后根據(jù)對照實驗的設(shè)計方法進行設(shè)計該實驗方案；
（5）先根據(jù)氫原子守恒計算出b，然后根據(jù)氧原子守恒計算出a；
（6）先寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式，然后根據(jù)雙氧水與高錳酸鉀的物質(zhì)的量關(guān)系計算出樣品中雙氧水的百分含量．

解答： 解：（1）圖中玻璃導(dǎo)管a的作用是使圓底燒瓶與分液漏斗相通，起到平衡壓強的作用，
故答案為：平衡壓強；
（2）雙氧水容易分解，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2H₂O₂

△   .

2H₂O+O₂↑，影響過碳酸鈉的制備效率，所以該反應(yīng)要控制在較低的溫度下進行，
故答案為：2H₂O₂

△   .

2H₂O+O₂↑；
（3）制備過碳酸鈉需要在低溫下進行，由于反應(yīng)aNa₂CO₃+bH₂O₂=aNa₂CO₃?bH₂O₂，△H＜0為放熱反應(yīng)，則需要緩緩滴加雙氧水，以便降低反應(yīng)放出的熱量對雙氧水分解的影響；還需要添加冷卻裝置，但不能在加熱條件下進行，所以①②正確，
故答案為：①②；
（4）為探究Na₂CO₃對H₂O₂穩(wěn)定性的影響設(shè)計實驗方案為：首先①取等體積、等濃度的H₂O₂溶液于兩支試管中；
然后②往其中一只試管中加入少量碳酸鈉；
再③在兩支試管中分別加人等量MnO₂粉末；
最后④觀察兩只試管中氣泡產(chǎn)生的快慢，據(jù)此判斷碳酸鈉對雙氧水穩(wěn)定性的影響，
故答案為：故答案為：往其中一只試管中加入少量碳酸鈉；觀察兩只試管中氣泡產(chǎn)生的快慢；
（5）6KMnO₄+5（aNa₂CO₃?bH₂O₂）+19H₂SO₄═3K₂SO₄+6MnSO₄+5aNa₂SO₄+5aCO₂↑+15O₂↑+34H₂O，根據(jù)H原子守恒可得：5b×2+19×2=34×2，解得b=3；再根據(jù)氧原子守恒可得：6×4+5a×3+5×3×2+19×4=3×4+6×4+5a×4+5a×2+15×2+34，解得：a=2、b=3，
故答案為：a=2，b=3；
（6）高錳酸鉀溶液與過碳酸鈉反應(yīng)的化學(xué)方程式為：6KMnO₄+5（2Na₂CO₃?3H₂O₂）+19H₂SO₄═3K₂SO₄+6MnSO₄+10Na₂SO₄+10CO₂↑+15O₂↑+34H₂O，滴定過程中消耗2.000x10^-2 mol?L^-1 KMnO₄標準溶液的物質(zhì)的量為：2.000x10^-2 mol?L^-1×0.03L=6.000x10^-4mol，
則所制得的過碳酸鈉中H₂O₂的質(zhì)量分數(shù)為：

34g/mol×(6.000×10-4mol× 15 6 )

0.2000g

×100%=25.5%，
故答案為：25.5%．

點評：本題考查了性質(zhì)實驗方案的設(shè)計、化學(xué)方程式書寫、物質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的計算等知識，題目難度較大，注意掌握設(shè)計化學(xué)實驗方案的方法，能夠根據(jù)反應(yīng)方程式進行簡單的化學(xué)計算，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用所學(xué)知識的能力．