Question

7．利用Na₂O₂與水反應能放出氧氣的性質，可通過選擇（圖1）裝置A或B來測定已部分變質的Na₂O₂樣品中Na₂O₂的質量分數．

（1）實驗室提供的是500mL量筒，則實驗中取用Na₂O₂樣品的質量最合適的是B．
A．0.1～0.2g    B．2.5～3.0g     C．5.0～6.0g     D．10～15g
（2）如圖2托盤天平稱取樣品，應選用下圖中的①（填①或②）．不選用另一裝置的原因是過氧化鈉容易吸收空氣中的H₂O和CO₂，不宜暴露在空氣中稱量．
（3）因Na₂O₂與水反應會放熱而影響測定的準確性，所以反應結束后，必須使錐形瓶中的氣體溫度恢復至室溫，應選用裝置A、B中的A（填A或B）．如果選用了另一種不適當的裝置，測得的Na₂O₂的質量分數會偏大（填偏大或偏�。�．
（4）如在實驗中，氣體摩爾體積為a L•mol^-1，量筒中收集到的水的體積為V mL，樣品的質量為m g，則樣品中Na₂O₂的質量分數為$\frac{15.6V}{am}$%．

Answer 1

分析 （1）500mL量筒量取的是過氧化鈉與水反應生成氧氣的體積，根據500mL氧氣體積計算出過氧化鈉的最大質量；
（2）過氧化鈉容易吸收空氣中的H₂O和CO₂，不宜暴露在空氣中稱量，燒杯中過氧化鈉與空氣接觸面過大；
（3）因Na₂O₂與水反應會放熱而使產生的氧氣體積變大，導致過氧化鈉的質量分數偏大，故應冷卻氣體，選用長導管；
（4）量筒中收集到的液體體積即為O₂的體積，根據氧氣的體積計算過氧化鈉的量．

解答 解：（1）500mL量筒量取的是過氧化鈉與水反應生成氧氣的體積，生成的500mL氧氣，大約為0.022mol，根據2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，需要過氧化鈉質量約為0.044mol×78g/mol=3.4g，Na₂O₂的質量應小于3.4g，如果過多會造成量筒中液體外溢，如果過少產生的氣體太少，測量過程中量筒無法讀數或誤差太大，故選擇Na₂O₂樣品的合適質量為2.5g～3.0g，
故答案為：B；
（2）過氧化鈉容易吸收空氣中的H₂O和CO₂，不宜暴露在空氣中稱量，燒杯中過氧化鈉與空氣接觸面過大，所以選擇用錐形瓶稱取，
故答案為：①；過氧化鈉容易吸收空氣中的H₂O和CO₂，不宜暴露在空氣中稱量；
（3）因Na₂O₂與水反應會放熱而使產生的氧氣體積變大，導致過氧化鈉的質量分數偏大，故應冷卻氣體，選用長導管，防止量筒的讀數大于室溫時放出的氧氣的體積，
故答案為：A；偏大；
（4）量筒中收集到的液體體積即為O₂的體積，其物質的量n（O₂）=$\frac{10{\;}^{-3}V}{a}$mol，根據反應關系式：2Na₂O₂～O₂↑，可得n（Na₂O₂）=2×$\frac{10{\;}^{-3}V}{a}$mol，Na₂O₂的質量分數=$\frac{2×\frac{10{\;}^{-3}V}{a}mol×78g/mol}{mg}$×100%=$\frac{15.6V}{am}$%，
故答案為：$\frac{15.6V}{am}$%．

點評 本題考查了過氧化鈉與水反應的性質實驗以及測定物質的質量分數的實驗，題目較為綜合，難度不大，注意把握實驗方案的設計原理．