Question

一种名为“污渍爆炸盐”的洗涤产品能高效去除衣物上的顽固污渍，某校化学研 究性学习小组的同学在老师的指导下对该产品开展了以下探究活动。

（查阅资料）“污渍爆炸盐”的主要成分是过碳酸钠（相对分子质量为 122），它是一种白 色固体粉末，易溶于水且能与水反应生成一种碳酸盐和一种强氧化性的物 质，是当前使用最为广泛的洗涤助剂之一。

（实验探究一）过碳酸钠的化学组成

为探究过碳酸钠的化学组成，同学们设计了以下实验，请按要求完成表格内容：

序号	实验步骤	实验现象	实验分步结论（或解释）
①	向盛有过碳酸钠固体的试管中加入适量水 向所得溶液中加入适量 的二氧化锰粉末	固体溶解，有大量气泡 产生	过碳酸钠可溶于水，并且能与水反应。
②	将带火星的木条置于试 管口	木条复燃	在试管中产生的气体是_______；过碳酸钠溶于水能生成___________（填化学式）。
③	取序号③试管中的上层清液加入氯化钙溶液	产生白色沉淀	反应的化学方程式：___________。
小结	过碳酸钠的化学式是_________；过碳酸钠与水反应的化学方程式是______。

（实验探究二）过碳酸钠含量测定

老师给同学们一份含碳酸钠杂质的过碳酸钠样品（不含其它杂质），要求设计方案测定 该样品中过碳酸钠的含量，同学们经讨论设计了如下图所示的实验装置。图中装置 B 盛装 氢氧化钠溶液、C 盛装澄清石灰水、D 盛装浓硫酸，E、F 均装入干燥的碱石灰（主要成分： 氧化钙和氢氧化钠的固体混合物；可吸收二氧化碳和水蒸气）

（1）首先关闭活塞 K、K₂,打开活塞 K₁、K₃、K₄，通入一段时间的氮气排出锥形瓶中的空气，此时装置 B 的作用是____________；

（2）依次关闭活塞 K₁、K₃、K₄，打开活塞 K₂、K，此时锥形瓶中反应生成的气体是__________， 反应完全后关闭活塞 K，再次打开活塞 K₁ 通入氮气的作用是__________；

（3）同学们根据 E 装置在测定前后的质量差计算出了样品中过碳酸钠的含量。装置 F 的作用是__________。

Answer

氧气 H2O2和Na2CO3 Na2CO4 除去空气中的二氧化碳，防止空气中的二氧化碳进入E装置 二氧化碳和氧气 将装置中的气体排出，被E装置吸收 防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入E装置被吸收，影响实验结果

【解析】

实验探究一：②由资料可知，过碳酸钠易溶于水且能与水反应生成一种碳酸盐和一种强氧化性的物质，将过碳酸钠溶于水，并向溶液中加入适量的二氧化锰粉末，将带火星的木条置于试管口，木条复燃，说明产生的气体是氧气；

过氧化氢可在二氧化锰的催化下生成氧气，故强氧化性物质为过氧化氢，根据质量守恒定律，化学反应前后，原子的种类不变，故碳酸盐为碳酸钠，故过碳酸钠溶于水能生成H2O2和Na2CO3；

取序号③试管中的上层清液加入氯化钙溶液，可产生白色沉淀，碳酸钠可与氯化钙反应生成碳酸钙和氯化钠，其化学反应方程式为：；

由实验可知，过碳酸钠与水反应生成碳酸钠和过氧化氢，说明过碳酸钠中含氧量比碳酸钠高，已知过碳酸钠的相对分子质量为122，碳酸钠的相对分子质量为106，所以过碳酸钠的化学式应为：Na2CO4；

过碳酸钠与水反应的化学方程式为：；

实验探究二：

（1）装置B中的氢氧化钠可与空气中的二氧化碳反应，除去空气中的二氧化碳，防止空气中的二氧化碳进入E装置；

（2）依次关闭活塞 K1、K3、K4，打开活塞 K2、K，将稀硫酸注入锥形瓶中，过碳酸钠可与水反应生成碳酸钠和过氧化氢，过氧化氢在二氧化锰的催化下生成水和氧气，碳酸钠和稀硫酸反应生成硫酸钠、二氧化碳和水，故锥形瓶中反应生成的气体是氧气和二氧化碳，气体可通过K2进入D，D中的浓硫酸将气体中的水蒸气除去，装置E中的碱石灰可吸收生成的二氧化碳，反应完全后关闭活塞 K，再次打开活塞 K1 通入氮气的作用是将装置中的气体排出，被E装置完全吸收；

（3）装置F中为碱石灰，碱石灰可吸收空气中的二氧化碳和水蒸气，防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入E装置被吸收，影响实验结果。