Question

过碳酸钠（2Na₂CO₃·3H₂O₂）广泛用于洗涤、纺织、医疗、造纸等。某兴趣小组展开了深入的学习：

【资料卡片】：

I、制备研究：工业上采用“醇析法”将其转化成固态的过碳酸钠晶体（化学式为2Na₂CO₃·3H₂O₂）, “醇析法”的生产工艺流程如下：

请回答问题：

（1）Na₂CO₃俗名：_______________；其水溶液能使酚酞变_______________；

（2）H₂O₂受热容易分解，写出该分解反应的方程式：_________________；

（3）生产过程中，反应及干燥均需在低温度下进行，原因是________________；

（4）生产过程中，加入较多无水乙醇后，过碳酸钠晶体大量析出，此无水乙醇的作用可能是_________________；

（5）操作A的名称是______________，若在实验室完成此操作，需要的玻璃仪器是烧杯、玻璃棒和_____________；

（6）母液可以循环使用，但须进行“一系列操作”分离，这些操作包括：加入少量___________，不再有气泡产生后，过滤，将所得滤液再进行______________（填操作名称），即可得Na₂CO₃溶液和95%的乙醇。为获取无水乙醇，还需进行的操作是：向95%的乙醇中加入足量CaO后，选__________（填序号）装置进行实验。

II、纯度测定：兴趣小组同学设计了如图1所示实验装置（部分仪器略去），测定过碳酸钠样品中2Na₂CO₃·3H₂O₂的质量分数。步骤如下：

① 连接仪器并检查好气密性

② 将过碳酸钠样品（2.20g）和少许MnO₂均匀混合后置于装置A中，在量筒中加满水；

③ 连接仪器，打开滴液漏斗活塞，缓缓滴入水；

④ 待装置A中_____________时，停止滴加水，并关闭活塞；

⑤ 冷却至室温后，平视读数；

⑥ 根据数据进行计算。

请回答下列问题：

（7）完善实验步骤的相关内容：④ __________；

（8）第⑤中，已“冷却至室温”的判断依据是：_____________；

（9）量筒中，加装的长导管的作用是：______________；

（10）实验中，______________，则开始收集气体；

A．刚开始出现气泡时

B．当气泡均匀连续出现时

C．若用带火星木条放在导管口部，复燃时

（11）量筒的局部示意见图2，平视读数时应沿____________视线（选填“a”或“b”） 进行。图中________视线（选填“a”或“b”）对应的读数较大。

（12）若量筒中收集到气体的体积是224mL （己转化为标准状况下的数据），计算过碳酸钠样品中2Na₂CO₃·3H₂O₂的质量分数：_____________；[Mr（O₂）=32、Mr（2Na₂CO₃·3H₂O₂）=314]

（13）经过讨论，小组同学一致认为测定结果偏大，理由是_________________（任写一种）。

Answer

I、（1）纯碱；红；

（2）2H2O22H2O+O2↑；

（3）H2O2和2Na2CO3·3H2O2受热都容易分解；

（4）无水乙醇能降低过碳酸钠溶解度；

（5）过滤；漏斗；

（6）MnO2；蒸馏；A；

II、（7）无气泡冒出（或无明显现象）；

（8）量筒内液面不再变化；

（9）防止冷却时，（短导管）将量筒中的水倒吸入A中影响测量；

（10）A；

（11）b；b；

（12）95%或95.1%；

（13）①滴液漏斗中的水进入A中，挤出一部分气体入量筒中

②量筒中导气管占有部分空间

③当量筒中的液面高于水槽中的时，量筒内部气压小于外界大气压，使测量的气体体积偏大。

【解析】

试题分析：I、（1）Na2CO3俗名是纯碱；其水溶液水解显碱性，能使酚酞变红色，故答案为：纯碱；红；

（2）H2O2受热容易分解，分解反应的方程式为2H2O22H2O+O2↑，故答案为：2H2O22H2O+O2↑；

（3）过氧化氢和过碳酸钠在加热时均会分解，因此生产过程中，反应及干燥均需在低温度下进行，故答案为：H2O2和2Na2CO3·3H2O2受热都容易分解；

（4）生产过程中，加入较多无水乙醇后，无水乙醇能降低过碳酸钠溶解度，使得过碳酸钠晶体大量析出，故答案为：无水乙醇能降低过碳酸钠溶解度；

（5）分离出过碳酸钠晶体，可以用过滤的方法进行，过滤存在需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗，故答案为：过滤；漏斗；

（6）母液中是饱和过碳酸钠溶液，其中的过碳酸钠可以循环使用，要得到Na2CO3溶液和95%的乙醇，需要首先使过氧化氢分解，可以加入二氧化锰作催化剂，分离Na2CO3溶液和乙醇，可以利用乙醇易挥发的性质选用蒸馏进行分离，为获取无水乙醇，还需进行的操作是：向95%的乙醇中加入足量CaO后蒸馏，故选装置A，故答案为：MnO2；蒸馏；A；

II、（7）根据实验操作过程，④待装置A中不再产生气泡时，停止加水，并关闭活塞，故答案为：无气泡冒出；

（8）第⑤中，当量筒内液面不再变化，表明已“冷却至室温” ，故答案为：量筒内液面不再变化；

（9）量筒中，加装的长导管可以防止冷却时，（短导管）将量筒中的水倒吸入A中影响测量，故答案为：防止冷却时，（短导管）将量筒中的水倒吸入A中影响测量；

（10）开始锥形瓶中有空气，最后锥形瓶中留有制取的氧气，两者体积相同，所以一开始就应当收集，故选A；

（11）量筒的局部示意见图2，平视读数时使溶液的凹液面与刻度相切，故选b；量筒的刻度是从下向上标注的，该量筒倒置，因此图中b对应的读数较大，故答案为：b；b；

（12）过碳酸钠分解产生氧气质量为224mL×10-3×1.43g•L-1=0.32g

2（2Na2CO3•3H2O2）～3O2↑

628 96

x 0.32g

=，解得：x=2.09g，则样品中，2Na2CO3•3H2O2的质量分数为：×100%=95.0%，故答案为：95%；

（13）滴入的水占据了锥形瓶内的体积，或者量筒中导气管占有部分空间，或者当量筒中的液面高于水槽中的时，量筒内部气压小于外界大气压，都会使测量的气体体积偏大，导致测定结果偏大，故答案为：滴入的水占据了锥形瓶内的体积，使得O2体积偏大（或者量筒中导气管占有部分空间、当量筒中的液面高于水槽中的时，量筒内部气压小于外界大气压，）

考点：考查了物质制备的工艺流程、实验探究物质的组成成分以及含量、过碳酸钠、碳酸钠的化学性质的相关知识。