Question

现有一定量含有Na₂O杂质的Na₂O₂试样，用下图的实验装置测定Na₂O₂试样的纯度。(可供选用的反应物只有CaCO₃固体、6 mol·L^－1盐酸、6 mol·L^－1硫酸和蒸馏水)。

回答下列问题：

（1）连接好装置后需要进行的一步操作是：______，装置C的作用是________，装置E的作用是：____________。

（2）装置D中发生反应的化学方程式是__________、__________。

（3）若开始时测得样品的质量为2.2 g，反应结束后测得气体体积为224 mL(标准状况)，则Na₂O₂试样的纯度为______。(保留一位小数点）

Answer

装置的气密性检查 干燥气体 防止水分进入D中确保实验准确 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 Na2O＋CO2===Na2CO3 70.9%

【解析】

根据装置图可知要测定Na2O2试样的纯度，可以利用过氧化钠和二氧化碳反应生成的氧气来完成，因此装置A是产生二氧化碳的，B和C是净化二氧化碳的，D是过氧化钠和二氧化碳反应产生氧气，E是吸收未反应的二氧化碳，最后利用排水法收集氧气，测量氧气的体积，据此解答。

（1）由于反应中产生气体，则连接好装置后需要进行的一步操作是装置的气密性检查；由于生成的二氧化碳中含有水蒸气，则装置C中浓硫酸的作用是干燥气体；反应中二氧化碳是过量的，则装置E中碱石灰的作用是防止水分进入D中确保实验准确；

（2）氧化钠和过氧化钠均与二氧化碳反应，则装置D中发生反应的化学方程式是2Na2O2＋2CO2＝2Na2CO3＋O2、Na2O＋CO2＝Na2CO3；

（3）若开始时测得样品的质量为2.2 g，反应结束后测得气体体积为224 mL(标准状况)，因此氧气的物质的量是0.224L÷22.4L/mol＝0.01mol，根据方程式2Na2O2＋2CO2＝2Na2CO3＋O2可知过氧化钠是0.02mol，质量是0.02mol×78g/mol＝1.56g，则Na2O2试样的纯度为1.56g/2.2g×100%≈70.9%。