跟踪检测十关于过氧化钠碳酸钠的实验探究与计算.docx
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跟踪检测十关于过氧化钠碳酸钠的实验探究与计算
跟踪检测（十）关于过氧化钠、碳酸钠的实验探究与计算
1．过氧化钠具有强氧化性，遇木炭、铝粉等还原性物质时可燃烧。
下列有关说法不正确的是（ ）
A．Na2O2与铝粉反应，产物中有NaAlO2生成
B．1mol过氧化钠中阴离子数目为NA
C．过氧化钠与木炭、铝粉反应时，过氧化钠既是氧化剂又是还原剂
D．过氧化钠与木炭反应，若氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶1，则氧化产物为CO
解析：
选C Na2O2与Al反应的化学方程式为3Na2O2＋2Al===2NaAlO2＋2Na2O，A项正确；过氧化钠的电子式为
，1mol过氧化钠中阴离子数目为NA，B项正确；Na2O2与Al、C反应时，Na2O2只作氧化剂，C项错误；Na2O2与木炭反应时，根据电子得失守恒可知，木炭被氧化为CO，D项正确。
2．实验室模拟侯氏制碱法制取纯碱和氯化铵溶液，下列有关操作错误的是（ ）
选项
操作
目的
A
制取氨气将其溶于饱和食盐水
B
过滤获得碳酸钠晶体
C
灼烧碳酸氢钠制取碳酸钠
D
蒸发浓缩氯化铵溶液
解析：
选B A项，用氯化铵和氢氧化钙共热制备氨气，正确；B项，侯氏制碱法中溶液析出的晶体为碳酸氢钠，过滤获得碳酸氢钠，且过滤时需要玻璃棒引流，错误；C项，在坩埚中灼烧碳酸氢钠分解制备碳酸钠，正确；D项，蒸发皿中蒸发浓缩氯化铵溶液，并不断搅拌，正确。
3．某小组设计如图所示装置（夹持装置略去），在实验室模拟侯氏制碱工艺中NaHCO3的制备。
下列说法不正确的是（ ）
A．③、⑤中可分别盛放饱和食盐水和浓氨水
B．应先向③中通入足量NH3，再通入足量CO2
C．③中反应的离子方程式为NH3＋CO2＋H2O===NH
＋HCO
D．装置①也可用于制H2
解析：
选C 本实验利用浓氨水与碱石灰混合制取氨气，所以装置⑤中盛装浓氨水，装置③中盛装饱和食盐水，A项正确；先通入足量氨气，再通入足量CO2有利于NaHCO3的生成和析出，B项正确；③中反应的离子方程式为NH3＋CO2＋Na＋＋H2O===NaHCO3↓＋NH
，C项错误；装置①适合块状不溶于水的固体和液体反应，可以用其制取氢气，D项正确。
4．甲同学将Na2O2分别与H2O和浓盐酸反应，有如下现象：
实验序号
使用药品
现象
Ⅰ
Na2O2、H2O
①试管壁发热；②有无色无味气体产生
Ⅱ
Na2O2、
浓盐酸
①试管壁发热；②有刺激性气味的气体产生；③反应后所得溶液呈浅黄绿色
请回答下列问题：
实验Ⅰ中：
（1）该反应是________（填“放热”或“吸热”）反应。
（2）反应的化学方程式是____________________________________________________。
（3）证明无色无味气体是氧气的方法是_____________________________________。
实验Ⅱ中：
（4）根据现象②、③，推测生成的气体中可能含有Cl2，产生Cl2的化学方程式是________________________________________________________________________。
（5）若往“浅黄绿色溶液”中加入FeCl3溶液，立即产生与实验Ⅰ相同的气体，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：
（1）试管壁发热，说明反应是放热反应。
（2）过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，化学方程式为2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑。
（3）检验氧气的方法是将带火星的木条放在试管口，木条复燃，则证明是氧气。
（4）有刺激性气味的气体产生，反应后所得溶液呈浅黄绿色，说明生成的气体是氯气，过氧化钠氧化浓盐酸生成氯气，化学方程式为Na2O2＋4HCl（浓）===2NaCl＋Cl2↑＋2H2O。
（5）随反应的进行，浓盐酸变稀盐酸，而稀盐酸与Na2O2可发生复分解反应生成过氧化氢，所以溶液中存在的过氧化氢在氯化铁催化作用下产生氧气。
答案：
（1）放热
（2）2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
（3）将带火星的木条放在试管口，木条复燃，则证明是氧气
（4）Na2O2＋4HCl（浓）===2NaCl＋Cl2↑＋2H2O
（5）浅黄绿色溶液中存在H2O2，加入的FeCl3使H2O2分解速率加快，立即产生氧气
5．Na2O2具有强氧化性，H2具有还原性，某同学根据氧化还原反应的知识推测Na2O2与H2能发生反应。
为了验证此推测结果，该同学设计并进行如下实验。
Ⅰ.实验探究
步骤1：
按如图所示的装置组装仪器（图中夹持仪器已省略）并检查装置的气密性，然后装入药品。
步骤2：
打开K1、K2，在产生的氢气流经装有Na2O2的硬质玻璃管的过程中，未观察到明显现象。
步骤3：
进行必要的实验操作，淡黄色的粉末慢慢变成白色固体，无水硫酸铜未变蓝色。
（1）组装好仪器后，要检查装置的气密性。
简述检查虚线框内装置气密性的方法：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（2）B装置中所盛放的试剂是____________，其作用是__________________________
________________________________________________________________________。
（3）步骤3中的必要操作为打开K1、K2，_______（请按正确的顺序填入下列步骤的字母）。
A．加热至Na2O2逐渐熔化，反应一段时间
B．用小试管收集气体并检验其纯度
C．关闭K1
D．停止加热，充分冷却
（4）由上述实验可推出Na2O2与H2反应的化学方程式为__________________________。
Ⅱ.数据处理
（5）实验结束后，该同学欲测定C装置硬质玻璃管内白色固体中未反应完的Na2O2含量。
其操作流程如下：
―→
―→
①测定过程中需要的仪器除固定、夹持仪器外，还有电子天平、烧杯、酒精灯、蒸发皿和________。
②在转移溶液时，若溶液转移不完全，则测得Na2O2的质量分数________（填“偏大”“偏小”或“不变”）
解析：
Ⅰ.
（1）关闭K1，向A装置中的漏斗加水至漏斗内液面高于漏斗外液面，并形成一段水柱，一段时间后水柱稳定不降，说明启普发生器的气密性良好；
（2）A中生成的H2中混有水蒸气和挥发出的HCl，应利用B装置中所盛放的碱石灰吸收氢气中的水和氯化氢；（3）步骤3中的必要操作为打开K1、K2，应先通一会儿氢气并用小试管收集气体并检验其纯度，当装置内空气完全除去后，加热C中至Na2O2逐渐熔化，反应一段时间，然后停止加热，充分冷却，最后关闭K1，故操作顺序为BADC；（4）Na2O2与H2反应无水生成，说明产物为NaOH，发生反应的化学方程式为Na2O2＋H2
2NaOH；
Ⅱ.①NaCl溶液蒸发操作需要用玻璃棒搅拌，操作过程中需要的仪器除固定、夹持仪器外，还有电子天平、烧杯、酒精灯、蒸发皿和玻璃棒；②在转移溶液时，若溶液转移不完全，则得到NaCl固体的质量偏低，固体增重量偏低，导致NaOH的含量偏高，测得Na2O2的质量分数偏小。
答案：
（1）关闭K1，向A装置中的漏斗加水至漏斗内液面高于漏斗外液面，并形成一段水柱，一段时间后水柱稳定不降，说明虚线框内的装置气密性良好
（2）碱石灰 吸收氢气中的水和氯化氢
（3）BADC （4）Na2O2＋H2
2NaOH
（5）①玻璃棒 ②偏小
6．某课外活动小组设计如图实验装置，验证“二氧化碳与水接触时才能和过氧化钠反应”。
（1）过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式是____________________________________，该反应中，反应物的总能量________（填“大于”或“小于”）生成物的总能量。
（2）装置Ⅰ中的试剂是________（填字母）。
a．稀盐酸 b．稀硫酸 c．小苏打 d．石灰石
（3）实验时，应先打开弹簧夹________（填“K1”或“K2”），观察到预期现象后，关闭它，再打开另一个弹簧夹。
（4）实验过程中将带火星的木条置于a口，观察到带火星的木条始终不复燃。
①为观察到最终木条复燃，甲建议在Ⅲ后安装一个盛有碱石灰的干燥管，目的是________________________________________________________________________；
②乙认为即使采纳甲的建议且最终观察到木条复燃，也不能证明CO2参与了反应，原因是________________________________________________________________________。
（5）为进一步达到实验目的，应补充的实验是：
取最终反应后Ⅲ中所得固体，________________________________________________________________________。
解析：
（1）此反应是放热反应。
（2）依据实验目的，需要干燥CO2，所以装置Ⅰ是制取CO2的装置，因为盐酸易挥发出HCl，所以应选择稀硫酸、小苏打。
（3）先通干燥CO2，然后再通湿润CO2进行对比。
（5）证明反应后固体中含有CO
。
答案：
（1）2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 大于
（2）bc （3）K2 （4）①除去未充分反应的CO2 ②水与Na2O2反应生成O2 （5）加入稀盐酸，将产生的气体通入澄清石灰水中（答案合理即可）
7．某化学课外活动小组通过实验探究NO能否与Na2O2反应以及反应后的产物，该小组同学设计了如图所示装置（夹持仪器、连接用的乳胶管均已省略）。
经查阅资料知：
①NO是不成盐氧化物；②2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O。
回答下列问题：
（1）写出木炭与浓硝酸反应的化学方程式：
_______________________________________。
（2）为了完成实验，选择上图中的装置，其连接顺序为a→________________________（按气流方向，用小写字母表示）；有同学认为该装置存在缺陷，则该缺陷是__________________。
（3）连接好仪器，________________，装入药品后，要通入一段时间的氮气，再滴入浓硝酸，点燃酒精灯，通入氮气的主要目的是_______________________________________。
（4）装置E的作用是_______；能说明NO与Na2O2发生反应的实验现象是________________。
（5）探究NO与Na2O2反应的产物。
假设1：
产物只有NaNO3；假设2：
_________________________________________；
假设3：
产物为NaNO3和NaNO2的混合物。
为验证反应产物，该小组同学准确称取反应后的固体3.50g，用煮沸并冷却后的蒸馏水配成100.00mL溶液，取10.00mL溶液于锥形瓶中，用0.1000mol·L－1KMnO4溶液（硫酸酸化）滴定，共消耗KMnO4溶液20mL。
滴定过程中发生反应的离子方程式为________________，反应产物中NaNO2的质量分数为________（保留四位有效数字）。
解析：
（5）根据关系式，设NO
的物质的量为n，
2MnO
～ 5NO
2mol 5mol
0．002moln
求得n＝0.005mol
则NaNO2的质量分数为
×100%≈98.57%。
答案：
（1）C＋4HNO3（浓）
CO2↑＋4NO2↑＋2H2O
（2）h→i→d→e→b→c→f或g 缺少尾气处理装置
（3）检验装置的气密性 排出装置中的空气，防止NO被空气中的O2氧化为NO2
（4）制备NO D中固体由淡黄色变为白色
（5）产物只有NaNO2 2MnO
＋5NO
＋6H＋===5NO
＋2Mn2＋＋3H2O 98.57%
8．现有一定量含有Na2O杂质的Na2O2试样，用如图所示实验装置测定Na2O2试样的纯度。
（可供选用的反应物只有CaCO3固体、6mol·L－1盐酸、6mol·L－1硫酸和蒸馏水）
回答下列问题：
（1）装置A中液体试剂选用________________________________________________。
（2）装置B的作用是_________________________________________________________，
装置E中碱石灰的作用是_______________________________________________。
（3）装置D中发生反应的化学方程式为______________________________________。
（4）若开始时测得样品的质量为2.0g，反应结束后测得气体体积为224mL（标准状况），则Na2O2试样的纯度为________。
解析：
（1）A是用来制取二氧化碳的装置，碳酸钙和硫酸反应时，生成的硫酸钙微溶于水，会覆盖在碳酸钙的表面，使反应不能继续进行，所以用盐酸而不用硫酸来反应，故装置A中液体试剂选用6mol·L－1盐酸。
（2）碳酸钙和盐酸反应生成的二氧化碳中含有氯化氢气体，可用饱和碳酸氢钠溶液来除去；装置E中碱石灰的作用是吸收二氧化碳，防止二氧化碳对氧气的体积测量造成干扰。
（3）装置D中含有氧化钠和过氧化钠，CO2分别与它们发生反应。
（4）根据反应2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，反应结束后测得气体体积为224mL（标准状况），即生成的氧气的物质的量为
＝0.01mol，则过氧化钠的物质的量为0.02mol，故试样中过氧化钠的纯度为
×100%＝78%。
答案：
（1）6mol·L－1盐酸
（2）除去气体中的HCl 吸收装置D中反应剩余的CO2
（3）2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2、Na2O＋CO2===Na2CO3
（4）78%
9．化学兴趣小组的同学为测定某Na2CO3和NaCl的固体混合物样品中Na2CO3的质量分数进行了以下实验。
请你参与并完成对有关问题的解答：
（1）甲同学用图1所示装置测定CO2的质量。
实验时稀硫酸是与样品中的__________（填“Na2CO3”或“NaCl”）发生反应，仪器b的名称是__________，洗气瓶c中盛装的是浓硫酸，此浓硫酸的作用是__________________。
（2）乙同学用图2所示装置，取一定质量的样品（mg）和足量稀硫酸反应进行实验，完成样品中Na2CO3质量分数的测定。
①实验前，检查该装置气密性的方法是先打开活塞a，由b注入水至其下端玻璃管中形成一段水柱，再将针筒活塞向内推压，若b下端玻璃管中的__________________，则装置气密性良好。
②在实验完成时，能直接测得的数据是CO2的______（填“体积”或“质量”）。
（3）丙同学用下图所示方法和步骤进行实验：
①操作Ⅰ涉及的实验名称有________、洗涤；操作Ⅱ涉及的实验名称有干燥、__________。
②丙同学测得样品中Na2CO3的质量分数为__________。
解析：
（1）NaCl不与稀硫酸反应，Na2CO3与稀硫酸反应。
仪器b的名称是分液漏斗。
浓硫酸的作用是除去CO2中的水蒸气（或干燥CO2气体）。
（2）①将针筒活塞向内推压，增大了容器中的压强，故若b下端玻璃管中的液面上升，则装置气密性良好。
②CO2是气体，故能直接测得的数据是CO2的体积。
（3）①生成沉淀，故操作Ⅰ涉及过滤操作。
要知道固体的质量需要称量。
②经过计算，样品中Na2CO3质量分数的计算式为
。
答案：
（1）Na2CO3 分液漏斗 除去CO2中的水蒸气
（2）①液面上升 ②体积
（3）①过滤 称量 ②
10．小苏打长期放置在空气中会变质（部分转变为Na2CO3），某研究小组欲测定某小苏打样品中NaHCO3的质量分数，设计如下实验方案：
Ⅰ.加热分解法
利用图1装置，充分加热小苏打样品。
（1）仪器a的名称为__________________。
（2）在实验过程中，需要测量的实验数据如下：
①仪器a的质量；②_______________________________________________________；
③________________________________________________________________________。
Ⅱ.测量气体体积法
利用图2装置，测定反应生成气体的体积。
（3）组装好仪器后，首先进行的操作为______________。
（4）导管g的作用为________________________________________________________。
（5）为了减小实验误差，B、C中最好用________溶液代替水。
（6）待反应结束，气体冷却至室温后，利用图示装置读取气体体积时，应注意的事项如下：
①________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________。
（7）若所取样品的质量为mg，反应前量气管C的读数为V1mL，反应结束后量气管C的读数为V2mL，则样品中NaHCO3和Na2CO3的物质的量之和为________（气体体积均已换算为标准状况下的体积）。
解析：
（7）根据碳原子守恒，1mol碳原子对应1mol二氧化碳，二氧化碳的物质的量为
mol，所以样品中NaHCO3和Na2CO3的物质的量之和为
mol。
答案：
Ⅰ.
（1）坩埚
（2）②加热前，仪器a和样品的总质量 ③加热冷却后，仪器a和残留物的总质量
Ⅱ.（3）检查装置气密性
（4）平衡分液漏斗与锥形瓶内的气压，使液体顺利流下；滴入锥形瓶的稀硫酸的体积等于进入分液漏斗的气体体积，从而消除因加入稀硫酸而引起的气体体积误差
（5）饱和NaHCO3
（6）①读数时应上下移动C管，使B、C两管液面相平 ②视线与液面最低处相平
（7）
mol
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