Question

过碳酸钠（Na₂CO₄）在洗涤、印染、造纸、医药卫生等领域有大量应用．
已知：过碳酸钠与硫酸溶液反应的化学方程式如下：
Na₂CO₄+H₂SO₄→Na₂SO₄+H₂O₂+CO₂↑      2H₂O₂→2H₂O+O₂↑为测定已变质的过碳酸钠（含碳酸钠）的纯度，设计如图所示的实验：Q为-具有良好的弹性的气球（不与反应物和生成物反应），称取一定量的样品和少量二氧化锰放于其中，按图安装好实验装置，打开分液漏斗的活塞，将稀H₂SO₄滴入气球中．
（1）Q内发生反应生成的气体为

CO₂、O₂

．导管a作用是

平衡分液漏斗上、下的压强，使稀H₂SO₄顺利滴下

．
（2）为测出反应时生成气体的总体积，滴稀H₂SO₄前必须关闭K₁、K₂，打开K₃．当上述反应停止，将K₁、K₂、K₃处于关闭状态，然后先打开K₂，再缓缓打开K₁，这时可观察到的现象是

气球Q慢慢缩小，左侧导管有气泡生成

，b中装的碱石灰的作用是

吸收二氧化碳

．
（3）实验结束时，量筒I中有xmL水，量筒Ⅱ中收集到ymL气体（上述体积均已折算到标准状况），则过碳酸钠的纯度是

12200y

53x+69y

%

（式量：Na₂CO₄-122，Na₂CO₃-106）．
（4）某同学实验测得的过碳酸钠的纯度超过100%，你认为可能的原因是

BC

A．气体滞留在Q和导气管中，未全部进入量筒Ⅱ
B．量筒Ⅱ读数时，量筒液面高于水槽液面
C．右侧量筒Ⅰ和储液集气瓶连接导管内的液体没有计入读数x
D．气体体积数值x、y没有扣除滴加的硫酸的体积．

Answer 1

分析：（1）变质的过碳酸钠中含有碳酸钠，加入酸能生成CO₂、O₂，为使分液漏斗内液体顺利流下，应是分液漏斗内外压强相等；
（2）将K₁、K₂、K₃处于关闭状态，然后先打开K₂，再缓缓打开K₁，气体进入左侧容器，气球逐渐变小，碱石灰能吸收二氧化碳；
（3）关闭K1并预先关闭K₂，打开K₃，此时气球膨胀的体积与量筒Ⅰ所接受的水的体积相等，此为CO₂与O₂的体积之和；待气球中反应完全，关闭K₃，打开K₂，再缓缓打开K₁，此时气球渐瘪，气体通过分液漏斗再经干燥管b进入量筒Ⅱ，此时CO₂被干燥管中的吸收剂吸收，量筒Ⅱ中水的体积即为O₂ 的体积，从而可以求出Na₂O₂与Na₂CO₃的物质的量之比，进一步求出
Na₂O₂的纯度；
（4）根据测得的过碳酸钠的纯度超过100%，所测氧气的体积偏大判断．

解答：解：（1）变质的过碳酸钠中含有碳酸钠，加入酸能生成CO₂、O₂，反应的方程式分别为Na₂CO₄+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O₂+CO₂↑，2H₂O₂→2H₂O+O₂↑，Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑，
为使分液漏斗内液体顺利流下，应是分液漏斗内外压强相等，
故答案为：CO₂、O₂；平衡分液漏斗上、下的压强，使稀H₂SO₄顺利滴下；
（2）将K₁、K₂、K₃处于关闭状态，然后先打开K₂，再缓缓打开K₁，气体进入左侧容器，气球逐渐变小，量筒Ⅱ目的为测量氧气的体积，氧气中混有二氧化碳，应用碱石灰吸收，
故答案为：气球Q慢慢缩小，左侧导管有气泡生成；吸收二氧化碳；
（3）关闭K1并预先关闭K₂，打开K₃，此时气球膨胀的体积与量筒Ⅰ所接受的水的体积相等，此为CO₂与O₂的体积之和；待气球中反应完全，关闭K₃，打开K₂，再缓缓打开K₁，此时气球渐瘪，气体通过分液漏斗再经干燥管b进入量筒Ⅱ，此时CO₂被干燥管中的吸收剂吸收，量筒Ⅱ中水的体积即为O₂ 的体积，
则n（O₂）=

y×10-3L

22.4L/mol

=

y×10-3

22.4

mol，n（O₂）+n（CO₂）=

x×10-3

22.4

mol，所以n（CO₂）=

(x-y)×10-3

22.4

mol，
由：2Na₂CO₄～2H₂O₂～O₂，可知n（Na₂CO₄）=

y×10-3

11.2

mol，
由：Na₂CO₃～CO₂，可知n（Na₂CO₃）=

(x-y)×10-3

22.4

mol，
所以：ω（Na₂CO₄）=

y×10-3 11.2 ×122

y×10-3 11.2 ×122+ (x-y)×10-3 22.4 ×106

×100%=

12200y

53x+69y

%，
故答案为：

12200y

53x+69y

%；
（4）A．气体滞留在Q和导气管中，未全部进入量筒Ⅱ，会导致氧气的体积偏小，过碳酸钠的纯度偏小，故A错误；
B．量筒Ⅱ读数时，量筒液面高于水槽液面，会导致体积偏大，过碳酸钠的纯度偏大，故B正确；
C．右侧量筒Ⅰ和储液集气瓶连接导管内的液体没有计入读数x，会导致总体积偏小，氧气的体积偏大，过碳酸钠的纯度偏大，故C正确；
D．气体体积数值x、y没有扣除滴加的硫酸的体积，对测量结果无影响，故D错误．
故答案为：BC．

点评：本题考查混合物含量的测定，题目难度较大，本题易错点为（3）（4），注意量筒Ⅰ、Ⅱ的作用，根据反应的化学方程式计算．