Question

【題目】Ⅰ、為測定金屬鈉樣品（表面有 Na2O）中鈉單質的質量分數，設計了如下實驗（反應裝置如圖所示）：

①稱量 A、B 的總質量

②稱取一定質量的鈉樣品

③將鈉樣品投入錐形瓶中，迅速塞緊帶 U 形干燥管（內含無水 CaCl2 干燥 劑）的橡皮塞 。有關數據是：稱取的金屬鈉樣品質量為 a g，A、B反應前總質量為 m g，反應后 A、B 的總質量為 n g。 請根據題意回答下列問題：

（1）A 中鈉和水反應過程可看到鈉浮在水面，產生這一現象原因是：_____________

（2）用 a、m、n 表示的鈉單質的質量分數為_______________

（3）如果沒有 B 裝置對實驗結果有何影響___________。（填“偏大”或“偏小”“不影響”）

Ⅱ、現用金屬鈉和空氣制備純度較高的 Na2O2，可利用的裝置如下圖�；卮鹣铝袉栴}：

（4）上述裝置Ⅳ中盛放的試劑是______，為完成實驗應將裝置Ⅳ接在_____（填寫字母號）。

A．I 之前 B． II 和 III 之間 C．I 和 II 之間 D．III 之后

（5）點燃酒精燈后，觀察到裝置 II 中的現象為______________。

Ⅲ、現用制得純度較高的 Na2O2進行相關實驗�；卮鹣铝袉栴}：

（6）用脫脂棉包住Na2O2粉末，置于石棉網上，通過細管向脫脂棉中吹CO2，脫脂棉_______(填“能”或“不能”)燃燒起來。

（7）盛有1.56 g Na2O2、3.36g NaHCO3的固體混合物放在密閉容器中加熱,最后固體是___________（填化學式），質量為_________g.

Answer 1

【答案】鈉的密度比水的密度小 23(a＋m－n)/a 偏大 濃硫酸 C 鈉熔化成光亮的小球，劇烈燃燒產生黃色火焰，生成淡黃色固體 能 Na2CO3 4.24

【解析】

Ⅰ、(1)根據鈉浮在水面上反應分析解答；

(2)生成氫氣的質量=樣品質量+反應前A與B總質量-反應后A與B總質量，結合Na與水反應的化學方程式計算樣品中鈉的質量，再計算樣品中鈉的質量分數；

(3)裝置B中CaCl2可吸收氫氣中混有的水蒸氣，否則測定生成氫氣的質量偏大；

Ⅱ、用金屬鈉和空氣制備純度較高的Na2O2，由實驗裝置可知，I中NaOH溶液可除去空氣中的二氧化碳，將裝置Ⅳ接在I與II之間，可除去水蒸氣，II中Na與氧氣反應生成過氧化鈉，III中堿石灰可防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳進入Ⅱ中，且實驗時先通入空氣后點燃酒精燈，防止Na與二氧化碳、水蒸氣反應，以此來解答；

Ⅲ、根據2NaHCO3Na2CO3+H2O +CO2、2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2 ↑、2Na2O2 +2CO2 = 2Na2CO3 + O2分析解答。

Ⅰ、(1)鈉的密度比水的密度小，因此鈉浮在水面上反應，故答案為：鈉的密度比水的密度�。�

(2)反應中生成的氫氣質量為(a+m-n)g，設樣品中鈉的質量為wg，則：

2Na+2H2O=2NaOH+H2↑

46 2

wg (a+m-n)g

=，解得：w=23(a+m-n)，樣品中鈉的質量分數為：×100%=×100%，故答案為：×100%；

(3)裝置B是干燥氫氣的，如果沒有B裝置，會導致生成氫氣的質量偏大，使得鈉的質量分數偏大，故答案為：偏大。

Ⅱ、(4)空氣中含有少量二氧化碳和水蒸氣，二氧化碳通過氫氧化鈉被吸收，因此裝置Ⅳ中盛放的試劑是濃硫酸，是吸收水蒸氣，為完成實驗應將裝置Ⅳ接在I和II之間，干燥空氣，故答案為：濃硫酸；C；

(5)點燃酒精燈后，觀察到裝置 II 中的現象為鈉先熔化成光亮的小球，然后劇烈燃燒產生黃色火焰，生成淡黃色固體，故答案為：鈉熔化成光亮的小球，劇烈燃燒產生黃色火焰，生成淡黃色固體；

Ⅲ、(6)用脫脂棉包住Na2O2粉末，置于石棉網上，通過細管向脫脂棉中吹CO2，2Na2O2 +2CO2 == 2Na2CO3 + O2，且該反應為放熱反應，因此脫脂棉燃燒起來，故答案為：能；

(7)1.56 g Na2O2的物質的量為=0.02mol，3.36g NaHCO3的物質的量為=0.04mol，根據2NaHCO3Na2CO3+H2O +CO2，完全分解后生成0.02mol H2O，0.02mol CO2和0.02mol Na2CO3；根據2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2 ↑，2Na2O2 +2CO2 = 2Na2CO3 + O2反應可知，由于氫氧化鈉也能與二氧化碳反應，因此首先考慮2Na2O2 +2CO2 = 2Na2CO3 + O2，0.02mol Na2O2和0.02mol CO2恰好反應生成0.02mol Na2CO3，因此最后得到的固體為碳酸鈉，物質的量為0.02mol +0.02mol=0.04mol，質量為0.04mol×106g/mol=4.24g，故答案為：Na2CO3；4.24。