Question

某種含有少量氧化鈉的過氧化鈉試樣（已知試樣質量為1.560 g，錐形瓶和水的質量為190.720 g)，利用上圖裝置測定混合物中Na₂O₂的質量分數(shù)，每隔相同時間讀得電子天平的數(shù)據如表：

	讀數(shù)次數(shù)	質量（g）
錐形瓶＋水＋試樣	第1次	192.214
	第2次	192.164
	第3次	192.028
	第4次	192.010
	第5次	192.010

（1）寫出Na₂O₂和H₂O反應的化學方程式_____________________________________。

（2）計算過氧化鈉質量分數(shù)時，必需的數(shù)據是___________________________________，不必作第6次讀數(shù)的原因是_________________________________________。

（3）測定上述樣品（1.560 g）中Na₂O₂質量分數(shù)的另一種方案，其操作流程如下：

①操作Ⅱ的名稱是______________。

②需直接測定的物理量是______________。

③測定過程中需要的儀器有電子天平、蒸發(fā)皿、酒精燈，還需要______________、______________（固定、夾持儀器除外）。

④在轉移溶液時，如溶液轉移不完全，則Na₂O₂質量分數(shù)的測定結果______________（填“偏大”“偏小”或“不變”）。

Answer 1

解析：本題的實驗目的是對含有少量Na₂O的Na₂O₂試樣中Na₂O₂質量分數(shù)的測定，為定量分析實驗。由于兩種物質均能和水反應：Na₂O＋H₂O===2NaOH，2Na₂O₂＋2H₂O===4NaOH＋O₂↑，但Na₂O₂與水反應能放出O₂而Na₂O不能，因此只要知道O₂質量就能推出試樣中Na₂O₂的質量，從而計算出Na₂O₂的質量分數(shù)。這是解本實驗題的突破口。根據題中圖示和數(shù)據，O₂的質量是根據反應前后的質量差計算所得，故必須知道反應前試樣＋錐形瓶＋水的質量，反應完全后試樣＋錐形瓶＋水的質量。根據表中數(shù)據，第4次、第5次讀數(shù)相同，說明反應完全，此數(shù)據即為完全反應后的總質量，故不必再作第6次讀數(shù)。

在問題（3）中的另一方案中，關鍵是看操作流程中的最后兩步。從前面樣品與鹽酸反應，經過溶液轉移，冷卻后稱量分析，此時測量Na₂O₂的原理為：通過測量生成的NaCl的質量來計算Na₂O₂的含量。遵循的實驗流程為：反應→溶解→蒸發(fā)→冷卻→稱量→計算。根據這一原理，流程中的操作Ⅰ應為攪拌，使樣品與鹽酸充分反應，操作Ⅱ應為蒸發(fā)。所需的儀器除電子天平、蒸發(fā)皿、酒精燈外，還需要燒杯和玻璃棒。在轉移溶液時，如溶液轉移不完全，Na₂O₂質量分數(shù)的誤差判斷要根據反應原理分析。

設原樣品中Na₂O₂的質量為x，最后測定得到的NaCl質量為m。

2Na₂O₂＋4HCl===4NaCl＋2H₂O＋O₂↑

156                          234

x                         234x/156

Na₂O＋2HCl===2NaCl＋H₂O

62                       117

（1.560 g－x）  117（1.560 g－x）/62

根據題意則有：

=m

x=

若溶液轉移不完全，則m減小，x值增大，Na₂O₂質量分數(shù)的測定結果偏大。

答案：(1)2Na₂O₂＋2H₂O===4NaOH＋O₂↑

(2)試樣質量、錐形瓶加水的質量、第4（或5）次讀數(shù)（或用具體數(shù)值表示）  錐形瓶內質量已達恒重

（3）①蒸發(fā)  ②NaCl的質量  ③燒杯  玻璃棒  ④偏大