Question

不久前，一則“食用撒了魚(yú)浮靈的魚(yú)蝦可能致癌”的微博在網(wǎng)上熱傳。“魚(yú)浮靈”的化學(xué)成分實(shí)為過(guò)碳酸鈉，使用不當(dāng)會(huì)讓魚(yú)損傷，過(guò)碳酸鈉本身無(wú)毒無(wú)害，對(duì)人體不會(huì)有危害。過(guò)碳酸鈉，俗稱固體雙氧水，化學(xué)式為2Na₂CO₃·3H₂O₂，是一種無(wú)機(jī)鹽，是白色顆粒狀粉末，可以分解為碳酸鈉和過(guò)氧化氫。某探究小組制備過(guò)碳酸鈉并測(cè)定樣品中H₂O₂的含量，其制備流程和裝置示意圖如下：

已知：50 °C時(shí)   2Na₂CO₃·3H₂O₂ (s) 開(kāi)始分解

主反應(yīng) 2Na₂CO₃ (aq) + 3H₂O₂ (aq)2Na₂CO₃·3H₂O₂ (s)  ΔH < 0

副反應(yīng)    2H₂O₂ = 2H₂O + O₂↑

滴定反應(yīng)  6KMnO₄ + 5(2Na₂CO₃·3H₂O₂) +19H₂SO₄  = 3K₂SO₄ + 6MnSO₄+10Na₂SO₄ + 10CO₂ ↑ + 15O₂↑ + 34H₂O

根據(jù)以上信息回答下列問(wèn)題：

（1）推測(cè)圖中支管的作用可能是                                  。

（2）步驟①的關(guān)鍵是控制溫度，結(jié)合裝置圖歸納其措施有                         、

                            和                                。

（3）在濾液X中加入適量NaCl固體或無(wú)水乙醇均可析出過(guò)碳酸鈉，原因是                       。

（4）步驟③中選用無(wú)水乙醇洗滌產(chǎn)品的目的是                           。

（5）測(cè)定樣品中H₂O₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的方法是：準(zhǔn)確稱取0.2000g過(guò)碳酸鈉樣品于250 mL 錐形瓶中，加50 mL 蒸餾水溶解，再加50 mL 2.000 mol·L^－1 H₂SO₄ (H₂SO₄過(guò)量)，用0.002000mol·L^－1 KMnO₄ 標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)時(shí)消耗30.00 mL。

①滴定前，滴定管需用KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液潤(rùn)洗2～3次，潤(rùn)洗的操作方法是：關(guān)閉酸式滴定管活塞，向滴定管中注入少量KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)                                            。

②上述樣品中H₂O₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算表達(dá)式為                           （只列出算式，不作任何運(yùn)算！H₂O₂的式量為34.00）。

 

Answer 1

【答案】

（17分）

（1）平衡壓強(qiáng)，便于溶液順利滴下（2分，答到平衡壓強(qiáng)或氣壓即給2分，其他合理答案酌情給分）

（2）冷水浴  磁力攪拌  （通過(guò)滴液漏斗）緩慢（或逐滴）滴加H₂O₂溶液（共6分，各2分。說(shuō)明：磁力攪拌的目的是使反應(yīng)產(chǎn)生的熱量快速散去）

（3）降低產(chǎn)品（或過(guò)碳酸鈉）的溶解性（度）（2分，意思到即給分）

（4）洗去水份（利于干燥）[1分]，減少固體因溶解而損失[1分]（共2分，其他合理答案酌情給分））

（5）①傾斜轉(zhuǎn)動(dòng)滴定管潤(rùn)洗整個(gè)滴定管內(nèi)壁，（1分）然后打開(kāi)活塞將潤(rùn)洗液從下端放出 (1分)[共2分，兩個(gè)要點(diǎn)，一是傾斜轉(zhuǎn)動(dòng)，二是打開(kāi)活塞將潤(rùn)洗液從下端放出，沒(méi)有答到要點(diǎn)不給分。]

②（3分）

[參照廣東高考評(píng)分意見(jiàn)，計(jì)算式完全正確，沒(méi)帶單位或不乘100%不扣分。如果計(jì)算出結(jié)果得0分，用2.5代替不扣分，其它數(shù)據(jù)如果進(jìn)行了運(yùn)算扣2分]

【解析】

試題分析：（1）讀圖，由恒壓滴液漏斗推斷，支管的作用是平衡壓強(qiáng)，便于溶液順利滴下；（2）依題意，主反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度過(guò)高導(dǎo)致H₂O₂分解，必須控制溫度，減少H₂O₂的分解，圖中用冷水浴、磁力攪拌器都能防止反應(yīng)液溫度過(guò)高；根據(jù)溫度高低控制滴入雙氧水的速度，也能控制反應(yīng)液的溫度；（3）過(guò)濾所得濾液是過(guò)碳酸鈉的飽和溶液，加入適量NaCl或無(wú)水乙醇，都能降低其溶解度，導(dǎo)致濾液中析出過(guò)碳酸鈉固體；（4）無(wú)水乙醇洗滌的目的是除去固體中混有的水分，有利于固體的干燥，同時(shí)還能減少過(guò)碳酸鈉的溶解，降低損失；（5）①潤(rùn)洗酸式滴定管的操作方法是：關(guān)閉酸式滴定管活塞，向滴定管中注入少量KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液，傾斜轉(zhuǎn)動(dòng)滴定管潤(rùn)洗整個(gè)滴定管內(nèi)壁，然后打開(kāi)活塞將潤(rùn)洗液從下端放出；由于n=c•V，則滴定時(shí)消耗了0.002000×30.00×10^－3mol KMnO₄；滴定反應(yīng)為6KMnO₄+5(2Na₂CO₃·3H₂O₂)+19H₂SO₄=3K₂SO₄+6MnSO₄+10Na₂SO₄+10CO₂↑+15O₂↑+ 34H₂O，根據(jù)各物質(zhì)的系數(shù)之比等于物質(zhì)的量之比，則被高錳酸鉀氧化的過(guò)碳酸鈉（2Na₂CO₃·3H₂O₂）為0.002000×30.00×10^－3×5/6mol；由于2Na₂CO₃·3H₂O₂=2Na₂CO₃+3H₂O₂，根據(jù)各物質(zhì)的系數(shù)之比等于物質(zhì)的量之比，則樣品中H₂O₂的物質(zhì)的量為0.002000×30.00×10^－3×5/6×3mol；由于m=n•M，則樣品中H₂O₂的質(zhì)量為0.002000×30.00×10^－3×5/6×3×34.00g；由于樣品質(zhì)量為0.2000g，則樣品中H₂O₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算表達(dá)式為0.002000×30.00×10^－3×5/6×3×34.00/0.2000×100%。

考點(diǎn)：考查物質(zhì)制備的工藝流程及樣品純度測(cè)定實(shí)驗(yàn)，涉及儀器的用途、控制溫度的方法、解釋原因、滴定管的使用方法、樣品中過(guò)氧化氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式。