Question

1．2Na₂CO₃•3H₂O₂是一種新型的氧系漂白劑．某實(shí)驗(yàn)興趣小組進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)．
Ⅰ．實(shí)驗(yàn)制備
實(shí)驗(yàn)原理：2Na₂CO₃+3H₂O₂=2Na₂CO₃•3H₂O₂
實(shí)驗(yàn)步驟：取3.5g Na₂CO₃溶于10mL H₂O，加入0.1g穩(wěn)定劑，用磁力攪拌器攪拌完全溶解后，將6.0mL 30%H₂O₂在15min內(nèi)緩慢加入到三頸燒瓶中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖．
反應(yīng)1小時(shí)后，加入1g氯化鈉后，靜置結(jié)晶，然后抽濾，干燥一周后，稱(chēng)重．
（1）裝置中球形冷凝管的作用是起冷凝回流的作用．
（2）使用冷水浴的作用是防止溫度過(guò)高，H₂O₂分解．
（3）加入適量NaCl固體的原因是降低產(chǎn)品的溶解度（鹽析作用）或便于析出晶體．
（4）2Na₂CO₃•3H₂O₂極易分解，其反應(yīng)方程式可表示為2（2Na₂CO₃•3H₂O₂）═4Na₂CO₃+6H₂O+3O₂↑．
Ⅱ．活性氧含量測(cè)定
準(zhǔn)確稱(chēng)取試樣0.2000g，置于250mL錐形瓶中，加100mL濃度為6%的硫酸溶液，用0.0200mol/L高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，記錄高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液消耗的體積為32.70mL．活性氧含量計(jì)算公式：Q%=（40cV/m）×100%[cKMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度（mol/L）；V消耗的KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液體積（L）；m試樣質(zhì)量（g）]
（5）滴定終點(diǎn)的判斷依據(jù)為溶液由無(wú)色呈紫色且30s內(nèi)不褪色．
（6）滴定過(guò)程中涉及的化學(xué)方程式5（2Na₂CO₃•3H₂O₂）+6KMnO₄+19H₂SO₄=3K₂SO₄+6MnSO₄+10Na₂SO₄+10CO₂↑+15O₂↑+34H₂O．
（7）活性氧含量為13.08%．
Ⅲ．產(chǎn)品純度的測(cè)定
（8）為了測(cè)定產(chǎn)品中2Na₂CO₃•3H₂O₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，設(shè)計(jì)了幾種方案，涉及不同的反應(yīng)原理．
方案一  將試樣與MnO₂混合均勻，向混合物中滴加水，測(cè)生成氣體的體積，進(jìn)而進(jìn)行計(jì)算．
方案二將試樣與足量的氯化鋇（或氯化鈣等）溶液反應(yīng)后，過(guò)濾，干燥所得沉淀，稱(chēng)量沉淀的質(zhì)量（或試樣與足量稀硫酸反應(yīng)后，經(jīng)除雜干燥后，測(cè)二氧化碳的體積，進(jìn)行計(jì)算）．

Answer 1

分析 （1）球形冷凝管可使液體冷凝回流；
（2）冷水浴降低溫度，防止物質(zhì)分解；
（3）加入適量NaCl固體，發(fā)生鹽析；
（4）2Na₂CO₃•3H₂O₂極易分解，生成碳酸鈉、氧氣、水；
（5）高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液為紫色，與過(guò)氧化氫發(fā)生氧化還原反應(yīng)；
（6）Mn元素的化合價(jià)降低，過(guò)氧化氫中O元素化合價(jià)升高，且碳酸根離子與酸反應(yīng)生成二氧化碳；
（7）活性氧含量計(jì)算公式：Q%=$\frac{40cV}{m}$×100%，以此計(jì)算；
（8）方案中可測(cè)定過(guò)氧化氫分解生成的氧氣，或測(cè)定碳酸根離子轉(zhuǎn)化生成的沉淀或氣體來(lái)測(cè)定產(chǎn)品中2Na₂CO₃•3H₂O₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）裝置中球形冷凝管的作用是起冷凝回流的作用，故答案為：起冷凝回流的作用；
（2）過(guò)氧化氫不穩(wěn)定，則使用冷水浴的作用是防止溫度過(guò)高，H₂O₂分解，故答案為：防止溫度過(guò)高，H₂O₂分解；
（3）加入適量NaCl固體，降低產(chǎn)品的溶解度（鹽析作用）或便于析出晶體，故答案為：降低產(chǎn)品的溶解度（鹽析作用）或便于析出晶體；
（4）2Na₂CO₃•3H₂O₂極易分解，生成碳酸鈉、氧氣、水，反應(yīng)方程式為2（2Na₂CO₃•3H₂O₂）═4Na₂CO₃+6H₂O+3O₂↑，故答案為：2（2Na₂CO₃•3H₂O₂）═4Na₂CO₃+6H₂O+3O₂↑；
（5）高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液為紫色，能與過(guò)氧化氫發(fā)生氧化還原反應(yīng)，高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定2Na₂CO₃•3H₂O₂，則滴定終點(diǎn)的判斷依據(jù)為溶液由無(wú)色呈紫色且30s內(nèi)不褪色，故答案為：溶液由無(wú)色呈紫色且30s內(nèi)不褪色；
（6）Mn元素的化合價(jià)降低，過(guò)氧化氫中O元素化合價(jià)升高，且碳酸根離子與酸反應(yīng)生成二氧化碳，則滴定過(guò)程中涉及的化學(xué)方程式為5（2Na₂CO₃•3H₂O₂）+6KMnO₄+19H₂SO₄=3K₂SO₄+6MnSO₄+10Na₂SO₄+10CO₂↑+15O₂↑+34H₂O，故答案為：5（2Na₂CO₃•3H₂O₂）+6KMnO₄+19H₂SO₄=3K₂SO₄+6MnSO₄+10Na₂SO₄+10CO₂↑+15O₂↑+34H₂O；
（7）0.0200mol/L高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液消耗的體積為32.70mL，試樣0.2000g，活性氧含量為Q%=$\frac{40cV}{m}$×100%=$\frac{40×0.0200mol/L×0.03270L}{0.2000g}$×100%=13.08%，
故答案為：13.08%；
（8）方案中可測(cè)定過(guò)氧化氫分解生成的氧氣，或測(cè)定碳酸根離子轉(zhuǎn)化生成的沉淀（或氣體體積）質(zhì)量測(cè)定產(chǎn)品中2Na₂CO₃•3H₂O₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，則方案二為將試樣與足量的氯化鋇（或氯化鈣等）溶液反應(yīng)后，過(guò)濾，干燥所得沉淀，稱(chēng)量沉淀的質(zhì)量（或試樣與足量稀硫酸反應(yīng)后，經(jīng)除雜干燥后，測(cè)二氧化碳的體積，進(jìn)行計(jì)算），
故答案為：將試樣與足量的氯化鋇（或氯化鈣等）溶液反應(yīng)后，過(guò)濾，干燥所得沉淀，稱(chēng)量沉淀的質(zhì)量（或試樣與足量稀硫酸反應(yīng)后，經(jīng)除雜干燥后，測(cè)二氧化碳的體積，進(jìn)行計(jì)算）．

點(diǎn)評(píng) 本題考查制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，為高頻考點(diǎn)，把握實(shí)驗(yàn)基本操作、實(shí)驗(yàn)技能及測(cè)定原理、發(fā)生的反應(yīng)等為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，題目難度中等．