Question

過碳酸鈉是一種有多用途的新型氧系漂白劑，化學(xué)式可表示為aNa₂CO₃?bH₂O₂．現(xiàn)將一定質(zhì)量的過碳酸鈉粉末溶于水配成稀溶液，再向其中加入適量MnO₂粉末，充分反應(yīng)后生成672mL氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況）．反應(yīng)后的混合物經(jīng)過濾、洗滌后，將濾液和洗滌液混合并加水配成100mL溶液A．現(xiàn)向三份體積為10mL、濃度為c  mol/L的稀硫酸中分別逐滴滴入溶液A，邊滴邊振蕩，充分反應(yīng)后，測(cè)得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ
滴加溶液A的體積/mL	5.0	10.0	15.0
生成氣體的體積/mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）	44.8	89.6	112

（1）稀硫酸的物質(zhì)的量濃度c=

 

 mol/L．
（2）計(jì)算確定過碳酸鈉的化學(xué)式．
（3）工業(yè)上常以所含活性氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)[w（活性氧）=

16n(H2O2)

m(樣品)

×100%]來衡量過碳酸鈉產(chǎn)品的優(yōu)劣，13%以上者為優(yōu)等品．現(xiàn)將0.2g某廠家生產(chǎn)的過碳酸鈉樣品（所含雜質(zhì)不參與后面的氧化還原反應(yīng)）溶于水配成溶液，加入15.0mL 1mol/L硫酸，再加入足量KI，搖勻后置于暗處，充分反應(yīng)后，加入少量淀粉試液，用0.1mol/L Na₂S₂O₃溶液滴定到藍(lán)色恰好消失時(shí)，共消耗33.00mL，試計(jì)算判斷該樣品是否為優(yōu)等品．（已知：2Na₂S₂O₃+I₂═Na₂S₄O₆+2NaI）

Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測(cè)量物質(zhì)的含量,有關(guān)有機(jī)物分子式確定的計(jì)算

專題：實(shí)驗(yàn)探究和數(shù)據(jù)處理題,計(jì)算題

分析：（1）加入MnO₂粉末，充分反應(yīng)后，經(jīng)過過濾、洗滌后的溶液為碳酸鈉溶液，由表中數(shù)據(jù)可知，硫酸體積不變，隨碳酸鈉溶液體積增大，生成二氧化碳?xì)怏w的體積增大，Ⅰ、Ⅱ碳酸鈉不足，由Ⅰ可知，生成二氧化碳44.8mL，消耗碳酸鈉溶液的體積為5mL，Ⅱ、Ⅲ之間消耗5L碳酸鈉溶液生成氣體為112mL-89.6mL=22.4mL＜44.8mL，故Ⅲ中硫酸完全反應(yīng)，碳酸鈉有剩余，應(yīng)根據(jù)Ⅲ計(jì)算硫酸的濃度，根據(jù)n=

V

Vm

計(jì)算二氧化碳的物質(zhì)的量，根據(jù)方程式計(jì)算消耗硫酸的物質(zhì)的量，再根據(jù)c=

n

V

計(jì)算硫酸的物質(zhì)的量濃度；
（2）根據(jù)n=

V

Vm

計(jì)算氧氣的體積，結(jié)合方程式計(jì)算H₂O₂的物質(zhì)的量，根據(jù)Ⅰ中二氧化碳體積計(jì)算5mL溶液中碳酸鈉的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算100mL溶液中碳酸鈉的物質(zhì)的量，據(jù)此確定過碳酸鈉的化學(xué)式；
（3）據(jù)題意可得：n（H₂O₂）=n（Na₂S₂O₃）×

1

2

=0.1mol/L×0.033L×

1

2

=1.65×10^-3mol，依據(jù)活性氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)[w（活性氧）=

16n(H2O2)

m(樣品)

×100%]計(jì)算過碳酸鈉的活性氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答： 解：（1）加入MnO₂粉末，充分反應(yīng)后，經(jīng)過過濾、洗滌后的溶液為碳酸鈉溶液，由表中數(shù)據(jù)可知，硫酸體積不變，隨碳酸鈉溶液體積增大，生成二氧化碳?xì)怏w的體積增大，Ⅰ、Ⅱ碳酸鈉不足，由Ⅰ可知，生成二氧化碳44.8mL，消耗碳酸鈉溶液的體積為5mL，Ⅱ、Ⅲ之間消耗5L碳酸鈉溶液生成氣體為112mL-89.6mL=22.4mL＜44.8mL，故Ⅲ中硫酸完全反應(yīng)，碳酸鈉有剩余，應(yīng)根據(jù)Ⅲ計(jì)算硫酸的濃度，則：n（CO₂）=

0.112L

22.4L/mol

=0.005mol，由Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑，可知n（H₂SO₄）=n（CO₂）=0.005mol，故c（H₂SO₄）=

0.005mol

0.01L

=0.5mol/L，
故答案為：0.5；
（2）n（O₂）=

0.672L

22.4L/mol

=0.03mol
n（H₂O₂）=0.06mol
由實(shí)驗(yàn)Ⅰ中數(shù)據(jù)可知，5mLA溶液中：
n（Na₂CO₃）=n（CO₂）=

0.0448L

22.4L/mol

=2×10-3mol
所以100mLA中含有20×2×10^-3=0.04mol
n（Na₂CO₃）：n（H₂O₂）=0.04：0.06=2：3
所以化學(xué)式為2Na₂CO₃?3H₂O₂；
答：碳酸鈉的化學(xué)式為：2Na₂CO₃?3H₂O₂；
（3）據(jù)題意可得：n（H₂O₂）=n（Na₂S₂O₃）×

1

2

=0.1mol/L×0.033L×

1

2

=1.65×10^-3mol，
該過碳酸鈉的活性氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

1.65×10-3 2 ×32

0.2

×100%=13.2%＞13%；
所以該過碳酸鈉樣品為優(yōu)等品；
答：該樣品是為優(yōu)等品．

點(diǎn)評(píng)：本題考查混合物的有關(guān)計(jì)算，根據(jù)數(shù)據(jù)判斷反應(yīng)過量問題是關(guān)鍵，側(cè)重考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析處理能力，注意產(chǎn)生二氧化碳的反應(yīng)是碳酸鈉與硫酸反應(yīng)，難度較大．