Question

【題目】某過碳酸鈉中含有少量過氧化鈉，甲、乙兩位同學各稱取一定質量的該樣品，并用如下圖所示儀器測定樣品的純度。儀器的連接順序，甲同學：⑤—⑧—③—⑦—④；乙同學：⑤—③—②。裝置氣密性良好。

已知：過碳酸鈉(Na2CO4)、過氧化鈉分別跟足量稀硫酸反應的化學方程式如下：

2Na2CO4+2H2SO4＝2Na2SO4+2CO2↑+O2↑+2H2O；

2Na2O2+2H2SO4＝2Na2SO4+O2↑+2H2O。

(1)甲同學選用的裝置_________(填序號)是沒有必要的。實驗中甲同學稱取固體樣品質量為a g，測得氣體體積為V L，實驗條件下的氣體摩爾體積為Vm(L/mol)，則Na2CO4的質量分數為______(用含a、V、Vm的代數式表示)。

(2)乙同學想通過實驗測得的數據是_______。按他測得的數據計算出的實驗結果有可能偏低，原因是________________。

(3)為了測得準確的實驗數據，請你將乙同學的實驗設計進行改進，寫出你所選用儀器的連接順序(每種儀器最多使用一次，也可以不用。按從左到右排列)_____________(填序號)。

Answer 1

【答案】③ 生成的二氧化碳的質量 CO2沒有被裝置②全部吸收 ⑩①③②⑨(或⑩①③⑨②)

【解析】

（1）根據甲的實驗原理可知，甲是想通過測量排出的水的體積來計算生成的氧氣體積，進而來計算樣品的純度的，所以將氧氣干燥是多余的。

答案選③；

實驗中甲同學稱取固體樣品質量為a g，測得氣體體積為V L，實驗條件下的氣體摩爾體積為Vm(L/mol)，則為氧氣的總物質的量n(O2)=mol，根據反應方程式2Na2CO4+2H2SO4＝2Na2SO4+2CO2↑+O2↑+2H2O、2Na2O2+2H2SO4＝2Na2SO4+O2↑+2H2O，

假設氧氣全由反應2Na2CO4+2H2SO4＝2Na2SO4+2CO2↑+O2↑+2H2O所得，則Na2CO4的質量為g，但還發生反應2Na2O2+2H2SO4＝2Na2SO4+O2↑+2H2O，則其中Na2O2的質量為，則Na2CO4的質量分數為=；

（2）由乙的實驗原理可知，乙是通過測量生成的二氧化碳的質量來測定其純度的。如果反應中生成的CO2沒有被裝置②全部吸收，有可能使測定的結果偏低；

（3）要使結果更準確，就必須使反應中生成的二氧化碳完全被堿石灰吸收，而且還需要保證空氣中的水和二氧化碳不參與反應，所以正確的順序是⑩①③②⑨(或⑩①③⑨②)。