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某种含有少量氧化钠的过氧化钠试样(已知试样质量为1.560 g,锥形瓶和水的质量为190.720 g)利用下图装置测定混合物中Na2O2的质量分数,每隔相同时间读得电子天平的数据如下表:

 

读数次数

质量/g

锥形瓶+水+试样

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)写出Na2O2和H2O反应的化学方程式________________________________。

(2)计算过氧化钠质量分数时,必需的数据是________________。不必作第6次读数的原因是________________________________。

(3)测定上述样品(1.560 g)中Na2O2质量分数的另一种方案,其操作流程如下:

样品↓稀盐酸

①操作Ⅱ的名称是____________。

②需直接测定的物理量是____________。

③测定过程中需要的仪器有电子天平、蒸发皿、酒精灯,还需要________、________(固定、夹持仪器除外)。

④在转移溶液时,如溶液转移不完全,则Na2O2质量分数的测定结果____________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。

答案

(1)2Na2O2+2H2O====4NaOH+O2

(2)试样质量、锥形瓶加水的质量、第4(或5)次读数(或用具体数值表示)  锥形瓶内质量已达恒重

(3)①蒸发  ②NaCl的质量  ③烧杯  玻璃棒  ④偏大

解析:第一方案涉及多个化学反应,但能引起固体物质的质量差的只有Na2O2与水的反应,这个差量也正是实验所称取的固体物质的质量差值,从这个“差量”直接分析出Na2O2的质量,这样就完成了实验目的——测定试样中的质量分数。

Δm=m(O2)=最初的固体的质量-恒重时固体的质量

=(1.560 g+190.720 g)-192.010 g=0.27 g

由2Na2O2—O2的关系可确定出m(Na2O2)

w(Na2O2)=×100%

另一实验方案虽然也使用同一装置来测定物质在实验前后的“差量”,在这里要注意的是造成差量的原因。它是由Na2O2与Na2O全部转化为NaCl产生的质量差,也就是试样中氧元素的质量与产物中氯元素的质量差。

由关系式:Na2O2—2NaCl  Δm1

(35.5×2-16×2)=39

由关系式:Na2O—2NaCl  Δm2

(35.5×2-16)=55

显然,在混合物总质量一定的情况下,实验前后的Δm越大,说明混合物中的Na2O就越多,w(Na2O2)就越小。所以,由于实验操作失误(转液不完全,NaCl流失)而造成的误差,而Δm偏小,必然引起w(Na2O2)偏大。

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