Question

過碳酸鈉（2Na₂CO₃?3H₂O₂）是一種集洗滌、漂白、殺菌于一體的氧系漂白劑，該晶體具有Na₂CO₃和H₂O₂的雙重性質．利用圖2裝置制備過碳酸鈉，在冷水浴中充分反應后，按圖1流程可獲得過碳酸鈉產品．
洗滌、干燥2Na₂CO₃ 3H₂O₂固體濾液X反應液過濾圖如圖1

（1）恒壓滴液漏斗中支管的作用是

 

．
（2）制備過碳酸鈉的關鍵是

 

．
（3）如果配制過碳酸鈉的水中含有鐵離子，不僅會削弱洗滌劑的去污能力，甚至完全失去殺菌作用．試分析其中的原因（寫出其中一種即可，用方程式表示）

 

．
（4）某化學學習小組為了定性探究鐵離子對這種新型漂白劑的不良影響，取該漂白劑100mL，加入25g FeCl₃固體，產生大量無色無味氣體，用貯氣瓶收集氣體．請選用下列試劑和實驗用品完成氣體成分的探究過程：0.1mol/L NaOH溶液、8.0mol/L NaOH溶液、澄清石灰水、0.01mol/L KMnO₄溶液、BaCl₂稀溶液、品紅溶液、蒸餾水、木條、酒精燈、火柴、洗氣瓶．
①提出假設：對該氣體成分提出合理假設．
假設1：氣體是O₂；   假設2：氣體是

 

；  假設3：氣體是CO₂．
②設計方案：設計實驗方案證明你的假設，在下表中完成實驗步驟、預期現(xiàn)象與結論：

實驗步驟	預期現(xiàn)象與結論
將氣體依次通入盛有   、   的洗氣瓶中，   ．	①   ②   ③

Answer 1

考點：物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用,制備實驗方案的設計

專題：實驗設計題

分析：（1）恒壓滴液漏斗中的支管主要作用是保持壓強平衡利于液體流下；
（2）依據裝置圖分析可知制備過碳酸鈉的關鍵是反應的溫度控制；
（3）過碳酸鈉具有Na₂CO₃和H₂O₂的雙重性質，根據氯化鐵對過碳酸鈉的影響分析；
（4）①根據物質性質可知，生成的氣體可能是氧氣、二氧化碳，根據假設1分析，假設3為CO₂，可知假設2是CO₂和O₂；
②根據二氧化碳和氧氣的化學性質對氣體進行檢驗：二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，氧氣能使木條復燃．

解答： 解：（1）恒壓滴液漏斗中的支管主要作用是保持壓強平衡利于液體流下，故答案為：使液體順利流下；
（2）利用圖-2裝置制備過碳酸鈉，在冷水浴中充分反應后，按圖-1流程可獲得過碳酸鈉產品，所以關鍵是控制反應的溫度，故答案為：控制反應溫度；
（3）鐵離子是過氧化氫分解的催化劑，能加速過氧化氫的分解，反應方程式為：2H₂O₂

MnO2  .

H₂0+O₂↑，鐵離子和碳酸根離子發(fā)生雙水解反應，反應方程式為：
2Fe³⁺+3CO₃^2-+3H₂O=2Fe（OH）₃↓+3CO₂↑，都使過碳酸鈉失效；
故答案為：2H₂O₂

MnO2  .

H₂0+O₂↑或2Fe³⁺+3CO₃^2-+3H₂O=2Fe（OH）₃↓+3CO₂↑；
（4）①Na₂CO₃和H₂O₂混合（Na₂CO₃和H₂O₂不發(fā)生反應）可用作新型洗滌劑，加入氯化鐵溶液反應生成的氣體可能是氧氣、二氧化碳或二者混合物，根據假設1分析，假設3為CO₂，可知假設2是CO₂和O₂；
故答案為：CO₂和O₂；
②二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，氧氣能使木條復燃是氣體的特征性質，據此設計實驗驗證；
將氣體通過澄清石灰水，氫氧化鈉溶液，將帶火星的木條放在最后一個洗氣瓶的出氣口，若澄清石灰水不變渾濁，木條復燃，證明含有氧氣，假設1正確；若澄清石灰水變渾濁，木條復燃證明含有氧氣和二氧化碳，假設2成立；若澄清石灰水變渾濁，木條不復燃證明含有二氧化碳，假設3正確，
故答案為；

實驗操作	預期現(xiàn)象與結論
澄清石灰水；8.0mol?L-1NaOH溶液；并將帶火星的木條放在最后一個洗氣瓶的出口處．	①若澄清石灰水不變渾濁，木條復燃，則假設1成立； ②若澄清石灰水變渾濁，木條復燃，則假設2成立； ③若澄清石灰水變渾濁，木條不復燃，則假設3成立．

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點評：本題考查了制備實驗過程的分析判斷，裝置圖的分析應用及氣體的性質等方面的綜合知識，注意“該晶體具有Na₂CO₃和H₂O₂的雙重性質”是解題的關鍵信息，題目難度中等．