问题 计算题

如图23所示测定Na2O2(含Na2O杂质)纯度的实验装置,不同时间电子天平的读数如列表所示:

实验操作时间/s电子天平读数/g
烧杯+水 370.000
烧杯+水+样品0377.640
30376.920
60376.400
90376.200
120376.200
试计算样品中的质量分数,并估算最后溶液的pH。

图2-3

答案

w (Na2O2)=91.9% pH=14

由表中数据可知,所取样品的质量为377.640 g-370.000 g="7.640" g,样品投入水中,放出氧气,随着反应的进行,电子天平的读数逐渐减少,至90 s开始读数不变,说明此时过氧化钠已反应完全,此时的质量减少量即为反应生成的氧气的质量377.640 g-376.200 g="1.440" g。设样品中Na2O2的质量为x,生成的NaOH的物质的量为y,则有

2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑

156g         4 mol 32g

x        y  1.440g

x=="7.020" g

y=="0.180" mol

w(Na2O2)=×100%=91.9%

m(Na2O)="7.640" g-7.020 g="0.62" g

设与水反应生成的NaOH的物质的量为z,则有

Na2O+H2O2NaOH

62 g      2 mol

0.62 g    z

z=="0.02" mol

c(OH-)=c(NaOH)=="1" mol·L-1

c(H+)=10-14mol·L-1pH=14。

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