Question

2．取x g NaHCO₃和Na₂O₂的固體混合物放入一密閉容器中加熱至250℃，充分反應后排出所有氣體．將反應后的固體分成完全相同的兩份，將其中一份投入到足量的BaCl₂溶液中，最后可得到3.94g沉淀．另一份溶于適量的水，無氣體放出，再向水溶液中緩緩加入鹽酸，產生氣體與所加鹽酸體積之間的關系如圖所示．
過氧化鈉能發(fā)生的一些反應：2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑；2Na₂O₂+2CO₂═2NaCO₃+O₂↑；NaCO₃+HCl═NaHCO₃+NaCl；NaHCO₃+HCl═NaCl+CO₂↑+H₂O．
試回答下列問題：
（1）加入鹽酸后產生氣體的在標準狀況下的體積為0.448 L．
（2）將密閉容器中排出氣體的化學式及對應的物質的量填入表格（有多少種填多少種）

化學式	H2O	O2	-
物質的量（mol）	0.05	0.00175	-

（3）反應后的固體的成分（填化學式）NaOH、Na₂CO₃．
（4）x=6.09．

Answer 1

分析 Na₂O₂與等物質的量的NaHCO₃混合后，在密閉容器中充分加熱，可能發(fā)生的反應有：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂，2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O，根據(jù)二者的物質的量的關系來判斷殘留固體；
（1）生成3.94g沉淀是碳酸鋇，根據(jù)碳守恒求出二氧化碳的體積；
（2）根據(jù)質量守恒定律計算出碳酸氫鈉、過氧化鈉的物質的量，再根據(jù)碳酸氫鈉的分解方程式計算出生成二氧化碳和水的反應；根據(jù)過氧化鈉的物質的量計算出生成氧氣的物質的量；根據(jù)過氧化鈉與水、二氧化碳的反應方程式計算出剩余水的物質的量；
（3）據(jù)圖象數(shù)據(jù)來確定固體的組成；
（4）由原子守恒可以求出NaHCO₃和Na₂O₂的固體混合物中各成份的量，進而計算物質的量．

解答 解：（1）另一份溶于適量的水，無氣體放出，則加入鹽酸后生成的氣體為二氧化碳，生成3.94g沉淀是碳酸鋇，根據(jù)碳原子守恒可知：n（CO₂）=n（BaCO₃）=$\frac{3.94g}{197g/mol}$=0.02mol，所以標準狀況下生成的二氧化碳體積為：V=0.02mol×22.4L/mol=0.448L，
故答案為：0.448；
（2）根據(jù)碳守恒可知，n（NaHCO₃）=n（CO₂）=0.02mol×2=0.04mol，根據(jù)鈉守恒可知n（Na₂O₂）=$\frac{0.2mol/L×275ml×1{0}^{-3}L/ml×2-0.04mol}{2}$=0.035mol，由方程式可知：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，生成0.02mol的二氧化碳和0.02mol的水，再根據(jù)2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂，2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑可知，0.035mol過氧化鈉完全反應生成0.0175mol氧氣；0.02mol二氧化碳完全反應消耗0.02mol過氧化鈉，剩余的0.015mol過氧化鈉完全反應消耗0.015mol水，所以還剩余水的物質的量為：0.02mol-0.015mol=0.005mol，
故答案為：

化學式	H2O	O2
物質的量（mol）	0.005	0.00175

；
（3）由圖象可知，因為175＞275-175，所以固體混合物為NaOH、Na₂CO₃，故答案為：NaOH、Na₂CO₃；
（4）根據(jù)碳守恒可知，n（NaHCO₃）=n（CO₂）=0.02mol×2=0.04mol，根據(jù)鈉守恒可知n（Na₂O₂）=$\frac{0.2mol/L×275ml×1{0}^{-3}L/ml×2-0.04mol}{2}$=0.035mol，固體的質量為：0.04×84+0.035×78=6.09g，故x=6.09g，
故答案為：6.09．

點評 本題考查了混合物反應的計算，題目難度中等，明確發(fā)生反應的原理為解答關鍵，注意掌握守恒思想在化學計算中的應用，試題培養(yǎng)了學生的分析能力及化學計算能力．