Question

14．將m mol Na₂O₂和n mol NaHCO₃固體混合物在密閉容器中加熱到250℃，讓其充分反應后排出氣體．
 （1）分析m和n按不同比值進行反應時，容器內固體成分與排出氣體成分的5種情況填寫在下表中（設只有當CO₂與Na₂O₂反應完后，H₂O才與Na₂O₂反應）．

序號	$\frac{m}{n}$	固體成分	排出氣體物質成分
①	＜$\frac{1}{2}$	Na2CO3
②	=$\frac{1}{2}$	Na2CO3	O2、H2O
③	$\frac{1}{2}$＜$\frac{m}{n}$＜1
④	=1
⑤	＞1	Na2CO3、NaOH、Na2O2

（2）當排出氣體只含H₂O（g）和O₂兩種成分且物質的量相等時，則原固體混合物中m：n=2：3．

Answer 1

分析 （1）將Na₂O₂和NaHCO₃固體混合物在密閉容器中加熱到250℃，發(fā)生反應的原理是：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O↑+CO₂↑（i），
2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂（ii），
2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂（iii）據此討論即可；
（2）根據消耗NaOH的總體積，結合在D點氫氧化鈉與硝酸、鋁鐵離子的反應，可計算得出C點氫氧化鈉溶液的體積．

解答 解：（1）①當$\frac{m}{n}$＜$\frac{1}{2}$時，發(fā)生反應（i）和（ii），此時生成二氧化碳氣體不能全部被吸收，所以排出氣體為O₂、H₂O和CO₂，故答案為：O₂、H₂O和CO₂；
②當$\frac{m}{n}$=$\frac{1}{2}$時，也只發(fā)生反應（i）和（ii），此時過氧化鈉恰好與碳酸氫鈉分解生成的二氧化碳全部反應，故剩余氣體為氧氣和水蒸氣，故答案為：O₂、H₂O；
③當$\frac{1}{2}＜\frac{m}{n}＜1$時，發(fā)生反應（i）（ii）（iii），此時水部分反應，故固體物質為：Na₂CO₃，NaOH，氣體成分為：O₂，H₂O，故答案為：Na₂CO₃，NaOH；O₂，H₂O；
④當$\frac{m}{n}$=1時，發(fā)生反應（i）（ii）（iii），此時水液恰好全部反應，故固體物質為：Na₂CO₃，NaOH，氣體成分為：O₂，故答案為：Na₂CO₃，NaOH；O₂；
⑤當$\frac{m}{n}$＞1時，發(fā)生的化學反應為2NaHCO₃+2Na₂O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Na₂CO₃+2NaOH+O₂，過氧化鈉有剩余，碳酸氫鈉分解生成的二氧化碳和水完全反應，固體中含有Na₂CO₃、NaOH、Na₂O₂，排出氣體為O₂，故答案為：O₂；
（2）2NaHCO₃ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂ ①
     2                 1    1
    n                  $\frac{1}{2}$n   $\frac{1}{2}$n
2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂ ②
2      2            1
$\frac{1}{2}$n     $\frac{1}{2}$n           $\frac{1}{4}$n
2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂ ③
2       2          1
x       x          $\frac{1}{2}$x，排出的水為$\frac{1}{2}$n-x，氧氣的量為 $\frac{1}{4}$n+$\frac{1}{2}$x，當排出的O₂和H₂O為等物質的量時，則 $\frac{1}{2}$n-x=$\frac{n}{4}$+$\frac{1}{2}$x，x=$\frac{n}{6}$，所以m=$\frac{n}{2}$+x=$\frac{2}{3}$n，
故答案為：2：3．

點評 本題主要考查的是混合物的計算，涉及碳酸氫鈉的分解、過氧化鈉的性質等，難度較大，抓住題給信息“過氧化鈉先與二氧化碳反應”是關鍵．