Question

現(xiàn)有Na₂O₂和NaHCO₃的混合物兩等份，第一份混合物放入密閉容器中加熱，使其充分反應(yīng)；第二份混合物中加入足量的稀H₂SO₄．兩種情況下得到同樣的氣體，但氣體體積不同．前者產(chǎn)生氣體的體積為a L，后者產(chǎn)生的氣體體積為b L（氣體體積都是在通常狀況下測得，該條件下，氣體的摩爾體積為VL/mol）
（1）第一份混合物加熱充分反應(yīng)后的固體殘留物是

 

，其物質(zhì)的量為

 

mol
（2）每份樣品中Na₂O₂的物質(zhì)的量為

 

mol，NaHCO₃的物質(zhì)的量為

 

mol．

Answer 1

考點：有關(guān)混合物反應(yīng)的計算

專題：計算題

分析：（1）Na₂O₂和NaHCO₃的混合物與硫酸發(fā)生反應(yīng)：2Na₂O₂+2H₂SO₄=2Na₂SO₄+2H₂O+O₂ ↑；②2NaHCO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O+CO₂↑，生成氣體為O₂與CO₂．混合物加熱，會發(fā)生反應(yīng)：2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O、2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂、2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂，由于混合物加熱也生成O₂與CO₂，說明Na₂O₂完全反應(yīng)，且剩余的固體不能有NaOH，即過氧化鈉不與水反應(yīng)，剩余固體只能為Na₂CO₃，
由于第一份加熱后有殘留的碳酸鈉，導(dǎo)致兩過程生成氣體總體積不同，兩過程中Na₂O₂反應(yīng)生成的氧氣體積相等，故兩過程的體積之差為第一份殘留的碳酸鈉與酸反應(yīng)生成的二氧化碳體積，根據(jù)碳元素守恒計算殘留碳酸鈉的物質(zhì)的量；
（2）令每份樣品中Na₂O₂、NaHCO₃的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，利用鈉離子守恒根據(jù)第一份中殘留的碳酸鈉可以列方程，根據(jù)關(guān)系式表示出第二份中生成O₂與CO₂的物質(zhì)的量，再根據(jù)第二份中生成的氣體列方程，聯(lián)立方程計算解答．

解答： 解：（1）Na₂O₂和NaHCO₃的混合物與硫酸發(fā)生反應(yīng)：2Na₂O₂+2H₂SO₄=2Na₂SO₄+2H₂O+O₂ ↑；②2NaHCO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O+CO₂↑，生成氣體為O₂與CO₂．混合物加熱，會發(fā)生反應(yīng)：2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O、2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂、2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂，由于混合物加熱也生成O₂與CO₂，說明Na₂O₂完全反應(yīng)，且剩余的固體不能有NaOH，剩余固體只能為Na₂CO₃，
由于第一份加熱后有殘留的碳酸鈉，導(dǎo)致兩過程生成氣體總體積不同，兩過程中Na₂O₂反應(yīng)生成的氧氣體積相等，故兩過程的體積之差為第一份殘留的碳酸鈉與酸反應(yīng)生成的二氧化碳體積，根據(jù)碳元素守恒可知，殘留碳酸鈉的物質(zhì)的量=

bL-aL

V L/mol

=

b-a

V

mol，
故答案為：Na₂CO₃；

b-a

V

；
（2）令每份樣品中Na₂O₂、NaHCO₃的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，
由鈉離子守恒根據(jù)第一份中殘留的碳酸鈉可得：2x+y=2×

b-a

V

，
 2Na₂O₂～O₂ 、NaHCO₃～CO₂↑
xmol 0.5xmol   ymol  ymol
所以，0.5x+y=

b

V

，
聯(lián)立方程，解得x=

2(b-2a)

V

、y=

2(a+b)

3V

，
故答案為：

2(b-2a)

V

；

2(a+b)

3V

．

點評：本題考查混合物的有關(guān)計算，屬于字母型計算，增大難度，關(guān)鍵是判斷第一份反應(yīng)后殘留固體是碳酸鈉，注意兩份反應(yīng)中過氧化鈉生成的氧氣相等，難度較大．