Question

16．已知CO₂和H₂O的混合物與Na₂O₂反應(yīng)時(shí)是CO₂與Na₂O₂反應(yīng)完后，H₂O再與Na₂O₂反應(yīng)．現(xiàn)將a mol的Na₂O₂和bmolNaHCO₃固體混合后，在密閉容器中加熱到250℃，讓其充分反應(yīng)，
（1）當(dāng)剩余固體為Na₂CO₃，排出氣體為O₂，H₂O時(shí)，$\frac{a}$的值為$\frac{1}{2}$．
（2）當(dāng)剩余固體為Na₂CO₃，NaOH，排出氣體為O₂，H₂O時(shí)，$\frac{a}$的值為$\frac{1}{2}＜\frac{a}＜1$．
（3）當(dāng)$\frac{a}＞1$時(shí)，剩余固體為Na₂CO₃，排出氣體為O₂．
（4）當(dāng)排出的O₂和H₂O為等物質(zhì)的量時(shí)，則$\frac{a}$的值為$\frac{2}{3}$．

Answer 1

分析 此題實(shí)質(zhì)上是分析發(fā)生的連續(xù)反應(yīng)的分段情況．
2NaHCO₃ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ Na₂CO₃+H₂O+CO₂   ①
2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂ ②
2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂  ③
當(dāng)發(fā)生反應(yīng)①、②且完全反應(yīng)時(shí)，則有Na₂CO₃、H₂O和O₂，$\frac{a}$=$\frac{1}{2}$；若Na₂O₂不足，則CO₂有剩余，則$\frac{a}$＜$\frac{1}{2}$．
當(dāng)發(fā)生反應(yīng)①、②、③且完全反應(yīng)時(shí)，a=b，$\frac{a}$=1，有Na₂CO₃、NaOH和O₂；若Na₂O₂不足以與水完全反應(yīng)，則水蒸氣有剩余，$\frac{a}$＜1；若Na₂O₂有剩余，則$\frac{a}$＞1，由此分析解答．

解答 解：（1）當(dāng)剩余固體只有碳酸鈉時(shí)，則過氧化鈉恰好和二氧化碳完全反應(yīng)，發(fā)生的反應(yīng)方程式為2NaHCO₃+Na₂O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ 2Na₂CO₃+H₂O+$\frac{1}{2}$O₂，所以，$\frac{a}$的值為$\frac{1}{2}$，故答案為：$\frac{1}{2}$；
（2）當(dāng)剩余固體為Na₂CO₃、NaOH，排出氣體為O₂、H₂O時(shí)，由于有NaOH生成，所以有水與Na₂O₂反應(yīng)．假設(shè)反應(yīng)后無H₂O生成，將方程式①×2+②+③得：2NaHCO₃+2Na₂O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ 2Na₂CO₃+2NaOH+O₂↑，由方程式可知此時(shí)$\frac{a}=1$，因?yàn)橛兴�生成，所�?\frac{1}{2}＜\frac{a}＜1$，故答案為：$\frac{1}{2}＜\frac{a}＜1$；
（3）當(dāng)$\frac{a}＞1$時(shí)，由（2）討論可知：剩余固體為Na₂CO₃、NaOH、Na₂O₂；排出氣體為O₂，故答案為：當(dāng)剩余固體為Na₂CO₃，排出氣體為O₂；
（4）2NaHCO₃ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂   ①
       2                1   1
       b                $\frac{2}$  $\frac{2}$ 
2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂ ②
2       2          1
$\frac{2}$      $\frac{2}$         $\frac{4}$                
2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂  ③
2      2         1
 x     x         $\frac{x}{2}$       
排出的水為$\frac{2}$-x，氧氣的量為 $\frac{4}+\frac{x}{2}$，當(dāng)排出的O₂和H₂O為等物質(zhì)的量時(shí)，則
$\frac{2}$-x=$\frac{4}+\frac{x}{2}$，x=$\frac{6}$，所以a=$\frac{4b}{6}$，所以$\frac{a}$=$\frac{\frac{4b}{6}}$=$\frac{2}{3}$，故答案為：$\frac{2}{3}$．

點(diǎn)評 本題考查過氧化鈉與水和二氧化碳的反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)、化學(xué)計(jì)算等知識點(diǎn)，屬于中等難度試題．