Question

8．將b mol Na₂O₂和a mol NaHCO₃混合放在密閉容器中，加熱至300℃，使其充分反應，回答下列問題：
（1）當充分反應后，密閉容器內(nèi)的氣體只有氧氣時，a和b的關系式是$\frac{a}$≥1；
（2）當充分反應后，密閉容器內(nèi)的固體只有Na₂CO₃時，a和b的關系式是$\frac{a}$≤$\frac{1}{2}$；
（3）當充分反應后，密閉容器內(nèi)的固體是Na₂CO₃和NaOH混合物時，a和b的關系式是$\frac{1}{2}$＜$\frac{a}$＜1．

Answer 1

分析 混合物在密閉容器中加熱到300℃時，可能發(fā)生如下反應：
①2NaHCO₃ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂，
②2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂，
③2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂，
④2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O，
由上述反應，可得總的反應方程式為：
Ⅰ、Na₂O₂+2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Na₂CO₃+$\frac{1}{2}$O₂↑+H₂O↑
Ⅱ、2Na₂O₂+2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Na₂CO₃+O₂↑+2NaOH
（1）容器內(nèi)的氣體只有氧氣時，發(fā)生反應Ⅱ；
（2）當剩余固體為Na₂CO₃，發(fā)生反應Ⅰ，碳酸氫鈉可能過量；
（3）當剩余固體為Na₂CO₃、NaOH時，發(fā)生反應Ⅰ、Ⅱ．

解答 解：混合物在密閉容器中加熱到300℃時，可能發(fā)生如下反應：
①2NaHCO₃ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂，
②2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂，
③2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂，
④2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O，
由上述反應，可得總的反應方程式為：
Ⅰ、Na₂O₂+2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Na₂CO₃+$\frac{1}{2}$O₂↑+H₂O↑
Ⅱ、2Na₂O₂+2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Na₂CO₃+O₂↑+2NaOH
（1）容器內(nèi)的氣體只有氧氣時，發(fā)生反應Ⅱ，過氧化鈉可能剩余，故$\frac{a}$≥1，故答案為：$\frac{a}$≥1；
（2）當剩余固體為Na₂CO₃，發(fā)生反應Ⅰ，碳酸氫鈉可能過量，故$\frac{a}$≤$\frac{1}{2}$，故答案為：$\frac{a}$≤$\frac{1}{2}$；
（3）當剩余固體為Na₂CO₃、NaOH時，發(fā)生反應Ⅰ、Ⅱ，故$\frac{1}{2}$＜$\frac{a}$＜1，故答案為：$\frac{1}{2}$＜$\frac{a}$＜1．

點評 本題考查混合物的有關計算等，難度較大，注意利用總反應方程式分段討論，由于二氧化碳與氫氧化鈉反應，故可以認為過氧化鈉先與二氧化碳反應，反應完畢過氧化鈉有剩余再與水反應．