Question

【題目】鈉有多種化合物，如氧化鈉、過(guò)氧化鈉、氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉等等，這些物質(zhì)在實(shí)際生活中有廣泛的應(yīng)用，一定條件下相互間能進(jìn)行轉(zhuǎn)化。

完成下列計(jì)算：

（1）將7.8克Na2O2完全溶解于93.8克水中，所得溶液的質(zhì)量百分比濃度為______。

（2）將11.6克二氧化碳和水蒸汽的混合物與足量的Na2O2充分反應(yīng)，固體質(zhì)量增加了3.6克，則原混合氣體的平均分子量為______。

（3）向100 mL NaOH溶液中通入CO2充分反應(yīng)后，在減壓和較低溫度下，小心地將溶液蒸干，得到白色固體M（不含結(jié)晶水）。通入二氧化碳的體積V(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)與M的質(zhì)量W的關(guān)系如下圖所示。

①推斷b點(diǎn)時(shí)M的組成成份（寫出計(jì)算過(guò)程）____________。

②若向b點(diǎn)的鹽溶液中只加入0.03mol某鈉的化合物，充分反應(yīng)后，減壓低溫蒸發(fā)得到無(wú)水Na2CO3 8.48g，則加入的物質(zhì)可以是________或_______。

（4）由31g NaOH和NaHCO3的固體混合物，在密閉密器中加熱到250℃，經(jīng)充分反應(yīng)后排出氣體、冷卻，稱得剩余固體的質(zhì)量為N g，試分析不同N值時(shí)，剩余固體的組成成份（已知NaHCO3的分解溫度低于250℃）。_____________

Answer 1

【答案】8% 23.2 Na2CO3、NaHCO3的混合物 Na2O Na2O2 N＞26.5時(shí)，剩余固體為NaOH和Na2CO3的混合物；N≤26.5時(shí)，剩余固體為Na2CO3

【解析】

（1）7.8克Na2O2的物質(zhì)的量為7.8g÷78g/mol=0.1mol，根據(jù)反應(yīng)2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)生成0.2molNaOH，放出0.05mol氧氣，所得溶液的質(zhì)量百分比濃度為×100%=8%。

（2）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，該反應(yīng)產(chǎn)生O2的質(zhì)量為11.6g-3.6g=8g，n(O2)=8g÷32g/mol=0.25mol；CO2和H2O(g)分別與Na2O2反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，“CO2和H2O的物質(zhì)的量之和”為“反應(yīng)產(chǎn)生O2物質(zhì)的量的2倍”，即n(CO2)＋n(H2O)=0.5mol；所以原混合氣體平均分子量為=23.2。

（3）①由圖象知，開始時(shí)氫氧化鈉為4.0 g，物質(zhì)的量為4.0g÷40g/mol=0.1 mol，隨著CO2的通入依次發(fā)生反應(yīng)CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O、CO2+Na2CO3+H2O=2NaHCO3；若全部生成碳酸鈉，則固體的質(zhì)量為0.05mol×106g/mol=5.3 g；若全部生成碳酸氫鈉，則固體的質(zhì)量為0.1mol×84g/mol=8.4 g；b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的固體M的質(zhì)量為7.16 g，介于5.3 g和8.4 g之間，故b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的固體為碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合物。

②設(shè)b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的固體中碳酸鈉、碳酸氫鈉的物質(zhì)的量分別為x、y，則有106 g·mol－1×x＋84 g·mol－1×y=7.16 g，2x＋y=0.1 mol，解得x=0.02 mol，y=0.06 mol；8.48 g Na2CO3的物質(zhì)的量為8.48g÷106g/mol=0.08 mol，依題意，0.06 mol NaHCO3→0.06 mol Na2CO3，則發(fā)生的反應(yīng)為NaHCO3＋NaOH=Na2CO3＋H2O，n(NaOH)=0.06 mol，0.03mol某鈉的化合物溶于水生成0.06 mol氫氧化鈉的物質(zhì)有過(guò)氧化鈉、氧化鈉。

（4）加熱時(shí)，混合物中一定發(fā)生的反應(yīng)：

NaOH+NaHCO3Na2CO3+H2O

40 84 18

可見，40gNaOH與84gNaHCO3恰好完全反應(yīng)，固體質(zhì)量減少18g，則若31g混合物中的固體恰好完全反應(yīng)，固體減少的質(zhì)量為×31g=4.5g，剩余固體質(zhì)量為31g-4.5g=26.5g；

若剩余固體的質(zhì)量Ng=26.5g，剩余固體的成分為碳酸鈉；

若反應(yīng)后，氫氧化鈉剩余，減少的質(zhì)量小于4.5g，即Ng>26.5g，剩余固體的的組成為碳酸鈉和氫氧化鈉；

若反應(yīng)后，碳酸氫鈉剩余，剩余碳酸氫鈉分解成碳酸鈉、水和二氧化碳，則減少的質(zhì)量大于4.5g，即Ng<26.5g，剩余固體的的組成為碳酸鈉；

綜上所述：N＞26.5時(shí)，剩余固體為NaOH和Na2CO3的混合；N≤26.5時(shí)，剩余固體為Na2CO3。