Question

將10.1克過氧化鈉和鈉的混合物跟120.1克水充分反應后，收集到的氣體體積在標準狀況下為2.24L。
（1）試分別寫出過氧化鈉跟水反應的離子、化學方程式                                       ；（2）計算原混合物中過氧化鈉和氧化鈉的物質的量之比，n(Na₂O₂)：n(Na)＝         。
（3）計算所得溶液的質量分數是多大？ω＝        。

Answer 1

（1） 2Na₂O₂+2H₂O＝O₂↑+4 NaOH、 2Na₂O₂+2H₂O＝O₂↑+4OH^-+4Na⁺
（2）1:1
（3）9.34℅

試題分析：（1）過氧化鈉溶于水生成氫氧化鈉和氧氣，反應的化學方程式和離子方程式分別是2Na₂O₂+2H₂O＝O₂↑+4 NaOH、2Na₂O₂+2H₂O＝O₂↑+4OH^-+4Na⁺。
（2）設過氧化鈉和鈉的物質的量分別是x和y，則78g/mol×x＋23g/mol×y＝10.1g。由方程式可知
2Na₂O₂+2H₂O＝O₂↑+4 NaOH
2      2      1    4
x     x     0.5x  2x
2Na+2H₂O＝H₂↑+2NaOH
2  2      1     2
y  y    0.5y    y
所以0.5x＋0.5y＝＝0.1mol
由78g/mol×x＋23g/mol×y＝10.1g可知x＝y＝0.1mol
原混合物中過氧化鈉和氧化鈉的物質的量之比，n(Na₂O₂)：n(Na)＝1:1。
（3）根據（2）中可知生成的氫氧化鈉是2x＋y＝0.3mol
氫氧化鈉的質量＝0.3mol×40g/mol＝12g
溶液的質量＝10.1g＋120.1g－0.05mol×32g/mol－0.05mol×2g/mol＝128.5g
所以反應后溶液的質量分數ω＝×100%＝9.34℅。