Question

【題目】學(xué)習(xí)小組研究鈉的燃燒反應(yīng)產(chǎn)物，取金屬鈉(表面已被氧化)，吸干煤油，置于坩堝內(nèi)，上方倒扣盛滿O2集氣瓶，加熱一段時(shí)間，充分反應(yīng)后觀察到產(chǎn)物為白色固體和淡黃色固體的混合物，測(cè)得反應(yīng)前后各物質(zhì)的質(zhì)量如下表：

		質(zhì)量/g
反應(yīng)前	坩堝	100
	盛有金屬鈉的坩堝	105.4
反應(yīng)后	盛有固體產(chǎn)物的坩堝	107.4

請(qǐng)回答下列問題：

(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，推測(cè)固體產(chǎn)物成分為___________________（填化學(xué)式）

(2)將產(chǎn)物全部溶于水，觀察到有氣泡生成，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________。

(3)測(cè)得上述溶液中n(Na+)=0.2mol，通過計(jì)算證實(shí)加熱過程中存在表面的Na2O轉(zhuǎn)化為Na2O2。___________________

Answer 1

【答案】Na2O、Na2O2 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ 由表中數(shù)據(jù)可知，反應(yīng)前=0.235mol>0.2mol，反應(yīng)前為Na、Na2O的混合物，設(shè)物質(zhì)的量分別為x、y，則23x+62y=5.4，x+2y=0.2，解得x=0.1mol、y=0.05mol，則Na、Na2O的質(zhì)量分別為2.3g、3.1g，如只有Na加熱生成Na2O2，生成的質(zhì)量Na2O2為0.05mol×78g/mol=3.9g，100g+3.1g+3.9g=107g<107.4g，說明加熱過程中存在表面的Na2O轉(zhuǎn)化為Na2O2

【解析】

(1)根據(jù)觀察到固體產(chǎn)物為白色固體和淡黃色固體確定物質(zhì)的成分；

(2)Na2O2與水反應(yīng)生成氧氣，產(chǎn)生氣泡；

(3)假設(shè)反應(yīng)前固體完全為Na，計(jì)算其物質(zhì)的量并與0.2mol進(jìn)行比較判斷固體的成分，然后設(shè)物質(zhì)的量分別為x、y，則23x+62y=5.4，x+2y=0.2，解得x=0.1mol、y=0.05mol，確定固體中含有Na、Na2O的質(zhì)量分別為2.3g、3.1g，再用極端法進(jìn)行計(jì)算，若其中Na完全轉(zhuǎn)化為Na2O2時(shí)產(chǎn)物的質(zhì)量與坩堝的質(zhì)量合并與107.4g進(jìn)行比較，判斷Na2O是否被氧化為Na2O2，以此來解答。

(1)觀察到產(chǎn)物為白色固體和淡黃色固體，則可確定產(chǎn)物為Na2O、Na2O2；

(2)Na2O2與水反應(yīng)生成氧氣，因此會(huì)觀察到產(chǎn)生氣泡，反應(yīng)方程式為2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑；

(3)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，若反應(yīng)前的固體物質(zhì)完全是Na，其物質(zhì)的量=0.235mol>0.2mol，說明反應(yīng)前固體為Na、Na2O的混合物，設(shè)混合物中Na、Na2O物質(zhì)的量分別為x、y，則23x+62y=5.4，x+2y=0.2，解得x=0.1mol、y=0.05mol，則m(Na)=0.1mol×23g/mol=2.3g；m(Na2O)=0.05mol×62g/mol=3.1g。如只有Na加熱生成Na2O2，則其生成的質(zhì)量Na2O2的質(zhì)量m(Na2O2)=0.05mol×78g/mol=3.9g，可知100g+3.1g+3.9g=107g<107.4g，說明加熱過程中也存在表面的Na2O轉(zhuǎn)化為Na2O2。