Question

2．（1）學(xué)生甲將a g過(guò)氧化鈉投入100g水中，待固體全部消失后滴加兩滴酚酞試液，觀察到溶液先變紅后褪色．用化學(xué)方程式表示變紅的原因2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑．該學(xué)生認(rèn)為紅色褪去的原因是Na₂O₂與水反應(yīng)生成了H₂O₂，Na₂O₂消失后，未分解的H₂O₂將酚酞氧化漂白．
（2）學(xué)生乙查到有關(guān)資料顯示NaOH的濃度超過(guò)2mol/L時(shí)，也可使變紅的酚酞隨即褪色，為證明甲同學(xué)對(duì)褪色原因解釋的合理性，實(shí)驗(yàn)時(shí)a不應(yīng)超過(guò)7.8g（不考慮反應(yīng)過(guò)程中溶液體積的變化）
（3）Na₂O₂不久能與H₂O，也能與CO₂反應(yīng)，若Na₂O₂與CO₂反應(yīng)時(shí)，氣體體積減小2.24L，反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為0.2N_A（氣體體積均在標(biāo)況下測(cè)定，阿伏加德羅常數(shù)用N_A表示）．
（4）在常溫常壓下有CO₂和NO混合氣體VL，用足量Na₂O₂固體緩慢、充分吸收后，總體積變?yōu)閤L，x的取值范圍是V＞x≥$\frac{V}{2}$（不考慮N₂O₄的生成）．

Answer 1

分析 （1）滴加兩滴酚酞試液，觀察到溶液先變紅后褪色，說(shuō)明Na₂O₂與水反應(yīng)生成氫氧化鈉成堿性遇酚酞變紅；
（2）根據(jù)NaOH的濃度超過(guò)2mol/L時(shí)，也可使變紅的酚酞隨即褪色，為證明甲同學(xué)對(duì)褪色原因解釋的合理性，所以溶液中的NaOH的濃度要小于2mol/L；
（3）反應(yīng)2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂中，只有O元素的化合價(jià)發(fā)生變化，Na₂O₂既是氧化劑又是還原劑，O元素化合價(jià)分別由-1價(jià)升高為0價(jià)、降低為-2價(jià)，則生成1molO₂，轉(zhuǎn)移2mol電子，結(jié)合反應(yīng)的方程式計(jì)算；
（4）發(fā)生反應(yīng)有：①2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂，②2NO+O₂═2NO₂，方程式疊加可得2Na₂O₂+2NO+2CO₂═2Na₂CO₃+2NO₂，若CO₂、NO按1：1恰好反應(yīng)，則反應(yīng)后氣體體積為開(kāi)始的一半，若CO₂：NO＞1：1，則發(fā)生2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂，2Na₂O₂+2NO+2CO₂═2Na₂CO₃+2NO₂，則反應(yīng)后氣體體積仍為開(kāi)始的一半，若CO₂：NO＜1：1，則發(fā)生2Na₂O₂+2NO+2CO₂═2Na₂CO₃+2NO₂，還有過(guò)量的NO，則反應(yīng)后氣體體積大于開(kāi)始的一半，據(jù)此分析解答．

解答 解：（1）因?yàn)榈渭觾傻畏犹�試液，觀察到溶液先變紅后褪色，說(shuō)明Na₂O₂與水反應(yīng)生成氫氧化鈉成堿性遇酚酞變紅，反應(yīng)的方程式為2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，
故答案為：2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑；
（2）因?yàn)镹aOH的濃度超過(guò)2mol/L時(shí)，也可使變紅的酚酞隨即褪色，所以為證明甲同學(xué)對(duì)褪色原因解釋的合理性，則溶液中的NaOH的濃度要小于2mol/L，根據(jù)2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，過(guò)氧化鈉的質(zhì)量a不應(yīng)超過(guò)2mol/L×0.1L×$\frac{1}{2}$×78g/mol=7.8g，故答案為：7.8g；
（3）反應(yīng)2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂中，只有O元素的化合價(jià)發(fā)生變化，Na₂O₂既是氧化劑又是還原劑，O元素化合價(jià)分別由-1價(jià)升高為0價(jià)、降低為-2價(jià)，則生成1molO₂，轉(zhuǎn)移2mol電子，由方程式2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂可知，氣體體積減小2.24L時(shí)，則生成氧氣為2.24L即$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，使用反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為0.2N_A
，故答案為：0.2N_A；
（4）在常溫常壓下有CO₂和NO混合氣體VL，用足量Na₂O₂固體緩慢、充分吸收后，發(fā)生反應(yīng)有：①2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂，②2NO+O₂═2NO₂，方程式疊加可得2Na₂O₂+2NO+2CO₂═2Na₂CO₃+2NO₂，
若CO₂、NO按1：1恰好反應(yīng)，則反應(yīng)后氣體體積為開(kāi)始的一半，即x=$\frac{V}{2}$；
若CO₂：NO＞1：1，則發(fā)生2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂，2Na₂O₂+2NO+2CO₂═2Na₂CO₃+2NO₂，則反應(yīng)后氣體體積仍為開(kāi)始的一半，即x=$\frac{V}{2}$；
若CO₂：NO＜1：1，則發(fā)生2Na₂O₂+2NO+2CO₂═2Na₂CO₃+2NO₂，還有過(guò)量的NO，則反應(yīng)后氣體體積大于開(kāi)始的一半，即V＞x＞$\frac{V}{2}$；
所以x的取值范圍是V＞x≥$\frac{V}{2}$；故答案為：V＞x≥$\frac{V}{2}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查氧化還原反應(yīng)以及混合物的有關(guān)計(jì)算，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力的考查，為高考常見(jiàn)題型和高頻考點(diǎn)，注意把握反應(yīng)的化學(xué)方程式，關(guān)鍵是利用總反應(yīng)方程式解答簡(jiǎn)化計(jì)算過(guò)程，注意差量法的應(yīng)用，難度不大．