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 g Na2O2完全溶于93.8 g水中，所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)_______。

(2)將11.6 g二氧化碳和水蒸氣的混合物與足量的Na2O2充分反應(yīng)，固體質(zhì)量增加了3.6 g，則原混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量為_(kāi)_______。

(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。

(a)推斷b點(diǎn)時(shí)M的組成成分_____________________。(填化學(xué)式，下同)

(b)若向b點(diǎn)的鹽溶液中只加入0.03 mol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 8.48 g，則加入的物質(zhì)可以是________或________。

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

Answer 1

【答案】(1)8% (2)23.2 (3)Na2CO3、NaHCO3 Na2O Na2O2

(4)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)過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)：

2Na2O2＋2H2O===4NaOH ＋ O2↑

156 160 32

7．8 g m(NaOH) m(O2)

解得：m(NaOH)＝8 g m(O2)＝1.6 g

所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：×100%＝8%。

(2)設(shè)二氧化碳、水蒸氣的物質(zhì)的量分別是x mol、y mol，則

，解得，所以原混合氣體的物質(zhì)的量為(0.1＋0.4)mol＝0.5 mol，原混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為＝23.2 g/mol。

(3)由題圖知NaOH質(zhì)量為4.0 g，物質(zhì)的量為0.1 mol，完全轉(zhuǎn)化為Na2CO3時(shí)，Na2CO3質(zhì)量為0.1×0.5 mol×106 g/mol＝5.3 g，完全轉(zhuǎn)化為NaHCO3時(shí)，NaHCO3質(zhì)量為0.1 mol×84 g/mol＝8.4 g，故a點(diǎn)白色固體M為Na2CO3，c點(diǎn)白色固體M為NaHCO3。

(a)b點(diǎn)時(shí)M的質(zhì)量為7.16 g，5.3＜7.16＜8.4，則M由Na2CO3和NaHCO3組成。

(b)經(jīng)計(jì)算得7.16 g鹽中Na2CO3為0.02 mol，NaHCO3為0.06 mol。要得到純凈的8.48 g Na2CO3固體，即要將NaHCO3完全轉(zhuǎn)變?yōu)镹a2CO3，“則加入的物質(zhì)”需滿足3個(gè)條件：a.顯堿性或能生成堿，b.含有鈉元素，c.不能帶來(lái)其他雜質(zhì)。根據(jù)鈉原子守恒，0.03 mol物質(zhì)中需有0.06 mol鈉原子，故符合條件的有Na2O、Na2O2。

(4)在密閉容器中加熱到250 ℃時(shí)發(fā)生反應(yīng)：①NaOH＋NaHCO3Na2CO3＋H2O↑，若碳酸氫鈉過(guò)量，還發(fā)生反應(yīng)：②2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O↑，若NaOH、NaHCO3恰好按1∶1反應(yīng)，固體減少質(zhì)量為水的質(zhì)量，根據(jù)化學(xué)方程式可知，生成水的質(zhì)量為31 g×＝4.5 g，實(shí)際固體質(zhì)量減少(31－N)g，所以當(dāng)(31－N)g＜4.5 g，即N＞26.5時(shí)說(shuō)明氫氧化鈉過(guò)量只發(fā)生反應(yīng)①，最終所得固體為NaOH和Na2CO3的混合物；當(dāng)(31－N)g＞4.5 g，即N＜26.5時(shí)說(shuō)明碳酸氫鈉過(guò)量，發(fā)生反應(yīng)①和②，最終所得固體為Na2CO3；當(dāng)(31－N)g＝4.5 g，即N＝26.5 g時(shí)只發(fā)生反應(yīng)①，剩余固體為Na2CO3。