题目内容

将a molNa₂O₂和b molNaHCO₃固体混合后，在密闭容器中加热到250℃，让其充分反应．当剩余固体为Na₂CO₃、NaOH时，排出气体的成分和物质的量可能为

A.
只有O₂；n（O₂）=a mol
B.
有O₂和CO₂，n（O₂）= $数学公式$ mol
C.
有CO₂和H₂O，n（H₂O）= $数学公式$ mol
D.
有O₂和H₂O，n（H₂O）= $数学公式$ mol

D
分析：混合物在密闭容器中加热到250℃时，可能发生如下反应：
①2NaHCO₃ $\text{[math]}$ Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O↑
②2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂
③2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂　
④2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O?
由上述反应，可得总的反应方程式为：
Ⅰ、Na₂O₂+2NaHCO₃ $\text{[math]}$ 2Na₂CO₃+ $\text{[math]}$ O₂↑+H₂O↑
Ⅱ、2Na₂O₂+2NaHCO₃ $\text{[math]}$ 2Na₂CO₃+O₂↑+2NaOH
当剩余固体为Na₂CO₃、NaOH时，可能只发生反应Ⅱ，过氧化钠可能恰好反应或有剩余；可能发生反应Ⅰ、Ⅱ，过氧化钠与碳酸氢钠都完全反应，据此解答．
解答：混合物在密闭容器中加热到250℃时，可能发生如下反应：
①2NaHCO₃ $\text{[math]}$ Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O↑
②2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂
③2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂　
④2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O?
由上述反应，可得总的反应方程式为：
Ⅰ、Na₂O₂+2NaHCO₃ $\text{[math]}$ 2Na₂CO₃+ $\text{[math]}$ O₂↑+H₂O↑
Ⅱ、2Na₂O₂+2NaHCO₃ $\text{[math]}$ 2Na₂CO₃+O₂↑+2NaOH
当剩余固体为Na₂CO₃、NaOH时，可能只发生反应Ⅱ，过氧化钠可能恰好反应或有剩余，可能发生反应Ⅰ、Ⅱ，
A．只发生反应Ⅱ，产生的气体只有氧气，若过氧化钠没有剩余，则n（Na₂O₂）：n（NaHCO₃）=1：1，即a：b=1：1，此时生成的气体只有氧气，n（O₂）= $\text{[math]}$ n（Na₂O₂）= $\text{[math]}$ mol；若过氧化钠有剩余，则n（Na₂O₂）：n（NaHCO₃）＞1：1，即a：b＞1：1，此时生成的气体只有氧气，n（O₂）= $\text{[math]}$ n（NaHCO₃）= $\text{[math]}$ mol，故A错误；
B．固体有NaOH时，排出的气体不能有CO₂，故B错误；
C．固体有NaOH时，排出的气体不能有CO₂，故C错误；
D．发生反应Ⅰ、Ⅱ，有O₂和H₂O排出，则1：2＜n（Na₂O₂）：n（NaHCO₃）＜1：1，即 $\text{[math]}$ ＜ $\text{[math]}$ ＜1，即1＜ $\text{[math]}$ ＜2，a＜b＜2a，过氧化钠与碳酸氢钠都完全反应，令按反应Ⅰ进行反应的过氧化钠为xmol，则该反应中消耗碳酸氢钠为2xmol，按反应Ⅱ进行反应的过氧化钠为（a-x）mol，则该反应中消耗的碳酸氢钠为（a-x）mol，故：2xmol+（a-x）mol=bmol，解得x=（b-a），故n（H₂O）=（b-a）mol，故0＜n（H₂O）＜a，故D正确；
故选D．
点评：本题考查混合物的有关计算、钠的化合物的性质等，难度较大，注意利用方程式叠加讨论剩余固体、排出的气体发生的反应情况．