Question

将m mol Na₂O₂和n mol NaHCO₃固体混合物放在密闭容器中加热至250℃，使其充分反应后排出气体。

（1）试分析讨论m与n的比值跟容器内剩余固体的成分、排出气体的成分之间的关系，填写下表：

	m/n	剩余固体成分	排出气体成分
（1）		Na2CO3	O2、CO2、H2O
（2）
（3）	＜＜1
（4）	1
（5）		Na2CO3、NaOH、Na2O2

（2）当排出气体只含等物质的量的O₂和H₂O(气)时，原固体混合物中Na₂O₂与NaHCO₃的物质的量之比为　　　　    。

 

Answer 1

答案：
解析：

（1）   m/n 剩余固体成分 排出气体成分 （1） ＜1/2 Na2CO3 O2、CO2、H2O （2） Na2CO3 H2O、O2 （3） ＜＜1 Na2CO3、NaOH H2O、O2 （4） 1 Na2CO3、NaOH O2 （5） ＞1 Na2CO3、NaOH、Na2O2 O2 （2）2:3。

提示：

本题发生的反应有： 2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O      ① 2Na2O2+2CO2＝2Na2CO3+O2            ② 2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑             ③ 当混合物中的Na2O2恰好与NaHCO3分解产生的CO2完全反应时，由方程式①和②得总方程式：2Na2O2+4NaHCO34Na2CO3+2H2O+O2↑  ④ 当混合物中的Na2O2恰好与NaHCO3分解产生的CO2和H2O(气)完全反应时，由方程式①、②、③得总方程式：2Na2O2+2NaHCO32Na2CO3+2NaOH+O2↑    ⑤ 由总方程式④和⑤可得： 当m:n＝1:2时，固体产物为Na2CO3，气体产物为H2O(气)和O2。 当m:n＝1:1时，固体产物为Na2CO3和NaOH，气体产物为O2。 当1:2＜m:n＜1:1时，固体产物为Na2CO3和NaOH，气体产物为H2O(气)和O2。 显然，当m:n＜1:2时，除按反应④发生外，NaHCO3固体过量，过量的NaHCO3还会分解产生Na2CO3、CO2、H2O(气)，所以此种情况下，固体产物为Na2CO3，气体产物为H2O(气)、CO2、O2。 当m:n＞1:1时，除按反应⑤发生外，Na2O2过量，所以此种情况下，容器内的固体为Na2O2、Na2CO3、NaOH，气体产物为O2。 （2）当排出的气体只含等量的O2和H2O(气)时，由方程式④和⑤得总方程式： 3NaHCO3+2Na2O23Na2CO3+NaOH+H2O+O2↑ 由上式可知，原固体混合物中Na2O2与NaHCO3的物质的量之比为2:3。