Question

【题目】钠有多种化合物，如氧化钠、过氧化钠、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠等等，这些物质在实际生活中有广泛的应用，一定条件下相互间能进行转化。

完成下列计算：

（1）将7.8克Na2O2完全溶解于93.8克水中，所得溶液的质量百分比浓度为______。

（2）将11.6克二氧化碳和水蒸汽的混合物与足量的Na2O2充分反应，固体质量增加了3.6克，则原混合气体的平均分子量为______。

（3）向100 mL NaOH溶液中通入CO2充分反应后，在减压和较低温度下，小心地将溶液蒸干，得到白色固体M（不含结晶水）。通入二氧化碳的体积V(标准状况下)与M的质量W的关系如下图所示。

①推断b点时M的组成成份（写出计算过程）____________。

②若向b点的盐溶液中只加入0.03mol某钠的化合物，充分反应后，减压低温蒸发得到无水Na2CO3 8.48g，则加入的物质可以是________或_______。

（4）由31g NaOH和NaHCO3的固体混合物，在密闭密器中加热到250℃，经充分反应后排出气体、冷却，称得剩余固体的质量为N g，试分析不同N值时，剩余固体的组成成份（已知NaHCO3的分解温度低于250℃）。_____________

Answer 1

【答案】8% 23.2 Na2CO3、NaHCO3的混合物 Na2O Na2O2 N＞26.5时，剩余固体为NaOH和Na2CO3的混合物；N≤26.5时，剩余固体为Na2CO3

【解析】

（1）7.8克Na2O2的物质的量为7.8g÷78g/mol=0.1mol，根据反应2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，过氧化钠与水反应生成0.2molNaOH，放出0.05mol氧气，所得溶液的质量百分比浓度为×100%=8%。

（2）根据质量守恒定律，该反应产生O2的质量为11.6g-3.6g=8g，n(O2)=8g÷32g/mol=0.25mol；CO2和H2O(g)分别与Na2O2反应的化学方程式为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，“CO2和H2O的物质的量之和”为“反应产生O2物质的量的2倍”，即n(CO2)＋n(H2O)=0.5mol；所以原混合气体平均分子量为=23.2。

（3）①由图象知，开始时氢氧化钠为4.0 g，物质的量为4.0g÷40g/mol=0.1 mol，随着CO2的通入依次发生反应CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O、CO2+Na2CO3+H2O=2NaHCO3；若全部生成碳酸钠，则固体的质量为0.05mol×106g/mol=5.3 g；若全部生成碳酸氢钠，则固体的质量为0.1mol×84g/mol=8.4 g；b点对应的固体M的质量为7.16 g，介于5.3 g和8.4 g之间，故b点对应的固体为碳酸钠和碳酸氢钠的混合物。

②设b点对应的固体中碳酸钠、碳酸氢钠的物质的量分别为x、y，则有106 g·mol－1×x＋84 g·mol－1×y=7.16 g，2x＋y=0.1 mol，解得x=0.02 mol，y=0.06 mol；8.48 g Na2CO3的物质的量为8.48g÷106g/mol=0.08 mol，依题意，0.06 mol NaHCO3→0.06 mol Na2CO3，则发生的反应为NaHCO3＋NaOH=Na2CO3＋H2O，n(NaOH)=0.06 mol，0.03mol某钠的化合物溶于水生成0.06 mol氢氧化钠的物质有过氧化钠、氧化钠。

（4）加热时，混合物中一定发生的反应：

NaOH+NaHCO3Na2CO3+H2O

40 84 18

可见，40gNaOH与84gNaHCO3恰好完全反应，固体质量减少18g，则若31g混合物中的固体恰好完全反应，固体减少的质量为×31g=4.5g，剩余固体质量为31g-4.5g=26.5g；

若剩余固体的质量Ng=26.5g，剩余固体的成分为碳酸钠；

若反应后，氢氧化钠剩余，减少的质量小于4.5g，即Ng>26.5g，剩余固体的的组成为碳酸钠和氢氧化钠；

若反应后，碳酸氢钠剩余，剩余碳酸氢钠分解成碳酸钠、水和二氧化碳，则减少的质量大于4.5g，即Ng<26.5g，剩余固体的的组成为碳酸钠；

综上所述：N＞26.5时，剩余固体为NaOH和Na2CO3的混合；N≤26.5时，剩余固体为Na2CO3。