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 g Na2O2完全溶于93.8 g水中，所得溶液中溶质的质量分数为________。

(2)将11.6 g二氧化碳和水蒸气的混合物与足量的Na2O2充分反应，固体质量增加了3.6 g，则原混合气体的平均相对分子质量为________。

(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。

(a)推断b点时M的组成成分_____________________。(填化学式，下同)

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

(4)将31 g NaOH和NaHCO3的固体混合物，在密闭容器中加热到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，剩余固体的组成成分(已知NaHCO3的分解温度低于250 ℃)_______________ ________。

Answer 1

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

(4)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)过氧化钠与水反应：

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

所得溶液中溶质的质量分数：×100%＝8%。

(2)设二氧化碳、水蒸气的物质的量分别是x mol、y mol，则

，解得，所以原混合气体的物质的量为(0.1＋0.4)mol＝0.5 mol，原混合气体的平均摩尔质量为＝23.2 g/mol。

(3)由题图知NaOH质量为4.0 g，物质的量为0.1 mol，完全转化为Na2CO3时，Na2CO3质量为0.1×0.5 mol×106 g/mol＝5.3 g，完全转化为NaHCO3时，NaHCO3质量为0.1 mol×84 g/mol＝8.4 g，故a点白色固体M为Na2CO3，c点白色固体M为NaHCO3。

(a)b点时M的质量为7.16 g，5.3＜7.16＜8.4，则M由Na2CO3和NaHCO3组成。

(b)经计算得7.16 g盐中Na2CO3为0.02 mol，NaHCO3为0.06 mol。要得到纯净的8.48 g Na2CO3固体，即要将NaHCO3完全转变为Na2CO3，“则加入的物质”需满足3个条件：a.显碱性或能生成碱，b.含有钠元素，c.不能带来其他杂质。根据钠原子守恒，0.03 mol物质中需有0.06 mol钠原子，故符合条件的有Na2O、Na2O2。

(4)在密闭容器中加热到250 ℃时发生反应：①NaOH＋NaHCO3Na2CO3＋H2O↑，若碳酸氢钠过量，还发生反应：②2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O↑，若NaOH、NaHCO3恰好按1∶1反应，固体减少质量为水的质量，根据化学方程式可知，生成水的质量为31 g×＝4.5 g，实际固体质量减少(31－N)g，所以当(31－N)g＜4.5 g，即N＞26.5时说明氢氧化钠过量只发生反应①，最终所得固体为NaOH和Na2CO3的混合物；当(31－N)g＞4.5 g，即N＜26.5时说明碳酸氢钠过量，发生反应①和②，最终所得固体为Na2CO3；当(31－N)g＝4.5 g，即N＝26.5 g时只发生反应①，剩余固体为Na2CO3。