Question

20．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如下转化．
2Na₂O₂+CO₂=2Na₂CO₃+O₂↑
2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑
NaOH+CO₂↑═Na₂CO₃+H₂O（CO₂气体适量）
Na₂CO₃+H₂O+CO₂═2NaHCO₃
NaOH+CO₂═NaHCO₃（CO₂气体过量）
（1）将8.8克二氧化碳与足量的Na₂O₂充分反应，固体质量增加的质量为2.4g．
（2）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8%．
（3）向100mL　一定浓度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的关系如图所示．推断b点时M的组成成份及质量（写出计算过程）．

Answer 1

分析 （1）根据二氧化碳与过氧化钠反应的方程式找出差量关系．再根据二氧化碳的质量即可计算；
（2）根据过氧化钠与水反应的方程式求出生成的氢氧化钠的质量和氧气的质量再根据溶质的质量分数的计算公式计算．
（3）图B点时M的质量为7.16 g，5.3＜7.16＜8.4，知M由Na₂CO₃和NaHCO₃组成；设在B点时Na₂CO₃物质的量为x，NaHCO₃物质的量为y，根据钠离子守恒、二者质量之和列方程计算x、y的值．

解答 解：（1）设固体质量增加的质量为x
2Na₂O₂+CO₂=2Na₂CO₃+O₂↑     固体增加质量
             44                    32       44-32=12
            8.8g                                    x
$\frac{44}{12}=\frac{8.8g}{x}$    解得x=2.4g
（2）7.8克Na₂O₂完全溶解于93.8克水中，生成的氢氧化钠的质量为y，生成的氧气为z
2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑
156                  160       32
7.8g                   y          z
$\frac{156}{7.8g}=\frac{160}{y}=\frac{32}{z}$   解得：y=8g     z=1.6g
所得溶液的质量百分比浓度为：$\frac{8g}{7.8g+93.8g-1.6g}×100%$=8%；
（3）由图知NaOH质量为4 g，物质的量为0.1 mol，完全转化为Na₂CO₃时，Na₂CO₃质量为0.1mol×$\frac{1}{2}$×106g/mol=5.3 g，完全转化为NaHCO₃时，NaHCO₃质量为0.1mol×84g/mol=8.4 g，故a点白色固体M为Na₂CO₃，c点白色固体M为NaHCO₃．由图b点时M的质量为7.16 g，5.3＜7.16＜8.4，由此可知M由Na₂CO₃和NaHCO₃组成；
设在b点时Na₂CO₃物质的量为x，NaHCO₃物质的量为y，则：
2x+y=0.1，106x+84y=7.16  解得：x=0.02 mol，y=0.06 mol，
则：Na₂CO₃的质量为：106g/mol×0.02 mol=2.12g，NaHCO₃的质量为：84g/mol×0.06 mol=5.04g．
故答为：（1）2.4g；（2）8%；（3）M组成是Na₂CO₃、NaHCO₃，质量分别为：2.12g、5.04g．

点评 本题以图象形式考查化学计算，难度较大，其中（3）中利用假设法判断a、c两点白色固体的成分是解题关键．