Question

11．实验是化学学科进行科学探究的重要途径．多种因素会影响化学反应的进行；
（1）磷与足量的氧气反应生成五氧化二磷，氧气不足则生成三氧化二磷；试列举所学的相同实例碳在氧气充足时燃烧生成二氧化碳；氧气不足时生成一氧化碳；
（2）31g磷与氧气反应生成三氧化二磷消耗氧气24g；与足量氧气反应生成五氧化二磷消耗氧气40g；
（3）当31g磷与30g氧气反应时生成物为三氧化二磷和五氧化二磷的混合物；
（4）CO₂与NaOH的反应与上述反应类似，CO₂足量时反应如下：CO₂+NaOH═NaHCO₃，CO₂量不足时反应如下：CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O；当通入CO₂时反应过程可看做如下进行：先发生此反应CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O；若CO₂有剩余，继续发生Na₂CO₃+H₂O+CO₂═2NaHCO₃现有80g质量分数为10%的NaOH溶液，向其中通入6.6gCO₂，请计算生成Na₂CO₃和NaHCO₃的质量．

Answer 1

分析 （1）根据氧气不充足，碳和氧气反应生成一氧化碳，氧气充足碳和氧气反应生成二氧化碳解答；
（2）根据三氧化二磷的化学式求出其中磷元素的质量分数，然后根据质量守恒定律三氧化二磷中磷的质量为31g，用元素质量除以元素质量分数就是生成的三氧化二磷的质量，根据质量守恒定律消耗的氧气就是三氧化二磷的质量减去磷，同样的方法可求出生成五氧化二磷时需要氧气的质量解答；
（3）根据磷和氧气燃烧生成三氧化二磷和磷和氧气反应生成五氧化二磷时磷和氧气的质量比解答；
（4）根据化学方程式进行计算即可．

解答 （1）氧气充足碳在氧气中燃烧生成二氧化碳，氧气不足碳在氧气中燃烧生成一氧化碳，这一点和磷在氧气中燃烧类似，故答案：碳在氧气充足时燃烧生成二氧化碳；氧气不足时生成一氧化碳；
（2）P₂O₃中磷元素的质量分数为$\frac{31×2}{31×2+16×3}$=$\frac{62}{110}$，生成的三氧化二磷中磷元素的质量为31g，所以生成的三氧化二磷的质量为$\frac{31g}{\frac{62}{110}}$=55g，所以需要氧气的质量为55g-31g=24g；P₂O₅中磷元素的质量分数为$\frac{62}{62+80}$=$\frac{62}{142}$，生成的五氧化二磷中磷元素的质量为31g，故生成的五氧化二磷的质量为$\frac{31g}{\frac{62}{142}}$=71g；所以消耗氧气的质量为71g-31g=40g，故答案：24g； 40g
（3）4P+3O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₃中磷和氧气反应的质量比是124：96=31：24，4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P_，2O₅中磷和氧气的质量比是124：160=31：40，所以当31g磷与30g氧气反应时生成物为三氧化二磷和五氧化二磷的混合物，故答案：三氧化二磷和五氧化二磷的混合物
（4）设首先反应生碳酸钠的质量为x；消耗二氧化碳y则；
CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O；
44  80       106
y  80g×10%   x
$\frac{44}{y}=\frac{80}{80g×10%}=\frac{106}{x}$
解得：x=10.6g      y=4.4g
剩余二氧化碳的质量为：6.6g-4.4g=2.2g
设反应生成NaHCO₃质量为a，消耗Na₂CO₃质量为b则；
Na₂CO₃+H₂O+CO₂═2NaHCO₃
106        44     168
b          2.2g   a
$\frac{106}{b}=\frac{44}{2.2g}=\frac{168}{a}$
解得：a=8.4g    b=5.3g
则剩余Na₂CO₃质量为：10.6g-5.3g=5.3g
答：生成Na₂CO₃质量为5.3g，生成NaHCO₃质量为8.4g．
答案：
（1）碳在氧气充足时燃烧生成二氧化碳；氧气不足时生成一氧化碳；
（2）24g； 40g；
（3）三氧化二磷和五氧化二磷的混合物；
（4）生成Na₂CO₃质量为5.3g，生成NaHCO₃质量为8.4g．

点评 根据已有知识，在情景相似的情况下，进行知识地大胆迁移，是解决新问题的一种重要方法．根据化学方程式的计算格式必须准确掌握才能计算成功．