Question

14．将Na₂O₂和NaHCO₃的混合物粉末分为两等份，其中一份加入100mL盐酸，充分反应后溶液为中性，放出气体（已干燥）2.24L（标准状况），将生成的气体全部通入另一份混合粉末，充分反应后气体的体积变为2.016L（标准状况），问：
（1）写出有关反应的方程式，是离子反应的写离子方程式：2Na₂O₂+4H⁺=4Na⁺+O₂↑+2H₂O；H⁺+HCO₃^-=H₂O+CO₂↑；2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂；
（2）2.24L气体的成分为：O₂和CO₂；
（3）试通过讨论并计算每份混合粉末中Na₂O₂和NaHCO₃的物质的量：
第一种情况：n（Na₂O₂）=0.16mol和n（NaHCO₃）=0.02mol；
第二种情况：n（Na₂O₂）=0.02mol和n（NaHCO₃）=0.09mol．

Answer 1

分析 发生反应：2Na₂O₂+4HCl=4NaCl+2H₂O+O₂ ↑、②NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑，生成气体为O₂与CO₂，将生成的干燥气体全部通入另一份Na₂O₂的NaHCO₃的混合粉末，发生反应：2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂；
根据气体物质的量差量利用差量法计算参加反应的二氧化碳、过氧化钠的物质的量，再讨论二氧化碳是否过量进行计算．

解答 解：（1）发生反应：2Na₂O₂+4HCl=4NaCl+2H₂O+O₂ ↑、②NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑，生成气体为O₂与CO₂，将生成的干燥气体全部通入另一份Na₂O₂的NaHCO₃的混合粉末，发生反应：2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂，有关离子方程式为：2Na₂O₂+4H⁺=4Na⁺+O₂↑+2H₂O、H⁺+HCO₃^-=H₂O+CO₂↑；，
故答案为：2Na₂O₂+4H⁺=4Na⁺+O₂↑+2H₂O；H⁺+HCO₃^-=H₂O+CO₂↑； 2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂；
（2）由（1）分析可知，2.24L混合气体的成分为：O₂和CO₂，故答案为：O₂和CO₂；
（3）生成的O₂和CO₂的物质的量为$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，2.016LO₂的物质的量为：$\frac{2.016L}{22.4L/mol}$=0.09mol，则：
2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂ 气体物质的量减小△n
 2      2                    1
 n      m                 0.1mol-0.09mol=0.01mol
则n=m=0.02mol，
①若CO₂完全反应，则第一份生成CO₂的为0.02mol，O₂为：0.1mol-0.02mol=0.08mol，则：
2Na₂O₂+4HCl=4NaCl+2H₂O+O₂↑
0.16mol             0.08mol
NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑
0.02mol         0.02mol，
故答案为：0.16；0.02；
②若CO₂未完全反应，则Na₂O₂应是0.02 mol，
2Na₂O₂+4HCl=4NaCl+2H₂O+O₂↑
0.02mol             0.01mol
则第一份生成O₂的为0.01mol，所以CO₂为0.1mol-0.01mol=0.09mol，
NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑
0.09mol         0.09mol
故答案为：0.02；0.09．

点评 本题考查了混合物反应的计算，题目难度较大，明确发生反应的原理为解答关键，注意掌握讨论法在化学计算中的应用方法，试题充分培养了学生的分析理解能力及化学计算能力．