Question

3．把一定量的Na₂O₂和NaHCO₃混合粉末分为两等份，将其中一份加入到200mL稀盐酸中恰好完全反应，生成干燥的气体2.24L（标准状况），再将此气体通入到另一份混合物中，充分反应后，气体减少为2.016L（标准状况），则原混合粉末中Na₂O₂和NaHCO₃的物质的量之比为8：1或2：9；原稀盐酸的物质的量浓度（mol/L）是1.7mol/L或0.65mol/L．

Answer 1

分析 第一份发生反应①2Na₂O₂+4HCl=4NaCl+2H₂O+O₂ 、②NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂，生成气体为O₂与CO₂．将第一份生成的干燥气体，通入第二份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：2.24L混合气体的物质的量为$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，2.016LO₂的物质的量为：$\frac{2.016mol/L}{22.4L/mol}$=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   0.32mol       0.08mol
 NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂
0.02mol 0.02mol     0.02mol，
混合物中过氧化钠与碳酸氢钠的物质的量之比为：0.16mol：0.02mol=8：1；
两个反应中消耗的HCl的物质的量为：0.32mol+0.02mol=0.34mol，则盐酸的物质的量浓度为：$\frac{0.34mol}{0.2L}$=1.7mol/L；
②若CO₂未完全反应，则Na₂O₂应是0.02 mol，
  2Na₂O₂+4HCl=4NaCl+2H₂O+O₂
0.02mol 0.04mol       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    0.09mol
混合物中过氧化钠与碳酸氢钠的物质的量之比为：0.02mol：0.09mol=2：9；
所以消耗的HCl为 0.04mol+0.09mol=0.13mol，物质的量浓度为：$\frac{0.13mol}{0.2L}$=1.3mol/L，
故答案为：8：1或2：9；1.7mol/L或0.65 mol/L．

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．