Question

11．过氧化钠是一种淡黄色固体，有漂白性，能与水、酸性氧化物和酸反应．
（1）将足量的Na₂O₂与16.5g CO、H₂、O₂混合气体共同置于一密闭容器中，用电火花引燃，使其完全反应．反应后Na₂O₂增重7.5g，则原混合气体中O₂的质量分数是54.5%．（保留三位小数）
（2）将15.6g Na₂O₂与2.7g Al粉混合后，投入足量的水中，充分反应（假设能产生的气体全部放出，下同）生成的气体在标准状况下为5.6L．

Answer 1

分析 （1）CO燃烧生成二氧化碳，反应方程式为2CO+O₂═2CO₂，二氧化碳与过氧化钠发生反应2CO₂+2Na₂O₂=2Na₂CO₃+O₂，方程式相加的CO+Na₂O₂=Na₂CO₃，固体增加的质量为相当于CO的质量；
氢气燃烧生成水，反应方程式为2H₂+O₂═2H₂O，水与过氧化钠发生反应2H₂O+2Na₂O₂=4NaOH+O₂，二者相加可得H₂+Na₂O₂=2NaOH，固体增加的质量为相当于H₂的质量．
CO、H₂、O₂用电火花引燃，使其完全反应，Na₂O₂增重7.5g就是原混合气体中CO、H₂的质量和，据此计算；
（2）发生反应2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑、2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑，生成气体为氢气和氧气，通过反应方程式计算氧气的体积，结合方程式进行氢氧化钠与铝反应的过量计算，根据不足的物质计算生成的氢气．

解答 解：（1）CO燃烧生成二氧化碳，反应方程式为2CO+O₂═2CO₂，二氧化碳与过氧化钠发生反应2CO₂+2Na₂O₂=2Na₂CO₃+O₂，方程式相加的CO+Na₂O₂=Na₂CO₃，固体增加的质量为相当于CO的质量，
氢气燃烧生成水，反应方程式为2H₂+O₂═2H₂O，水与过氧化钠发生反应2H₂O+2Na₂O₂=4NaOH+O₂，二者相加可得H₂+Na₂O₂=2NaOH，固体增加的质量为相当于H₂的质量，
CO、H₂、O₂用电火花引燃，使其完全反应，Na₂O₂增重7.5g就是原混合气体中CO、H₂的质量和，所以混合气体中氧气的质量为16.5g-7.5g=9g，
氧气的质量分数为：$\frac{9g}{16.5g}$×100%=54.5%，
故答案为：54.5%；
（2）15.6gNa₂O₂的物质的量为$\frac{15.6g}{78g/mol}$=0.2mol，令生成的氢氧化钠的物质的量为xmol，氧气为ymol，则：
    2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑、
    2            4     1
   0.2mol       xmol   ymol
所以x=0.4，y=0.1．
2.7gA1粉的物质的量为0.1mol，由方程式2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑可知，0.1mol铝完全反应需要氢氧化钠0.1mol，铝完全反应，令铝反应生成氢气zmol，则：
2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑
2                       3
0.1mol                  zmol
所以z=0.15，
所以在标准状况下反应结束时生成气体的体积为（0.1mol+0.15mol）×22.4L/mol=5.6L，
故答案为：5.6L．

点评 本题考查了混合物反应的计算，题目难度中等，明确发生反应的原理为解答关键，注意掌握过氧化钠与水、二氧化碳反应中固体增加的实质，试题培养了学生的分析能力及化学计算能力．