Question

2．将一定质量的钠和过氧化钠的混合物与足量的水充分反应，得到0.36g混合气体和200ml溶液．将混合气体置于容器中放电，无气体残留．
（1）求混合物中过氧化钠的质量分数．
（2）求所得溶液的物质的量浓度．

Answer 1

分析 Na、Na₂O₂的混合物与足量的水反应得到的气体是氢气和氧气的混合物，将该混合气体通过放电，恰好完全反应，说明氢气和氧气反应的物质的量之比恰好等于它们反应的计量数之比；然后分别根据反应方程式计算出钠、过氧化钠的物质的量，再根据m=nM计算出其质量，最后计算出质量之比．

解答 解：Na、Na₂O₂ 的混合物与足量的水反应得到的气体是氢气和氧气的混合物，将该混合气体通过放电，恰好完全反应，说明氢气和氧气反应的物质的量之比恰好等于它们反应的计量数之比，
该混合气体通过放电，恰好完全反应，根据方程式2H₂+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H₂O可知，氢气和氧气反应的物质的量之比恰好等于它们反应的计量数之比，即氢气和氧气的物质的量之比为2：1，设氢气为2nmol，则氧气为nmol，所以2nmol×2+32n=0.36g，则n=0.01mol，
根据2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑可知，钠的物质的量为4nmol，钠的质量为：23g/mol×4nmol=92ng=0.92g；
根据2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑可知，过氧化钠的物质的量为2nmol，过氧化钠的质量为：2nmol×78g/mol=156ng=1.56g，
（1）混合物中过氧化钠的质量分数是：$\frac{1.56g}{1.56g+0.92g}$×100%=62.9%；
（2）所得溶液的物质的量浓度：c=$\frac{n}{V}$=$\frac{0.04+0.02×2}{0.2}$=0.4mol/L；
答：（1）混合物中过氧化钠的质量分数为：62.9%；
（2）所得溶液的物质的量浓度为：0.4mol/L．

点评 本题考查混合物计算，题目难度中等，确定混合气体中氢气与氧气的物质的量之比为2：1是解答关键，注意掌握钠、过氧化钠与水反应的方程式．