Question

9．取x g NaHCO₃和Na₂O₂的固体混合物放入一密闭容器中加热至250℃，充分反应后排出所有气体．将反应后的固体分成完全相同的两份，将其中一份投入到足量的BaCl₂溶液中，最后可得到3.94g沉淀．另一份溶于适量的水，无气体放出，再向水溶液中缓缓加入某物质的量浓度的盐酸，产生气体与所加盐酸体积之间的关系如图所示．
试回答下列问题：
（1）加入盐酸后产生气体的在标准状况下的体积为0.448 L．
（2）盐酸中HCl的物质的量浓度0.2mol/L．
（3）将密闭容器中排出气体的化学式及对应的物质的量填入下表（有多少种填多少种）

化学式	H2O	O2
物质的量（mol）	0.005	0.00175

（4）反应后的固体的成分（填化学式）NaOH，Na₂CO₃．

Answer 1

分析 Na₂O₂与等物质的量的NaHCO₃混合后，在密闭容器中充分加热，可能发生的反应有：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，
2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂，2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O，根据二者的物质的量的关系来判断残留固体．
（1）生成3.94g沉淀是碳酸钡，根据碳守恒，求出二氧化碳的体积；
（2）据图象数据，再计算出其物质的量之比，然后结合碳酸钠的物质求出氢氧化钠，根据组成守恒来求解；
（3）由原子守恒可以求出NaHCO₃和Na₂O₂的固体混合物中各成份的量；
（4）据图象数据来确定组成．

解答 解：（1）生成3.94g沉淀是碳酸钡，n（CO₂）=n（BaCO₃）=$\frac{3.94g}{197g/mol}$=0.02mol，所以V=0.02mol×22.4L/mol=0.448L，故答案为：0.448；
（2）由175ml到275ml是与碳酸氢钠反应，而n（Na₂CO₃）=n（NaHCO₃）=n（CO₂）=0.02mol，
NaHCO₃～～～HCl
1mol      1mol
0.02mol 0.02mol
所以C（HCl）=$\frac{0.02mol}{（275-175）×1{0}^{-3}L}$=0.2mol/L，故答案为：0.2mol/L；
（3）根据碳守恒可知，n（NaHCO₃）=n（CO₂）=0.02mol×2=0.04mol，根据钠守恒可知n（Na₂O₂）=$\frac{0.2mol/L×275ml×1{0}^{-3}L/ml×2-0.04mol}{2}$=0.035mol，由方程式可知：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，生成0.02mol的二氧化碳和0.02mol的水，再根据2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂，2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑可知密闭容器中排出气体的成分O₂，H₂O，故答案为：O₂，H₂O；
（4）由图象可知，因为175＞275-175所以固体混合物，为NaOH，Na₂CO₃，故答案为：NaOH，Na₂CO₃．

点评 本题考查了过氧化钠、碳酸氢钠的性质及混合物组成的计算，题目难度中等，注意掌握过氧化钠、碳酸氢钠的性质及根据化学方程式进行的简单计算方法，本题中分析、理解图象信息是解题关键．