Question

2．將16.8g碳酸氫鈉與11.7g過氧化鈉固體混合后，在密閉容器中加熱充分反應(yīng)，排出氣體物質(zhì)后冷卻，得到殘余固體X．
（1）寫出碳酸氫鈉分解產(chǎn)生的氣體分別與過氧化鈉反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式：2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂、2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑．
（2）殘余固體X的成分是C．
A．Na₂O₂、NaOH   B．Na₂O₂、Na₂CO₃  C．NaOH、Na₂CO₃  D．Na₂O₂、NaOH、Na₂CO₃
（3）向固體X中逐滴加入1mol/L的稀鹽酸至不再產(chǎn)生氣泡為止，產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為4.48L．請以V（HCl）為橫坐標(biāo)，V（CO₂）為縱坐標(biāo)，畫出產(chǎn)生CO₂的體積和加入稀鹽酸溶液體積的關(guān)系．

Answer 1

分析 將16.8g碳酸氫鈉與11.7g過氧化鈉固體混合后，n（NaHCO₃）=$\frac{16.8g}{84g/mol}$=0.2mol，n（Na₂O₂）=$\frac{11.7g}{78/mol}$=0.15mol
（1）碳酸氫鈉分解生成二氧化碳、水和碳酸鈉，二氧化碳、水和過氧化鈉反應(yīng)，二氧化碳和過氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣，水蒸氣和過氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鈉和氧氣；
（2）由2NaHCO₃ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，可知2mol碳酸氫鈉分解生成1moNa₂CO₃、1molCO₂、1molH₂O，然后過氧化鈉分別與水和二氧化碳反應(yīng)，確定最后的固體的物質(zhì)；
（3）依據(jù)分析可知固體X中含有0.1molNaOH、0.1mol+0.1mol=0.2mol的Na₂CO₃，逐滴加入1mol/L的稀鹽酸至不再產(chǎn)生氣泡為止，產(chǎn)生的氣體為二氧化碳?xì)怏w，碳元素守恒得到二氧化碳物質(zhì)的量為0.2mol，依據(jù)體積V=nVm計(jì)算，固體X中滴入鹽酸發(fā)生的反應(yīng)為和氫氧化鈉反應(yīng)，和碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸氫鈉，和碳酸氫鈉反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，根據(jù)物質(zhì)的量分別計(jì)算需要HCl的量，描點(diǎn)畫出二氧化碳?xì)怏w生成的圖象變化；

解答 解：（1）碳酸氫鈉分解生成二氧化碳、水和碳酸鈉，2NaHCO₃ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，二氧化碳、水和過氧化鈉反應(yīng)，二氧化碳和過氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣，2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂，水蒸氣和過氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鈉和氧氣，2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，
故答案為：2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂，2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑；
（2）由2NaHCO₃ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，可知0.2mol碳酸氫鈉分解生成0.1moNa₂CO₃、0.1molCO₂、0.1molH₂O，還會發(fā)生反應(yīng)：2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂，2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂，由于二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉，可以認(rèn)為過氧化鈉先與二氧化碳反應(yīng)，再與水反應(yīng)，Na₂O₂只有0.15mol，恰好和CO₂反應(yīng)生成0.1molNa₂CO₃和O₂，剩余過氧化鈉0.05mol和水蒸氣反應(yīng)消耗水蒸氣0.05mol，生成0.1molNaOH，氣體排出后，只剩余NaOH、Na₂CO₃，選C，
故答案為：C；
 （3）依據(jù)分析可知固體X中含有0.1molNaOH、0.1mol+0.1mol=0.2mol的Na₂CO₃，逐滴加入1mol/L的稀鹽酸至不再產(chǎn)生氣泡為止，產(chǎn)生的氣體為二氧化碳?xì)怏w，碳酸鈉中碳元素守恒得到二氧化碳物質(zhì)的量為0.2mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積=0.2mol×22.4L/mol=4.48L，固體X中含有0.1molNaOH、0.1mol+0.1mol=0.2mol的Na₂CO₃，逐滴加入1mol/L的稀鹽酸至不再產(chǎn)生氣泡為止，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：
NaOH+HCl=NaCl+H₂O，
0.1mol 0.1mol
  Na₂CO₃+HCl=NaCl+NaHCO₃，
0.2mol  0.2mol    0.2mol
  NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O，
0.2mol  0.2mol    0.2mol
鹽酸濃度為1mol/L，物質(zhì)的量的數(shù)值即為體積，開始無氣體生成，和氫氧化鈉消耗鹽酸體積0.1mol，體積為100ml，和碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸氫鈉消耗0.2mol，鹽酸體積為200ml，和碳酸氫鈉反應(yīng)消耗HCl物質(zhì)的量為0.2mol，消耗鹽酸體積為200ml，碳酸氫鈉全部生成二氧化碳?xì)怏w，氣體體積不再變化，畫出的圖象為；

故答案為：4.48L，；

點(diǎn)評 本題考查鈉的化合物的重要性質(zhì)，化學(xué)反應(yīng)過程和化學(xué)方程式定量關(guān)系繪制氣體生成的圖象變化，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重于元素化合物知識的綜合理解和運(yùn)用的考查，明確過氧化鈉與二氧化碳、與水的反應(yīng)及反應(yīng)的先后順序是解答本題的關(guān)鍵，難度中等．