Question

现有Na₂O₂和NaHCO₃的混合物两等份，第一份混合物放入密闭容器中加热，使其充分反应；第二份混合物中加入足量的稀H₂SO₄．两种情况下得到同样的气体，但气体体积不同．前者产生气体的体积为a L，后者产生的气体体积为b L（气体体积都是在通常状况下测得，该条件下，气体的摩尔体积为VL/mol）
（1）第一份混合物加热充分反应后的固体残留物是

 

，其物质的量为

 

mol
（2）每份样品中Na₂O₂的物质的量为

 

mol，NaHCO₃的物质的量为

 

mol．

Answer 1

考点：有关混合物反应的计算

专题：计算题

分析：（1）Na₂O₂和NaHCO₃的混合物与硫酸发生反应：2Na₂O₂+2H₂SO₄=2Na₂SO₄+2H₂O+O₂ ↑；②2NaHCO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O+CO₂↑，生成气体为O₂与CO₂．混合物加热，会发生反应：2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O、2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂、2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂，由于混合物加热也生成O₂与CO₂，说明Na₂O₂完全反应，且剩余的固体不能有NaOH，即过氧化钠不与水反应，剩余固体只能为Na₂CO₃，
由于第一份加热后有残留的碳酸钠，导致两过程生成气体总体积不同，两过程中Na₂O₂反应生成的氧气体积相等，故两过程的体积之差为第一份残留的碳酸钠与酸反应生成的二氧化碳体积，根据碳元素守恒计算残留碳酸钠的物质的量；
（2）令每份样品中Na₂O₂、NaHCO₃的物质的量分别为xmol、ymol，利用钠离子守恒根据第一份中残留的碳酸钠可以列方程，根据关系式表示出第二份中生成O₂与CO₂的物质的量，再根据第二份中生成的气体列方程，联立方程计算解答．

解答： 解：（1）Na₂O₂和NaHCO₃的混合物与硫酸发生反应：2Na₂O₂+2H₂SO₄=2Na₂SO₄+2H₂O+O₂ ↑；②2NaHCO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O+CO₂↑，生成气体为O₂与CO₂．混合物加热，会发生反应：2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O、2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂、2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂，由于混合物加热也生成O₂与CO₂，说明Na₂O₂完全反应，且剩余的固体不能有NaOH，剩余固体只能为Na₂CO₃，
由于第一份加热后有残留的碳酸钠，导致两过程生成气体总体积不同，两过程中Na₂O₂反应生成的氧气体积相等，故两过程的体积之差为第一份残留的碳酸钠与酸反应生成的二氧化碳体积，根据碳元素守恒可知，残留碳酸钠的物质的量=

bL-aL

V L/mol

=

b-a

V

mol，
故答案为：Na₂CO₃；

b-a

V

；
（2）令每份样品中Na₂O₂、NaHCO₃的物质的量分别为xmol、ymol，
由钠离子守恒根据第一份中残留的碳酸钠可得：2x+y=2×

b-a

V

，
 2Na₂O₂～O₂ 、NaHCO₃～CO₂↑
xmol 0.5xmol   ymol  ymol
所以，0.5x+y=

b

V

，
联立方程，解得x=

2(b-2a)

V

、y=

2(a+b)

3V

，
故答案为：

2(b-2a)

V

；

2(a+b)

3V

．

点评：本题考查混合物的有关计算，属于字母型计算，增大难度，关键是判断第一份反应后残留固体是碳酸钠，注意两份反应中过氧化钠生成的氧气相等，难度较大．