Question

7．將14克Na₂O、Na₂O₂的混合物放入87.6克水中，可得1.12升氧氣（標準狀況），所得溶液的密度為1.18克/毫升，求原混合物中各成分的物質的量之比和所得溶液的質量分數和物質的量濃度．

Answer 1

分析 由氧氣體積可知氧氣物質的量，根據2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑計算過氧化鈉的物質的量，進而計算Na₂O的質量，再根據n=$\frac{m}{M}$計算氧化鈉的物質的量；
根據鈉離子守恒計算n（NaOH），根據m=nM計算NaOH的質量，溶液質量=固體質量+水的質量-生成氧氣的質量，溶液質量分數=$\frac{NaOH質量}{溶液總質量}$×100%；
根據V=$\frac{m}{ρ}$計算溶液體積，再根據c=$\frac{n}{V}$計算NaOH的物質的量濃度．

解答 解：標況下，1.12L 氧氣物質的量為$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，
2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑
2                 1
0.1mol            0.05mol
故混合物中Na₂O的質量為14g-0.1mol×78g/mol=6.2g，則n（Na₂O）=$\frac{6.2g}{62g/mol}$=0.1mol，
則原混合物中n（Na₂O）：n（Na₂O₂）=0.1mol：0.1mol=1：1；
根據鈉離子守恒：n（NaOH）=2n（Na₂O）+2n（Na₂O₂）=2（0.1mol+0.1mol）=0.4mol，
則m（NaOH）=0.4mol×40g/mol=15$\frac{0.4mol}{\frac{1}{1.18}L}$g，
溶液質量=14g+87.6g-0.05mol×32g/mol=100g
故所得溶液中NaOH的質量分數為$\frac{16g}{100g}$×100%=16%；
溶液體積為$\frac{100g}{1180g/L}$=$\frac{1}{1.18}$L，則c（NaOH）=$\frac{0.4mol}{\frac{1}{1.18}L}$=0.472mol/L，
答：原混合物中n（Na₂O）：n（Na₂O₂）=1：1；
所得溶液中NaOH的質量分數為16%；
溶液中NaOH的物質的量濃度為0.472mol/L．

點評 本題考查混合物有關計算，明確發生的反應即可解答，正確計算反應后溶液質量為解答關鍵，試題側重考查學生分析計算能力．