Question

將m mol NaHCO₃和n mol Na₂O₂?的固體混合物置于密閉容器中加熱至250 ℃，使其充分反應，最后測得生成的氣體和殘余的固體均由兩種物質組成。試完成下列問題：?

(1)最后生成的氣體由什么組成？

(2)計算和分析n／m的數值范圍。

Answer 1

（1）O₂和H₂O(g)組成　（2）1/2 < n/m< 1?

解析:

混合物在密閉容器中加熱到250 ℃時，可能發生如下反應：??

① 2NaHCO₃Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O↑

②2Na₂O₂+2CO₂2Na₂CO₃+O₂③2Na₂O₂+2H₂O4NaOH+O₂　④2NaOH+CO₂Na₂CO₃+H₂O?

由題意和上述反應可知，產物中不可能有CO₂存在，因為如果有CO₂存在，則另兩種氣體一定有，這樣就有三種氣體共存。故殘余固體一定是Na₂CO₃和NaOH，氣體產物一定是O₂和H₂O（g）。

解法一：因為CO₂不可能存在，故①×2+②式有?

4NaHCO₃+2Na₂O₂4Na₂CO₃+2H₂O↑+O₂↑⑤?

4       2?

m?    n?

2Na₂O₂+2H₂O4NaOH+O₂　⑥?

2      2?

n-m/2  m/2?

根據題意，在⑤式中Na₂O₂必須過量，則有n>m/2，所以n/m>1/2。??

在⑥式中H₂O必須過量，則有m/2>n-m/2，n/m<1，所以1/2<n/m<1。??

解法二：依題意可知，殘余的固體為Na₂CO₃和NaOH，生成的氣體為O₂和H₂O(g)，則有總反應式為?

mNaHCO₃+nNa₂O₂mNa₂CO₃+(2n-m)NaOH+(m-n)H₂O+n/2O₂?

所以 2n-m>0  n/m>1/2， m-n>0?n/m<1。故n/m的數值范圍：

1/2 <n/m< 1。