Question

2．（1）學生甲將a g過氧化鈉投入100g水中，待固體全部消失后滴加兩滴酚酞試液，觀察到溶液先變紅后褪色．用化學方程式表示變紅的原因2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑．該學生認為紅色褪去的原因是Na₂O₂與水反應生成了H₂O₂，Na₂O₂消失后，未分解的H₂O₂將酚酞氧化漂白．
（2）學生乙查到有關資料顯示NaOH的濃度超過2mol/L時，也可使變紅的酚酞隨即褪色，為證明甲同學對褪色原因解釋的合理性，實驗時a不應超過7.8g（不考慮反應過程中溶液體積的變化）
（3）Na₂O₂不久能與H₂O，也能與CO₂反應，若Na₂O₂與CO₂反應時，氣體體積減小2.24L，反應中轉移電子數目為0.2N_A（氣體體積均在標況下測定，阿伏加德羅常數用N_A表示）．
（4）在常溫常壓下有CO₂和NO混合氣體VL，用足量Na₂O₂固體緩慢、充分吸收后，總體積變為xL，x的取值范圍是V＞x≥$\frac{V}{2}$（不考慮N₂O₄的生成）．

Answer 1

分析 （1）滴加兩滴酚酞試液，觀察到溶液先變紅后褪色，說明Na₂O₂與水反應生成氫氧化鈉成堿性遇酚酞變紅；
（2）根據NaOH的濃度超過2mol/L時，也可使變紅的酚酞隨即褪色，為證明甲同學對褪色原因解釋的合理性，所以溶液中的NaOH的濃度要小于2mol/L；
（3）反應2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂中，只有O元素的化合價發生變化，Na₂O₂既是氧化劑又是還原劑，O元素化合價分別由-1價升高為0價、降低為-2價，則生成1molO₂，轉移2mol電子，結合反應的方程式計算；
（4）發生反應有：①2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂，②2NO+O₂═2NO₂，方程式疊加可得2Na₂O₂+2NO+2CO₂═2Na₂CO₃+2NO₂，若CO₂、NO按1：1恰好反應，則反應后氣體體積為開始的一半，若CO₂：NO＞1：1，則發生2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂，2Na₂O₂+2NO+2CO₂═2Na₂CO₃+2NO₂，則反應后氣體體積仍為開始的一半，若CO₂：NO＜1：1，則發生2Na₂O₂+2NO+2CO₂═2Na₂CO₃+2NO₂，還有過量的NO，則反應后氣體體積大于開始的一半，據此分析解答．

解答 解：（1）因為滴加兩滴酚酞試液，觀察到溶液先變紅后褪色，說明Na₂O₂與水反應生成氫氧化鈉成堿性遇酚酞變紅，反應的方程式為2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，
故答案為：2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑；
（2）因為NaOH的濃度超過2mol/L時，也可使變紅的酚酞隨即褪色，所以為證明甲同學對褪色原因解釋的合理性，則溶液中的NaOH的濃度要小于2mol/L，根據2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，過氧化鈉的質量a不應超過2mol/L×0.1L×$\frac{1}{2}$×78g/mol=7.8g，故答案為：7.8g；
（3）反應2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂中，只有O元素的化合價發生變化，Na₂O₂既是氧化劑又是還原劑，O元素化合價分別由-1價升高為0價、降低為-2價，則生成1molO₂，轉移2mol電子，由方程式2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂可知，氣體體積減小2.24L時，則生成氧氣為2.24L即$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，使用反應中轉移電子數目為0.2N_A
，故答案為：0.2N_A；
（4）在常溫常壓下有CO₂和NO混合氣體VL，用足量Na₂O₂固體緩慢、充分吸收后，發生反應有：①2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂，②2NO+O₂═2NO₂，方程式疊加可得2Na₂O₂+2NO+2CO₂═2Na₂CO₃+2NO₂，
若CO₂、NO按1：1恰好反應，則反應后氣體體積為開始的一半，即x=$\frac{V}{2}$；
若CO₂：NO＞1：1，則發生2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂，2Na₂O₂+2NO+2CO₂═2Na₂CO₃+2NO₂，則反應后氣體體積仍為開始的一半，即x=$\frac{V}{2}$；
若CO₂：NO＜1：1，則發生2Na₂O₂+2NO+2CO₂═2Na₂CO₃+2NO₂，還有過量的NO，則反應后氣體體積大于開始的一半，即V＞x＞$\frac{V}{2}$；
所以x的取值范圍是V＞x≥$\frac{V}{2}$；故答案為：V＞x≥$\frac{V}{2}$．

點評 本題考查氧化還原反應以及混合物的有關計算，側重于學生的分析能力和計算能力的考查，為高考常見題型和高頻考點，注意把握反應的化學方程式，關鍵是利用總反應方程式解答簡化計算過程，注意差量法的應用，難度不大．