Question

將15.6gNa₂O₂與2.7gA1粉混合后，投入足量的水中，充分反應（沒能產生的氣體全部放出）．
（1）Na₂O₂與水反應的離子方程式為______；
15.6gNa₂O₂在該反應中轉移電子的物質的量為______；
（2）反應結束時生成氣體的體積在標準狀況下為______；
（3）取agNa₂O₂與Al粉組成的混合物，放入適量的水中，固體完全溶解，在標準狀況下放出氣體的體積為VL，則V的取值范圍是______（用含a的代數式表示，結果可不化簡）．

Answer 1

解：（1）過氧化鈉與水反應生成氫氧化鈉與氧氣，反應離子方程式為2Na₂O₂+2H₂O=4N⁺a+4OH^-+O₂↑，
15.6gNa₂O₂的物質的量為=0.2mol，過氧化鈉完全反應，反應中過氧化鈉起氧化劑、還原劑作用，各占，
轉移電子數為0.2mol××2=0.2mol，
故答案為：2Na₂O₂+2H₂O=4N⁺a+4OH^-+O₂↑；0.2mol；
（2）15.6gNa₂O₂的物質的量為=0.2mol，令生成的氫氧化鈉的物質的量為xmol，氧氣為ymol，則：
2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑、
2 4 1
0.2mol xmol ymol
所以x=0.4，y=0.1．
2.7gA1粉的物質的量為0.1mol，由方程式2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑可知，0.1mol鋁完全反應需要氫氧化鈉0.1mol，鋁完全反應，令鋁反應生成氫氣zmol，則：
2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑
2 3
0.1mol zmol
所以z=0.15，
所以在標準狀況下反應結束時生成氣體的體積為（0.1mol+0.15mol）×22.4L/mol=5.6L．
故答案為：5.6L；
（3）若Al和Na₂O₂與水反應生成的NaOH恰好反應．根據反應2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑、2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑可知，過氧化鈉的物質的量與離子的物質的量之比等于1：2，令過氧化鈉的物質的量為xmol，則鋁為2xmol，所以78x+54x=a，解得x=．所以生成氣體為：
2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑，
2 1
mol ×mol
2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑，
2 3

2×mol 3×mol
所以生成的氣體體積為（×mol+3×mol）×22.4L/mol=L，
若只有過氧化鈉，ag過氧化鈉的物質的量為=mol，生成氣體為：
2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑
2 1
mol ×mol
所以生成氣體體積為 ×mol×22.4L/mol=L．
所以氣體體積V的取值范圍為＜V＜．
故答案為：＜V＜．
分析：（1）過氧化鈉與水反應生成氫氧化鈉與氧氣，據此書寫離子方程式；過氧化鈉完全反應，反應中過氧化鈉起氧化劑、還原劑作用，各占，據此計算；
（2）發生反應2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑、2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑，生成氣體為氫氣和氧氣，通過反應方程式計算氧氣的體積，結合方程式進行氫氧化鈉與鋁反應的過量計算，根據不足的物質計算生成的氫氣；
（3）Na₂O₂與Al粉組成的混合物，放入適量的水中，固體完全溶解，根據反應2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑、2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑可知，過氧化鈉的物質的量與離子的物質的量之比大于或等于1：2，據此根據極限法計算．
點評：本題考查混合物的計算，難度較大，清楚反應過程注意根據反應的有關化學方程式進行計算，（3）中固體完全溶解，根據反應2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑、2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑判斷過氧化鈉的物質的量與離子的物質的量之比大于或等于1：2是關鍵．