Question

將一塊部分被氧化的金屬鈉（假設(shè)氧化產(chǎn)物只有Na₂O₂）投入盛滿水且倒置水槽內(nèi)的容器中，此時(shí)在容器中可收集到448mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氣體（假定各步反應(yīng)完全，并產(chǎn)生的所有氣本全部被收集到容器中），以電火花引燃容器里的氣體，最終剩余112mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氣體．求被氧化的金屬鈉中鈉及Na₂O₂的物質(zhì)的量．

Answer 1

分析：發(fā)生反應(yīng)為：2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑，2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，引燃會(huì)發(fā)生2H₂+O₂=2H₂O，總共的氣體體積是448ml，反應(yīng)后剩余112ml，可能為H₂，也可能為O₂，討論計(jì)算，根據(jù)氣體的體積計(jì)算對(duì)應(yīng)的被氧化的金屬鈉中鈉及Na₂O₂的物質(zhì)的量．

解答：解：發(fā)生反應(yīng)為：2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑，2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑．
所以收集到的氣體有H₂和O₂，引燃會(huì)發(fā)生2H₂+O₂=2H₂O，總共的氣體體積是448ml，反應(yīng)后剩余112ml，可能為H₂，也可能為O₂，
說(shuō)參加反應(yīng)的氣體體積為：448ml-112ml=336ml，又因?yàn)閰⒓臃磻?yīng)的H₂和O₂為2：1，
當(dāng)氫氣過(guò)量時(shí)：
反應(yīng)的H₂的體積為：V（H₂）=336ml×

2

3

=224ml，
O₂的體積為：V（O₂）=336ml×

1

3

=112ml，
所以Na和H₂O反應(yīng)的H₂的總體積是：224ml+112ml=336ml．
把體積轉(zhuǎn)化為物質(zhì)的量：n（H₂）=0.336L÷22.4L/mol=0.015mol，n（O₂）=0.112L÷22.4L/mol=0.005mol，
2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑，
2                1
n（Na）        0.015mol
所以n（Na）=0.03mol
2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑
2                 1
n（Na₂O₂）       0.005mol
所以n（Na₂O₂）=0.01mol
當(dāng)氧氣過(guò)量時(shí)：
H₂的體積為：V（H₂）=336ml×

2

3

=224ml，
Na₂O₂和H₂O反應(yīng)的O₂的體積是：V（O₂）=336ml×

1

3

+112ml=224ml，
所以Na和H₂O反應(yīng)的H₂的體積是224ml，
把體積轉(zhuǎn)化為物質(zhì)的量：n（H₂）=0.224L÷22.4L/mol=0.01mol，n（O₂）=0.224L÷22.4L/mol=0.01mol，
2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑，
2                1
n（Na）        0.01mol
所以n（Na）=0.02mol
2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑
2                 1
n（Na₂O₂）       0.01mol
所以n（Na₂O₂）=0.02mol
答：被氧化的金屬鈉中Na及Na₂O₂物質(zhì)的量0.03mol和0.01mol或0.02mol和0.02mol．

點(diǎn)評(píng)：本題考查混合物的計(jì)算，題目難度較大，注意根據(jù)鈉和過(guò)氧化鈉的性質(zhì)判斷生成的氣體，根據(jù)剩余的氣體用過(guò)量討論法分別計(jì)算．