Question

2．將一定質量的鈉和過氧化鈉的混合物與足量的水充分反應，得到0.36g混合氣體和200ml溶液．將混合氣體置于容器中放電，無氣體殘留．
（1）求混合物中過氧化鈉的質量分數．
（2）求所得溶液的物質的量濃度．

Answer 1

分析 Na、Na₂O₂的混合物與足量的水反應得到的氣體是氫氣和氧氣的混合物，將該混合氣體通過放電，恰好完全反應，說明氫氣和氧氣反應的物質的量之比恰好等于它們反應的計量數之比；然后分別根據反應方程式計算出鈉、過氧化鈉的物質的量，再根據m=nM計算出其質量，最后計算出質量之比．

解答 解：Na、Na₂O₂ 的混合物與足量的水反應得到的氣體是氫氣和氧氣的混合物，將該混合氣體通過放電，恰好完全反應，說明氫氣和氧氣反應的物質的量之比恰好等于它們反應的計量數之比，
該混合氣體通過放電，恰好完全反應，根據方程式2H₂+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2H₂O可知，氫氣和氧氣反應的物質的量之比恰好等于它們反應的計量數之比，即氫氣和氧氣的物質的量之比為2：1，設氫氣為2nmol，則氧氣為nmol，所以2nmol×2+32n=0.36g，則n=0.01mol，
根據2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑可知，鈉的物質的量為4nmol，鈉的質量為：23g/mol×4nmol=92ng=0.92g；
根據2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑可知，過氧化鈉的物質的量為2nmol，過氧化鈉的質量為：2nmol×78g/mol=156ng=1.56g，
（1）混合物中過氧化鈉的質量分數是：$\frac{1.56g}{1.56g+0.92g}$×100%=62.9%；
（2）所得溶液的物質的量濃度：c=$\frac{n}{V}$=$\frac{0.04+0.02×2}{0.2}$=0.4mol/L；
答：（1）混合物中過氧化鈉的質量分數為：62.9%；
（2）所得溶液的物質的量濃度為：0.4mol/L．

點評 本題考查混合物計算，題目難度中等，確定混合氣體中氫氣與氧氣的物質的量之比為2：1是解答關鍵，注意掌握鈉、過氧化鈉與水反應的方程式．