Question

2．“东方之星”沉船事故的发生牵动了亿万人民的心，几百名潜水员参与了救援工作，他们佩带的水下装备中有供氧装置，其原理是利用过氧化钠与人体呼出的二氧化碳和水蒸汽反应生成氧气，反应如下：
2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑
2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂↑
（1）已知潜水员携带的供氧装置中装有3.9kg的过氧化钠，潜水员在水下工作时每分钟消耗氧气约为6.67g，由此求得潜水员最多能在水下工作2小时．（计算结果保留整数，以上数据均为模拟）
（2）若将39g的过氧化钠与69g水充分反应（已知水在反应中过量），求算所得溶液的溶质质量分数？

Answer 1

分析 根据反应的化学方程式、过氧化钠的质量可以计算反应生成氢氧化钠和氧气的质量，进一步可以计算反应后所得溶液中溶质的质量分数．

解答 解：（1）过氧化钠与人体呼出的二氧化碳和水蒸汽反应生成氧气，反应如下：
2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑
2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂↑可得过氧化钠与生成氧气的关系为2Na₂O₂～O₂↑
设3.9kg的过氧化钠可生成氧气为x
2Na₂O₂～O₂↑
156     32
3.9kg    x
$\frac{156}{3.9kg}$=$\frac{32}{x}$
x=0.8kg
所以可生成氧气为800g
潜水员在水下工作时间为$\frac{800g}{6.67g/min}$=120min即为2小时；
（2）设反应生成氧气的质量为z，生成氢氧化钠的质量为y，
2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑
 156         160  32
 39g         y   z
$\frac{156}{39g}$=$\frac{160}{y}$=$\frac{32}{z}$
解得：y=40g  z=8g
所得溶液的溶质质量分数为$\frac{40g}{39g+69g-8g}$×100%=40%
答：（1）潜水员最多能在水下工作2小时．（2）所得溶液的溶质质量分数为40%．

点评 本题主要考查学生运用化学方程式进行计算和推断的能力，计算时要注意规范性和准确性．