Question

将一定量的CH₄、O₂和Na₂O₂放入一密封容器中，用电火花不断引燃混合气体，使其充分反应，反应结束后，容器内压强趋于0（固体物质蒸发不计），其残余固体溶于水无气体放出．
（1）有关Na₂O₂反应的化学方程式是______．
（2）CH₄、O₂、Na₂O₂的物质的量之比是______．
（3）若混合气体中CH₄为0.1mol，充分反应后，向残余固体中加足量的酸，能放出气体的物质的量是______．

Answer 1

解：（1）甲烷燃烧生成水和二氧化碳，过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，该反应为2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂，过氧化钠与水反应生成氢氧钠和氧气的化学反应为
2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，故答案为：2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂；2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑；
（2）依题意，最后产物只能是Na₂CO₃和NaOH的混合物，根据原子守恒原理（尤其是CH₄中C和H原子个数比为1：4），可得
2CH₄+O₂+6Na₂O₂→2Na₂CO₃+8NaOH，三者物质的量之比为2：1：6，故答案为：2：1：6；
（3）加酸后气体只有CO₂，由C原子守恒可得，生成气体的物质的量为0.1mol，故答案为：0.1mol．
分析：（1）根据过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气；过氧化钠与水反应生成氢氧钠和氧气；
（2）根据压强为0Pa，残留物溶于水，无气体逸出，说明 Na₂O₂已反应完全，可写出：6Na₂O₂+O₂+2CH₄→2Na₂CO₃+8NaOH；
（3）根据加酸后气体只有CO₂，由C原子守恒进行计算．
点评：本题考查了过氧化钠与二氧化碳、水反应，若按常规方法，计算比较繁琐，而根据题目信息写出化学方程式则非常方便．