Question

钠及其化合物在生产和生活中有广泛的应用。例如：Na₂O₂在医院、潜水、高空飞行中用作供氧剂。
（1）制备Na₂O₂的反应为：4Na+O₂2Na₂O   2Na₂O +O₂2Na₂O₂ 。
①实验测得某过氧化钠样品含有少量氧化钠杂质，其中钠、氧原子个数比为10︰9.5，该样品中Na₂O₂的纯度为         。
②取上述过氧化钠样品7.64g放入烧杯中，加入足量水，搅拌，使固体完全溶解，冷却后，在容量瓶中配制成100mL溶液，则该溶液中OH^－离子的物质的量浓度为              。
（2）某同学为了检验引起光化学烟雾的气体成分（NO、CO、NO₂、HCHO、CH₃OH、CH₄等），查阅资料得知：Na₂O₂+2NO→2NaNO₂、Na₂O₂+2NO₂→2NaNO₃，于是取用a gM气体与b g 氧气混合后，用电火花不断引燃，充分反应后，气体通过足量Na₂O₂，Na₂O₂固体质量增加c g。
①若a＝c，则M气体的成分可能含有                                  。
②若2a=c，则M气体可能是什么气体？通过计算回答。

Answer 1

（本题共12分）（1） ①91.9% （2分） ②2.00mol/L （共3分）
（2） ① NO、CO、NO₂、HCHO、CH₃OH （答对3种1分，全对3分）提示：当它们与氧气反应后的的产物与过氧化钠反应，增重的部分就是其自身。
②CH₄（共4分、计算过程合理1分）提示：当甲烷与氧气反应时，生成的产物与过氧化钠反应，增重的是CH₄·O，即一倍于甲烷的质量。

试题分析：（1） ①设样品中氧化钠和过氧化钠的物质的量分别是x和y，根据钠、氧原子个数比为10︰9.5可知，(2x＋2y):(x＋2y)＝10:9.5，解得y＝9x，所以样品中过氧化钠的纯度是×100%＝91.9%。
②7.64g样品中过氧化钠的质量是7.64g×91.9%＝7.0g，所以过氧化钠的物质的量是7.0g÷78g/mol＝0.09mol，所以氧化钠的物质的量是0.01mol。根据钠原子守恒可知，溶液中氢氧化钠的物质的量是0.09mol×2＋0.01mol×2＝0.2mol，所以溶液中OH^－的浓度＝0.2mol÷0.1L＝2.00mol/L。
（2）①若a＝c，这说明固体增加的质量就是气体的质量，则根据方程式Na₂O₂+2NO→2NaNO₂、Na₂O₂+2NO₂→2NaNO₃可知，气体可能含有NO、NO₂。又因为CO＋Na₂O₂→Na₂CO₃、H₂＋Na₂O₂→2NaOH，这说明气体的组成只要满足(CO)n(H₂)m即可保证燃烧后的气体通过过氧化钠时，过氧化钠增加的质量就是气体的质量，因此气体还可能含有CO、HCHO、CH₃OH。
②若2a=c，这说明固体增加的质量是气体质量的2倍，因此最终参加反应的氧气的质量恰好等于气体的质量。根据方程式2CnHmOz＋(m＋2n)Na₂O₂＋(n－z) O₂→2mNaOH＋2nNa₂CO₃可知，24n＋2m＋32z＝32n－32z，解得4n＝m＋32z，所以只有当n＝1、m＝4、z＝0时成立，即该气体是甲烷。