Question

2．（1）学生甲将a g过氧化钠投入100g水中，待固体全部消失后滴加两滴酚酞试液，观察到溶液先变红后褪色．用化学方程式表示变红的原因2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑．该学生认为红色褪去的原因是Na₂O₂与水反应生成了H₂O₂，Na₂O₂消失后，未分解的H₂O₂将酚酞氧化漂白．
（2）学生乙查到有关资料显示NaOH的浓度超过2mol/L时，也可使变红的酚酞随即褪色，为证明甲同学对褪色原因解释的合理性，实验时a不应超过7.8g（不考虑反应过程中溶液体积的变化）
（3）Na₂O₂不久能与H₂O，也能与CO₂反应，若Na₂O₂与CO₂反应时，气体体积减小2.24L，反应中转移电子数目为0.2N_A（气体体积均在标况下测定，阿伏加德罗常数用N_A表示）．
（4）在常温常压下有CO₂和NO混合气体VL，用足量Na₂O₂固体缓慢、充分吸收后，总体积变为xL，x的取值范围是V＞x≥$\frac{V}{2}$（不考虑N₂O₄的生成）．

Answer 1

分析 （1）滴加两滴酚酞试液，观察到溶液先变红后褪色，说明Na₂O₂与水反应生成氢氧化钠成碱性遇酚酞变红；
（2）根据NaOH的浓度超过2mol/L时，也可使变红的酚酞随即褪色，为证明甲同学对褪色原因解释的合理性，所以溶液中的NaOH的浓度要小于2mol/L；
（3）反应2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂中，只有O元素的化合价发生变化，Na₂O₂既是氧化剂又是还原剂，O元素化合价分别由-1价升高为0价、降低为-2价，则生成1molO₂，转移2mol电子，结合反应的方程式计算；
（4）发生反应有：①2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂，②2NO+O₂═2NO₂，方程式叠加可得2Na₂O₂+2NO+2CO₂═2Na₂CO₃+2NO₂，若CO₂、NO按1：1恰好反应，则反应后气体体积为开始的一半，若CO₂：NO＞1：1，则发生2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂，2Na₂O₂+2NO+2CO₂═2Na₂CO₃+2NO₂，则反应后气体体积仍为开始的一半，若CO₂：NO＜1：1，则发生2Na₂O₂+2NO+2CO₂═2Na₂CO₃+2NO₂，还有过量的NO，则反应后气体体积大于开始的一半，据此分析解答．

解答 解：（1）因为滴加两滴酚酞试液，观察到溶液先变红后褪色，说明Na₂O₂与水反应生成氢氧化钠成碱性遇酚酞变红，反应的方程式为2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，
故答案为：2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑；
（2）因为NaOH的浓度超过2mol/L时，也可使变红的酚酞随即褪色，所以为证明甲同学对褪色原因解释的合理性，则溶液中的NaOH的浓度要小于2mol/L，根据2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，过氧化钠的质量a不应超过2mol/L×0.1L×$\frac{1}{2}$×78g/mol=7.8g，故答案为：7.8g；
（3）反应2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂中，只有O元素的化合价发生变化，Na₂O₂既是氧化剂又是还原剂，O元素化合价分别由-1价升高为0价、降低为-2价，则生成1molO₂，转移2mol电子，由方程式2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂可知，气体体积减小2.24L时，则生成氧气为2.24L即$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，使用反应中转移电子数目为0.2N_A
，故答案为：0.2N_A；
（4）在常温常压下有CO₂和NO混合气体VL，用足量Na₂O₂固体缓慢、充分吸收后，发生反应有：①2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂，②2NO+O₂═2NO₂，方程式叠加可得2Na₂O₂+2NO+2CO₂═2Na₂CO₃+2NO₂，
若CO₂、NO按1：1恰好反应，则反应后气体体积为开始的一半，即x=$\frac{V}{2}$；
若CO₂：NO＞1：1，则发生2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂，2Na₂O₂+2NO+2CO₂═2Na₂CO₃+2NO₂，则反应后气体体积仍为开始的一半，即x=$\frac{V}{2}$；
若CO₂：NO＜1：1，则发生2Na₂O₂+2NO+2CO₂═2Na₂CO₃+2NO₂，还有过量的NO，则反应后气体体积大于开始的一半，即V＞x＞$\frac{V}{2}$；
所以x的取值范围是V＞x≥$\frac{V}{2}$；故答案为：V＞x≥$\frac{V}{2}$．

点评 本题考查氧化还原反应以及混合物的有关计算，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，为高考常见题型和高频考点，注意把握反应的化学方程式，关键是利用总反应方程式解答简化计算过程，注意差量法的应用，难度不大．