Question

由CO₂、H₂O(g)组成的混合气体共a mol，其中CO₂的物质的量分数为x。将该混合气体缓慢通过装有1mol Na₂O₂的真空管，充分反应后，维持120℃、1.01×10⁵Pa。收集所得气体，冷却、称量，真空管中固体质量增加y g。
（1）若a=1，则y=____________(用含x代数式表示)；
（2）若a=2，x=0.5时，反应后所得气体的成份是_____________；
（3）若a=2，y=28时，则x的取值范围____________________；
（4）若a=1.25，试在图中作出y与x的关系曲线，并在y轴标明曲线起点和终点的数值。

Answer 1

（1）y=26x+2        （2）H₂O、O₂          （3）0.5≤x＜1
（4）

（1）若a=1，则CO₂是xmol，水蒸气是（1－x）mol。根据方程式2Na₂O₂＋2CO₂=4NaOH＋O₂↑、2Na₂O₂＋2CO₂=2Na₂CO₃＋O₂可知y＝28x＋2－2x＝26x＋2。
（2）若a=2，x=0.5时，CO₂和水蒸气分别都是1mol。由于过氧化钠是1mol，则只有CO₂和过氧化钠恰好反应，而水蒸气是不反应的。所以最终气体是水蒸气和氧气。
（3）若a=2，则过氧化钠是不足的。由于过氧化钠首先和CO₂反应，所以当y=28时，根据方程式可知，参加反应的CO₂是1mol，因此X的取值范围是0.5≤x＜1。
4）若a=1.25，则过氧化钠还是不足的。如果气体只有水蒸气，则y＝2；如果只有CO₂，则y＝28，由于过氧化钠首先和CO₂反应，即1mol过氧化钠消耗1molCO2，则此时CO₂的物质的量分数是x＝0.8，所以图像是（见答案）。