Question

将15.6gNa₂O₂与2.7gA1粉混合后，投入足量的水中，充分反应（没能产生的气体全部放出）．
（1）Na₂O₂与水反应的离子方程式为______；
15.6gNa₂O₂在该反应中转移电子的物质的量为______；
（2）反应结束时生成气体的体积在标准状况下为______；
（3）取agNa₂O₂与Al粉组成的混合物，放入适量的水中，固体完全溶解，在标准状况下放出气体的体积为VL，则V的取值范围是______（用含a的代数式表示，结果可不化简）．

Answer 1

解：（1）过氧化钠与水反应生成氢氧化钠与氧气，反应离子方程式为2Na₂O₂+2H₂O=4N⁺a+4OH^-+O₂↑，
15.6gNa₂O₂的物质的量为=0.2mol，过氧化钠完全反应，反应中过氧化钠起氧化剂、还原剂作用，各占，
转移电子数为0.2mol××2=0.2mol，
故答案为：2Na₂O₂+2H₂O=4N⁺a+4OH^-+O₂↑；0.2mol；
（2）15.6gNa₂O₂的物质的量为=0.2mol，令生成的氢氧化钠的物质的量为xmol，氧气为ymol，则：
2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑、
2 4 1
0.2mol xmol ymol
所以x=0.4，y=0.1．
2.7gA1粉的物质的量为0.1mol，由方程式2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑可知，0.1mol铝完全反应需要氢氧化钠0.1mol，铝完全反应，令铝反应生成氢气zmol，则：
2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑
2 3
0.1mol zmol
所以z=0.15，
所以在标准状况下反应结束时生成气体的体积为（0.1mol+0.15mol）×22.4L/mol=5.6L．
故答案为：5.6L；
（3）若Al和Na₂O₂与水反应生成的NaOH恰好反应．根据反应2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑、2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑可知，过氧化钠的物质的量与离子的物质的量之比等于1：2，令过氧化钠的物质的量为xmol，则铝为2xmol，所以78x+54x=a，解得x=．所以生成气体为：
2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑，
2 1
mol ×mol
2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑，
2 3

2×mol 3×mol
所以生成的气体体积为（×mol+3×mol）×22.4L/mol=L，
若只有过氧化钠，ag过氧化钠的物质的量为=mol，生成气体为：
2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑
2 1
mol ×mol
所以生成气体体积为 ×mol×22.4L/mol=L．
所以气体体积V的取值范围为＜V＜．
故答案为：＜V＜．
分析：（1）过氧化钠与水反应生成氢氧化钠与氧气，据此书写离子方程式；过氧化钠完全反应，反应中过氧化钠起氧化剂、还原剂作用，各占，据此计算；
（2）发生反应2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑、2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑，生成气体为氢气和氧气，通过反应方程式计算氧气的体积，结合方程式进行氢氧化钠与铝反应的过量计算，根据不足的物质计算生成的氢气；
（3）Na₂O₂与Al粉组成的混合物，放入适量的水中，固体完全溶解，根据反应2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑、2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑可知，过氧化钠的物质的量与离子的物质的量之比大于或等于1：2，据此根据极限法计算．
点评：本题考查混合物的计算，难度较大，清楚反应过程注意根据反应的有关化学方程式进行计算，（3）中固体完全溶解，根据反应2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑、2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑判断过氧化钠的物质的量与离子的物质的量之比大于或等于1：2是关键．