Question

8．将b mol Na₂O₂和a mol NaHCO₃混合放在密闭容器中，加热至300℃，使其充分反应，回答下列问题：
（1）当充分反应后，密闭容器内的气体只有氧气时，a和b的关系式是$\frac{b}{a}$≥1；
（2）当充分反应后，密闭容器内的固体只有Na₂CO₃时，a和b的关系式是$\frac{b}{a}$≤$\frac{1}{2}$；
（3）当充分反应后，密闭容器内的固体是Na₂CO₃和NaOH混合物时，a和b的关系式是$\frac{1}{2}$＜$\frac{b}{a}$＜1．

Answer 1

分析 混合物在密闭容器中加热到300℃时，可能发生如下反应：
①2NaHCO₃ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂，
②2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂，
③2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂，
④2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O，
由上述反应，可得总的反应方程式为：
Ⅰ、Na₂O₂+2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Na₂CO₃+$\frac{1}{2}$O₂↑+H₂O↑
Ⅱ、2Na₂O₂+2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Na₂CO₃+O₂↑+2NaOH
（1）容器内的气体只有氧气时，发生反应Ⅱ；
（2）当剩余固体为Na₂CO₃，发生反应Ⅰ，碳酸氢钠可能过量；
（3）当剩余固体为Na₂CO₃、NaOH时，发生反应Ⅰ、Ⅱ．

解答 解：混合物在密闭容器中加热到300℃时，可能发生如下反应：
①2NaHCO₃ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂，
②2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂，
③2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂，
④2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O，
由上述反应，可得总的反应方程式为：
Ⅰ、Na₂O₂+2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Na₂CO₃+$\frac{1}{2}$O₂↑+H₂O↑
Ⅱ、2Na₂O₂+2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Na₂CO₃+O₂↑+2NaOH
（1）容器内的气体只有氧气时，发生反应Ⅱ，过氧化钠可能剩余，故$\frac{b}{a}$≥1，故答案为：$\frac{b}{a}$≥1；
（2）当剩余固体为Na₂CO₃，发生反应Ⅰ，碳酸氢钠可能过量，故$\frac{b}{a}$≤$\frac{1}{2}$，故答案为：$\frac{b}{a}$≤$\frac{1}{2}$；
（3）当剩余固体为Na₂CO₃、NaOH时，发生反应Ⅰ、Ⅱ，故$\frac{1}{2}$＜$\frac{b}{a}$＜1，故答案为：$\frac{1}{2}$＜$\frac{b}{a}$＜1．

点评 本题考查混合物的有关计算等，难度较大，注意利用总反应方程式分段讨论，由于二氧化碳与氢氧化钠反应，故可以认为过氧化钠先与二氧化碳反应，反应完毕过氧化钠有剩余再与水反应．