Question

11．有一金属钠和过氧化钠的混和物，与过量水分反应后，产生2.24L气体（STP），用电火花点燃后，恢复到标准状态，体积减少了1.12L，则原混合物中钠与过氧化钠的物质的量之比（　　）

• A． 1：3
• B． 5：1
• C． 1：1
• D． 1：2

Answer 1

分析 发生的反应有：2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑、2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑、2H₂+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H₂O；根据n=$\frac{V}{{V}_{m}}$分别计算出2.24L、1.12L气体的物质的量，然后得出参加反应的氢气和氧气气体的物质的量，再通过讨论判断氢气和氧气的物质的量，最后根据反应方程式计算出钠、过氧化钠的物质的量及物质的量之比．

解答 解：标准状况下2.24L气体的物质的量为：$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，说明钠、过氧化钠与水反应生成的氢气和氧气的总物质的量为0.1mol，
气体体积减少的1.12L的物质的量为：$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，
则反应后剩余气体的物质的量为：0.1mol-0.05mol=0.05mol，可能为氧气或氢气，
当剩余的0.05mol为氧气时，根据反应2H₂+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H₂O可知，混合气体中含有氢气的物质的量为：0.05mol×$\frac{2}{3}$=$\frac{1}{30}$mol，氧气的体积为：0.1mol-$\frac{1}{30}$mol=$\frac{1}{15}$mol，
根据方程式2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑、2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑可知，钠的物质的量为n（Na）=2n（H₂）=$\frac{1}{30}$mol×2=$\frac{1}{15}$mol，过氧化钠的物质的量为：n（Na₂O₂）=2n（O₂）=$\frac{2}{15}$mol，原混合物中钠与过氧化钠的物质的量之比为：$\frac{1}{15}$mol：$\frac{2}{15}$mol=1：2，故D正确；
当剩余的0.05mol为氢气时，根据反应2H₂+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H₂O可知，原混合气体中含有氧气的体积为：0.05mol×$\frac{1}{3}$=$\frac{1}{60}$mol，氢气的体积为：0.1mol-$\frac{1}{60}$mol=$\frac{1}{12}$mol，
根据方程式2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑、2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑可知，钠的物质的量为n（Na）=2n（H₂）=$\frac{1}{12}$mol×2=$\frac{1}{6}$mol，过氧化钠的物质的量为：n（Na₂O₂）=2n（O₂）=$\frac{1}{60}$mol×2=$\frac{1}{30}$mol，原混合物中钠与过氧化钠的物质的量之比为：$\frac{1}{6}$mol：$\frac{1}{30}$mol=5：1，故B正确；
故选BD．

点评 本题考查了混合物反应的计算，题目难度中等，明确发生反应的原理为解答关键，注意掌握讨论法在化学计算中的应用方法，试题培养了学生的分析、理解能力及化学计算能力．