Question

鈉及其化合物在生產和生活中有廣泛的應用。例如：Na₂O₂在醫院、潛水、高空飛行中用作供氧劑。
（1）制備Na₂O₂的反應為：4Na+O₂2Na₂O   2Na₂O +O₂2Na₂O₂ 。
①實驗測得某過氧化鈉樣品含有少量氧化鈉雜質，其中鈉、氧原子個數比為10︰9.5，該樣品中Na₂O₂的純度為         。
②取上述過氧化鈉樣品7.64g放入燒杯中，加入足量水，攪拌，使固體完全溶解，冷卻后，在容量瓶中配制成100mL溶液，則該溶液中OH^－離子的物質的量濃度為              。
（2）某同學為了檢驗引起光化學煙霧的氣體成分（NO、CO、NO₂、HCHO、CH₃OH、CH₄等），查閱資料得知：Na₂O₂+2NO→2NaNO₂、Na₂O₂+2NO₂→2NaNO₃，于是取用a gM氣體與b g 氧氣混合后，用電火花不斷引燃，充分反應后，氣體通過足量Na₂O₂，Na₂O₂固體質量增加c g。
①若a＝c，則M氣體的成分可能含有                                  。
②若2a=c，則M氣體可能是什么氣體？通過計算回答。

Answer 1

（本題共12分）（1） ①91.9% （2分） ②2.00mol/L （共3分）
（2） ① NO、CO、NO₂、HCHO、CH₃OH （答對3種1分，全對3分）提示：當它們與氧氣反應后的的產物與過氧化鈉反應，增重的部分就是其自身。
②CH₄（共4分、計算過程合理1分）提示：當甲烷與氧氣反應時，生成的產物與過氧化鈉反應，增重的是CH₄·O，即一倍于甲烷的質量。

試題分析：（1） ①設樣品中氧化鈉和過氧化鈉的物質的量分別是x和y，根據鈉、氧原子個數比為10︰9.5可知，(2x＋2y):(x＋2y)＝10:9.5，解得y＝9x，所以樣品中過氧化鈉的純度是×100%＝91.9%。
②7.64g樣品中過氧化鈉的質量是7.64g×91.9%＝7.0g，所以過氧化鈉的物質的量是7.0g÷78g/mol＝0.09mol，所以氧化鈉的物質的量是0.01mol。根據鈉原子守恒可知，溶液中氫氧化鈉的物質的量是0.09mol×2＋0.01mol×2＝0.2mol，所以溶液中OH^－的濃度＝0.2mol÷0.1L＝2.00mol/L。
（2）①若a＝c，這說明固體增加的質量就是氣體的質量，則根據方程式Na₂O₂+2NO→2NaNO₂、Na₂O₂+2NO₂→2NaNO₃可知，氣體可能含有NO、NO₂。又因為CO＋Na₂O₂→Na₂CO₃、H₂＋Na₂O₂→2NaOH，這說明氣體的組成只要滿足(CO)n(H₂)m即可保證燃燒后的氣體通過過氧化鈉時，過氧化鈉增加的質量就是氣體的質量，因此氣體還可能含有CO、HCHO、CH₃OH。
②若2a=c，這說明固體增加的質量是氣體質量的2倍，因此最終參加反應的氧氣的質量恰好等于氣體的質量。根據方程式2CnHmOz＋(m＋2n)Na₂O₂＋(n－z) O₂→2mNaOH＋2nNa₂CO₃可知，24n＋2m＋32z＝32n－32z，解得4n＝m＋32z，所以只有當n＝1、m＝4、z＝0時成立，即該氣體是甲烷。