过氧化钠是重要的钠的化合物,它的主要特征性质就是与二氧化碳和水的反应,在这两个反应中,过氧化钠吸收二氧化碳和水,同时释放出氧气,这一“吞”一“吐”带来的质量变化是我们解题中经常遇到的计算问题。
母题:二氧化碳与水蒸气各1 mol分别通过足量的过氧化钠,固体增重多少?
2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2 △m
156 g 2 mol 212 g 56 g
1 mol 28 g
2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2 △m
156 g 2 mol 160 g 4 g
1 mol 2 g
答案:过氧化钠固体分别增重28 g和2 g。
由以上分析可以看出,当二氧化碳和水蒸气通过过氧化钠时,固体实际增重为对应一氧化碳和氢气的质量。即从质量差的角度分析,过氧化钠把二氧化碳和水“吃掉”,又“吐出”氧原子,就好像只把一氧化碳和氢气“吃”了进去。
延伸一:一氧化碳和氢气混合气体a g,在足量氧气中充分燃烧,再将燃烧产物通过足量过氧化钠,过氧化钠增重多少?
一氧化碳和氢气完全燃烧生成二氧化碳和水,二氧化碳和水通过足量过氧化钠增重为对应一氧化碳和氢气质量,反应过程中加氧去氧两个过程相互抵销,过氧化钠增重a g。
延伸二:a g某有机物在氧气中完全燃烧,将其产物与足量过氧化钠固体完全反应,反应后固体的质量恰好增加了a g,则该物质满足的条件是什么?
根据题意,有机物完全燃烧生成二氧化碳和水,通过过氧化钠增重为有机物质量,也就是说燃烧消耗的氧气经过过氧化钠重新释放出来,有机物应该符合(CO)x(H2)y的形式。如:CH4O(甲醇),CH2O(甲醛),C2H4O2(乙酸或甲酸甲酯),C6H12O6(葡萄糖)等。
延伸三:a g有机物C12H22O11在氧气中完全燃烧,将其产物与足量过氧化钠固体完全反应,反应后固体的质量增加了b g,则b与a大小关系如何?
该有机物不符合(CO)x(H2)y通式,b≠a,C12H22O11=C+C11H22O11,多出的碳原子必然以一氧化碳的形式被“吃掉”,所以b>a。
所以,符合通式(CO)x(H2)yCn的物质,b>a
符合通式(CO)x(H2)yOm的物质,b<a
练习1:将CO、H2、O2混合气体16.5 g电火花引燃,然后通过足量的Na2O2,Na2O2增重7.5 g,则混合气体中O2的质量分数为( )。
A.36% B.54.5% C.40% D.33.3%
提示:CO、H2、O2混合气体引燃后通过足量的Na2O2,Na2O2增重的7.5 g便是CO、H2的总质量,余下的就是O2的质量,m(O2)=(16.5-7.5)=9 g,w(O2)=9/16.5×100%=54.5% 所以选B。
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