题目

题型：不详难度：来源：

取NaHCO₃和Na₂O₂的固体混合物x g放入一密闭容器中加热至250℃，充分反应后排出所有气体。将反应后的固体分成完全相同的两份，将其中一份投入到足量的BaCl₂溶液中，最后可得到3.94g沉淀。另一份溶于适量的水，无气体放出，再向水溶液中缓慢逐滴加入某物质的量浓度的盐酸，产生气体与所加盐酸体积之间的关系如下图所示。试回答下列问题：

（1）加入盐酸后总共产生的气体在标准状况下的体积为__________________L；
（2）盐酸中HCl的物质的量浓度__________________；
（3）反应后的固体的成分（填化学式）__________________；
（4）密闭容器中排出气体的成分（填化学式）______________；
（5）x=_____________。

答案

（1）0.448（2分）（2）0.2 mol／L（2分）（3）NaOH  Na₂CO₃（1分） 
（4）O_2  、H₂O（2分）（5）6.09g（ 3分）

解析

试题分析：（1）3.94g白色沉淀是碳酸钡，物质的量是3.94g÷197g/mol＝0.02mol，所以根据碳原子守恒可知，生成的CO₂体积是0.02mol×22.4L/mol＝0.448L。
（2）由于碳酸钠和盐酸反应是分步进行的，所以根据图像可知，和碳酸氢钠反应的盐酸是275ml－175ml＝100ml。所以根据方程式NaHCO₃＋HCl=NaCl＋H₂O＋CO₂↑可知，生盐酸的物质的量是0.02mol，其浓度是0.02mol÷0.1L＝0.2mol/L。
（3）由于和碳酸钠反应生成碳酸氢钠时消耗的盐酸是100ml，所以根据图像可知，固体中一定还有氢氧化钠。
（4）根据以上分析可知，氢氧化钠和碳酸钠的物质的量不相等，其中氢氧化钠的少。由于碳酸氢钠分解生成的CO₂和水的物质的量是相等的，且过氧化钠首先和CO₂反应，所以在反应中过氧化钠不足，水蒸气是过量的，因此排出的气体是氧气和水蒸气。
（5）生成的氢氧化钠是0.2mol/L×0.075mol＝0.015mol、碳酸钠是0.2mol/L×0.1mol＝0.02mol。所以CO₂和过氧化钠反应生成的碳酸钠是0.01mol，则原碳酸氢钠是0.02mol。过氧化钠是0.01mol＋0.015mol÷2＝0.0175mol。所以每一份中固体的质量是0.02mol×84g/mol＋0.0175mol×78g/mol＝3.045g，则x＝3.045g×2＝6.09g。
点评：该题的关键是根据图像准确判断出固体中含有氢氧化钠，另外还需要注意的是由于氢氧化钠能吸收CO₂，所以过氧化钠应该首先和CO₂反应，最后再和水蒸气反应。在进行计算时，应该根据守恒法，简化计算过程。