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1.
与
的混合气体5g,在
时和足量的氧气混合,用电火花充分引燃,在相同状况下再将反应
后所得混合气体通入到足量的
中,测得
固体增重的质量为
,则原混合气体中
的质量
分数为
A.25%
B.75%
C.88%
D.32%
【答案】C
【解析】设混合气中
和
的物质的量分别是x 和y,则
。氢气燃烧生成水,水再被过
氧化钠吸收,又生成氧气,所以过氧化钠增加的质量就是氢气的质量;二氧化碳被过氧化钠吸收,也生成
氧气,所以过氧化钠增加的质量就是一氧化碳的质量,所以
,联立
解得
,
,所以原混合气体中
的质量分数为
,故C 正确;
故选C。
微专题11 “四角度”认识过氧化钠与水、二氧化碳的反
应
1
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2.5gCO 和
的混合气体与足量的氧气充分反应后,在150℃时将混合气体通过足量的
固体,则
固体增加的质量为
A.5g
B.3g
C.1.5g
D.无法确定
【答案】A
【解析】CO 与H2在氧气中完全燃烧,生成CO2和H2O,生成的CO2和H2O 再与Na2O2反应:
,一氧化碳与二氧化碳物质的量相等,Na2O2与CO2反应:2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2,总
方程式为:2CO+2Na2O2=2Na2CO3,质量增重△m=2Na2CO3-2Na2O2=2CO,可知反应后固体质量增加量为CO 的
质量;
,生成的水与氢气物质的量相等,Na2O2与H2O 反应:2H2O+2Na2O2=4NaOH+O2,总
方程式为:2H2+2Na2O2=4NaOH,质量增重∆m=4NaOH-2Na2O2=2H2,可知反应后固体增加的质量为氢气质量;
所以Na2O2增重的质量为CO 与H2混合气体的质量,共5g。
故选A
反应原理
应用1
应用2
Na2O₂ 与H2O、CO2反应的化学方程式分别为:
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2①2Na2O2+2H2O=4NaOH
+O2↑② 在上述两个反应中,对于Na2O2而言,根
据原子守恒,在反应①中Na2O2增加的质量实际上
是2CO2-O2即2CO 的质量,根据1mol Na2O2~1mol
CO,其结果可以看作:Na2O2+CO=Na2CO3(注意该反
应实际不发生);同理,在反应②中Na2CO3增加的
质量实下上是H2O 中H 的质量,根据2 mol Na2O2
~ 4mol H,其结果可以看作:Na2O2+H2=2NaOH
(注意该反应实际不发生)。
CO 或H2的燃
烧产物CO2或
H2O(g)通过
Na2O2,可以看
成CO 或H2直
接与Na2O2反
应,所以固体
质量的增加值
就是参加反应
的CO 或H2的
质量。
凡是分子组成符合(CO)n·(H2)m形式的一
种或几种物质,w g 该物质在O2中完全
燃烧,将其产物(CO2和H2O(g))通过
足量的Na2O2后,Na2O2固体增加的质量
必为w g。或者是由C、H、O 三种元素
组成的物质,只要C、O 个数比为1:
1,即可满足上述条件。
中学阶段符合这一关系的常见的物质
有:
①无机化合物:H2、CO 及H2和CO 的混
合气体。
②有机物:CH3OH、HCHO、
CH3COOH、HCOOCH3、
CH3CH(OH)COOH(乳酸)、C6H12O6(葡萄
糖)等。
2
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类型
内容
角度一:物
质的量的关
系
过氧化钠在一定条件下可以与二氧化碳、水发生反应,反应的方程式分别为:
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 ① 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ ②
在上述两个反应中,无论是CO2或H2O(g)的单一物质还是二者的混合物,通过足量的Na2O2
时,CO2或H2O(g)与放出O2的物质的量之比均为2:1,即气体减小的体积等于相同状况下生
成的O2的体积。
角度二:先
后顺序关系
由于CO2能够与NaOH 反应,所以一定量的Na2O2与H2O(g)、CO2的混合物反应时可视为
Na2O2先与CO2生成Na2CO3,剩余的Na2O2再与H2O(g)生成NaOH。
角度三:转
移电子关系
当Na2O2与H2O(g)、CO2反应时,每产生1molO2,转移2mol 电子。
即1mol Na2O2与H2O(g)、CO2充分反应时,转移1mole-。
角度四:固
体质量关系
过氧化钠在一定条件下可以与二氧化碳、水发生反应,反应的方程式分别为:
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 ① 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ ②
在上述两个反应中,对Na2O2而言,根据原子守恒:
在反应①中Na2O2增加的质量实际上是1molNa2O2→1mol Na2CO3,即1 mol CO 的质量,根据1
mol Na2O2→1 mol CO,固体质量增加28g,其结果可看作:Na2O2+CO=Na2CO3。
在反应②中Na2O2增加的质量实际上是1molNa2O2→2mol NaOH,即2molH 的质量,根据1mol
Na2O2→2 mol H,固体质量增加2g,其结果可看作:Na2O2+H2=2NaOH。
1.(2023·全国·高一专题练习)现有
和
的混合气体
,常温下将其缓缓地通过足量的过氧化钠
固体,体积减小了五分之一,则混合气体中
与
的体积之比是
A.1:4
B.1:2
C.2:3
D.3:2
【答案】C
3
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【解析】设
和
的物质的量分别为xmol 和ymol,
与Na2O2反应的化学方程式为:
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,过氧化钠过量,故二氧化碳完全反应,生成氧气的物质的量为0.5x,气体体积
减少的物质的物质的量为0.5x,故
,故
,选C。
2.(2022 秋·河南郑州·高一校联考阶段练习)某温度下,mg 某物质在足量氧气中充分燃烧,其燃烧产物
立即与过量的Na2O2反应,固体质量增加mg。下列物质中,符合题意的有
①H2 ②CO ③CH4 ④乙醇(C2H6O) ⑤CO 和H2的混合物
A.①②③
B.①②⑤
C.②③④
D.③④⑤
【答案】B
【解析】H2、CO 在该体系中发生反应的化学方程式为
,
;
,
,由方程式可知,
固体增加的质量即为H2、CO 的质量。由分析可知,mg 分子组成符合(CO)m(H3)n的物质在O2中完全燃烧,将
其产物(CO2和水蒸气)通过足量Na2O2后,固体增重必为mg,①②⑤符合题意,故选B。
角度一:物质的量的关系
1.(2017·全国·高三学业考试)等物质的量的N2、O2、CO2混合气体通过一定量Na2O2后,体积变为原体积
的8/9(同温同压),这时混合气体中N2、O2、CO2物质的量之比为
A.6: 7: 3
B.3: 3: 2
C.3: 4: 1
D.6: 9: 0
【答案】C
【解析】氧气和氮气都不和过氧化钠反应,二氧化碳和过氧化钠反应生成氧气,根据阿伏加德罗定律,同
温同压下气体的体积之比等于物质的量之比,由反应前后体积的变化判断出二氧化碳有剩余,再根据反应
的化学方程式。
4
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设三者的物质的量分别为3 mol,发生的反应为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,现气体体积变为原来的
,即
剩余气体的物质的量为8 mol。若二氧化碳完全与过氧化钠反应,则气体的物质的量减少数1.5 mol,即剩
余气体为7.5 mol,说明二氧化碳有剩余;设有xmol 二氧化碳参加反应,2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
2 1
xmol 0.5xmol
则反应后,气体的物质的量为3+3+0.5x+(3-x)=8,解得x=2,所以反应后N2的物质的量为3mol,O2的物
质的量为3+0.5x=4mol,CO2的物质的量为1mol,混合气体中N2、O2、CO2的物质的量之比为3:4:1,故C
正确。
故选C。
2.(2017·全国·高三学业考试)a mol Na2O2和b mol NaHCO3固体混合后,在密闭容器中加热到250 ℃,使
其充分反应,当排出O2和H2O(g)的物质的量之比为1 1
∶
时,a b∶为
A.1 1∶
B.1 2∶
C.2 3∶
D.2 1∶
【答案】C
【解析】混合物在密闭容器中加热到250℃时,可能发生如下反应:
①2NaHCO3
Na2CO3+CO2↑+H2O↑
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
2Na2CO3+1/2O2↑+H2O↑
Ⅱ、2Na2O2+2NaHCO3
2Na2CO3+O2↑+2NaOH
当排出O2和H2O 的物质的量为1:1 时,只能发生反应Ⅰ、Ⅱ,Ⅰ×2+Ⅱ可得:
4Na2O2+6NaHCO3
6Na2CO3+2O2↑+2NaOH+2H2O↑
故n(Na2O2):n(NaHCO3)=4:6=2:3,答案选C。
角度二:先后顺序关系
3.(2022 秋·山东枣庄·高一枣庄八中校考期末)密闭容器中装1mol
和0.8mol
加热充分反
5
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应后,容器内残留的固体是
A.0.8mol
和1mol NaOH
B.1mol
和0.6mol NaOH
C.1.3mol
D.0.5mol
和1.6mol NaOH
【答案】B
【解析】NaHCO3加热分解:2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O 可知:1mol NaHCO3分解生成0.5mol 的二氧化碳、
0.5mol 的水和0.5molNa2CO3,生成的CO2和H2O 分别与Na2O2反应:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,二氧化碳首先与过氧化钠反应,消耗过氧化钠0.5mol,生成碳酸钠0.5mol,还
有0.3mol 的过氧化钠与水反应,生成0.6mol NaOH,所以容器内残留的固体是1mol Na2CO3和0.6mol
NaOH,故选B。
4.(2022 春·河南商丘·高一商丘市第一高级中学校考开学考试)将一定量Na2O2和NaHCO3混合后,在密
闭容器中加热充分反应,排除气体,冷却后有固体物质剩余,下列选项不正确的是( )
Na2O2(mol)
NaHCO3(mol)
固体成分
A
1
2
Na2CO3
B
1.5
2
Na2CO3、NaOH、Na2O2
C
1
1
Na2CO3、NaOH
D
2
1
Na2CO3、NaOH、Na2O2
A.A
B.B
C.C
D.D
【答案】B
【解析】混合物在密闭容器中加热,可能发生如下反应:2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2↑,
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O;根据反应,可得总反应方
程式为:①Na2O2+2NaHCO3
2Na2CO3+
O2↑+H2O;②2Na2O2+2NaHCO3
2Na2CO3+O2↑+2 NaOH;B.当
Na2O2为1mol,NaHCO3为2mol 时,根据①式可知剩余固体成分为Na2CO3,A 项正确;A.当Na2O2为
1.5mol,NaHCO3为2mol 时,①②式同时发生,剩余固体成分为Na2CO3、NaOH;B 项错误;C. 当Na2O2为
1mol,NaHCO3为1mol 时,根据②式可知剩余固体成分为Na2CO3、NaOH,C 项正确;当Na2O2为2mol,
NaHCO3为1mol 时,根据②式可知,Na2O2过量,则剩余固体物质为Na2CO3、NaOH、Na2O2,D 项正确。答
6
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案选B。
角度三:转移电子关系
5.(2023·全国·高一假期作业)飞船内安装盛有Na2O2的装置,它的作用是产生氧气。下列关于Na2O2的叙
述正确的是
A.Na2O2中阴阳离子比是1:1
B.Na2O2分别与水及CO2反应,产生相同量的O2时,需要水和CO2的质量相等
C.Na2O2分别与水及CO2反应产生相同量的O2时,转移电子数量相等
D.Na2O2和次氯酸都是优良漂白剂,按一定比例混合后漂白效果更好
【答案】C
【解析】A.Na2O2含有2 个钠离子和1 个过氧根离子,故阴、阳离子的个数比为1:2,故A 错误;
B.Na2O2与水及CO2反应,反应的方程式分别为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,生
成相同量的O2时消耗的水和二氧化碳的物质的量相同,但质量不同,故B 错误;
C.过氧化钠与水和二氧化碳反应,过氧化钠都是既做氧化剂,又是还原剂,由得失电子守恒知两者转移
电子的物质的量相同,转移电子数量相等,故C 正确;
D.Na2O2和水反应生成NaOH,强碱能与次氯酸反应,两者混合后漂白效果变差,故D 错误;
故选:C。
角度四:固体质量关系
6.(2023·重庆·校联考模拟预测)某物质的分子式为
,取该物质
在足量的
中充分燃烧后,
将产物全部通入过量的
中,若
固体的质量增加了
,且
,则该物质是
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】有机物
在氧气中完全燃烧的化学方程式为:
,
产物为CO2和H2O 通入过量的Na2O2发生的化学方程式为:①
和②
,由方程式①可知
增重的质量为CO,由方程式②可知
7
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增重的质量为H2,则
增重的质量=与CO2相同物质量的CO 的质量+与H2O 相同
物质的量的H2。
据上述分析可知,当
有机物满足
时,既满足有机物
中x=z,Na2O2固体的质量增加了
,则m=n;若x>z,则m<n;若x<z,则m>n;则符合条件的为A 选项;
答案选A。
1.(2023 春·全国·高一期中)在标准状况下,将
和CO 的混合气体(密度是
的16 倍)充满一盛有足量
的密闭容器中(容积为22.4L),用间断的电火花引发至充分反应。反应完全后容器里存在的物质叙述
正确的是
A.存在0.5
的CO
B.存在0.125
的
C.存在0.25
的
D.存在1.25
的
【答案】B
【解析】本题涉及的反应有:①2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2,②2CO+O2=2CO2,(①+②)/2 得
③CO+Na2O2=Na2CO3。足量Na2O2时以①③计算反应产物。
设混合气体中CO2和CO 的物质的量分别是x、y,则(x+y)×22.4L/mol=22.4L,44g/mol×x+28g/mol×y=32
g/mol×(x+y),解得x=0.25mol,y=0.75mol;
反应①中,0.25molCO2反应生成0.25molNa2CO3和0.125molO2;反应③中,0.75molCO 反应生成
0.75molNa2CO3;所以共生成1molNa2CO3和0.125molO2;
故选B。
2.(2022 秋·湖北荆州·高一校联考期末)标况下将2.24L
气体先与足量氧气充分燃烧,再将得到的气
体缓慢通过足量的
固体后,固体质量增重为
A.2.8g
B.3.2g
C.1.6g
D.3.0g
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【答案】B
【解析】标况下2.24LCH4,物质的量为
=0.1mol,CH4气体先与足量氧气充分燃烧生成0.1molCO2
和0.2molH2O,再将得到的气体缓慢通过足量的Na2O2固体,根据2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2、2Na2O2+
2H2O=4NaOH+O2↑可知,相当于增重0.1molCO 和0.2molH2,增重的质量为0.1mol×28g/mol+0.2mol×2g/
mol=3.2g,故选B。
8.(2022 秋·吉林长春·高一统考期末)将10g 由CO 和H2组成的混合气体在足量的O2中充分燃烧后,将生
成的所有产物通过足量的Na2O2固体,Na2O2固体增加的质量为
A.8g
B.10g
C.12g
D.13.5g
【答案】B
【解析】CO 在氧气中完全燃烧生成CO2,生成的CO2再与Na2O2反应,有关反应为:2CO+O2=2CO2,
2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2,总方程式为:2CO+2Na2O2=2Na2CO3,质量增重为CO 的质量;H2在氧气中完全燃
烧H2O,H2O 再与Na2O2反应,有关反应为:2H2+O2=2H2O,2H2O+2Na2O2=4NaOH+O2,总方程式为:
2H2+2Na2O2=4NaOH,质量增重为氢气质量。
综上分析,最终固体增重为CO 与氢气的总质量,故10gCO 和H2的混合气点燃后,再通入足量的Na2O2中,
充分反应后,固体增重质量是10g,故选B。
3.取ag 某物质在O2中完全燃烧,将生成物与足量Na2O2固体完全反应,反应后,固体质量恰好也增加了
ag,下列物质不能满足上述结果的是( )
A.H2
B.CO
C.C6H12O6
D.C12H22O11
【答案】D
【解析】可燃物在足量氧气中燃烧生成CO2和H2O,与Na2O2发生反应的方程式为:
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 固体质量增加(2CO) 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,固体质量增加(2H2)。
结论:可燃物如果为CO,H2充分燃烧后的产物与足量过氧化钠反应,固体增重的质量与可燃物质量相等;
可燃物如果满足通式(CO)x(H)y,充分燃烧后的产物与足量过氧化钠反应,固体增重的质量与可燃物质量相
等;如果满足通式(CO)x(H)y(C)z,,充分燃烧后的产物与足量过氧化钠反应,固体增重的质量大于可燃物质量
相等;如果满足通式(CO)x(H)y(O)z,,充分燃烧后的产物与足量过氧化钠反应,固体增重的质量小于可燃物质
量相等。
A.agH2在O2中完全燃烧,将生成物与足量Na2O2固体完全反应,反应后,固体质量增加ag,故不选A;
B.agCO 在O2中完全燃烧,将生成物与足量Na2O2固体完全反应,反应后,固体质量增加ag,故不选B;
C.C6H12O6可写成(CO)6(H)12形式,因此agC6H12O6在O2中完全燃烧,将生成物与足量Na2O2固体完全反应,反
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应后,固体质量增加ag,故不选C;
D. C12H22O11可写成(CO)11(H)12C 形式,agC6H12O6在O2中完全燃烧,将生成物与足量Na2O2固体完全反应,反
应后,固体质量增加大于ag,故选D;
答案:D
4.(2023 秋·吉林通化·高一梅河口市第五中学校考期末)下列物质各60g,在氧气中完全燃烧,于250℃
时将产物通过足量的Na2O2固体后,固体增重大于60g 的是
A.CO
B.C2H5OH
C.H2
D.C6H12O6
【答案】B
【解析】水、二氧化碳和Na2O2反应方程式分别为2H2O+2Na2O2=4NaOH+O2↑、2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,
根据方程式知,水和Na2O2反应时固体质量增加量相当于H2质量,二氧化碳和Na2O2反应时固体质量增加
量相当于CO 质量,将可燃物写出H2或CO 或(CO)m•Hn 形式,如果恰好写为H2或CO 或(CO)m•Hn 形式,则
反应前后固体质量增加的质量等于所加入的物质的质量,如果改写化学式时O 原子有剩余,则反应前后固
体增加质量小于60g,,如果C 原子有剩余,则固体增加质量大于60g。
A.该化学式为CO,则反应前后固体质量增加等于60g,故A 错误;
B.该化学式可以改写为CO (H
⋅
2)3 C
⋅,C 有剩余,则反应前后固体质量增加大于60g,故B 正确;
C.该化学式为H2,则反应前后固体质量增加等于60g,故C 错误;
D.该化学式可以改写为(CO)6 (H
⋅
2)6,则反应前后固体质量增多等于60g,故D 错误;
故选B。
5.(2016·上海奉贤·一模)将amol NaHCO3和bmol Na2O2固体混合后,在密闭容器中加热到250℃,让其
充分反应.当剩余固体为Na2CO3、NaOH,排出气体为O2、H2O 时,
的值可能为
A.1.0
B.1.35
C.1.5
D.2.0
【答案】BC
【解析】混合物在密闭容器中加热到250℃时,可能发生如下反应:
①2NaHCO3
Na2CO3+CO2↑+H2O↑
②2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
③2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2
④2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
反应生成气体产物是O2和H2O(g),由题意可知,残余的固体为Na2CO3和NaOH,生成的气体为O2和
10
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H2O(g),则有总反应式为aNaHCO3+bNa2O2=aNa2CO3+(2b
a)NaOH+(a
b)H
﹣
﹣
2O+
O2,所以 2b
a
﹣>0,
>
,b
a
﹣>0,
<1,故
的数值范围:1<
<2,
答案选BC。
6.(2022 秋·湖南常德·高一常德市一中校考期中)在封闭容器中,加热等物质的量的NaHCO3和Na2O2的
固体混合物,充分反应后,容器中固体剩余物是
A.Na2CO3和Na2O2
B.NaOH、Na2O2和Na2CO3
C.Na2CO3和NaOH
D.NaOH 和Na2O2
【答案】C
【解析】设Na2O2固体和NaHCO3固体都为1mol,则根据反应
再根据2Na2O2
+
0.5mol
¿ ,
,
则剩余固体为n(Na2CO3) = 0.5mol + 0.5mol = 1mol,n(NaOH)=1mol,即剩余固体是等物质的量的Na2CO3和
NaOH 的混合物;
故选C。
7.(2022 秋·山西晋城·高一晋城市第一中学校校考阶段练习)某温度下,wg 某物质在足量氧气中充分燃
烧,其燃烧产物立即与过量的
反应,固体质量增加wg.下列物质①
;②CO;③CO 和
的混合
物;④甲酸(HCOOH);⑤
;⑥葡萄糖(
)中,符合题意的是
A.①②③④⑤
B.①②③⑤⑥
C.①②④⑤⑥
D.全部
【答案】B
【解析】根据
可知固体增加的质量等于与
等物质的量的CO 的质量;根
据
可知固体增加的质量等于与
等物质的量的
的质量。
由分析可知,w g 分子组成符合
的物质在
中完全燃烧,将其产物(
和水蒸气)通过足
11
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量
后,固体增重必为w g。①②③符合;⑤
的分子式为
,可改写成
,
符合;⑥葡萄糖分子式为
,可改写成
,符合;
B 项正确。
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