Question

【題目】學習小組研究鈉的燃燒反應產物，取金屬鈉(表面已被氧化)，吸干煤油，置于坩堝內，上方倒扣盛滿O2集氣瓶，加熱一段時間，充分反應后觀察到產物為白色固體和淡黃色固體的混合物，測得反應前后各物質的質量如下表：

		質量/g
反應前	坩堝	100
	盛有金屬鈉的坩堝	105.4
反應后	盛有固體產物的坩堝	107.4

請回答下列問題：

(1)根據實驗現(xiàn)象，推測固體產物成分為___________________（填化學式）

(2)將產物全部溶于水，觀察到有氣泡生成，寫出該反應的化學方程式為________。

(3)測得上述溶液中n(Na+)=0.2mol，通過計算證實加熱過程中存在表面的Na2O轉化為Na2O2。___________________

Answer 1

【答案】Na2O、Na2O2 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ 由表中數據可知，反應前=0.235mol>0.2mol，反應前為Na、Na2O的混合物，設物質的量分別為x、y，則23x+62y=5.4，x+2y=0.2，解得x=0.1mol、y=0.05mol，則Na、Na2O的質量分別為2.3g、3.1g，如只有Na加熱生成Na2O2，生成的質量Na2O2為0.05mol×78g/mol=3.9g，100g+3.1g+3.9g=107g<107.4g，說明加熱過程中存在表面的Na2O轉化為Na2O2

【解析】

(1)根據觀察到固體產物為白色固體和淡黃色固體確定物質的成分；

(2)Na2O2與水反應生成氧氣，產生氣泡；

(3)假設反應前固體完全為Na，計算其物質的量并與0.2mol進行比較判斷固體的成分，然后設物質的量分別為x、y，則23x+62y=5.4，x+2y=0.2，解得x=0.1mol、y=0.05mol，確定固體中含有Na、Na2O的質量分別為2.3g、3.1g，再用極端法進行計算，若其中Na完全轉化為Na2O2時產物的質量與坩堝的質量合并與107.4g進行比較，判斷Na2O是否被氧化為Na2O2，以此來解答。

(1)觀察到產物為白色固體和淡黃色固體，則可確定產物為Na2O、Na2O2；

(2)Na2O2與水反應生成氧氣，因此會觀察到產生氣泡，反應方程式為2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑；

(3)根據表中數據可知，若反應前的固體物質完全是Na，其物質的量=0.235mol>0.2mol，說明反應前固體為Na、Na2O的混合物，設混合物中Na、Na2O物質的量分別為x、y，則23x+62y=5.4，x+2y=0.2，解得x=0.1mol、y=0.05mol，則m(Na)=0.1mol×23g/mol=2.3g；m(Na2O)=0.05mol×62g/mol=3.1g。如只有Na加熱生成Na2O2，則其生成的質量Na2O2的質量m(Na2O2)=0.05mol×78g/mol=3.9g，可知100g+3.1g+3.9g=107g<107.4g，說明加熱過程中也存在表面的Na2O轉化為Na2O2。