将Na2O2和NaHCO3固体混合物置于密闭容器中加热充分反应,放出气体后冷却。加热时可能发生的反应如下:
2Na2O2+2NaHCO32NaOH+2Na2CO3+O2↑
2Na2O2+4NaHCO34Na2CO3+O2↑+2H2O
2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
(1)若固体混合物的质量为m,反应后冷却再称其质量减少了Δm。设NaHCO3、Na2O2的物质的量分别为a、b,试确定下列条件下Δm的取值范围(用含m的代数式表示)。
①当a/b≤1时,Δm取值范围是_____________________。
②当1<a/b≤2时,Δm取值范围是___________________。
③当a/b>2时,Δm取值范围是______________________。
(2)若m="14.52" g,Δm=" 1.28" g时,向反应后的残留固体内滴加2.00 mol·L-1盐酸140.0 mL,可产生标准状况下的气体____________ L。
(1)①Δm≤ m
②<Δm≤
③<Δm<
(2)2.016
(1)①当a/b≤1时,反应按下式进行,Δm=m(O2)。则
2Na2O2+2NaHCO32NaOH+2Na2CO3+O2↑
2×78+2×84 32
m Δm
Δm≤ m
②当1<a/b≤2时,反应在上式基础上将按下式进行,Δm=m(O2)+m(H2O),则
2Na2O2+4NaHCO34Na2CO3+O2↑+2H2O
2×7 84×84 32+36
m Δm
因此<Δm≤
③当a/b>2时,同理可求得<Δm<
。
(2)因为,属a/b<1的情况,Na2O2过量,则Δm=m(O2),n(O2)=
="0.04" mol。
2Na2O2+2NaHCO32NaOH + 2Na2CO3+O2↑
0.08 mol 0.08 mol 0.08 mol 0.04 mol
混合物中n(Na2O2)=="0.1" mol
因此,残留固体内还有n(Na2O2)="0.1" mol-0.08 mol="0.02" mol,
n(NaOH)="0.08" mol,n(Na2CO3)="0.08" mol,滴加n(HCl)="2.00" mol·L-1×0.140 L="0.280" mol时,发生的反应有:
2Na2O2+2H2O====4NaOH+O2↑
0.02 mol 0.04 mol 0.01 mol
NaOH + HCl====NaCl+H2O
(0.04+0.08) mol 0.12 mol
Na2CO3+HCl====NaCl+NaHCO3
0.08 mol 0.08 mol 0.08 mol
NaHCO3+HCl====NaCl+H2O+CO2↑
0.08 mol 0.08 mol 0.08 mol
所以,可产生标准状况下的气体V="(0.08+0.01)" mol×22.4 L·mol-1="2.016" L。