過氧化鈉是一種淡黃色固體,結(jié)構(gòu)中存在“—O—O—”,具有過氧化物的性質(zhì),可以與二氧化碳、水發(fā)生反應。由于在反應過程中涉及固體質(zhì)量、氣體體積的變化及產(chǎn)物的判斷等問題,再加上試題考查角度靈活多變,題型多樣,因此也就成了學習的難點和高考的熱點,下面就過氧化鈉與水、二氧化碳的反應特點進行剖析,以便使同學們在學習中能夠輕松突破該知識點。
規(guī)律一 分子組成符合(CO)n(H2)m 形式的物質(zhì)與Na2O2反應的增重問題
過氧化鈉在一定條件下可以與二氧化碳、水發(fā)生反應,反應的方程式分別為:
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
、 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
②
在上述兩個反應中,對Na2O2而言,根據(jù)原子守恒,在反應①中Na2O2增加的質(zhì)量實際上是2CO2~O2即2 mol CO的質(zhì)量,根據(jù)1 mol Na2O2~1
mol CO,其結(jié)果可看作:Na2O2+CO=Na2CO3。在反應②中Na2O2增加的質(zhì)量實際上是H2O中H的質(zhì)量;根據(jù)2 mol
Na2O2~4 mol H,其結(jié)果可看作:Na2O2+H2=2NaOH。
根據(jù)上述分析,可以得出以下結(jié)論:
1.CO或H2的燃燒產(chǎn)物CO2或H2O通過Na2O2,可以看成CO或H2直接與Na2O2反應,所以固體質(zhì)量的增加值就是參加反應的CO或H2的質(zhì)量。
2.凡是分子組成符合(CO)n(H2)m形式的一種或幾種物質(zhì),w g該物質(zhì)在O2中完全燃燒,將其產(chǎn)物(CO2和水蒸氣)通過足量的Na2O2后,Na2O2固體增加的質(zhì)量必為w g。
中學階段常見的符合這一關(guān)系的物質(zhì)為①無機物:H2、CO及H2和CO的混合氣體。②有機物:CH3OH、HCHO、CH3COOH、HCOOCH3、CH3CH(OH)COOH(乳酸)、C6H12O6(葡萄糖)等。
【調(diào)研1】取a g某物質(zhì)在氧氣中完全燃燒,將其產(chǎn)物與足量過氧化鈉固體完全反應,反應后固體的質(zhì)量恰好也增加了a g。下列物質(zhì)中不能滿足上述結(jié)果的是
A.H2 B.CO C.C6H12O6
D.C12H22O11
【解析】A項和B項中的H2、CO可以看作直接和Na2O2反應,增加的質(zhì)量等于氣體的質(zhì)量,符合題意。C項中葡萄糖的分子式可寫為(CO)6(H2)6,將a g葡萄糖燃燒后的產(chǎn)物與足量過氧化鈉反應,反應后固體增加的質(zhì)量也等于葡萄糖的質(zhì)量a g, C項正確。D項中物質(zhì)C12H22O11只能改寫成(CO) 11 (C)(H2)11,所以不滿足增加a g的結(jié)果,D項錯誤。答案:D
規(guī)律二
Na2O2與CO2、H2O(g)反應的差量問題
1.CO2、H2O(g)與過量的Na2O2反應,所得O2的體積為相同狀況下CO2、H2O(g)體積的一半。
2.將Na2O2粉末加入H2O(l)中,根據(jù)反應:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,會發(fā)現(xiàn)加入2 mol Na2O2出來1 mol O2,相當于直接加入2 mol Na2O,即液體增加的質(zhì)量等于同“物質(zhì)的量”的Na2O的質(zhì)量。
根據(jù)CO2或H2O與Na2O2反應的化學方程式,利用質(zhì)量差量或體積差量進行計算,可以簡化運算過程,減少出錯幾率,提高做題速度。
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