Question

過碳酸鈉俗稱固體雙氧水，是一種很好的消毒劑和供氧劑，它具有Na₂CO₃和H₂O₂的雙重性質(zhì)，化學(xué)式可表示為aNa₂CO₃?bH₂O₂．現(xiàn)將一定質(zhì)量的過碳酸鈉粉末溶于水配成稀溶液，再向其中加入適量的MnO₂粉末，充分反應(yīng)后生成672mL氣體（標準狀況）．反應(yīng)后的混合物經(jīng)過濾、洗滌后，將濾液和洗滌液混合并加水配成100mL溶液A．現(xiàn)向三份體積為10mL、濃度為c的稀硫酸中分別逐滴滴入溶液A，邊滴邊振蕩，充分反應(yīng)后，測得實驗數(shù)據(jù)如下表所示：

實驗序號	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ
滴加溶液A的體積/mL	5.0	10.0	15.0
生成氣體的體積/mL（標準狀況）	44.8	89.6	112

請回答下列問題：
（1）用化學(xué)方程式表示向過碳酸鈉溶液中加入MnO₂粉末時放出氣體的原因：

 

．
（2）稀硫酸的物質(zhì)的量濃度c=

 

mol?L^-1．
（3）通過計算可確定過碳酸鈉的化學(xué)式為

 

．

Answer 1

考點：化學(xué)方程式的有關(guān)計算,鈉的重要化合物

專題：計算題,元素及其化合物

分析：（1）過碳酸鈉可以看作Na₂CO₃和H₂O₂的混合物，加入MnO₂粉末，使過氧化氫分解生成氧氣與水；
（2）加入MnO₂粉末，充分反應(yīng)后，經(jīng)過過濾、洗滌后的溶液為碳酸鈉溶液，由表中數(shù)據(jù)可知，硫酸體積不變，隨碳酸鈉溶液體積增大，生成二氧化碳氣體的體積增大，Ⅰ、Ⅱ碳酸鈉不足，由Ⅰ可知，生成二氧化碳44.8mL，消耗碳酸鈉溶液的體積為5mL，Ⅱ、Ⅲ之間消耗5L碳酸鈉溶液生成氣體為112mL-89.6mL=22.4mL＜44.8mL，故Ⅲ中硫酸完全反應(yīng)，碳酸鈉有剩余，應(yīng)根據(jù)Ⅲ計算硫酸的濃度，根據(jù)n=

V

Vm

計算二氧化碳的物質(zhì)的量，根據(jù)方程式計算消耗硫酸的物質(zhì)的量，再根據(jù)c=

n

V

計算硫酸的物質(zhì)的量濃度；
（3）根據(jù)n=

V

Vm

計算氧氣的體積，結(jié)合方程式計算H₂O₂的物質(zhì)的量，根據(jù)Ⅰ中二氧化碳體積計算5mL溶液中碳酸鈉的物質(zhì)的量，進而計算100mL溶液中碳酸鈉的物質(zhì)的量，據(jù)此確定過碳酸鈉的化學(xué)式．

解答： 解：（1）過碳酸鈉可以看作Na₂CO₃和H₂O₂的混合物，加入MnO₂粉末，使過氧化氫分解生成氧氣與水，反應(yīng)方程式為：2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑，
故答案為：2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑；
（2）加入MnO₂粉末，充分反應(yīng)后，經(jīng)過過濾、洗滌后的溶液為碳酸鈉溶液，由表中數(shù)據(jù)可知，硫酸體積不變，隨碳酸鈉溶液體積增大，生成二氧化碳氣體的體積增大，Ⅰ、Ⅱ碳酸鈉不足，由Ⅰ可知，生成二氧化碳44.8mL，消耗碳酸鈉溶液的體積為5mL，Ⅱ、Ⅲ之間消耗5L碳酸鈉溶液生成氣體為112mL-89.6mL=22.4mL＜44.8mL，故Ⅲ中硫酸完全反應(yīng)，碳酸鈉有剩余，應(yīng)根據(jù)Ⅲ計算硫酸的濃度，則：
n（CO₂）=

0.112L

22.4L/mol

=0.005mol，由Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑，可知n（H₂SO₄）=n（CO₂）=0.005mol，故c（H₂SO₄）=

0.005mol

0.01L

=0.5mol/L，
故答案為：0.5；
（3）Ⅰ中碳酸鈉完全反應(yīng)，5mL溶液中（Na₂CO₃）=n（CO₂）=

0.0448L

22.4L/mol

=0.002mol，則100mL溶液中碳酸鈉的物質(zhì)的量=0.002mol×

100mL

5mL

=0.04mol，H₂O₂分解生成氧氣的物質(zhì)的量=

0.672L

22.4L/mol

=0.03mol，由2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑可知，H₂O₂的物質(zhì)的量=0.03mol×2=0.06mol，則碳酸鈉和雙氧水的個數(shù)比=0.04mol：0.06mol=2：3，故過碳酸鈉的化學(xué)式為2Na₂CO₃?3H₂O₂，
故答案為：2Na₂CO₃?3H₂O₂．

點評：本題考查混合物的有關(guān)計算，根據(jù)數(shù)據(jù)判斷反應(yīng)過量問題是關(guān)鍵，側(cè)重考查學(xué)生對實驗數(shù)據(jù)的分析處理能力，注意產(chǎn)生二氧化碳的反應(yīng)是碳酸鈉與硫酸反應(yīng)，難度較大．