将一块部分被氧化的金属钠(假设氧化产物只有Na2O2)投入盛满水且倒置水槽内的容器中,此时在容器中可收集到448mL(标准状况)气体(假定各步反应完全,并产生的所有气本全部被收集到

问题描述:

将一块部分被氧化的金属钠(假设氧化产物只有Na2O2)投入盛满水且倒置水槽内的容器中,此时在容器中可收集到448mL(标准状况)气体(假定各步反应完全,并产生的所有气本全部被收集到容器中),以电火花引燃容器里的气体,最终剩余112mL(标准状况)气体.求被氧化的金属钠中钠及Na2O2的物质的量.

发生反应为:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑.
所以收集到的气体有H2和O2,引燃会发生2H2+O2=2H2O,总共的气体体积是448ml,反应后剩余112ml,可能为H2,也可能为O2
说参加反应的气体体积为:448ml-112ml=336ml,又因为参加反应的H2和O2为2:1,
当氢气过量时:
反应的H2的体积为:V(H2)=336ml×

2
3
=224ml,
O2的体积为:V(O2)=336ml×
1
3
=112ml,
所以Na和H2O反应的H2的总体积是:224ml+112ml=336ml.
把体积转化为物质的量:n(H2)=0.336L÷22.4L/mol=0.015mol,n(O2)=0.112L÷22.4L/mol=0.005mol,
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,
2                1
n(Na)        0.015mol
所以n(Na)=0.03mol
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2
2                 1
n(Na2O2)       0.005mol
所以n(Na2O2)=0.01mol
当氧气过量时:
H2的体积为:V(H2)=336ml×
2
3
=224ml,
Na2O2和H2O反应的O2的体积是:V(O2)=336ml×
1
3
+112ml=224ml,
所以Na和H2O反应的H2的体积是224ml,
把体积转化为物质的量:n(H2)=0.224L÷22.4L/mol=0.01mol,n(O2)=0.224L÷22.4L/mol=0.01mol,
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,
2                1
n(Na)        0.01mol
所以n(Na)=0.02mol
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2
2                 1
n(Na2O2)       0.01mol
所以n(Na2O2)=0.02mol
答:被氧化的金属钠中Na及Na2O2物质的量0.03mol和0.01mol或0.02mol和0.02mol.