Question

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．

Answer

发生反应为：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，2Na2O2+2H2O=4NaOH+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，讨论计算，根据气体的体积计算对应的被氧化的金属钠中钠及Na2O2的物质的量．
【解析】
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×=224ml，
O2的体积为：V（O2）=336ml×=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×=224ml，
Na2O2和H2O反应的O2的体积是：V（O2）=336ml×+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．