《碱金属》典型计算题例析

碱金属元素是中学化学中最为重要的一族金属元素，以钠为代表的碱金属有关计算问题非常典型，是高中毕业会考及高考的常见考点，不仅计算过程复杂，而且计算难度也相当大，但理解了碱金属元素及其化合物之间内在的量的关系，掌握了有关计算的方法，也可以化难为易。

例1．加热NH₄CO₃固体，使产物维持气态：⑴若混合气依次通过足量Na₂O₂、浓硫酸，分别增重a₁ g、b₁ g；⑵若混合气依次通过足量的浓硫酸、Na₂O₂，分别增重b₂ g、a₂ g。则a₁、b₁ 、a₂、b₂从大到小的关系为                 。

解析：这一道综合应用CO₂、H₂O与Na₂O₂反应量的关系来解决问题的计算题。采取抽象数据具体化的原则，设所加热是为1 mol NH₄HCO₃固体，则分别产生1 molCO₂、1 molH₂O、1 molNH₃。根据有关化学反应方程式，则有下表：

答案为：b₂＞a₁＞a₂＞b₁。

小结：钠与钠的化合物在化学反应过程中的一些变化量，往往是化学计算中的重要依据，化学计算中采用这些数据，最为重要的价值在于不再需要根据化学方程式列式计算，而是直接利用有关量的变化进行简单的计算。化学计算中常用的变化量为：

⑴1 mol钠无论是与水反应，还是与酸反应，总会使溶液增重22 g，产生1 g氢气；

⑵1 mol Na₂O₂无论是与水反应，还是与CO₂反应，总是产生16 g氧气；

⑶1 molNaOH与CO₂反应，可生成Na₂CO₃53 g或NaHCO₃84 g；

⑷1 mol Na₂O₂加入水中，生成NaOH80 g，使溶液增重62 g；

⑸1 mol H₂O（l）通过足量的Na₂O₂，Na₂O₂固体增重2 g；

⑹1 mol CO₂通过足量的Na₂O₂，Na₂O₂固体增重28 g；

⑺1 mol NaHCO₃受热完全分解，质量必减少31 g。

练习1：强热3.24 g NaHCO₃与Na₂CO₃固体混合物，充分反应后，得到固体残渣2.51 g，求混合物中Na₂CO₃的质量分数。

例2．Na₂O₂与NaHCO₃混合物分为两等份，其中1份加入足量的盐酸，放出气体2.24 L（标准状况），将该气体通入另一份混合物中充分反应，气体体积变为2.016 L（标准状况），求混合物中Na₂O₂与NaHCO₃的物质的量比。

解析：此题的解题依据是CO₂与Na₂O₂反应前后的体积差。已知将与盐酸反应生成的气体通过另一份固体时造成的体积差为0.224L（0.01 mol）。⑴若通过另一份混合物时，2.24 L气体中CO₂不足，根据体积差与CO₂量的关系，原2.24 L气体中必含有0.02 molCO₂和0.08 molO₂，进一步推出每一份固体混合物中含NaHCO₃ 0.02 mol ，含Na₂O₂0.16 mol, 混合物中Na₂O₂与NaHCO₃的物质的量比为8 ：1。⑵若通过另一份混合物时，2.24 L气体中CO₂过量，根据体积差与Na₂O₂量的关系，原每一份混合物中必含Na₂O₂0.02 mol，与盐酸反应时可产生0.01 molO₂，原2.24 L混合气中必含CO₂0.09 mol，需0.09 molNaHCO₃与盐酸反应产生。答案为2 ：9。

小结：Na₂O₂与CO₂反应时除了发生某一状态物质的质量变化，反应前后的气体体积也发生变化，反应前后的体积差与质量关都可以作为特定条件下化学计算的依据。（未完）

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