Question

在隔絕空氣的條件下，某同學將一塊被氧化鈉覆蓋的鈉塊用一張刺有小孔的純凈鋁箔包好，然后放入盛滿水且倒置于水槽中的容器內．待反應完全后，在容器中收集到1.12L H₂（標準狀況，忽略溶解的氫氣的量），測得鋁箔質量比反應前減少了0.27g，水槽和容器內溶液的總體積為2.0L，溶液中NaOH的濃度為0.050mol?L^-1． 試通過計算確定該鈉塊中鈉元素的質量分數（精確0.1%）．

Answer 1

分析：反應的有關方程式為：Na₂O+H₂O=2NaOH，2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑，2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，根據鋁的質量可計算出鋁與NaOH反應生成的氫氣的物質的量，根據氫氣的體積可計算出與水反應的Na的物質的量，從電子守恒和Na元素質量守恒的角度列式解答．

解答：解：由反應：Na₂O+H₂O=2NaOH，2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑，2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，
則：n（余NaOH）=2.0 L×0.05 mol?L^-1=0.1 mol，
n（H₂）=

1.12L

22.4L?L-1

=0.05 mol，
n（Al）=n（NaAlO₂）=

0.27g

27g?mol-1

=0.01 mol，
由電子守恒知：n（Na）+3n（Al）=2n（H₂）
即：n（Na）+3×0.01 mol=2×0.05 mol，得：n（Na）=0.07 mol，
由鈉守恒知：n（NaAlO₂）+n（NaOH）=n（Na）+2n（Na₂O）
即：0.01 mol+0.1 mol=0.07 mol+2n（Na₂O），
得：n（Na₂O）=0.02 mol，
w（Na）=

(0.07mol+2×0.02mol)×23g/mol

0.07mol×23g/mol+0.02mol×62g/mol

×100%≈88.8%．
答：該鈉塊中鈉元素的質量分數為88.8%．

點評：本題考查混合物的計算，題目難度中等，解答本題時注意①有關化學方程式的書寫，②注意從守恒的角度計算．