Question

15．鈉及其化合物在生產(chǎn)和生活中有廣泛的應(yīng)用．完成下列計(jì)算：
（1）鈉鋁合金可作核反應(yīng)堆的載熱介質(zhì)．取1.46g的鈉鋁合金放入水中，合金全部溶解，放出1.12L氫氣（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則該鈉鋁合金的化學(xué)式為Na₂Al．
（2）NaCN是一種劇毒的化工原料，可用雙氧水處理含NaCN的廢液，發(fā)生反應(yīng)的方程式為：NaCN+H₂O₂+H₂O=NaHCO₃+NH₃．若處理含NaCN 4.90g的廢液，需用15%的H₂O₂21.65mL．（已知15% H₂O₂的密度是1.047g/mL）（保留2位小數(shù)）
（3）向100mL NaOH溶液中通入一定量的CO₂氣體，充分反應(yīng)后得到溶液A，再向A中逐滴加入0.2mol/L的鹽酸，產(chǎn)生CO₂的體積與所加鹽酸體積之間關(guān)系如圖所示．試計(jì)算溶液A的溶質(zhì)成份及其物質(zhì)的量．
（4）常溫下，稱取不同氫氧化鈉樣品溶于水，加鹽酸中和至pH=7，然后將溶液蒸干得氯化鈉晶體，蒸干過(guò)程中產(chǎn)品無(wú)損失．

	氫氧化鈉質(zhì)量（g）	氯化鈉質(zhì)量（g）
①	2.40	3.51
②	2.32	2.34
③	3.48	3.51

上述實(shí)驗(yàn)①②③所用氫氧化鈉均不含雜質(zhì)，且實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可靠．通過(guò)計(jì)算，分析和比較上表3組數(shù)據(jù)，給出結(jié)論．

Answer 1

分析 （1）設(shè)Na、Al的物質(zhì)的量分別為x、y，n（H₂）=$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，結(jié)合電子守恒及質(zhì)量關(guān)系計(jì)算；
（2）由NaCN+H₂O₂+H₂O=NaHCO₃+NH₃可知，49gNaCN恰好與34gH₂O₂反應(yīng)，結(jié)合V=$\frac{m}{ρ}$計(jì)算；
（3）當(dāng)向100mLNaOH溶液中通入一定量的CO₂氣體25mL時(shí)，可能發(fā)生的反應(yīng)有：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O或NaOH+CO₂═NaHCO₃兩種可能的情況，通過(guò)圖象關(guān)系，當(dāng)向溶液中加鹽酸的體積25mL時(shí)，無(wú)氣體出現(xiàn)，說(shuō)明此段內(nèi)發(fā)生了如下反應(yīng)：HCl+Na₂CO₃═NaHCO₃+NaCl，在加鹽酸時(shí)產(chǎn)生氣體，發(fā)生NaHCO₃+HCl═CO₂↑+NaCl，結(jié)合反應(yīng)及圖中數(shù)據(jù)計(jì)算；
（4）根據(jù)n=$\frac{m}{M}$計(jì)算各組實(shí)驗(yàn)中NaCl的物質(zhì)的量，進(jìn)而確定氫氧化鈉的物質(zhì)的量，再根據(jù)M=$\frac{m}{n}$計(jì)算各組氫氧化鈉樣品的摩爾質(zhì)量，據(jù)此確定是否含有結(jié)晶水，確定樣品組成進(jìn)而得出結(jié)論．

解答 解：（1）Na、Al的物質(zhì)的量分別為x、y，n（H₂）=$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，則
$\left\{\begin{array}{l}{23x+27y=1.46}\\{x+3y=0.05×2×（1-0）}\end{array}\right.$，
解得x=0.04mol，y=0.02mol，
則Na、Al原子個(gè)數(shù)比為1：2，合金的化學(xué)式為Na₂Al，
故答案為：Na₂Al；
（2）由NaCN+H₂O₂+H₂O=NaHCO₃+NH₃可知，49gNaCN恰好與34gH₂O₂反應(yīng)，則處理含NaCN 4.90g的廢液，需用15%的H₂O₂為$\frac{\frac{3.4g}{15%}}{1.047g/mL}$=21.65 mL，
故答案為：21.65；
（3）向100mLNaOH溶液中通入一定量的CO₂氣體25mL時(shí)，可能發(fā)生的反應(yīng)有：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O或NaOH+CO₂═NaHCO₃兩種可能的情況，通過(guò)圖象關(guān)系，當(dāng)向溶液中加鹽酸的體積25mL時(shí)，無(wú)氣體出現(xiàn)，說(shuō)明此段內(nèi)發(fā)生了如下反應(yīng)：
HCl+Na₂CO₃═NaHCO₃+NaCl，在加鹽酸時(shí)產(chǎn)生氣體，根據(jù)當(dāng)加鹽酸反應(yīng)完畢時(shí)，消耗鹽酸100mL，溶液中有則有 Na₂CO₃ xmol，生成 NaHCO₃ mmol      
        Na₂CO₃+HCl═NaHCO₃+NaCl
      1mol    1mol    1mol
    x  0.025L×0.2mol/L   mmol
解得：x=0.005mol，m=0.005mol
設(shè)75mL鹽酸反應(yīng)的NaHCO₃的物質(zhì)的量ymol，則有
          NaHCO₃+HCl═CO₂↑+NaCl 
           1mol   1mol     
           ymol  0.075L×0.2mol/L
解得：y=0.015mol，
則A中含Na₂CO₃ 0.005mol，NaHCO₃為0.015mol-0.005mol=0.01mol，
答：溶液A的溶質(zhì)成份及其物質(zhì)的量為NaHCO₃：0.01 mol、Na₂CO₃：0.005 mol；
（4）實(shí)驗(yàn)①中NaCl的物質(zhì)的量為$\frac{3.51g}{58.5g/mol}$=0.06mol，由鈉離子守恒，故NaOH樣品的物質(zhì)的量為0.06mol，氫氧化鈉樣品的摩爾質(zhì)量為$\frac{2.4g}{0.06mol}$=40g/mol，故為所取氫氧化鈉樣品為NaOH；
實(shí)驗(yàn)②中NaCl的物質(zhì)的量=$\frac{2.34g}{58.5g/mol}$=0.04mol，由鈉離子守恒，故NaOH樣品的物質(zhì)的量為0.04mol，氫氧化鈉樣品的摩爾質(zhì)量=$\frac{2.32g}{0.04mol}$=58g/mol，故為所取氫氧化鈉樣品含有結(jié)晶水，結(jié)晶水?dāng)?shù)目=$\frac{58-40}{18}$=1，故所取氫氧化鈉樣品應(yīng)是NaOH．H₂O；
實(shí)驗(yàn)③中NaCl的物質(zhì)的量為$\frac{3.51g}{58.5g/mol}$=0.06mol，由鈉離子守恒，故NaOH樣品的物質(zhì)的量為0.06mol，氫氧化鈉樣品的摩爾質(zhì)量=$\frac{3.48g}{0.06mol}$=58g/mol，故為所取氫氧化鈉樣品含有結(jié)晶水，結(jié)晶水?dāng)?shù)目=$\frac{58-40}{18}$=1，故所取氫氧化鈉樣品應(yīng)是NaOH．H₂O，
由上述分析，可得出結(jié)論：實(shí)驗(yàn)①所取氫氧化鈉樣品為NaOH、實(shí)驗(yàn)②③所取氫氧化鈉樣品為NaOH．H₂O，
答：可得出結(jié)論：實(shí)驗(yàn)①所取氫氧化鈉樣品為NaOH、實(shí)驗(yàn)②③所取氫氧化鈉樣品為NaOH．H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查氧化還原反應(yīng)計(jì)算及化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算，為高頻考點(diǎn)，把握發(fā)生的反應(yīng)及電子守恒、原子守恒法為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與計(jì)算能力的考查，題目難度不大．