Question

計算題（要求在答題紙上寫出計算過程）
（1）2.8g鐵放入100mL 1mol/L的稀硫酸中，計算：充分反應后生成H₂的體積

 

（標準狀況）．
（2）在隔絕空氣的條件下，某同學將一塊部分被氧化的鈉塊用一張已除氧化膜、并用針刺 一些小孔的鋁箔包好，然后放入盛滿水且倒置于水槽中的容器內(nèi)．待鈉塊反應完全后，在容器中僅收集到1.12L氫氣（標準狀況），此時測得鋁箔質(zhì)量比反應前減少了0.27g，水槽和容器內(nèi)溶液的總體積為2.0L，溶液中NaOH的濃度為0.050mol?L^-1（忽略溶液中溶解的氫氣的量）．
①已知鈉的氧化膜可以與水反應：Na₂O+H₂O=2NaOH，寫出該實驗中發(fā)生的另外2個反應的離子方程式

 

、

 

．
②試通過計算確定該鈉塊中鈉元素的質(zhì)量分數(shù)

 

．

Answer 1

考點：化學方程式的有關(guān)計算,鈉的重要化合物

專題：計算題

分析：（1）n（Fe）=

2.8g

56g/mol

=0.05mol，n（H₂SO₄）=1mol/L×0.1L=0.1mol，根據(jù)Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑知，硫酸的物質(zhì)的量大于Fe，所以硫酸過量，根據(jù)鐵和氫氣之間的關(guān)系式計算氫氣體積；
（2）①該過程中發(fā)生的離子反應還有：2Na+2H₂O=2Na⁺+2OH^-+H₂↑、2OH^-+2Al+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
②n（Al）=

0.27g

27g/mol

=0.01mol，n（H₂）=

1.12L

22.4L/mol

=0.05mol，根據(jù)鋁的質(zhì)量可計算出鋁與NaOH反應生成的氫氣的物質(zhì)的量，根據(jù)氫氣的體積可計算出與水反應的Na的物質(zhì)的量，從電子守恒和Na元素質(zhì)量守恒的角度列式解答．

解答： 解：（1）n（Fe）=

2.8g

56g/mol

=0.05mol，n（H₂SO₄）=1mol/L×0.1L=0.1mol，根據(jù)Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑知，硫酸的物質(zhì)的量大于Fe，所以硫酸過量，設(shè)生成氫氣的體積為V，
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
1mol          22.4L
0.05mol       V
1mol：22.4L=0.05mol：V
V=

22.4L×0.05mol

1mol

=1.12L，
故答案為：氫氣體積為1.12L；
（2）①該過程中發(fā)生的離子反應還有：2Na+2H₂O=2Na⁺+2OH^-+H₂↑、2OH^-+2Al+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
故答案為：2Na+2H₂O=2Na⁺+2OH^-+H₂↑；2OH^-+2Al+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
②發(fā)生反應：Na₂O+H₂O=2NaOH，2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑，2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，
n（余NaOH）=2.0 L×0.05 mol?L^-1=0.1 mol，
n（H₂）=

1.12L

22.4L/mol

=0.05mol，n（NaAlO₂）=n（Al）=

0.27g

27g/mol

=0.01mol，由電子守恒知：n（Na）+3n（Al）=2n（H₂）
即：n（Na）+3×0.01 mol=2×0.05 mol，解得：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%，
故答案為：88.8%．

點評：本題考查根據(jù)方程式進行計算，（2）題過程較復雜，根據(jù)方程式結(jié)合原子守恒進行解答，題目難度中等．