Question

15．已知金屬鈉投入水中能發(fā)生反應(yīng)2Na+2H₂O═2NaOH+H₂↑．如將2.3g鈉投入水中，充分反應(yīng)．據(jù)此計(jì)算下列問(wèn)題
①求生成的NaOH的物質(zhì)的量．
②求生成的H₂的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）．
③如反應(yīng)后得到的溶液中Na⁺與水分子的個(gè)數(shù)比為1：100，則開始時(shí)所用的水的質(zhì)量是多少克？

Answer 1

分析 n（Na）=$\frac{2.3g}{23g/mol}$=0.1mol，
①根據(jù)Na原子守恒計(jì)算生成的NaOH的物質(zhì)的量；
②根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒計(jì)算生成的H₂的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）；
③如反應(yīng)后得到的溶液中Na⁺與水分子的個(gè)數(shù)比為1：100，根據(jù)N=nN_A知，則鈉離子和溶液中水分子的物質(zhì)的量之比為1：100，Na和水反應(yīng)還消耗水，根據(jù)方程式知，消耗水的物質(zhì)的量等于鈉的物質(zhì)的量，據(jù)此計(jì)算開始時(shí)所用的水的質(zhì)量．

解答 解：n（Na）=$\frac{2.3g}{23g/mol}$=0.1mol，
①根據(jù)Na原子守恒得生成n（NaOH）=n（Na）=0.1mol，答：生成NaOH的物質(zhì)的量是0.1mol；
②該反應(yīng)中鈉失去電子的物質(zhì)的量等于生成氫氣得到電子的物質(zhì)的量，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒得V（H₂）=$\frac{0.1mol×1}{2}×22.4L/mol$=1.12L，
答：生成氫氣的體積為1.12L；
③如反應(yīng)后得到的溶液中Na⁺與水分子的個(gè)數(shù)比為1：100，根據(jù)N=nN_A知，則鈉離子和溶液中水分子的物質(zhì)的量之比為1：100，所以溶液中還剩余n（H₂O）=100n（Na⁺）=100n（Na）=100×0.1mol=10mol；
Na和水反應(yīng)還消耗水，根據(jù)方程式知，消耗水的物質(zhì)的量等于鈉的物質(zhì)的量，所以消耗n（H₂O）=n（Na）=0.1mol，則開始時(shí)所用n（H₂O）=（10+0.1）mol=10.1mol，其質(zhì)量=10.1mol×18g/mol=181.8g，
答：開始時(shí)所用的水的質(zhì)量是181.8g．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)方程式的有關(guān)計(jì)算，為高頻考點(diǎn)，明確各個(gè)物理量的關(guān)系式是解本題關(guān)鍵，注意原子守恒、轉(zhuǎn)移電子守恒的靈活運(yùn)用，側(cè)重考查學(xué)生分析計(jì)算能力，注意③中易漏掉參加反應(yīng)的水的質(zhì)量，題目難度不大．