Question

【題目】某實驗小組對中學課本中可生成氫氣的反應進行了研究,總結(jié)出三個可以生成H2的反應:①Zn+鹽酸;②Na+水;③Al+NaOH溶液。為點燃上述三個反應生成的H2,他們設(shè)計了如右圖所示的裝置圖:請回答下列問題:

（1）寫出Al和NaOH溶液反應的離子方程式_______________________________。

（2）在點燃H2之前必須先進行____________________________________________。

（3）實驗小組在點燃用上述裝置制得的H2時,①③實驗獲得成功,②卻失敗了。他們分析認為失敗的原因是Na與H2O的反應速率太快,Na的用量又太少。于是他們準備增加鈉的用量,可教師說太危險,你認為產(chǎn)生危險的原因是___________________________。

（4）實驗小組查閱鈉、苯(一種不溶于水的液態(tài)有機物)、水的密度分別為0.97 g·mL-1、0.88 g·mL-1、1.00 g·mL-1,并據(jù)此對實驗進行了改進。在改進后的實驗中H2的生成速率____________。(填“減慢”或“加快”)

（5）將4.6gNa和8.1gAl投入到足量的水中，所得溶液的體積為200mL，則生成標準狀況下的H2的體積是___________？該溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度是__________________？

Answer 1

【答案】.2Al+2H2O+2OH—====2AlO2—+3H2↑ 驗純 較多的鈉與水反應放出大量的熱,使試管內(nèi)H2與O2的混合氣點燃而爆炸 減慢 8.96 L 1 mol·L-1

【解析】

（1）Al和NaOH溶液反應生成偏鋁酸鈉和氫氣，反應的離子方程式為：2Al+2H2O+2OH—=2AlO2—+3H2↑；（2）H2是可燃性氣體，可燃性氣體在點燃前必須進行檢純；（3）在試管中不要放入大塊的Na，避免較多的鈉與水反應放出大量的熱，使試管內(nèi)H2與O2的混合氣點燃而爆炸；（4）鈉塊表面會附著苯，所以改進后的實驗中H2的生成速率減慢；

（5）4.6gNa的物質(zhì)的量為=0.2mol，8.1gAl的物質(zhì)的量為=0.3mol，

先是Na和水反應：2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑

0.2mol 0.2mol 0.1mol

生成n（NaOH）=0.2mol，

再是NaOH和Al反應：2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2↑

0.3mol(過量) 0.2mol 0.2mol 0.3mol

Al過量，NaOH完全反應，反應后的溶質(zhì)為0.2molNaAlO2，生成的H2的物質(zhì)的量為0.1mol+0.2mol=0.3mol，標準狀況下的體積為0.3mol×22.4L/mol=8.96L；溶液中溶質(zhì)NaAlO2的物質(zhì)的量濃度是=1mol/L。