Question

【題目】堿金屬元素按原子序數(shù)增大，依次為：鋰（）、鈉（）、鉀（）、銣（）、銫（）、鈁（，放射性元素）。請回答：

(1) 鈉鉀合金許多特殊反應(yīng)中有著非常重要的應(yīng)用。取鈉鉀合金和一定量四氯化碳在一定條件下恰好完全反應(yīng)，制造出納米級金剛石粉末。則該鈉鉀合金中鈉元素和鉀元素的質(zhì)量比為______。

(2)將一定量的鋁和過氧化鈉混合物投入一盛有蒸餾水的燒杯中，反應(yīng)終止時得到一澄清溶液，所得溶液的質(zhì)量比反應(yīng)前上述三種物質(zhì)總質(zhì)量之和減少，再向所得溶液中滴加鹽酸直至產(chǎn)生的沉淀剛好溶解，消耗鹽酸。求原混合物中和各多少克？____、____

(3)一定條件下，銣與氧氣和臭氧的混合氣體（已折算為標(biāo)況，且該混合氣體對相同狀況下氫氣的相對密度為20.8）恰好完全反應(yīng)，得到兩種離子化合物和的固體混合物。和中，陰陽離子個數(shù)比均為且均在兩種微粒間作用力。已知的含氧量為0.3596。推斷化合物、的化學(xué)式分別為：____________、____________。

Answer 1

【答案】

【解析】

(1)發(fā)生反應(yīng)有：CCl4+4Na C(金剛石)+4NaCl、CCl4+4K C(金剛石)+4KCl，設(shè)出金屬鈉和鉀的物質(zhì)的量，然后分別根據(jù)合金總質(zhì)量、生成金剛石的量列式計算；

(2)設(shè)生成氧氣物質(zhì)的量為x，生成氫氣物質(zhì)的量為y，結(jié)合化學(xué)方程式定量計算得到原混和物中Al和Na2O2的物質(zhì)的量；

(3)根據(jù)含氧量計算出A的化學(xué)式，再結(jié)合銣與氧原子個數(shù)比，結(jié)合B中陰陽離子個數(shù)比均為，且均在兩種微粒間作用力確定B的化學(xué)式。

(1)鈉、鉀與四氯化碳反應(yīng)的方程式為：CCl4+4Na C(金剛石)+4NaCl、CCl4+4K C(金剛石)+4KCl，設(shè)合金中鈉、鉀的物質(zhì)的量分別為x、y，則根據(jù)總質(zhì)量可得：①23x+39y=59.80g，根據(jù)反應(yīng)方程式可知，生成金剛石的總量為：②12×(x+y)×=5.40g，聯(lián)立①②解得：x=0.65、y=1.15，則合金中鈉、鉀的質(zhì)量比為：(23g/mol×0.65mol)∶(39g/mol×1.15mol)=1∶3，故答案為：1∶3；

(2)根據(jù)題意，所得溶液的質(zhì)量比反應(yīng)前上述三種物質(zhì)總質(zhì)量之和減少3.5g，是反應(yīng)放出的氫氣和氧氣。設(shè)生成氧氣物質(zhì)的量為x，生成氫氣物質(zhì)的量為y，則有①x×32+y×2=3.5g

2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，

2 4 1

2x 4x x

2Al+2H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2↑，

2 2 2 3

y yy y

再向所得溶液中滴加3.5mol/L鹽酸直至產(chǎn)生的沉淀剛好溶解，

NaAlO2+4HCl=AlCl3+2H2O+NaCl

1 1

y y

最終溶液中的溶質(zhì)為氯化鈉和氯化鋁，根據(jù)鈉、鋁和氯元素守恒有②4x+y×3=0.2L×3.5mol/L，聯(lián)立①和②解得：x=0.1mol，y=0.15mol，原混和物中，Al物質(zhì)的量=0.15mol×=0.1mol，質(zhì)量為2.7g，Na2O2物質(zhì)的量=2×0.1mol=0.2mol，質(zhì)量為0.2mol×78g/mol=15.6g，故答案為：2.7g；15.6g；

(3)A中銣和氧的物質(zhì)的量之比為：∶=1∶3，故A的化學(xué)式為：RbO3；標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4L氧氣和臭氧的混合氣體的物質(zhì)的量為1mol，混合氣體對相同狀況下氫氣的相對密度為20.8，則混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為41.6g/mol，因此含有氧原子的物質(zhì)的量為=2.6mol，85.5g銣的物質(zhì)的量==1mol，設(shè)B的化學(xué)式為RbOy，因為B中陰陽離子個數(shù)比均為1∶1，故B中若含有1個B+離子，則含有一個陰離子，且均在兩種微粒間作用力，因此陰離子中至少2個氧原子，又因為A為RbO3，則B中含有氧原子數(shù)少于2.6，只能為2，因此B的化學(xué)式為RbO2，故答案為：RbO3；RbO2。