Question

鈉是活潑的堿金屬元素，鈉及其化合物在生產和生活中有廣泛的應用。完成下列計算：

(1)疊氮化鈉(NaN₃)受撞擊完全分解產生鈉和氮氣，故可應用于汽車安全氣囊。若產生40.32 L(標準狀況下)氮氣，至少需要疊氮化鈉________ g。

(2)鈉—鉀合金可在核反應堆中用作熱交換液。5.05 g鈉—鉀合金溶于200 mL水生成0.075 mol氫氣。

①計算溶液中氫氧根離子的物質的量濃度(忽略溶液體積變化)。

②計算并確定該鈉－鉀合金的化學式。

(3)氫氧化鈉溶液處理鋁土礦并過濾，得到含鋁酸鈉的溶液。向該溶液中通入二氧化碳，有下列反應：2NaAl(OH)₄＋CO₂―→2Al(OH)₃↓＋Na₂CO₃＋H₂O，己知通入二氧化碳336 L(標準狀況下)，生成24 mol Al(OH)₃和15 mol Na₂CO₃，若通入溶液的二氧化碳為112 L(標準狀況下)，計算生成的Al(OH)₃和Na₂CO₃的物質的量之比。

Answer 1

解析　(1)利用“N”守恒可知需m(NaN₃)＝(40.32 L/22.4 L·mol^－1)×2/3×65 g·mol^－1＝78 g。

(2)①由反應方程式可知產生1 mol H₂同時生成2 mol OH^－，故c(OH^－)＝(0.075 mol×2)/0.2 L＝0.75 mol·L^－1；②設合金中Na、K的物質的量分別為a mol、b mol，然后利用質量守恒與得失電子守恒可得方程式：a＋b＝0.75×2和23a＋39b＝5.05，解之得a＝0.050 mol、b＝0.10 mol，故可得到合金的化學式為NaK₂。

(3)若溶液中僅含NaAl(OH)₄，利用方程式可知得到24 mol Al(OH)₃的同時生成12 mol Na₂CO₃，而實際得到24 mol Al(OH)₃與15 mol Na₂CO₃，說明溶液中含有NaOH，且NaOH優(yōu)先與CO₂反應生成Na₂CO₃，利用Na守恒知溶液中n(NaOH)＝(15－12) mol×2＝6 mol，故通入112 L CO₂(5 mol)先與NaOH作用消耗CO₂ 3 mol生成3 mol Na₂CO₃，然后2 mol CO₂與NaAl(OH)₄作用得到4 mol Al(OH)₃和2 mol Na₂CO₃，故生成n[Al(OH)₃]∶n(Na₂CO₃)＝4∶(3＋2)＝4∶5。

答案　(1)78　(2)①c(OH^－)＝×1 000＝0.75(mol·L^－1)�、谠O上述合金中含a mol Na、b mol K，a＋b＝0.75×2，23a＋39b＝5.05，a＝0.050 mol，b＝0.10 mol，該鈉—鉀合金化學式為NaK₂　(3)溶液含NaOH，NaOH與CO₂反應生成的Na₂CO₃：15－×24＝3(mol)，112 L CO₂的物質的量：112/22.4＝5(mol)，n[Al(OH)₃]∶n(Na₂CO₃)＝[(5－3)×2]∶5＝4∶5