Question

在隔絕空氣的條件下，某同學(xué)將一塊部分被氧化的鈉塊用一張已除去氧化膜、并用針刺一些小孔的加NaOH溶液箔包好，然后放入盛滿水且倒置于水槽中的容器內(nèi)。待鈉塊反應(yīng)完全后，在容器中僅收集到1.12 L氫氣(標準狀況)，此時測得加NaOH溶液箔質(zhì)量比反應(yīng)前減少了0.27 g，水槽和容器內(nèi)溶液的總體積為2.0 L，溶液中NaOH的濃度為0.050 mol·L^－1(忽略溶液中離子的水解和溶解的氫氣的量)。

(1)寫出該實驗中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)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

解析　(1)①2Na＋2H₂O===2NaOH＋H₂↑

②Na₂O＋H₂O===2NaOH

③2Al＋2NaOH＋2H₂O===2NaAlO₂＋3H₂↑

(2)n(Al)＝＝0.010 mol

根據(jù)反應(yīng)③可得由加NaOH溶液消耗NaOH的物質(zhì)的量為n(NaOH)＝0.010 mol

生成的氫氣的物質(zhì)的量為n(H₂)＝0.015 mol

那么由金屬鈉生成的氫氣的物質(zhì)的量為

n(H₂)＝－0.015 mol＝0.035 mol

根據(jù)反應(yīng)①可得金屬鈉的物質(zhì)的量為n(Na)＝2×0.035 mol＝0.070 mol

又因為反應(yīng)后溶液中的NaOH的物質(zhì)的量為

n(NaOH)＝2.0 L×0.050 mol·L^－1＝0.10 mol

所以溶液中Na^＋的總物質(zhì)的量即原金屬鈉的總物質(zhì)的量為

n(Na^＋)＝0.10 mol＋0.010 mol＝0.11 mol

n(Na₂O)＝＝0.020 mol

該鈉塊中鈉元素的質(zhì)量分數(shù)為：

×100%≈89%

答案　(1)①2Na＋2H₂O===2NaOH＋H₂↑

②Na₂O＋H₂O===2NaOH

③2Al＋2NaOH＋2H₂O===2NaAlO₂＋3H₂↑

(2)89%