Question

【題目】某課外小組對金屬鈉進行研究。已知C、D都是單質(zhì)，F的水溶液是一種常見的強酸。

(1)金屬Na在空氣中放置足夠長時間，最終的生成物是：_________________________。

(2)若A是一種常見金屬單質(zhì)，且A與B溶液能夠反應(yīng)，則將過量的F溶液逐滴加入E溶液，邊加邊振蕩，所看到的實驗現(xiàn)象是_________________________。

(3)若A是一種不穩(wěn)定的鹽，A溶液與B溶液混合將產(chǎn)生白色絮狀沉淀且瞬間變?yōu)榛揖G色，最后變成紅褐色的E，請寫出該過程發(fā)生反應(yīng)的方程式：_________________________。

(4)若A是一種溶液，只可能含有H+、NH4+、Mg2+、Fe3+、Al3+、CO32－、SO42－中的某些離子，當(dāng)向該溶液中加入B溶液時發(fā)現(xiàn)生成沉淀的物質(zhì)的量隨B溶液的體積發(fā)生變化如圖所示，由此可知，該溶液中肯定含有的離子及其物質(zhì)的量濃度之比為________________________。

(5)將NaHCO3與M的混合物在密閉容器中充分加熱后排出氣體，經(jīng)測定，所得固體為純凈物，則NaHCO3與M的質(zhì)量比為____________。

Answer 1

【答案】碳酸鈉 或Na2CO3 溶液中逐漸有白色絮狀沉淀生成且不斷增加；然后又由多到少最后沉淀消失 4Fe2++8OH－+O2+2H2O=4Fe(OH)3↓ c(H+):c(Al3+):c(NH4+):c(SO42－)=1:1:2:3 大于或等于≥168： 78

【解析】

根據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系圖可知：2Na+O2Na2O2確定M為Na2O2；2Na+2H2O＝2NaOH+H2↑，C、D都是單質(zhì)，F的水溶液是一種常見的強酸，確定B為NaOH，C為H2，D為Cl2，F為HCl。結(jié)合題干問題分析解答。

（1）Na在空氣中放置足夠長時間，發(fā)生4Na+O2＝2Na2O、Na2O+H2O＝2NaOH、2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O、Na2CO3+10H2O＝Na2CO310H2O、Na2CO310H2O＝Na2CO3+10H2O，則最終生成物為Na2CO3；

（2）若A是一種常見金屬單質(zhì)，能與NaOH反應(yīng)，則A為Al，E為NaAlO2，將過量的F（HCl）溶液逐滴加入E（NaAlO2）溶液，邊加邊振蕩，發(fā)生NaAlO2+HCl+H2O＝NaCl+Al（OH）3↓、Al（OH）3+3HCl＝AlCl3+3H2O，所看到的實驗現(xiàn)象是溶液中逐漸有白色絮狀沉淀生成，且不斷增加，然后又由多到少，最后消失；

（3）若A是一種不穩(wěn)定的鹽，A溶液與B溶液混合將產(chǎn)生白色絮狀沉淀且瞬間變?yōu)榛揖G色，最后變成紅褐色的E，則A為可溶性亞鐵鹽，E為Fe（OH）3，則A溶液與B溶液混合將產(chǎn)生白色絮狀沉淀且瞬間變?yōu)榛揖G色，最后變成紅褐色的E這一過程的離子方程式為4Fe2++8OH-+O2+2H2O＝4Fe（OH）3↓。

（4）A加入氫氧化鈉溶液，分析圖象可知：第一階段是H++OH-＝H2O，所以溶液呈酸性，不可能存在CO32－；第二階段金屬陽離子與氫氧根離子生成沉淀，第三階段應(yīng)該是NH4++OH-＝NH3H2O；第四階段氫氧化物沉淀與氫氧化鈉反應(yīng)最后全溶解，肯定沒有Mg2+、Fe3+，必有Al3+。由此確定溶液中存在的離子H+、NH4+、Al3+、SO42－；假設(shè)圖象中橫坐標(biāo)一個小格代表1molNaOH，則根據(jù)前三階段化學(xué)方程式：H++OH-＝H2O，Al3++3OH-＝Al（OH）3，NH4++OH-＝NH3H2O，可知n（H+）=1mol，n(Al3+)=1mol,n(NH4+)=2mol，再利用電荷守恒n（SO42－）×2＝n（H+）×1+n（Al3+）×3+n(NH4+)×1，得出n（SO42－）＝3mol，根據(jù)物質(zhì)的量之比等于物質(zhì)的量濃度之比得到c(H+):c(Al3+):c(NH4+):c(SO42－)＝1:1:2:3。

（5）將NaHCO3與M（過氧化鈉）的混合物在密閉容器中充分加熱發(fā)生的反應(yīng)有三個：2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O，2Na2O2+2CO2＝2Na2CO3+O2，2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑，所得固體為純凈物，說明碳酸氫鈉加熱分解的二氧化碳必須把過氧化鈉反應(yīng)完，則根據(jù)總的方程式可知

4NaHCO3+2Na2O24Na2CO3+2H2O+O2↑

84×4g 78×2g

m（NaHCO3）：m（Na2O2）＝（84×4g）：（78×2g）＝168：78（或84：39）。由于碳酸氫鈉可以過量，得到的還是純凈物：2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O↑，所以m（NaHCO3）：m（Na2O2）≥168：78（或84：39）。

答案：大于或等于168：78（或84：39）。