Question

9．有一表面被部分氧化的金属钠，质量为10.8g，投入到50g水中完全反应后，标况下收集到2.24L氢气，试计算：
（1）未被氧化的金属钠的质量是多少克？
（2）被氧化的金属钠的质量是多少克？
（3）反应后所得溶质的质量分数？

Answer 1

分析 （1）金属钠和水反应生成氢氧化钠和氢气，氧化钠与水反应生成氢氧化钠，根据氢气的质量计算未被氧化的金属钠的质量；
（2）根据钠的质量计算出氧化钠的质量，然后利用质量守恒定律计算出被氧化的钠的质量；
（3）根据钠和氧化钠的质量，利用质量守恒可计算出氢氧化钠的质量；利用质量守恒定律计算出溶液质量，反应后溶质为氢氧化钠，然后计算出所得溶液的质量分数．

解答 解：（1）金属钠和水反应生成氢氧化钠和氢气，氧化钠与水反应生成氢氧化钠，设10.8g反应物中含金属钠的质量为x，生成氢氧化钠的质量为y，
2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑
23×2            40×2      2
x                     y       $\frac{2.24L}{2.24L/mol}$
则：x=4.6g，y=8g，
答：未被氧化的金属钠的质量为4.6g；
（2）反应物中含氧化钠：m（Na₂O）=10.8g-4.6g=6.2g，
设氧化钠中钠元素（即被氧化的钠）的质量为z，则62：46=6.2g：z，解得：z=4.6g，
答：被氧化的金属钠的质量为4.6g；
（3）设氧化钠溶于水生成的氢氧化钠的质量为b，
Na₂O+H₂O=2NaOH
62                 2×40
6.2g                  b
则：$\frac{62}{6.2g}$=$\frac{2×40}{b}$，解得：b=8g，
生成氢氧化钠的质量为：m（NaOH）=8g+8g=16g，计算溶质的质量分数，必须求出反应后溶液的总质量，m（H₂）=$\frac{2.24L}{2.24L/mol}$×2g/mol=0.2g，根据质量守恒关系，
m（溶液）=m（H₂O）+m（Na）+m（Na₂O）-m（H₂）=50g+10.8g-0.2g=60.6g，溶质的质量分数为：$\frac{16}{60.6}$×100%≈26.4%，
答：溶质的质量分数为26.4%．

点评 本题考查了有关钠及其化合物的混合物反应的计算，题目难度中等，掌握钠的性质以及明确发生反应的实质为解答关键，注意掌握守恒思想在化学计算中的应用方法，试题培养了学生的分析、理解能力及化学计算能力．