Question

在隔绝空气的条件下，某同学将一块被氧化钠覆盖的钠块用一张刺有小孔的纯净铝箔包好，然后放入盛满水且倒置于水槽中的容器内。待反应完全后，在容器中收集到1.12 L H₂（标准状况，忽略溶解的氢气的量），测得铝箔质量比反应前减少了0.27g，水槽和容器内溶液的总体积为2.0L，溶液中NaOH的浓度为0.050mol·L^-1。 试通过计算确定该钠块中钠元素的质量分数（精确到0.1%）。

Answer 1

88.8%.

由反应：Na₂O＋H₂O = 2NaOH， 2Na＋2H₂O = 2NaOH＋H₂↑， 

2Al＋2NaOH＋2H₂O = 2NaAlO₂＋3H₂↑………………………….………...（1分）

则：n(余NaOH) = 2.0 L×0.05 mol·L^－1 = 0.1 mol........................................（1分）

n（H₂） =＝0.05 mol.......................................................................（1分）

n（Al） = n（NaAlO₂）== 0.01 mol.............................................（1分）

由电子守恒知：n(Na)＋3n(Al) = 2n(H₂)

即：n(Na)＋3×0.01 mol = 2×0.05 mol，得：n(Na) = 0.07 mol…………..…（1分）

由钠守恒知：n(NaAlO₂)＋n(NaOH) = n(Na)＋2n(Na₂O)

即：0.01 mol＋0.1 mol = 0.07 mol＋2n(Na₂O)........................................….…（1分）

得：n(Na₂O) = 0.02 mol…………………………………..…………………….（1分）

w (Na) =×100%≈88.8%................... （2分）

   （注：三个方程式得1分；若未写方程式，写出正确关系式也给1分。其它合理计算也参照给分）