Question

10．将a mol钠和a mol铝一同投入m g足量水中，请用两个离子方程式表示有关生成H₂的变化：2Na+2H₂O=2Na⁺+2OH^-+H₂↑；2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑．该溶液的溶质的质量分数为$\frac{8200a}{46a+m}$%．

Answer 1

分析 根据钠与水反应生成了氢氧化钠及铝与氢氧化钠反应生成了偏铝酸钠和氢气，据此写出反应的离子方程式；根据反应计算出生成的氢气、偏铝酸钠的物质的量及质量，再根据溶质质量分数的公式求出溶液的溶质质量分数．

解答 解：钠和水反应生成氢氧化钠和氢气，反应的离子方程式为：2Na+2H₂O=2Na⁺+2OH^-+H₂↑；
铝与碱反应生成偏铝酸钠和氢气，所以化学方程式为2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，则离子方程式为：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
由反应离子方程式可知，钠和铝反应的物质的量之比为1：1，所以将amol钠和amol铝一同投入mg足量水中，钠、铝能恰好反应最终得到amolNaAlO₂，
根据方程式知反应过程中共得到H₂的物质的量为：$\frac{1}{2}$a+$\frac{3}{2}$a=2amol，生成NaAlO₂的物质的量为amol，
则所得溶液中溶质的质量为：amol×82g/mol=82ag，溶液的质量为：23ag+27ag+mg-4ag=（46a+m）g，
故所得溶液的溶质质量分数为：ω（NaAlO₂）=$\frac{82ag}{（46a+m）g}$×100%=$\frac{8200a}{46a+m}$%，
故答案为：2Na+2H₂O=2Na⁺+2OH^-+H₂↑；2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；$\frac{8200a}{46a+m}$%．

点评 本题考查了混合物反应的计算，题目难度中等，明确发生反应原理为解答关键，要求学生能够正确书写常见反应的离子方程式，试题侧重考查学生的分析能力、理解能力及化学计算能力．