Question

14．过氧化钠与铝粉混合物18.3g，加入100mL水，充分反应后混合物完全溶解，并收集到5.6L气体（标准状况）．
（1）写出铝粉参加反应的离子方程式2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑．
（2）收集到的气体成分是氧气、氢气，体积比是2：3．反应后溶液中NaAlO₂的物质的量浓度是（设溶液体积不变）1mol/L．

Answer 1

分析 （1）铝粉参加反应的方程式为：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，根据此书写离子方程式；
（2）发生反应有：2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，生成的气体为氧气与氢气，过氧化钠与Al都反应，令过氧化钠与Al的物质的量分别为x mol、y mol，根据二者质量之和及生成气体的体积之和列方程，据此计算解答；结合方程式计算判断NaOH是否完全反应、生成偏铝酸钠的物质的量，确定NaOH物质的量，再根据c=$\frac{n}{V}$计算．

解答 解：（1）铝粉参加反应的方程式为：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，所以离子方程式为：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，故答案为：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
（2）令过氧化钠与Al的物质的量分别为x mol、y mol，过氧化钠与Al都反应，则：
2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，
xmol        2xmol  0.5xmol
2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，
ymol ymol       ymol    1.5ymol
所以$\left\{\begin{array}{l}{78x+27y=18.3}\\{0.5x+1.5y=\frac{5.6}{22.4}}\end{array}\right.$
解得：x=0.2，y=0.1，
故生成氧气与氢气的体积之比为0.5×0.2mol：1.5×0.1mol=2：3，
由方程式可知，过氧化钠反应生成氢氧化钠为2×0.2mol=0.4mol，Al反应消耗的NaOH为0.1mol、生成的偏铝酸钠为0.1mol，故溶液中氢氧化钠为0.4mol-0.1mol=0.3mol，
溶液中氢氧化钠的物质的量浓度=$\frac{0.3mol}{0.1L}$=3mol/L，
偏铝酸钠的物质的量浓度=$\frac{0.1mol}{0.1L}$=1mol/L，
故答案为：氧气、氢气；2：3；1mol/L．

点评 本题考查混合物的有关计算，难度中等，注意题目中物质全部反应，注意题目涉及过量计算，充分利用方程式计算．