Question

在隔绝空气的条件下，某同学将一块部分被氧化的钠块用一张已除去氧化膜、并用针刺一些小孔的加NaOH溶液箔包好，然后放入盛满水且倒置于水槽中的容器内。待钠块反应完全后，在容器中仅收集到1.12 L氢气(标准状况)，此时测得加NaOH溶液箔质量比反应前减少了0.27 g，水槽和容器内溶液的总体积为2.0 L，溶液中NaOH的浓度为0.050 mol·L^－1(忽略溶液中离子的水解和溶解的氢气的量)。

(1)写出该实验中发生反应的化学方程式。

(2)试通过计算确定该钠块中钠元素的质量分数。

Answer 1

解析　(1)①2Na＋2H₂O===2NaOH＋H₂↑

②Na₂O＋H₂O===2NaOH

③2Al＋2NaOH＋2H₂O===2NaAlO₂＋3H₂↑

(2)n(Al)＝＝0.010 mol

根据反应③可得由加NaOH溶液消耗NaOH的物质的量为n(NaOH)＝0.010 mol

生成的氢气的物质的量为n(H₂)＝0.015 mol

那么由金属钠生成的氢气的物质的量为

n(H₂)＝－0.015 mol＝0.035 mol

根据反应①可得金属钠的物质的量为n(Na)＝2×0.035 mol＝0.070 mol

又因为反应后溶液中的NaOH的物质的量为

n(NaOH)＝2.0 L×0.050 mol·L^－1＝0.10 mol

所以溶液中Na^＋的总物质的量即原金属钠的总物质的量为

n(Na^＋)＝0.10 mol＋0.010 mol＝0.11 mol

n(Na₂O)＝＝0.020 mol

该钠块中钠元素的质量分数为：

×100%≈89%

答案　(1)①2Na＋2H₂O===2NaOH＋H₂↑

②Na₂O＋H₂O===2NaOH

③2Al＋2NaOH＋2H₂O===2NaAlO₂＋3H₂↑

(2)89%