题目内容

钠是活泼的碱金属元素,钠及其化合物在生产和生活中有广泛的应用.
完成下列计算:
(1)将4.6g金属钠投入100克水中,充分反应.已知:2Na+2H2O→2NaOH+H2
①生成标准状况下氢气
 
L.
②求反应后溶液中NaOH的质量分数
 
%.(两位小数)
(2)将10g CO和CO2的混合气体,通过装有足量过氧化钠的干燥管,反应后干燥管的总质量增加了5.6g.
已知:2Na2O2+2CO2→2Na2CO3+O2,求原混合气体中CO2的质量分数.计算过程:
 

(3)NaHCO3在潮湿的空气中会缓慢分解,Na2CO3会吸收空气中的水分:
Na2CO3+nH2O→Na2CO3?nH2O(n为平均值,n≤10).
取没有妥善保管已部分变质的NaHCO3样品A 9.16g,溶于水配成溶液,慢慢滴入稀盐酸并不停地搅拌,加入盐酸的体积与生成的CO2的体积(标准状况)如下表.(不计溶于水的CO2气体)
盐酸体积(mL) 8 15 20 50 x 120 150
生成CO2体积(mL) 0 112 224 896 2240 2240 2240
已知:碳酸钠溶液中逐滴滴入稀盐酸时,反应分两步进行:
Na2CO3+HCl→NaHCO3+NaCl  NaHCO3+HCl→NaCl+CO2↑+H2O
试求:
①滴入稀盐酸的物质的量浓度为:
 

②当加入盐酸后,生成CO2体积不再增加时,x的最小值为
 

③部分变质后样品A中:NaHCO3的物质的量;Na2CO3?nH2O的物质的量以及n值.计算过程:
 
分析:(1)n(Na)=
4.6g
23g/mol
=0.2mol,结合反应的化学方程式计算;
(2)CO2和CO的混合气体,通过装有足量Na2O2的干燥管,只有CO2和Na2O2反应,根据方程式2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2利用差量法计算;
(3)溶液中加入盐酸8mL时发生Na2CO3+HCl═NaHCO3+NaCl,利用15mL~20mL盐酸发生NaHCO3+HCl═NaCl+CO2↑+H2O来计算稀盐酸的浓度;由表格中的数据可知,最终生成二氧化碳2240mL,结合碳原子守恒及质量关系来列式计算即可解答.
解答:解:(1)n(Na)=
4.6g
23g/mol
=0.2mol,
2Na+2H2O→2NaOH+H2
2mol      80g   22.4L
0.2mol    m      V
①V=
0.2mol×22.4L
2mol
=2.24L,
故答案为:2.24; 
②m=
0.2mol×80g
2mol
=8g,
反应后溶液的质量为100g+4.6g-m(H2)=104.6g-0.2g=104.4g,
则反应后溶液中NaOH的质量分数
8g
104.4g
×100%
=7.66%,
故答案为:7.66;
(2)CO2和CO的混合气体,通过装有足量Na2O2的干燥管,只有CO2和Na2O2反应,
设原混合气体中CO2的质量为xg
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2  固体质量增加(g)
        88                       56
        x                       5.6g
解之得:x=8.8g
所以原混合气体中CO2的质量分数=
8.8g
10g
=0.88,
故答案为:0.88;
(3)①15mL~20mL盐酸发生NaHCO3+HCl═NaCl+CO2↑+H2O,设HCl的物质的量为n,则
NaHCO3+HCl═NaCl+CO2↑+H2O
        1         1
        n       
(224-112)×10-3
22.4
mol
解答得n=0.005mol,
则稀盐酸的浓度为
0.005mol
0.005L
=1.0mol/L,
故答案为:1mol/L;
 ②由表中的数据可知,溶液中n(CO32-)+n(HCO3-)=
2240×10-3
22.4
mol=0.1mol,
用于将CO32-转变为HCO3-的HCl的物质的量为15×10-3L×1.0mol/L-
112×10-3
22.4
mol=0.01mol,
故n(NaHCO3)=0.1mol-0.01mol=0.09mol,
n(H2O)=
9.16g-0.09mol×84g/mol-106g/mol×0.01mol
18g/mol
=0.03mol,
则n=
0.03mol
0.01mol
=3,
即样品A中含有0.090molNaHCO3,0.010molNa2CO3?3H2O,
由反应结束时n(Na)=n(Cl)可知,最小消耗的HCl的物质的量为0.01mol×2+0.09mol=0.11mol,
则x=
0.11mol
1.0mol/L
=0.11L=110mL,
故答案为:110;
③由②的计算可知,样品A中含有0.090molNaHCO3,0.010molNa2CO3?3H2O,
故答案为:样品A中含有0.090mol NaHCO3,0.010mol Na2CO3?3H2O,n=3.
点评:本题综合考查钠的化合物以及相关计算,侧重于学生利用化学反应方程式进行计算及表格中的数据应用,难度较大,易错点为(3),明确加入15mL盐酸时确定将CO32-转变为HCO3-的HCl的物质的量及原子守恒法的应用是解答本题的关键,也是解答中的难点.
练习册系列答案
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铵盐的质量/g

10.00

20.00

30.00

50.00

浓硫酸增加的质量/g

m

m

1.29

0

 

试回答:

该铵盐的成分为_______________________________。

该铵盐中氮元素的质量分数为:_______________________________(须列式计算)。

 

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