Question

在隔绝空气的条件下，某同学将一块质量为5g，部分被氧化的钠块用一张已用针刺一些小孔且打磨过的光亮铝箔包好，然后放入盛有水的水槽中．待钠块反应完全后，此时 测得铝箔质量比反应前减少了0.54g，水槽中溶液的总体积为2.0L，且溶液中NaOH的浓
度为0.090mol?L^-1
（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

考点：化学方程式的有关计算

专题：计算题

分析：（1）部分被氧化的钠用除去氧化膜并用针刺一些小孔的铝箔包好放入水中，氧化钠与水反应生成氢氧化钠，钠与水反应生成氢氧化钠与氢气，铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠与氢气；
（2）反应的有关方程式为：Na₂O+H₂O=2NaOH，2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑，2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，根据铝的质量可计算出铝与NaOH反应消耗氢氧化钠的物质的量，和反应后溶液中氢氧化钠的量，根据Na元素质量守恒的角度列式解答．

解答： 解：（1）部分被氧化的钠用除去氧化膜并用针刺一些小孔的铝箔包好放入水中，氧化钠与水反应生成氢氧化钠，钠与水反应生成氢氧化钠与氢气，铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠与氢气，反应方程式为：Na₂O+H₂O=2NaOH，2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑，2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，
答：实验中发生反应的化学方程式为2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑、Na₂O+H₂O=2NaOH、2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑；
（2）n（Al）=0.54g/27g?mol^-1=0.020mol
根据反应2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑可得由铝消耗NaOH的物质的量为n（NaOH）=0.020mol
又因为反应后溶液中的NaOH的物质的量为n（NaOH）=2.0L×0.090mo1?L^-1=0.180mol
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⁺）=0.180mol+0.020mol=0.2mol
 该钠块中钠元素的质量分数为：0.2mol×23 g?mol^-1=4.6g，所以钠块中钠元素的质量分数：

4.6g

5g

×100%=92%，
答：该钠块中钠元素的质量分数约为92%．

点评：本题考查钠的性质以及混合物的计算等，过程比较复杂，解题时注意从守恒的角度计算，可以利用方程式计算，题目难度中等．