Question

7．将质量为1.15g钠用刺了孔的铝箔包裹后放入水中，反应结束后共收集到0.055mol气体．请回答下列问题：
（1）1.15g钠与水反应，理论上生成气体的体积（标准状况）为0.56L．
（2）Al和NaOH溶液反应也能生成H₂，写出该反应的离子方程式：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，该反应的氧化剂是H₂O．
（3）若反应后溶液的体积为50mL，求溶液中NaOH的物质的量浓度？（要求写出计算过程）

Answer 1

分析 （1）发生反应：2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑，根据方程式中对比关系计算生成氢气体积；
（2）发生反应：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，反应本质是Al与水反应生成氢氧化铝与氢气，氢氧化铝又与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与水，反应中水是氧化剂；
（3）氢气的总体积减去钠与水反应生成氢气的体积就是铝与氢氧化钠反应生成的氢气体积，根据方程式恒计算NaAlO₂物质的量、Al反应消耗NaOH物质的量，进而计算溶液中NaOH的物质的量浓度．

解答 解：（1）设生成氢气的体积为V，则：
2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑
46g           22.4L
1.15g           V
V=$\frac{22.4L×1.15g}{46g}$=0.56L
故答案为：0.56L；
（2）发生反应：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，反应离子方程式为：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，反应本质是Al与水反应生成氢氧化铝与氢气，氢氧化铝又与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与水，反应中水是氧化剂，
故答案为：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；H₂O；
（3）1.15g Na的物质的量为$\frac{1.15g}{23g/mol}$=0.05mol，
Na反应生成氢气物质的量为$\frac{0.56L}{22.4L/mol}$=0.025mol，
则Al反应生成氢气为0.055mol-0.025mol=0.03mol，
2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑
2mol 2mol              3mol
0.02 0.02mol           0.03mol
所以剩余氢氧化钠0.05mol-0.02mo=0.03mol，故氢氧化钠的物质的量浓度=$\frac{0.03mol}{0.05L}$=0.6mol/L；
答：混合溶液中NaOH的物质的量浓度为0.6mol/L．

点评 本题考查混合物有关计算，注意氢气来源于钠与水反应及铝和氢氧化钠反应，题目难度中等．