Question

9．已知常温下H₂的密度是0.893g/L，某烧杯中加入50.0mL水，并放入一小块金属钠，反应完全后冷却，称量所得溶液，其质量为52.2g，试求：
（1）加入钠的质量（用差量法求解）
（2）所得H₂在常温下的体积
（3）所得溶液中NaOH的质量分数．

Answer 1

分析 （1）Na和水反应方程式为2Na+2H₂O═2NaOH+H₂↑，反应前后溶液质量增加量=钠的质量-氢气质量，根据差量法计算参加反应的Na的质量；
（2）根据转移电子守恒计算生成氢气质量，再根据V=$\frac{m}{ρ}$计算氢气体积；
（3）根据原子守恒计算n（NaOH），再根据m=nM计算NaOH质量，溶液中NaOH质量分数=$\frac{溶质质量}{溶液质量}×100%$．

解答 解：（1）Na和水反应方程式为2Na+2H₂O═2NaOH+H₂↑，反应前后溶液质量增加量=钠的质量-氢气质量，设参加反应的Na的质量为x，
2Na+2H₂O═2NaOH+H₂↑△m
46                   44
x            52.2g-50.0g=2.2g
46：44=x：2.2g
x=$\frac{2.2g×46g}{44}$=2.3g，
答：参加反应的Na的质量为2.3g；
（2）n（Na）=$\frac{2.3g}{23g/mol}$=0.1mol，根据转移电子守恒得生成n（H₂）=$\frac{0.1mol×1}{2}$=0.05mol，V（H₂）=$\frac{m}{ρ}$=$\frac{0.05mol×2g/mol}{0.893g/L}$=0.112L，
答：所得氢气在常温下体积为0.112L；
（3）根据原子守恒得n（NaOH）=n（Na）=0.1mol，m（NaOH）=nM=0.1mol×40g/mol=4g，溶液中NaOH质量分数=$\frac{溶质质量}{溶液质量}×100%$=$\frac{4g}{52.2g}$×100%=7.7%，
答：溶液中氢氧化钠的质量分数为7.7%．

点评 本题考查化学方程式有关计算，为高频考点，侧重考查学生分析计算能力，明确各个物理量之间的关系式是解本题关键，知道差量法的正确运用，题目难度不大．