Question

标准状况时，将21g过氧化钠与铝粉混合物加入100mL水中，充分反应混合物完全溶解，并收集到5.6L气体．计算
：
（1）收集到气体的组成．
（2）若反应后溶液体积仍为100mL，计算反应后溶液中Na⁺和OH^-的物质的量浓度．

Answer 1

考点：有关混合物反应的计算,化学方程式的有关计算

专题：计算题

分析：发生反应有：2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑、2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，
（1）生成的气体为氧气与氢气，过氧化钠与Al都完全反应，设过氧化钠与Al的物质的量分别为x mol、y mol，根据二者质量之和及生成气体的体积之和列方程计算；
（2）结合方程式计算判断NaOH是否完全反应、生成偏铝酸钠的物质的量，确定NaOH物质的量，再根据c=

n

V

计算反应后溶液中Na⁺和OH^-的物质的量浓度．

解答： 解：（1）发生反应有：2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑、2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，生成的气体为氧气与氢气的混合物，
设过氧化钠与Al的物质的量分别为x、y，过氧化钠与Al都反应，则：
2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，
  x         2x  0.5x
2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，
  y    y          y   1.5y
则：78x+27y=21、0.5x+1.5y=

5.6L

22.4L/mol

=0.25mol，
解得：x=0.24mol、y=0.087mol，
所以混合气体中氧气的物质的量为：0.5x=0.12mol，标况下体积为：22.4L/mol×0.12mol=2.68L，
生成氢气的物质的量为：1.5y=0.1305mol，标况下生成氢气的体积为：22.4L/mol×0.1305mol=2.92L，
答：收集到气体为2.68L氧气、2.92L氢气；
（2）由方程式可知，过氧化钠反应生成氢氧化钠为：2×0.24mol=0.48mol，
Al反应消耗的NaOH为0.087mol、生成的偏铝酸钠为0.087mol，
故溶液中剩余氢氧化钠的物质的量为：0.48mol-0.087mol=0.393mol，
溶液中Na⁺的物质的量浓：

0.48mol

0.1L

=4.8mol/L；
OH^-的物质的量浓度为：

0.393mol

0.1L

=3.93mol/L，
答：反应后溶液中Na⁺和OH^-的物质的量浓度分别为4.8mol/L、3.93mol/L．

点评：本题考查混合物反应的有关计算，为高频考点，题目难度中等，注意题目中反应物全部反应，明确反应实质为解答关键，试题培养了学生的化学计算能力．