题目内容

15．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）钠铝合金可作核反应堆的载热介质．取1.46g的钠铝合金放入水中，合金全部溶解，放出1.12L氢气（标准状况），则该钠铝合金的化学式为Na2Al．
（2）NaCN是一种剧毒的化工原料，可用双氧水处理含NaCN的废液，发生反应的方程式为：NaCN+H2O2+H2O=NaHCO3+NH3．若处理含NaCN 4.90g的废液，需用15%的H2O221.65mL．（已知15% H2O2的密度是1.047g/mL）（保留2位小数）
（3）向100mL NaOH溶液中通入一定量的CO2气体，充分反应后得到溶液A，再向A中逐滴加入0.2mol/L的盐酸，产生CO2的体积与所加盐酸体积之间关系如图所示．试计算溶液A的溶质成份及其物质的量．
（4）常温下，称取不同氢氧化钠样品溶于水，加盐酸中和至pH=7，然后将溶液蒸干得氯化钠晶体，蒸干过程中产品无损失．
氢氧化钠质量（g）氯化钠质量（g）
①2.403.51
②2.322.34
③3.483.51
上述实验①②③所用氢氧化钠均不含杂质，且实验数据可靠．通过计算，分析和比较上表3组数据，给出结论．

分析 （1）设Na、Al的物质的量分别为x、y，n（H2）=$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，结合电子守恒及质量关系计算；
（2）由NaCN+H2O2+H2O=NaHCO3+NH3可知，49gNaCN恰好与34gH2O2反应，结合V=$\frac{m}{ρ}$计算；
（3）当向100mLNaOH溶液中通入一定量的CO2气体25mL时，可能发生的反应有：2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O或NaOH+CO2═NaHCO3两种可能的情况，通过图象关系，当向溶液中加盐酸的体积25mL时，无气体出现，说明此段内发生了如下反应：HCl+Na2CO3═NaHCO3+NaCl，在加盐酸时产生气体，发生NaHCO3+HCl═CO2↑+NaCl，结合反应及图中数据计算；
（4）根据n=$\frac{m}{M}$计算各组实验中NaCl的物质的量，进而确定氢氧化钠的物质的量，再根据M=$\frac{m}{n}$计算各组氢氧化钠样品的摩尔质量，据此确定是否含有结晶水，确定样品组成进而得出结论．

解答 解：（1）Na、Al的物质的量分别为x、y，n（H2）=$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，则
$\left\{\begin{array}{l}{23x+27y=1.46}\\{x+3y=0.05×2×（1-0）}\end{array}\right.$，
解得x=0.04mol，y=0.02mol，
则Na、Al原子个数比为1：2，合金的化学式为Na2Al，
故答案为：Na2Al；
（2）由NaCN+H2O2+H2O=NaHCO3+NH3可知，49gNaCN恰好与34gH2O2反应，则处理含NaCN 4.90g的废液，需用15%的H2O2为$\frac{\frac{3.4g}{15%}}{1.047g/mL}$=21.65 mL，
故答案为：21.65；
（3）向100mLNaOH溶液中通入一定量的CO2气体25mL时，可能发生的反应有：2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O或NaOH+CO2═NaHCO3两种可能的情况，通过图象关系，当向溶液中加盐酸的体积25mL时，无气体出现，说明此段内发生了如下反应：
HCl+Na2CO3═NaHCO3+NaCl，在加盐酸时产生气体，根据当加盐酸反应完毕时，消耗盐酸100mL，溶液中有则有 Na2CO3 xmol，生成 NaHCO3 mmol      
        Na2CO3+HCl═NaHCO3+NaCl
      1mol    1mol    1mol
    x  0.025L×0.2mol/L   mmol
解得：x=0.005mol，m=0.005mol
设75mL盐酸反应的NaHCO3的物质的量ymol，则有
          NaHCO3+HCl═CO2↑+NaCl 
           1mol   1mol     
           ymol  0.075L×0.2mol/L
解得：y=0.015mol，
则A中含Na2CO3 0.005mol，NaHCO3为0.015mol-0.005mol=0.01mol，
答：溶液A的溶质成份及其物质的量为NaHCO3：0.01 mol、Na2CO3：0.005 mol；
（4）实验①中NaCl的物质的量为$\frac{3.51g}{58.5g/mol}$=0.06mol，由钠离子守恒，故NaOH样品的物质的量为0.06mol，氢氧化钠样品的摩尔质量为$\frac{2.4g}{0.06mol}$=40g/mol，故为所取氢氧化钠样品为NaOH；
实验②中NaCl的物质的量=$\frac{2.34g}{58.5g/mol}$=0.04mol，由钠离子守恒，故NaOH样品的物质的量为0.04mol，氢氧化钠样品的摩尔质量=$\frac{2.32g}{0.04mol}$=58g/mol，故为所取氢氧化钠样品含有结晶水，结晶水数目=$\frac{58-40}{18}$=1，故所取氢氧化钠样品应是NaOH．H2O；
实验③中NaCl的物质的量为$\frac{3.51g}{58.5g/mol}$=0.06mol，由钠离子守恒，故NaOH样品的物质的量为0.06mol，氢氧化钠样品的摩尔质量=$\frac{3.48g}{0.06mol}$=58g/mol，故为所取氢氧化钠样品含有结晶水，结晶水数目=$\frac{58-40}{18}$=1，故所取氢氧化钠样品应是NaOH．H2O，
由上述分析，可得出结论：实验①所取氢氧化钠样品为NaOH、实验②③所取氢氧化钠样品为NaOH．H2O，
答：可得出结论：实验①所取氢氧化钠样品为NaOH、实验②③所取氢氧化钠样品为NaOH．H2O．

点评 本题考查氧化还原反应计算及化学反应方程式的计算，为高频考点，把握发生的反应及电子守恒、原子守恒法为解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，题目难度不大．

练习册系列答案
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