Question

13．将一块表面已被氧化成氧化钠的钠块投入水中，完全反应后收集到气体224mL（标准状况），得到100mL溶液，向上述溶液中逐滴滴加1mol•L^-1的稀盐酸30mL恰好完全中和．
（1）写出钠与水发生反应的离子方程式，并标出电子转移的方向和数目．
（2）计算所得NaOH溶液的物质的量浓度．
（3）求钠块中氧化钠的质量分数．（请写出计算过程．）

Answer 1

分析 （1）钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，2Na$\stackrel{-2e-}{→}$2 Na⁺，2H₂O$\stackrel{+2e-}{→}$2OH^-+H₂↑；
（2）根据n（NaOH）=n（HCl），结合c=$\frac{n}{V}$计算求解；
（3）Na和水反应生成H₂，由n（H₂）=$\frac{V}{{V}_{m}}$计算n（Na），$\frac{1}{2}$n（Na₂O）+n（Na）=n（NaOH）=0.03mol，带入m=nM计算Na、Na₂O的质量，最后带入ω=$\frac{m（N{a}_{2}O）}{m（Na）+m（N{a}_{2}O）}$×100%计算．

解答 解：（1）钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，离子方程式为2Na+2H₂O═2Na⁺+2OH^-+H₂↑，2Na$\stackrel{-2e-}{→}$2 Na⁺，2H₂O$\stackrel{+2e-}{→}$2OH^-+H₂↑，，
答：钠与水发生反应的离子方程式为2Na+2H₂O═2Na⁺+2OH^-+H₂↑，转移电子情况为；
（2）根据n（NaOH）=n（HCl）=1mol•L^-1×30×10^-3L=0.03mol，所得NaOH溶液中溶质的物质的量浓度c=$\frac{n}{V}$=$\frac{0.03mol}{0.1L}$=0.3mol/L，
答：NaOH溶液中溶质的物质的量浓度为0.3mol/L；
（3）n（H₂）=$\frac{V}{{V}_{m}}$=$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$=0.01mol，由2Na+2H₂O═2Na⁺+2OH^-+H₂↑，可知n（Na）=2n（H₂）=0.02mol，m（Na）=0.02mol×32g/mol=0.46g，
由$\frac{1}{2}$n（Na₂O）+n（Na）=n（NaOH）=0.03mol可知，n（Na₂O）=$\frac{1}{2}×$（0.03mol-0.02mol）=0.005mol，m（Na₂O）=0.005mol×62g/mol=0.31g，
因此钠块中氧化钠的质量分数ω=$\frac{m（N{a}_{2}O）}{m（Na）+m（N{a}_{2}O）}$×100%=$\frac{0.31g}{0.46g+0.31g}$×100%=40%，
答：钠块中氧化钠的质量分数为40%．

点评 本题考查化学方程式的有关计算，为高频考点，侧重考查学生分析计算能力，注意原子守恒的灵活运用，注意溶液质量分数的计算方法，为易错点．