Question

2．取10.8g表面被氧化为Na₂O的钠和10.8g铝，加入到263.8g水中，产生标准状况下得氢气15.68L，所得溶液的密度是1.42g/mL，试求：
（1）被氧化的钠的质量？
（2）所得溶液的物质的量浓度？

Answer 1

分析 （1）Na、Na₂O的混合物及Al加入水中发生的反应为2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑、Na₂O+H₂O=2NaOH、2NaOH+2Al+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，发生的反应中Na、Al失电子，H元素电子生成氢气，根据转移电子守恒计算Na的物质的量，再结合钠和氧化钠混合物的质量结合原子守恒计算被氧化Na的质量；
（2）先根据氢氧化钠、铝的物质的量之间关系确定溶液中溶质，根据溶液质量、密度计算溶液体积，再利用物质的量浓度公式计算所得溶液物质的量浓度．

解答 解：（1）Na、Na₂O的混合物及Al加入水中发生的反应为2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑、Na₂O+H₂O=2NaOH、2NaOH+2Al+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，发生的反应中Na、Al失电子，H元素电子生成氢气，根据转移电子守恒等n（Na）=$\frac{\frac{15.68L}{22.4L/mol}×2-\frac{10.8g}{27g/mol}×3}{1}$=0.2mol，m（Na）=0.2mol×23g/mol=4.6g，n（Na₂O）=$\frac{10.8g-4.6g}{62g/mol}$=0.1mol，根据Na原子守恒得被氧化n（Na）=2n（Na₂O）=0.2mol，
被氧化m（Na）=0.2mol×23g/mol=4.6g，
答：被氧化钠的质量为4.6g；
（2）根据Na原子守恒得n（NaOH）=n（Na）=0.4mol，n（Al）=$\frac{10.8g}{27g/mol}$=0.4mol，根据 2NaOH+2Al+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑知，氢氧化钠和铝恰好完全反应，所以
完全反应后溶液中的溶质为NaAlO₂，溶质的n（NaAlO₂）=n（Na）=0.4mol，溶液体积=$\frac{10.8g×2+263.8g-\frac{15.68L}{22.4L/mol}×2g/mol}{1.42g/mL}$=200mL=0.2L，c（NaAlO₂）=$\frac{0.4mol}{0.2L}$=2mol/L，
答：所得溶液的物质的量浓度是2mol/L．

点评 本题考查根据方程式的有关计算，为高频考点，侧重考查学生分析计算能力，注意结合原子守恒及转移电子守恒来计算，（2）题确定溶液中溶质成分是解本题难点，题目难度中等．