题目内容

2.碱金属元素按原子序数增大,依次为:锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)、钫(Fr,放射性元素).请回答:
(1)常温常压下,将一定量锂单质投入到一定量重水中,锂完全反应,产生1.6g气体,过滤得到6.75g沉淀和100mL澄清溶液.则得到的澄清溶液中溶质的物质的量浓度为5.3mol/L.
(2)钠钾合金许多特殊反应中有着非常重要的应用.取59.80g钠钾合金和一定量四氯化碳在一定条件下恰好完全反应,制造出5.40g纳米级金刚石粉末.则该钠钾合金中钠元素和钾元素的质量比为1:3.

分析 (1)生成的气体为重氢,根据n=$\frac{m}{M}$计算出其物质的量,再根据反应关系式计算出消耗锂的物质的量,从而得出生成氢氧化锂的总物质的量;再计算出生成氢氧化锂沉淀的物质的量,便可以得到溶液中氢氧化锂的物质的量,再根据c=$\frac{n}{V}$得到的澄清溶液中溶质的物质的量浓度;
(2)发生反应有:CCl4+4Na$\stackrel{一定条件下}{→}$C(金刚石)+4NaCl、CCl4+4K$\stackrel{一定条件下}{→}$C(金刚石)+4KCl,设出金属钠和钾的物质的量,然后分别根据合金总质量、生成金刚石的量列式计算.

解答 解:(1)6.75g沉淀为氢氧化锂,物质的量为:$\frac{6.75g}{25g/mol}$=0.27mol,
1.6g重氢的物质的量为:$\frac{1.6g}{4g/mol}$=0.4mol,反应消耗锂的总物质的量为:0.4mol×2=0.8mol,
则溶液中氢氧化锂的物质的量为:0.8mol-0.27mol=0.53mol,
所以得到的澄清溶液中溶质的物质的量浓度为:$\frac{0.53mol}{0.1L}$=5.3mol/L,
故答案为:5.3mol/L;
(2)钠、钾与四氯化碳反应的方程式为:CCl4+4Na$\stackrel{一定条件下}{→}$C(金刚石)+4NaCl、CCl4+4K$\stackrel{一定条件下}{→}$C(金刚石)+4KCl,
设合金中钠、钾的物质的量分别为x、y,
则根据总质量可得:①23x+39y=59.80g,
根据反应方程式可知,生成金刚石的总量为:②12×(x+y)×$\frac{1}{4}$=5.40g,
联立①②解得:x=0.65、y=1.15,
则合金中钠、钾的质量比为:(23g/mol×0.65mol):(39g/mol×1.15mol)=1:3,
故答案为:1:3.

点评 本题考查了混合物反应的计算,题目难度中等,明确发生反应原理为解答关键,注意掌握质量守恒定律在化学计算中的应用,(1)中需要明确氢氧化锂分为两部分:一部分生成沉淀,另一部分为溶液中的溶质,为易错点.

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