Question

5．将15.6g Na₂O₂和5.4g Al同时放入一定量的水中，充分反应后得到200mL溶液，再向该溶液中缓慢通入标准状况下的HCl气体6.72L，若反应过程中溶液的体积保持不变，则下列说法正确的是（　　）

• A． 标准状况下，反应过程中得到6.72L的气体
• B． 最终得到7.8g沉淀
• C． 最终得到的溶液中只含NaCl溶质
• D． 最终得到的溶液中c（Na⁺）=1.5mol/L

Answer 1

分析 15.6gNa₂O₂的物质的量为：$\frac{15.6g}{78g/mol}$=0.2mol，5.4gAl的物质的量为$\frac{5.4g}{27g/mol}$=0.2mol，首先发生反应2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑，生成NaOH为0.4mol，再发生2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑，由方程式可知Al完全反应，剩余NaOH为0.4mol-0.2mol=0.2mol，生成NaAlO₂为0.2mol，通入标准状况下的HCl气体6.72L，物质的量为：$\frac{6.72L}{22.4L/mol}$=0.3mol，首先发生反应NaOH+HCl═NaCl+H₂O，剩余HCl为0.3mol-0.2mol=0.1mol，再发生反应NaAlO₂+HCl+H₂O═Al（OH）₃↓+NaCl，由方程式可知，NaAlO₂有剩余，HCl完全反应，生成Al（OH）₃为0.1mol，最终溶液中溶质为NaAlO₂、NaCl，据此减小解答．

解答 解：15.6gNa₂O₂的物质的量为：n（Na₂O₂）=$\frac{15.6g}{78g/mol}$=0.2mol，5.4gAl的物质的量为：n（Al）=$\frac{5.4g}{27g/mol}$=0.2mol，则：
首先：2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑
        0.2mol             0.4mol   2.24L      
然后：2Al+2H₂O+2NaOH═2NaAlO₂+3H₂↑
      0.2mol         0.2mol     0.2mol     6.72L
则剩余NaOH的物质的量为：0.4mol-0.2mol=0.2mol，生成NaAlO₂的物质的量为0.2mol，生成O₂的体积为2.24L、H₂为6.72L；
向溶液中通入标准状况下的HCl气体6.72L，物质的量为：n（HCl）=$\frac{6.72L}{22.4L/mol}$=0.3mol，则：
    HCl+NaOH═NaCl+H₂O
  0.2mol 0.2mol   0.2mol
剩余HCl为：0.3mol-0.2mol=0.1mol，生成0.2molNaCl，
NaAlO₂+HCl+H₂O═Al（OH）₃↓+NaCl，
0.1mol 0.1mol         0.1mol        0.1mol
故NaAlO₂有剩余，HCl完全反应，剩余NaAlO₂为0.2mol-0.1mol=0.1mol，生成Al（OH）₃为0.1mol、NaCl为0.1mol，反应后溶液中含有0.3molNaCl、0.1molNaAlO₂，
A．生成O₂为2.24L、H₂为6.72L，故生成气体总体积为2.24L+6.72L=8.96L，故A错误；
B．最终生成Al（OH）₃为0.1mol，质量为0.1mol×78g/mol=7.8g，故B正确；
C．反应后生成了0.3molNaCl，最终还剩余0.1molNaAlO₂，最终溶液中溶质为NaAlO₂、NaCl，故C错误；
D．根据钠离子守恒可知，反应后溶液中n（Na⁺）=2n（Na₂O₂）=2×0.2mol=0.4mol，则最终溶液中钠离子浓度为：c（Na⁺）=$\frac{0.4mol}{0.2L}$=2mol/L，故D错误；
故选B．

点评 本题考查化学方程式的计算、混合物的计算、钠的化合物与铝单质及化合物的性质等知识，题目难度较大，根据过量计算判断发生的反应是解题的关键，试题有利于提高学生的化学计算能力．