Question

钠是活泼的碱金属元素，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)叠氮化钠(NaN₃)受撞击完全分解产生钠和氮气，故可应用于汽车安全气囊。若产生40.32 L(标准状况下)氮气，至少需要叠氮化钠________ g。

(2)钠—钾合金可在核反应堆中用作热交换液。5.05 g钠—钾合金溶于200 mL水生成0.075 mol氢气。

①计算溶液中氢氧根离子的物质的量浓度(忽略溶液体积变化)。

②计算并确定该钠－钾合金的化学式。

(3)氢氧化钠溶液处理铝土矿并过滤，得到含铝酸钠的溶液。向该溶液中通入二氧化碳，有下列反应：2NaAl(OH)₄＋CO₂―→2Al(OH)₃↓＋Na₂CO₃＋H₂O，己知通入二氧化碳336 L(标准状况下)，生成24 mol Al(OH)₃和15 mol Na₂CO₃，若通入溶液的二氧化碳为112 L(标准状况下)，计算生成的Al(OH)₃和Na₂CO₃的物质的量之比。

Answer 1

解析　(1)利用“N”守恒可知需m(NaN₃)＝(40.32 L/22.4 L·mol^－1)×2/3×65 g·mol^－1＝78 g。

(2)①由反应方程式可知产生1 mol H₂同时生成2 mol OH^－，故c(OH^－)＝(0.075 mol×2)/0.2 L＝0.75 mol·L^－1；②设合金中Na、K的物质的量分别为a mol、b mol，然后利用质量守恒与得失电子守恒可得方程式：a＋b＝0.75×2和23a＋39b＝5.05，解之得a＝0.050 mol、b＝0.10 mol，故可得到合金的化学式为NaK₂。

(3)若溶液中仅含NaAl(OH)₄，利用方程式可知得到24 mol Al(OH)₃的同时生成12 mol Na₂CO₃，而实际得到24 mol Al(OH)₃与15 mol Na₂CO₃，说明溶液中含有NaOH，且NaOH优先与CO₂反应生成Na₂CO₃，利用Na守恒知溶液中n(NaOH)＝(15－12) mol×2＝6 mol，故通入112 L CO₂(5 mol)先与NaOH作用消耗CO₂ 3 mol生成3 mol Na₂CO₃，然后2 mol CO₂与NaAl(OH)₄作用得到4 mol Al(OH)₃和2 mol Na₂CO₃，故生成n[Al(OH)₃]∶n(Na₂CO₃)＝4∶(3＋2)＝4∶5。

答案　(1)78　(2)①c(OH^－)＝×1 000＝0.75(mol·L^－1)　②设上述合金中含a mol Na、b mol K，a＋b＝0.75×2，23a＋39b＝5.05，a＝0.050 mol，b＝0.10 mol，该钠—钾合金化学式为NaK₂　(3)溶液含NaOH，NaOH与CO₂反应生成的Na₂CO₃：15－×24＝3(mol)，112 L CO₂的物质的量：112/22.4＝5(mol)，n[Al(OH)₃]∶n(Na₂CO₃)＝[(5－3)×2]∶5＝4∶5