Question

11．将23g金属钠投入到100mL水中，使其充分反应，假设反应后溶液的体积不变．试计算：
（1）反应后所得溶液溶质的物质的量浓度是多少？
（2）产生标准状况下的气体多少毫升？
（3）所得溶液与0.1mol/LH₂SO₄溶液恰好完全反应，则需要H₂SO₄溶液的体积为多少毫升？

Answer 1

分析 （1）发生反应：2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑，根据方程式计算NaOH物质的量，再根据c=$\frac{n}{V}$计算NaOH的物质的量浓度；
（2）根据方程式计算生成氢气的物质的量，再根据V=nV_m计算氢气体积；
（3）发生反应：2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O，则n（NaOH）=2n（H₂SO₄），进而计算需要硫酸的体积．

解答 解：（1）0.23g金属钠的物质的$\frac{23g}{23g/mol}$=1mol，
令生成的氢氧化钠的物质的量为ymol，则：
2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑
2                 2
1mol           ymol
所以2：2=1mol：ymol，解得y=1mol
故所得氢氧化钠溶液的物质的量浓度为$\frac{1mol}{0.1L}$=10mol/L，
答：反应后所得溶液溶质的物质的量浓度是10mol/L．
（2）令生成氢气的物质的量为xmol，则：
2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑
2                            1
1mol                       xmol
故2：1=1mol：xmol，解得x=0.5
故标准状况下氢气的体积为0.5mol×22.4L/mol=11.2L=11200mL，
答：产生的氢气在标准状况下的体积为11200mL．
（3）发生反应：2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O，所得溶液与0.1mol/LH₂SO₄溶液恰好完全反应，则n（NaOH）=2n（H₂SO₄），设需要H₂SO₄溶液的体积是V，则1mol=0.1mol/L×2×VL，解得V=5L=5000mL，
答：需要H₂SO₄溶液的体积为5000mL．

点评 本题考查化学方程式有关计算，比较基础，掌握以物质的量为中心的计算，理解化学方程式的意义．