Question

【题目】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

【答案】78 0.75(mol·L－1) NaK2 4∶5

【解析】

(1)反应的方程式为2NaN32Na+3N2↑，根据方程式计算；

(2)结合反应的方程式2Na+2H2O═2NaOH+H2↑、2K+2H2O═2KOH+H2↑计算；

(3)根据通入336L二氧化碳生成氢氧化铝的物质的量，结合方程式计算与NaAl(OH)4反应生成的碳酸钠的物质的量，进而计算溶液中氢氧化钠反应生成碳酸钠的物质的量；根据n＝计算112L二氧化碳的物质的量，根据碳元素守恒计算112L二氧化碳反应生成碳酸钠的物质的量，减去氢氧化钠反应生成的碳酸钠可得112L二氧化碳与NaAl(OH)4反应生成的碳酸钠的物质的量，结合方程式计算生成Al(OH)3的物质的量，据此解答。

(1)40.32 L(标准状况下)氮气的物质的量为=1.8mol，反应的方程式为2NaN32Na+3N2↑，则参加反应的叠氮化钠的质量为1.8mol××65g/mol＝78g；

(2)设钠、钾的物质的量分别为a、b，反应的方程式为2Na+2H2O═2NaOH+H2↑、2K+2H2O═2KOH+H2↑，则a+b＝0.075mol×2＝0.15mol，该溶液中氢氧根离子的物质的量浓度是＝0.75mol/L，且23a+39b＝5.05(质量守恒)，解之得a＝0.050mol，b＝0.10mol，n(Na):n(K)＝1:2，该钠﹣钾合金化学式为NaK2；

(3)通入336L二氧化碳生成24mol Al(OH)3，由2NaAl(OH)4+CO2→2Al(OH)3↓+Na2CO3+H2O可知，该反应生成的碳酸钠的物质的量＝24mol×＝12mol，故溶液中氢氧化钠反应生成碳酸钠的物质的量＝15mol﹣12mol＝3mol；112L二氧化碳的物质的量＝＝5mol，根据碳元素守恒可知112L二氧化碳反应生成碳酸钠的物质的量＝5mol，故112L二氧化碳与NaAl(OH)4反应生成的碳酸钠的物质的量＝5mol﹣3mol＝2mol，结合方程式可知，112L二氧化碳反应生成Al(OH)3的物质的量＝2mol×2＝4mol，故生成的Al(OH)3和Na2CO3的物质的量之比＝4mol:5mol＝4:5。