Question

取一小塊鈉在空氣中加熱片刻后與一定量的水反應，收集到168mL氣體（標準狀況），向所得溶液中滴入1.00mol?L^-1的鹽酸溶液30.00mL恰好中和完全，將產生的氣體在適當條件下點燃，恰好完全反應．求鈉塊在空氣中加熱片刻后所得到的固體成分及其分別的質量：

Answer 1

考點：鈉的化學性質

專題：金屬概論與堿元素

分析：鈉在空氣中加熱反應生成過氧化鈉、氧化鈉，過氧化鈉與水反應生成氧氣，鈉與水反應生成氫氧化鈉和氫氣，依據鹽酸與氫氧化鈉反應結合鈉原子個數守恒計算生成氫氧化鈉的物質的量，依據產生氫氣與氧氣在適當條件下點燃，恰好完全反應，結合方程式計算鈉和過氧化鈉的質量．

解答： 解：設鈉物質的量為xmol，過氧化鈉的物質的量為ymol，氧化鈉的質量為z；
收集到氣體體積n=

0.168L

22.4L/mol

=0.0075mol；消耗鹽酸的物質的量n=1.00mol?L^-1×0.03L=0.03mol，
鈉與水反應方程式：2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑；
                 2         2    1 
                 x        x     0.5x
過氧化鈉與水反應的方程式為：2Na₂O₂ +2H₂O═4NaOH+O₂↑，
                           2            4     1
                           y            2y    0.5y            由題意知：0.5x+0.5y=0.0075mol；

氧化鈉與水反應：Na₂O+H₂O=2NaOH
                 1       2
                 z        2z
 氫氧化鈉與鹽酸反應方程式：NaOH+HCl=NaCl+H₂O
                           1     1
                            x+2y x+2y+2z              由題意知：x+2y+2z=0.03mol；
氫氣與氧氣反應的方程式：2H₂+O₂=2H₂O；
                       2   1
                    0.5x    0.5y                由題意可知：0.5x：0.5y=2：1；
0.5x+0.5y=0.0075mol；
x+2y+2z=0.03mol；
0.5x：0.5y=2：1；
解得x=0.01mol，y=0.005mol，z=0.05mol；
則鈉的質量=0.01mol×23g/mol=0.23g；
過氧化鈉的質量=0.005mol×78g/mol=0.39g；
氧化鈉的質量=0.005mol×62g/mol=0.31g；
答：鈉塊在空氣中加熱片刻后所得到的固體成分及其分別的質量為鈉0.23g、過氧化鈉0.39g、氧化鈉0.31g．

點評：本題考查了有關方程式的計算，題目難度不大，熟悉鈉及其氧化物的性質是解題關鍵．