Question

14．過氧化鈉與鋁粉混合物18.3g，加入100mL水，充分反應后混合物完全溶解，并收集到5.6L氣體（標準狀況）．
（1）寫出鋁粉參加反應的離子方程式2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑．
（2）收集到的氣體成分是氧氣、氫氣，體積比是2：3．反應后溶液中NaAlO₂的物質的量濃度是（設溶液體積不變）1mol/L．

Answer 1

分析 （1）鋁粉參加反應的方程式為：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，根據此書寫離子方程式；
（2）發生反應有：2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，生成的氣體為氧氣與氫氣，過氧化鈉與Al都反應，令過氧化鈉與Al的物質的量分別為x mol、y mol，根據二者質量之和及生成氣體的體積之和列方程，據此計算解答；結合方程式計算判斷NaOH是否完全反應、生成偏鋁酸鈉的物質的量，確定NaOH物質的量，再根據c=$\frac{n}{V}$計算．

解答 解：（1）鋁粉參加反應的方程式為：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，所以離子方程式為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，故答案為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
（2）令過氧化鈉與Al的物質的量分別為x mol、y mol，過氧化鈉與Al都反應，則：
2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，
xmol        2xmol  0.5xmol
2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，
ymol ymol       ymol    1.5ymol
所以$\left\{\begin{array}{l}{78x+27y=18.3}\\{0.5x+1.5y=\frac{5.6}{22.4}}\end{array}\right.$
解得：x=0.2，y=0.1，
故生成氧氣與氫氣的體積之比為0.5×0.2mol：1.5×0.1mol=2：3，
由方程式可知，過氧化鈉反應生成氫氧化鈉為2×0.2mol=0.4mol，Al反應消耗的NaOH為0.1mol、生成的偏鋁酸鈉為0.1mol，故溶液中氫氧化鈉為0.4mol-0.1mol=0.3mol，
溶液中氫氧化鈉的物質的量濃度=$\frac{0.3mol}{0.1L}$=3mol/L，
偏鋁酸鈉的物質的量濃度=$\frac{0.1mol}{0.1L}$=1mol/L，
故答案為：氧氣、氫氣；2：3；1mol/L．

點評 本題考查混合物的有關計算，難度中等，注意題目中物質全部反應，注意題目涉及過量計算，充分利用方程式計算．