Question

5．將15.6g Na₂O₂和5.4g Al同時放入一定量的水中，充分反應后得到200mL溶液，再向該溶液中緩慢通入標準狀況下的HCl氣體6.72L，若反應過程中溶液的體積保持不變，則下列說法正確的是（　　）

• A． 標準狀況下，反應過程中得到6.72L的氣體
• B． 最終得到7.8g沉淀
• C． 最終得到的溶液中只含NaCl溶質
• D． 最終得到的溶液中c（Na⁺）=1.5mol/L

Answer 1

分析 15.6gNa₂O₂的物質的量為：$\frac{15.6g}{78g/mol}$=0.2mol，5.4gAl的物質的量為$\frac{5.4g}{27g/mol}$=0.2mol，首先發生反應2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑，生成NaOH為0.4mol，再發生2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑，由方程式可知Al完全反應，剩余NaOH為0.4mol-0.2mol=0.2mol，生成NaAlO₂為0.2mol，通入標準狀況下的HCl氣體6.72L，物質的量為：$\frac{6.72L}{22.4L/mol}$=0.3mol，首先發生反應NaOH+HCl═NaCl+H₂O，剩余HCl為0.3mol-0.2mol=0.1mol，再發生反應NaAlO₂+HCl+H₂O═Al（OH）₃↓+NaCl，由方程式可知，NaAlO₂有剩余，HCl完全反應，生成Al（OH）₃為0.1mol，最終溶液中溶質為NaAlO₂、NaCl，據此減小解答．

解答 解：15.6gNa₂O₂的物質的量為：n（Na₂O₂）=$\frac{15.6g}{78g/mol}$=0.2mol，5.4gAl的物質的量為：n（Al）=$\frac{5.4g}{27g/mol}$=0.2mol，則：
首先：2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑
        0.2mol             0.4mol   2.24L      
然后：2Al+2H₂O+2NaOH═2NaAlO₂+3H₂↑
      0.2mol         0.2mol     0.2mol     6.72L
則剩余NaOH的物質的量為：0.4mol-0.2mol=0.2mol，生成NaAlO₂的物質的量為0.2mol，生成O₂的體積為2.24L、H₂為6.72L；
向溶液中通入標準狀況下的HCl氣體6.72L，物質的量為：n（HCl）=$\frac{6.72L}{22.4L/mol}$=0.3mol，則：
    HCl+NaOH═NaCl+H₂O
  0.2mol 0.2mol   0.2mol
剩余HCl為：0.3mol-0.2mol=0.1mol，生成0.2molNaCl，
NaAlO₂+HCl+H₂O═Al（OH）₃↓+NaCl，
0.1mol 0.1mol         0.1mol        0.1mol
故NaAlO₂有剩余，HCl完全反應，剩余NaAlO₂為0.2mol-0.1mol=0.1mol，生成Al（OH）₃為0.1mol、NaCl為0.1mol，反應后溶液中含有0.3molNaCl、0.1molNaAlO₂，
A．生成O₂為2.24L、H₂為6.72L，故生成氣體總體積為2.24L+6.72L=8.96L，故A錯誤；
B．最終生成Al（OH）₃為0.1mol，質量為0.1mol×78g/mol=7.8g，故B正確；
C．反應后生成了0.3molNaCl，最終還剩余0.1molNaAlO₂，最終溶液中溶質為NaAlO₂、NaCl，故C錯誤；
D．根據鈉離子守恒可知，反應后溶液中n（Na⁺）=2n（Na₂O₂）=2×0.2mol=0.4mol，則最終溶液中鈉離子濃度為：c（Na⁺）=$\frac{0.4mol}{0.2L}$=2mol/L，故D錯誤；
故選B．

點評 本題考查化學方程式的計算、混合物的計算、鈉的化合物與鋁單質及化合物的性質等知識，題目難度較大，根據過量計算判斷發生的反應是解題的關鍵，試題有利于提高學生的化學計算能力．