Question

将4.6g金属钠和5.4g金属铝放入90.8g水中，充分反应后得到溶液密度为1.25g/mL．求在反应中共产生多少L氢气（标况下）？所得溶液的物质的量浓度是多少？

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算

专题：计算题

分析：n（Na）=

4.6g

23g/mol

=0.2mol，n（Al）=

5.4g

27g/mol

=0.2mol，n（H₂O）=

90.8g

18g/mol

=5.04mol，Na、Al和H₂O反应方程式为：Na+Al+2H₂O=NaAlO₂+2H₂↑，根据方程式中Na、Al和H₂O的关系式知，钠和铝恰好反应生成偏铝酸钠，水过量，根据钠和氢气之间的关系式计算生成氢气的体积；
根据钠原子守恒计算偏铝酸钠的物质的量，根据质量守恒计算溶液的质量，由V=

m

ρ

得出溶液的体积，最后根据c=

n

V

计算溶液的物质的量浓度．

解答： 解：n（Na）=

4.6g

23g/mol

=0.2mol，n（Al）=

5.4g

27g/mol

=0.2mol，n（H₂O）=

90.8g

18g/mol

=5.04mol，Na、Al和H₂O反应方程式为：2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑，2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，
根据方程式中Na、Al和H₂O的关系式知，钠和铝恰好反应生成偏铝酸钠，水过量，根据反应方程式的关系式得，生成氢气的体积=

0.2mol

2

×22.4L/mol+0.3mol×22.4L/mol=8.96L；
根据钠原子守恒得n（NaAlO₂）=n（Na）=0.2mol，氢气的质量=0.4mol×2g/mol=0.8g，
根据质量守恒得溶液的质量=4.6g+5.4g+90.8g-0.8g=100g，
溶液体积V=

m

ρ

=

100g

1.25g/mL

=80mL，则溶液中溶质的物质的量浓度c=

n

V

=

0.2mol

0.08L

=2.5mol/L，
答：反应中共产生8.96L氢气（标况下）；所得溶液的物质的量浓度是2.5mol/L．

点评：本题考查了物质的量的有关计算，先根据已知物质的物质的量进行过量计算，再根据钠和氢气之间的关系式计算氢气体积，再结合质量守恒定律来分析解答，题目难度不大．