Question

将37.2g Na、Na₂O、Na₂O₂ 组成的混合物放入盛有206.4mL水（密度为1.0g/cm³）的特定容器中充分反应，将反应后产生的气体全部收集，收集到的气体通过放电恰好完全反应，得到3.6g常温下的液体物质．则特定容器中反应后得到的溶液溶质质量分数为（　　）

A．10.0%

B．15.5%

C．20.0%

D．22.5%

Answer 1

分析：Na、Na₂O、Na₂O₂ 的混合物与足量的水反应得到的气体是氢气和氧气的混合物，将该混合气体通过放电，发生反应2H₂+O₂

放电  .

2H₂O，气体恰好完全反应，说明氢气和氧气反应的物质的量之比为2：1，生成的液体3.6g为水，根据方程式计算氢气、氧气的物质的量，进而再根据方程式计算Na、Na₂O₂的物质的量，计算Na₂O的物质的量，最终溶液为NaOH，根据钠原子守恒计算NaOH的质量，溶液质量=水的质量+固体混合物质量-生成水的质量，据此解答．

解答：解：生成的液体3.6g为水，其物质的量=

3.6g

18g/mol

=0.2mol，则：
   2H₂+O₂

放电  .

2H₂O
0.2mol 0.1mol 0.2mol
  2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑
0.4mol        0.2mol
2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑
0.2mol          0.1mol
故m（Na₂O）=37.2g-0.4mol×23g/mol-0.2mol×78g/mol=12.4g，则n（Na₂O）=

12.4g

62g/mol

=0.2mol，
最终溶液为NaOH，根据钠原子守恒n（NaOH）=0.4mol+0.2mol×2+0.2mol×2=1.2mol，故m（NaOH）=1.2mol×40g/mol=48g，溶液质量=37.2g+206.4×1.0g/mL-3.6g=240g，故所得溶液质量分数=

48g

240g

×100%=20%，
故选C．

点评：本题考查溶液质量分数计算、根据方程式的计算，难度中等，计算氢气与氧气的物质的量是关键，注意利用守恒法计算氢氧化钠．