Question

将33.9 g表面已被氧化的铝粉和过氧化钠的混合物放入一定量的水中，充分反应后固体无剩余。用密闭容器收集产生的气体，并用点火花引燃，气体恰好完全反应。再向混合液中加入750 mL 1 mol·L^-1的硫酸，可使反应过程中产生的沉淀刚好消失。

求：（1）原混合物中各物质的质量各多少克？

（2）画出向混合液中加入硫酸时，消耗硫酸的体积V（mL）与产生沉淀的物质的量n（mol）的关系图。

Answer 1

（1）m(Al)=5.4 g  m(Al₂O₃)=5.1 g  m(Na₂O₂)=23.4 g

（2）

解析：（1）混合物为Al、Al₂O₃、Na₂O₂，它们在水中发生的反应分别为：

2Na₂O₂+2H₂O====4NaOH+O₂↑，Al₂O₃+2NaOH====H₂O+2NaAlO₂，2Al+2NaOH+2H₂O====2NaAlO₂+3H₂↑

密闭容器中进行的反应为：2H₂+O₂====2H₂O，加入硫酸后又发生了反应2NaOH+H₂SO₄====Na₂SO₄+2H₂O，2NaAlO₂+H₂SO₄+2H₂O====2Al(OH)₃↓+Na₂SO₄，2Al(OH)₃+3H₂SO₄====Al₂(SO₄)₃+3H₂O。可见，最后所得溶液中的溶质是Na₂SO₄、Al₂(SO₄)₃。

设原混合物中含n(Al)=x，n(Al₂O₃)=y，n(Na₂O₂)=z，则综合考虑上述七个化学方程式和题给数据可建立以下方程式：27 g·mol^-1×x+102 g·mol^-1×y+78 g·mol^-1×z=33.9 g(①式)，1.5x=z(②式)1×0.750 mol·L^-1=z+3(x+2y)/2（③式），联立①②③式并解之，x=0.2 mol,y=0.05 mol,z=0.3 mol。进而可知：m(Al)=5.4 g，m(Al₂O₃)=5.1 g，m(Na₂O₂)=23.4 g。