Question

20．将23g金属钠投入到100ml水中，使其充分反应，假设反应后溶液的体积不变．试计算：
（1）反应后所得溶液溶质的物质的量浓度是多少？
（2）产生标准状况下的气体多少毫升？
（3）所得溶液与0.1mol/LH₂SO₄溶液恰好完全反应，则需要H₂SO₄溶液的体积为多少毫升？

Answer 1

分析 （1）钠与水发生反应2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑，根据n=$\frac{m}{M}$金属Na的物质的量，由方程式计算n（NaOH），再根据c=$\frac{n}{V}$计算形成的氢氧化钠溶液的浓度．
（2）令生成氢气的物质的量为xmol，根据方程式2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑计算x的值，再根据V=nVm计算氢气的体积；
（3）根据酸碱中和的实质是氢离子和氢氧根离子之间等物质的量的反应来计算即可．

解答 解：（1）0.23g金属钠的物质的$\frac{23g}{23g/mol}$=1mol，
令生成的氢氧化钠的物质的量为ymol，则：
2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑
2        2
1mol    ymol
所以2：2=1mol：ymol，解得y=1mol
故所得氢氧化钠溶液的物质的量浓度为$\frac{1mol}{0.1L}$=10mol/L．
答：反应后所得溶液溶质的物质的量浓度是10mol/L．
（2）令生成氢气的物质的量为xmol，则：
2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑
2               1
1mol          xmol
故2：1=1mol：xmol，解得x=0.5
故标准状况下氢气的体积为0.5mol×22.4L/mol=11.2L=11200mL．
答：产生的氢气在标准状况下的体积为11200mL；
（3）所得溶液与0.1mol/LH₂SO₄溶液恰好完全反应，设需要H₂SO₄溶液的体积是V，根据反应关系，得到1mol=0.1mol/L×2×VL，解得V=5L=5000mL，
答：需要H₂SO₄溶液的体积为5000mL．

点评 本题考查根据方程式的计算、常用化学计量的有关计算等，比较基础，注意基础知识的掌握是重点．