Question

在隔绝空气的条件下，某同学将一块部分被氧化的钠块用一张已除去氧化膜、并用针刺一些小孔的铝箔包好，然后放入盛满水且倒置于水槽中的容器内。待钠块反应完全后，在容器中仅收集到1.12 L氢气(标准状况)，此时测得铝箔质量比反应前减少了0.27 g，水槽和容器内溶液的总体积为2.0 L，溶液中NaOH的浓度为0.050 mol·L^－1(忽略溶液中离子的水解和溶解的氢气的量)。 

   （1）写出该实验中发生反应的化学方程式。（3分）

   （2）试通过计算确定该钠块中钠元素的质量分数。（7分）

Answer 1

(1)Na₂O＋H₂O = 2NaOH， 2Na＋2H₂O = 2NaOH＋H₂↑， 2Al＋2NaOH＋2H₂O = 2NaAlO₂＋3H₂↑。 （2）89%

解析:

(1)Na₂O＋H₂O = 2NaOH， 2Na＋2H₂O = 2NaOH＋H₂↑， 2Al＋2NaOH＋2H₂O = 2NaAlO₂＋3H₂↑。(3分)

(2)n(NaOH余) = 2.0 L×0.05 mol·L^－1 = 0.1 mol，

n(H₂) =＝0.05 mol，n(Al) == 0.01 mol = n(NaAlO₂)，

由电子守恒知：n(Na)＋3n(Al) = 2n(H₂)，即：n(Na)＋3×0.01 mol = 2×0.05 mol，

得：n(Na) = 0.07 mol。

由钠守恒知：n(NaAlO₂)＋n(NaOH) = n(Na)＋2n(Na₂O)，

即：0.01 mol＋0.1 mol = 0.07 mol＋2n(Na₂O)，得：n(Na₂O) = 0.02 mol。

w (Na) =≈89%。 （7分）