Question

在隔绝空气的条件下，某同学将一块被氧化钠覆盖的钠块用一张无保护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。待反应完全后，在容器中收集到1.12L氢气(标准状况)，此时测得铝箔质量比反应前减少了0.27g，水槽和容器内溶液的总体积为2.0L，溶液中NaOH的浓度为0.050mol?L^-1(忽略溶解的氢气的量)。 试通过计算确定该钠块中钠元素的质量分数。

Answer 1

 (1)Na₂O＋H₂O = 2NaOH，

2Na＋2H₂O = 2NaOH＋H₂↑， 

2Al＋2NaOH＋2H₂O = 2NaAlO₂＋3H₂↑。

(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。（2分）

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。（2分）

w (Na) =≈89%。  （1分）

(注：三个方程式得1分。若未写方程式，利用关系式计算正确不扣分)