Question

17．（1）將a mol鈉和a mol鋁一同投入m g足量水中，請(qǐng)用兩個(gè)離子方程式表示有關(guān)生成H₂的變化：2Na+2H₂O=2Na⁺+2OH^-+H₂↑；2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑． 該溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{8200a}{46a+m}$%．
（2）在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4升的密閉容器中充入CO₂和CO混合氣體，其密度為10/7g/L，加入足量Na₂O₂充分振蕩并不斷用點(diǎn)火花點(diǎn)燃至完全反應(yīng)，則容器中存在0.125molO₂，
1molNa₂CO₃．
（3）取一定量的鎂鋁合金，用足量鹽酸溶解后，再加入過(guò)量的NaOH溶液，然后濾出沉淀物，加強(qiáng)熱灼燒，最后得到白色粉末，干燥后稱量，這些粉末與原合金的質(zhì)量相等，則合金中鋁的質(zhì)量百分含量為40%．
（4）已知2Fe²⁺+Br₂=2Fe³⁺+2Br^-，2Br^-+Cl₂=2Cl^-+Br₂．往100mLFeBr₂溶液中緩慢通入2.24升氯氣（標(biāo)準(zhǔn)狀況），結(jié)果溶液中有三分之一的Br^-被氧化成Br₂．求原FeBr₂的物質(zhì)的量濃度1.2mol/L．
（5）部分氧化的Fe-Cu合金樣品（氧化物為Fe₂O₃、CuO）共5.76g，經(jīng)如圖處理：

根據(jù)題中條件計(jì)算V=448．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)鈉與水反應(yīng)生成了氫氧化鈉及鋁與氫氧化鈉反應(yīng)生成了偏鋁酸鈉和氫氣，據(jù)此寫(xiě)出反應(yīng)的離子方程式；根據(jù)反應(yīng)計(jì)算出生成的氫氣、偏鋁酸鈉的物質(zhì)的量及質(zhì)量，再根據(jù)溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的公式求出溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（2）在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4升的密閉容器中充入CO₂和CO混合氣體，物質(zhì)的量n=$\frac{22.4L}{22.4L/mol}$=1mol，其密度為$\frac{10}{7}$g/L，質(zhì)量=$\frac{10}{7}$g/L×22.4L=32g，氣體平均摩爾質(zhì)量M=32g/mol，計(jì)算得到二氧化碳和一氧化碳物質(zhì)的量，結(jié)合化學(xué)方程式定量關(guān)系計(jì)算；
（3）鎂鋁合金粉末溶于足量鹽酸中，加入過(guò)量NaOH溶液，沉淀為氫氧化鎂，則經(jīng)洗滌、干燥、灼燒，得到白色粉末為氧化鎂，氧化鎂質(zhì)量等于合金的質(zhì)量，利用組成可知氧化鎂中O元素的質(zhì)量等于合金中Al的質(zhì)量，以此來(lái)解答；
（4）n（Cl₂）=$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，根據(jù)2Fe²⁺+Br₂═2Fe³⁺+2Br^-知，還原性Fe²⁺＞Br^-，所以向溴化亞鐵溶液中通入氯氣時(shí)，氯氣先和Fe²⁺反應(yīng)后和Br^-反應(yīng)，將氯氣通入溴化亞鐵溶液中時(shí)有$\frac{1}{3}$的溴離子被氧化成溴單質(zhì)，說(shuō)明亞鐵離子完全被氧化，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒進(jìn)行計(jì)算；
（5）根據(jù)最后溶液中溶質(zhì)為過(guò)量H₂SO₄和FeSO₄，而鐵元素物質(zhì)的量為0.04mol，說(shuō)明參加反應(yīng)硫酸物質(zhì)的量為0.04mol，含氫離子0.08mol，其中部分氫離子生成氫氣，另外的H⁺和合金中的氧結(jié)合成水了，由于合金中氧物質(zhì)的量$\frac{5.76g-3.2g-2.24g}{16g/mol}$=0.02mol，它結(jié)合氫離子0.04mol，所以硫酸中有0.08-0.04=0.04molH⁺生成氫氣；

解答 解：（1）鈉和水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氣，反應(yīng)的離子方程式為：2Na+2H₂O=2Na⁺+2OH^-+H₂↑；
鋁與堿反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，所以化學(xué)方程式為2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，則離子方程式為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
由反應(yīng)離子方程式可知，鈉和鋁反應(yīng)的物質(zhì)的量之比為1：1，所以將amol鈉和amol鋁一同投入mg足量水中，鈉、鋁能恰好反應(yīng)最終得到amolNaAlO₂，
根據(jù)方程式知反應(yīng)過(guò)程中共得到H₂的物質(zhì)的量為：$\frac{1}{2}$a+$\frac{3}{2}$a=2amol，生成NaAlO₂的物質(zhì)的量為amol，
則所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量為：amol×82g/mol=82ag，溶液的質(zhì)量為：23ag+27ag+mg-4ag=（46a+m）g，
故所得溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：ω（NaAlO₂）=$\frac{82ag}{（46a+m）g}$×100%=$\frac{8200a}{46a+m}$%，
故答案為：2Na+2H₂O=2Na⁺+2OH^-+H₂↑；2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；$\frac{8200a}{46a+m}$%．
（2）在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4升的密閉容器中充入CO₂和CO混合氣體，其密度為10/7g/L，加入足量Na₂O₂充分振蕩并不斷用點(diǎn)火花點(diǎn)燃至完全反應(yīng)，過(guò)氧化鈉足量，最后容器中剩余的只有O₂、Na₂CO₃和Na₂O₂，依據(jù)碳元素守恒得到最后得到碳酸鈉物質(zhì)的量為1mol，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4升的密閉容器中充入CO₂和CO混合氣體，物質(zhì)的量n=$\frac{22.4L}{22.4L/mol}$=1mol，其密度為$\frac{10}{7}$g/L，質(zhì)量=$\frac{10}{7}$g/L×22.4L=32g，氣體平均摩爾質(zhì)量M=32g/mol，設(shè)二氧化碳物質(zhì)的量為x，CO物質(zhì)的量為y，則：
x+y=1mol，
44x+28y=32
x=0.25mol，
y=0.75mol，
2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂，2CO+O₂=2CO₂，最后容器中剩余氧氣物質(zhì)的量為0.125mol，
故答案為：0.125；1；  
（3）由鎂鋁合金粉末溶于足量鹽酸中，加入過(guò)量NaOH溶液，沉淀為氫氧化鎂，則經(jīng)洗滌、干燥、灼燒，得到白色粉末為MgO，MgO的質(zhì)量等于合金Mg、Al的質(zhì)量，所以MgO中O元素的質(zhì)量等于合金中Al的質(zhì)量，則合金中Mg的質(zhì)量分?jǐn)?shù)等于氧化鎂中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：$\frac{24}{40}$×100%=60%，合金中鋁的質(zhì)量百分含量為40%，
故答案為：40%；     
（4）n（Cl₂）=$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，根據(jù)2Fe²⁺+Br₂═2Fe³⁺+2 Br^-知，還原性Fe²⁺＞Br^-，所以向溴化亞鐵溶液中通入氯氣時(shí)，氯氣先和Fe²⁺反應(yīng)后和Br^-反應(yīng)，將氯氣通入溴化亞鐵溶液中時(shí)有$\frac{1}{3}$的溴離子被氧化成溴單質(zhì)，說(shuō)明亞鐵離子完全被氧化，設(shè)c（FeBr₂）=xmol/L，
根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒得n（Fe²⁺）×1+n（Br^-）×1=2n（Cl₂），
即0.1xmol×1+0.2xmol×1×$\frac{1}{3}$=0.1mol×2，
x=1.2，
故答案為：1.2mol/L；   
（5）根據(jù)最后溶液中溶質(zhì)為過(guò)量H₂SO₄和FeSO₄，而鐵元素物質(zhì)的量為0.04mol，說(shuō)明參加反應(yīng)硫酸物質(zhì)的量為0.04mol，含氫離子0.08mol，其中部分氫離子生成氫氣，另外的H⁺和合金中的氧結(jié)合成水了，由于合金中氧物質(zhì)的量$\frac{5.76g-3.2g-2.24g}{16g/mol}$=0.02mol，它結(jié)合氫離子0.04mol，所以硫酸中有0.08-0.04=0.04molH⁺生成氫氣，即生成0.02mol氫氣，標(biāo)況體積為448ml，
故答案為：448；

點(diǎn)評(píng) 本題考查氧化還原反應(yīng)有關(guān)計(jì)算、混合物的有關(guān)計(jì)算、化學(xué)方程式計(jì)算等，為高頻考點(diǎn)，明確離子反應(yīng)先后順序、發(fā)生的反應(yīng)找出合金與氧化物的關(guān)系是解本題關(guān)鍵，結(jié)合轉(zhuǎn)移電子守恒分析解答，側(cè)重考查學(xué)生的分析、理解能力，題目難度中等．