Question

在隔絕空氣的條件下，某同學將一塊質量為5g，部分被氧化的鈉塊用一張已用針刺一些小孔且打磨過的光亮鋁箔包好，然后放入盛有水的水槽中．待鈉塊反應完全后，此時 測得鋁箔質量比反應前減少了0.54g，水槽中溶液的總體積為2.0L，且溶液中NaOH的濃
度為0.090mol?L^-1
（1）寫出該實驗中發(fā)生反應的化學方程式．
（2）試通過計算確定該鈉塊中鈉元素的質量分數(shù)．

Answer 1

考點：化學方程式的有關計算

專題：計算題

分析：（1）部分被氧化的鈉用除去氧化膜并用針刺一些小孔的鋁箔包好放入水中，氧化鈉與水反應生成氫氧化鈉，鈉與水反應生成氫氧化鈉與氫氣，鋁與氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉與氫氣；
（2）反應的有關方程式為：Na₂O+H₂O=2NaOH，2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑，2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，根據(jù)鋁的質量可計算出鋁與NaOH反應消耗氫氧化鈉的物質的量，和反應后溶液中氫氧化鈉的量，根據(jù)Na元素質量守恒的角度列式解答．

解答： 解：（1）部分被氧化的鈉用除去氧化膜并用針刺一些小孔的鋁箔包好放入水中，氧化鈉與水反應生成氫氧化鈉，鈉與水反應生成氫氧化鈉與氫氣，鋁與氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉與氫氣，反應方程式為：Na₂O+H₂O=2NaOH，2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑，2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，
答：實驗中發(fā)生反應的化學方程式為2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑、Na₂O+H₂O=2NaOH、2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑；
（2）n（Al）=0.54g/27g?mol^-1=0.020mol
根據(jù)反應2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑可得由鋁消耗NaOH的物質的量為n（NaOH）=0.020mol
又因為反應后溶液中的NaOH的物質的量為n（NaOH）=2.0L×0.090mo1?L^-1=0.180mol
所以溶液中Na⁺的總物質的量即原金屬鈉的總物質的量為n（Na⁺）=0.180mol+0.020mol=0.2mol
 該鈉塊中鈉元素的質量分數(shù)為：0.2mol×23 g?mol^-1=4.6g，所以鈉塊中鈉元素的質量分數(shù)：

4.6g

5g

×100%=92%，
答：該鈉塊中鈉元素的質量分數(shù)約為92%．

點評：本題考查鈉的性質以及混合物的計算等，過程比較復雜，解題時注意從守恒的角度計算，可以利用方程式計算，題目難度中等．