5.將總物質(zhì)的量為n mol的鈉和鋁(其中鈉的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為x),投入一定量的水中充分反應(yīng),共收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體V L.按要求填空:
(1)x=0.5時(shí),V=22.4n(用含n的代數(shù)式表示).
(2)若金屬有剩余,則x的取值范圍為:0<x<0.5
(3)若金屬?zèng)]有剩余,則V的取值范圍為:11.2n<V≤22.4n(用含n的代數(shù)式表示).

分析 將總物質(zhì)的量為n mol的鈉和鋁混合物投入一定量的水中充分反應(yīng),鈉先與水反應(yīng)生成氫氧化鈉與氫氣,鋁再與氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉與氫氣.反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2Na+2H2O═2NaOH+H2↑、2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑;
(1)x=0.5時(shí),Al、Na的物質(zhì)的量都為0.5nmol,根據(jù)反應(yīng)Al+Na+2H2O═NaAlO2+2H2↑計(jì)算生成氫氣的物質(zhì)的量,然后根據(jù)V=nVm計(jì)算生成氫氣體積;
(2)若金屬剩余,剩余的為Al,則x<0.5;
(3)若金屬無剩余,則說明鈉過量或二者恰好反應(yīng),據(jù)此進(jìn)行解答.

解答 解:(1)當(dāng)x=0.5時(shí),Na、Al的物質(zhì)的量相等,都是0.5nmol,二者恰好發(fā)生反應(yīng):Al+Na+2H2O═NaAlO2+2H2↑,根據(jù)反應(yīng)可知生成氫氣的物質(zhì)的量為:0.5nmol×2=nmol,標(biāo)況下nmol氫氣的體積為:22.4L/mol×nmol=22.4L,即V=22.4n,
故答案為:22.4n;
(2)由于鈉與水反應(yīng),若金屬有剩余,則剩余的金屬為Al,根據(jù)反應(yīng)可知Al+Na+2H2O═NaAlO2+2H2↑可知Na的物質(zhì)的量小于0.5mol,即:0<x<0.5,
故答案為:0<x<0.5;
(3)若Na過量,即1>x>0.5,則有鈉nxmol,鋁n(1-x)mol,由方程式2Na+2H2O═2NaOH+H2↑可知,nxmol鈉生成氫氣0.5nxmol;由方程式2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑可知,n(1-x)mol鋁生成氫氣1.5n(1-x)mol,所以總共生成氫氣的物質(zhì)的量為:0.5nxmol+1.5n(1-x)mol=n(1.5-x)mol,生成氫氣在不理想體積為:22.4n(1.5-x)L;
則根據(jù)上面的關(guān)系可知,所以鈉越多生成氣體總量越少,當(dāng)即全是鈉時(shí),即x=1,生成氫氣體積為11.2nL,
所以生成氫氣體積范圍為11.2nL<V≤22.4nL,
故答案為:11.2n<V≤22.4n.

點(diǎn)評(píng) 本題考查混合物的有關(guān)計(jì)算,題目難度較大,明確發(fā)生反應(yīng)的實(shí)質(zhì)為解答關(guān)鍵,注意掌握討論法在化學(xué)計(jì)算中的應(yīng)用,試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及化學(xué)計(jì)算能力.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

2.我國(guó)化工專家侯德榜的“侯氏制堿法”為世界制堿工業(yè)做出了突出貢獻(xiàn).他利用NaHCO3、NaCl、NH4Cl等物質(zhì)溶解度的差異,以食鹽、氨氣和二氧化碳為原料制得NaHCO3,進(jìn)而生產(chǎn)出純堿.
Ⅰ.某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué),模擬“侯氏制堿法”提出下列一種制備NaHCO3 的實(shí)驗(yàn)方案,經(jīng)過討論,大家一致認(rèn)為方案2較合理,請(qǐng)說明方案3的不足之處是二氧化碳在水(或NaCl溶液)中溶解度小,不利于NaHCO3的生成.
方案1:分別將二氧化碳和氨氣通入NaCl飽和溶液中;
方案2:將二氧化碳通入含氨的NaCl飽和溶液中;
方案3:將氨氣通入含二氧化碳的NaCl飽和溶液中.
Ⅱ.根據(jù)方案2,某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)步驟和裝置圖:

步驟1:配制含氨的飽和食鹽水.在100mL的錐形瓶中加人20mL氨水(體積比 1:1),再加入 8g 食鹽,塞緊橡皮塞,振蕩幾分鐘,過濾除去不溶物,得到含氨的飽和食鹽水.
步驟2:制備碳酸氫鈉. 按圖組裝實(shí)驗(yàn)裝置,先檢查裝置的氣密性,再向各儀器中加入相應(yīng)的試劑,開始制備碳酸氫鈉. 實(shí)驗(yàn)過程中,需要控制溫度在30℃~35℃(大于35℃時(shí)NH4HCO3會(huì)分解) 和二氧化碳的通入速度(以出現(xiàn)能數(shù)得清的連續(xù)氣泡為好).反應(yīng)結(jié)束后,把錐形瓶浸入冷水中,使較多的晶體析出,過濾、洗滌.
請(qǐng)回答下列問題:
(1)D燒杯中稀硫酸的作用是吸收未反應(yīng)的NH3
(2)裝置B中試劑是飽和碳酸氫鈉溶液,它的作用為除掉二氧化碳?xì)怏w中的氯化氫氣體.
(3)裝置C中的化學(xué)方程式為NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl.
(4)檢驗(yàn)步驟2中所得晶體是碳酸氫鈉而不是氯化鈉的實(shí)驗(yàn)方法和現(xiàn)象是取少量晶體于試管中,向其中加入適量稀硝酸,反應(yīng)劇烈冒出大量氣泡,固體全部溶解后再滴加適量AgNO3溶液,無沉淀產(chǎn)生,說明得到的晶體為NaHCO3. 
(5)為了檢驗(yàn)?zāi)澈蠳aHCO3,雜質(zhì)的Na2CO3樣品的純度,現(xiàn)將m1 g 樣品加熱,其質(zhì)量變?yōu)閙2 g,則樣品的純度是$\frac{84{m}_{2}-53{m}_{1}}{31{m}_{1}}$.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

3.丙烯酸羥乙酯(Ⅲ)可用作電子顯微鏡的脫水劑,可用下列方法制備:

下列說法不正確的是( 。
A.化合物Ⅰ能與NaHCO3溶液反應(yīng)生成CO2
B.可用Br2的CCl4溶液檢驗(yàn)化合物Ⅲ中是否混有化合物I
C.化合物Ⅱ與乙醛互為同分異構(gòu)體
D.化合物Ⅲ水解可生成2種有機(jī)物

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

20.設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值.下列有關(guān)敘述正確的是( 。
A.0.5L 2mol/L鹽酸中含有NA氯化氫分子
B.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,2.24L氖氣含有NA個(gè)電子
C.常溫下,24gC2H518OH分子中含有3.5NA個(gè)共價(jià)鍵
D.若2H2S+O2═2S+2H2O生成3.2g硫,則反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)移0.1NA個(gè)電子

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

7.下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)操作和結(jié)論均正確的是( 。
選項(xiàng)操作結(jié)論
A向溶液X 中加入稀鹽酸和氯化鋇的混合溶液,
出現(xiàn)白色沉淀
說明溶液X 中一定含有SO42-
B向盛有Fe(NO32溶液的試管中加入1mol•L-1
的H2SO4
若試管口出現(xiàn)紅棕色氣體,說明
NO3-被Fe2+還原為NO2
C制備乙酸乙酯的實(shí)驗(yàn),將蒸出的乙酸乙酯蒸氣
導(dǎo)在飽和的NaOH溶液液面以上
防止倒吸,便于分層.
D使用含 NaF 的牙膏,可以使牙齒上的
Ca5(PO43OH轉(zhuǎn)化為Ca5(PO43F,防止蛀牙
Ksp[Ca5(PO43F]<Ksp[Ca5(PO43 OH]
A.AB.BC.CD.D

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10.下列分子式表示的物質(zhì),沒有同分異構(gòu)體的是(  )
A.C4H10B.C3H8C.C4H8D.C5H12

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17.除去下列物質(zhì)中混有的少量雜質(zhì)(括號(hào)中的物質(zhì))采用的操作方法錯(cuò)誤的是( 。
A.KCl(NH4Cl)用加熱法分離B.CO2(SO2)通過飽和的碳酸鈉溶液洗氣
C.NO(NO2)通過水洗氣D.Fe2O3(Al2O3)加入NaOH溶液

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14.化學(xué)與生產(chǎn)、生活、環(huán)境等社會(huì)實(shí)際密切相關(guān).下列敘述正確的是( 。
A.“滴水石穿、繩鋸木斷”涉及到化學(xué)變化
B.乙酸乙酯在H218O中水解,產(chǎn)物乙醇中將含有18O同位素
C.氟利昂作制冷劑會(huì)加劇霧霾天氣的形成
D.汽車尾氣中含有的氮氧化物,是汽油不完全燃燒造成的

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

15.化學(xué)與生活密切相關(guān).下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是(  )
A.天然氣是可再生的清潔能源,可用于工業(yè)制鹽酸
B.SiO2、MgO、Al2O3熔點(diǎn)高,可用于制作耐高溫儀器
C.硝酸銨屬于氧化劑,嚴(yán)禁用可燃物(如紙袋)包裝
D.纖維素屬于多糖類物質(zhì),但不能作人類的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)

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