Question

7．Na與Al混合物共1mol與足量的水充分反應(yīng)．（已知：2A1+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑）
（1）當(dāng)Na與Al的物質(zhì)的量之比為1：1時(shí)，混合物與水反應(yīng)產(chǎn)生的H₂最多．
（2）當(dāng)Na與Al的物質(zhì)的量之比為9：1（或3：7）時(shí)，混合物與水反應(yīng)產(chǎn)生的H₂的體積為13.44L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）．

Answer 1

分析 （1）據(jù)方程式2A1+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑要想生成H₂最多，則消耗鋁最多來分析；
（2）分不同情況討論金屬鋁有沒有完全反應(yīng)，并根據(jù)得失電子守恒計(jì)算．

解答 解：（1）設(shè)Na為xmol，則Al為（1-x）mol
2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑①
 2                  2            1
 x                  x          $\frac{1}{2}x$
∵由方程式②可知消耗鋁的物質(zhì)的量越多生成H₂的量越多，要想消耗鋁最多，則反應(yīng)①生成的NaOH需完全反應(yīng)
∴2A1+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑②
  2           2                                       3
  x            x                                     3x
則（1-x）=x，解得x=0.5
∴n（Na）=0.5mol，n（Al）=0.5mol
n（Na）：n（Al）=0.5：0.5=1：1，故答案為：1：1；
（2）
情況一、Na與Al完全反應(yīng)時(shí)，
n（H₂）=$\frac{V}{Vm}$=$\frac{13.44}{22.4}$=0.6mol則得到電子數(shù)目為n（e^-）=1.2mol
設(shè)參加反應(yīng)的金屬Naxmol，Alymol，則失去電子數(shù)為n（e^-）=x+3y
根據(jù)得失電子守恒得：x+3y=1.2①
                                 x+y=1②
聯(lián)立①②解得x=0.9，y=0.1，n（Na）：n（Al）=0.9：0.1=9：1
情況二、Al未完全反應(yīng)時(shí)，設(shè)Naxmol，Al（1-x）mol．
2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑①
2                     2        1
x                     x       $\frac{1}{2}x$
2A1+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑②
 2         2                                    3
x            x                                 $\frac{3}{2}$ x
n（H₂）=$\frac{1}{2}$x+$\frac{3}{2}$x=o.6，解得x=0.3mol即n（Na）=0.3mol
∴n（Al）=1-0.3=0.7mol則n（Na）：n（Al）=3：7
故答案為：9：1（或3：7）．

點(diǎn)評(píng) 金屬鋁要想反應(yīng)必須要金屬鈉反應(yīng)生成氫氧化鈉，故題目二要從兩方面考慮，以及正確書寫方程式也是解題的關(guān)鍵．