Question

15．鈉是活潑的堿金屬元素，鈉及其化合物在生產(chǎn)和生活中有廣泛的應(yīng)用．完成下列計(jì)算：
（1）疊氮化鈉（NaN₃）受撞擊完全分解產(chǎn)生鈉和氮?dú)�，故可�?yīng)用于汽車安全氣囊．若產(chǎn)生40.32L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）氮?dú)猓�至少需要疊氮化鈉78g．
（2）鈉-鉀合金可在核反應(yīng)堆中用作熱交換液．5.05g鈉-鉀合金溶于200mL水生成0.075mol氫氣．
①計(jì)算溶液中氫氧根離子的物質(zhì)的量濃度（忽略溶液體積變化）．
②計(jì)算并確定該鈉-鉀合金的化學(xué)式．
（3）氫氧化鈉溶液處理鋁土礦并過濾，得到含鋁酸鈉的溶液．向該溶液中通入二氧化碳，有下列反應(yīng)：
2NaAl（OH）₄+CO₂-→2Al（OH）₃↓+Na₂CO₂+H₂O
已知通入二氧化碳336L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下），生成24mol Al（OH）₃和15mol Na₂CO₃，若通入溶液的二氧化碳為112L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下），計(jì)算生成的Al（OH）₃和Na₂CO₃的物質(zhì)的量之比．
（4）常溫下，稱取不同氫氧化鈉樣品溶于水，加鹽酸中和至pH=7，然后將溶液蒸干得氯化鈉晶體，蒸干過程中產(chǎn)品無(wú)損失．

	氫氧化鈉質(zhì)量（g）	氯化鈉質(zhì)量（g）
①	2.40	3.51
②	2.32	2.34
③	3.48	3.51

上述實(shí)驗(yàn)①②③所用氫氧化鈉均不含雜質(zhì)，且實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可靠．通過計(jì)算，分析和比較上表3組數(shù)據(jù)，給出實(shí)驗(yàn)①②③所用氫氧化鈉的組成結(jié)論．

Answer 1

分析 （1）發(fā)生反應(yīng)：2NaN₃=2Na+3N₂↑，根據(jù)方程式計(jì)算；
（2）發(fā)生反應(yīng)：2Na+2H₂O═2NaOH+H₂↑、2K+2H₂O═2KOH+H₂↑，根據(jù)氫氣體積、金屬質(zhì)量列方程計(jì)算Na、K物質(zhì)的量；
（3）336L二氧化碳為15mol，只發(fā)生反應(yīng)：2NaAl（OH）₄+CO₂→2Al（OH）₃↓+Na₂CO₃+H₂O，得到30mol Al（OH）₃和15molNa₂CO₃，實(shí)際得到24mol Al（OH）₃，說明原溶液中含有NaOH，NaOH與二氧化碳反應(yīng)生成的碳酸鈉為15mol-24mol×$\frac{1}{2}$=3mol，即投入112L二氧化碳時(shí)與NaOH反應(yīng)得到碳酸鈉也是3mol，再根據(jù)方程式2NaAl（OH）₄+CO₂→2Al（OH）₃↓+Na₂CO₃+H₂O計(jì)算生成氫氧化鋁，根據(jù)碳原子守恒可知生成碳酸鈉總物質(zhì)的量；
（4）發(fā)生反應(yīng)：NaOH+HCl=NaCl+H₂O，根據(jù)方程式計(jì)算所取樣品的摩爾質(zhì)量，判斷是否含有結(jié)晶水確定其組成．

解答 解：（1）設(shè)需要NaN₃ 的質(zhì)量為m，則：
2NaN₃ $\frac{\underline{\;撞擊\;}}{\;}$2Na+3N₂↑
130g           67.2L
m              40.32L
m=$\frac{130g×40.32L}{67.2L}$=78g，
故答案為：78；
（2）設(shè)鈉、鉀的物質(zhì)的量分別為a、b，
2Na+2H₂O═2NaOH+H₂↑、2K+2H₂O═2KOH+H₂↑
a              0.5    b          0.5b
則：0.5a+0.5b=0.075mol，
且23a+39b=5.05（質(zhì)量守恒）
解之得a=0.050mol，b=0.10mol，
①c（OH^-）=$\frac{0.075mol×2}{0.2L}$=0.75mol/L，
故答案為：0.75mol/L；
②n（Na）：n（K）=1：2，該鈉-鉀合金化學(xué)式為NaK₂，
故答案為：NaK₂；
（3）336L二氧化碳為15mol，只發(fā)生反應(yīng)：2NaAl（OH）₄+CO₂→2Al（OH）₃↓+Na₂CO₃+H₂O，得到30mol Al（OH）₃和15molNa₂CO₃，實(shí)際得到24mol Al（OH）₃，說明原溶液中含有NaOH，NaOH與二氧化碳反應(yīng)生成的碳酸鈉為15mol-24mol×$\frac{1}{2}$=3mol，即投入112L二氧化碳時(shí)與NaOH反應(yīng)得到碳酸鈉也是3mol，
112 L二氧化碳的物質(zhì)的量：$\frac{112L}{22.4L/mol}$=5 mol，根據(jù)碳原子守恒則n（Na₂CO₃）=5mol，由可知[（2NaAl（OH）₄+CO₂→2Al（OH）₃↓+Na₂CO₃+H₂O，生成氫氧化鋁為（5-3）mol×2=4mol，
則n[Al（OH）₃]：n（Na₂CO₃）=4mol：5mol=4：5，
故答案為：4：5；
（4）發(fā)生反應(yīng)：NaOH+HCl=NaCl+H₂O，
由氯化鈉的質(zhì)量推算，氫氧化鈉樣品的摩爾質(zhì)量為
M₁（氫氧化鈉）=$\frac{58.5}{3.51}$×2.40=40 （g/mol）
M₂（氫氧化鈉）=$\frac{58.5}{2.34}$×2.32=58 （g/mol）
M₃（氫氧化鈉）=$\frac{58.5}{3.51}$×3.48=58 （g/mol）
結(jié)論：實(shí)驗(yàn)①所取氫氧化鈉樣品是NaOH；
實(shí)驗(yàn)②和實(shí)驗(yàn)③所取氫氧化鈉樣品應(yīng)該是NaOH•H₂O，
答：結(jié)論為實(shí)驗(yàn)①所取氫氧化鈉樣品是NaOH、實(shí)驗(yàn)②和實(shí)驗(yàn)③所取氫氧化鈉樣品應(yīng)該是NaOH•H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)計(jì)算，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力的考查，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，題目的難度較大．