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9.鈉是活潑的堿金屬元素,鈉及其化合物在生產和生活中有廣泛的應用.完成下列計算:
(1)疊氮化鈉(NaN3)受撞擊完成分解產生鈉和氮氣,故可應用于汽車安全氣囊.若產生40,.32L(標準狀況下)氮氣,至少需要疊氮化鈉78g.
(2)鈉-鉀合金可在核反應堆中用作熱交換液.5.05g鈉-鉀合金溶于200mL水生成0.075mol氫氣.
①計算溶液中氫氧根離子的物質的量濃度0.75mol/L(忽略溶液體積變化).
②計算并確定該鈉-鉀合金的化學式NaK2
(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:2NaAl(OH)4+CO2→2Al(OH)3↓+Na2CO3+H2O
已知通入二氧化碳336L(標準狀況下),生成24mol Al(OH)3和15mol Na2CO3,若通入溶液的二氧化碳為112L(標準狀況下),計算生成的 Al(OH)3和Na2CO3的物質的量之比為4:5
(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,蒸干過程中產品無損失.
氫氧化鈉質量(g)氯化鈉質量(g)
2.403.51
2.322.34
3.483.51
上述實驗①②③所用氫氧化鈉均不含雜質,且實驗數(shù)據(jù)可靠.通過計算,分析和比較上表3組數(shù)據(jù),給出結論實驗①所取氫氧化鈉樣品是NaOH、實驗②和實驗③所取氫氧化鈉樣品應該是NaOH•H2O.

分析 (1)疊氮化鈉分解反應方程式為2NaN3=3N2↑+2Na,根據(jù)氮氣和疊氮化鈉之間的關系式計算疊氮化鈉的質量;
(2)發(fā)生反應:2Na+2H2O═2NaOH+H2↑、2K+2H2O═2KOH+H2↑,根據(jù)氫氣體積、金屬質量列方程計算Na、K物質的量;
(3)336L二氧化碳為15mol,只發(fā)生反應:2NaAl(OH)4+CO2→2Al(OH)3↓+Na2CO3+H2O,得到30mol Al(OH)3和15molNa2CO3,實際得到24mol Al(OH)3,說明原溶液中含有NaOH,NaOH與二氧化碳反應生成的碳酸鈉為15mol-24mol×$\frac{1}{2}$=3mol,即投入112L二氧化碳時與NaOH反應得到碳酸鈉也是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的量;
(4)發(fā)生反應:NaOH+HCl=NaCl+H2O,根據(jù)方程式計算所取樣品的摩爾質量,判斷是否含有結晶水確定其組成.

解答 解:(1)發(fā)生反應:2NaN3=2Na+3N2↑,設需要NaN3 的質量為m,則:
2NaN3=2Na+3N2
130g     67.2L
 m       40.32L
m=$\frac{130g×40.32L}{67.2L}$=78g,
故答案為:78;
(2)設鈉、鉀的物質的量分別為a、b,
2Na+2H2O═2NaOH+H2↑、2K+2H2O═2KOH+H2
a             0.5a    b          0.5b
則:0.5a+0.5b=0.075mol,
且23a+39b=5.05(質量守恒)
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-鉀合金化學式為NaK2,
故答案為:NaK2
(3)336L二氧化碳為15mol,只發(fā)生反應:2NaAl(OH)4+CO2→2Al(OH)3↓+Na2CO3+H2O,得到30mol Al(OH)3和15molNa2CO3,實際得到24mol Al(OH)3,說明原溶液中含有NaOH,NaOH與二氧化碳反應生成的碳酸鈉為15mol-24mol×$\frac{1}{2}$=3mol,即投入112L二氧化碳時與NaOH反應得到碳酸鈉也是3mol,
112L二氧化碳的物質的量:$\frac{112L}{22.4L/mol}$=5mol,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:NaOH+HCl=NaCl+H2O,
由氯化鈉的質量推算,氫氧化鈉樣品的摩爾質量為
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)=$\frac{85.5}{3.51}$×3.48=58 (g/mol),
結論:實驗①所取氫氧化鈉樣品是NaOH;
實驗②和實驗③所取氫氧化鈉樣品應該是NaOH•H2O,
故答案為:實驗①所取氫氧化鈉樣品是NaOH、實驗②和實驗③所取氫氧化鈉樣品應該是NaOH•H2O.

點評 本題考查化學計算,側重于學生的分析能力和計算能力的考查,是對學生綜合能力的考查,題目的難度較大.

練習冊系列答案
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