Question

9．已知常溫下H₂的密度是0.893g/L，某燒杯中加入50.0mL水，并放入一小塊金屬鈉，反應完全后冷卻，稱量所得溶液，其質量為52.2g，試求：
（1）加入鈉的質量（用差量法求解）
（2）所得H₂在常溫下的體積
（3）所得溶液中NaOH的質量分數．

Answer 1

分析 （1）Na和水反應方程式為2Na+2H₂O═2NaOH+H₂↑，反應前后溶液質量增加量=鈉的質量-氫氣質量，根據差量法計算參加反應的Na的質量；
（2）根據轉移電子守恒計算生成氫氣質量，再根據V=$\frac{m}{ρ}$計算氫氣體積；
（3）根據原子守恒計算n（NaOH），再根據m=nM計算NaOH質量，溶液中NaOH質量分數=$\frac{溶質質量}{溶液質量}×100%$．

解答 解：（1）Na和水反應方程式為2Na+2H₂O═2NaOH+H₂↑，反應前后溶液質量增加量=鈉的質量-氫氣質量，設參加反應的Na的質量為x，
2Na+2H₂O═2NaOH+H₂↑△m
46                   44
x            52.2g-50.0g=2.2g
46：44=x：2.2g
x=$\frac{2.2g×46g}{44}$=2.3g，
答：參加反應的Na的質量為2.3g；
（2）n（Na）=$\frac{2.3g}{23g/mol}$=0.1mol，根據轉移電子守恒得生成n（H₂）=$\frac{0.1mol×1}{2}$=0.05mol，V（H₂）=$\frac{m}{ρ}$=$\frac{0.05mol×2g/mol}{0.893g/L}$=0.112L，
答：所得氫氣在常溫下體積為0.112L；
（3）根據原子守恒得n（NaOH）=n（Na）=0.1mol，m（NaOH）=nM=0.1mol×40g/mol=4g，溶液中NaOH質量分數=$\frac{溶質質量}{溶液質量}×100%$=$\frac{4g}{52.2g}$×100%=7.7%，
答：溶液中氫氧化鈉的質量分數為7.7%．

點評 本題考查化學方程式有關計算，為高頻考點，側重考查學生分析計算能力，明確各個物理量之間的關系式是解本題關鍵，知道差量法的正確運用，題目難度不大．