Question

4．據(jù)材料稱：鈉可在氮?dú)庵腥紵�生成氮化鈉，氮化鈉與水反應(yīng)的化學(xué)方程式是：NaN+4H₂O═3NaOH+NH₃•H₂O．某學(xué)�；瘜W(xué)研究學(xué)習(xí)小組，為了研究鈉在空氣中燃燒產(chǎn)物的成分，做了以下實(shí)驗(yàn)：取11.5g鈉單質(zhì)放在一塊薄鐵皮上，上扣一玻璃罩（玻璃罩內(nèi)為干燥且無酸性氣體的空氣），用酒精燈加熱薄鐵皮，鈉完全燃燒，將燃燒產(chǎn)物投入水中，得到一種純凈氣體0.224L（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）和1000mL溶液，從中取出25.00mL溶液，和13.50mL 1.00mol•L^-1HCl溶液剛好完全反應(yīng)．求鈉在空氣中燃燒產(chǎn)物的成分及物質(zhì)的量．

Answer 1

分析 鈉在有限的空氣中燃燒可能有Na₂O、Na₂O₂、Na₃N，將燃燒產(chǎn)物投入水中，得到一種純凈氣體0.224L為氧氣，根據(jù)氧氣計(jì)算過氧化鈉物質(zhì)的量，溶液中Na元素以NaOH形式存在，25 mL溶液中n（NaOH）=1.25×10^-2mol，消耗n（HCl）=1.35×10^-2mol＞n（NaOH），說明溶液中還有氨水，計(jì)算原l L溶液中n（NH₃•H₂O），再根據(jù)Na₃N+4H₂O═3NaOH+NH₃•H₂O計(jì)算Na₃N的物質(zhì)的量，根據(jù)Na原子守恒計(jì)算n（Na₂O）．

解答 解：n（Na）=$\frac{11.5g}{23g/mol}$=0.500 mol
鈉在有限的空氣中燃燒可能有Na₂O、Na₂O₂、Na₃N．
將燃燒產(chǎn)物投入水中，得到一種純凈氣體0.224L為氧氣，則n（O₂）=$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$=0.0100 mol
  2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑
0.0200 mol        0.0100 mol
溶液中Na元素以NaOH形式存在：Na→NaOH，則c（NaOH）=$\frac{0.5mol}{1L}$=0.500mo1•L^-1，25 mL溶液中n（NaOH）=0.025L×0.500mo1•L^-1=1.25×10^-2mol，消耗n（HCl）=0.0135L×1.00mo1•L^-1=1.35×10^-2mol＞n（NaOH），說明溶液中還有氨水．
原l L溶液中n（NH₃•H₂O）=$\frac{1000mL}{25mL}$×（1.35×10^-2mol-1.25×10^-2mol）=4.00×10^-2mol，
     Na₃N+4H₂O═3NaOH+NH₃•H₂O
4.00×10^-2 mol       4.00×10^-2mol
即n（Na₃N）=0.0400mo1
n（Na₂O₂）=0.0200mol
n（Na₂O）=（0.500 mo1-0.0400 mo1×3-0.020 mo1×2）÷2=0.170 mo1，
答：鈉在空氣中燃燒產(chǎn)物及物質(zhì)的量為：n（Na₃N）=0.0400mo1、n（Na₂O₂）=0.0200mol、n（Na₂O）=0.170 mo1．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)方程式計(jì)算、混合物計(jì)算，注意利用守恒法計(jì)算解答，關(guān)鍵是根據(jù)HCl與NaOH物質(zhì)的量關(guān)系判斷產(chǎn)物中含有Na₃N．