Question

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組對(duì)中學(xué)課本中可生成氫氣的反應(yīng)進(jìn)行了研究,總結(jié)出三個(gè)可以生成H2的反應(yīng):①Zn+鹽酸;②Na+水;③Al+NaOH溶液。為點(diǎn)燃上述三個(gè)反應(yīng)生成的H2,他們?cè)O(shè)計(jì)了如右圖所示的裝置圖:請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

（1）寫出Al和NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式_______________________________。

（2）在點(diǎn)燃H2之前必須先進(jìn)行____________________________________________。

（3）實(shí)驗(yàn)小組在點(diǎn)燃用上述裝置制得的H2時(shí),①③實(shí)驗(yàn)獲得成功,②卻失敗了。他們分析認(rèn)為失敗的原因是Na與H2O的反應(yīng)速率太快,Na的用量又太少。于是他們準(zhǔn)備增加鈉的用量,可教師說(shuō)太危險(xiǎn),你認(rèn)為產(chǎn)生危險(xiǎn)的原因是___________________________。

（4）實(shí)驗(yàn)小組查閱鈉、苯(一種不溶于水的液態(tài)有機(jī)物)、水的密度分別為0.97 g·mL-1、0.88 g·mL-1、1.00 g·mL-1,并據(jù)此對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)。在改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)中H2的生成速率____________。(填“減慢”或“加快”)

（5）將4.6gNa和8.1gAl投入到足量的水中，所得溶液的體積為200mL，則生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的H2的體積是___________？該溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度是__________________？

Answer 1

【答案】.2Al+2H2O+2OH—====2AlO2—+3H2↑ 驗(yàn)純 較多的鈉與水反應(yīng)放出大量的熱,使試管內(nèi)H2與O2的混合氣點(diǎn)燃而爆炸 減慢 8.96 L 1 mol·L-1

【解析】

（1）Al和NaOH溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，反應(yīng)的離子方程式為：2Al+2H2O+2OH—=2AlO2—+3H2↑；（2）H2是可燃性氣體，可燃性氣體在點(diǎn)燃前必須進(jìn)行檢純；（3）在試管中不要放入大塊的Na，避免較多的鈉與水反應(yīng)放出大量的熱，使試管內(nèi)H2與O2的混合氣點(diǎn)燃而爆炸；（4）鈉塊表面會(huì)附著苯，所以改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)中H2的生成速率減慢；

（5）4.6gNa的物質(zhì)的量為=0.2mol，8.1gAl的物質(zhì)的量為=0.3mol，

先是Na和水反應(yīng)：2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑

0.2mol 0.2mol 0.1mol

生成n（NaOH）=0.2mol，

再是NaOH和Al反應(yīng)：2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2↑

0.3mol(過(guò)量) 0.2mol 0.2mol 0.3mol

Al過(guò)量，NaOH完全反應(yīng)，反應(yīng)后的溶質(zhì)為0.2molNaAlO2，生成的H2的物質(zhì)的量為0.1mol+0.2mol=0.3mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為0.3mol×22.4L/mol=8.96L；溶液中溶質(zhì)NaAlO2的物質(zhì)的量濃度是=1mol/L。