Question

切開的金屬Na暴露在空氣中，其變化過程如下：

（1）反應Ⅰ的反應過程與能量變化的關系如下：

① 反應Ⅰ 是　 　反應（填“放熱”或“吸熱”），判斷依據是　　　。
② 1 mol Na(s)全部氧化成Na₂O(s)的熱化學方程式是　　　。
（2）反應Ⅱ是Na₂O與水的反應，其產物的電子式是     。
（3）白色粉末為Na₂CO₃。將其溶于水配制為0.1 mol/L Na₂CO₃溶液，下列說法正確的是     （填字母）。

A．升高溫度，溶液的pH降低

B．c(OH－)－c (H＋)＝c (HCO3－)＋2 c (H2CO3)

C．加入少量NaOH固體，c (CO32―)與c (Na＋)均增大

D．c (Na＋) > c (CO32―) > c (HCO3―) > c(OH―) > c (H＋)

（4） 鈉電池的研究開發在一定程度上可緩和因鋰資源短缺引發的電池發展受限問題。
① 鈉比鋰活潑，用原子結構解釋原因_______。
②ZEBRA 電池是一種鈉電池，總反應為NiCl₂ + 2Na  Ni + 2NaCl。其正極反應式是_____。

Answer 1

（1）①放熱    反應物總能量高于生成物總能量
② Na(s)＋1/4O₂(g)＝1/2Na₂O(s) △H＝－207 kJ/ mol 
（2）    （3）B  C
（4）① 最外層電子數相同，隨著核電荷數增加，原子半徑逐漸增大，金屬性增強。
② NiCl₂+ 2Na^＋+ 2e^－＝Ni +2NaCl

試題分析：（1）①由于反應物的總能量比生成物的總能量高，所以發生的反應Ⅰ是放熱反應。② 由題目提供的能量關系可得該反應的熱化學方程式為：Na(s)＋1/4O₂(g)＝1/2Na₂O(s) △H＝－207 kJ/ mol。（2）反應Ⅱ是Na₂O與水的反應，Na₂O與水反應產生NaOH，反應的方程式為Na₂O＋H₂O =2NaOH。NaOH的電子式為：。（3）A.Na₂CO₃是強堿弱酸鹽，在溶液中發生水解反應：Na₂CO₃+H₂O NaHCO₃+ NaOH。鹽的水解反應是吸熱反應，所以升高溫度，促進鹽的水解，溶液的堿性增強，溶液的pH增大。錯誤。B．根據電荷守恒可得c (H^＋)+ c (Na^＋)= c(OH^－)+ c (HCO₃^－)+ 2c (CO₃^2―)；根據物料守恒可得c (Na^＋)=" 2" c (H₂CO₃)+ 2c (HCO₃^－)+ 2c (CO₃^2―)，兩式相減，整理可得c(OH^－)－c (H^＋)＝c (HCO₃^－)＋2 c (H₂CO₃)。正確。C．加入少量NaOH固體，由于Na⁺物質的量增多。c (Na^＋)增大，c(OH^－)增大，使平衡Na₂CO₃+H₂O NaHCO₃+ NaOH逆向移動，所以c (CO₃^2―)也增大。正確。D．Na₂CO₃=2Na^＋+ CO₃^2―；c (Na^＋) > c (CO₃^2―)；H₂O+CO₃^2-OH^-+HCO₃^-，所以c(OH^―) > c (H^＋)。由于在溶液中還存在H₂O H^＋+ OH^―。所以c  c(OH^―) > (HCO₃^―) 。因此在溶液微粒的濃度關系為c (Na^＋) > c (CO₃^2―) > c(OH^―) > c (HCO₃^―) > c (H^＋)。錯誤。（4）①Na、Li都是第一主族的元素，由于原子半徑Na>Li。原子半徑越大，原子失去電子的能力就越強，因此鈉比鋰活潑。②由總方程式可知該電池的正極電極式為NiCl₂+ 2Na^＋+ 2e^－＝Ni +2NaCl；負極的電極式為2Na－2e-=2Na+.