Question

鈉和鉀是活潑的堿金屬元素，鈉和鉀及其化合物在生產和生活中有廣泛的應用．
（1）將0.01mol下列物質①Na₂O₂②Na₂O ③Na₂CO₃④NaCl分別加入100mL蒸餾水中，恢復至室溫，所得溶液中陰離子濃度的大小順序是（溶液體積變化忽略不計）

 

；
（2）NH₃與NaClO反應可得到肼（N₂H₄），該反應的化學方程式為

 

．肼一空氣燃料電池是一種堿性燃料電池，電解質溶液是20%～30%的KOH溶液．該電池放電時其負極的電極反應式是

 

；
（3）現有一Na₂CO₃和NaHCO₃的混合物樣品，取ag該混合物充分加熱，減重bg，則該混合物樣品中Na₂CO₃的質量分數是

 

；
（4）疊氮化鈉（NaN₃）受撞擊完全分解產生鈉和氮氣，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

 

g．
（5）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．則該溶液中氫氧根離子的物質的量濃度是

 

（忽略溶液體積變化）．計算并確定該鈉-鉀合金的化學式為

 

（列出計算過程）．

Answer 1

分析：（1）等物質的量的Na₂O₂與Na₂O分別于水反應生成等物質的量的NaOH，消耗的水的量相同，生成的OH^-濃度相同，均約為0.2mol/L，Na₂CO₃因水解，使陰離子濃度稍增大：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-．
（2）依據氧化還原反應電子守恒分析判斷產物和配平化學方程式，燃料電池，燃料在負極失電子發生氧化反應；
（3）NaHCO₃不穩定，加熱易分解，根據質量的變化利用差值法解答；
（4）反應的方程式為2NaN₃

撞擊  .

2Na+3N₂↑，根據方程式計算；
（5）結合反應的方程式2Na+2H₂O═2NaOH+H₂↑、2K+2H₂O═2KOH+H₂↑計算．

解答：解：（1）由①反應為2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，②反應為Na₂O+H₂O=2NaOH溶于水，二者消耗的水的量相同，生成等物質的量的NaOH，故生成的OH^-濃度相同，均約為0.2mol/L，故為①=②；③中碳酸根水解使得陰離子濃度稍大于④，而④中NaCl的濃度為0.1mol/L，則所得溶液中陰離子濃度的大小順序是①=②＞③＞④，
故答案為：①=②＞③＞④；
（2）NH₃與NaClO反應可得到肼（N₂H₄），氮元素化合價升高被氧化，次氯酸鈉做氧化劑被還原為氯化鈉，化學方程式為2NH₃+NaClO=N₂H₄+NaCl+H₂O，肼--空氣燃料電池是一種堿性電池，該電池放電時，負極是肼燃燒生成氮氣和水，負極的電極反應式為：N₂H₄-4e^-+4OH^-=N₂+4H₂O，
故答案為：2NH₃+NaClO=N₂H₄+NaCl+H₂O；N₂H₄+4OH^--4e-=4H₂O+N₂；
（3）NaHCO₃不穩定，加熱易分解，發生2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑，
則2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑△m
  168g       106g             62g
  x                           bg
x=

168b

62

g，
則樣品中Na₂CO₃的質量為ag-

168b

62

g=

62a-168b

62

g，
所以該混合物樣品中Na₂CO₃的質量分數是

62a-168b

62a

×100%，
故答案為：

62a-168b

62a

×100%；
（4）反應的方程式為2NaN₃

撞擊  .

2Na+3N₂↑，則
2NaN₃

撞擊  .

2Na+3N₂↑，
130g            67.2L
m               40.32L
m=

130g×40.32L

67.2L

=78g，
故答案為：78；
（5）設鈉、鉀的物質的量分別為a、b，反應的方程式為2Na+2H₂O═2NaOH+H₂↑、2K+2H₂O═2KOH+H₂↑，
則a+b=0.075mol×2=0.15mol，
該溶液中氫氧根離子的物質的量濃度是

0.15mol

0.2L

=0.75mol/L，
且23a+39b=5.05（質量守恒），
解之得a=0.050mol，b=0.10mol，n（Na）：n（K）=1：2，該鈉-鉀合金化學式為NaK₂，
故答案為：0.75（mol/L）；NaK₂．

點評：本題考查較為綜合，涉及堿金屬的單質以及混合物的性質，側重于學生的分析能力和計算能力的考查，注意把握題給信息，學習中注意相關基礎知識的積累，根據反應的方程式解答該題，難度不大．