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(2013•长宁区一模)钠是活泼的碱金属元素,钠及其化合物在生产和生活中有广泛的应用.

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:化学作业 时间:2024/05/15 09:14:49
(2013•长宁区一模)钠是活泼的碱金属元素,钠及其化合物在生产和生活中有广泛的应用.
完成下列计算:
(1)叠氮化钠(NaN3)受撞击分解产生钠和氮气,故可应用于汽车安全气囊.若78克叠氮化钠完全分解,产生标准状况下氮气______L.
(2)钠-钾合金可在核反应堆中用作热交换液.5.05g钠-钾合金溶于200mL水生成0.075mol氢气.计算溶液中氢氧化钠的物质的量浓度______(忽略液体体积变化).
(3)氢氧化钠溶液处理铝土矿并过滤,得到含铝酸钠的溶液.向该溶液中通入二氧化碳,有下列反应:2NaAl(OH)4+CO2→2Al(OH)3↓+Na2CO3+H2O
己知通入二氧化碳112L(标准状况下),生成的Al(OH)3和Na2CO3的物质的量之比为4:5.若向该溶液中通入的二氧化碳为224L(标准状况下),计算生成的 Al(OH)3和Na2CO3的物质的量的最大值.
(4)为测定某硫酸吸收含氨气废气后,所得铵盐中氮元素的质量分数,现将不同质量的铵盐固体分别加入到50.00mL相同浓度的氢氧化钠溶液中,沸水浴加热至气体全部逸出(此温度下铵盐不分解).该气体经干燥后用浓硫酸吸收完全,测定浓硫酸增加的质量.部分测定结果如下表:
铵盐的质量/g 10.00 20.00 30.00 50.00
浓硫酸增加的质量/g m m 1.29 0
试回答:
该铵盐的成分为______.
该铵盐中氮元素的质量分数为:______(须列式计算)
(1)设产生标准状况下氮气xL,则
2NaN3

 撞击 
.
   2Na+3N2
130g              3×22.4L/mol
78g                xL

130g 
78g =
3×22.4L/mol
  xL解得:x=40.32,故答案为:40.32;     
(2)设钠、钾的物质的量分别为x、y,则
2Na+2H2O═2NaOH+H2↑、2K+2H2O═2KOH+H2↑、
x          x    
x
2       y            
y
2   
 
x
2+
y
2=0.075,
 23X+39Y=5.05
解得:x=0.05mol,y=0.1mol,NaOH的物质的量为0.05mol,其物质的量浓度为:
0.05mol
0.2L=0.25mol/L,故答案为:0.25mol/L;
(3)根据生成的Al(OH)3和Na2CO3的物质的量之比为4:5得出溶液中含有氢氧化钠,112L二氧化碳的物质的量为:5mol,
2NaOH+CO2→Na2CO3+H2O
 2x      x     x  
2NaAl(OH)4+CO2→2Al(OH)3↓+Na2CO3+H2O,
  2y         y       2y         y  

2y  
x+y=
4
5,
x+y=5
解得:x=3,y=2,NaOH的物质的量为6mol,参加反应的NaAl(OH)44mol,
若向该溶液中通入224L二氧化碳,即10mol(标准状况下),当溶液中的二氧化碳与NaAl(OH)4恰好反应生成Al(OH)3和Na2CO3时生成的 Al(OH)3和Na2CO3的物质的量的达最大值.
2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
 6mol      3mol    3mol
2NaAl(OH)4+CO2=2Al(OH)3↓+Na2CO3+H2O
           7mol     14mol      7mol
生成的 Al(OH)3和Na2CO3的物质的量的最大值分别为14mol、10 mol,
答:生成的 Al(OH)3和Na2CO3的物质的量的最大值分别为14mol、10 mol;
(4)从吸收塔出来的气体用一定量氨水吸收,得到的铵盐产品是(NH42SO4和NH4HSO4的混合物;本反应历程是:OH-首先是和NH4HSO4中的H+反应,随后有多的OH-再和NH4+反应放出氨气,所以随着铵盐的量的增大,NH4HSO4的量也增大,放出的氨气的量会为0.
由题知铵盐质量为30.00g时,产生0.076mol NH3.该铵盐中NH4HSO4先与NaOH溶液反应,2NH4HSO4+2NaOH=(NH42SO4+Na2SO4+H2O,只有当NH4HSO4中的H+消耗完全后,NH4+才能与NaOH溶液反应产生NH3,NH4++OH-=NH3↑+H2O.据此判断铵盐质量为10.00g时NaOH溶液过量,铵盐质量为20.00g和30.00g时,消耗的NaOH质量相等.
设10.00g铵盐中NH4HSO4 与(NH42SO4的物质的量分别为X、Y,则有:
铵盐质量/g 10.00 20.00 30.00 40.00
含NH4HSO4、(NH42SO4/mol X、Y 2X、2Y 3X、3Y 4X、4Y
产生NH3/mol X+2Y X+2Y 0.076mol 0
消耗NaOH/mol 2X+2Y 3X+2Y 3X+0.076mol 3X+0.076mol因此3X+2Y=3X+0.076mol,解得2Y=0.076mol,又115X+132Y=10.00,得X=0.043mol.
则该铵盐中氮元素的质量分数
(0.043mol+0.076mol)×14g/mol
10g×100%=16.7%,
即铵盐中氮元素的质量分数为16.7%,故答案为:(NH42SO4和NH4HSO4;16.7%.