Question

將一小塊固體鈉在空氣中加熱片刻，然后將固體投入足量的水中，產生V mL(標準狀況下)氣體，向余下的溶液中加入10 mL 6 mol·L^-1的鹽酸恰好中和。
（1）求原固體鈉的質量。
（2）若V="336" mL，且反應產生的氣體經點燃恰好完全反應，那么在空氣中加熱后所得到的固體其所含成分的質量分別為多少？

Answer 1

（1）1.38 g　
(2)m(Na)=" 0.46" g
m(Na₂O₂) ="0.78" gm(Na₂O)="0.62" g

（1）固體與水反應后所得的溶液為NaOH溶液，2Na+2H₂O====2NaOH+H₂↑,2Na₂O₂+2H₂O====4NaOH+O₂↑,Na₂O+H₂O====2NaOH。再由NaOH+HCl====NaCl+H₂O，可知鹽酸的物質的量與一開始鈉的物質的量是相同的，即n（Na）="n(HCl)=0.01" L×6 mol·L^-1="0.06" mol,m(Na)="0.06" mol×23 g·mol^-1="1.38" g。
（2）336 mL的氣體應為H₂和O₂的混合物，由?2H₂+O₂2H₂O可知?V（H₂）="224" mL,V(O₂)=?112 mL，即n(H₂)="0.01" mol,n(O₂)="0.005" mol。
2Na+2H₂O====2NaOH+H₂↑
2 mol            1 mol
0.02 mol         0.01 mol
2Na₂O₂+2H₂O====4NaOH+O₂↑
2 mol            1 mol
0.01 mol         0.005 mol
則加熱后的固體中
n(Na₂O)=="0.01" mol
m(Na)="0.02" mol×23 g·mol^-1="0.46" g
m(Na₂O₂)="0.01" mol×78 g·mol^-1="0.78" g
m(Na₂O)="0.01" mol×62 g·mol^-1="0.62" g