Question

將33.9 g表面已被氧化的鋁粉和過(guò)氧化鈉的混合物放入一定量的水中，充分反應(yīng)后固體無(wú)剩余。用密閉容器收集產(chǎn)生的氣體，并用點(diǎn)火花引燃，氣體恰好完全反應(yīng)。再向混合液中加入750 mL 1 mol·L^-1的硫酸，可使反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的沉淀剛好消失。

求：（1）原混合物中各物質(zhì)的質(zhì)量各多少克？

（2）畫出向混合液中加入硫酸時(shí)，消耗硫酸的體積V（mL）與產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量n（mol）的關(guān)系圖。

Answer 1

（1）m(Al)=5.4 g  m(Al₂O₃)=5.1 g  m(Na₂O₂)=23.4 g

（2）

解析：（1）混合物為Al、Al₂O₃、Na₂O₂，它們?cè)谒�中發(fā)生的反應(yīng)分別為：

2Na₂O₂+2H₂O====4NaOH+O₂↑，Al₂O₃+2NaOH====H₂O+2NaAlO₂，2Al+2NaOH+2H₂O====2NaAlO₂+3H₂↑

密閉容器中進(jìn)行的反應(yīng)為：2H₂+O₂====2H₂O，加入硫酸后又發(fā)生了反應(yīng)2NaOH+H₂SO₄====Na₂SO₄+2H₂O，2NaAlO₂+H₂SO₄+2H₂O====2Al(OH)₃↓+Na₂SO₄，2Al(OH)₃+3H₂SO₄====Al₂(SO₄)₃+3H₂O。可見，最后所得溶液中的溶質(zhì)是Na₂SO₄、Al₂(SO₄)₃。

設(shè)原混合物中含n(Al)=x，n(Al₂O₃)=y，n(Na₂O₂)=z，則綜合考慮上述七個(gè)化學(xué)方程式和題給數(shù)據(jù)可建立以下方程式：27 g·mol^-1×x+102 g·mol^-1×y+78 g·mol^-1×z=33.9 g(①式)，1.5x=z(②式)1×0.750 mol·L^-1=z+3(x+2y)/2（③式），聯(lián)立①②③式并解之，x=0.2 mol,y=0.05 mol,z=0.3 mol。進(jìn)而可知：m(Al)=5.4 g，m(Al₂O₃)=5.1 g，m(Na₂O₂)=23.4 g。