Question

将总物质的量为n mol的钠和铝（其中钠的物质的量分数为x），投入一定量的水中充分反应，共收集到标准状况下的气体V L．按要求填空：

（1）x=0.5时，V=                （用含n的代数式表示）。

（2）若金属有剩余，则x的取值范围为：                 

（3）若金属没有剩余，则V的取值范围为：                         （用含n的代数式表示）。

Answer

（1）22.4n（2分）（2）0＜x＜0.5（2分）（3）11.2n＜V≤22.4n（2分）

【解析】

试题分析：（1）x＝0.5，则钠和铝均是0.5nmol，根据方程式可知

2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑

2mol 2mol 1mol

0.5nmol 0.5nmol 0.25nmol

2Al＋2H2O＋2NaOH =2NaAlO2＋3H2↑

2mol 2mol 3mol

0.5nmol 0.5nmol 0.75nmol

这说明金属恰好完全，生成的氢气是0.25nmol＋0.75nmol＝nmol，在标准状况下的体积是22.4nL；

（2）若金属有剩余，则钠的物质的量必须小于铝的物质的量，所以x的取值范围为0＜x＜0.5；

（3）若金属没有剩余，则钠的物质的量必须大于铝的物质的量，且钠的物质的量最小值是0.5nmol，如果全部是金属钠，则氢气是0.5nmol，在标准状况下的体积为11.2nL，所以根据（1）中分析可知V的取值范围为11.2n＜V≤22.4n。

考点：考查钠、铝与水反应的有关计算