Question

将等物质的量的Na₂O₂和Al同时放入足量的水中，充分反应后收集到混合气体4.48L(标准状况下),再向反应后的溶液中缓慢滴入1mol/L盐酸至沉淀恰好溶解。下列说法错误的是

A. 标准状况下，混合气体中氢气与氧气的体积比为3:1

B. 加入的固体过氧化钠为7.8g

C. 当滴加200mL盐酸时，沉淀的质量达到最大值

D. 最终消耗的盐酸为400mL

Answer

D

【解析】将等物质的量的Na2O2和Al同时放入足量的水中，分别进行的反应是：2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2↑，2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2↑，两个反应中过氧化钠和单质铝刚好系数相等，可以认为是物质的量相等混合，方程式相加得到总反应为：2Na2O2 + 2Al + 4H2O = 2NaAlO2 + 2NaOH + O2↑+ 3H2↑。根据方程式，选项A正确。混合气体中氢气与氧气的体积比为3:1，一共4.48L（0.2mol），所以氢气为0.15mol，氧气为0.05mol。带入总方程式计算出Al为0.1mol、过氧化钠为0.1mol，质量为7.8g。选项B正确。沉淀的质量达到最大值时是氢氧化铝恰好完全沉淀，所以溶液中只有一种溶质NaCl，其中Na元素完全来自于加入的0.1mol过氧化钠，所以Na为0.2mol，NaCl就是0.2mol，由Cl守恒得到：需要的HCl为0.2mol，所以，滴加200mL盐酸时，沉淀的质量达到最大值。选项C正确。最终沉淀恰好完全溶解的时候，溶液中只有NaCl和AlCl3，因为初始加入的过氧化钠和单质铝的物质的量都是0.1mol，所以Na为0.2mol，Al为0.1mol，所以NaCl和AlCl3的物质的量分别为0.2mol和0.1mol，其中含有Cl一共0.5mol，所以加入的HCl为0.5mol，需要的盐酸体积为500mL，选项D错误。