Để giải bài toán này, ta thực hiện từng bước theo yêu cầu:
### a. Viết phương trình phản ứng (PTPỨ)
Sodium (Na) phản ứng với oxy (O₂) tạo thành sodium oxide (Na₂O). Phương trình phản ứng hóa học sẽ được viết như sau:
\[ 4Na + O_2 \rightarrow 2Na_2O \]
### b. Tính thể tích khí oxygen (O₂) ở điều kiện tiêu chuẩn đã phản ứng
1. Khối lượng sodium đã phản ứng ban đầu là 20 g.
2. Khối lượng sodium sau khi phản ứng còn lại là \( 24,3 \, \text{g} - m_{\text{Na}} \) (mNa là khối lượng sodium còn lại).
3. Khối lượng sodium đã phản ứng sẽ là:
\[ m_{\text{Na, đã pư}} = 24,3 \, \text{g} - m_{\text{Na}} \]
Từ PTPƯ, 4 mol Na phản ứng với 1 mol O₂.
Khối lượng mol của Na là 23 g/mol, vậy số mol của Na phản ứng được tính như sau:
\[ n_{Na} = \frac{m_{Na}}{M_{Na}} = \frac{20}{23} \, \text{mol} \]
Theo tỉ lệ từ PTPƯ, 4 mol Na phản ứng với 1 mol O₂ nên:
\[ n_{O_2} = \frac{n_{Na}}{4} = \frac{20/23}{4} = \frac{5}{23} \, \text{mol} \]
Và thể tích khí O₂ (ở ĐKC) được tính bằng:
\[ V_{O_2} = n_{O_2} \times 22,4 \, \text{lít} \]
\[ V_{O_2} = \frac{5}{23} \times 22,4 \approx 4,86 \, \text{lít} \]
### c. Tính khối lượng oxide (Na₂O) tạo thành
Khối lượng sodium oxide tạo thành được tính theo số mol sodium đã phản ứng. Từ PTPƯ, ta biết rằng 4 mol Na tạo ra 2 mol Na₂O.
Số mol Na₂O tạo thành sẽ là:
\[ n_{Na_2O} = \frac{n_{Na}}{2} = \frac{20/23}{2} = \frac{10}{23} \, \text{mol} \]
Khối lượng mol của Na₂O là:
\[ M_{Na_2O} = 2 \times 23 + 16 = 62 \, \text{g/mol} \]
Khối lượng Na₂O tạo thành sẽ là:
\[ m_{Na_2O} = n_{Na_2O} \times M_{Na_2O} = \frac{10}{23} \times 62 \approx 26,96 \, \text{g} \]
### d. Tính khối lượng sodium còn lại trong miếng kim loại
Khối lượng sodium còn lại:
\[ m_{\text{Na, còn lại}} = 24,3 \, \text{g} - m_{Na, đã pư} \]
\[ m_{\text{Na, còn lại}} = 24,3 \, \text{g} - 20 \, \text{g} = 4,3 \, \text{g} \]
Tóm lại, các câu trả lời như sau:
- a. PTPỨ: \( 4Na + O_2 \rightarrow 2Na_2O \)
- b. Thể tích khí O₂ đã phản ứng: khoảng 4,86 lít.
- c. Khối lượng oxide (Na₂O) tạo thành: khoảng 26,96 g.
- d. Khối lượng sodium còn lại: 4,3 g.