内容正文:
知能素养提升
类型一 钠、氧化钠、过氧化钠与水反应的问题
【例1】 将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中,既有气体,又有白色沉淀产生的一组是( A )
①MgSO4溶液 ②Na2SO4稀溶液 ③饱和澄清石灰水 ④Ca(HCO3)2溶液 ⑤CuSO4溶液 ⑥饱和NaCl溶液 ⑦FeCl3溶液
A.①③④⑥ B.①④⑤⑦
C.②④⑤⑥ D.③④⑤⑦
【解析】 钠与硫酸镁溶液反应生成氢气、氢氧化镁沉淀,①正确;钠与硫酸钠溶液反应生成氢气,得不到沉淀,②错误;钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,反应放热且消耗水,氢氧化钙溶解度随温度升高而减小,故有白色沉淀氢氧化钙析出,③正确;钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠与碳酸氢钙反应生成碳酸钙沉淀,④正确;钠与硫酸铜溶液反应生成氢气、氢氧化铜蓝色沉淀,⑤错误;钠与溶液中的水反应,生成物为氢氧化钠和氢气,有气体产生,水减少,饱和氯化钠溶液析出白色氯化钠固体,⑥正确;钠与FeCl3溶液反应生成氢气、氢氧化铁红褐色沉淀,⑦错误。A正确。
【变式1】 某溶液中含有HCO、SO、CO、CH3COO-4种阴离子。向其中加入足量的Na2O2固体后,溶液中离子浓度基本保持不变的是(假设溶液体积无变化)( A )
A.CH3COO- B.SO
C.CO D.HCO
【解析】 Na2O2具有强氧化性,可与SO发生氧化还原反应生成硫酸根离子,Na2O2与水反应生成NaOH,可与HCO反应生成碳酸根离子,则溶液中SO、HCO浓度减小,CO浓度增大,只有CH3COO-离子浓度基本不变,A正确。
类型二 碳酸钠与碳酸氢钠的图像问题
【例2】 将2.50 mol CO2气体通入2 L NaOH溶液中,CO2被完全吸收且溶液中NaOH全部反应完。取上述溶液20 mL向该溶液中逐滴加入一定浓度的盐酸,所加入盐酸的体积与产生CO2的体积(标准状况)关系如图所示:
(1)当加入35 mL盐酸时,产生CO2的体积为 560 mL(标准状况)。
(2)吸收CO2后,溶液中两种物质的物质的量之比为 n(Na2CO3)∶n(NaHCO3)=3∶1 。
【解析】 (1)2.50 mol CO2气体通过2 L NaOH溶液中,生成Na2CO3和NaHCO3共2.5 mol,从中取出20.0 mL,则Na2CO3和NaHCO3共为×2.5 mol=0.025 mol,n(CO2)=n(Na2CO3)+n(NaHCO3)=0.025 mol,V(CO2)=0.025 mol×22 400 mol/mL=560 mL。(2)从反应中可以看出,Na2CO3与HCl反应生成NaHCO3时,消耗盐酸15 mL,则生成的NaHCO3再与盐酸反应时,又消耗盐酸15 mL,则原混合物中的NaHCO3消耗盐酸5 mL,从而得出n(Na2CO3)∶n(NaHCO3)=[c(HCl)×15 mL]∶[c(HCl)×5 mL]=3∶1。
【变式2】 向100 mL NaOH溶液中通入一定量的CO2气体,充分反应后,再向所得溶液逐滴加入0.2 mol/L的盐酸,产生CO2的体积与所加盐酸体积之间关系如图所示。下列说法正确的是( C )
A.原NaOH溶液的浓度为0.1 mol/L
B.通入CO2的体积为448 mL
C.所得溶液的溶质成分的物质的量之比为n(NaHCO3)∶n(Na2CO3)=2∶1
D.所得溶液的溶质成分的物质的量之比为n(NaOH)∶n(Na2CO3)=1∶3
【解析】 生成CO2发生的反应为NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O,假设NaOH与CO2气体反应所得溶液中只有Na2CO3,则开始阶段发生反应:Na2CO3+HCl===NaHCO3+NaCl,由方程式可知,前后两个阶段消耗盐酸的体积应相等,而实际生成CO2的阶段消耗的盐酸体积多,故NaOH与CO2气体反应所得溶液中溶质为Na2CO3、NaHCO3。加入100 mL盐酸时CO2的体积达最大,此时溶液为NaCl溶液,根据氯离子、钠离子守恒,所以n(NaOH)=n(NaCl)=n(HCl)=0.1 L×0.2 mol/L=0.02 mol,所以c(NaOH)=0.02 mol/0.1 L=0.2 mol/L,A错误;由曲线可知从25 mL到100 mL为碳酸氢钠与盐酸反应生成CO2,化学方程式为NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O,所以n(CO2)=n(HCl)=(0.1 L-0.025 L)×0.2 mol/L=0.015 mol,所以CO2气体体积为0.015 mol×22.4 mol/L=0.336 L=336 mL,B错误;Na2CO3转化为NaHCO3消耗盐酸为25 mL,生成NaHCO3转化为CO2又可以消耗盐酸25 mL,故NaOH