专题05 有关钠三大考点-2024-2025学年高一上学期期中化学【常考题型】全攻略(人教版2019必修第一册)
2024-10-16
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内容正文:
专题05 有关钠三大考点1(常考题型)
题型一:CO和H2完全燃烧后的产物与Na2O2反应的计算
引例1:a g H2在O2中完全燃烧,将其燃烧产物(H2O)通过足量的Na2O2固体,Na2O2固体质量增加多少克?
2H2+O22H2O ①
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑ ②
①+②得:H2+Na2O2===2NaOH
结论1:a g H2在O2中完全燃烧,将其燃烧产物通过足量的Na2O2固体,恰好能使Na2O2固体质量增加a g
引例2:a g CO在O2中完全燃烧,将其燃烧产物(CO2)通过足量的Na2O2固体,Na2O2固体质量增加多少克?2CO+O22CO2
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
①+②得:CO+Na2O2===Na2CO3
结论2:a g CO在O2中完全燃烧,将其燃烧产物通过足量的Na2O2固体,恰好能使Na2O2固体质量增加a g
由上面两个结论不难得出
结论3:a g H2和CO的混合气在O2中完全燃烧,将其燃烧产物通过足量的Na2O2固体,恰好能使Na2O2固体质量增加a g
终极结论:凡分子组成符合通式(CO)m(H2)n的物质,a g该物质在O2中完全燃烧,将其燃烧产物(CO2、H2O)通过足量的Na2O2固体,恰好能使Na2O2固体质量增加a g。
1.相同条件下,总质量为2.9g的CO和H2的混合气体在足量的氧气中充分燃烧,然后立即通过足量的Na2O2固体,固体的质量增加
A.1.9g B.2.9g C.2.8g D.无法计算
2.CO和 的混合气体30g,通入盛有足量 固体粉末的容器中,同时通入足量,电火花引燃,充分反应后,固体粉末的质量增加
A.44g B.2g C.30g D.18g
3.120℃将下列物质在足量氧气中完全燃烧,将燃烧产物通过足量后,固体质量增加大于,该物质可能是
A. B. C. D.
4.葡萄糖在足量的氧气中充分燃烧,将生成物全部通入到足量的过氧化钠中充分吸收,固体质量增加,下列说法错误的是
A.
B.反应后的固体是混合物
C.生成的的质量为
D.上述生成物与过氧化钠反应的产物之一能使带火星的木条复燃
5.有关的说法正确的是
A.在干燥空气中最终变成
B.与足量水反应,转移2mol电子
C.与足量反应,固体质量增加14g
D.加入滴有酚酞的水中,观察到溶液颜色先变红后褪去
6.下列叙述正确的是
A.Na2O和Na2O2都能和水反应生成碱,它们都是碱性氧化物
B.金属钠加入硫酸铜溶液产生红色固体
C.钠或Na2O2固体久置于空气中最终的产物是NaOH和Na2CO3的混合物
D.将4.4gCO2与足量Na2O2发生反应,固体质量增加2.8g
7.120℃将10g下列物质在足量氧气中完全燃烧,将燃烧产物通过足量后,固体质量增加大于10g,该物质可能是
A. B. C. D.
8.在150℃下,将由3.2gCO与2.5g H2组成的混合气体充分燃烧后,立即通入足量的Na2O2固体中充分反应,固体的质量增加
A.3.2g B.5.7g C.2.5g D.0.7g
题型二:碳酸钠和碳酸氢钠热稳定性实验考点
实验原理:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
实验过程:如图所示实验为“套管实验”,小试管内塞有沾有白色无水硫酸铜粉末的棉花球
实验装置:
实验现象:小试管中棉花球变蓝色,
B烧杯中澄清石灰水变浑浊,
A烧杯中有少量气泡冒出,
A烧杯中澄清石灰水不变浑浊
实验结论:Na2CO3受热不分解;NaHCO3受热易分解,生成物中含有CO2和H2O。由此可知,Na2CO3的热稳定性比NaHCO3强
一、单选题
1.下列实验过程能达到实验目的的是
A.钠的燃烧实验
B.制备胶体
C.观察的焰色试验
D.验证纯碱和小苏打的热稳定性
A.A B.B C.C D.D
2.下列关于NaHCO3和Na2CO3的描述不正确的是
A.NaHCO3俗称小苏打
B.Na2CO3比NaHCO3易溶于水
C.热稳定性:NaHCO3<Na2CO3
D.等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应,生成的CO2的量相等
3.为探究碳酸钠及碳酸氢钠的部分性质,设计如图装置和实验。下列说法正确的是
A.加盐酸前,图①和图②中溶液都显红色,后者稍深
B.加盐酸过程中,开始时,图①气球有变化,图②气球无变化
C.图③可验证和的热稳定性,其中甲为
D.完全反应后,气球体积:图①大于图②
二、填空题
4.已知取19克Na2CO3和NaHCO3的混合物充分加热至质量不再变化时,剩余固体质量为15.9克。
(1)写出固体充分加热时发生的反应的化学方程式 。
(2)将剩余固体溶于水后,加入足量澄清石灰水,产生的沉淀质量为 克。
(3)加热固体时产生的能使澄清石灰水变浑浊的气体质量为 克。
5.元素的价类二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具,图为钠的价类二维图:
请回答以下问题:
(1)写出①中某种淡黄色固体能做供氧剂的原因 (用化学方程式表示,写一个即可)。
(2)图中缺失的物质类别是 ,利用如图实验比较碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性,则物质甲的化学式为 ,写出实验过程中试管中发生反应的化学方程式: 。
(3)实验室可以用稀盐酸鉴别和,除了这种方法,请你再举出一例用稀盐溶液鉴别同浓度稀和溶液的方法: ,写出反应的离子方程式 。
6.实验室利用如图所示装置进行Na2CO3和NaHCO3热稳定性对比实验。
请回答:
(1)加热一段时间后,两试管中石灰水的变化是 (填序号)。
A.均变浑浊 B.试管1澄清,试管2变浑浊 C.试管2澄清,试管1变浑浊
(2)该实验说明二者的稳定性强的物质的化学式是 ,另一种物质受热分解的化学方程式是 。
(3)实验结束时的正确操作是 (填序号)。
①先将导管从液体中移出,再熄灭酒精灯 ②先熄灭酒精灯,再将导管从液体中移出
三、解答题
7.Ⅰ:钠、氯及其化合物有如图转化关系,淡黄色物质M可在潜水艇中作为氧气的来源,常用作供氧剂,N常用来杀菌消毒。请按要求填空:
(1)淡黄色物质M是 (填化学式)。
(2)写出N与过量CO2反应的离子方程式: 。
(3)写出金属钠投入MgCl2溶液中的离子方程式: 。
(4)写出Cl2与H2O反应的化学反应方程式: 。
(5)除去下列括号中少量杂质,写出相关化学方程。
Na2CO3固体(NaHCO3)化学方程式: 。
Ⅱ:已知氧化还原反应:反应中。
(6)①被氧化的元素是 (元素名称),还原产物是 。
②若反应过程中转移3mole-,则在标准状况下消耗SO2的体积为 L。
8.某食品膨松剂起作用物质为NaHCO3,某兴趣小组研究加热情况下该膨松剂放出气体的量,设计实验的装置图如图。
回答下列问题:
(1)A装置中NaOH溶液的作用是除去空气中的 ,C装置内所盛试剂是 ,E装置的作用是 ,若没有E装置,测定的结果 (填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
(2)分解产物Na2CO3是重要化工原料,研究其性质:分别取少量Na2CO3溶液。
①与碱反应:滴加澄清石灰水,现象为 。
②与盐反应:滴加X溶液,产生白色沉淀,则X可能为 (写其中一种的名称)。
③与酸反应:滴加盐酸,开始没有气泡,反应产生两种盐,推测两种盐的化学式 。
(3)取a克Na2CO3与NaHCO3混合物进行下列三组实验,其中能测定Na2CO3质量分数的是 (填序号)。
A.充分加热,质量减少b克
B.与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干,灼烧,得b克固体
C.与足量稀硫酸充分反应,逸出气体用氯化钙吸收,增重b克
题型三:侯氏制碱法流程题考点
制备原料:食盐、氨气、二氧化碳——合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气;
其反应为:C+H2O(g)CO+H2,CO+H2O(g)CO2+H2
工艺流程:
反应原理:往饱和食盐水中依次通入足量的NH3、CO2(氨碱法),利用NaHCO3的溶解性小于NH4HCO3的溶解性原理,使NaHCO3从溶液中析出
(1)产生NaHCO3的反应:NH3+NaCl+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl
(2)产生Na2CO3的反应:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
循环利用:循环使用的物质为CO2、饱和食盐水
一、单选题
1.实验室模拟并改进侯氏制碱法制备的实验流程如下图
下列说法错误的是
A.实验室制备的可用饱和溶液洗气
B.生成的总反应的离子方程式为
C.流程中可循环使用的试剂仅为
D.母液中含有较多,可作肥料
二、填空题
2.I.钠及其化合物在人类生产生活中有着重大的作用。
(1)一小块金属钠长时间置于空气中,可能有下列现象,这些现象出现的先后顺序是___________。
①变成白色粉末 ②变暗 ③固体表面变潮湿 ④变白色晶体
A.①②③④ B.②③④① C.②③①④ D.③②④①
(2)向一小烧杯中分别加入等体积的水和煤油,片刻后再向该烧杯中轻缓的加入一绿豆大小的金属钠,可能观察到的现象符合图中的 。
Ⅱ.侯氏制碱法
1926年,我国化工专家侯德榜创造出的“侯氏制碱法”,结束了由美、英、法等国垄断世界纯碱市场的时代。其基本工业流程如图:
(3)上述物质中属于酸式盐的是 (填写物质的化学式)。
(4)煅烧碳酸氢钠制备纯碱的化学方程式为 。
(5)“侯氏制碱法”中除水外,能够循环利用的物质是 和 (填写物质的化学式)。
(6)该制备方法可得到的副产品为 ,其用途为 。
Ⅲ.
(7)市场上销售的“苏打水”是一种非常受欢迎的饮料,其溶质是小苏打而不是苏打,设计一个简单的实验证明“苏打水”中的溶质不是苏打 。“苏打水”会因储藏温度过高而分解产生少量碳酸钠使口感发涩,写出一种除去以改善“苏打水”口感的方法 (用离子方程式表示)。
3.我国化学家侯德榜发明的“联合制碱法”为世界制碱工业做出了巨大贡献。下图为联合制碱法的主要过程(部分物质已略去)。
已知:i.溶于水生成碱,与酸反应生成盐,如
ⅱ.有关物质的溶解度(20℃)
物质
溶解度/g
36.0
21.7
9.6
37.2
(1)煅烧炉中反应的化学方程式为 ,物质X是 。沉淀池中发生反应的化学方程式为 。实验室分离出沉淀的操作名称是 ;检验产品中是否含有氯离子,需要的试剂有 。
(2)下列说法正确的是 (填字母)。
A.沉淀池中有析出,因为一定条件下的溶解度最小
B.滤液中主要含有、和
C.设计循环的目的是提高原料的利用率
(3)工业可用纯碱代替烧碱生产某些化工产品,如用饱和纯碱溶液与反应可制得一种在生产生活中常用于漂白、消毒的物质,同时有生成,该反应的化学方程式是 。
三、解答题
4.某兴趣小组的同学模拟侯德榜制碱法制取纯碱,流程如图。
已知:几种盐的溶解度
物质
NaCl
NH4HCO3
NaHCO3
NH4Cl
溶解度
36.0
21.7
9.6
37.2
(1)①写出装置I中反应的化学方程式 。
②操作①的名称是 。
(2)写出装置II中发生反应的化学方程式: 。
(3)该流程中可循环利用的物质是 (填化学式)。
(4)测定该纯碱样品的纯度:称取ag样品置于小烧杯中,加水溶解,滴加足量CaCl2溶液,将反应混合物过滤、洗涤、干燥、称量,得到固体的质量为b g,则该纯碱样品的纯度为 。
(5)用该纯碱配制的溶液中可能含有Cl-,请设计实验检验含有Cl-: 。
5.我国化学家侯德榜发明了联合制碱法,对世界制碱工业做出了巨大贡献。联合制碱法的主要过程如图所示(部分物质已略去)。
(1)① ~ ③所涉及的操作方法中,包含过滤的是 (填序号)。
(2)根据图,将化学方程式补充完整: 。
NH3+CO2+___________+___________=NaHCO3↓+NH4Cl
(3)煅烧NaHCO3固体的化学方程式是 。
(4)下列说法中,正确的是 (填字母)。
a.CO2可循环使用
b.副产物NH4Cl可用作肥料
c.溶液B中一定含有Na+、NH、Cl-
(5)若检验溶液B中是否含有氯离子,可进行的操作方法是 。
(6)在下列方程式上写出缺少的物质并配平方程式:
①____Na2Cr2O7+_______HCl=_______NaCl+________CrCl3+_______Cl2+_______
②______ClO+_______CrO+_______=_______Cl-+________CrO+___________H2O
6.碳酸钠是重要的工业原料。已知工业碳酸钠(纯度约为 98%)中含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl-和SO等杂质,提纯工艺线路如下:
碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出的溶质如图所示:
请回答下列问题:
(1)试剂A是 ,“母液”中除了含有Na+、CO、OH-外,还含有 等离子,过滤要“趁热”的目的是 。
(2)检验试剂级Na2CO3中Cl-和SO是否除尽,所选试剂及加入的次序是___________(填字母)。
A.HCl、BaCl2、AgNO3 B.AgNO3、HNO3、Ba(NO3)2
C.HNO3、Ba(NO3)2、AgNO3 D.AgNO3、HCl、BaCl2
(3)下图是侯氏制碱法的工艺,将氨厂废气 转变为纯碱厂的主要原料,并且提取沉淀池所得母液中的 作为肥料,充分体现了资源循环利用的生态文明建设理念。
(4)侯德榜先生的制碱法得到国际社会的高度评价,写出该方法的原理,用化学方程式表示 , 。反应时应先通 ,再通 。该方法需要的原料精致饱和食盐水需要通过粗盐的提纯才能获得,已知粗盐中含有的可溶性的杂质主要为、Ca2+、Mg2+,要除去这些离子可选用①Na2CO3 ②BaCl2 ③NaOH,加入试剂的顺序为 。
A.①②③ B.①③② C.③①② D.②①③
(5)市场上销售的“苏打水”是一种非常受欢迎的饮用水,其溶质是小苏打。苏打水会因储藏温度过高而分解产生少量Na2CO3使口感发涩,写出一种除去Na2CO3改善口感的方法 (用离子方程式表示)。写出发酵粉的主要成分中和胃酸的离子方程式 。
7.我国化学家侯德榜先生提出的联合制碱法得到世界各国的认可,主要工业流程可简要表示如图:
回答下列问题:
(1)“操作1”的名称: 。
(2)“循环”的物质为: 。
(3)“操作2”的化学反应方程式: 。
(4)流程中产生NaHCO3固体的化学方程式: 。
(5)下列说法不正确的是___________。
A.由“操作1”可知,在相同温度下碳酸氢钠溶解度比NaCl大
B.侯德榜联合制碱法得到的主要产品是烧碱,副产物是NH4Cl
C.应该向“饱和NaCl溶液”中先通入足量NH3,再通入足量CO2
D.使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上,主要设计了“循环”
8.我国科学家侯德榜发明了联合制碱法,其制备流程可表示如下。回答下列问题:
资料1:反应中的化学方程式为:。
资料2:时,溶解度小于0.01g的物质属于难溶物;时溶解度为。
资料3:下表为有关物质的溶解度()
物质
NaCl
溶解度/g
36.0
21.7
9.6
37.2
(1)粗盐水中含大量、,“除杂”时依次加入过量的NaOH、、和适量HCl来提纯NaCl。用离子方程式说明加入的目的 。
(2)“操作”若在实验室中进行,用到的玻璃仪器除烧杯外还需要 。
(3)离子反应:,是难溶物,符合复分解反应发生的条件;反应中不是难溶物,为什么也生成了沉淀,理由是 。
(4)从“操作”得到的“母液”可分离提纯得到另一种产品 ,用于“循环”的X是 。
(5)制得的纯碱可能含少量NaCl,简述检验杂质的方法 。
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专题05 有关钠三大考点1(常考题型)
题型一:CO和H2完全燃烧后的产物与Na2O2反应的计算
引例1:a g H2在O2中完全燃烧,将其燃烧产物(H2O)通过足量的Na2O2固体,Na2O2固体质量增加多少克?
2H2+O22H2O ①
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑ ②
①+②得:H2+Na2O2===2NaOH
结论1:a g H2在O2中完全燃烧,将其燃烧产物通过足量的Na2O2固体,恰好能使Na2O2固体质量增加a g
引例2:a g CO在O2中完全燃烧,将其燃烧产物(CO2)通过足量的Na2O2固体,Na2O2固体质量增加多少克?2CO+O22CO2
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
①+②得:CO+Na2O2===Na2CO3
结论2:a g CO在O2中完全燃烧,将其燃烧产物通过足量的Na2O2固体,恰好能使Na2O2固体质量增加a g
由上面两个结论不难得出
结论3:a g H2和CO的混合气在O2中完全燃烧,将其燃烧产物通过足量的Na2O2固体,恰好能使Na2O2固体质量增加a g
终极结论:凡分子组成符合通式(CO)m(H2)n的物质,a g该物质在O2中完全燃烧,将其燃烧产物(CO2、H2O)通过足量的Na2O2固体,恰好能使Na2O2固体质量增加a g。
1.相同条件下,总质量为2.9g的CO和H2的混合气体在足量的氧气中充分燃烧,然后立即通过足量的Na2O2固体,固体的质量增加
A.1.9g B.2.9g C.2.8g D.无法计算
【答案】B
【详解】CO在氧气中完全燃烧生成CO2,CO2和再与Na2O2反应,方程式为2CO+O22CO2、2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2,总方程式为:CO+Na2O2=Na2CO3,可知过氧化钠增重为CO的质量;
H2在氧气中完全燃烧,生成H2O,H2O再与Na2O2反应,方程式为2H2+O22H2O、2H2O+2Na2O2=4NaOH+O2,总反应方程式为:H2+Na2O2=2NaOH,可知反应后固体质量增加为氢气质量;
故由2.9gCO和H2组成的混合物在足量的O2中充分燃烧,立即通入足量的Na2O2固体,固体质量增加应为CO和H2的质量,即固体增重为2.9g;故选B。
2.CO和 的混合气体30g,通入盛有足量 固体粉末的容器中,同时通入足量,电火花引燃,充分反应后,固体粉末的质量增加
A.44g B.2g C.30g D.18g
【答案】C
【详解】CO燃烧生成二氧化碳,反应方程式为,二氧化碳与过氧化钠发生反应,化学方程式相加得,固体增加的质量为相当于CO的质量;氢气燃烧生成水,反应方程式为,水与过氧化钠发生反应,二者相加可得,固体增加的质量为相当于H2的质量,则过氧化钠固体质量的增加量就是原混合气体中CO、H2的质量和,则最后容器中固体的质量增加30g,答案选C。
3.120℃将下列物质在足量氧气中完全燃烧,将燃烧产物通过足量后,固体质量增加大于,该物质可能是
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,Na2O2增加的质量相当于过氧化钠吸收CO的质量;2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2,Na2O2增加的质量相当于过氧化钠吸收H2的质量;
【详解】A.可以表示为,Na2O2只吸收,所以固体质量增加小于,故不选A;
B.可以表示为,变为需要吸收空气中的氧原子,所以固体质量增加大于,故选B;
C.可以表示为,能被过氧化钠恰好完全吸收,所以固体质量增加等于,故不选C;
D.能被过氧化钠恰好完全吸收,所以固体质量增加等于,故不选D;
选B。
4.葡萄糖在足量的氧气中充分燃烧,将生成物全部通入到足量的过氧化钠中充分吸收,固体质量增加,下列说法错误的是
A.
B.反应后的固体是混合物
C.生成的的质量为
D.上述生成物与过氧化钠反应的产物之一能使带火星的木条复燃
【答案】A
【详解】A.与反应方程式分别为、,分析方程式可知,与反应,固体增加的质量相当于的质量,与反应固体增加的质量相当于的质量,葡萄糖可表示为,因此固体增加的质量相当于葡萄糖的质量,,选项A错误,
B.葡萄糖在足量的氧气中充分燃烧生成和,生成的和分别与足量的反应生成与,反应后的固体为和的混合物,选项B正确;
C.葡萄糖完全燃烧,生成的质量:
与生成的质量:
生成的质量为,选项C正确;
D.与反应都生成能使带火星的木条复燃,选项D正确;
答案选A。
5.有关的说法正确的是
A.在干燥空气中最终变成
B.与足量水反应,转移2mol电子
C.与足量反应,固体质量增加14g
D.加入滴有酚酞的水中,观察到溶液颜色先变红后褪去
【答案】D
【详解】A.过氧化钠吸收空气中水生成氢氧化钠,吸收空气中二氧化碳和水生成碳酸钠结晶水,风化后最终变成粉末,A错误;
B.Na2O2中O为-1价既得电子,也失电子,转移电子数为,B错误;
C.,增加的质量相当m(CO),则增加质量,C错误;
D.过氧化钠与水反应生成NaOH显碱性,使酚酞溶液显示红色,又因为过氧化钠具有有强氧化性,使得溶液颜色褪去,D正确;
故答案为:D。
6.下列叙述正确的是
A.Na2O和Na2O2都能和水反应生成碱,它们都是碱性氧化物
B.金属钠加入硫酸铜溶液产生红色固体
C.钠或Na2O2固体久置于空气中最终的产物是NaOH和Na2CO3的混合物
D.将4.4gCO2与足量Na2O2发生反应,固体质量增加2.8g
【答案】D
【详解】A. Na2O与酸反应生成盐和水,是碱性氧化物,而Na2O2与酸反应生成盐、水和氧气,不是碱性氧化物,故A错误;
B.金属钠加入硫酸铜溶液中首先与水反应生成氢气和NaOH,NaOH与硫酸铜继续反应生成氢氧化铜沉淀,不能得到Cu单质,故B错误;
C.钠或Na2O2固体久置于空气中会与空气中的氧气、水、二氧化碳等发生一系列的反应最终的产物是Na2CO3,故C错误;
D.Na2O2与CO2反应生成碳酸钠和氧气,1mol二氧化碳反应时固体增重28g,则4.4gCO2即0.1mol与足量Na2O2发生反应,固体质量增加2.8g,故D正确;
故选:D。
7.120℃将10g下列物质在足量氧气中完全燃烧,将燃烧产物通过足量后,固体质量增加大于10g,该物质可能是
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据各选项,燃烧后的产物为水和二氧化碳,与Na2O2发生反应:、 ;对生成物变形:Na2CO3~Na2O2•CO,2NaOH~Na2O2•H2,得如下关系式:H2~H2O~2NaOH~Na2O2•H2,CO~CO2~Na2CO3~Na2O2•CO。有机物可拆写成(CO)m•Hn的形式,H2、CO也可拆写成(CO)m•Hn的形式,满足该形式的物质,经过题示反应后将得到碳酸钠或氢氧化钠,即反应后固体的质量增加的质量相当于CO和H2的质量,等于ag。
【详解】A.H2可拆写成(CO)0•Hn的形式,满足上述结果,固体质量增加ag,故A不符合;
B.C12H22O11可拆写成(CO)11•(H22)•C,不满足上述结果,固体质量增加量大于ag,故B符合;
C.可以写成(CO)6•H12,满足上述结果,固体质量增加ag,故C不符合;
D.CO可拆写成(CO)m•H0的形式,满足上述结果,固体质量增加ag,故D不符合;
故选B。
8.在150℃下,将由3.2gCO与2.5g H2组成的混合气体充分燃烧后,立即通入足量的Na2O2固体中充分反应,固体的质量增加
A.3.2g B.5.7g C.2.5g D.0.7g
【答案】B
【详解】CO在氧气中完全燃烧生成CO2,CO2和再与Na2O2反应,方程式为2CO+O22CO2、2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2,总反应方程式为CO+Na2O2=Na2CO3,可知过氧化钠增重为CO的质量;H2在氧气中完全燃烧,生成H2O,H2O再与Na2O2反应,方程式为2H2+O22H2O、2H2O+2Na2O2=4NaOH+O2,总反应方程式为H2+Na2O2=2NaOH,可知反应后固体质量增加为氢气质量。故由3.2gCO和2.5gH2组成的混合物在足量的O2中充分燃烧后,立即通入足量的Na2O2固体,固体质量增加应为CO和H2的质量,即固体增重为3.2g +2.5g =5.7g,故选B。
题型二:碳酸钠和碳酸氢钠热稳定性实验考点
实验原理:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
实验过程:如图所示实验为“套管实验”,小试管内塞有沾有白色无水硫酸铜粉末的棉花球
实验装置:
实验现象:小试管中棉花球变蓝色,
B烧杯中澄清石灰水变浑浊,
A烧杯中有少量气泡冒出,
A烧杯中澄清石灰水不变浑浊
实验结论:Na2CO3受热不分解;NaHCO3受热易分解,生成物中含有CO2和H2O。由此可知,Na2CO3的热稳定性比NaHCO3强
一、单选题
1.下列实验过程能达到实验目的的是
A.钠的燃烧实验
B.制备胶体
C.观察的焰色试验
D.验证纯碱和小苏打的热稳定性
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.将钠放在坩埚中进行燃烧,A错误;
B.将饱和氯化铁滴入煮沸的蒸馏水中,制取氢氧化铁胶体,B错误;
C.通过观察钾元素的焰色,需要通过蓝色钴玻璃,C错误;
D.碳酸氢钠受热易分解,碳酸钠受热不分解,外管温度低,由此说明稳定性:碳酸钠高于碳酸氢钠,D正确;
故答案:D。
2.下列关于NaHCO3和Na2CO3的描述不正确的是
A.NaHCO3俗称小苏打
B.Na2CO3比NaHCO3易溶于水
C.热稳定性:NaHCO3<Na2CO3
D.等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应,生成的CO2的量相等
【答案】D
【详解】A.NaHCO3是碳酸与氢氧化钠形成的酸式盐,俗称小苏打,A正确;
B.碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠,B正确;
C.NaHCO3不稳定,受热反应产生Na2CO3、CO2、H2O,Na2CO3受热不分解,因此物质的热稳定性:NaHCO3<Na2CO3,C正确;
D.因为碳酸钠和碳酸氢钠相对分子质量不同,故等质量的碳酸氢钠和碳酸钠的含碳量不同,故等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应,生成的CO2的量不相等,碳酸氢钠产生的二氧化碳多一些,D错误;
答案选D。
3.为探究碳酸钠及碳酸氢钠的部分性质,设计如图装置和实验。下列说法正确的是
A.加盐酸前,图①和图②中溶液都显红色,后者稍深
B.加盐酸过程中,开始时,图①气球有变化,图②气球无变化
C.图③可验证和的热稳定性,其中甲为
D.完全反应后,气球体积:图①大于图②
【答案】C
【详解】A.加盐酸前,图①和图②中溶液都显红色,同浓度的碳酸钠和碳酸氢钠,碳酸钠的碱性更强,所以前者颜色稍深,故A错误;
B.碳酸钠和盐酸反应,开始不放出二氧化碳,后来放出二氧化碳,所以加盐酸过程中,开始时,图①气球无变化,图②气球有变化,故B错误;
C.图③可验证和的热稳定性,其中甲为,甲中碳酸氢钠分解放出二氧化碳、乙中碳酸钠不分解,说明比更稳定,故C正确;
D.碳酸钠和碳酸氢钠的物质的量相等,完全反应放出二氧化碳的物质的量相等,完全反应后,气球体积:图①等于图②,故D错误;
选C。
二、填空题
4.已知取19克Na2CO3和NaHCO3的混合物充分加热至质量不再变化时,剩余固体质量为15.9克。
(1)写出固体充分加热时发生的反应的化学方程式 。
(2)将剩余固体溶于水后,加入足量澄清石灰水,产生的沉淀质量为 克。
(3)加热固体时产生的能使澄清石灰水变浑浊的气体质量为 克。
【答案】(1)2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑(2)15(3)2.2
【详解】(1)加热NaHCO3生成Na2CO3、CO2、H2O,反应的化学方程式2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑;
(2)剩余固体为碳酸钠,其物质的量为=0.15mol,与足量澄清石灰水,产生的碳酸钙沉淀也为0.15mol,质量为=15g;
(3)加热固体产生的能使澄清石灰水变浑浊的气体为CO2,设CO2的质量为x,有:
即,解得x=2.2g,即CO2气体质量为2.2g。
5.元素的价类二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具,图为钠的价类二维图:
请回答以下问题:
(1)写出①中某种淡黄色固体能做供氧剂的原因 (用化学方程式表示,写一个即可)。
(2)图中缺失的物质类别是 ,利用如图实验比较碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性,则物质甲的化学式为 ,写出实验过程中试管中发生反应的化学方程式: 。
(3)实验室可以用稀盐酸鉴别和,除了这种方法,请你再举出一例用稀盐溶液鉴别同浓度稀和溶液的方法: ,写出反应的离子方程式 。
【答案】(1)2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2或2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
(2) 酸 NaHCO3 2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
(3) 向溶液中加入氯化钙稀溶液,出现白色沉淀的为稀Na2CO3溶液 Ca2++=CaCO3↓
【分析】①为Na2O或Na2O2;
【详解】(1)①淡黄色固体的物质为Na2O2,Na2O2能与水、二氧化碳反应生成氧气,可作供氧剂,相关反应为:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑、2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2;
(2)图中缺失的物质类别是酸,大试管温度更高,小试管温度低于大试管,碳酸氢钠放在小试管中,更能说明碳酸氢钠稳定性弱于碳酸钠,则物质甲的化学式为:NaHCO3,碳酸氢钠受热分解的方程式为:2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O;
(3)用稀盐溶液鉴别同浓度稀和溶液,可用可溶性钙盐或钡盐,方法为:向溶液中加入氯化钙稀溶液,出现白色沉淀的为稀Na2CO3溶液,碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,离子方程式为:Ca2++=CaCO3↓。
6.实验室利用如图所示装置进行Na2CO3和NaHCO3热稳定性对比实验。
请回答:
(1)加热一段时间后,两试管中石灰水的变化是 (填序号)。
A.均变浑浊 B.试管1澄清,试管2变浑浊 C.试管2澄清,试管1变浑浊
(2)该实验说明二者的稳定性强的物质的化学式是 ,另一种物质受热分解的化学方程式是 。
(3)实验结束时的正确操作是 (填序号)。
①先将导管从液体中移出,再熄灭酒精灯 ②先熄灭酒精灯,再将导管从液体中移出
【答案】(1)C(2) Na2CO3 (3)①
【详解】(1)如果直接加热的物质不分解,而间接加热的物质分解,就能证明物质的稳定性,碳酸氢钠易分解,所以小试管中盛放的是碳酸氢钠,大试管中盛放的是碳酸钠,碳酸氢钠分解生成二氧化碳,二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊,碳酸钠不分解,不能使澄清的石灰水变浑浊,所以看到的现象是试管2澄清,试管1变浑浊,故答案为:C;
(2)①实验中,直接加热的碳酸钠不分解,但间接加热的碳酸氢钠分解,所以说明二者中热稳定性强的物质是Na2CO3,故答案为:Na2CO3;
②碳酸氢钠在加热条件下分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,反应方程式为,故答案为:;
(3)如果先熄灭酒精灯,再将导管从液体中移出,会发生倒吸现象,应该先撤出导管,然后再熄灭酒精灯,所以①正确,故答案为:①。
三、解答题
7.Ⅰ:钠、氯及其化合物有如图转化关系,淡黄色物质M可在潜水艇中作为氧气的来源,常用作供氧剂,N常用来杀菌消毒。请按要求填空:
(1)淡黄色物质M是 (填化学式)。
(2)写出N与过量CO2反应的离子方程式: 。
(3)写出金属钠投入MgCl2溶液中的离子方程式: 。
(4)写出Cl2与H2O反应的化学反应方程式: 。
(5)除去下列括号中少量杂质,写出相关化学方程。
Na2CO3固体(NaHCO3)化学方程式: 。
Ⅱ:已知氧化还原反应:反应中。
(6)①被氧化的元素是 (元素名称),还原产物是 。
②若反应过程中转移3mole-,则在标准状况下消耗SO2的体积为 L。
【答案】(1)Na2O2(2)ClO-+CO2+H2O=HCO+HClO
(3)2Na + 2H2O + Mg2+=2Na++ Mg(OH)2 ↓+ H2↑
(4)Cl2+H2OHCl+HClO
(5)2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
(6) 硫 Mn2+ 33.6
【分析】由题干可知,淡黄色物质M可在潜水艇中作为氧气的来源,常被用作供氧剂,故M是Na2O2,常用N来杀菌消毒,故N为NaClO,据此分析回答问题。
【详解】(1)根据分析可知,淡黄色物质M是Na2O2,故答案为:Na2O2;
(2)N为NaClO,NaClO与过量CO2反应生成碳酸氢钠和次氯酸,离子方程式为ClO-+CO2+H2O=+HClO,故答案为:ClO-+CO2+H2O=+HClO;
(3)钠与氯化镁溶液反应生成氢氧化镁沉淀、氯化钠和氢气,该反应的离子方程式为:Mg2++2Na+2H2O═Mg(OH)2↓+2Na++H2↑,故答案为:Mg2++2Na+2H2O═Mg(OH)2↓+2Na++H2↑;
(4)Cl2与H2O反应生成HCl和HClO,反应的化学方程式为Cl2+H2O═HCl+HClO,故答案为:Cl2+H2O═HCl+HClO;
(5)Na2CO3固体中混有的NaHCO3受热分解除去,反应的化学方程式为:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,故答案为:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O;
(6)①反应中SO2中S的化合价由+4价升高到+6价,被氧化,故被氧化的元素是S即硫,Mn的化合价由+7价降低到+2价,被还原,则还原产物是Mn2+,故答案为:硫;Mn2+;
②反应中转移电子数目为10e-,故若反应过程中转移3mole-,则在标准状况下消耗SO2的体积为=33.6L,故答案为:33.6。
8.某食品膨松剂起作用物质为NaHCO3,某兴趣小组研究加热情况下该膨松剂放出气体的量,设计实验的装置图如图。
回答下列问题:
(1)A装置中NaOH溶液的作用是除去空气中的 ,C装置内所盛试剂是 ,E装置的作用是 ,若没有E装置,测定的结果 (填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
(2)分解产物Na2CO3是重要化工原料,研究其性质:分别取少量Na2CO3溶液。
①与碱反应:滴加澄清石灰水,现象为 。
②与盐反应:滴加X溶液,产生白色沉淀,则X可能为 (写其中一种的名称)。
③与酸反应:滴加盐酸,开始没有气泡,反应产生两种盐,推测两种盐的化学式 。
(3)取a克Na2CO3与NaHCO3混合物进行下列三组实验,其中能测定Na2CO3质量分数的是 (填序号)。
A.充分加热,质量减少b克
B.与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干,灼烧,得b克固体
C.与足量稀硫酸充分反应,逸出气体用氯化钙吸收,增重b克
【答案】(1) CO2 浓硫酸 吸收空气中的CO2和H2O,防止对实验结果造成干扰 偏高
(2) 溶液变浑浊 氯化钡或氯化钙 NaHCO3、NaCl
(3)AB
【分析】D装置实验前后的质量差为反应生成二氧化碳的质量。A装置除去空气中的二氧化碳,实验前通入除去二氧化碳的空气排出装置内的空气,防止空气中的二氧化碳干扰实验,实验后继续通入空气将装置B中生成的二氧化碳全部排至D装置中吸收。B装置中碳酸氢钠受热分解,C装置盛放浓硫酸除去二氧化碳中的水,D装置吸收B中生成的二氧化碳,E装置防止空气中的二氧化碳、水进入D,据此解答。
【详解】(1)由分析可知,A装置中NaOH溶液的作用是除去空气中的CO2,C的作用是干燥二氧化碳,则C装置内所盛试剂是浓硫酸,E装置的作用是吸收空气中的CO2、H2O,防止对实验结果造成干扰;若没有E装置,反应后D装置增重偏大,测定结果偏高;
(2)①Na2CO3和澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀,现象为溶液变浑浊;
②Na2CO3能与可溶性钙盐、钡盐反应生成碳酸钙、碳酸钡沉淀,碳酸钠溶液中滴加X溶液,产生白色沉淀,则X可能为氯化钙或氯化钡等;
③碳酸钠溶液中滴加盐酸,开始没有气泡,反应生成NaHCO3、NaCl两种盐,则两种盐的化学式为:NaHCO3、NaCl;
(3)A.碳酸氢钠加热分解,碳酸钠加热不分解,则充分加热,质量减少b克,根据碳酸氢钠分解的方程式可计算原混合物中NaHCO3的质量,能测定Na2CO3质量分数,A符合题意;
B.与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干,灼烧,得b克固体,设混合物中碳酸钠的质量为x,碳酸氢钠的质量为y,则,解方程组可计算出碳酸钠的质量,能测定Na2CO3质量分数,B符合题意;
C.氯化钙能吸收水,但不能吸收二氧化碳,故不能测定放出二氧化碳的质量,则不能测定Na2CO3质量分数,C不符合题意;
故选AB。
题型三:侯氏制碱法流程题考点
制备原料:食盐、氨气、二氧化碳——合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气;
其反应为:C+H2O(g)CO+H2,CO+H2O(g)CO2+H2
工艺流程:
反应原理:往饱和食盐水中依次通入足量的NH3、CO2(氨碱法),利用NaHCO3的溶解性小于NH4HCO3的溶解性原理,使NaHCO3从溶液中析出
(1)产生NaHCO3的反应:NH3+NaCl+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl
(2)产生Na2CO3的反应:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
循环利用:循环使用的物质为CO2、饱和食盐水
一、单选题
1.实验室模拟并改进侯氏制碱法制备的实验流程如下图
下列说法错误的是
A.实验室制备的可用饱和溶液洗气
B.生成的总反应的离子方程式为
C.流程中可循环使用的试剂仅为
D.母液中含有较多,可作肥料
【答案】C
【分析】浓氨水中加氯化钠粉末,制取饱和氨盐水,往其中通入二氧化碳气体,反应后过滤得碳酸氢钠晶体和母液,碳酸氢钠分解得碳酸钠,母液中加氯化钠粉末,得食盐水和氯化铵。
【详解】A.除去CO2中混有的少量HCl气体,由于HCl与NaHCO3溶液反应生成二氧化碳,洗气可除去HCl,故A正确;
B.根据侯氏制碱法的原理,总反应的离子方程式为,故B正确;
C.热分解制得,同时生成的可循环使用,食盐水中含,也可以进行循环使用,故C错误;
D.能溶于水,因此母液中含有较多,加入粉末时也可能会有析出,导致产品不纯,NH4Cl可用作氮肥,故D正确;
故答案选C。
二、填空题
2.I.钠及其化合物在人类生产生活中有着重大的作用。
(1)一小块金属钠长时间置于空气中,可能有下列现象,这些现象出现的先后顺序是___________。
①变成白色粉末 ②变暗 ③固体表面变潮湿 ④变白色晶体
A.①②③④ B.②③④① C.②③①④ D.③②④①
(2)向一小烧杯中分别加入等体积的水和煤油,片刻后再向该烧杯中轻缓的加入一绿豆大小的金属钠,可能观察到的现象符合图中的 。
Ⅱ.侯氏制碱法
1926年,我国化工专家侯德榜创造出的“侯氏制碱法”,结束了由美、英、法等国垄断世界纯碱市场的时代。其基本工业流程如图:
(3)上述物质中属于酸式盐的是 (填写物质的化学式)。
(4)煅烧碳酸氢钠制备纯碱的化学方程式为 。
(5)“侯氏制碱法”中除水外,能够循环利用的物质是 和 (填写物质的化学式)。
(6)该制备方法可得到的副产品为 ,其用途为 。
Ⅲ.
(7)市场上销售的“苏打水”是一种非常受欢迎的饮料,其溶质是小苏打而不是苏打,设计一个简单的实验证明“苏打水”中的溶质不是苏打 。“苏打水”会因储藏温度过高而分解产生少量碳酸钠使口感发涩,写出一种除去以改善“苏打水”口感的方法 (用离子方程式表示)。
【答案】(1)B(2)A(3)(4)
(5) (6) 或氯化铵 氮肥
(7) 取少量“苏打水”加入试管中,加入少量溶液,没有沉淀生成,证明溶质不是
【分析】Ⅱ、氨气极易溶于水,且氨气溶于水后,溶液显碱性,向饱和氨盐水中通入,利用碳酸氢钠的溶解度小于碳酸钠,发生,过滤,碳酸氢钠不稳定受热易分解,据此分析。
【详解】(1)金属钠活泼性很强,露置于空气中,极易被氧气氧化成而变暗,与水作用生成白色固体,易潮解而变成液体,溶液吸收空气中的水和生成晶体,晶体风化脱水生成白色粉末,先后出现的现象是②变暗③固体表面变潮湿④变白色晶体①变成白色粉末,故选B。
(2)因为煤油的密度比水小,所以煤油在上层,水在下层,又因钠的密度比水小,比煤油大,因此的位置介于两者之间,而钠与水反应生成气体后被气体带离水层,进入煤油层后停止反应又下沉,如此反复,直至钠反应完,现象与图中A符合。
(3)流程中物质属于酸式盐的是。
(4)纯碱为碳酸钠,由于碳酸氢钠不稳定,受热易分解,其反应方程式为:。
(5)根据上述流程,循环使用的物质是、。
(6)该制备可得到的副产品为(或氯化铵),可以用作氮肥。
(7)碳酸氢钠和稀氯化钙溶液不反应,碳酸钠会与反应产生白色沉淀,所以实验证明“苏打水”中的溶质不是苏打的实验方案为:取少量“苏打水”加入试管中,加入少量溶液,没有沉淀生成,证明“苏打水”中溶质不是;
苏打水的主要成分是碳酸氢钠,当储藏温度过高时,碳酸氢钠会分解产生碳酸钠、二氧化碳和水,而碳酸钠吸收二氧化碳和水可转化为碳酸氢钠,以此可以改善“苏打水”的口感,反应的离子方程式为:。
3.我国化学家侯德榜发明的“联合制碱法”为世界制碱工业做出了巨大贡献。下图为联合制碱法的主要过程(部分物质已略去)。
已知:i.溶于水生成碱,与酸反应生成盐,如
ⅱ.有关物质的溶解度(20℃)
物质
溶解度/g
36.0
21.7
9.6
37.2
(1)煅烧炉中反应的化学方程式为 ,物质X是 。沉淀池中发生反应的化学方程式为 。实验室分离出沉淀的操作名称是 ;检验产品中是否含有氯离子,需要的试剂有 。
(2)下列说法正确的是 (填字母)。
A.沉淀池中有析出,因为一定条件下的溶解度最小
B.滤液中主要含有、和
C.设计循环的目的是提高原料的利用率
(3)工业可用纯碱代替烧碱生产某些化工产品,如用饱和纯碱溶液与反应可制得一种在生产生活中常用于漂白、消毒的物质,同时有生成,该反应的化学方程式是 。
【答案】(1) 2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O CO2 NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl 过滤 稀硝酸和硝酸银溶液
(2)AC(3)2Na2CO3+Cl2+H2O=NaCl+NaClO+2NaHCO3
【分析】先将合成氨厂生产的氨气通入饱和食盐水,使溶液显碱性,更好地吸收CO2,之后通入过量CO2,析出溶解度较小的NaHCO3,过滤后煅烧NaHCO3得到碳酸钠、二氧化碳和水,滤液中再通入NH3同时加入细小的NaCl颗粒,从而析出NH4Cl。
【详解】(1)根据分析,煅烧炉中发生的反应为煅烧碳酸氢钠,化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O;所以循环使用的物质X为CO2;沉淀池中NaCl溶液与NH3、CO2反应析出碳酸氢钠,化学方程式为NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl;实验室分离出沉淀的操作名称是过滤;检验产品Na2CO3中是否含有氯离子,先加入过量稀硝酸酸化,再加入硝酸银溶液,若出现白色沉淀,则证明含有Cl-,故需要的试剂有稀硝酸和硝酸银溶液;
(2)A.根据题干提供的溶解度表格资料,沉淀池中有NaHCO3析出,是因为一定条件下NaHCO3的溶解度最小,A正确;
B.沉淀池中的反应为NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl,过滤后滤液中主要含有的是NH4Cl,没有碳酸钠,B错误;
C.沉淀池和煅烧炉中反应得到的产物都可作为制取纯碱的原料,故设计循环的目的是提高原料的利用率,C正确;
故选AC。
(3)可将反应看作两步发生,首先氯气和水反应生成盐酸和次氯酸,盐酸和次氯酸再与碳酸钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和碳酸氢钠,则总反应的化学方程式是2Na2CO3+Cl2+H2O=NaCl+NaClO+2NaHCO3。
三、解答题
4.某兴趣小组的同学模拟侯德榜制碱法制取纯碱,流程如图。
已知:几种盐的溶解度
物质
NaCl
NH4HCO3
NaHCO3
NH4Cl
溶解度
36.0
21.7
9.6
37.2
(1)①写出装置I中反应的化学方程式 。
②操作①的名称是 。
(2)写出装置II中发生反应的化学方程式: 。
(3)该流程中可循环利用的物质是 (填化学式)。
(4)测定该纯碱样品的纯度:称取ag样品置于小烧杯中,加水溶解,滴加足量CaCl2溶液,将反应混合物过滤、洗涤、干燥、称量,得到固体的质量为b g,则该纯碱样品的纯度为 。
(5)用该纯碱配制的溶液中可能含有Cl-,请设计实验检验含有Cl-: 。
【答案】(1) NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl 过滤
(2)(3)CO2(4)
(5)取少量待测液于一支洁净的试管中,先加稀硝酸,待无现象后,再滴加硝酸银溶液,若产生白色沉淀,则证明溶液中含有Cl-
【分析】模拟侯德榜制碱法制取纯碱是向饱和氯化钠溶液中依次通入氨气、二氧化碳气体发生反应生成碳酸氢钠晶体和氯化铵,过滤得到碳酸氢钠固体受热分解生成碳酸钠和二氧化碳、水,母液的主要成分为氯化铵溶液。
【详解】(1)①装置I中是NaCl、CO2、NH3、H2O发生反应生成NaHCO3和NH4Cl,反应的化学方程式为NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl;
②操作①为分离沉淀和溶液,采用过滤方法,所以该操作名称是过滤;
(2)受热条件下,碳酸氢钠分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,装置II中发生反应方程式为:;
(3)装置II中得到二氧化碳,装置I中需要二氧化碳、氨气和氯化钠,所以能循环利用的是CO2;
(4)根据碳酸钠与氯化钙1:1反应生成碳酸钙可知,n(Na2CO3)=n(CaCO3)=,则m(Na2CO3)=,则该纯碱样品的纯度为;
(5)Cl-的检验常用硝酸和硝酸银溶液,方法为:取少量待测液于一支洁净的试管中,先加稀硝酸,待无现象后,再滴加硝酸银溶液,若产生白色沉淀,则证明溶液中含有Cl-;
5.我国化学家侯德榜发明了联合制碱法,对世界制碱工业做出了巨大贡献。联合制碱法的主要过程如图所示(部分物质已略去)。
(1)① ~ ③所涉及的操作方法中,包含过滤的是 (填序号)。
(2)根据图,将化学方程式补充完整: 。
NH3+CO2+___________+___________=NaHCO3↓+NH4Cl
(3)煅烧NaHCO3固体的化学方程式是 。
(4)下列说法中,正确的是 (填字母)。
a.CO2可循环使用
b.副产物NH4Cl可用作肥料
c.溶液B中一定含有Na+、NH、Cl-
(5)若检验溶液B中是否含有氯离子,可进行的操作方法是 。
(6)在下列方程式上写出缺少的物质并配平方程式:
①____Na2Cr2O7+_______HCl=_______NaCl+________CrCl3+_______Cl2+_______
②______ClO+_______CrO+_______=_______Cl-+________CrO+___________H2O
【答案】(1)①③
(2)NH3+CO2+NaCl+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl
(3)2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑(4)abc
(5)取少量样品于试管中,先加入HNO3酸化,再加入AgNO3溶液,若产生白色沉淀,则溶液中有Cl-
(6)1Na2Cr2O7 +14HCl=2NaCl+2CrCl3+3Cl2+7H2O 1ClO+2CrO+2OH-=1Cl-+2CrO+1H2O
【分析】向饱和食盐水依次通入氨气、二氧化碳气体发生反应生成碳酸氢钠晶体和氯化铵,过滤得到碳酸氢钠固体加热分解生成碳酸钠,溶液A中加入氯化钠析出氯化铵晶体,过滤得到氯化铵晶体和溶液B主要为氯化钠、氯化铵等;
【详解】(1)分析可知① ~ ③所涉及的操作方法中,分离固体和液体的操作是过滤,包含过滤的是①③,②是加热,故答案为:①③;
(2)氨化的饱和食盐水中通入二氧化碳生成碳酸氢钠和氯化铵,反应的化学方程式:NH3+CO2+NaCl+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl;
(3)碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,反应的化学方程式:2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O;
(4)a.开始通入二氧化碳反应,最后碳酸氢钠受热分解生成的CO2可循环使用,故a正确;
b.副产物NH4Cl含有氮元素,是植物所需要的营养元素,可用作肥料,故b正确;
c.溶液B中主要是氯化钠、氯化铵饱和溶液,一定含有Na+、、Cl-,故c正确;
故答案为:abc;
(5)检验氯离子需要加入稀硝酸和硝酸银,产生白色沉淀氯化银证明含有氯离子,操作方法是:取少量样品于试管中,先加入HNO3酸化,再加入AgNO3溶液,若产生白色沉淀,则溶液中有Cl-;
(6)①Cr元素化合价从+6降低至+3,氯元素化合价从-1升高至0价,生成1个氯气时转移2个电子,由得失电子守恒,反应共转移6个电子,Na2Cr2O7系数为1,CrCl3为2,Cl2为3,由原子守恒可知产物缺H2O,最后配平化学方程式为1Na2Cr2O7 +14HCl=2NaCl+2CrCl3+3Cl2+7H2O;
②氯元素化合价从+5降低至-1价,Cr元素化合价从+3升高至+6价,反应转移6个电子,含Cr元素物质系数为1,氯气系数为3,由原子守恒和电荷守恒,配平得离子方程式1+2+2OH-=1Cl-+2+1H2O。
6.碳酸钠是重要的工业原料。已知工业碳酸钠(纯度约为 98%)中含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl-和SO等杂质,提纯工艺线路如下:
碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出的溶质如图所示:
请回答下列问题:
(1)试剂A是 ,“母液”中除了含有Na+、CO、OH-外,还含有 等离子,过滤要“趁热”的目的是 。
(2)检验试剂级Na2CO3中Cl-和SO是否除尽,所选试剂及加入的次序是___________(填字母)。
A.HCl、BaCl2、AgNO3 B.AgNO3、HNO3、Ba(NO3)2
C.HNO3、Ba(NO3)2、AgNO3 D.AgNO3、HCl、BaCl2
(3)下图是侯氏制碱法的工艺,将氨厂废气 转变为纯碱厂的主要原料,并且提取沉淀池所得母液中的 作为肥料,充分体现了资源循环利用的生态文明建设理念。
(4)侯德榜先生的制碱法得到国际社会的高度评价,写出该方法的原理,用化学方程式表示 , 。反应时应先通 ,再通 。该方法需要的原料精致饱和食盐水需要通过粗盐的提纯才能获得,已知粗盐中含有的可溶性的杂质主要为、Ca2+、Mg2+,要除去这些离子可选用①Na2CO3 ②BaCl2 ③NaOH,加入试剂的顺序为 。
A.①②③ B.①③② C.③①② D.②①③
(5)市场上销售的“苏打水”是一种非常受欢迎的饮用水,其溶质是小苏打。苏打水会因储藏温度过高而分解产生少量Na2CO3使口感发涩,写出一种除去Na2CO3改善口感的方法 (用离子方程式表示)。写出发酵粉的主要成分中和胃酸的离子方程式 。
【答案】(1) NaOH溶液 Cl-、 提高Na2CO3•H2O晶体的含量
(2)C(3) CO2 NH4Cl
(4) NaCl+H2O+NH3+CO2=NaHCO3↓+NH4Cl 2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O NH3 CO2 D
(5) +CO2+H2O=2 +H+= CO2+H2O
【分析】工业碳酸钠中含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl-和等杂质,加水溶解后加入过量的NaOH溶液可生成Mg(OH)2、Fe(OH)3沉淀,除去溶液中的Mg2+、Fe3+,滤液中除了含有Na+、、OH-离子外,还含有Cl-、;依据流程图可知过滤得到产品为Na2CO3•H2O和母液,经过蒸发浓缩结晶得到碳酸钠晶体,由碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出的晶体成分可知,温度较高时析出物质为Na2CO3•H2O,所以过滤要“趁热”,提高提高Na2CO3•H2O的含量,再加热脱水得到试剂级Na2CO3。
【详解】(1)由上述分析可知,试剂A是沉淀Mg2+、Fe3+的试剂,“母液”中除了含有Na+、、OH-离子外,还含有Cl-、;析出的晶体为Na2CO3•H2O,防止因温度过低而析出Na2CO3•10H2O晶体或Na2CO3•7H2O晶体,温度高于36℃时析出Na2CO3•H2O,所以趁热过滤的目的是提高Na2CO3•H2O晶体的含量,故答案为:NaOH溶液;Cl-、;提高Na2CO3•H2O晶体的含量;
(2)检验Cl-需要AgNO3溶液,但硫酸银、碳酸银均是白色沉淀,则检验试剂中Cl-、是否除尽,首先加入足量的HNO3酸化溶液、除去、并使溶液呈酸性,接着加入Ba(NO3)2溶液检验,再加入AgNO3溶液检验Cl-,但检验时不能引入Cl-,则不能选用BaCl2溶液而应选用Ba(NO3)2溶液,同时注意防止干扰Cl-的检验,加入的Ba(NO3)2溶液应过量,所以应加足量的试剂、且加入的先后次序是HNO3、Ba(NO3)2、AgNO3,故答案为:C;
(3)侯氏制碱原理为:NaCl+NH3+CO2+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl,2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O,侯氏制碱法制备Na2CO3的工艺中,将氨厂废气CO2转变为纯碱厂的主要原料,并且提取沉淀池所得母液中的NH4Cl作为肥料,充分体现了资源循环利用的生态文明建设理念,故答案为:CO2;NH4Cl;
(4)侯德榜制碱法的原理是先通入氨气到饱和食盐水中,再通入二氧化碳气体生成碳酸氢钠晶体和氯化铵,碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,反应的化学方程式为:NaCl+H2O+NH3+CO2=NaHCO3↓+NH4Cl,2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,反应时应先通NH3,使溶液显碱性,再通CO2,增大二氧化碳的溶解;粗盐中可溶性的杂质离子有、Mg2+、Ca2+,用BaCl2溶液除,用NaOH溶液除Mg2+,用Na2CO3溶液除Ca2+和过量的Ba2+,用盐酸除NaOH和Na2CO3,要除去这些杂质离子得到精盐水,Na2CO3溶液的添加顺序在氯化钡溶液之后,依次加入了试剂顺序可选择:②BaCl2、①Na2CO3、③NaOH,故答案为:D;
(5)通入过量二氧化碳可除去碳酸钠,Na2CO3溶液和CO2反应生成NaHCO3,反应的离子方程式为+CO2+H2O=2,发酵粉的主要成分是NaHCO3,中和胃酸原理是NaHCO3与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,反应的离子方程式:+H+= CO2+H2O。
7.我国化学家侯德榜先生提出的联合制碱法得到世界各国的认可,主要工业流程可简要表示如图:
回答下列问题:
(1)“操作1”的名称: 。
(2)“循环”的物质为: 。
(3)“操作2”的化学反应方程式: 。
(4)流程中产生NaHCO3固体的化学方程式: 。
(5)下列说法不正确的是___________。
A.由“操作1”可知,在相同温度下碳酸氢钠溶解度比NaCl大
B.侯德榜联合制碱法得到的主要产品是烧碱,副产物是NH4Cl
C.应该向“饱和NaCl溶液”中先通入足量NH3,再通入足量CO2
D.使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上,主要设计了“循环”
【答案】(1)过滤(2)CO2(3)2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
(4)NH3+CO2+NaCl+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl(5)AB
【分析】氨气极易溶于水所得溶液呈碱性,饱和食盐水中通氨气、继续通过量二氧化碳则生成碳酸氢根,碳酸氢钠溶解度小、形成碳酸氢钠的过饱和溶液、则析出碳酸氢钠晶体,主要反应为CO2 + NH3+H2O+ NaCl =NaHCO3↓+ NH4Cl,所得碳酸氢钠受热发生分解反应生成碳酸钠、水跟二氧化碳,二氧化碳可以循环利用,母液通过降温结晶析出氯化铵晶体;剩余母液可以循环使用据此回答。
【详解】(1)“操作1”为分离固体和液体的操作,是过滤;
(2)由分析可知,“循环”物质名称是二氧化碳;
(3)“操作2”是加热碳酸氢钠固体,化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O;
(4)由分析可知,流程中产生NaHCO3固体的化学方程式为NH3+CO2+NaCl+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl;
(5)A.由“操作1”可知,滤渣主要成分是NaHCO3,在相同温度下碳酸氢钠溶解度比氯化钠小,故A错误;
B.侯德榜联合制碱法得到的主要产品是纯碱,副产物是NH4Cl,故B错误;
C.由分析可知,应该向“饱和NaCl溶液”中先通入足量NH3,再通入足量CO2,故C正确;
D.母液中含有食盐等原料,设计了“循环”,使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上,故D正确;
故选AB。
8.我国科学家侯德榜发明了联合制碱法,其制备流程可表示如下。回答下列问题:
资料1:反应中的化学方程式为:。
资料2:时,溶解度小于0.01g的物质属于难溶物;时溶解度为。
资料3:下表为有关物质的溶解度()
物质
NaCl
溶解度/g
36.0
21.7
9.6
37.2
(1)粗盐水中含大量、,“除杂”时依次加入过量的NaOH、、和适量HCl来提纯NaCl。用离子方程式说明加入的目的 。
(2)“操作”若在实验室中进行,用到的玻璃仪器除烧杯外还需要 。
(3)离子反应:,是难溶物,符合复分解反应发生的条件;反应中不是难溶物,为什么也生成了沉淀,理由是 。
(4)从“操作”得到的“母液”可分离提纯得到另一种产品 ,用于“循环”的X是 。
(5)制得的纯碱可能含少量NaCl,简述检验杂质的方法 。
【答案】(1)(2)漏斗、玻璃棒
(3)20℃时溶解度最小,达到过饱和状态而析出
(4)
(5)取少量样品于试管中,加水溶解,滴加足量稀硝酸后,再滴加少量硝酸银溶液,若出现白色沉淀,则说明含有,反之则无
【分析】粗盐水除杂后得到的饱和食盐水通入氨气进行氨化,再通入二氧化碳,反应生成碳酸氢钠,过滤分离得到碳酸氢钠晶体,受热分解得到碳酸钠和水和二氧化碳,二氧化碳可以进行循环利用。据此解答。
【详解】(1)粗盐水中含大量、,加入过量的NaOH除去镁离子,再加入除去硫酸根,则是要除去加入的过量钡离子,离子方程式为:。
(2)“操作I”为过滤,用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒。
(3)由资料3中溶解度可知,20℃时溶解度最小,达到过饱和状态而析出。
(4)由反应I中的化学方程式为:可知,“操作I”得到的“母液”可分离提纯得到另一种产品:;
由分析可知,该过程中参与循环的物质的为。
(5)检验碳酸钠中有氯化钠,即为检验氯离子,故用硝酸和硝酸银。具体方法为:取少量样品于试管中,加水溶解,滴加足量稀硝酸后,再滴加少量硝酸银溶液,若出现白色沉淀,则说明含有,反之则无。
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