内容正文:
专题04 钠及其化合物
一、钠及其化合物的思维导图
二、钠单质的性质
物理性质
色、质软、比水 、熔点
化学性质
与非金属单质反应
如与O2(常温、加热,条件不同产物不同) 、Cl2、S反应
与水反应
离子方程式: 现象:浮、熔、游、响、红
与酸反应
钠先与酸发生置换反应,若钠过量,再与水发生置换反应
离子方程式:
与盐反应
与盐溶液反应
钠先与水发生置换反应,生成的碱再与盐发生复分解反应
如CuSO4溶液,化学方程式:
与熔融盐
与盐发生置换反应:化学方程式:
制取
化学方程式为:
保存
钠易与空气中的O2、H2O反应,且钠的密度比煤油的密度大,不与煤油反应,故通常将钠保存在 中。
应用
①制取钠的化合物,如Na2O2;②制高压钠灯;③从钛、锆等熔融氯化物中置换出金属单质。
注意:(1)金属钠着火时不能用水,也不能用泡沫灭火器,应用 盖灭。
(2) 钠和酸的反应比水更剧烈,在酸溶液中,钠先和酸反应,酸反应完后,过量的钠会和
水继续反应。
(3) 钠和CuSO4等盐溶液的反应,千万不能误解为钠更活泼,而置换出铜单质。
(4)金属钠长期露置于空气中最终完全转变为 粉末,此过程中的主要变化与现象有:
三、氧化钠和过氧化钠的比较
1.氧化钠与过氧化钠的比较
名称
氧化钠
过氧化钠
氧的价态
颜色状态
色固体
色固体
阴、阳离子个数比
类别
氧化物
氧化物,不是碱性氧化物
生成条件
常温下钠在空气中与O2反应
在空气中加热Na或Na2O
热稳定性
Na2O2>Na2O
与盐酸反应
Na2O+2HCl===2NaCl+H2O
转化
2Na2O+O22Na2O2
2.Na2O2与CO2、H2O的反应特点
(1)电子转移特点
①Na2O2与H2O、CO2的反应中,Na2O2既作 剂,又作 剂,H2O、CO2既不是氧化剂,也不是还原剂。
②反应中每产生1个O2分子转移 个电子,Na2O2与转移电子数目比为 。
(2)固体质量变化特点
①2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2 Δm(增重)
2×78 g 2×106 g 56 g
发生反应①时,固体增加的质量等于与参加反应的CO2等分子数的CO的质量。
②2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑ Δm(增重)
2×78 g 4×40 g 4 g
发生反应②时,固体增加的质量等于与参加反应的H2O等分子数的H2的质量。
四、碳酸钠和碳酸氢钠
1.碳酸钠和碳酸氢钠的比较
碳酸钠(Na2CO3)
碳酸氢钠(NaHCO3 )
俗称
物理
性质
色与态
白色粉末
细小白色晶体
溶解性
易溶(溶解度 > )
化学
性质
碱性
同浓度,滴入酚酞,都变红色,碳酸钠溶液红色 ,碱性
与H+
反应
CO32-+2 H+ = CO2↑+H2O
HCO3-+H+= CO2↑+H2O
相同条件下NaHCO3 比Na2CO3反应放出气体
与碱
反应
与NaOH 、KOH
不反应
与NaOH反应生成Na2CO3
离子方程式:HCO+OH-===CO+H2O
与澄清石灰水反应
离子方程式:
Ca2++CO===CaCO3↓
NaHCO3足量:
Ca2++2OH-+2HCO===CaCO3↓+2H2O+CO
NaHCO3不足量:
Ca2++OH-+HCO===CaCO3↓+H2O
热稳
定性
一般不分解
NaHCO3加热分解的化学方程式:
与CO2反
Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3
不反应
用途
用于玻璃、制皂、造纸等
用于制药、焙制糕点等
[注意] 向饱和Na2CO3溶液中持续通入CO2,会有晶体析出,这是因为发生了反应:Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3,反应消耗了溶剂H2O,且生成的NaHCO3的溶解度小于Na2CO3的溶解度。
2.碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别
依据
原理
结论
热稳定性
2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O;
Na2CO3受热不分解
加热有气体产生的是NaHCO3,无变化的是Na2CO3
与CaCl2、BaCl2的反应
+Ca2+===CaCO3↓,+Ba2+===
BaCO3↓;与Ca2+、Ba2+不反应
有沉淀生成的是Na2CO3,无变化的是NaHCO3
与盐酸反应的剧烈程度
Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑;
NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑
生成气体剧烈的是NaHCO3,相对不剧烈的是Na2CO3
盐酸逐滴加入时的现象
+H+===;
+H+===CO2↑+H2O
逐滴加入盐酸立即产生气体的是NaHCO3,开始不产生气体,滴加一会才产生气体的是Na2CO3
[知识拓展] Na2CO3溶液与盐酸互滴时反应现象的不同点
(1)向盐酸中逐滴加入Na2CO3溶液
现象:立即产生大量的气泡。
2HCl+Na2CO3===2NaCl+CO2↑+H2O
(2)向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸
现象:刚开始无气泡产生,盐酸滴加到一定量后,有气泡产生。
HCl+Na2CO3===NaCl+NaHCO3
HCl+NaHCO3===NaCl+CO2↑+H2O
结论:不同的滴加顺序产生不同的现象,这也是鉴别Na2CO3溶液和盐酸的一种方法。
3.碳酸钠和碳酸氢钠的除杂
混合物(括号内为杂质)
除杂方法及试剂
Na2CO3固体(NaHCO3)
加热
NaHCO3溶液(Na2CO3)
通入足量CO2气体
Na2CO3溶液(NaHCO3)
加入适量NaOH溶液
[注意] Na2CO3与NaHCO3都能与Ca(OH)2或Ba(OH)2反应生成白色沉淀,故不可用Ca(OH)2或Ba(OH)2鉴别二者。
五、候氏制碱(纯碱Na2CO3)法
原料
NH3、CO2、饱和食盐水
原理
NH3+CO2+NaCl+H2O=NH4Cl+NaHCO3↓,2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
生产流程
设计Ⅰ的循环,可使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上
绿色化学思想
循环使用的物质为:NaCl、CO2
[注意]必须先通 ,后通过量的 。
六、焰色试验
实验用品
铂丝或铁丝、稀盐酸、酒精灯
操作步骤
常见焰色
钠元素:黄色; 钾元素(透过 ):紫色
[注意](1)焰色反应是 变化,不是 变化。
(2)不能用玻璃棒醮取待测液进行焰色试验。
(3)钾元素的检验:必须透过蓝色钴玻璃观察。
一、单选题
1.(23-24高一上·湖南长沙·期中)“奋斗者”号载人潜水器完成万米深潜海试,标志着我国在载人深潜领域达到世界领先水平。Na2O2可作载人潜水器的供氧剂,下列关于Na2O2说法正确的是
A.属于碱性氧化物 B.与H2O发生化合反应
C.与CO2反应有O2生成 D.可在常温下由Na与O2反应制得
2.(23-24高一上·贵州黔南·期中)下列物质放置在空气中,因发生氧化还原反应而变质的是
A.Na B.Na2CO3 C.NaOH D.Na2O
3.(23-24高一上·湖南郴州·期中)下列钠的化合物与其性质或用途不相符的是
A.——淡黄色固体 B.——白色固体
C.——碱性弱,可用于制作胃药 D.——受热易分解
4.(23-24高一上·四川乐山·期中)将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中,既有气体,又有沉淀产生的是:
①溶液;②溶液;③溶液; ④CuCl2溶液; ⑤溶液。
A.① B.①④ C.①④⑤ D.①②④⑤
5.(23-24高一上·新疆乌鲁木齐·期中)下列离子方程式或电离方程式书写正确的是
A.电离:
B.Na和溶液反应:
C.碳酸钠溶液和盐酸反应,有气泡产生:
D.钠与水反应:
6.(23-24高一上·甘肃白银·期中)对于Na2O2与H2O的反应,下列说法中正确的是
A.Na2O2是氧化剂,H2O是还原剂 B.Na2O2既是氧化剂又是还原剂
C.每生成1个氧分子,该反应中转移4个电子 D.18g H2O与足量Na2O2反应,产生
32 g O2
7.(23-24高一上·河南安阳·期中)有两个试管分别装有等浓度的和溶液,下列操作或判断正确的是
选项
操作
判断
A
分别加入澄清石灰水
产生沉淀者为
B
分别加入等浓度的稀盐酸
反应较剧烈者为
C
分别加入溶液
产生沉淀者为
D
逐滴加入等浓度的盐酸
立即产生气泡者为
A.A B.B C.C D.D
8.(23-24高一上·广东惠州·期中)现代工业常以氯化钠、二氧化碳和氨气为原料制备纯碱,部分工艺流程如下, 有关说法错误的是
A.进一步制取Na2CO3的操作是:将反应Ⅰ生成的沉淀,经过过滤、洗涤、蒸发皿中煅烧可得到纯碱
B.反应Ⅰ原理为CO2 + NH3+ NaCl + H2O = NaHCO3↓ + NH4Cl
C.向饱和NaCl溶液中先通入足量的NH3,再通入足量的CO2
D.析出NaHCO3固体的上层清液中仍存在
9.(23-24高一上·湖北黄冈·期中)下列关于和的叙述正确的是
A.等质量的分别与足量反应,转移的电子数相同
B.中的阴、阳离子数目之比为中的阴、阳离子数目之比为
C.都能与酸反应,故都是碱性氧化物
D.只能作氧化剂
10.(23-24高一上·湖北黄冈·期中)下列实验装置中,能达到实验目的的是
①验证和水反应是否为放热反应
②观察的焰色试验
③检验与反应有生成
④比较和的稳定性
A.①② B.①③ C.②③ D.③④
11.(23-24高一上·四川成都·期中)下列有关钠的存在、保存及取用方法的描述正确的是
A.实验室中取用后剩余的钠要放回原试剂瓶中
B.钠需要密封保存在四氯化碳中
C.实验室中可直接用药匙取用钠
D.钠在自然界中主要以化合物的形式存在,少量以单质的形式存在
12.(23-24高一上·广东东莞·期中)物质类别和核心元素的价态是学习元素及其化合物性质的两个重要认识视角。图为钠及其化合物的“价-类”二维图,下列有关说法正确的是
A.物质①放入硫酸铜溶液中可观察到红色固体析出
B.物质②可与水反应可以转化为NaOH,一定是碱性氧化物
C.NaH中H元素的化合价为-1,可作还原剂
D.在相同条件下,Na2CO3溶液的碱性弱于NaHCO3
13.(23-24高一上·重庆·期中)纯碱和小苏打是厨房中两种常见食用碱。下列区分它们的方法中正确的是
A.分别用砂锅加热两种样品,全部分解挥发没有残留物的是小苏打
B.用铁丝蘸取两种样品在火焰上灼烧,火焰颜色发生明显变化的是小苏打
C.取两种样品配成溶液分别加入澄清石灰水,无白色沉淀生成的是小苏打
D.取两种样品配成溶液分别加入少量稀盐酸,无明显现象的是纯碱
14.(23-24高一上·河南·期中)以不同类别物质间的转化为线索,构建钠及其化合物的关系如图所示:
下列说法正确的是
A.反应①②因为的用量不同所以产物不同
B.反应③④均是化合反应
C.反应⑤表明具有酸性氧化物的性质
D.利用反应⑥可除去固体中混有的少量
二、填空题
15.(23-24高一上·山东临沂·期中)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工具,下图是钠的价类二维图。
回答下列问题:
(1)实验室中通常将金属钠保存在 中。
(2)若A是一种淡黄色固体,则A与二氧化碳反应的化学方程式为 。
(3)从氢元素的价态分析,NaH常用作 (填“氧化剂”或“还原剂”)。NaH与水反应生成标准状况下4.48 L 时,转移电子的物质的量为 mol。
(4)若B常用于治疗胃酸过多,则该反应的离子方程式为 。
(5)若B是和的混合物,下列实验方案不能测出质量分数的是 (填标号)。
a.取m g混合物充分加热,质量减少n g
b.取m g混合物与足量NaOH溶液充分反应,得到n g溶液
c.取m g混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得到n g固体
d.取m g混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出气体经干燥后用碱石灰吸收,质量增加n g
16.(23-24高一上·湖南常德·期中)某校科学兴趣小组探究CO2与Na2O2反应是否有氧气生成,设计了如图所示的实验装置。B中盛有饱和NaHCO3溶液,目的是除去CO2中混有的HCl气体,E为收集氧气的装置。
(1)写出装置A中发生反应的离子方程式: ;
(2)写出装置B中发生反应的化学方程式: ;
(3)C中盛有 ,作用是 ;
(4)写出装置D中发生反应的化学方程式: ;
(5)E装置可除去D装置中未反应完的CO2,反应的化学方程式为: 。
(6)指出装置F的错误: ;
17.(23-24高一上·四川乐山·期中)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)。
18.(23-24高一上·广东梅州·期中)某食品膨松剂的化学成分为 NaHCO3 (含少量氯化钠),某校化学兴趣 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下。
已知:碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物。
回答下列问题:
(1)加热装置 B 前通入一段时间空气的作用是 ,C 装置内所盛试剂是 ,E 装置的作用是 。
(2)B 中反应的化学方程式是 。
(3)充分加热后,测得 D 的质量增加 6.6g,若装置 B 换成装置 F 进行实验(膨松剂质量相同)。不考虑导致误差因素,则测得 D 的质量增加 。
(4)B 中产物 X 是重要化工原料,研究其性质:分别取少量 X 溶液,
①与盐反应:滴加 Y 溶液,产生白色沉淀,则 Y 可能为 (写其中一种的名称)。
②与酸反应:滴加盐酸,开始没有气泡,反应产生两种盐,反应的离子方程式为 。
(5)此小组用以下方法还测定了此食品膨松剂中 NaHCO3 的质量分数。
样品中 NaHCO3 的质量分数为 ,下列操作会导致 NaHCO3 的质量分数偏低的是 (填序号)。
a.操作 1 中有少量溶液溅出
b.加入的 Ba(OH)2 溶液的量不足
c.实验过程中没有进行操作3
d.操作 4 进行不充分
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专题04 钠及其化合物
一、钠及其化合物的思维导图
二、钠单质的性质
物理性质
银白色、质软、比水轻、熔点低
化学性质
与非金属单质反应
如与O2(常温、加热,条件不同产物不同) 、Cl2、S反应
与水反应
2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑ 现象:浮、熔、游、响、红
与酸反应
钠先与酸发生置换反应,若钠过量,再与水发生置换反应
2Na+2H+=2Na++H2↑
与盐反应
与盐溶液反应
钠先与水发生置换反应,生成的碱再与盐发生复分解反应
如CuSO4溶液,2Na+2H2O+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑
与熔融盐
与盐发生置换反应:4Na+TiCl44NaCl+Ti
制取
化学方程式为:2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑
保存
钠易与空气中的O2、H2O反应,且钠的密度比煤油的密度大,不与煤油反应,故通常将钠保存在煤油中。
应用
①制取钠的化合物,如Na2O2;②制高压钠灯;③从钛、锆等熔融氯化物中置换出金属单质。
注意:(1)金属钠着火时不能用水,也不能用泡沫灭火器,应用干燥的沙土盖灭。
(2) 钠和酸的反应比水更剧烈,在酸溶液中,钠先和酸反应,酸反应完后,过量的钠会和
水继续反应。
(3) 钠和CuSO4等盐溶液的反应,千万不能误解为钠更活泼,而置换出铜单质。
(4)金属钠长期露置于空气中最终完全转变为Na2CO3粉末,此过程中的主要变化与现象有:
三、氧化钠和过氧化钠的比较
1.氧化钠与过氧化钠的比较
名称
氧化钠
过氧化钠
氧的价态
-2
-1
颜色状态
白色固体
淡黄色固体
阴、阳离子个数比
1∶2
1∶2
类别
碱性氧化物
过氧化物,不是碱性氧化物
生成条件
常温下钠在空气中与O2反应
在空气中加热Na或Na2O
热稳定性
Na2O2>Na2O
与盐酸反应
Na2O+2HCl===2NaCl+H2O
2Na2O2+4HCl===4NaCl+2H2O+O2↑
转化
2Na2O+O22Na2O2
2.Na2O2与CO2、H2O的反应特点
(1)电子转移特点
①Na2O2与H2O、CO2的反应中,Na2O2既作氧化剂,又作还原剂,H2O、CO2既不是氧化剂,也不是还原剂。
②反应中每产生1个O2分子转移2个电子,Na2O2与转移电子数目比为1∶1。
(2)固体质量变化特点
①2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2 Δm(增重)
2×78 g 2×106 g 56 g
发生反应①时,固体增加的质量等于与参加反应的CO2等分子数的CO的质量。
②2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑ Δm(增重)
2×78 g 4×40 g 4 g
发生反应②时,固体增加的质量等于与参加反应的H2O等分子数的H2的质量。
四、碳酸钠和碳酸氢钠
1.碳酸钠和碳酸氢钠的比较
碳酸钠(Na2CO3)
碳酸氢钠(NaHCO3 )
俗称
纯碱或苏打
小苏打
物理
性质
色与态
白色粉末
细小白色晶体
溶解性
易溶(溶解度碳酸钠>碳酸氢钠)
化学
性质
碱性
同浓度,滴入酚酞,都变红色,碳酸钠溶液红色更深,碱性更强。
与H+
反应
CO32-+2 H+ = CO2↑+H2O
HCO3-+H+= CO2↑+H2O
相同条件下NaHCO3 比Na2CO3反应放出气体快
与碱
反应
与NaOH 、KOH
不反应
与NaOH反应生成Na2CO3
离子方程式:HCO+OH-===CO+H2O
与澄清石灰水反应
离子方程式:
Ca2++CO===CaCO3↓
NaHCO3足量:
Ca2++2OH-+2HCO===CaCO3↓+2H2O+CO
NaHCO3不足量:
Ca2++OH-+HCO===CaCO3↓+H2O
热稳
定性
一般不分解
NaHCO3加热分解的化学方程式:
2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
与CO2反
Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3
不反应
用途
用于玻璃、制皂、造纸等
用于制药、焙制糕点等
[注意] 向饱和Na2CO3溶液中持续通入CO2,会有晶体析出,这是因为发生了反应:Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3,反应消耗了溶剂H2O,且生成的NaHCO3的溶解度小于Na2CO3的溶解度。
2.碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别
依据
原理
结论
热稳定性
2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O;
Na2CO3受热不分解
加热有气体产生的是NaHCO3,无变化的是Na2CO3
与CaCl2、BaCl2的反应
+Ca2+===CaCO3↓,+Ba2+===
BaCO3↓;与Ca2+、Ba2+不反应
有沉淀生成的是Na2CO3,无变化的是NaHCO3
与盐酸反应的剧烈程度
Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑;
NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑
生成气体剧烈的是NaHCO3,相对不剧烈的是Na2CO3
盐酸逐滴加入时的现象
+H+===;
+H+===CO2↑+H2O
逐滴加入盐酸立即产生气体的是NaHCO3,开始不产生气体,滴加一会才产生气体的是Na2CO3
[知识拓展] Na2CO3溶液与盐酸互滴时反应现象的不同点
(1)向盐酸中逐滴加入Na2CO3溶液
现象:立即产生大量的气泡。
2HCl+Na2CO3===2NaCl+CO2↑+H2O
(2)向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸
现象:刚开始无气泡产生,盐酸滴加到一定量后,有气泡产生。
HCl+Na2CO3===NaCl+NaHCO3
HCl+NaHCO3===NaCl+CO2↑+H2O
结论:不同的滴加顺序产生不同的现象,这也是鉴别Na2CO3溶液和盐酸的一种方法。
3.碳酸钠和碳酸氢钠的除杂
混合物(括号内为杂质)
除杂方法及试剂
Na2CO3固体(NaHCO3)
加热
NaHCO3溶液(Na2CO3)
通入足量CO2气体
Na2CO3溶液(NaHCO3)
加入适量NaOH溶液
[注意] Na2CO3与NaHCO3都能与Ca(OH)2或Ba(OH)2反应生成白色沉淀,故不可用Ca(OH)2或Ba(OH)2鉴别二者。
五、候氏制碱(纯碱Na2CO3)法
原料
NH3、CO2、饱和食盐水
原理
NH3+CO2+NaCl+H2O=NH4Cl+NaHCO3↓,2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
生产流程
设计Ⅰ的循环,可使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上
绿色化学思想
循环使用的物质为:NaCl、CO2
[注意]必须先通NH3,后通过量的CO2。
六、焰色试验
实验用品
铂丝或铁丝、稀盐酸、酒精灯
操作步骤
常见焰色
钠元素:黄色; 钾元素(透过蓝色钴玻璃):紫色;
[注意](1)焰色反应是物理变化,不是化学变化。
(2)不能用玻璃棒醮取待测液进行焰色试验。
(3)钾元素的检验:必须透过蓝色钴玻璃观察。
一、单选题
1.(23-24高一上·湖南长沙·期中)“奋斗者”号载人潜水器完成万米深潜海试,标志着我国在载人深潜领域达到世界领先水平。Na2O2可作载人潜水器的供氧剂,下列关于Na2O2说法正确的是
A.属于碱性氧化物 B.与H2O发生化合反应
C.与CO2反应有O2生成 D.可在常温下由Na与O2反应制得
【答案】C
【详解】A.Na2O2中O元素显-1价,与酸反应在生成盐和水的同时,还有氧气生成,则Na2O2不属于碱性氧化物,A错误;
B.Na2O2与H2O反应生成氢氧化钠和氧气,不属于化合反应,B错误;
C.Na2O2与CO2反应生成碳酸钠和O2,C正确;
D.常温下由Na与O2反应生成Na2O,D错误;
答案选C。
2.(23-24高一上·贵州黔南·期中)下列物质放置在空气中,因发生氧化还原反应而变质的是
A.Na B.Na2CO3 C.NaOH D.Na2O
【答案】A
【详解】A.钠易与空气中的氧气以及水反应,钠和氧气反应生成氧化钠,钠和水反应生成氢氧化钠和氢气,反应都为氧化还原反应,故A项正确;
B.碳酸钠放置在空气中不易变质,故B项错误;
C.氢氧化钠和空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水,反应中没有元素化合价的变化,不是氧化还原反应,故C项错误;
D.氧化钠和空气中的水和CO2反应时,没有元素化合价的变化,不是氧化还原反应,故D项错误;
故本题选A 。
3.(23-24高一上·湖南郴州·期中)下列钠的化合物与其性质或用途不相符的是
A.——淡黄色固体 B.——白色固体
C.——碱性弱,可用于制作胃药 D.——受热易分解
【答案】C
【详解】A.是淡黄色固体,与其性质相符,A不符合题意;
B.是白色固体,与其性质相符,B不符合题意;
C.的碱性较强,不可用于制作胃药,与其用途不相符,C符合题意;
D.受热易分解为、水、二氧化碳,与其性质相符,D不符合题意;
故选C。
4.(23-24高一上·四川乐山·期中)将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中,既有气体,又有沉淀产生的是:
①溶液;②溶液;③溶液; ④CuCl2溶液; ⑤溶液。
A.① B.①④ C.①④⑤ D.①②④⑤
【答案】C
【详解】将钠放入水溶液中,先发生2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,会有气体产生。
①中会发生Mg2++2OH−=Mg(OH)2↓,氢氧化镁是白色沉淀,符合题意;
②③不与氢氧化钠反应;
④中会发生Cu2++2OH−=Cu(OH)2↓,氢氧化铜是蓝色沉淀,符合题意;
⑤中会发生Ca2+++OH−=CaCO3↓+H2O,碳酸钙是白色沉淀,符合题意;
所以有气体和沉淀产生的是①④⑤;
故选C。
5.(23-24高一上·新疆乌鲁木齐·期中)下列离子方程式或电离方程式书写正确的是
A.电离:
B.Na和溶液反应:
C.碳酸钠溶液和盐酸反应,有气泡产生:
D.钠与水反应:
【答案】B
【详解】A.碳酸为弱酸,在水溶液中发生部分电离,电离:,A不正确;
B.Na和溶液反应时,Na先与水反应,反应生成的NaOH再与CuSO4反应:,B正确;
C.碳酸钠为可溶性强电解质,在水溶液中发生完全电离,碳酸钠溶液和盐酸反应,有气泡产生:,C不正确;
D.钠与水反应时,只有NaOH改写成离子,同时要满足守恒有关系:,D不正确;
故选B。
6.(23-24高一上·甘肃白银·期中)对于Na2O2与H2O的反应,下列说法中正确的是
A.Na2O2是氧化剂,H2O是还原剂 B.Na2O2既是氧化剂又是还原剂
C.每生成1个氧分子,该反应中转移4个电子 D.18g H2O与足量Na2O2反应,产生
32 g O2
【答案】B
【详解】A.在Na2O2与H2O的反应中生成NaOH和O2,Na2O2中-1价氧元素发生电子的转移,Na2O2既是氧化剂又是还原剂,A错误;
B.Na2O2中-1价氧元素发生歧化反应生成-2价和0价,Na2O2既是氧化剂又是还原剂,B正确;
C.Na2O2与H2O的反应生成O2,氧元素化合价从-1价升高至0价,生成1个O2转移2个电子,C错误;
D.反应方程式为2 Na2O2+2H2O=4NaOH+ O2↑,每消耗36g水时生成32g氧气,则18g H2O与足量Na2O2反应,产生16 g O2,D错误;
故选B。
7.(23-24高一上·河南安阳·期中)有两个试管分别装有等浓度的和溶液,下列操作或判断正确的是
选项
操作
判断
A
分别加入澄清石灰水
产生沉淀者为
B
分别加入等浓度的稀盐酸
反应较剧烈者为
C
分别加入溶液
产生沉淀者为
D
逐滴加入等浓度的盐酸
立即产生气泡者为
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.Na2CO3、NaHCO3溶液与澄清石灰水反应的化学方程式为Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH、2NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2H2O+Na2CO3,即都能产生碳酸钙沉淀,现象相同,故A错误;
B.等浓度的Na2CO3、NaHCO3溶液分别加入等浓度的稀盐酸,NaHCO3溶液与盐酸反应更为剧烈,故B错误;
C.等浓度的Na2CO3、NaHCO3溶液分别加入CaCl2溶液,只有Na2CO3溶液能够产生碳酸钙沉淀,NaHCO3溶液与CaCl2溶液不反应,故C正确;
D.等浓度的Na2CO3、NaHCO3溶液逐滴加入等浓度的盐酸,Na2CO3溶液与盐酸的反应开始无明显现象,后来有气泡产生,而碳酸氢钠溶液与盐酸反应立即产生气泡,故D错误;
故答案为:C。
8.(23-24高一上·广东惠州·期中)现代工业常以氯化钠、二氧化碳和氨气为原料制备纯碱,部分工艺流程如下, 有关说法错误的是
A.进一步制取Na2CO3的操作是:将反应Ⅰ生成的沉淀,经过过滤、洗涤、蒸发皿中煅烧可得到纯碱
B.反应Ⅰ原理为CO2 + NH3+ NaCl + H2O = NaHCO3↓ + NH4Cl
C.向饱和NaCl溶液中先通入足量的NH3,再通入足量的CO2
D.析出NaHCO3固体的上层清液中仍存在
【答案】A
【分析】侯氏制碱原理:饱和氯化钠中先通入氨气再通入二氧化碳生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵,碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水。
【详解】A.反应Ⅰ原理为CO2+NH3+NaCl+H2O→NaHCO3↓+NH4Cl,则反应Ⅰ生成的沉淀,经过过滤、洗涤、煅烧可得到纯碱,但不能在蒸发皿中煅烧,故A错误;
B.由发生的反应可知,反应Ⅰ原理为CO2+NH3+NaCl+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl,故B正确;
C.侯氏制碱原理是先向饱和氯化钠中先通入氨气,(因为氨气易溶于水生成氨水,此时再通入二氧化碳,二氧化碳可被氨水吸收,若先通二氧化碳,二氧化碳在氯化钠溶液中溶解度不大,二氧化碳会以气体形式又逸出)再通入二氧化碳生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵,碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,故C正确;
D.过滤出NaHCO3固体,但仍有部分NaHCO3是溶解于溶液的,故上层清液中仍存在,故D正确;
答案选A。
9.(23-24高一上·湖北黄冈·期中)下列关于和的叙述正确的是
A.等质量的分别与足量反应,转移的电子数相同
B.中的阴、阳离子数目之比为中的阴、阳离子数目之比为
C.都能与酸反应,故都是碱性氧化物
D.只能作氧化剂
【答案】A
【详解】A.等质量的Na2O2分别与足量反应,Na2O2既作还原剂又作氧化剂,且其中氧元素的化合价一半由-1价升高至0价,另一半由-1价降低至-2价,即,故转移的电子数相同,A项正确;
B.Na2O2由钠离子和过氧根离子构成,阴、阳离子的个数比是1∶2,B项错误;
C.Na2O与酸反应生成盐和水,是碱性氧化物;但Na2O2与酸反应除了生成盐和水外,还有生成氧气,不是碱性氧化物,C项错误;
D.Na2O2中氧元素的化合价为-1价(处于中间价态),在反应中可以降低也可以升高,故其在反应中可作还原剂,也可作氧化剂,D项错误;
故选A。
10.(23-24高一上·湖北黄冈·期中)下列实验装置中,能达到实验目的的是
①验证和水反应是否为放热反应
②观察的焰色试验
③检验与反应有生成
④比较和的稳定性
A.①② B.①③ C.②③ D.③④
【答案】B
【详解】①在试管中存在一定量的空气,钠与水反应放热,放出的热量使空气膨胀,导致U形管中的红墨水左边液面下降,右边液面上升,故①能达到实验目的;
②观察K的焰色试验需透过蓝色的钴玻璃,不能直接观察检验,故②不能达到实验目的;
③过氧化钠与水反应生成氧气,且放热,则带火星的木条复燃,可验证有氧气生成,故③能达到实验目的;
④碳酸氢钠加热分解生成碳酸钠,则小试管中应为碳酸氢钠,故④不能达到实验目的;
故本题选B。
11.(23-24高一上·四川成都·期中)下列有关钠的存在、保存及取用方法的描述正确的是
A.实验室中取用后剩余的钠要放回原试剂瓶中
B.钠需要密封保存在四氯化碳中
C.实验室中可直接用药匙取用钠
D.钠在自然界中主要以化合物的形式存在,少量以单质的形式存在
【答案】A
【详解】A.取用后剩余的钠必须放回原试剂瓶中,防止发生火灾或爆炸等,故A项正确;
B.四氯化碳的密度比钠大,不能用来保存钠,金属钠应该保存在煤油中,故B项错误;
C.实验室中用镊子和小刀取用钠,故C项错误;
D.钠化学性质活泼,在自然界中只以化合态形式存在,故D项错误;
故答案选A
12.(23-24高一上·广东东莞·期中)物质类别和核心元素的价态是学习元素及其化合物性质的两个重要认识视角。图为钠及其化合物的“价-类”二维图,下列有关说法正确的是
A.物质①放入硫酸铜溶液中可观察到红色固体析出
B.物质②可与水反应可以转化为NaOH,一定是碱性氧化物
C.NaH中H元素的化合价为-1,可作还原剂
D.在相同条件下,Na2CO3溶液的碱性弱于NaHCO3
【答案】C
【详解】A.钠放入硫酸铜溶液中,钠先与水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠和硫酸铜溶液反应生成氢氧化铜沉淀,故A错误;
B.物质②为Na2O或Na2O2,可与水反应可以转化为NaOH,Na2O是碱性氧化物,Na2O2不是碱性氧化物,故B错误;
C.NaH中H元素的化合价为-1,可作还原剂,故C正确;
D.在相同条件下,Na2CO3溶液的碱性强于NaHCO3,故D错误;
故选:C。
13.(23-24高一上·重庆·期中)纯碱和小苏打是厨房中两种常见食用碱。下列区分它们的方法中正确的是
A.分别用砂锅加热两种样品,全部分解挥发没有残留物的是小苏打
B.用铁丝蘸取两种样品在火焰上灼烧,火焰颜色发生明显变化的是小苏打
C.取两种样品配成溶液分别加入澄清石灰水,无白色沉淀生成的是小苏打
D.取两种样品配成溶液分别加入少量稀盐酸,无明显现象的是纯碱
【答案】D
【详解】A.小苏打不稳定,加热易分解生成、和水,质量减小,有残留物,故A错误;
B.纯碱和小苏打都含有元素,焰色反应都呈黄色,不能鉴别,故B错误;
C.纯碱和小苏打都与石灰水反应生成碳酸钙沉淀,现象相同,不能鉴别二者,故C错误;
D.碳酸钠和少量盐酸反应生成碳酸氢钠,没有现象,碳酸氢钠和少量盐酸反应也会生成二氧化碳气体,故D正确;
故选D。
14.(23-24高一上·河南·期中)以不同类别物质间的转化为线索,构建钠及其化合物的关系如图所示:
下列说法正确的是
A.反应①②因为的用量不同所以产物不同
B.反应③④均是化合反应
C.反应⑤表明具有酸性氧化物的性质
D.利用反应⑥可除去固体中混有的少量
【答案】C
【分析】钠与氧气在不同条件下反应生成氧化钠和过氧化钠,故M为过氧化钠。
【详解】A.反应①②因为反应的条件不同所以产物不同,A错误;
B.反应④为过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,不属于化合反应,B错误;
C.反应⑤为二氧化碳与碱反应生成盐和水,说明二氧化碳具有酸性氧化物的性质,C正确;
D.反应⑥为碳酸氢钠加热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,利用反应④无法除去碳酸氢钠固体中混有的少量碳酸钠,反而会将碳酸氢钠除去,D错误;
答案选C。
二、填空题
15.(23-24高一上·山东临沂·期中)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工具,下图是钠的价类二维图。
回答下列问题:
(1)实验室中通常将金属钠保存在 中。
(2)若A是一种淡黄色固体,则A与二氧化碳反应的化学方程式为 。
(3)从氢元素的价态分析,NaH常用作 (填“氧化剂”或“还原剂”)。NaH与水反应生成标准状况下4.48 L 时,转移电子的物质的量为 mol。
(4)若B常用于治疗胃酸过多,则该反应的离子方程式为 。
(5)若B是和的混合物,下列实验方案不能测出质量分数的是 (填标号)。
a.取m g混合物充分加热,质量减少n g
b.取m g混合物与足量NaOH溶液充分反应,得到n g溶液
c.取m g混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得到n g固体
d.取m g混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出气体经干燥后用碱石灰吸收,质量增加n g
【答案】(1)煤油或石蜡
(2)2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
(3) 还原剂 0.2
(4)
(5)b
【详解】(1)钠的密度比煤油大,可隔绝氧气,实验室中通常将金属钠保存在煤油或石蜡中;
(2)若A是一种淡黄色固体,A是Na2O2,则Na2O2与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,反应的化学方程式为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2;
(3)NaH中Na显+1价,H显-1价,从氢元素的价态分析,氢处于最低价,NaH常用作还原剂,NaH与水反应方程式为NaH+H2O=NaOH+H2↑,生成1mol氢气转移1mol电子,生成标准状况下4.48 L 即物质的量为时,转移电子的物质的量为0.2mol;
(4)若B常用于治疗胃酸过多则B为NaHCO3,NaHCO3和胃酸中HCl反应生成NaCl、水和二氧化碳,则该反应的离子方程式为;
(5)a.NaHCO3受热易分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,所以通过加热分解利用差量法即可计算出质量分数,故a不符合题意;
b.NaOH溶液的质量未知,n克溶液中含过量NaOH,无法计算的质量分数,故b符合题意;
c.ng固体为NaCl,mg为Na2CO3和NaHCO3的混合物,可由混合物的质量及钠原子守恒计算的质量分数,故c不符合题意;
d.mg为Na2CO3和NaHCO3的混合物,ng为二氧化碳的质量,可由混合物的质量及碳原子守恒计算的质量分数,故d不符合题意;故选b。
16.(23-24高一上·湖南常德·期中)某校科学兴趣小组探究CO2与Na2O2反应是否有氧气生成,设计了如图所示的实验装置。B中盛有饱和NaHCO3溶液,目的是除去CO2中混有的HCl气体,E为收集氧气的装置。
(1)写出装置A中发生反应的离子方程式: ;
(2)写出装置B中发生反应的化学方程式: ;
(3)C中盛有 ,作用是 ;
(4)写出装置D中发生反应的化学方程式: ;
(5)E装置可除去D装置中未反应完的CO2,反应的化学方程式为: 。
(6)指出装置F的错误: ;
【答案】(1)
(2)
(3) 浓硫酸 可用于干燥二氧化碳气体
(4)
(5)
(6)排水法收集氧气,气体应从短导管进入,水应从从长导管排出
【分析】A装置中大理石与盐酸反应制取CO2,B装置中饱和碳酸氢钠溶液用于除去二氧化碳中混有的HCl气体;由于过氧化钠与水蒸气反应生成氧气,所以通入D装置中的CO2必须是干燥的,则C中盛放浓硫酸,用于干燥CO2;装置D中实现过氧化钠与二氧化碳的反应,多余二氧化碳气体被NaOH溶液吸收,用排水法收集氧气,据此分析作答。
【详解】(1)碳酸钙与盐酸反应离子方程式:;
(2)碳酸氢钠溶液与HCl反应生成氯化钠、水和二氧化碳,化学方程式:;
(3)根据分析可知,C中盛放浓硫酸,可用于干燥二氧化碳气体;
(4)过氧化钠与二氧化碳反应,生成碳酸钠和氧气,化学方程式:;
(5)多余的二氧化碳与NaOH溶液反应,生成碳酸钠和水,化学方程式:;
(6)排水法收集氧气,气体应从短导管进入,水应从从长导管排出。
17.(23-24高一上·四川乐山·期中)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:。
18.(23-24高一上·广东梅州·期中)某食品膨松剂的化学成分为 NaHCO3 (含少量氯化钠),某校化学兴趣 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下。
已知:碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物。
回答下列问题:
(1)加热装置 B 前通入一段时间空气的作用是 ,C 装置内所盛试剂是 ,E 装置的作用是 。
(2)B 中反应的化学方程式是 。
(3)充分加热后,测得 D 的质量增加 6.6g,若装置 B 换成装置 F 进行实验(膨松剂质量相同)。不考虑导致误差因素,则测得 D 的质量增加 。
(4)B 中产物 X 是重要化工原料,研究其性质:分别取少量 X 溶液,
①与盐反应:滴加 Y 溶液,产生白色沉淀,则 Y 可能为 (写其中一种的名称)。
②与酸反应:滴加盐酸,开始没有气泡,反应产生两种盐,反应的离子方程式为 。
(5)此小组用以下方法还测定了此食品膨松剂中 NaHCO3 的质量分数。
样品中 NaHCO3 的质量分数为 ,下列操作会导致 NaHCO3 的质量分数偏低的是 (填序号)。
a.操作 1 中有少量溶液溅出
b.加入的 Ba(OH)2 溶液的量不足
c.实验过程中没有进行操作3
d.操作 4 进行不充分
【答案】(1) 排除装置中原有二氧化碳的干扰 浓硫酸 吸收空气中的CO2、H2O,防止对实验结果造成干扰
(2)2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
(3)13.2g
(4) 氯化钙或氯化钡等 CO+H+=HCO
(5) ab
【分析】该实验通过称量D反应前后的质量测定生成二氧化碳的质量,从而计算碳酸氢钠的质量;A除空气中的二氧化碳,B加热碳酸氢钠发生反应,,C干燥生成的二氧化碳,D吸收反应生成得二氧化碳,E吸收空气中的水和二氧化碳,防止对实验结果造成干扰。
【详解】(1)A装置中NaOH溶液除去空气中的二氧化碳后,再向装置通入一段时间空气的作用是排出装置中原有的二氧化碳,防止对实验产生干扰;装置C的作用是除去二氧化碳中的水蒸气,所以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水和二氧化碳,防止对实验结果造成干扰;
(2)由分析可知,B 中反应的化学方程式是;
(3)充分加热后,测得D的质量增加6.6g,说明反应放出二氧化碳的质量为6.6g,则碳酸氢钠的质量为25.2g,若装置B换为装置F进行实验,发生反应2NaHCO3+H2SO4=Na2SO4+2CO2↑+2H2O,25.2g碳酸氢钠放出13.2g二氧化碳,则测得D的质量增加13.2g;
(4)由分析可知X为碳酸钠,①碳酸钠能与氯化钙、氯化钡等反应生成碳酸钙、碳酸钡沉淀,所以滴加Y溶液,产生白色沉淀,则Y可能为氯化钙或氯化钡等。②向碳酸钠溶液中滴加盐酸,开始没有气泡,反应产生两种盐,反应的离子方程式为;
(5)碳酸氢钠与氢氧化钡反应方程式为,经过过滤洗涤后得到BaCO3沉淀,根据方程式可知,的质量分数=;
a.操作 1 中有少量溶液溅出,导致生成的沉淀质量减小,则 NaHCO3 的质量分数偏低,a正确;
b.加入的 Ba(OH)2 溶液的量不足,导致生产的沉淀质量减小,则 NaHCO3 的质量分数偏低,b正确;
c.实验过程中没有进行操作3,导致生成的沉淀质量增大,则 NaHCO3 的质量分数偏高,c错误;
d.操作 4 进行不充分,导致生成的沉淀质量增大,则 NaHCO3 的质量分数偏高,d错误;
答案选ab。
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