内容正文:
方向比努力更重要
研究考纲·辨明考向
重
要
化
及
钠
其
物
合
高考化学一轮基础巩固提升
考纲要求
考纲解读 考向预测
1.知道Na及其氧化物的性质。
2.能利用Na及其氧化物分别与水反应的化学方程式进行相关计算。
3.能规范解答以Na及其氧化物为载体的实验探究、框图推断题。
4.了解Na2CO3和NaHCO3的性质。
5.能正确鉴别Na2CO3和NaHCO3,并能用实验的方法实现它们之间的相互转化。
6.从原子的核外电子排布,理解ⅠA族元素(单质、化合物)的相似性和递变性。
7.了解碱金属的主要物理性质和化学性质及其应用。
8.了解碱金属及其化合物的典型计算。
9.记住Na、K等重要金属元素的焰色反应。 1.本部分以钠及其化合物的知识为载体,考查对化学基本概念、基本理论的掌握。钠及其化合物与生产、生活的联系较多,都是高考联系实际命题的优良素材。
2.有关Na和Na2O2的性质、Na2CO3与NaHCO3间的转化仍是命题热点。
核心素养 思维导图
1.宏观辨识与微观探析:认识钠及其化合物的性质和应用,能从钠的原子结构理解其性质,领悟结构决定性质。
2.证据推理与模型认知:对钠及其化合物的反应,利用“差量法”进行有关计算,利用图像法进行分析。
3.科学探究与创新意识:领悟钠及其化合物的性质的探究,并以实验验证钠及其化合物的性质。
名师备考建议
高考中常以一个选项或一个填空的形式考查钠与过氧化钠的性质、镁及其化合物的性质、铝及其化合物的性质和用途、碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别及有关计算,体现高考命题的基础性和应用性。同时,高考也常结合电化学原理对钠、锂、镁、铝等进行考查,在工艺流程题或实验探究题中也会涉及对镁、钙和铝等的考查,体现了高考命题的创新性。
通观多年高考,可以发现元素化合物知识是分散在高考题的不同题型中:在选择题中,一般直接考查金属元素及其化合物的基本性质和应用。在填空题中一般有两种考查方式:一是直接考查元素及其化合物的性质,通常以化学式的书写、化学方程式的书写、微粒的检验和鉴别等形式出现;二是与基本概念和基本理论结合考查,如与氧化还原反应、电化学、物质在水溶液中的行为、实验、计算等综合考查,预计这也是今后高考命题的重点。在进行元素及其化合物知识复习时应该注意以下三点:
(1)学习元素化合物知识切忌死记硬背,否则极易遗忘。要学会从元素的价态、物质所属类别和物质所含有关元素在元素周期表中的位置的角度分析推理有关物质的化学性质。
(2)总结归纳元素单质和化合物的“化合价一物质类别”二维图,是一个非常有用也非常重要的复习方法,一定要动手画出,不要依赖参考书,否则得不到好的效果。
(3)注意总结元素及其化合物的颜色、状态等物理性质和在生产生活中的用途等,这是容易忽视的知识盲点,也是被称为“伤心第一题”的考点。
预计2025年高考以选择题形式考查物质的结构与性质(如钠的活泼性、过氧化钠的结构与性质、碳酸氢钠的热不稳定性以及侯德榜制碱法等)的概率较大;对镁、铝、锂、铅、锡等一些过渡元素及其化合物的考查会结合铁、铜、钒等及其化合物等的性质和应用以工艺流程的形式出现。
真题再现·辨明考向
√
1.(2024年北京卷)关于Na2CO3和NaHCO3的下列说法中,不正确的是
A.两种物质的溶液中,所含微粒的种类相同
B.可用NaOH溶液使NaHCO3转化为Na2CO3
C.利用二者热稳定性差异,可从它们的固体混合物中除去NaHCO3
D.室温下,二者饱和溶液的pH差约为4,主要是由于它们的溶解度差异
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√
2. (2024年6月浙江卷)下列说法不正确的是
A.Al(OH)3呈两性,不能用于治疗胃酸过多
B.Na2O2能与CO2反应产生O2,可作供氧剂
C.FeO有还原性,能被氧化成Fe3O4
D.HNO3见光易分解,应保存在棕色试剂瓶中
解析:A.Al(OH)3呈两性,不溶于水,但可以与胃酸反应生成无毒物质,因此其能用于治疗胃酸过多,A不正确;
B.Na2O2能与CO2反应产生O2,该反应能安全发生且不生成有毒气体,故Na2O2可作供氧剂,B正确;
C.FeO有还原性,其中Fe元素的化合价为+2,用适当的氧化剂可以将其氧化成更高价态的Fe3O4,C正确;
D.见光易分解的物质应保存在棕色试剂瓶中;HNO3见光易分解,故其应保存在棕色试剂瓶中,D正确;
√
3. (2024年黑吉辽卷)家务劳动中蕴含着丰富的化学知识。下列相关解释错误的是
A. 用过氧碳酸钠漂白衣物:Na2CO4具有较强氧化性
B. 酿米酒需晾凉米饭后加酒曲:乙醇受热易挥发
C. 用柠檬酸去除水垢:柠檬酸酸性强于碳酸
D. 用碱液清洗厨房油污:油脂可碱性水解
解析:A.过碳酸钠中过碳酸根中有两个O原子为-1价,易得到电子变成-2价O,因此过碳酸钠具有强氧化性,可以漂白衣物,A正确;
B.酒曲上大量微生物,微生物可以分泌多种酶将化谷物中的淀粉、蛋白质等转变成糖、氨基酸。糖分在酵母菌的酶的作用下,分解成乙醇,即酒精。因此,米饭需晾凉,米饭过热会使微生物失活,B错误;
C.柠檬酸的酸性强于碳酸,可以将水垢中的碳酸钙分解为可溶性的钙离子,用于除水垢,C正确;
D.油脂可以在碱性条件下水解成可用于水的甘油和脂肪酸盐,用于清洗油污,D正确;
√
4. (2024年湖北卷)碱金属的液氨溶液含有的蓝色溶剂化电子[e(NH3)n]-是强还原剂。锂与液氨反应的装置如图(夹持装置略)。下列说法错误的是
A. 碱石灰有利于NH3逸出
B. 锂片必须打磨出新鲜表面
C. 干燥管中均可选用P2O5
D. 双口烧瓶中发生的变化是Li+nNH3=Li++[e(NH3)n]-
解析:本题利用Li和液氨反应Li+nNH3=Li++[e(NH3)n]-制备[e(NH3)n]-;碱石灰可以吸收浓氨水中的水分,同时吸水过程大量放热,使浓氨水受热分解产生氨气;利用集气瓶收集氨气;过量的氨气进入双口烧瓶中在冷却体系中发生反应生成[e(NH3)n]-;最后的球形干燥管中可装P2O5,除掉过量的氨气,同时防止空气的水进入引起副反应。
A.碱石灰为生石灰和氢氧化钠的混合物,可以吸收浓氨水中的水分,同时吸水过程大量放热,有利于NH3逸出,A正确;
B.锂片表面有Li2O,Li2O会阻碍Li和液氨的接触,所以必须打磨出新鲜表面,B正确;
C.第一个干燥管目的是干燥氨气,P2O5为酸性干燥剂能与氨气反应,所以不能用P2O5,而装置末端的干燥管作用为吸收过量的氨气,可用P2O5,C错误;
D.双口烧瓶中发生的变化是Li+nNH3=Li++[e(NH3)n]-,D正确;
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5. (2024年甲卷)四瓶无色溶液NH4NO3、Na2CO3、Ba(OH)2、AlCl3,它们之间的反应关系如图所示。其中a、b、c、d代表四种溶液,e和g为无色气体,f为白色沉淀。下列叙述正确的是
A.a呈弱碱性
B.f可溶于过量的b中
C.c中通入过量的e可得到无色溶液
D.b和d反应生成的沉淀不溶于稀硝酸
解析:a与b反应需要加热,且产生的e为无色气体,则a和b分别为NH4NO3和Ba(OH)2的一种,产生的气体e为NH3;b和c反应生成白色沉淀f,NH4NO3不会与其他三种溶液产生沉淀,可确定b为Ba(OH)2溶液,a为NH4NO3溶液;c既能与b产生沉淀f,又能与d反应产生沉淀f,应为AlCl3溶液,则d为Na2CO3溶液,生成的白色沉淀f为Al(OH)3,无色气体g为CO2。综上所述,a为NH4NO3溶液,b为Ba(OH)2溶液,c为AlCl3溶液,d为Na2CO3溶液,e为NH3,f为Al(OH)3,g为CO2,据此解答:
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7.(2023年北京卷)离子化合物Na2O2和CaH2与水反应分别为①Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑;②CaH2+2H2O=Ca(OH)2+2H2↑。下列说法正确的是A.Na2O2、CaH2中均有非极性共价键
B.①中水发生氧化反应,②中水发生还原反应
C.Na2O2中阴、阳离子个数比为1∶2,CaH2中阴、阳离子个数比为2∶1
D.当反应①和②中转移的电子数相同时,产生的O2和H2的物质的量相同
解析:A.Na2O2中有离子键和非极性键,CaH2中只有离子键面不含非极性键,A错误;
B.①中水的化合价不发生变化,不涉及氧化还原反应,②中水发生还原反应,B错误;
C.Na2O2由Na+和O22-组成.阴、阳离子个数之比为1∶2,CaH2由Ca2+和H-组成,阴、阳离子个数之比为2∶1,C正确;
D.①中每生成1个氧气分子转移2个电子,②中每生成1个氢气分子转移1个电子,转移电子数相同时,生成氧气和氢气的物质的量之比为1∶2,D错误;
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8.(2023年广东卷)部分含Na或含Cu物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是
A.可存在c→d→e的转化
B.能与H2O反应生成c的物质只有b
C.新制的d可用于检验葡萄糖中的醛基
D.若b能与H2O反应生成O2,则b中含共价键
解析:由图可知a、b、c对应物质分别为:钠、氧化钠(过氧化钠)、氢氧化钠或a、b、e 、d对应物质分别为:铜、氧化亚铜、氧化铜、氢氧化铜。
A.由分析可知氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜,氢氧化铜受热分解生成氧化铜所以存在c→d→e的转化,A合理;
B.钠和氧化钠(或过氧化钠)都能与H2O反应都能生成氢氧化钠,B不合理;
C.新制氢氧化铜可用于检验葡萄糖中的醛基,C合理;
D.若b能与H2O反应生成O2,则b为过氧化钠,结构中含共价键和离子键,D合理;
√
9. (2023年辽宁卷)下列鉴别或检验不能达到实验目的的是
A. 用石灰水鉴别Na2CO3与NaHCO3
B. 用KSCN溶液检验FeSO4是否变质
C. 用盐酸酸化的BaCl2溶液检验Na2SO3是否被氧化
D. 加热条件下用银氨溶液检验乙醇中是否混有乙醛
解析:A.石灰水的主要成分为Ca(OH)2能与碳酸钠和碳酸氢钠反应生成碳酸钙,二者均生成白色沉淀,不能达到鉴别的目的,A错误;
B.Fe2+变质后会生成Fe3+,可以利用KSCN溶液鉴别,现象为溶液变成血红色,可以达到检验的目的,B正确;
C.Na2SO3被氧化后会变成Na2SO4,加入盐酸酸化的BaCl2后可以产生白色沉淀,可以用来检验Na2SO3是否被氧化,C正确;
D.含有醛基的物质可以与银氨溶液反应生成银单质,可以用来检验乙醇中混油的乙醛,D正确;
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10.(2023年湖北卷)下列化学事实不符合“事物的双方既相互对立又相互统一”的哲学观点的是
A.石灰乳中存在沉淀溶解平衡
B.氯气与强碱反应时既是氧化剂又是还原剂
C.铜锌原电池工作时,正极和负极同时发生反应
D.Li、Na、K的金属性随其核外电子层数增多而增强
解析:A.电解质的沉淀和溶解是对立的,当电解质的沉淀速率和溶解速率相等时,电解质建立了沉淀溶解平衡,因此,沉淀和溶解又互相统一在这个平衡体系中;石灰乳中存在着未溶解的氢氧化钙和溶解的氢氧化钙,因此,石灰乳中存在沉淀溶解平衡,这个化学事实符合“事物的双方既相互对立又相互统一”的哲学观点,A不符合题意;
B.氧化剂和还原剂是对立的,但是,氯气与强碱反应时,有部分氯气发生氧化反应,同时也有部分氯气发生还原反应,因此,氯气既是氧化剂又是还原剂,氯气的这两种作用统一在同一反应中,这个化学事实符合“事物的双方既相互对立又相互统一”的哲学观点,B不符合题意;
C.铜锌原电池工作时,正极和负极同时发生反应,正极上发生还原反应,负极上发生氧化反应,氧化反应和还原反应是对立的,但是这两个反应又同时发生,统一在原电池反应中,因此,这个化学事实符合“事物的双方既相互对立又相互统一”的哲学观点,C不符合题意;
D.Li、Na、K均为第ⅠA的金属元素,其核外电子层数依次增多,原子核对最外层电子的吸引力逐渐减小,其失电子能力依次增强,因此,其金属性随其核外电子层数增多而增强,这个化学事实不符合“事物的双方既相互对立又相互统一”的哲学观点,D符合题意;
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11. (2023年浙江6月选考)物质的性质决定用途,下列两者对应关系不正确的是
A. 铝有强还原性,可用于制作门窗框架
B. 氧化钙易吸水,可用作干燥剂
C. 维生素C具有还原性,可用作食品抗氧化剂
D. 过氧化钠能与二氧化碳反应生成氧气,可作潜水艇中的供氧剂
解析:A.铝用于制作门窗框架,利用了铝的硬度大、密度小、抗腐蚀等性质,而不是利用它的还原性,A不正确;
B.氧化钙易吸水,并与水反应生成氢氧化钙,可吸收气体中或密闭环境中的水分,所以可用作干燥剂,B正确;
C.食品中含有的Fe2+等易被空气中的氧气氧化,维生素C具有还原性,且对人体无害,可用作食品抗氧化剂,C正确;
D.过氧化钠能与二氧化碳反应生成氧气,同时可吸收人体呼出的二氧化碳和水蒸气,可作潜水艇中的供氧剂,D正确;
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12. (2023年重庆卷)下列叙述正确的是
A.Mg分别与空气和氧气反应,生成的产物相同
B.SO2分别与H2O和H2S反应,反应的类型相同
C.Na2O2分别与H2O和CO2反应,生成的气体相同
D. 浓H2SO4分别与Cu和C反应,生成的酸性气体相同
解析:A.镁在空气中燃烧也会部分和氮气反应生成氮化镁,A错误;
B.SO2与H2O发生化合反应生成亚硫酸,而和H2S会发生氧化还原生成硫单质,反应的类型不相同,B错误;
C.Na2O2分别与H2O和CO2反应,生成的气体均为氧气,C正确;
D.浓H2SO4与Cu生成二氧化硫气体,而和C反应生成二氧化碳和二氧化硫,生成的酸性气体不相同,D错误;
13. (2022年全国乙卷)生活中处处有化学,下列叙述正确的是
A. HB铅笔芯的成分为二氧化铅 B. 碳酸氢钠可做食品膨松剂
C. 青铜和黄铜是不同结构的单质铜 D. 焰火中红色来源于钠盐灼烧
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解析:A.铅笔芯的主要成分为石墨,不含二氧化铅,A错误;
B.碳酸氢钠不稳定,受热易分解产生二氧化碳,能使面团松软,可做食品膨松剂,B正确 ;
C.青铜是在纯铜(紫铜)中加入锡或铅的合金,黄铜为是由铜和锌所组成的合金,两者均属于混合物,不是铜单质,C错误;
D.钠元素灼烧显黄色,D错误;
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14. (2022年全国乙卷)某白色粉末样品,可能含有Na2SO4、Na2SO3、Na2S2O3和Na2CO3。取少量样品进行如下实验:
①溶于水,得到无色透明溶液
②向①的溶液中滴加过量稀盐酸,溶液变浑浊,有刺激性气体逸出。离心分离。
③取②的上层清液,向其中滴加BaCl2溶液有沉淀生成。
该样品中确定存在的是
A. Na2SO4、Na2S2O3 B. Na2SO3、Na2S2O3
C. Na2SO4、Na2CO3 D. Na2SO3、Na2CO3
解析:由题意可知,①取少量样品溶于水得到无色透明溶液,说明固体溶于水且相互之间能共存,②向①的溶液中滴加过量稀盐酸,溶液变浑浊,有刺激性气体放出,说明固体中存在Na2S2O3,发生反应S2O32-+2H+=S↓+H2O+SO2↑,离心分离,③取②的上层清液,向其中滴加BaCl2溶液,有沉淀生成,则沉淀为BaSO4,说明固体中存在Na2SO4,不能确定是否有Na2SO3和Na2CO3,Na2SO3与过量盐酸反应生成二氧化硫,Na2CO3与过量盐酸反应生成二氧化碳,而这些现象可以被Na2S2O3与过量盐酸反应的现象覆盖掉,综上分析,该样品中确定存在的是:Na2SO4、Na2S2O3。
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15. (2022年1月浙江选考)下列物质属于非电解质的是
A. CH4 B. KI C. NaOH D. CH3COOH
解析:水溶液中或熔融状态下能够导电的化合物称为电解质,包括酸、碱、大多数的盐都是电解质;在水溶液中和熔融状态下均不能导电的化合物为非电解质;据此解答。CH4属于有机物,在水溶液中和熔融状态下均不导电的化合物,为非电解质,故A符合题意;KI属于盐,在水溶液中和熔融状态下能导电的化合物,为电解质,故B不符合题意;NaOH属于碱,在水溶液中和熔融状态下能导电的化合物,为电解质,故C不符合题意;CH3COOH属于酸,在水溶液中能电离出H+离子和CH3COO-离子,即CH3COOH是在水溶液中导电的化合物,为电解质,故D不符合题意;
16. (2022年1月浙江选考)下列物质对应的化学式不正确的是
A. 氯仿:CHCl3 B. 黄铜矿的主要成分:Cu2S
C. 芒硝:Na2SO4·10H2O D. 铝土矿的主要成分:Al2O3
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解析:氯仿是三氯甲烷的俗称,其化学式为CHCl3,故A正确;黄铜矿的主要成分:CuFeS2,故B错误;芒硝:Na2SO4·10H2O,故C正确;铝土矿的主要成分:Al2O3,故D正确;
17. (2022年6月浙江卷)下列物质属于强电解质的是
A. HCOOH B. Fe C. Na2CO3 D. C2H2
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解析:A.HCOOH是弱酸,在水溶液中只能部分电离,属于弱电解质,A不合题意;
B.Fe是单质,不是电解质,B不合题意;
C.Na2CO3是盐,在水溶液中能够完全电离,故属于强电解质,C符合题意;
D.C2H2是有机物,在水溶液和熔融状态下均不导电,属于非电解质,D不合题意;
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18. (2022年6月浙江卷)下列说法不正确的是
A.晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间,常用于制造光导纤维
B.高压钠灯发出的黄光透雾能力强、射程远,可用于道路照明
C.氧化铝熔点高,常用于制造耐高温材料
D. 用石灰右-石膏法对燃煤烟气进行脱硫,同时可得到石膏
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19. (2022年6月浙江卷)关于反应Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O,下列说法正确的是
A.H2SO4发生还原反应
B.Na2S2O3既是氧化剂又是还原剂
C.氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1
D.1mol Na2S2O3发生反应,转移4mol电子
解析:Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S ↓+SO2↑ +H2O,该反应的本质是硫代硫酸根离子在酸性条件下发上歧化反应生成硫和二氧化硫,化合价发生变化的只有S元素一种,硫酸的作用是提供酸性环境。
A.H2SO4转化为硫酸钠和水,其中所含元素的化合价均未发生变化,故其没有发生还原反应,A说法不正确;
B.Na2S2O3中的S的化合价为+2,其发生歧化反应生成S(0价)和SO2(+4价),故其既是氧化剂又是还原剂,B说法正确;
C.该反应的氧化产物是SO2,还原产物为S,氧化产物与还原产物的物质的量之比为1:1,C说法不正确;
D.根据其中S元素的化合价变化情况可知,1mol Na2S2O3发生反应,要转移2 mol电子,D说法不正确。
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20. (2022年6月浙江卷)下列反应的离子方程式不正确的是
A. 盐酸中滴加Na2SiO3溶液:SiO32-+2H+=H2SiO3↓
B.Na2CO3溶液中通入过量SO2:CO32-+2SO2 +H2O =2HSO3-+CO2
C. 乙醇与K2Cr2O7酸性溶液反应:3CH3CH2OH+2Cr2O72-+16H+
3CH3COOH +4Cr3++11H2O
D. 溴与冷的NaOH溶液反应:Br2+OH-=Br-+BrO-+H+
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21.(2022年北京卷) 2022年3月神舟十三号航天员在中国空间站进行了“天宫课堂”授课活动。其中太空“冰雪实验”演示了过饱和醋酸钠溶液的结晶现象。下列说法不正确的是( )
A.醋酸钠是强电解质
B.醋酸钠晶体与冰都是离子晶体
C.常温下,醋酸钠溶液的pH>7
D.该溶液中加入少量醋酸钠固体可以促进醋酸钠晶体析出
解析:A.醋酸钠为钠盐,属于强电解质,A正确;B.醋酸钠为离子晶体,冰为分子晶体,B错误;C.醋酸钠为强碱弱酸盐,显碱性,pH>7,C正确;D.过饱和醋酸钠溶液中存在溶解与析出平衡,加入少量醋酸钠固体,使平衡向晶体析出方向移动,可以促进醋酸钠晶体析出,D正确。
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23. (2022年海南卷)钠和钾是两种常见金属,下列说法正确的是
A. 钠元素的第一电离能大于钾 B. 基态钾原子价层电子轨道表示式为
C. 钾能置换出NaCl溶液中的钠 D. 钠元素与钾元素的原子序数相差18
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解析:A.同一主族元素的第一电离能从上到下依次减小,金属性越强的元素,其第一电离能越小,因此,钠元素的第一电离能大于钾,A说法正确;
B.基态钾原子价层电子为4s1,其轨道表示式为 ,B说法不正确;
C.钾和钠均能与水发生置换反应,因此,钾不能置换出 NaC1溶液中的钠,C说法不正确;
D.钠元素与钾元素的原子序数分别为11和19,两者相差8,D说法不正确;
√
24. (2022年江苏卷)少量Na2O2与H2O反应生成H2O2和NaOH。下列说法正确的是
A. Na2O2的电子式为 B. H2O的空间构型为直线形
C. H2O2中O元素的化合价为-1 D. NaOH仅含离子键
解析:A.过氧化钠是离子化合物,电子式是 ,A错误;
B.H2O中氧原子的成键电子对是2,孤电子对是2,根据价层电子对为4,根据价层电子对互斥理论,其空间构型为V形,B错误;
C.H2O2中H显+1价,根据正负化合价为0,可计算出O的化合价为-1,C正确;
D.NaOH中O和H之间是共价键,D错误;
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25. (2022年湖南卷)化学促进了科技进步和社会发展,下列叙述中没有涉及化学变化的是
A. 《神农本草经》中记载的“石胆能化铁为铜”
B. 利用“侯氏联合制碱法”制备纯碱
C. 科学家成功将CO2转化为淀粉或葡萄糖
D. 北京冬奥会场馆使用CO2跨临界直冷制冰
解析:A.“石胆能化铁为铜”指的是铁可以与硫酸铜发生置换反应生成铜,发生了化学变化,A不符合题意;
B.工业上利用“侯氏联合制碱法”制备纯碱,二氧化碳、氨气、氯化钠和水发生反应生成的碳酸氢钠晶体经加热后分解生成碳酸钠即纯碱,发生了化学变化,B不符合题意;
C. CO2转化为淀粉或葡萄糖,有新物质生成,发生了化学变化,C不符合题意;
D.使用CO2跨临界直冷制冰,将水直接转化为冰,没有新物质生成,只发生了物理变化,没有涉及化学变化,D符合题意;
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26. (2022年新高考山东卷)实验室用基准Na2CO3配制标准溶液并标定盐酸浓度,应选甲基橙为指示剂,并以盐酸滴定Na2CO3标准溶液。下列说法错误的是
A. 可用量筒量取25.00mL Na2CO3标准溶液置于锥形瓶中
B. 应选用配带塑料塞的容量瓶配制Na2CO3标准溶液
C. 应选用烧杯而非称量纸称量Na2CO3固体
D. 达到滴定终点时溶液显橙色
解析:选甲基橙为指示剂,并以盐酸滴定Na2CO3标准溶液,则应将Na2CO3标准溶液置于锥形瓶中,将待测盐酸置于酸式滴定管中,滴定终点时溶液由黄色变为橙色。
A.量筒的精确度不高,不可用量简量取Na2CO3标准溶液,应该用碱式滴定管或移液管量取25.00 mL Na2CO3标准溶液置于锥形瓶中,A说法错误;
B.Na2CO3溶液显碱性,盛放Na2CO3溶液的容器不能用玻璃塞,以防碱性溶液腐蚀玻璃产生有粘性的硅酸钠溶液而将瓶塞粘住,故应选用配带塑料塞的容量瓶配制Na2CO3标准溶液,B说法正确;
C.Na2CO3有吸水性且有一定的腐蚀性,故应选用烧杯而非称量纸称量Na2CO3固体,C说法正确;
D.Na2CO3溶液显碱性,甲基橙滴入Na2CO3溶液中显黄色,当滴入最后一滴盐酸时,溶液由黄色突变为橙色且半分钟之内不变色即为滴定终点,故达到滴定终点时溶液显橙色,D说法正确;
27.(2021年高考湖南卷)碳酸钠俗称纯碱,是一种重要的化工原料。以碳酸氢铵和氯化钠为原料制备碳酸钠,并测定产品中少量碳酸氢钠的含量,过程如下:
步骤I.Na2CO3的制备
步骤Ⅱ.产品中NaHCO3含量测定
①称取产品2.500g,用蒸馏水溶解,定容于250mL容量瓶中;
②移取25.00mL上述溶液于锥形瓶,加入2滴指示剂M,用0.1000mol·L-1盐酸标准溶液滴定,溶液由红色变至近无色(第一滴定终点),消耗盐酸V1mL;
③在上述锥形瓶中再加入2滴指示剂N,继续用0.1000mol·L-1盐酸标准溶液滴定至终点(第二滴定终点),又消耗盐酸V2mL;
④平行测定三次,V1平均值为22.45,V2平均值为23.51。
已知:(i)当温度超过35℃时,NH4HCO3开始分解。
(ii)相关盐在不同温度下的溶解度表(g/100gH2O)
温度/℃ 0 10 20 30 40 50 60
NaCl 35.7 35.8 36.0 36.3 36.6 37.0 37.3
NH4HCO3 11.9 15.8 21.0 27.0
NaHCO3 6.9 8.2 9.6 11.1 12.7 14.5 16.4
NH4Cl 29.4 33.3 37.2 41.4 45.8 50.4 55.2
回答下列问题:
(1)步骤I中晶体A的化学式为________,晶体A能够析出的原因是___________
________________________;
NaHCO3
在30~35℃时NaHCO3的溶解度最小
(2)步骤I中“300℃加热”所选用的仪器是_______(填标号);
(3)指示剂N为____________,描述第二滴定终点前后颜色变化 ;
(4)产品中NaHCO3的质量分数为_______(保留三位有效数字);
(5)第一滴定终点时,某同学俯视读数,其他操作均正确,则NaHCO3质量分数的计算结果_______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
D
紫色石蕊试液
蓝色变为红色
3.56%
偏大
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第二级
第三级
第四级
第五级
解析:步骤I:制备Na2CO3的工艺流程中,先将NaCl加水溶解,制成溶液后加入NH4HCO3粉末,水浴加热,根据不同温度条件下各物质的溶解度不同,为了得到NaHCO3晶体,控制温度在30-35C发生反应,最终得到滤液为NH4Cl,晶体A为NaHCO3,再将其洗涤抽干,利用NaHCO3受热易分解的性质,在300℃加热分解NaHCO3制备Na2CO3;
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第五级
步骤II:利用酸碱中和滴定原理测定产品中碳酸氢钠的含量,第一次滴定发生的反应为:Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl,因为Na2CO3、NaHCO3溶于水显碱性,且碱性较强,所以可借助酚酞指示剂的变化来判断滴定终点,结合颜色变化可推出指示剂M为酚酞试剂;第二次滴定时溶液中的溶质为NaHCO3和NaCl,溶液呈现弱碱性,因为酚酞的变色范围为8~10,所以不适合利用酚酞指示剂检测判断滴定终点,可选择紫色石蕊试液,所以指示剂N为紫色石蕊试液,发生的反应为:NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,再根据关系式求出总的NaHCO3的物质的量,推导出产品中NaHCO3的,最终通过计算得出产品中NaHCO3的质量分数。
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第三级
第四级
第五级
根据上述分析可知:
(1)根据题给信息中盐在不同温度下的溶解度不难看出,控制温度在30~35℃,目的是为了时NH4HCO3不发生分解,同时析出NaHCO3固体,得到晶体A,因为在30~35℃时,NaHCO3的溶解度最小,故答案为:NaHCO3;在30~35℃时NaHCO3的溶解度最小;
(2)300℃加热抽干后的NaHCO3固体,需用坩埚、泥三角、三脚架进行操作,所以符合题意的为D项,故答案为:D;
(3)根据上述分析可知,第二次滴定时,使用的指示剂N为紫色石蕊试液,滴定到终点前溶液的溶质为碳酸氢钠和氯化钠,溶液显蓝色,滴定达到终点后溶液的溶质为氯化钠,所以溶液的颜色变化为:蓝色变为红色;
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第五级
(5)若该同学第一次滴定时,其他操作均正确的情况下,俯视读数,则会使标准液盐酸的体积偏小,即测得V1偏小,所以原产品中NaHCO3的物质的量会偏大,最终导致其质量分数会偏大,故答案为:偏大。
28. (2022年全国甲卷)硫化钠可广泛用于染料、医药行业。工业生产的硫化钠粗品中常含有一定量的煤灰及重金属硫化物等杂质。硫化钠易溶于热乙醇,重金属硫化物难溶于乙醇。实验室中常用95%乙醇重结晶纯化硫化钠粗品。回答下列问题:
(1)工业上常用芒硝(Na2SO4∙H2O)和煤粉在高温下生产硫化钠,同时生成CO,该反应的化学方程式为 。
(2)溶解回流装置如图所示,回流前无需加入沸石,
其原因是
。
回流时,烧瓶内气雾上升高度不宜超过冷凝管高度
的1/3。若气雾上升过高,可采取的措施是 。
硫化钠粗品中常含有一定量的煤灰及重金属硫化物等杂质,这些杂质可以直接作沸石。
降低温度
(3)回流时间不宜过长,原因是
。回流结束后,需进行的操作有①停止加热 ②关闭冷凝水 ③移去水浴,正确的顺序为_______(填标号)。
A.①②③ B.③①② C.②①③ D.①③②
(4)该实验热过滤操作时,用锥形瓶而不能用烧杯接收滤液,其原因是
。过滤除去的杂质为 。若滤纸上析出大量晶体,则可能的原因是 。
(5)滤液冷却、结晶、过滤,晶体用少量 洗涤,干燥,得到Na2S∙xH2O。
硫化钠易溶于热乙醇,若回流时间过长,Na2S会直接析出在冷凝管上,使提纯率较低,同时易造成冷凝管下端堵塞,圆底烧瓶内气压过大,发生爆炸。
D
防止滤液冷却
重金属硫化物
温度逐渐恢复至室温
冷水
29.(2021年高考河北卷)化工专家侯德榜发明的侯氏制碱法为我国纯碱工业和国民经济发展做出了重要贡献,某化学兴趣小组在实验室中模拟并改进侯氏制碱法制备NaHCO3,进一步处理得到产品Na2CO3和NH4Cl,实验流程如图:
回答下列问题:
(1)从A~E中选择合适的仪器制备NaHCO3,正确的连接顺序是 (按气流方向,用小写字母表示)。为使A中分液漏斗内的稀盐酸顺利滴下,可将分液漏斗上部的玻璃塞打开或 。
(2)B中使用雾化装置的优点是
。
(3)生成NaHCO3的总反应化学方程式为 。
aefbcgh
将玻璃塞上的凹槽对准漏斗颈部的小孔
使氨盐水雾化,可增大与二氧化碳的接触面积,从而提高产率(或其他合理答案)
NH3·H2O+NaCl+CO2=NH4Cl+NaHCO3↓
(4)反应完成后,将B中U形管内的混合物处理得到固体NaHCO3和滤液:
①对固体NaHCO3充分加热,产生的气体先通过足量浓硫酸,再通过足量Na2O2,Na2O2增重0.14g,则固体NaHCO3的质量为 g。
②向滤液中加入NaCl粉末,存在NaCl(s)
+NH4Cl(aq)→NaCl(aq)+NH4Cl(s)过程。
为使NH4Cl沉淀充分析出并分离,根
据NaCl和NH4Cl溶解度曲线,需采用
的操作为 、 、
洗涤、干燥。
蒸发浓缩 冷却结晶
0.84
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第二级
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第五级
(5)无水NaHCO3可作为基准物质标定盐酸浓度.称量前,若无水NaHCO3保存不当,吸收了一定量水分,用其标定盐酸浓度时,会使结果 (填标号)。
A.偏高 B.偏低 不变
A
解析:根据工艺流程知,浓氨水中加入氯化钠粉末形成饱和氨盐水后,再通入二氧化碳气体,发生反应:NH3·H2O+NaCl+CO2=NH4Cl+NaHCO3↓,得到的碳酸氢钠晶体烘干后受热分解会生成碳酸钠、二氧化碳和水,从而制备得到纯碱;另一方面得到的母液主要溶质为NH4Cl,再从加入氯化钠粉末,存在反应NaCl(s)+NH4Cl(aq) =NaCl(aq)+NH4Cl(s),据此分析解答。
(1)根据分析可知,要制备NaHCO3,需先选用装置A制备二氧化碳,然后通入饱和碳酸氢钠溶液中除去二氧化碳中的HCl,后与饱和氨盐水充分接触来制备NaHCO3,其中过量的二氧化碳可被氢氧化钠溶液吸收,也能充分利用二氧化碳制备得到少量NaHCO3,所以按气流方向正确的连接顺序应为:aefbcgh;为使A中分液漏斗内的稀盐酸顺利滴下,可将分液漏斗上部的玻璃塞打开或将玻璃塞上的凹槽对准漏斗颈部的小孔,故答案为:aefbcgh;将玻璃塞上的凹槽对准漏斗颈部的小孔;
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考点一 钠的性质及应用
1.钠的物理性质
核心知识梳理
银白色
金属
ρ(水)>ρ(钠)>ρ(煤油)
小于
较软
电
热
(1)颜色:_________、有_______光泽。
(2)密度:钠、水和煤油的密度大小为:____________________。
(3)熔点:_______(填“大于”“小于”或“等于”)100 ℃。
(4)硬度:质地_______,可以用小刀切割。
(5)传导性:可导_____、导_____。
2.从钠原子的原子结构认识钠的化学性质——还原性
(1)与非金属单质(如O2、Cl2、S)的反应
O2
常温:_________________
加热:____________________
4Na+O2===2Na2O
2Na+O2 Na2O2
Cl2:____________________
S:_____________
(2)与水反应
①离子方程式: 。
②与滴加酚酞的水反应的现象及解释
(3)与盐酸反应
离子方程式: 。
2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑
钠的密度比水小
反应放热,钠的熔点低
生成了强碱NaOH
2Na+2H+===2Na++H2↑
2Na+2H2O+Cu2+===2Na++Cu(OH)2↓+H2↑
2Na+2C2H5OH—→2C2H5ONa+H2↑
①④⑤⑦
牛刀小试
1. (2024届大连联考)将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中,既有气体产生,又有白色沉淀产生的是___________。
①MgSO4溶液 ②NaCl溶液 ③Na2SO4溶液 ④饱和澄清石灰水
⑤Ca(HCO3)2溶液 ⑥CuSO4溶液 ⑦饱和NaCl溶液
2. (2024届南京)下列叙述正确的是
A.切开的金属Na暴露在空气中,光亮表面逐渐变暗:2Na+O2===Na2O2
B.一定条件下,2.3 g Na完全与O2反应生成3.6 g产物,失去的电子数为0.2NA
C.钠在空气中受热时,熔化为银白色的小球,产生黄色的火焰,生成白色
粉末
D.钠在空气中长期放置,最终主要生成物为碳酸钠
√
解析:2.3 g钠的物质的量为0.1 mol,而钠无论反应后产物是什么,钠元素一定变为+1价,故0.1 mol钠失去0.1NA电子,故B错误;
钠在空气中加热,生成了淡黄色的过氧化钠,故C错误;
钠在空气中长期放置,开始生成氧化钠,最终变成了碳酸钠,故D正确。
教材实验再回首
实验结论:
钠是非常活泼的金属,与O2反应条件不同时,反应现象不同,产物也不同,常温时生成Na2O,加热或点燃条件下生成Na2O2。
易错点:注意钠与氧气反应所用仪器名称的书写规范。如“坩埚”易错写成“坩锅”或“干锅”,注意“泥三角”“三脚架”易混,不要写错“角”“脚”。
方法技巧
Na与酸、盐溶液反应原理分析
1.Na与酸反应
Na与水反应是Na与水电离出的H+反应;酸可电离出H+,即Na与酸的反应是Na与溶液中H+反应,而不是先和水反应生成NaOH后再和酸发生中和反应
2.Na与盐反应
Na与盐溶液反应现象因盐的不同而不同,首先发生Na与水的反应,然后再进行判断
例:a.NaHSO4溶液——Na直接与NaHSO4电离出的H+反应
b.稀NaCl溶液——只发生Na与水的反应,有H2产生
c.饱和NaCl溶液——有H2产生,同时有NaCl晶体析出
d.NH4Cl溶液——同时产生H2和NH3(生成的碱与盐反应)
e.CuSO4溶液——有H2和蓝色沉淀生成(生成的碱与盐反应)
3.钠的制取及保存
(1)制取:化学方程式为 。
(2)保存:密封保存,通常保存在 中。
4.钠的用途
(1)钠钾合金(液态)可用于原子反应堆的导热剂。
(2)用作电光源,制作高压钠灯。
(3)冶炼某些金属
金属钠具有强还原性,熔融状态下可以用于制取金属,如4Na+TiCl4
4NaCl+Ti。
石蜡或煤油
核心知识梳理
(1)在氧气中加热时,金属钠剧烈燃烧,生成淡黄色的固体Na2O2( )
(2)金属钠着火时,可用泡沫灭火器或干燥的沙土灭火( )
(3)钠表面自然形成的氧化层能够保护内层金属不被空气氧化( )
(4)金属钠具有强还原性,可与TiCl4溶液反应制取金属Ti( )
(5)根据反应Na+KCl NaCl+K↑,知Na的金属性强于K( )
(6)实验完毕后剩余的金属钠不能随意丢弃,应放回原试剂瓶( )
(7)钠能置换出醇羟基中的氢,所以将一小块钠放入乙醇中,能产生气泡( )
(8)将钠放入盛有水和煤油的烧杯中,钠处于煤油和水的交界上下浮动( )
√
×
×
×
×
√
√
√
正误判断
题组一 钠与非金属单质反应的特点
1.(2024届哈尔滨开学联考)下列叙述正确的是
A.切开的金属Na暴露在空气中,光亮表面逐渐变暗2Na+O2===Na2O2
B.一定条件下,2.3 g的Na完全与O2反应生成3.6 g产物,失去的电子数为0.2NA
C.钠在空气中受热时,熔化为银白色的小球,产生黄色的火焰,生成白色 粉末
D.钠在空气中长期放置,最终主要生成物为碳酸钠
√
对点训练
解析:钠在通常条件下反应生成氧化钠,点燃条件生成过氧化钠,故A错误;
2.3 g钠的物质的量为0.1 mol,而钠无论反应后产物是什么,钠元素反应后一定变为+1价,故0.1 mol钠失去0.1NA电子,故B错误;
钠在空气中加热,生成了淡黄色的过氧化钠,故C错误;
钠在空气中长期放置,开始生成氧化钠,最终变成了碳酸钠,故D正确。
2.等质量的两块钠,第一块在足量氧气中加热,第二块在足量氧气(常温)中充分反应,则下列说法正确的是
A.第一块钠失去电子多 B.两块钠失去电子一样多
C.第二块钠的反应产物质量大 D.两块钠的反应产物质量一样大
√
解析:金属钠失电子均变为+1价的阳离子,等质量的两块钠,失电子是一样的。根据4Na+O2===2Na2O,则1 mol 金属钠完全反应得氧化钠的质量是31 g,根据反应2Na+O2 Na2O2,则1 mol金属钠完全反应得过氧化钠的质量是39 g,等质量的两块钠,即金属钠的物质的量是相等的,所以生成过氧化钠的质量大,即第一块钠的反应产物质量大。
√
3. (2024届桂林)倒置的坩埚盖子上放硫粉,在硫粉中央放一小块钠,按图示搭建装置,用胶头滴管向金属钠滴加一滴水,立即倒扣上大烧杯,发现坩埚盖子内火星四溅,烧杯内出现大量白烟,下列说法错误的是
A.水是钠与硫反应的催化剂 B.酚酞的水溶液可能变为红色
C.钠与硫的反应是放热反应 D.滤纸逐渐变黑
解析:钠与水反应放热,放出的热量引发钠与硫的反应,所以水不是催化剂,A项错误;硫化钠为强碱弱酸盐,溶于水后,发生水解使溶液显碱性,所以酚酞的水溶液为红色,B项正确;钠与硫反应引发后,不需要加热就能继续反应说明其为放热反应,C项正确;硫化钠与硫酸铜反应生成硫化铜黑色固体,D项正确。
1.钠与氧气反应的产物与反应温度有关,加热或点燃产物是过氧化钠。
2.不管生成氧化钠还是过氧化钠,金属钠失电子均变为+1价的阳离子,因而等量的钠完全反应失去的电子数相同。
技巧点拨
√
题组二 钠与水反应
4. 钠与水反应的实验过程如图①②③所示,下列有关说法不正确的是( )
A.图②中钠熔成小球,说明钠与水反应放热且钠的熔点低
B.图②中钠四处游动并“嘶嘶”作响,说明反应产生了气体
C.图③中滴加酚酞溶液后溶液变红,说明有碱性物质生成
D.钠与水反应的离子方程式是2Na+2H+===2Na++H2↑
解析:图②中钠熔成小球说明钠与水反应放出的热量使钠熔化,钠的熔点低,A正确;图②中钠球游动是由于反应产生气体的推动,B正确;图③中是碱性物质使酚酞变红,C正确;水是难电离物质,不能拆分,离子方程式应为2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑,D错误。
5.在隔绝空气条件下让钠与FeSO4溶液反应,实验时,
往100 mL大试管中先加40 mL煤油,取三粒米粒大小的金
属钠放入大试管后塞上橡皮塞,通过长颈漏斗加入FeSO4
溶液使煤油的液面至橡皮塞,并夹紧弹簧夹(如图)。下列叙
述错误的是
A.剩余的钠放回原试剂瓶
B.溶液中有气泡生成,下层溶液出现白色絮状沉淀
C.大试管内和长颈漏斗内的液面都下降
D.钠与硫酸亚铁溶液反应的化学方程式为2Na+FeSO4+2H2O===
Fe(OH)2↓+Na2SO4+H2↑
√
解析:剩余的金属钠应放回原试剂瓶,A正确;钠与水反应生成NaOH和H2,NaOH与FeSO4溶液反应生成白色絮状沉淀,B正确;由于生成H2,反应一段时间后,大试管内液面下降,长颈漏斗中液面上升,C错误;Na与FeSO4溶液反应生成Fe(OH)2、H2和Na2SO4,D正确。
6.如图甲是演示金属钠与水反应的重要实验,为收集检验气体产物,某兴趣小组将甲装置改进成如下乙或丙,根据要求回答下列问题:
C D
(1)写出钠与水反应的离子方程式:_____________________________。
(2)按乙装置实验,液体添加完毕后,关闭活塞,打开右边胶塞,向煤油中加入一小块钠,立即塞好胶塞,可观察到的现象是________(双选;填选项字母)。
A.钠块始终保持在a处,直至完全消失
B.钠沉入U形管b处后又慢慢浮到a处
C.钠处于煤油和水的交界处上下浮动
D.随反应的进行煤油与胶塞处液面下降,漏斗中液面上升
E.最终钠块在煤油中燃烧起来
b
否
储存反应过程中排出的水
(3)乙装置中漏斗在反应过程中的主要作用是_______________________。
(4)用乙装置实验,点燃气体产物时,是否需要检验纯度?________(填“是”或“否”)。
(5)按图丙所示方法来收集产生的气体,需将钠包好,再放入水中。取相同质量的钠按下列两种情况收集产生的气体体积在相同条件下的关系是_______(填选项字母)。
①用铝箔包住钠 ②用铜箔包住钠
a.①②二者收集气体一样多 b.①收集气体体积较大
c.②收集气体体积较大
7.(2025届长春实验中学)把一小块金属钠放入下列溶液中,说法正确的是 A.放入饱和NaOH溶液中:有氢气放出,恢复至原温度后溶液的pH增大
B.放入稀CuSO4溶液中:有氢气放出,有紫红色铜析出
C.放入MgCl2溶液中:有氢气放出,有白色沉淀生成
D.放入NH4NO3溶液中:有无色无味气体放出
√
题组三 钠与溶液反应的实质
解析:A项错误,饱和NaOH溶液中放入钠,钠与水反应消耗水且生成NaOH,从而会有部分NaOH晶体析出,同时生成氢气,由于溶液仍是饱和NaOH溶液,故溶液的pH不变;B项错误,钠先与水反应生成H2和NaOH,然后生成的NaOH与CuSO4反应会生成Cu(OH)2蓝色沉淀;C项正确,钠先与水反应生成H2和NaOH,然后生成的NaOH与MgCl2反应生成Mg(OH)2白色沉淀;D项错误,钠先与水反应生成H2和NaOH,并放出热量,然后生成的NaOH与NH反应生成NH3·H2O,NH3·H2O部分分解产生的少量氨会与氢气同时放出,故放出的气体有刺激性气味。
单击此处编辑母版文本样式
第二级
第三级
第四级
第五级
8.将一小块金属钠分别投入盛有:a.水、b.乙醇、c.稀H2SO4的三个小烧杯中,反应速率由大到小的顺序为_______。解释反应速率不同的原因:________
_____________________________________________________________________________________________________ 。
c>a>b
钠与上
述三种物质反应的实质都是钠与H+间的置换反应,由三种物质电离出H+的能力可知反应速率的大小顺序为c>a>b
9.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是__________(填序号)。
①MgSO4溶液 ②BaCl2溶液 ③饱和澄清石灰水 ④Ca(HCO3)2溶液
⑤CuSO4溶液 ⑥饱和食盐水 ⑦浓盐酸
①③④⑥
解析:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,①中Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓;
③中反应消耗水,溶液温度升高,Ca(OH)2的溶解度降低,析出Ca(OH)2,产生白色沉淀;
⑤中生成的Cu(OH)2是蓝色沉淀,不符合题意。
⑥中水减少过饱和析出NaCl。
10.(2024届汉中)向分别盛有100 mL水、100 mL 0.1 mol·L-1盐酸、100 mL 0.01 mol·L-1NaOH溶液的X、Y、Z三个烧杯中各投入0.05 mol Na。下列有关说法正确的是
A.三个烧杯中均先发生的离子反应为2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑
B.三个烧杯中钠均在液面上剧烈反应,且X烧杯中的反应最剧烈
C.三个烧杯反应后,溶质的物质的量浓度相同
D.三个烧杯反应后,生成的气体的质量一定相同
√
解析:钠与盐酸反应时钠先与H+反应,离子方程式表示为2Na+2H+===2Na++H2↑,A错误;
三个烧杯中,Y烧杯中的氢离子浓度最大,反应最剧烈,B错误;
X烧杯中生成的溶质为NaOH,Y烧杯中生成的溶质为NaCl、NaOH,Z烧杯中生成NaOH,且Z烧杯中原溶质为NaOH,故三个烧杯中溶质的物质的量浓度不同,C错误;
因向三个烧杯中加入钠的物质的量相同且钠全部反应完,故生成H2的量相同,D正确。
11.为探究钠与盐反应的规律,某实验小组同学设计了下列两组实验:
实验1:如图1,在蒸发皿中放一小块钠,加热至熔化时,用玻璃棒蘸取少量无水CuSO4与熔化的钠接触。
现象:瞬间产生耀眼的火花,同时有红色物质生成。
实验2:如图2,向盛有CuSO4溶液的小烧杯中加入一小块钠。
现象:钠浮在水面上,熔化成液态钠球并四处游动,生成蓝色沉淀。
问题:(1)实验2中反应的离子方程式为___________________________
____________________________________________________________。
2Na+Cu2++2H2O===2Na++Cu(OH)2↓+H2↑
(2)比较实验1、实验2可知Na与CuSO4反应生成Cu的实验条件为____________。
加热且无水
金属钠与溶液反应现象分析思维模板
(1)共性:因为钠与不同的水溶液反应均属于剧烈的置换反应,故有共同的现象产生:①浮:钠浮在液面上;②熔:钠熔化成光亮的小球;③游:在液面上不停地游动直至反应完;④响:反应中不停地发出“嘶嘶”的响声。
(2)差异性:与酸、强酸弱碱盐溶液反应时,由于溶液中H+浓度较大,反应比与水还要剧烈,最后钠可能在液面上燃烧;与盐溶液反应时,还可能会生成沉淀(如生成难溶碱)、气体(NH3)等。
反思归纳
1.钠与水、酸、盐溶液反应的本质与顺序:本质上均是与H+的反应,反应顺序是:有酸酸在前,无酸水为先。
2.钠与乙醇反应的特点——慢、沉
钠与乙醇反应,钠块先沉在液面下,后上下浮动,能看到表面冒出气泡,并不能熔化成小球。
反思归纳
1.氧化钠与过氧化钠的比较
Na2O Na2O2
电子式
氧元素化合价 ____ ____
色、态 _________ ___________
阴、阳离子个数比 _____ _____
是否为碱性氧化物 ___ _____
与水反应 Na2O+H2O===2NaOH ____________________________
-2
-1
白色固体
淡黄色固体
1∶2
1∶2
是
不是
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
考点二、钠的氧化物
核心知识梳理
与CO2反应 Na2O+CO2===Na2CO3 ____________________________
与盐酸反应 ______________________________ 2Na2O2+4HCl===4NaCl+2H2O+O2↑
用途 氧化剂、供氧剂、漂白剂
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
Na2O+2HCl===2NaCl+H2O
2.Na2O2的强氧化性与还原性
从元素化合价角度分析Na2O2的性质,如:
红褐色
(2)遇KMnO4等强氧化剂时,Na2O2表现出还原性,氧化产物为O2。
(3)遇CO2、H2O、H+,Na2O2发生自身的氧化还原反应。
理解应用
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)7.8 g过氧化钠含有的共用电子对数为0.2NA。 ( )
(2)Na2O、Na2O2都是易溶于水(与水反应)的白色固体。 ( )
(3)Na2O2与水的反应是水作还原剂的氧化还原反应。 ( )
(4)Na2O2、Na2O组成元素相同,与CO2反应产物也相同。 ( )
(5)过氧化钠属于离子化合物,阴、阳离子个数比为1∶1。 ( )
×
×
×
×
×
(6)氧化钠、过氧化钠均为离子化合物( )
(7)1 mol Na2O2固体中含离子总数为4NA( )
(8)H2O2和Na2O2都属于过氧化物,含有的化学键完全相同( )
(9)Na2O2与CO2反应时有单质O2发生,该反应属于置换反应( )
×
√
×
×
2.金属钠露置在空气中会发生一系列变化,其过程:
银白色金属钠 表面变暗 出现白色固体接着表面变稀
白色块状固体 白色粉末状物质
请写出上述各步反应的化学方程式。
答案:①4Na+O2===2Na2O
②Na2O+H2O===2NaOH
③2NaOH+CO2+9H2O===Na2CO3·10H2O
④Na2CO3·10H2O===Na2CO3+10H2O
1.钠的取用方法:用镊子夹取一小块钠,用滤纸吸干表面的煤油,用小刀切取黄
豆大小的钠,剩余的钠放回试剂瓶。
2.钠失火的处理:沙土盖灭,不能用水或泡沫灭火器灭火。
3.Na2O2中氧元素的化合价为-1价而不是-2价。
4.Na2O2晶体中阴、阳离子个数比为1∶2而不是1∶1。
5.过氧化钠与还原性溶液反应的化学方程式的书写步骤:
第一步:Na2O2与溶液中的水反应生成NaOH和O2;
第二步:反应生成的O2与还原性盐发生氧化还原反应;
第三步:将上述两个反应的化学方程式合并,即得总的化学方程式。
智能提升
6.Na2O2与H2O、CO2反应的两个常见误区
(1)Na2O2与H2O、CO2反应都是自身的氧化还原反应;
(2)1 mol Na2O2与足量CO2或H2O发生反应时,转移的电子数是NA而不是2NA。
√
题组四 Na2O2的组成、结构与性质
11.下列关于Na2O2的说法正确的是( )
A.Na2O2与SO2反应生成Na2SO3和O2
B.Na2O2投入酚酞溶液中,溶液变红
C.Na2O2与水反应,Na2O2既是氧化剂,又是还原剂
D.Na2O2能与酸反应生成盐和水,所以Na2O2是碱性氧化物
对点训练
解析:Na2O2具有强氧化性,与SO2反应生成Na2SO4,A项错误;Na2O2与H2O反应生成了NaOH,溶液变红,Na2O2具有强氧化性,能使红色溶液褪色,B项错误;2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,Na2O2既作氧化剂又作还原剂,C项正确;碱性氧化物与酸反应只生成盐和水,此反应中除了盐和水,还有氧气生成,D项错误。
13.(2024届河南中原名校联考)某实验小组通过下图所示实验,探究Na2O2与水的反应:
下列说法中正确的是( )
A.②中的大量气泡的主要成分是氢气
B.③中溶液变红,说明有酸性物质生成
C.④中现象可能是由于溶液中含有强氧化性物质造成的
D.⑤中MnO2的主要作用是降低了水中氧气的溶解度
√
解析:②中大量气泡的主要成分是氧气,A项错误;③中溶液变红,说明有碱性物质生成,B项错误;④中红色褪去,应该是由溶液中的强氧化性物质造成的,C项正确;⑤中加入MnO2产生较多气泡,说明溶液中存在H2O2,MnO2的主要作用是作催化剂,D项错误。
14.(2025届四川绵阳)下列关于钠的氧化物的说法正确的是 ( )
A.Na2O2是白色固体,与冷水作用放出氧气,生成氢氧化钠
B.在Na2O2与CO2的反应中,氧化剂是Na2O2,还原剂是CO2
C.Na和O2在加热时反应生成Na2O2,在常温下反应生成Na2O
D.Na2O2能与水反应,生成NaOH,所以Na2O2是碱性氧化物
√
解析:钠的氧化物中氧化钠是白色固体,而过氧化钠是淡黄色固体,过氧化钠与水反应能生成氢氧化钠和氧气,故A错误;Na2O2与CO2反应生成碳酸钠和氧气,在反应过程中只有氧元素化合价发生变化,Na2O2既是氧化剂又是还原剂,故B错误;Na和O2的反应产物与反应温度有关系,在加热时反应生成Na2O2,在常温时反应生成Na2O,故C正确;碱性氧化物是能和水反应只生成碱的氧化物,而Na2O2与水反应,除了生成NaOH还生成氧气,所以Na2O2不是碱性氧化物,故D错误。
题组五 与Na2O2有关反应的定量关系
15.(2023届河南洛阳)1 mol过氧化钠与2 mol碳酸氢钠固体混合后,在密闭的容器中加热充分反应,排出气体物质后冷却,残留的固体物质是 ( )
A.Na2CO3 B.Na2O2、Na2CO3
C.NaOH、Na2CO3 D.Na2O2、NaOH、Na2CO3
√
16.200 ℃时,11.6 g CO2和水蒸气的混合气体与足量的Na2O2充分反应后固体质量增加了3.6 g,则原混合气体的总物质的量是( )
A.0.125 mol B.0.25 mol C.0.5 mol D.1 mol
√
17.在密闭容器中充入CO2、CO、CH4的混合气体共m g,若加入足量Na2O2,充分振荡并不断用电火花引燃至反应完全,测得固体质量增加m g,则CO2与CH4的体积比为( )
A.3∶1 B.2∶1 C.1∶1 D.任意比
√
18.往甲、乙、丙、丁四个烧杯内分别放入0.1 mol的钠、氧化钠、过氧化钠和氢氧化钠,然后各加入100 mL水,搅拌,使固体完全溶解,则甲、乙、丙、丁溶液中溶质的质量分数大小顺序是
A.甲<乙<丙<丁 B.丁<甲<乙=丙
C.甲=丁<乙=丙 D.丁<甲<乙<丙
√
138
解析: (1)甲、丁相比:
甲:Na→NaOH 消耗H2O,溶剂减少
丁:NaOH无反应 溶剂不变
故NaOH的质量分数:甲>丁。
(2)乙、丙相比:
溶剂相等故乙、丙溶液完全等同。
(3)乙、丙与甲相比
甲:Na 乙:Na2O 丙:Na2O2
当它们物质的量相等时,甲(Na)所得NaOH是乙、丙(Na2O、Na2O2)所得NaOH物质的量的 ,它们所消耗的水相等,故溶剂相等,因此甲的质量分数比乙、丙小。
19.(2024届无锡模拟)在一密闭容器中有CO、H2、O2共16.5 g和足量的Na2O2,用电火花引燃,使其完全反应,Na2O2增重7.5 g,则原混合气体中O2的质量分数是
A.54.5% B.40% C.36% D.33.3%
√
解析:CO、H2、O2完全反应后生成的二氧化碳、水与过氧化钠反应生成碳酸钠、氢氧化钠,所以过氧化钠固体增重的质量等于CO、H2的质量,所以原混合气体中CO、H2的质量一共是7.5 g,则O2的质量是16.5 g-7.5 g=9.0 g,所以原混合气体中O2的质量分数是 ×100%≈54.5%。
20.用双线桥分析Na2O2与水反应中电子转移的方向和数目:
_________________________________。
(1)氧化剂和还原剂是________,氧化产物是______,还原产物是________。
(2)1 mol Na2O2与水完全反应时转移的电子数为________________。
(3)反应的离子方程式为____________________________________。
(4)7.8 g Na2O2与足量水完全反应时,标准状况下生成O2的体积为________L。
1.12
2Na2O2+2H2O===4Na++4OH-+O2↑
NA(或6.02×1023)
NaOH
O2
Na2O2
归纳总结
题组六 过氧化钠的强氧化性
21.比较下列四组反应,回答下列问题。
一组:①Na2O2+CO2 ②Na2O2+SO2
二组:③Na2O2+FeCl3(溶液) ④Na2O2+FeCl2(溶液)
三组:⑤SO2通入品红溶液中,加热 ⑥Na2O2加入品红溶液中,加热
四组:⑦NaOH溶液滴入紫色石蕊溶液 ⑧Na2O2固体加入紫色石蕊溶液中
问题:(1)写出①②两反应的化学方程式。
(2)判断③④反应中可能发生的现象,为什么?
(3)判断⑤⑥反应中可能发生的现象,为什么?
(4)判断⑦⑧反应中可能发生的现象,为什么?
归纳总结
22.从元素化合价角度分析Na2O2的性质
(1)Na2O2的强氧化性
①向氢硫酸饱和溶液中加入少量Na2O2,产生浅黄色沉淀,其化学方程式为__________________________________。
②Na2O2加入酚酞溶液中现象:____________________________。
(2)Na2O2的还原性
在酸性高锰酸钾溶液中加入适量Na2O2粉末,溶液褪色,并产生无色气体,Na2O2表现出______性,氧化产物是____。
Na2O2+3H2S===S↓+2NaHS+2H2O
先变红后褪色,同时产生气泡
还原
O2
149
23. 过氧化钠是一种常见的强氧化剂,具有强氧化性。
根据要求回答下列问题:
(1)将Na2O2固体分别投入到品红溶液、紫色石蕊溶液中,溶液颜色的变化分别为______、_____________。
(2)Na2O2与木炭粉混合研磨会发生爆炸,原因是_____________________
_________________________________。
(3)某同学根据SO2、CO2都是酸性氧化物,预测二者的混合气体与Na2O2反应生成的固体产物中只含有Na2RO3。这一预测是否正确?________,理由是____________________________。
褪色
先变蓝后褪色
Na2O2具有强氧化性,与
木炭粉接触发生剧烈的氧化还原反应
不正确
Na2O2与SO2反应可生成Na2SO4
1.Na2CO3和NaHCO3的性质
Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑
Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOH
Na2CO3+BaCl2===BaCO3↓+2NaCl
考点三、碳酸钠与碳酸氢钠
核心知识梳理
NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑
小
+OH-+Ca2+===CaCO3↓+H2O
Ca2++2OH-+2HCO ===CaCO3↓+ +2H2O
无明显
2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑
2.转化关系
3.钠及其重要化合物间的转化关系
4.Na2CO3的制备及用途
(1)Na2CO3的工业制备——侯氏制碱法
①制备原理
把二氧化碳通入氨的氯化钠饱和溶液中,使溶解度较小的碳酸氢钠从溶液中析出,过滤得到碳酸氢钠晶体,碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠。
②反应的化学方程式
a. ;
b. 。
(2)Na2CO3、NaHCO3的用途
①Na2CO3是一种非常重要的化工原料,在玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油、冶金、食品等工业中有着广泛的应用。
②NaHCO3是焙制糕点所用的发酵粉的主要成分之一;在医疗上,它是治疗胃酸过多的一种药剂。
智能提升
1.同温、同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液的碱性是Na2CO3>NaHCO3;因此,向两溶液中分别滴入酚酞溶液,Na2CO3溶液呈红色而NaHCO3溶液呈浅红色。
2.Na2CO3溶液中混有少量NaHCO3时,理论上加入适量NaOH可以除去,但实际上无法操作,因为无法准确控制NaOH的用量。
问题思考
(1)Na2CO3、NaHCO3的除杂方法
依据二者性质的差异确定除杂方法(后者为杂质)
序号 混合物 除杂方法
① Na2CO3(s)、NaHCO3(s)
② NaHCO3(aq)、Na2CO3(aq)
③ Na2CO3(aq)、NaHCO3(aq)
加热法
通入足量CO2
滴加适量NaOH溶液
(2)请设计实验方案,用50 mL 2 mol·L-1 NaOH溶液和足量的CO2气体,制取50 mL 1 mol·L-1的Na2CO3溶液。
答案:将50 mL NaOH溶液,等分成两份,一份通入过量的CO2,然后加热煮沸、冷却后与另一份混合,即可。反应方程式可表示为
第一步:NaOH+CO2===NaHCO3
第二步:NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O
方法点拨
鉴别Na2CO3、NaHCO3的常用方法
①固体的鉴别用加热法:能产生使澄清石灰水变浑浊的气体的是NaHCO3固体。
②溶液的鉴别可用沉淀法、气体法和测pH法。
a.沉淀法:加入BaCl2溶液或CaCl2溶液,产生沉淀的是Na2CO3溶液。
b.气体法:滴入稀盐酸,立即产生气泡的是NaHCO3溶液。
c.测pH法:用pH试纸测相同浓度的稀溶液,pH大的是Na2CO3溶液。
5.Na2CO3、NaHCO3在日常生产、生活中的应用
(1)Na2CO3是一种非常重要的化工原料,在玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油、冶金、食品等工业中有着广泛的应用。
(2)NaHCO3是焙制糕点所用的发酵粉的主要成分之一;在医疗上,它是治疗胃酸过多的一种药剂(但胃溃疡病人慎用)。
若V(Oa)=V(ab)(即Oa段与ab段消耗盐酸的体积相同) 溶液中的溶质为_________ 涉及离子方程式Oa:_________________;
ab:_________________________
若V(Oa)>V(ab)(即Oa段消耗盐酸的体积大于ab段消耗盐酸的体积) 溶液中的溶质为__________
_______ 涉及离子方程式Oa:_______________、
___________________;
ab:_________________________
6. 依据Na2CO3、NaHCO3与酸反应的图像分析判断溶液溶质成分
Na2CO3
Na2CO3和
NaOH
OH-+H===H2O
若V(Oa)<V(ab)(即Oa段消耗盐酸的体积小于ab段消耗盐酸的体积) 溶液中的溶质为_________
___________ 涉及离子方程式Oa:
___________________;
ab:_______________________
若a=0(即图像从原点
开始) 溶液中的溶质为_________ 涉及离子方程式:
__________________________
Na2CO3
和NaHCO3
NaHCO3
牛刀小试
某学习小组的同学按下列实验流程制备Na2CO3,设计的部分装置如图所示。
下列叙述正确的是( )
A.若X为浓氨水,Y为生石灰,则可用装置甲制取NH3
B.反应①可在装置乙中发生,进行反应②的装置为丁
C.可用装置丙进行过滤操作
D.将母液蒸干灼烧后可得到NH4Cl固体
解析:研究制备Na2CO3的问题。装置甲为启普发生器制气装置;装置乙为反应装置;装置丙为过滤装置,装置丁为加热分解装置。
启普发生器适用于块状固体与液体不加热反应;实验室用试管加热固体药品时试管口应略向下倾斜;过滤时应遵循“一贴二低三靠”的原则;NH4Cl受热易分解。
√
生石灰遇水会变成糊状熟石灰,所以浓氨水与生石灰不适合用装置甲制取NH3,A错误;NaHCO3加热分解制Na2CO3,同时有CO2和水生成,装置丁中试管口应略向下倾斜,故反应②不可以在装置丁中发生,B错误;装置丙为过滤装置,可以进行过滤操作,C正确;NH4Cl受热易分解为NH3和HCl,所以将母液蒸干灼烧后得不到NH4Cl固体,D错误。故选C。
教材实验再回首
√
题组七 Na2CO3与NaHCO3的性质与鉴别
24.下列是某兴趣小组根据教材实验设计的一个能说明碳酸钠与碳酸氢钠热稳定性的套管实验。请观察如图实验装置并分析实验原理,下列说法错误的是
A.甲为小苏打,乙为纯碱
B.甲为Na2CO3,乙为NaHCO3
C.要证明物质受热能产生水,可在两支试管内塞上沾有无水硫酸铜粉末的棉花球
D.整个实验过程中可以看到丙烧杯的澄清石灰水不变浑浊
解析:用酒精灯加热时,外管温度高,内管温度低,NaHCO3受热易分解,Na2CO3受热不易分解,故将Na2CO3放在外管中,温度高却未分解,NaHCO3放在内管中,温度低却分解,证明Na2CO3热稳定性强于NaHCO3,NaHCO3受热分解产生CO2,可使澄清石灰水变浑浊。甲为小苏打(NaHCO3),乙为纯碱(Na2CO3),故A项正确,B项错误;NaHCO3分解产生的水可以使无水硫酸铜变蓝色,故C项正确;Na2CO3不会分解产生CO2,故不能使丙中澄清石灰水变浑浊,故D项正确。
√
25.Na2CO3和NaHCO3是常见的两种钠盐,它们广泛应用于生产和生活中。下列有关碳酸钠和碳酸氢钠的说法中不正确的是( )
A.小苏打能中和胃酸,对胃壁不产生强烈的刺激或腐蚀作用,可用于治疗胃酸过多症,但不适合胃溃疡病人
B.NaHCO3能中和面粉发酵后产生的酸,并且产生二氧化碳气体,可用于做馒头
C.可以用澄清石灰水来鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液
D.往Na2CO3饱和溶液中通入CO2气体,可获得NaHCO3沉淀
解析:小苏打与胃酸中的盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳气体,反应的化学方程式为NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑,胃溃疡病人不能服用小苏打类药物来治疗,因为反应产生的二氧化碳气体会造成胃部胀气,易造成胃穿孔,A项正确;NaHCO3与酸反应生成二氧化碳气体,使得馒头或面包松软多孔,B项正确;Na2CO3和NaHCO3溶液都能与澄清石灰水反应生成CaCO3白色沉淀,所以不能用澄清石灰水来鉴别,C项错误;Na2CO3比NaHCO3易溶于水,所以在饱和Na2CO3溶液中通入CO2气体可得到NaHCO3沉淀,D项正确。
26.(2024届青岛)某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体,用不同的方法做了以下实验,如图所示。
(1)只根据图Ⅰ所示实验,不能够达到实验目的的原因是_____________
________________________________________________________________。
(2)图Ⅱ、Ⅲ所示实验均能鉴别这两种物质,其反应的化学方程式为
____________________________________________。
(3)若用实验Ⅱ验证碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性,则试管B中装入的固体最好是____________(填化学式)。
无论是Na2CO3还是NaHCO3均可以与盐酸反应产生CO2,两者的反应现象相同
NaHCO3
解析:(1)NaHCO3、Na2CO3都与盐酸反应放出CO2,不能达到目的。
(2)Ⅱ、Ⅲ都是利用NaHCO3受热易分解的性质进行鉴别。
(3)试管B中装入碳酸氢钠,试管A中装入碳酸钠,这样直接加热的碳酸钠温度高,不分解,不能使澄清石灰水变浑浊,而间接加热的碳酸氢钠分解,使澄清石灰水变浑浊,说明碳酸氢钠受热易分解。
√
题组八 与Na2CO3、NaHCO3有关的定量计算
27.将0.4 g NaOH和1.06 g Na2CO3混合并配成溶液,向溶液中滴加0.1 mol·L-1稀盐酸。下列图象能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系的是( )
核心知识梳理
考点四、侯氏制碱法
1. 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 ]
2.工艺流程
4.绿色思想:循环使用的物质为CO2、饱和食盐水
5.工艺优点:保留了氨碱法的优点,消除了它的缺点,使食盐的利用率提高到 96 %;NH4Cl 可做氮肥;可与合成氨厂联合,使合成氨的原料气CO 转化成 CO2,革除了 CaCO3制 CO2 这一工序,减少可能造成的环境污染。
在制碱过程中向滤出NaHCO3晶体后的NH4Cl溶液中加熟石灰以回收氨,使之循环使用:
2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O
1.侯氏制碱法的反应之一是NaCl+H2O+NH3+CO2===NaHCO3↓+NH4Cl,某学习小组先制取NH3和CO2,再模拟侯氏制碱法制碱原理制备Na2CO3,实验过程不需要的实验装置是( )
对点训练
√
解析:装置A是制备氨气或二氧化碳气体的反应装置,选项A不选;产生NaHCO3发生的反应为NH3+CO2+H2O+NaCl===NaHCO3↓+NH4Cl,需要过滤得到NaHCO3晶体,用到装置B,选项B不选;制取Na2CO3时,过滤得到NaHCO3晶体洗涤后在装置C中加热灼烧得到碳酸钠,选项C不选;实验过程中不需要蒸发结晶,不需要装置D,故答案选D。
√
测定碳酸钠含量的实验探究
1.气体法
(1)测定原理:Na2CO3+H2SO4===Na2SO4+H2O+CO2↑。
依据CO2的体积确定Na2CO3的物质的量,进而确定纯碱中Na2CO3的含量。
(2)实验操作:向m g纯碱样品中加入足量的稀硫酸,准确测量产生CO2气体的体积为V mL(已折算为标准状况)。
智能拓展
2.沉淀法
(1)测定原理:Na2CO3+BaCl2===BaCO3↓+2NaCl。
依据BaCO3沉淀的质量,确定Na2CO3的物质的量,进而确定纯碱中Na2CO3的含量。
(2)实验操作:先将m g纯碱样品溶于水配成溶液,向溶液中加入过量的BaCl2溶液,经过滤、洗涤、干燥得BaCO3沉淀的质量为n g。
1.化学兴趣小组的同学为测定某Na2CO3和NaCl的固体混合物样品中Na2CO3的质量分数进行了以下实验。请你参与并完成对有关问题的解答:
对点训练
(1)甲同学用图1所示装置测定CO2的质量。实验时稀硫酸是与样品中的________(填“Na2CO3”或“NaCl”)发生反应,仪器b的名称是________,洗气瓶c中盛装的是浓硫酸,此浓硫酸的作用是______________________。
除去CO2中的水蒸气
Na2CO3
分液漏斗
(2)乙同学用图2所示装置,取一定质量的样品(m g)和足量稀硫酸反应进行实验,完成样品中Na2CO3质量分数的测定。
①实验前,检查该装置气密性的方法是先打开活塞a,由b注入水至其下端玻璃管中形成一段水柱,再将针筒活塞向内推压,若b下端玻璃管中的______________________,则装置气密性良好。
②在实验完成时,能直接测得的数据是CO2的________(填“体积”或“质量”)。
液面上升
体积
(3)丙同学用如图所示方法和步骤进行实验:
①操作Ⅰ涉及的实验名称有________、洗涤;操作Ⅱ涉及的实验名称有干燥、________。
②丙同学测得样品中Na2CO3的质量分数为________。
过滤
称量
D
(2)过滤、洗涤沉淀,判断沉淀是否洗净的方法是__________________
____________________________________________________________。
(3)将所得沉淀充分干燥,称量沉淀的质量为m g,由此可以计算w(Na2CO3)。如果此步中,沉淀未干燥充分就称量,则测得w(Na2CO3)________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
取少量最后一次洗涤液,滴加Na2SO4溶液,如无沉淀,则沉淀已洗净,反之则未洗净
偏小
方案二:量气法。量取10.00 mL配制好的溶液与足
量稀硫酸反应,测定生成气体在通常状况(约20 ℃、
1.01×105 Pa)的体积,由此计算混合物中
w(Na2CO3)。
(1)装置中导管a的作用是______________________________。
(2)若撤去导管a,使测得气体体积_______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
平衡气压,使液体顺利滴下
偏大
题组九 有关碳酸钠的制取及性质实验探究
28.Na2CO3的制取方法及综合实验探究
(1)我国化学家侯德榜改革国外的纯碱生产工艺,其生产流程可简要表示如下:
①往饱和食盐水中依次通入足量的NH3、CO2(氨碱法),而不先通CO2再通NH3的原因是_____________________________________________________
__________________________________________________________________。
②从生产流程图可知,可循环利用的物质是_______________。
③写出沉淀池中、煅烧炉中反应的化学方程式:
_____________________________________________________。
由于CO2在NaCl溶液中的溶解度很小,先通入NH3使食盐水呈碱性,能够吸收大量CO2气体,产生较高浓度的HCO,才能析出NaHCO3晶体
食盐水,CO2
(2)如何用CO2和50 mL 2 mol·L-1 NaOH溶液制取50 mL 1 mol·L-1 Na2CO3溶液?
①写出简要的实验步骤: ___
__________________________________________________________________
____________________。
②写出有关反应的化学方程式:__________________________________
_____________________________________________________。
将50 mL 2 mol·L-1 NaOH溶液等分成两份,在一份NaOH溶液中通入过量的CO2气体,再将两溶液混合,即得50 mL 1 mol·L-1 Na2CO3溶液
NaOH+CO2===NaHCO3、
NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O
29.制得的碳酸钠样品中往往含有少量NaCl,现欲测定样品中Na2CO3的质量分数,某探究性学习小组分别设计了如下实验方案。回答下列有关问题:
方案一:把一定质量的样品溶解后加入过量的CaCl2溶液,将所得沉淀________(填操作名称)、洗涤、烘干、称量、计算。洗涤沉淀的具体操作是__________________________________________________________________
________。
过滤
沿玻璃棒缓慢地向过滤器中加蒸馏水至浸没沉淀物,使水自然流下,重复2~3次
饱和NaHCO3溶液
圆底烧瓶
方案三:利用图乙所示装置来测定纯碱样品中碳酸钠的质量分数(铁架台、铁夹等在图中均已略去)。实验步骤如下:
①按图连接装置,并检查气密性;
②准确称得盛有碱石灰的干燥管D的质量为83.4 g;
③准确称得6 g纯碱样品放入容器b中;
④打开分液漏斗a的旋塞,缓缓滴入稀硫酸,至不再产生气泡为止;
⑤打开弹簧夹,往试管A中缓缓鼓入空气数分钟,然后称得干燥管D的总质量为85.6 g。
(1)若④⑤两步的实验操作太快,则会导致测定结果________(填“偏大”或“偏小”)。
(2)装置A中试剂X应选用_____________。
(3)E装置的作用是________________________________________。
(4)根据实验中测得的有关数据,计算纯碱样品Na2CO3的质量分数为________(结果保留小数点后一位)。
偏小
NaOH溶液
防止空气中的CO2和水蒸气进入D中
解析:方案一:Na2CO3与过量CaCl2溶液反应生成CaCO3沉淀,过滤后分离出沉淀,洗涤沉淀时,沿玻璃棒缓慢地向过滤器中加蒸馏水至浸没沉淀物,使水自然流下,重复操作2~3次。
方案二:样品中Na2CO3与足量硫酸反应后产生CO2,用排液法测定生成CO2的体积,因CO2在饱和NaHCO3溶液中溶解度小,所以B中的溶液最好采用饱和NaHCO3溶液;由装置图可知,图甲装置中a为圆底烧瓶。
方案三:(1)反应过快会使产生的CO2气体不能完全被D装置中碱石灰吸收;快速鼓入空气,也会使装置内残留CO2不能被D装置中碱石灰完全吸收,则测得的CO2质量偏小,测定结果偏小。
(2)鼓入空气,可把残留在装置B、C中的CO2赶出,由D中碱石灰吸收,因为空气中含有CO2,因此应把鼓入空气中的CO2吸收处理,所以装置A应放入NaOH溶液。
题组十 Na2CO3、NaHCO3的鉴别
30. 某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体,用不同的方法做了以下实验,如下图Ⅰ~Ⅳ所示。
(1)只根据图Ⅰ、Ⅱ所示实验,能够达到实验目的的是____(填装置序号)。
Ⅱ
解析:图Ⅰ不能达到实验目的,因为无论碳酸钠还是碳酸氢钠均可以与盐酸反应产生二氧化碳,二氧化碳气体与澄清石灰水作用变浑浊;
图Ⅱ可以鉴别,因为等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量的稀盐酸反应,生成的二氧化碳气体的量不同,可根据气球膨胀程度来判断。
(2)图Ⅲ、Ⅳ所示实验均能鉴别这两种物质,其反应的化学方程式为_________
__________________________________________________________;与实验Ⅲ相比,实验Ⅳ的优点是____(填字母)。
A.Ⅳ比Ⅲ复杂
B.Ⅳ比Ⅲ安全
C.Ⅳ比Ⅲ操作简便
D.Ⅳ可以做到用一套装置同时进行两个对比实验,而Ⅲ不行
2NaHCO3
D
解析:图Ⅲ、Ⅳ所涉及的化学方程式为2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑、CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O,实验Ⅳ的优点是可同时做对比实验。
(3)若用实验Ⅳ验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性,则试管B中装入的固体最好是_________(填化学式)。
NaHCO3
解析:试管B装入碳酸氢钠,试管A装入碳酸钠,直接加热的碳酸钠,温度高,不分解,不能使澄清石灰水变浑浊,而间接加热的碳酸氢钠分解,使澄清石灰水变浑浊,表明了碳酸氢钠稳定性较碳酸钠差。
Na2CO3,NaHCO3的鉴别方法
(1)利用热稳定性不同
(2)相同条件下利用反应速率不同
思维建模
(3)利用阴离子的不同
(4)利用溶液的碱性不同
题组十一 Na2CO3、NaHCO3与酸反应的定量关系
31.有关NaHCO3和Na2CO3的性质,以下叙述错误的是
A.等质量的NaHCO3和Na2CO3与足量盐酸反应,在相同条件下Na2CO3产生的
CO2体积小
B.等物质的量的两种盐与同浓度盐酸完全反应,所消耗盐酸的体积Na2CO3是
NaHCO3的两倍
C.等质量NaHCO3和Na2CO3与盐酸完全反应,前者消耗盐酸较多
D.等物质的量的NaHCO3和Na2CO3与足量盐酸反应产生CO2一样多
√
32.分别取等物质的量浓度的氢氧化钠溶液各100 mL,再通入一定量的CO2,随后分别各取20 mL溶液,向其中逐滴滴入0.2 mol·L-1的盐酸,在标准状况下产生CO2的体积(y轴)与所加入盐酸的体积(x轴)的关系如下图(分A、B两种情况):
(1)在A情况下,溶质是_______________(填化学式),其物质的量之比为______。
(2)在B情况下,溶质是_________________(填化学式),其物质的量之比为_____。
NaOH、Na2CO3
1∶1
Na2CO3、NaHCO3
1∶1
解析:CO2与NaOH溶液反应时,据CO2与NaOH量的相对多少,有这样两个阶段:①CO2+2NaOH===Na2CO3+H2O,此时溶质可能为NaOH和Na2CO3或只有Na2CO3(刚好反应);②Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3,此时溶质可能为Na2CO3和NaHCO3或只有NaHCO3;据图分析:B情况最终生成的CO2(其实就是最初通入的与NaOH溶液反应的CO2)是A情况的2倍。
(3)原氢氧化钠溶液的物质的量浓度为____________。
1.5 mol·L-1
解析:当加入150 mL盐酸时,恰好完全反应,此时溶液中溶质为NaCl。据物料守恒有n(NaOH)=n(Na+)=n(Cl-)=0.2 mol·L-1×0.15 L=0.03 mol,所以原氢氧化钠溶液的物质的量浓度为 =1.5 mol·L-1。
(1)Na2CO3、NaHCO3与足量盐酸反应的比较
二者浓度相同时生成CO2的速率 NaHCO3快
耗酸量 二者等质量 Na2CO3耗酸多
二者等物质的量 Na2CO3耗酸多
生成CO2的体积 二者等质量 NaHCO3产生的多
二者等物质的量 相等
智能提升
(二) Na2CO3、NaHCO3、NaOH及其混合物与盐酸反应的图像。
1.碱金属的一般性与特殊性
(1)一般性
相似性 递变性(由Li→Cs)
原子结构 最外层均为1个电子 电子层数逐渐增多
核电荷数逐渐_____
原子半径逐渐_____
元素性质 都具有较强的金属性,最高正价均为+1价 金属性逐渐_____
增大
增大
增强
考点五 碱金属与焰色反应
核心知识梳理
单质性质 物理
性质 (除Cs外)都呈银白色,密度较小,熔、沸点_____ 密度逐渐增大(钾反常),熔、沸点逐渐_____
化学
性质 都具有较强的还原性 还原性逐渐 ;
与O2反应越来越剧烈,产物越来越复杂
较低
降低
增强
(2)碱金属的特殊性
①碱金属的密度一般随核电荷数的增大而增大,但钾的密度比钠的小。
②碱金属一般都保存在 中,但由于锂的密度小于煤油的密度而将锂保存在石蜡中。
③碱金属跟氢气反应生成的碱金属氢化物都是 ,其中氢以H-形式存在,显-1价,碱金属氢化物是 。
④试剂瓶中的药品取出后,一般不能放回原瓶,但Na、K等需放回原瓶。
⑤锂与O2反应与钠不同,只生成Li2O。
煤油
离子化合物
强还原剂
2.焰色反应
(1)焰色反应的概念
某些金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特征颜色,属于______
变化,是元素的性质。
(2)焰色反应的操作
(3)常见元素的焰色
钠元素 色;钾元素 色(透过 观察);铜元素 色;钡元素
色;锶元素 色;锂元素 色;钙元素 色。
物理
黄
紫
蓝色钴玻璃
绿
黄绿
洋红
紫红
砖红
问题思考
做焰色反应实验时,为什么用稀盐酸洗涤铂丝而不用稀硫酸?
答案:铂丝在使用前要用稀盐酸将其表面物质洗净,然后在火焰上灼烧至无色,这是因为金属氯化物在灼烧时易挥发,若用稀H2SO4洗涤铂丝,由于硫酸盐的熔、沸点较高而难以挥发,会对后面实验造成干扰。
八个误区
1.认为焰色反应是化学变化
焰色反应是元素的一种物理性质。无论是金属离子还是金属原子均能发生焰色反应。它属于物理变化。
2.认为锂、钠、钾都保存在煤油中
锂的密度小于煤油的密度大于石蜡的密度,应将锂保存在石蜡中,而钠和钾保存在煤油中。
3.认为锂与氧气在点燃的条件下反应生成Li2O2
锂与氧气不论是在常温下还是点燃的条件下反应均生成Li2O。
智能提升
4.认为钾的密度比钠的大
碱金属的密度一般随核电荷数的增大而增大,但钾的密度比钠的小。
5.认为碱金属氢化物不是还原剂
碱金属跟氢气反应生成的碱金属氢化物都是离子化合物,其中氢以H-形式存在,显-1价,碱金属氢化物为强还原剂。
6.认为碱金属所形成盐中酸式盐比正盐溶解度都大
碱金属所形成的盐均溶于水,并且酸式盐比正盐的溶解度大(但NaHCO3的溶解度比Na2CO3小)。
7.认为所有元素都有特征的焰色
不是所有元素都有特征的焰色。只有碱金属元素以及钙、锶、钡、铜等少数金属元素才能呈现焰色反应。
8.认为焰色反应显色过程与气体物质燃烧产生各色火焰过程机理相同
焰色反应的显色过程与气体物质燃烧时产生各色火焰的过程有着本质的区别。焰色反应并非金属及其化合物自身发生燃烧反应而产生的各种颜色火焰,而是它们的原子或离子的外围电子被激发而产生的各种颜色的光。
(1)ⅠA族元素又称碱金属元素( )
(2)碱金属元素Li、Na、K都可保存在煤油中( )
(3)焰色反应是一种复杂的化学变化( )
(4)钠、氧化钠、碳酸钠的焰色反应均显黄色( )
(5)钠的还原性比钾的弱,但工业上制取钾可用Na和熔融KCl在高温下反应制备
( )
(6)Li在空气中加热可快速反应生成Li2O2( )
(7)Na2O2与Na2O中阴、阳离子个数之比均为1∶2( )
×
√
×
×
√
×
√
正误判断
1.下列有关铯及其化合物的说法不正确的是
A.CsOH的碱性比KOH的强
B.铯与水或稀盐酸反应剧烈,都生成H2
C.Cs的还原性比Na的强,故Na+的氧化性强于Cs+
D.Li的金属性比Cs的强
√
课堂反馈
解析:根据元素周期律,Cs的金属性比K强,故CsOH的碱性比KOH强,A项正确;
Cs的性质与钠相似,Na能与水或稀盐酸反应产生H2,故Cs也能与水或稀盐酸反应产生H2,且反应更剧烈,B项正确;
Cs的还原性强于Na,则Na+得电子能力比Cs+强,即氧化性:Na+>Cs+,C项正确;
Li、Cs均为碱金属元素,Cs的电子层数多,更容易失去最外层电子,故金属性:Cs>Li,D项错误。
2.利用焰色反应,人们在烟花中有意识地加入特定金属元素,使焰火更加绚丽多彩。下列说法中正确的是
A.非金属单质燃烧时火焰均为无色
B.Na2SO4与NaOH灼烧时火焰颜色相同
C.焰色反应均应透过蓝色钴玻璃观察
D.只有金属单质灼烧时火焰才有颜色
√
解析:某些非金属单质燃烧时火焰也有颜色,如H2燃烧产生淡蓝色火焰,单质硫在空气中燃烧产生淡蓝色火焰,在纯氧中燃烧产生蓝紫色火焰,A项错误;
焰色反应为金属元素的性质,与元素的存在形式(化合态或游离态)无关,同种金属元素的焰色反应相同,Na2SO4、NaOH均含钠元素,火焰颜色均为黄色,B项正确;
只有观察钾元素的焰色反应时需要透过蓝色钴玻璃,C项错误;
焰色反应是金属元素的性质,而不是单质的性质,D项错误。
3.用光洁的铂丝蘸取某无色溶液在无色火焰上灼烧,直接观察到火焰呈黄色,下列判断正确的是
A.只含有Na+ B.一定含有Na+,可能含有K+
C.既含有Na+,又含有K+ D.可能含有Na+,可能还含有K+
√
智能提升
莫愁前路多荆棘 差量助你勇闯关
【方法技巧】
(1)所谓“差量”就是指反应过程中反应物的某种物理量之和(始态量)与同一状态下生成物的相同物理量之和(终态量)的差,这种物理量可以是质量、物质的量、气体体积、气体压强、反应过程中的热效应等。
(2)计算依据:化学反应中反应物或生成物的量与差量成正比。
(3)解题关键:一是明确产生差量的原因,并能根据化学方程式求出理论上的差值(理论差量)。二是结合题中的条件求出或表示出实际的差值(实际差量)。
【思维建模】
步骤:一是表示出理论差值及相应反应物、生成物对应的物理量,要注意不同物质的物理量及单位间的对应关系;二是表示出实际差量并写在相应位置(注意应将理论差值与实际差值写在化学方程式最右侧);三是根据比例关系建立方程式并求出结果。
图示:
√
√
拓展训练·巩固考点
√
1. (2025届北京清华附中)关于Na2CO3和NaHCO3的下列说法中,不正确的是
A. 两种物质的溶液中,所含微粒的种类相同
B. 可用NaOH溶液使NaHCO3转化为Na2CO3
C. 利用二者热稳定性差异,可从它们的固体混合物中除去NaHCO3
D. 室温下,二者饱和溶液的pH差约为4,主要是由于它们的溶解度差异
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第五级
2. (2025届北京清华附中)侯氏制碱法工艺流程如图所示。
√
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√
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√
4. (2025届北京四中摸底测验)将0.4gNaOH和1.06gNa2CO3混合并配成溶液,向溶液中滴加0.1mol·L-1稀盐酸。下列图象能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系的是
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√
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√
6.(2024届重庆万州月考)过氧化钠具有强氧化性,遇木炭、铝粉等还原性物质时可燃烧。下列有关说法不正确的是
A.Na2O2与CO2反应时,Na2O2是氧化剂,CO2是还原剂
B.熔融过氧化钠时不可使用石英坩埚
C.过氧化钠与木炭、铝粉反应时,过氧化钠均表现出强氧化性
D.过氧化钠与二氧化硫反应时可生成硫酸钠
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√
7.(2024届福建政和第一中学月考)在一密闭容器中有CO、H2、O2共16.5 g和足量的Na2O2,用电火花引燃,使其完全反应,Na2O2增重7.5 g,则原混合气体中O2的质量分数是
A.54.5% B.40% C.36% D.33.3%
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√
8.(2024届湖南百万大联考)过氧化钠与水反应后滴加酚酞,酚酞先变红后褪色。某小组欲探究其原因,进行如图所示实验。实验①取反应后的溶液加入二氧化锰,立即产生大量气体;实验②③中红色均不褪去。下列分析错误的是
A.过氧化钠与水反应产生的气体为O2
B.过氧化钠与水反应需要MnO2作催化剂
C.实验②③可证明使酚酞褪色的不是氢氧化钠和氧气
D.过氧化钠与水反应可能生成了具有漂白性的H2O2
解析:过氧化钠与水反应不需要催化剂,B项错误;实验②③作为对照实验,可证明氢氧化钠和氧气不能使酚酞溶液褪色,C项正确;根据实验①的现象可判断过氧化钠与水反应可能生成了H2O2,H2O2在MnO2作催化剂的条件下分解产生O2,D项正确。
√
9.(2024届潍坊模拟)《本草述钩元》中“石碱”条目下写道:“采蒿蓼之属,……晒干烧灰,以原水淋汁,……久则凝淀如石,……浣衣发面,……亦去垢发面。”这里的“石碱”是指
A.KOH B.KAl(SO4)2 C.KHCO3 D.K2CO3
解析:“采蒿蓼之属,……晒干烧灰”,说明“石碱”为蒿蓼烧成的灰中的成分;“以原水淋汁”,说明“石碱”易溶于水;“浣衣发面,……亦去垢发面”,说明“石碱”能去油污、作发酵剂;且植物烧成的灰中的主要成分一般为碳酸盐,故“石碱”为K2CO3,D项符合题意。
√
10.(2024届江苏扬州初考)某同学结合所学知识探究Na2O2与H2能否反应,设计如图装置,下列说法正确的是
A.装置A也可直接用于Cu与浓硫酸反应制取SO2
B.装置B中盛放硅胶的作用只是除去A中挥发出来的少量水蒸气
C.装置C加热前,用试管在装置D管口末端处收集气体点燃,通过声音判断
气体纯度
D.检查装置A气密性的方法:直接向长颈漏斗中加水,当漏斗中液面高于试
管中液面且高度不变说明气密性良好
解析:A.Cu与浓硫酸反应制取SO2需加热,故A错误;
B.盐酸易挥发,则装置B中应为碱石灰,可除去HCl和水蒸气,而硅胶不能除去HCl,故B错误;
C.氢气具有可燃性,不纯时加热易发生爆炸,则装置C加热前,应先收集气体并点燃,通过爆鸣声判断气体的纯度,故C正确;
D.检查装置A气密性的方法:先关闭K1,然后直接向长颈漏斗中加水,当漏斗中液面高于试管中液面且一段时间内高度不变,说明气密性良好,故D错误。
√
11.(2024届长春模拟)下列关于钠的实验现象的叙述不正确的是
选项 实验操作 实验现象
A 切开一小块钠,观察切面颜色的
变化 钠切面颜色变暗,最后呈淡黄色
B 把一小块钠投入CuSO4溶液中 钠熔化成闪亮的小球,在液面上四
处游动,发出“嘶嘶”的响声,产生
蓝色沉淀
C 把一小块钠投入滴有紫色石蕊溶
液的冷水中 钠熔化成闪亮的小球,在液面上四
处游动,发出“嘶嘶”的响声,反应
后溶液变蓝
D 把一小块钠迅速投入热坩埚中,
继续加热坩埚片刻 钠熔成小球,然后剧烈燃烧,发出
黄色火焰,生成淡黄色固体
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解析:A.切开钠,钠与空气中的O2反应生成Na2O,切面变暗,但最后不会呈淡黄色,A项错误;
B.把一小块钠投入CuSO4溶液中,钠先与水反应生成NaOH与H2,钠熔化成闪亮的小球,在液面上四处游动,发出“嘶嘶”的响声,NaOH与CuSO4反应生成Cu(OH)2蓝色沉淀,B项正确;
C.把钠投入滴有紫色石蕊溶液的冷水中,钠与水反应生成NaOH与H2,钠熔化成闪亮的小球,在液面上四处游动,发出“嘶嘶”的响声,反应后溶液变蓝,C项正确;
D.钠的熔点低,加热熔化,然后剧烈燃烧,发出黄色火焰,生成淡黄色固体,D项正确。
√
12.(2024届贵阳七校联考)下列有关碳酸钠、碳酸氢钠的说法正确的是
A.25℃时,碳酸氢钠在水中的溶解度比碳酸钠大
B.常温下,分别向碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液中滴加等浓度的稀盐酸,立
即产生气泡的是Na2CO3
C.可利用图示装置来比较Na2CO3和NaHCO3的热稳定性
D.常温下,浓度均为0.1 mol·L-1时,溶液的pH大小:Na2CO3>NaHCO3
解析:25 ℃时,向饱和碳酸钠溶液中通入足量的CO2,会生成碳酸氢钠沉淀,则表明碳酸氢钠在水中的溶解度比碳酸钠小,A不正确;应小试管中放NaHCO3,大试管中放Na2CO3,C不正确;常温下,相同浓度的Na2CO3溶液的碱性比NaHCO3溶液的碱性强,即溶液的pH大小:Na2CO3>NaHCO3,D正确。
13.(2024届佛山调研)Na2CO3和NaHCO3混合溶液具有控制酸碱平衡的作用。室温下,通过下列实验探究一定浓度的Na2CO3和NaHCO3混合溶液的性质。
实验1:向混合溶液中滴几滴酚酞,溶液显红色;
实验2:向实验1所得溶液中滴加几滴稀盐酸,溶液红色变浅;
实验3:向混合溶液中通入过量的CO2,无明显现象;
实验4:向实验3所得溶液中滴加少量Ba(OH)2溶液,产生白色沉淀。
下列有关说法正确的是
√
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14.(2024届厦门模拟)以不同类别物质间的转化为线索,认识钠及其化合物。
下列分析不正确的是
A.反应③表明CO2具有酸性氧化物的性质
B.反应④说明NaHCO3的热稳定性强于Na2CO3
C.反应⑤⑥可用于潜水艇中氧气的供给
D.上述转化中发生的反应有分解反应、化合反应、置换反应
解析:A.二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,则反应③表明CO2具有酸性氧化物的性质,故A正确;
B.碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠,则反应④说明Na2CO3的热稳定性强于NaHCO3,故B错误;
C.过氧化钠与水、二氧化碳反应生成氧气,可用于潜水艇中氧气的供给,故C正确;
D.④是分解反应,①是化合反应,②是置换反应,故D正确。
√
15.(2024届河北省级联测)钠元素广泛存在于自然界,中国科学技术大学的钱逸泰教授等以CCl4和金属钠为原料,在700 ℃时制造出纳米级金刚石粉末。该成果发表在世界权威杂志上,立刻被科学家们高度评价为“稻草变黄金”。下列关于含钠元素的物质的说法错误的是
A.“稻草变黄金”的过程中元素种类没有改变
B.NaCl与Na2CO3灼烧时火焰颜色相同
C.治疗胃酸过多可以用NaHCO3,糕点制作也可以用NaHCO3
D.金属钠放置在空气中,最终会变成Na2O2
解析:A.化学变化过程中元素守恒,所以此过程中元素种类没有改变,故A正确;
B.焰色试验是元素的性质,钠元素的焰色为黄色,则NaCl与Na2CO3灼烧时火焰颜色均为黄色,故B正确;
C.NaHCO3与胃酸中的盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳气体,所以可以用NaHCO3治疗胃酸过多;NaHCO3受热分解生成二氧化碳气体,遇热膨胀而形成小孔,使得糕点松软多孔,故糕点制作也可以用NaHCO3,故C正确;
D.金属钠放置在空气中,最终会变成Na2CO3,故D错误;
√
16.(2024届河南TOP二十名校调研)碱金属元素是金属性表现的最鲜明和最有规律的一族元素。下列说法正确的是
A.碱金属单质中锂的密度最小,熔点最低
B.25 ℃时碳酸钾溶液的pH<7
C.乙醇与金属钾反应生成氢气
D.用电解铯盐溶液的方法冶炼金属铯
解析:A.碱金属单质中锂的密度最小,熔点最高,故A错误;
B.碳酸钾为强碱弱酸盐,25 ℃时因水解碳酸钾溶液的pH>7,故B错误;
C.乙醇与金属钾反应生成乙醇钾氢气,故C正确;
D.铯为非常活泼金属,故用电解熔融的铯盐固体的方法冶炼金属铯,故D错误;
17.(2024届河南南阳月考)向Na2CO3和NaHCO3的混合溶液中缓慢滴加盐酸。下列表示加入盐酸的体积和生成二氧化碳的物质的量的图像关系合理的是
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19.(2024届河北名校联盟质量检测)一定量Na2O2和NaHCO3固体混合后,在密闭容器中加热,充分反应后,排出气体物质,再冷却,对残留的固体物质进行分析,下表中不正确的是
选项 Na2O2/mol NaHCO3/mol 残留的固体物质
A 1 2 Na2CO3
B 1.5 2 Na2O2、Na2CO3
C 2 1 Na2O2、NaOH、Na2CO3
D 2 2 NaOH、Na2CO3
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20.(2024届福建永安第三中学)下列实验设计,不能达到实验目的的是
A.观察钾元素的焰色 B.比较Na2CO3和NaHCO3的稳定性 C.检验Na2O2与H2O反应有O2生成 D.比较Na2CO3和NaHCO3与等浓度盐酸反应的快慢
解析:A.K元素的焰色试验必须透过蓝色钴玻璃观察,滤去黄光的干扰,故A正确;
B.碳酸氢钠不稳定,受热分解生成Na2CO3、CO2、H2O,小试管中应该盛放碳酸氢钠,故B错误;
C.过氧化钠和水反应生成氧气,能使带火星的木条复燃,故C正确;
D.Na2CO3、NaHCO3和稀盐酸反应生成气泡的快慢不同,从而可以比较NaHCO3和Na2CO3与盐酸反应的快慢,故D正确。
√
21.(2024届安徽皖北县中联盟联考)实验室可通过沉淀重量法测定样品纯度,按如图装置测定纯碱(含少量NaCl)的纯度,下列说法正确的是
A.装置A中试剂应为浓硫酸,C中试剂应为BaCl2溶液
B.在B、C之间应增添盛有饱和NaHCO3溶液的洗气装置,以除去氯化氢气体
C.只要测定装置C在吸收CO2前后的质量差,就可以确定碳酸钠的质量分数
D.反应结束后,需经过过滤、洗涤、干燥、称量等操作测定装置C中沉淀质量
解析:A.为了防止空气中的二氧化碳对实验的影响,需先通过装置A吸收空气中的二氧化碳,则装置A中的试剂为 NaOH溶液,C中的试剂应能与二氧化碳反应生成沉淀,应为Ba(OH)2溶液,故A错误;
B.若B、C之间添加饱和NaHCO3溶液的洗气瓶,挥发出的HCl气体会和NaHCO3反应生成CO2气体,对测定纯碱纯度会有影响,故B错误;
C.盐酸易挥发,B中可能有HCl、H2O进入C中,不能通过测定C的质量差来确定CO2的质量,应通过测量C中产生的沉淀质量来确定碳酸钠的质量分数,故C错误;
D.沉淀表面可能附着少量水分和溶于水的杂质,应经过过滤、洗涤、干燥、称量等操作测定装置C中沉淀质量,故D正确。
√
22.(2024届年四川绵阳教学质量测试)下列叙述正确的是
A.切开的金属Na暴露在空气中,光亮表面逐渐变暗:2Na+O2=Na2O2
B.一定条件下,2.3 g Na完全与O2反应生成3.6 g产物,失去的电子数为0.2NA
C.钠在空气中受热时,熔化为银白色的小球,产生黄色的火焰,生成白色
粉末
D.钠在空气中长期放置,最终主要生成物为碳酸钠
解析:A.钠在常温下反应生成氧化钠,加热条件下生成过氧化钠,故A错误;
B.2.3 g钠的物质的量为0.1 mol,而钠无论反应后产物是什么,钠元素反应后一定变为+1价,故0.1 mol钠失去0.1NA个电子,故B错误;
C.钠在空气中加热,生成了淡黄色的过氧化钠,故C错误;
D.钠在空气中长期放置,开始生成氧化钠,最终变成了碳酸钠,故D正确。
23. (2024届河南新未来联考)侯氏制碱法制取NaHCO3的原理为NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl。实验室用如图所示的装置模拟侯氏制碱法制取少量NaHCO3固体。下列说法错误的是
√
A. 装置I中反应的离子方程式为CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O
B. 向装置II洗气瓶中加入NaOH溶液,可除去CO2中的少量HCl
C. 装置III中用冰水浴冷却试管内溶液有利于析出NaHCO3固体
D. 析出NaHCO3固体后的上层清液中还存在HCO3-
解析:A.装置I中反应的离子方程式为CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O,A正确;
B.氢氧化钠溶液也能和CO2反应,所以除去CO2中的少量HCl气体要用饱和NaHCO3溶液,B错误;
C.为降低碳酸氢钠的溶解度,装置III中用冰水浴充分冷却试管内溶液,使NaHCO3固体析出,C正确;
D.析出NaHCO3固体后的溶液为混有NH4Cl的饱和NaHCO3溶液,上层清液中还存在HCO3-,D正确;
√
24.(2024届浙江金华十校调研)冬奥会开幕式上,绚烂的烟火表演给各国运动健儿留下了深刻的印象,让北京奥运会开幕式更加辉煌、浪漫。其中,焰火与高中化学中“焰色试验”知识相关。下列说法中正确的是
A. 焰色试验是化学变化
B. 可用稀硫酸清洗过的铂丝做焰色试验
C. 焰色试验均应透过蓝色钴玻璃观察
D. 利用焰色试验可区分NaCl与KCl
解析:A.焰色试验是物理变化,不是化学变化,A错误;
B.硫酸是非挥发性酸,不能选用硫酸,B错误;
C.K的焰色试验需透过蓝色的钴玻璃观察,避免钠的焰色对钾的焰色造成干扰,观察其他元素焰色不需要透过蓝色钴玻璃,C错误;
D.焰色试验是金属元素的性质,钠元素与钾元素的焰色不同,可以区分,D正确;
√
25. (2024届浙江金华十校调研)据报道、德国科学家实现了铷(Rb)原子气体超流体态与绝缘态的可逆转换,该成果将给量子计算机的研究带来重大突破。已知铷在元素周期表中位于第五周期IA族。下列说法不正确的是
A. 铷的原子序数为37
B. 铷放到水中会比钠跟水反应更剧烈
C. 铷的氧化物暴露在空气中易与CO2反应
D. 铷的氢氧化物是弱碱
解析:A.铷的原子核内有37个质子,则原子序数为37,A说法正确;
B.铷的原子半径大于Na,则失电子能力大于Na,故放到水中会比钠跟水反应更剧烈,B说法正确;
C.铷的氧化物为碱性氧化物,则暴露在空气中易与CO2反应,C说法正确;
D.铷的失电子能力大于Na,则铷的氢氧化物是强碱,D说法错误;
26. (2025届北京四中摸底测验)有一含NaCl、Na2CO3∙10H2O和NaHCO3的混合物,某同学设计如下实验。通过测量反应前后C、D装置质量的变化,测定该混合物中各组分的质量分数。
(1)加热前通入空气的目的是________________________________。
(2)装置C、D中盛放的试剂为C______________,D_______。
(3)若将A装置换成盛放NaOH溶液的洗气瓶,则测得的NaCl含量将_______(填“偏高”“偏低”或“无影响”,下同);若B中反应管右侧有水蒸气冷凝,则测定结果中NaHCO3的含量将_______;若撤去E装置,则测得Na2CO3∙10H2O的含量将_______。
(4)若样品的质量为25.0g,反应后C、D的质量差分别为9.9g、2.2g,由此可知混合物中Na2CO3∙10H2O的质量分数为_______。
除去装置中的水蒸气和二氧化碳
CaCl2(或P2O5等) 碱石灰
偏低
无影响
偏低
57.2%
解析:空气通过A中的碱石灰除去空气中的CO2和H₂O,排除装置中的空气,防止干扰试验,样品加热生成的水和二氧化碳分别被C和D吸收,C中盛放的是无水氯化钙,吸收水蒸气,D中盛放的是碱石灰,吸收二氧化碳,E中的碱石灰可以防止空气中的二氧化碳和水进入装置干扰试验。
(1)因该实验要测定混合物中各组分的质量分数,根据组成情况,Na2CO3·10H2O可通过H2O的量确定,NaHCO3可通过CO2的量确定,故必须先把装置中的空气排出去,防止干扰实验;
(2)C装置是吸收即干燥装置,所以应该盛放吸水的物质,浓硫酸是液体,一般U形管盛放固体,无水氯化钙能吸水,所以C中盛放无水氯化钙;碱石灰能吸收水和二氧化碳,所以D装置盛放碱石灰;
(3)若将A装置换成盛放NaOH溶液的洗气瓶,氢氧化钠溶液中的部分水蒸气进入C装置中,导致水的含量增大,氯化钠的含量偏低。因NaHCO3的含量由D吸收的CO2测定,则当B中反应管右侧有水蒸气冷凝,对D吸收CO2无影响,则测定结果中NaHCO3的含量无影响;若撤去E装置,则测定结果中NaHCO3的含量偏高,导致Na2CO3·10H2O的含量偏低。
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27. (2024届安徽省徽师联盟联考)NaH、NaAlH4都是有机合成中的重要还原剂。某课题组设计实验制备NaAlH4,过程如下:
已知:①NaAlH4、NaH遇水都剧烈反应,并产生同一种气体。②共价化合物易溶于乙醚,大部分离子化合物难溶于乙醚。
(1)制备NaH,选择图1中的装置制备NaH(可重复使用):
①图1装置的连接顺序(从左到右)为A→_____________________。
②检验好装置的气密性,点燃酒精灯前需先通一段时间H2,其理由是____________________________________________。
(2)制备无水AlCl3,装置如图2,已知无水AlCl3在潮湿的空气中极易水解,易升华(178℃)。
D→B→C→B→E
排尽空气,防止 Na与空气反应引入杂质
①C装置的作用除了干燥Cl2和平衡气压之外,还有________________的作用。
②该实验装置存在一处明显的设计缺陷是_________________________。
(3)制备NaAlH4,装置如图3。
步骤I:在N2保护下将块状的NaH粉碎成细小颗粒。
步骤Ⅱ:在三口烧瓶中加入NaH和无水乙醚制成的悬浊液,边搅拌边滴入含AlCl3的乙醚溶液,加入催化剂三乙基铝,继续搅拌直至反应终止,静置。
观察氯气的流速
装置 EF 之间缺少干燥装置
步骤III:用N2将烧瓶中的物质压出,抽滤,将澄清的滤液蒸发至黏稠状,减压蒸馏得NaAlH4
①AlCl3与NaH反应时,若将AlCl3的乙谜溶液直接滴加到NaH粉末上,NaH的转化率较低的原因是_________________________________________________。
②步骤Ⅱ合成反应的化学方程式为_____________________________________。
(4)利用铝氢化钠遇水反应生成的氢气的体积测定铝氢化钠样品纯度。现设计如图4的两种装置测定铝氢化钠样品的纯度(假设杂质不参与反应)。
反应生成的 NaCl 覆盖在 NaH 表面上,阻止反应进行
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①从准确性考虑,最适宜的方案是_______(填“甲”或“乙”)。
②称取1.5000g铝氢化钠样品与水完全反应后,利用最适宜的装置测得气体在标准状况下的体积为2240ml,则样品中铝氢化钠的质量分数为_______。若选择图4另外一装置进行同样操作实验,将会使得样品中铝氢化钠的质量分数_______(填“偏大”“偏小”或“等于”)。
乙
90%
偏大
解析:A装置制取氢气,在制取氢气同时有硫化氢气体生成,先将硫化氢用氢氧化钠溶液除掉,再用浓硫酸干燥氢气,再用钠和氢气反应生成氢化钠,再用浓硫酸隔绝E中的水蒸气,防止水蒸气进入到C中。
(1)①整个流程是先用A制取氢气,再用D装置除掉氢气中硫化氢,再用B装置干燥,再用C装置发生反应,再用B装置防止E中水蒸气进入C中,再用E装置收集气体,装置的连接顺序(从左到右)为A→D→B→C→B→E;
②氢气和空气加热时会发生爆炸,钠与空气中氧气也要反应,因此检验好装置的气密性,点燃酒精灯前需先通一段时间H2,其理由是排尽空气,防止Na与空气反应引入杂质;故答案为:排尽空气,防止Na与空气反应引入杂质;
(2)①由于反应需要控制气体的流速,则C装置的作用除了干燥Cl2和平衡气压之外,还有观察氯气的流速的作用;
②根据题给信息可知,无水AlCl3在潮湿的空气中极易水解,结合图可知,该实验装置存在一处明显的设计缺陷是:装置 EF 之间缺少干燥装置;
(3)①AlCl3是共价化合物,NaH是离子化合物,根据信息共价化合物易溶于乙醚,大部分离子化合物难溶于乙醚,AlCl3与NaH反应时,若将AlCl3的乙醚溶液直接滴加到NaH粉末上,NaH的转化率较低的原因是反应生成的NaCl覆盖在NaH表面上,阻止反应进行(NaH为离子化合物,难溶于有机溶剂,使反应物难以接触);故答案为:反应生成的NaCl覆盖在NaH表面上,阻止反应进行;
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若选择图4另外一装置进行同样操作实验,则实验时滴下的水排出的空气也会被误认为是反应生成的氢气,则最终导致氢气体积偏大,将会使得样品中铝氢化钠的质量分数偏大。
28.(2024届湖南衡阳八中)某化学兴趣小组的同学为测定某Na2CO3和NaCl的固体混合物样品中Na2CO3的质量分数进行了以下实验。回答下列问题:
(1)甲同学用图1所示装置测定CO2的质量。实验时稀硫酸与样品中的_______
(填“Na2CO3”或“NaCl”)发生反应,仪器b的名称是________,洗气瓶c中盛装的是浓硫酸,作用是______________________。
Na2CO3
分液漏斗
除去CO2中的水蒸气
(2)乙同学用图2所示装置,取一定质量的样品(m g)和足量稀硫酸反应进行实验,完成样品中Na2CO3质量分数的测定。
①实验前,检查该装置气密性的方法是先打开活塞a,向仪器b中注入水至其下端玻璃管中形成一段水柱,再将针筒活塞向内推压,若仪器b下端玻璃管中的_________,则装置气密性良好。
②在实验完成时,能直接测得的数据是CO2的________(填“体积”或“质量”)。
液面上升
体积
(3)丙同学用下图所示方法和步骤进行实验。
①操作Ⅰ涉及的实验名称有________、洗涤;操作Ⅱ涉及的实验名称有干燥、________。
②丙同学测得样品中Na2CO3的质量分数为________________。
过滤
称量
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解析:(1)NaCl不和稀硫酸反应,故选Na2CO3。仪器b的名称是分液漏斗。浓硫酸的作用是除去CO2中的水蒸气(或干燥CO2气体)。
(2)①将针筒活塞向内推压,增大了容器中的压强,若仪器b下端玻璃管中的液面上升,则装置气密性良好。
②CO2是气体,故能直接测得的数据是CO2的体积。
(3)①沉淀生成,故操作I需要涉及过滤操作,要知道固体的质量需要称重。
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29. (2024届安徽百校大联考)侯氏制碱法为我国纯碱工业和国民经济发展做出了重要贡献,某化学兴趣小组模拟“侯氏制碱法”制纯碱,实验装置如下图所示。
(1)仪器A的名称是_________,试剂a是________________,试剂b是________。
分液漏斗 饱和 NaHCO3溶液 浓氨水
(2)硬质玻璃管的作用是导气和___________。
(3)双颈烧瓶中得到沉淀过滤后再灼烧可得到纯碱,写出双颈烧瓶中主要反应的化学方程式:______________________________________________。
(4)某工业纯碱中仅含有少量碳酸氢钠,下列实验方案中,能测定工业纯碱中Na2CO3质量分数的是___________(填序号)。
①取x克混合物充分加热,减重y克
②取x克混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得y克固体
③取x克混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出气体用碱石灰吸收,增重y克
④取x克混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应,过滤、洗涤、烘干,得y克固体
防倒吸
NaCl+CO2+H2O+NH3=NaHCO3↓+NH4Cl
①②④
解析:左边的装置中,盐酸和碳酸钙反应生成二氧化碳,右边的装置中,浓氨水和生石灰反应生成氨气,在中间的双颈烧瓶中,发生反应NaCl+CO2+H2O+NH3=NaHCO3↓+NH4Cl。
(1)仪器A的名称是分液漏斗;试剂a是饱和 NaHCO3溶液,用于除去二氧化碳气体中的杂质气体氯化氢气体;试剂b是浓氨水,与石灰石反应制备氨气;
(2)硬质玻璃管的作用首先是导气管,其次是防止倒吸的作用;
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(3)双颈烧瓶中主要反应的化学方程式为NaCl+CO2+H2O+NH3=NaHCO3↓+NH4Cl;
(4)只有碳酸氢钠受热分解得到碳酸钠、二氧化碳、水,利用反应前后的固体的质量差可求得碳酸氢钠的质量,从而能测定工业纯碱中Na2CO3质量分数,①正确;充分反应后的固体中含氯化钠,根据氯守恒及质量守恒就可计算出碳酸钠的质量,得到其质量分数,②正确;碱石灰吸收二氧化碳和水蒸气,但水蒸气既有反应得到的也有溶液中的,所以不能测定组成,③错误;二者都会与氢氧化钡反应得到碳酸钡沉淀,利用碳守恒及质量守恒就可求解,④正确;
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30. (2024届黑龙江齐齐哈尔联谊)已知Na2O2可用作漂白剂和呼吸面具中的供氧剂。
(1)写出Na2O2作供氧剂的反应方程式___________________________________。
(2) Na2O2有强氧化性,H2具有还原性,有同学猜想Na2O2与H2能反应。为了验证此猜想,该小组同学进行如下实验,实验步骤和现象如下。
步骤1:按图组装仪器(图中夹持仪器省略),检查气密性,装入药品;
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
步骤2:打开K1、K2,产生的氢气流经装有Na2O2的硬质玻璃管,一段时间后,没有任何现象;
步骤3:……,开始加热,观察到硬质玻璃管内Na2O2开始熔化,淡黄色的粉末变成了白色固体,干燥管内硫酸铜未变蓝色;
步骤4:反应后撤去酒精灯,待硬质玻璃管冷却后关闭K1。
①盛装稀盐酸的仪器名称_________;B装置的作用是____________________
_____________________________________。
②步骤3在点燃C处酒精灯前必须进行的操作是________________。
③设置装置D的目的是_______________________。
长颈漏斗
吸收氢气中的杂质气体或除去氢气中的水蒸气和氯化氢气体
检验氢气纯度
检验是否有水生成
④根据实验现象你得到的结论是___________________(用化学方程式表示)。
⑤该实验设计中存在着明显不足之处,应该如何改进:___________________________________________。
Na2O2+H2=2NaOH
在装置D后连接一个氢气的尾气处理装置
解析:(1) Na2O2能与CO2反应生成氧气,可作供氧剂,发生反应的化学方程式为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 ;
(2)①分析装置图和实验步骤可知,盛盐酸的仪器为长颈漏斗;B装置是吸收氢气中的杂质气体,除去氢气中的水蒸气等;
②氢气是可燃性气体混有空气易点燃发生爆炸,验纯防止空气与氢气混合加热爆炸;
③装置中装的是无水硫酸铜,用来检验有无水生成;
⑤为防止氢气排放到空气中遇明火爆炸,则在装置D后连接一个氢气的尾气处理装置。
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同学们,别忘记训练巩固哦!
认
真
备
考
THANK YOU
311
解析:A.Na2CO3和NaHCO3的溶液中均存在H2O、H2CO3、H+、OH-、Na+、COeq \o\al(2-,3)、HCOeq \o\al(-,3),A正确;
B.NaHCO3加入NaOH溶液会发生反应:NaOH+NaHCO3=Na2CO3+H2O,B正确;
C.NaHCO3受热易分解,可转化为Na2CO3, 而Na2CO3热稳定性较强,利用二者热稳定性差异,可从它们的固体混合物中除去NaHCO3,C正确;
D.室温下Na2CO3和NaHCO3饱和溶液pH相差较大的主要原因是COeq \o\al(2-,3)的水解程度远大于HCOeq \o\al(-,3), D错误;
A.a为NH4NO3溶液,NHeq \o\al(\s\up0(+),\s\do0(4))水解溶液显酸性,A错误;
B.f为Al(OH)3,b为Ba(OH)2溶液,Al(OH)3可溶于强碱溶液,B正确;
C.c为AlCl3溶液,e为NH3,AlCl3溶液通入NH3会生成Al(OH)3沉淀,但Al(OH)3不溶于弱碱,继续通入NH3不能得到无色溶液,C错误;
D.b为Ba(OH)2 ,d为Na2CO3,二者反应生成的BaCO3沉淀可溶于稀硝酸,D错误。
6. (2024年广西卷)化学与生活息息相关。下列离子方程式书写正确的是
A. 用Na2CO3溶液处理水垢中的CaSO4:CaSO4(s)+COeq \o\al(2-,3)(aq)CaCO3(s)
+SOeq \o\al(2-,4)(aq)
B. 明矾用于净水:Al3++3H2OAl(OH)3↓+3H+
C. 抗酸药中的Mg(OH)2可治疗胃酸过多:OH-+H+=H2O
D. 用酸化的KI淀粉溶液检验加碘盐中的IOeq \o\al(-,3):IOeq \o\al(-,3)+I-+2H+=I2+H2O
解析:A.用Na2CO3溶液处理水垢中的CaSO4,生成溶解度更小的碳酸钙,CaSO4(s)+COeq \o\al(2-,3)(aq)CaCO3(s)+SOeq \o\al(2-,4)(aq),A项正确;
B.水解方程式不对,明矾是硫酸铝钾晶体,溶于水,铝离子水解生成氢氧化铝胶体,可用于净水:Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+,不写沉淀符号,B项错误;
C.物质拆分不对,抗酸药中的Mg(OH)2可治疗胃酸过多,Mg(OH)2属于难溶性碱,离子方程式:Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O,C项错误;
D.未配平方程式,用酸化的KI淀粉溶液检验加碘盐中的IOeq \o\al(-,3):IOeq \o\al(-,3)+5I-+6H+=3I2+3H2O,D项错误;
解析:A.晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间,是良好的半导体材料,可用于制造晶体管、集成电路等,而二氧化硅常用于制造光导纤维,A错误;
B.钠的焰色反应为黄色,可用作透雾能力强的高压钠灯,B正确;
C.耐高温材料应具有高熔点的性质,氧化铝熔点高,可用作耐高温材料,C正确;
D.石灰石的主要成分为碳酸钙,石灰石-石膏法脱硫过程中发生反应:CaCO3eq \o(=====,\s\up17(高温))CaO+CO2↑,SO2+CaCO3=CaSO3+CO2,2CaSO3+O2=2CaSO4,得到了石膏,D正确;
解析:A.盐酸中滴加Na2SiO3溶液,发生离子反应生成硅酸沉淀,该反应的离子方程式为SiO32-+2H+=H2SiO3↓,A正确;
B.亚硫酸的酸性强于碳酸,因此,Na2CO3溶液中通入过量SO2发生离子反应生成亚硫酸氢钠和二氧化碳,该反应的离子方程式为CO32-+2SO2 +H2O =2HSO3-+CO2,B正确;
C.乙醇与K2Cr2O7酸性溶液反应发生反应,乙醇被氧化为乙酸,Cr2O72- 被还原为Cr3+,该反应的离子方程式为3CH3CH2OH+2Cr2O72-+16H+
3CH3COOH +4Cr3++11H2O ,C正确;
D.类比氯气与碱反应可知,溴与冷的NaOH溶液反应生成溴化钠、次溴酸钠和水,该反应的离子方程式为Br2+2OH-=Br-+BrO-+H2O,D不正确。
22.(2022年广东卷)下列关于Na的化合物之间转化反应的离子方程式书写正确的是
A. 碱转化为酸式盐:OH-+2H++COeq \o\al(2-,3)=HCOeq \o\al(-,3)+2H2O
B. 碱转化为两种盐:2OH-+Cl2=ClO-+Cl-+H2O
C. 过氧化物转化为碱:2Oeq \o\al(2-,2)+2H2O=4OH-+O2↑
D. 盐转化为另一种盐:Na2SiO3+2H+=H2SiO3↓+2Na+
解析:A.向氢氧化钠溶液中通入足量的二氧化碳,碱可以转化成酸式盐,离子方程式为:CO2+OH-=HCOeq \o\al(-,3),故A错误;
B.氯气通入NaOH溶液中可以生成氯化钠和次氯酸钠两种盐,其离子方程式为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,故B正确;
C.钠的过氧化物为Na2O2,可以和水反应生成氢氧化钠,但在离子方程式里Na2O2不能拆成离子,故C错误;
D.硅酸钠溶于水,在离子方程式里要写成离子,故D错误;
(4)第一次滴定发生的反应是:Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl,则n(Na2CO3)=n生成(NaHCO3)=n(HCl)=0.1000mol/L×22.45×10-3L=2.245
10-3mol,第二次滴定消耗的盐酸的体积V2=23.51mL,则根据方程式NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑可知,消耗的NaHCO3的物质的量n总(NaHCO3)= 0.1000mol/L×23.5110-3L=2.351×10-3mol,则原溶液中的NaHCO3的物质的量n(NaHCO3)= n总(NaHCO3)-n生成(NaHCO3)=2.351×10-3mol-2.245×10-3mol=1.06×10-4mol,则原产品中NaHCO3的物质的量为eq \f(100mL,10mL)×1.06×10-4mol =1.06×10-3mol,故产品中NaHCO3的质量分数为eq \f(1.06×10-3mol×84g/mol,2.5000g)×100%=3.5616%≈3.56%,故答案为:3.56%;
Na2SO4·10H2O+4Ceq \o(=====,\s\up17(高温))Na2S+4CO↑+10H2O
解析:本实验的实验目的为制备硫化钠并用95%乙醇重结晶纯化硫化钠粗品,工业上常用芒硝(Na2SO4∙H2O)和煤粉在高温下生产硫化钠,反应原理为:Na2SO4·10H2O+4Ceq \o(=====,\s\up17(高温))Na2S+4CO↑+10H2O,结合硫化钠的性质解答问题。
(1)工业上常用芒硝(Na2SO4∙H2O)和煤粉在高温下生产硫化钠,同时生产CO,根据得失电子守恒,反应的化学方程式为:Na2SO4·10H2O+4Ceq \o(=====,\s\up17(高温))Na2S+4CO↑+10H2O;
(2)由题干信息,生产的硫化钠粗品中常含有一定量的煤灰及重金属硫化物等杂质,这些杂质可以直接作沸石,因此回流前无需加入沸石,若气流上升过高,可直接降低降低温度,使气压降低;
(3)硫化钠易溶于热乙醇,若回流时间过长,Na2S会直接析出在冷凝管上,使提纯率较低,同时易造成冷凝管下端堵塞,圆底烧瓶内气压过大,发生爆炸;回流结束后,先停止加热,再移去水浴后再关闭冷凝水,故正确的顺序为①③②,答案选D。
(4)硫化钠易溶于热乙醇,使用锥形瓶可有效防止滤液冷却,重金属硫化物难溶于乙醇,故过滤除去的杂质为重金属硫化物,由于硫化钠易溶于热乙醇,过滤后温度逐渐恢复至室温,滤纸上便会析出大量晶体;
(5)乙醇与水互溶,硫化钠易溶于热乙醇,因此将滤液冷却、结晶、过滤后,晶体可用少量冷水洗涤,再干燥,即可得到Na2S∙xH2O
(2)B中使用雾化装置使氨盐水雾化,可增大与二氧化碳的接触面积,从而提高产率;
(3)根据上述分析可知,生成NaHCO3的总反应的化学方程式为NH3
H2O+NaCl+CO2=NH4Cl+NaHCO3↓;
(4)①对固体NaHCO3充分加热,产生二氧化碳和水蒸气,反应的化学方程式为: 2NaHCO3eq \o(===,\s\up17(△))Na2CO3+CO2↑+H2O将气体先通过足量浓硫酸,吸收水蒸气,再通过足量Na2O2 ,Na2O2与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,化学方程式为:2Na2O2+2CO2 =2Na2CO3+O2↑,根据方程式可知,根据差量法可知,当增重0.14g(2CO的质量)时,消耗的二氧化碳的质量为
=0.22g,其物质的量为
,根据关系式2NaHCO3~CO2可知,消耗的NaHCO3的物质的量为2
0.005mol=0.01mol,所以固体NaHCO3的质量为0.01mol
84g/mol=0.84g;
②根据溶解度虽温度的变化曲线可以看出,氯化铵的溶解度随着温度的升高而不断增大,而氯化钠的溶解度随着温度的升高变化并不明显,所以要想使NH4Cl沉淀充分析出并分离,需采用蒸发浓缩、冷却结晶、洗涤、干燥的方法,故答案为:蒸发浓缩、冷却结晶;
(5)称量前,若无水NaHCO3保存不当,吸收了一定量水分,标准液被稀释,浓度减小,所以用其标定盐酸浓度时,消耗的碳酸氢钠的体积
会增大,根据c(测)=可知,最终会使c(测)偏高,A项符合题意,故答案为:A。
2Na+Cl2eq \o(=====,\s\up17(点燃))2NaCl
2Na+Seq \o(===,\s\up17(△))Na2S
(4)钠与可溶性盐溶液的反应。
eq \x(Na)
eq \o(—→,\s\up18(水))
eq \x(NaOH)
eq \o(—→,\s\up18(盐溶液))eq \x(发生复分解反应)
如Na投入到CuSO4溶液中,反应的离子方程式为
_____________________________________________。
钠与盐溶液反应时,钠先与水反应生成氢气和氢氧化钠,然后氢氧化钠与盐溶液再反应。钠不能把盐溶液中的金属阳离子置换出来。
(5)与乙醇反应:____________________________________。
解析:将钠放入盐溶液或碱溶液中,首先发生反应2Na+2H2O══2NaOH+H2↑。①中钠与水反应生成的NaOH与Mg2+发生反应:Mg2++2OH-══Mg(OH)2↓;④中反应消耗水,且溶液温度升高,Ca(OH)2的溶解度降低,析出Ca(OH)2晶体;
⑤中钠与水反应生成的NaOH与Ca(HCO3)2发生反应:Ca2++HCOeq \o\al(-,3)+OH-══CaCO3↓+H2O;⑥中钠与水反应生成的NaOH与CuSO4反应生成Cu(OH)2蓝色沉淀,不符合题意;⑦中钠与水反应后水减少,c(Na+)增大,使溶解平衡NaCl(s)Na+(aq)+Cl-(aq)向左移动。
实验一:钠与氧气的反应
反应条件
常温
加热或点燃
实验装置
及仪器
实验操作
用镊子从煤油中取出一小块金属钠,用滤纸吸干表面的煤油
在玻璃片上用小刀切去一端的外皮,观察金属钠表面的变化
把钠块放在坩埚中加热
反应条件
常温
加热或点燃
实验现象
钠块表面呈灰色
新切开的钠具有银白色的金属光泽,在空气中很快变暗
钠先熔化成小球,然后剧烈燃烧,火焰呈黄色,生成淡黄色固体
实验分析
①钠质软,能用小刀切割;②钠常温下极易与氧气反应,反应的化学方程式为4Na+O2===2Na2O;③钠的熔点低,受热易熔化,且与氧气剧烈反应,反应的化学方程式为2Na+O2eq \o(=====,\s\up17(△))Na2O2
实验二:钠与水的反应
实验操作
实验现象
结论或解释
浮——钠浮在水面上
钠的密度比水的小
熔——钠熔化成光亮的小球
钠与水反应放出热量,钠的熔点低
游——小球在水面上迅速游动
反应产生的气体推动钠球在水面上游动
响——发出“嘶嘶”的声响,且钠很快消失
钠与水剧烈反应
红——加入酚酞溶液颜色变红
反应生成的产物呈碱性
2NaCl(熔融)eq \o(=====,\s\up17(电解))2Na+Cl2↑
2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑
解析:(2)因钠的密度比水的小,比煤油的大,钠与水接触时反应产生氢气,生成的气体将钠块带离水层,进入煤油层后停止反应又下沉,如此往复,直至钠反应完,反应过程中没有氧气,钠不可能燃烧,所以钠处于煤油和水的交界处,上下浮动。
(4)液体充满U形管,反应过程中只产生氢气,不可能含有氧气,点燃时不会产生爆炸,因而不需要检验氢气的纯度。
(5)Na和H2O反应产生H2的同时产生NaOH,NaOH可以和Al发生反应2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑,故用铝箔包住Na时产生的H2的体积较大。
eq \o(O,\s\up6(0))2eq \o(――――――――――→,\s\up14(失去电子,化合价升高),\s\do17(表现为还原性))Na2eq \o(O,\s\up6(-1))2eq \o(――――――――――→,\s\up14(得到电子,化合价降低),\s\do17(表现为氧化性))
eq \o(NaOH,\s\up6(-2))
(1)Na2O2的强氧化性
试剂
现象
反应原理
SO2气体
—
Na2O2+SO2=== Na2SO4
FeCl2溶液
产生气体和________沉淀
4Na2O2+4FeCl2+6H2O===4Fe(OH)3↓+O2↑+8NaCl
Na2SO3溶液
—
Na2O2+Na2SO3+H2O===Na2SO4+2NaOH
氢硫酸
溶液变浑浊
Na2O2+H2S===S↓+2NaOH
酚酞溶液
产生气体,溶液先变红后褪色
与水反应生成O2和NaOH,使溶液变红,Na2O2的强氧化性又使之褪色
品红溶液
红色褪去
Na2O2的强氧化性使之褪色
解析:本题涉及的反应有:2NaHCO3eq \o(===,\s\up17(△))Na2CO3+CO2↑+H2O、2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2、2H2O+2Na2O2===4NaOH+O2↑,在Na2O2与CO2和H2O反应时,实际上是与CO2先反应。2 mol NaHCO3分解产生的1 mol CO2恰好与1 mol Na2O2反应,无Na2O2与水反应,所以残留固体只有Na2CO3。
解析:根据质量守恒定律可知,生成O2的质量为eq \a\vs4\al(11.6 g)-3.6 g=8 g,n(O2)=eq \f(8 g,32 g·mol-1)=0.25 mol,根据Na2O2与H2O(g)、CO2反应的物质的量的关系可知,CO2和H2O(g)的物质的量之和为0.25 mol×2=0.5 mol。
解析:2CO+O2eq \o(=====,\s\up17(点燃))2CO2 ①
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2 ②
①+②得Na2O2+CO===Na2CO3(虚拟的反应)
即CO可被Na2O2完全吸收
2H2+O2eq \o(=====,\s\up17(点燃))2H2O ③
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑ ④
③+④得Na2O2+H2===2NaOH(虚拟的反应)
即H2可被Na2O2完全吸收
由于CO完全被吸收,当CO2、CH4的体积比符合1∶1时,相当于2CO·2H2,可被Na2O2完全吸收。
1.有关Na2O2与CO2、H2O的反应的几个重要关系
2CO2+2Na2O2===2Na2CO3+O2
2H2O+2Na2O2===4NaOH+O2↑
(1)物质的量的关系
无论是CO2或H2O的单一物质还是二者的混合物,通过足量的Na2O2时,CO2或H2O与放出O2的物质的量之比均为2∶1。
(2)气体体积关系
若CO2和水蒸气的混合气体(或单一气体)通过足量Na2O2,气体体积的减少量等于原混合气体体积的eq \f(1,2)且等于生成氧气的体积。
(3)电子转移关系
当Na2O2与CO2、H2O反应时,物质的量关系为2Na2O2~O2~2e-。
(4)固体质量关系
相当于固体(Na2O2)只吸收了CO2中的“CO”,H2O中的“H2”;可以看作发生相应的反应:Na2O2+CO===Na2CO3、Na2O2+H2===2NaOH(实际上两反应不能发生)。
(5)先后顺序关系
一定量的Na2O2与一定量的CO2和H2O(g)的混合物的反应,可视作Na2O2先与CO2反应,待CO2反应完成后,Na2O2再与H2O(g)发生反应。
2.增重量等于可燃物质量的规律
凡分子组成符合(CO)m·(H2)n的物质,W g该物质在O2中完全燃烧,将其产物(CO2和水蒸气)通过足量的Na2O2后,固体增重必为W g。或是由C、H、O三种元素组成的物质,只要C、O原子个数比为1∶1,即可满足该条件。
中学阶段常见的符合这一关系的物质有:
(1)无机物:H2、CO及H2和CO的混合气体。
(2)有机物:CH3OH(甲醇)、HCHO(甲醛)、CH3COOH(乙酸)、HCOOCH3(甲酸甲酯)、C6H12O6(葡萄糖)等。
答案:(1)①2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
②Na2O2+SO2===Na2SO4
(2)③④反应均会有红褐色沉淀生成并有气体放出,④中气体量明显少于③中气体。原因是FeCl3与NaOH反应生成Fe(OH)3,Fe(OH)3是不溶性的红褐色沉淀;④中
Fe2+具有强还原性,易被Na2O2氧化并生成Fe(OH)3,Na2O2与溶液中的水剧烈反应会有O2产生。
(3)⑤溶液红色褪去,加热后又恢复红色;⑥溶液红色褪去,加热后不能恢复红色。原因是SO2的漂白性不稳定,Na2O2的漂白性是因其具有强氧化性。
(4)⑦溶液变蓝,⑧溶液先变蓝后褪色。原因是Na2O2与H2O反应生成NaOH,呈碱性,同时Na2O2又有漂白性。
过氧化钠的强氧化性
1.Na2O2与SO2反应:Na2O2+SO2===Na2SO4。
2.Na2O2投入FeCl2溶液中,可将Fe2+氧化成Fe3+,同时生成Fe(OH)3沉淀。
3.Na2O2投入氢硫酸中,可将H2S氧化成单质硫,溶液变浑浊。
4.Na2O2投入Na2SO3溶液中,可将SOeq \o\al(2-,3)氧化成SOeq \o\al(2-,4)。
5.Na2O2具有漂白性,投入品红溶液中,可使品红溶液褪色。
NaCl+NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl
2NaHCO3eq \o(=====,\s\up17(△))Na2CO3+CO2↑+H2O
实验:Na2CO3和NaHCO3的热稳定性
2NaHCO3eq \o(=====,\s\up17(△))Na2CO3+H2O+CO2↑,
CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O
解析:向NaOH与Na2CO3的混合溶液中滴加盐酸,盐酸首先与NaOH反应,然后与Na2CO3反应转化为NaHCO3:COeq \o\al(2-,3)+H+===HCOeq \o\al(-,3),之后与HCOeq \o\al(-,3)反应生成CO2,因n(OH-)=n(COeq \o\al(2-,3))=0.01 mol,故加入0.02 mol HCl后开始有气体生成。结合各种物质物质的量分析图象可知,选项C符合题意。
3.反应原理:
(1)产生NaHCO3反应:NH3+NaCl+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl(可作氮肥)。
(在反应中NaHCO3沉淀,所以这里有沉淀符号,这也正是这个方法的便捷之处)
(2)产生Na2CO3的反应:2NaHCO3eq \o(===,\s\up17(△))Na2CO3+H2O+CO2↑(CO2循环使用)。
2.如图是在实验室模拟“侯氏制碱法”生产流程的示意图:
eq \x(气体A的饱和溶液)
eq \o(―――→,\s\up17(Ⅰ),\s\do17(加入食盐))
eq \x(A与食盐的饱和溶液)
eq \o(――――――→,\s\up17(Ⅱ),\s\do17(通入足量气体B))
eq \x(悬浊液)
eq \o(――→,\s\up17(Ⅲ),\s\do17(过滤))
eq \x(晶体)
eq \o(――→,\s\up7(Ⅳ))
eq \x(纯碱)
则下列叙述错误的是 ( )
A.气体A是NH3,气体B是CO2
B.侯氏制碱法的工艺过程中应用了物质溶解度的差异
C.第Ⅲ步操作用到的主要玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒
D.第Ⅳ步操作是将晶体溶于水后加热、蒸发、结晶
解析:利用NH3极易溶于水,且水溶液显碱性,可以提高CO2的吸收,因此先通NH3后通CO2,A正确;NaHCO3的溶解度小于Na2CO3,利用了溶解度的差异,B正确;操作Ⅲ是过滤,因此用到玻璃仪器:烧杯、漏斗、玻璃棒,C正确;晶体是 NaHCO3,利用NaHCO3的不稳定性,2NaHCO3eq \o(=====,\s\up17(△))Na2CO3+CO2↑+H2O,D错误。
(3)数据处理:纯碱样品中Na2CO3的质量为eq \f(V,22 400)mol×106 g·mol-1=eq \f(106V,22 400) g,则纯碱样品中Na2CO3的质量分数为eq \f(\f(106V,22 400) g,m g)×100%=eq \f(53V,112m)%。
(3)数据处理:纯碱样品中Na2CO3的质量为eq \f(n g,197 g·mol-1)×106 g·mol-1=eq \f(106n,197) g,则纯碱样品中Na2CO3的质量分数为eq \f(\f(106n,197) g,m g)×100%=eq \f(106n,197m)×100%。
2.实验室欲测定碳酸钠和碳酸氢钠混合物中碳酸钠的质量分数w(Na2CO3),称取此混合物5.0 g,溶于水,配成250 mL溶液。
方案一:沉淀法。利用化学反应把HCOeq \o\al(-,3)、COeq \o\al(2-,3)完全转化为沉淀,称量干燥沉淀的质量,由此计算混合物中w(Na2CO3)。
(1)量取100 mL配制好的溶液于烧杯中,滴加足量沉淀剂,把溶液中HCOeq \o\al(-,3)、COeq \o\al(2-,3)完全转化为沉淀,应选用的试剂是________(填字母)。
A.CaCl2溶液
B.MgSO4溶液 C.NaCl溶液
D.Ba(OH)2溶液
NH3+CO2+H2O+NaCl===NaHCO3↓+NH4Cl、
2NaHCO3eq \o(=====,\s\up17(△))Na2CO3+CO2↑+H2O
方案二:把一定量的样品与足量硫酸反应后,用图甲所示装置测定产生CO2的体积,为了确保测定结果的准确性,B中的溶液最好采用____________________。图甲装置中实验仪器a的名称是__________。
88.3%
(3)如果D装置直接与外界空气相连通,则空气中的H2O和CO2会对测定结果带来影响,所以装置E的作用是防止空气中的H2O和CO2进入装置D中。
(4)反应中放出CO2气体的质量=85.6 g-83.4 g=2.2 g,设消耗碳酸钠的质量为x,
Na2CO3~CO2
106 44
x 2.2 g
解得x=5.3 g
纯碱样品中Na2CO3的质量分数=eq \f(5.3 g,6 g)×100%≈88.3%。
解析:Na2CO3+2HCl===2NaCl+CO2↑+H2O
NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O
解答此类题目用归“1”法。A项,假设二者都是1 g,则n(NaHCO3)=n(CO2)=eq \f(1,84) mol,n(Na2CO3)=n(CO2)=eq \f(1,106) mol,正确;B项,假设二者均为1 mol,则消耗的盐酸:Na2CO3为2 mol,NaHCO3为1 mol,正确;C项,假设二者均为1 g,Na2CO3需盐酸的物质的量为2×eq \f(1,106) mol=eq \f(1,53) mol,NaHCO3需盐酸eq \f(1,84) mol,错误。
实验操作
反应图像
向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸
实验操作
反应图像
向NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸
实验操作
反应图像
向等物质的量的NaOH、Na2CO3的混合溶液中逐滴加入盐酸
向等物质的量的Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中逐滴加入盐酸
例题精讲
例1:为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度,现将w1 g样品加热,其质量变为w2 g,则该样品的纯度(质量分数)是( )
A.eq \f(84w2-53w1,31w1)
B.eq \f(84(w1-w2),31w1) C.eq \f(73w2-42w1,31w1)
D.eq \f(115w2-84w1,31w1)
解析:设样品中NaHCO3的质量为x。
2NaHCO3eq \o(=====,\s\up17(△))Na2CO3+H2O+CO2↑ 固体的质量差
168 g 106 g 62 g
x w1 g-w2 g
eq \f(168 g,x)=eq \f(62 g,w1-w2 g)
x=eq \f(84(w1-w2),31) g,则混合物中Na2CO3的质量为w1-x=eq \f(84w2-53w1,31) g,样品中Na2CO3的质量分数=eq \f(84w2-53w1,31w1),A项正确。
例2:300 ℃时,将100 mL由H2O、CO2和N2组成的混合气体,通入盛有足量Na2O2的密闭容器中(容器体积保持不变),充分反应后恢复到原温度时,容器内的压强变为原来的eq \f(3,4),则原混合气体中N2的体积分数为( )
A.33.3%
B.25% C.50%
D.75%
解析:容器内的压强变为原来的eq \f(3,4),则总体积减小原来的eq \f(1,4),故反应后总体积减小了100 mL×eq \f(1,4)=25 mL。Na2O2与CO2发生反应2CO2+2Na2O2===2Na2CO3+O2,水蒸气与过氧化钠发生反应2H2O+2Na2O2===4NaOH+O2,减小的体积为H2O、CO2总体积的一半,则H2O、CO2总体积为25 mL×2=50 mL,故原混合气体中氮气体积为100 mL-50 mL=50 mL,则氮气的体积分数为eq \f(50 mL,100 mL)×100%=50%。
解析:A.Na2CO3和NaHCO3的溶液中均存在H2O、H2CO3、H+、OH-、Na+、COeq \o\al(2-,3)、HCOeq \o\al(-,3),A正确;
B.NaHCO3加入NaOH溶液会发生反应:NaOH+NaHCO3=Na2CO3+H2O,B正确;
C.NaHCO3受热易分解,可转化为Na2CO3,而Na2CO3热稳定性较强,利用二者热稳定性差异,可从它们的固体混合物中除去NaHCO3,C正确;
D.室温下Na2CO3和NaHCO3饱和溶液pH相差较大的主要原因是COeq \o\al(2-,3)的水解程度远大于HCOeq \o\al(-,3),D错误;
下列说法不正确的是
A. 饱和食盐水“吸氨”的目的是使“碳酸化”时产生更多的HCOeq \o\al(-,3)
B. 煅烧时发生反应2NaHCO3eq \o(===,\s\up17(△))Na2CO3+CO2↑+H2O
C. “盐析”后溶液pH比“盐析”前溶液pH大
D. 母液Ⅱ与母液Ⅰ所含粒子种类相同,但前者Na+、HCOeq \o\al(-,3)、Cl-的浓度更大
解析:A.氨气极易溶于水使溶液显碱性,饱和食盐水“吸氨”的目的是可以吸收更多二氧化碳,使“碳酸化”时产生更多的HCOeq \o\al(-,3),故A正确;
B.碳酸氢钠受热分解为碳酸钠、水、二氧化碳,故B正确;
C.铵根离子水解生成氢离子,溶液显酸性;加入氯化钠“盐析”后溶液中铵根离子浓度减小,溶液酸性减弱,故pH比“盐析”前溶液pH大,故C正确;
D.母液Ⅱ为加入氯化钠晶体,析出氯化铵后得到的;与母液Ⅰ所含粒子种类相同,但母液Ⅱ中碳酸氢根离子的浓度没有变的更大,故D错误;
3. (2025届北京四中摸底测验)下列操作或实验现象的解释(方程式)正确的是
A. 除去Na2CO3溶液中的Na2SO4,加入适量Ba(OH)2溶液后,过滤:
Ba2++SOeq \o\al(2-,4)=BaSO4↓
B. 钠投入到饱和NaOH溶液中产生浑浊:2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑
C.Na2O2在潮湿的空气中放置一段时间,变成白色黏稠物:2Na2O2+2CO2
=2Na2CO3+O2
D. 向NaHCO3溶液中加入过量的澄清石灰水,出现白色沉淀:2HCOeq \o\al(-,3)+Ca2+
+2OH-=CaCO3↓+COeq \o\al(2-,3)+2H2O
解析:A.碳酸钠、硫酸钠都会和氢氧化钡生成沉淀:Ba2++SOeq \o\al(2-,4)=BaSO4↓、Ba2++COeq \o\al(2-,3)=BaCO3↓,且会引入NaOH杂质,A错误;
B.钠和水生成氢氧化钠,饱和溶液中氢氧化钠析出使得溶液浑浊,B正确;
C.Na2O2在潮湿的空气中放置一段时间,变成白色黏稠物,是过氧化钠和水转化为易潮解的氢氧化钠导致,发生2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑,C错误;
D.少量的物质完全反应,按照少量物质电离出离子的物质的量之比进行反应,NaHCO3溶液中加入过量的澄清石灰水,则碳酸氢根离子完全反应转化为碳酸钙沉淀:HCOeq \o\al(-,3)+Ca2++OH-=CaCO3↓+H2O,D错误 ;
A. B.
C. D.
解析:n(NaOH)=eq \f(0.4g,40g/mol)=0.01mol、n(Na2CO3)=eq \f(1.06g,106g/mol)=0.01mol,盐酸滴入后,由于氢氧化钠的碱性较强,盐酸和氢氧化钠反应0.4g氢氧化钠消耗0.1L盐酸,不产生气体;当氢氧化钠消耗完之后,盐酸和碳酸钠反应,由于氢离子浓度较小,,生成碳酸氢钠,还是没有气体产生,相关反应如下:COeq \o\al(2-,3)+ H+(少量)=HCOeq \o\al(-,3),此时再消耗0.1L盐酸,不产生气体;当碳酸根消耗完后,0.01mol碳酸氢跟和氢离子反应,产生0.01mol二氧化碳气体,C选项符合题意,故答案为C。
5.(2024届浙江省金丽衢十二校联考)观察是研究物质性质的一种基本方法。某同学将一小块金属钠露置于空气中,观察到下列现象:银白色eq \o(――→,\s\up17(①))变灰暗eq \o(――→,\s\up17(②))变白色eq \o(――→,\s\up17(③))出现液滴eq \o(――→,\s\up17(④))白色固体,则下列说法正确的是
A.①发生氧化还原反应生成了过氧化钠
B.④只发生物理变化
C.③是碳酸钠吸收空气中的水蒸气形成了溶液
D.②④是非氧化还原反应
解析:小块金属钠露置于空气中发生的变化中,银白色eq \o(――→,\s\up17(①))变灰暗eq \o(――→,\s\up17(②))变白色eq \o(――→,\s\up17(③))出现液滴eq \o(――→,\s\up17(④))白色固体,①是钠被氧化为氧化钠;②是氧化钠和水反应生成氢氧化钠;③氢氧化钠潮解形成氢氧化钠溶液;④是二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠固体;
A.①发生氧化还原反应生成了氧化钠,故A错误;
B.④是二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠固体,发生了化学反应,故B错误;
C.③是氢氧化钠潮解,吸收水蒸气形成氢氧化钠溶液,故C错误;
D.②是氧化钠和水反应生成氢氧化钠;④是二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠固体;均发生了非氧化还原反应,故D正确;
解析:Na2O2与H2O、CO2反应时,都是Na2O2发生自身的歧化反应,A项错误;石英的主要成分是SiO2,而Na2O2能与SiO2反应生成Na2SiO3,B项正确;Na2O2具有强氧化性,而C、Al、SO2均具有还原性,故Na2O2可与C、Al、SO2发生氧化还原反应,可将C氧化成CO2,将Al氧化成Al2O3,将SO2氧化成SOeq \o\al(2-,4),C、D项正确。
解析:CO、H2、O2完全反应后生成的二氧化碳、水与过氧化钠反应生成碳酸钠、氢氧化钠,所以过氧化钠固体增重的质量等于CO、H2的质量,所以原混合气体中CO、H2的质量一共是7.5 g,则O2的质量是16.5 g-7.5 g=9.0 g,所以原混合气体中O2的质量分数是eq \f(9.0 g,16.5 g)×100%≈54.5%。
A.实验1中溶液显红色的主要原因是COeq \o\al(2-,3)+2H2OH2CO3+2OH-
B.实验2中溶液红色变浅的原因是HCOeq \o\al(-,3)+H+H2O+CO2↑
C.实验3中无明显现象说明没有发生化学反应
D.实验4中产生白色沉淀的原因是2HCOeq \o\al(-,3)+Ba2++2OH-=2H2O+COeq \o\al(2-,3)
+BaCO3↓
解析:A.COeq \o\al(2-,3)的水解能力比HCOeq \o\al(-,3)强,实验1中溶液显红色的主要原因是COeq \o\al(2-,3)的水解,COeq \o\al(2-,3)分步水解,以第一步水解为主:COeq \o\al(2-,3)+H2OHCOeq \o\al(-,3)+OH-,A项错误;
B.实验2中滴加几滴稀盐酸,溶液红色变浅,碳酸钠更容易与酸反应,故主要原因是COeq \o\al(2-,3)+H+=HCOeq \o\al(-,3),B项错误;
C.实验3中无明显现象,但发生了化学反应:CO2+Na2CO3+H2O=2NaHCO3,C项错误;
D.实验4中产生白色沉淀,是少量氢氧化钡与碳酸氢钠反应生成了碳酸钡,离子方程式为2HCOeq \o\al(-,3)+Ba2++2OH-=2H2O+COeq \o\al(2-,3)+BaCO3↓,D项正确。
解析:Na2CO3先和盐酸反应,离子方程式为H++COeq \o\al(2-,3)=HCOeq \o\al(-,3),H+和COeq \o\al(2-,3)等物质的量反应;第二步盐酸和NaHCO3反应,离子方程式为H++HCOeq \o\al(-,3)=H2O+CO2↑,H+和HCOeq \o\al(-,3)也等物质的量反应。第一步生成的HCOeq \o\al(-,3)和原有的HCOeq \o\al(-,3)在第二步一起和H+反应,所以第二步消耗的H+大于第一步消耗的H+,故选D。
18.(2024届沈阳高三模拟)超氧化钾(KO2)与Na2O2性质相似,是广泛应用于航天和潜水的供氧剂。下列说法正确的是
A.KO2中O元素的化合价为-1价
B.KO2中阴、阳离子个数之比为2∶1
C.1 mol KO2与CO2反应后,固体质量减少4 g
D.当eq \f(n(KO2),n(Na2O2))=1时,KO2和Na2O2分别与足量水反应生成O2的物质的量之比
为3∶2
解析:A.KO2中K元素显+1价,则O元素显-eq \f(1,2)价,A错误;
B.KO2是由K+和Oeq \o\al(-,2)构成的,其阴、阳离子个数之比为1∶1,B错误;
C.KO2与CO2反应的化学方程式为4KO2+2CO2=2K2CO3+3O2 Δm=8,即4 mol KO2完全反应,固体质量减少8 g,则1 mol KO2与CO2反应后,固体质量减少2 g,C错误;
D.KO2和Na2O2分别与足量水反应的化学方程式为4KO2+2H2O=4KOH+3O2↑、2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,所以当eq \f(n(KO2),n(Na2O2))=1时,生成O2的物质的量之比为3∶2,D正确。
解析:该过程发生的反应为2NaHCO3eq \o(===,\s\up17(△))Na2CO3+H2O+CO2↑,2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑。以A项为例,分析如下,2 mol NaHCO3固体反应生成了1 mol水和1 mol二氧化碳,所生成的二氧化碳刚好与过氧化钠反应,而过氧化钠不与水反应,所以残留的固体物质是Na2CO3 ;B、C、D项以此分析。
(4)C吸收的是水,是Na2CO3·10H2O和NaHCO3分解得到,D吸收的是CO2,是NaHCO3分解得到,根据2NaHCO3eq \o(===,\s\up17(△))Na2CO3+CO2↑+H2O可知,生成2.2g CO2 得出NaHCO3为8.4g,生成H2O为0.9g,Na2CO3∙10H2O和NaHCO3分解生成H2O的总物质的量为9.9g,则Na2CO3∙10H2O分解生成H2O为9g,则Na2CO3∙10H2O的质量=eq \f(9,180)×286=14.3g,质量分数=eq \f(14.3,25.0)×100%=57.2%。
4NaH+AlCl3eq \o(=========,\s\up17(三乙基铅))NaAlH4+3NaCl
②步骤Ⅱ合成反应是NaH和AlCl3在催化剂作用下反应生成NaAlH4和NaCl,其反应的化学方程式为4NaH+AlCl3eq \o(=========,\s\up17(三乙基铅))NaAlH4+3NaCl;
(4)①测定铝氢化钠的纯度,就是利用其与水反应生成氢气,测定氢气的体积,所以给的装置中乙的装置可以较准确的测定氢气的体积,所以选择乙;
②铝氢化钠遇水发生剧烈反应,根据原子守恒可判断生成物是偏铝酸钠和氢气,其反应的化学方程式为NaAlH4+2H2O=NaAlO2+4H2↑,2240ml氢气的物质的量为0.1mol,根据方程式可知,其中铝氢化钠的质量分数=eq \f(0.1mol××54g/mol,1.5g)
×100%=90%;
eq \f(106y,197x)×100%
②根据Na2CO3+Ba(OH)2=BaCO3↓+2NaOH,n(Na2CO3)=n(BaCO3)=eq \f(y,197) mol,所以Na2CO3的质量分数为eq \f(106y,197x)×100%。
(5)在密闭容器中投入一定量的Na2O2和NaHCO3在300℃下充分反应。若残留固体为纯净物,则起始时eq \f(n(NaHCO3),n(Na2O2))应满足的条件是__________________。
eq \f(n(NaHCO3),n(Na2O2))≥2
(5)设投入x mol Na2O2和y mol NaHCO3,在 300℃下充分反应,若残留固体为纯净物,则固体产物为碳酸钠,由碳酸钠中元素守恒可知,则有2n(C)≥n(Na),2y≥(2x+y),则起始时eq \f(n(NaHCO3),n(Na2O2))≥2。
④实验现象分析可知过氧化钠变为白色固体,硫酸铜不变蓝色证明无水生成,证明氢气和过氧化钠反应生成氢氧化钠,反应的化学方程式为Na2O2+H2eq \o(===,\s\up17(△))2NaOH;
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