内容正文:
专题04 钠及其化合物
考点01 钠
考点02 氧化钠和过氧化钠
考点03 碳酸钠与碳酸氢钠
考点04 侯氏制碱法
考点05 焰色试验
考点06 钠及其重要化合物的性质和转化关系
▉考点01 钠
1.钠的物理性质
颜色
密度
熔点
硬度
,有
金属光泽
ρ(水)大于ρ(钠)
ρ(煤油)
小于100 ℃
质地
2.从钠原子的结构认识钠的化学性质——还原性
3.钠与非金属单质的反应
4.钠与水、酸及盐溶液的反应规律
(1)钠与水的反应
离子方程式: ,还原剂: ,氧化剂: 。
(2)钠与酸溶液的反应
(3)钠与盐溶液的反应
在没有H2O存在时,在一定条件下,Na与盐反应也可以置换出某些盐;在无水时,4Na+TiCl4Ti+4NaCl。
5.钠露置于空气中的变化
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:
发生主要变化的化学方程式为
①
②
④ ,
⑤
6.钠的重要用途
(1)钾钠合金用于原子反应堆,作导热剂。
(2)制备Na2O2。
(3)作电光源:高压钠灯。
(4)冶炼稀有金属,如冶炼金属钛: 。
★易错提醒
(1)Na与O2反应时,温度不同,反应产物不同,常温生成Na2O,加热生成Na2O2。
(2)Na在空气中燃烧的现象主要有四点:一是Na先熔化后燃烧;二是燃烧剧烈;三是发出 火焰;四是生成 固体。
(3)Na与O2反应,不论生成Na2O还是Na2O2,每个Na原子都是失去 电子变为Na+,因此,只要发生反应的Na的量一定,电子转移数就是一定的。
(4)钠与CuSO4溶液反应不能置换出铜。
(5)钠与水、酸反应的实质都是与H+的反应。
(6)若涉及少量钠与盐酸反应产生氢气的计算问题时,要注意产生氢气的量一般与盐酸中HCl的量无关,只根据钠的物质的量计算即可。
▉考点02 氧化钠和过氧化钠
氧化钠和过氧化钠的比较
物质
氧化钠(Na2O)
过氧化钠(Na2O2)
组成结构
由Na+与O2-构成,Na+与O2-数目比为
由Na+与O构成,Na+与O数目比为
氧元素化合价
类别
氧化物
过氧化物
色、态
固体
固体
生成条件
Na与O2在常温下反应
Na与O2在加热条件下反应
热稳定性
不稳定,易转化为Na2O2
较稳定
与H2O反应
与CO2反应
与H+反应
用途
用于制备NaOH等
可作漂白剂(漂白织物等)、强氧化剂、供氧剂(用于呼吸面具和潜水艇中氧气的来源)
联系
加热时可发生反应:
过氧化钠与CO2、H2O反应中的定量关系
物质的
量关系
无论是CO2或H2O的单一物质还是二者的混合物,与足量的Na2O2反应时,反应的CO2或H2O与放出O2的物质的量之比均为
气体体
积关系
若CO2和水蒸气的混合气体(或单一气体)与足量的Na2O2反应时,气体体积的减小量或反应的气体体积的即为生成氧气的体积
固体质
量关系
相当于固体Na2O2只吸收了CO2中的“CO”和H2O中的“H2”;可以看作发生相应的反应:Na2O2+CONa2CO3,Na2O2+H22NaOH(实际上这两个反应都不能发生)。由此可推出凡分子组成符合(CO)m·(H2)n的物质,Wg该物质在O2中完全燃烧,将其产物(CO2和水蒸气)与足量的Na2O2反应后,固体增重必为Wg。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,完全燃烧后的产物与Na2O2发生反应,均满足上述质量关系
电子转
移关系
当Na2O2与CO2、H2O反应时,物质的量的关系为2Na2O2~O2~2e-
先后顺
序关系
一定量的Na2O2与一定量的CO2和H2O(g)的混合物反应,可看成Na2O2先与CO2反应,待CO2反应完全后,Na2O2再与H2O(g)发生反应
★易错提醒
①氧化钠、过氧化钠都属于氧化物,氧化钠是碱性氧化物;
②Na2O2具有强氧化性,但Na2O2与水、CO2反应时,因为水中的氢与CO2中的碳都处于最高价态,不能被氧化,所以反应为Na2O2自身的氧化还原反应。
③Na2O2阴、阳离子个数比1:2
▉考点03 碳酸钠与碳酸氢钠
1.碳酸钠和碳酸氢钠性质比较
名称
碳酸钠(Na2CO3)
碳酸氢钠(NaHCO3)
俗名
或
主要性质
水溶性
易溶于水,溶液呈
易溶于水(但比Na2CO3溶解度小),溶液呈
稳定性
稳定,但结晶碳酸钠(Na2CO3·10H2O)易风化
受热易 ,其分解反应的方程式为:
_
主要反应
与H+反应
CO+2H+===CO2↑+H2O
HCO+H+===CO2↑+H2O
与碱
Ca(OH)2
反应
与OH-不反应,但Ca2++CO===CaCO3↓
Ca2++OH-+HCO===CaCO3↓+H2O(碱过量)
(碱不足)
与盐反应
CaCl2
Ca2++CO===CaCO3↓
不反应
硫酸
铝
2Al3++3CO+3H2O===2Al(OH)3↓+3CO2↑
主要用途
制玻璃、造纸、制皂、洗涤
发酵、医药、灭火器
相互转化
Na2CO3 NaHCO3
2.Na2CO3和NaHCO3性质的应用
(1)Na2CO3、NaHCO3的鉴别
①固体的鉴别用加热法: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。
(2)Na2CO3、NaHCO3的除杂
序号
混合物(括号内为杂质)
除杂方法
①
Na2CO3(s)(NaHCO3)
加热法
②
NaHCO3(aq)(Na2CO3)
通入足量CO2
③
Na2CO3(aq)(NaHCO3)
滴加适量NaOH溶液
2.Na2CO3、NaHCO3、NaOH及其混合物与盐酸反应的图像。
实验操作
反应图像
向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸
向NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸
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
★易错提醒
1.碳酸氢钠作胃酸中和剂,碳酸钠不能作胃酸中和剂。
2.盐酸加入Na2CO3溶液中分两步反应:CO32-+H+=HCO3-、HCO3-+H+=CO2↑+H2O。
3.不能用Ca(OH)2[或Ba(OH)2]溶液检验Na2CO3和NaHCO3,因为都有白色沉淀生成。
4.一支小试管套在大试管里,且通入澄清的石灰水中,在大试管处加热,碳酸钠和碳酸氢钠应分别放在大、小试管中,才能更有说服力地证明Na2CO3更稳定。
▉考点04 侯氏制碱法
1.路布兰制碱法——首次实现了碳酸钠的工业生产
(1)原料:食盐、焦炭和石灰石等。
2.索尔维制碱法(氨碱法)
(1)原料:食盐、氨、二氧化碳等。
(3)生产原理流程
(4)索尔维制碱法具有原料易获取,价格便宜,损失少,实现了连续性生产等优点。
3.侯氏(联合)制碱法
(1)原料:氨、氯化钠。
(3)生产原理流程
(4)优点:①提高了食盐的转化率;②缩短了生产流程;③减少了对环境的污染等。
★易错提醒
侯氏制碱法常用下列三步反应表示:
(1)NH3+H2O+CO2===NH4HCO3(先通入NH3,再通入CO2);
(2)NH4HCO3+NaCl===NH4Cl+NaHCO3↓(NaHCO3的溶解度较小,结晶析出);
(3)2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O(NaHCO3的热稳定性差,受热易分解)。
低温时NH4Cl的溶解度比NaCl的小,可以在低温状态下向(2)中的溶液加入NaCl,则NH4Cl析出,得到化肥,提高了NaCl的利用率。
原料
原理
或NH3+CO2+H2O=NH4HCO3,NH4HCO3+NaCl=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:
▉考点05 焰色试验
1.实验图示
2.操作顺序
3.图解操作
5.产生原因:灼烧时,基态电子吸收能量 到激发态,由 跃迁回基态时,释放的能量以可见光形式呈现
★易错提醒
(1)焰色试验体现的是元素的性质,无论元素是游离态还是化合态,同一元素均具有相同的焰色。
(2)焰色试验发生的是 变化。
(3)在观察钾元素的焰色时,应透过蓝色的钴玻璃片观察,蓝色钴玻璃可以将 过滤掉,避免钠元素的干扰。
①若肉眼看不到紫色火焰,则样品中 含钾元素
②若肉眼看到紫色火焰,则样品中 含钠元素
(4)洗涤做焰色反应的铂丝,可选用稀盐酸,不能用稀硫酸。选用稀盐酸,生成的 在高温时可挥发,不能选择稀硫酸,硫酸不挥发。
▉考点06 钠及其重要化合物的性质和转化关系
1.掌握一条知识主线
Na→Na2O→Na2O2→NaOH→Na2CO3→NaHCO3
2.明确转化关系
①离子方程式: ;
②化学方程式: ;
③离子方程式: ;
④化学方程式:
⑤化学方程式: ;
⑥离子方程式:
⑦离子方程式: ;
⑧化学方程式: ;
⑨化学方程式:
1.(24-25高一上·江西宜春·期中)“地球在流浪,学习不能忘”,学好化学让生活更美好,下列相关说法错误的是
A.金属钠可以用于制造高压钠灯
B.碳酸氢钠俗称小苏打,可用于治疗胃酸过多
C.氯气泄漏后,可用蘸有碳酸钠溶液的毛巾捂住口鼻往高处跑
D.维生素C有还原性,能帮助人体将食物中摄取的、不易吸收的转变为易吸收的
2.(24-25高一上·河北石家庄·期中)下列做法不符合安全规范的是
A.在“观察钠的光泽和颜色”实验中需关注如上图标的提示
B.实验时将剩余的钠及时放回原试剂瓶
C.观察钠在空气中的燃烧实验时,近距离俯视坩埚
D.金属钠不慎着火时,立即用干燥沙土覆盖
3.(24-25高一上·黑龙江·期中)已知:在80℃以上即分解为黑色的CuO和。某同学将一小块金属钠投入盛有溶液的试管中,不可能观察到的现象是
A.钠块熔化成闪亮的小球 B.钠始终在液面下四处游动
C.产生蓝色沉淀 D.有黑色物质析出
4.(24-25高一上·安徽阜阳·期中)将金属钠放入下列溶液的小烧杯中,既有气体放出,又有白色沉淀产生的有
①MgSO4溶液﹐②稀NH4Cl溶液③Ca(HCO3)2溶液﹑④饱和NaCl溶液 ⑤饱和澄清石灰水 ⑥CaSO4溶液
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
5.(24-25高一上·浙江·期中)下列说法不正确的是
A.金刚石和石墨互为同素异形体
B.Na在空气中点燃,生成的主要产物为白色的Na2O
C.可用水来检验某Na2O样品中是否含有Na2O2
D.碱性氧化物都是金属氧化物
6.(24-25高一上·福建三明·期中)下列关于钠及其氧化物的叙述,不正确的是
A.NaOH是一种强碱,俗称纯碱
B.过氧化钠中氧为-1价
C.、中的阴、阳离子个数比都为1:2
D.、都能与水反应生成碱,但后者不是碱性氧化物
7.(22-23高一上·云南昆明·期中)下列说法正确的是
A.过氧化钠与水反应后的试液中滴入酚酞,试液最终呈红色
B.苏打可用于治疗胃酸过多
C.小苏打水溶液的碱性强于苏打
D.钠长期暴露在空气中的最终产物是
8.(24-25高一上·河北石家庄·期中)在一密闭容器中有CO、H2、O2共16g和足量的Na2O2,用电火花引燃,使其完全反应,Na2O2增重7g,则原混合气体中O2的质量分数是
A.33.33% B.66.67% C.43.75% D.56.25%
9.(24-25高一上·安徽·期中)某学习小组用数字化实验研究和的溶解过程。分别将pH传感器、钠离子传感器、电导率传感器、温度传感器插入盛有等量水的烧杯中,再分别加入足量的和的固体且都与数据采集器、计算机相连,开始采集数据。下列有关数据图错误的是
A. B.
C. D.
10.(24-25高一上·河北石家庄·期中)为鉴别K2CO3和NaHCO3两种白色固体,4名同学分别设计了4种不同的方法,其中不可行的是
A.分别取样配成溶液,向其中逐滴加入盐酸,观察气泡产生情况
B.分别取样配成溶液,滴加Ba(OH)2溶液,观察有无白色沉淀
C.分别取样配成溶液,用铂丝蘸取溶液在酒精灯火焰上灼烧,观察火焰的颜色(必要时可透过蓝色钴玻璃)
D.分别取样在试管中加热,将可能产生的气体通入澄清石灰水,观察有无白色浑浊
11.(24-25高一上·黑龙江·期中)下列实验装置能达到实验目的的是
A.控制反应制取少量
B.验证氧化性:
C.观察的焰色
D.比较、的热稳定性
A.A B.B C.C D.D
12.(24-25高一上·陕西商洛·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和工具。下图为钠元素的价类二维图。下列有关叙述正确的是
A.NaH中氢元素的化合价为+1价
B.将一小块b加入至溶液中,溶液蓝色褪去,有红色固体出现
C.若c是,其阳离子与阴离子个数比为1:1
D.若e是,其晶体溶于水时伴随着吸热现象
13.(24-25高一上·北京丰台·期中)以不同类别物质间转化和物质用途为线索,认识钠及其化合物。
请回答下列问题:
(1)将钠投入足量含有酚酞的水中来探究转化②,作了如下记录,将实验现象与匹配的实验结论连线:
实验现象 实验结论
A.钠浮在水面上 a.有气体产生
B.钠四处游动 b.有碱性物质生成
C.溶液变红 c.钠的密度比水小
D.钠熔成光亮的小球 d.反应放热,钠熔点低
(2)依据钠的物质类别,预测金属Na还能与溶液反应置换金属Cu,但实验过程中没有观察到红色金属Cu生成,而是产生蓝色沉淀,用化学用语解释上述异常现象 。
(3)依据类别通性,列举2个能与NaOH反应、且与类别不同的物质 、 。
(4)转化⑤和⑥是用作供氧剂的反应原理,写出转化⑥的化学方程式 。
(5)转化⑤和⑥共产生(标准状况下),理论上需要消耗的质量为 g。
14.(24-25高一上·北京·期中)是重要的化工原料,具有多种用途。回答下列问题:
(1)将一定量的固体投入到含有下列离子的溶液中:、、、,反应完毕后,溶液中上述离子数目几乎不变的有 (填离子符号),结合离子方程式进行解释 。
(2)查阅资料知:在一定条件下可以转化为,易溶于水且溶解时吸热,有咸味,遇酸易放出气体,人误食会中毒。
①已知能发生如下反应:。
上述反应中氧化剂是 ,氧化产物是 ;HI在反应中体现了 (填性质)。
②根据上述反应鉴别和NaCl固体。可选用的物质有 (填字母)。
A.水 B.碘化钾淀粉试纸 C.淀粉 D.白酒 E.食用白醋
③某厂废液中含有3%—6%的直接排放会造成污染,下列试剂能使转化为不引起二次污染的的是 (填字母)。
A.浓硫酸 B. C. D.
(3)某学习小组以过氧化钠为原料制备出了一定量的纯碱,不小心混入了少量的,现欲对其纯度进行测定,将a g样品加热至质量不再发生变化,其质量变为b g,则该纯碱样品的纯度(即质量分数)为 。
15.(24-25高一上·江西宜春·期中)I.碳酸钠是工业生产中的重要原料。
(1)俗称: ,的一种用途: 。
(2)侯德榜“联合制碱法”将制碱技术发展到一个新的水平。该工艺以氯化钠为原料制取纯碱,主要流程如图所示(部分物质已略去)。
①物质X可循环利用,其化学式为 ;沉淀池中发生反应的化学方程式为: 。
②某学习小组据上述流程模仿侯德榜制备纯碱,其中“操作1”对应下列装置 ,煅烧炉那步反应对应下列装置 ,装置A中两种气体,应先通 ,再通 。
A. B. C. D.
16.(23-24高一上·贵州黔南·期中)向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1 mol·L-1稀盐酸,CO2的生成量与加入盐酸的体积(V)的关系如图所示回答下列问题
(1)0~a范围内主要发生的反应离子方程式为 。
(2)ab段发生的化学反应方程式为 。
(3)a的值是 、NaOH的物质的量为 、NaOH和Na2CO3的物质的量浓度之比为 。
(
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专题04 钠及其化合物
考点01 钠
考点02 氧化钠和过氧化钠
考点03 碳酸钠与碳酸氢钠
考点04 侯氏制碱法
考点05 焰色试验
考点06 钠及其重要化合物的性质和转化关系
▉考点01 钠
1.钠的物理性质
颜色
密度
熔点
硬度
银白色,有
金属光泽
ρ(水)大于ρ(钠)
大于ρ(煤油)
小于100 ℃
质地柔软
2.从钠原子的结构认识钠的化学性质——还原性
3.钠与非金属单质的反应
4.钠与水、酸及盐溶液的反应规律
(1)钠与水的反应
离子方程式:2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑,还原剂:Na,氧化剂:H2O。
(2)钠与酸溶液的反应
(3)钠与盐溶液的反应
在没有H2O存在时,在一定条件下,Na与盐反应也可以置换出某些盐;在无水时,4Na+TiCl4Ti+4NaCl。
5.钠露置于空气中的变化
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:
发生主要变化的化学方程式为
①4Na+O2===2Na2O
②Na2O+H2O===2NaOH
④2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O,
Na2CO3+10H2O===Na2CO3·10H2O
⑤Na2CO3·10H2O===Na2CO3+10H2O
6.钠的重要用途
(1)钾钠合金用于原子反应堆,作导热剂。
(2)制备Na2O2。
(3)作电光源:高压钠灯。
(4)冶炼稀有金属,如冶炼金属钛:4Na+TiCl4Ti+4NaCl。
★易错提醒
(1)Na与O2反应时,温度不同,反应产物不同,常温生成Na2O,加热生成Na2O2。
(2)Na在空气中燃烧的现象主要有四点:一是Na先熔化后燃烧;二是燃烧剧烈;三是发出黄色火焰;四是生成淡黄色固体。
(3)Na与O2反应,不论生成Na2O还是Na2O2,每个Na原子都是失去1个电子变为Na+,因此,只要发生反应的Na的量一定,电子转移数就是一定的。
(4)钠与CuSO4溶液反应不能置换出铜。
(5)钠与水、酸反应的实质都是与H+的反应。
(6)若涉及少量钠与盐酸反应产生氢气的计算问题时,要注意产生氢气的量一般与盐酸中HCl的量无关,只根据钠的物质的量计算即可。
▉考点02 氧化钠和过氧化钠
氧化钠和过氧化钠的比较
物质
氧化钠(Na2O)
过氧化钠(Na2O2)
组成结构
由Na+与O2-构成,Na+与O2-数目比为 2∶1
由Na+与O构成,Na+与O数目比为2∶1
氧元素化合价
-2
-1
类别
碱性氧化物
过氧化物
色、态
白色固体
淡黄色固体
生成条件
Na与O2在常温下反应
Na与O2在加热条件下反应
热稳定性
不稳定,易转化为Na2O2
较稳定
与H2O反应
Na2O+H2O===2NaOH
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
与CO2反应
Na2O+CO2===Na2CO3
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
与H+反应
Na2O+2H+===2Na++H2O
2Na2O2+4H+===4Na++2H2O+O2↑
用途
用于制备NaOH等
可作漂白剂(漂白织物等)、强氧化剂、供氧剂(用于呼吸面具和潜水艇中氧气的来源)
联系
加热时可发生反应:2Na2O+O22Na2O2
过氧化钠与CO2、H2O反应中的定量关系
物质的
量关系
无论是CO2或H2O的单一物质还是二者的混合物,与足量的Na2O2反应时,反应的CO2或H2O与放出O2的物质的量之比均为2∶1
气体体
积关系
若CO2和水蒸气的混合气体(或单一气体)与足量的Na2O2反应时,气体体积的减小量或反应的气体体积的即为生成氧气的体积
固体质
量关系
相当于固体Na2O2只吸收了CO2中的“CO”和H2O中的“H2”;可以看作发生相应的反应:Na2O2+CONa2CO3,Na2O2+H22NaOH(实际上这两个反应都不能发生)。由此可推出凡分子组成符合(CO)m·(H2)n的物质,Wg该物质在O2中完全燃烧,将其产物(CO2和水蒸气)与足量的Na2O2反应后,固体增重必为Wg。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,完全燃烧后的产物与Na2O2发生反应,均满足上述质量关系
电子转
移关系
当Na2O2与CO2、H2O反应时,物质的量的关系为2Na2O2~O2~2e-
先后顺
序关系
一定量的Na2O2与一定量的CO2和H2O(g)的混合物反应,可看成Na2O2先与CO2反应,待CO2反应完全后,Na2O2再与H2O(g)发生反应
★易错提醒
①氧化钠、过氧化钠都属于氧化物,氧化钠是碱性氧化物;
②Na2O2具有强氧化性,但Na2O2与水、CO2反应时,因为水中的氢与CO2中的碳都处于最高价态,不能被氧化,所以反应为Na2O2自身的氧化还原反应。
③Na2O2阴、阳离子个数比1:2
▉考点03 碳酸钠与碳酸氢钠
1.碳酸钠和碳酸氢钠性质比较
名称
碳酸钠(Na2CO3)
碳酸氢钠(NaHCO3)
俗名
纯碱或苏打
小苏打
主要性质
水溶性
易溶于水,溶液呈碱性
易溶于水(但比Na2CO3溶解度小),溶液呈碱性
稳定性
稳定,但结晶碳酸钠(Na2CO3·10H2O)易风化
受热易分解,其分解反应的方程式为:
_2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O__
主要反应
与H+反应
CO+2H+===CO2↑+H2O
HCO+H+===CO2↑+H2O
与碱
Ca(OH)2
反应
与OH-不反应,但Ca2++CO===CaCO3↓
Ca2++OH-+HCO===CaCO3↓+H2O(碱过量)
Ca2++2OH-+2HCO===CaCO3↓+CO+2H2O(碱不足)
与盐反应
CaCl2
Ca2++CO===CaCO3↓
不反应
硫酸
铝
2Al3++3CO+3H2O===2Al(OH)3↓+3CO2↑
3HCO+Al3+===Al(OH)3↓+3CO2↑
主要用途
制玻璃、造纸、制皂、洗涤
发酵、医药、灭火器
相互转化
Na2CO3 NaHCO3
2.Na2CO3和NaHCO3性质的应用
(1)Na2CO3、NaHCO3的鉴别
①固体的鉴别用加热法: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。
(2)Na2CO3、NaHCO3的除杂
序号
混合物(括号内为杂质)
除杂方法
①
Na2CO3(s)(NaHCO3)
加热法
②
NaHCO3(aq)(Na2CO3)
通入足量CO2
③
Na2CO3(aq)(NaHCO3)
滴加适量NaOH溶液
2.Na2CO3、NaHCO3、NaOH及其混合物与盐酸反应的图像。
实验操作
反应图像
向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸
向NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸
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
★易错提醒
1.碳酸氢钠作胃酸中和剂,碳酸钠不能作胃酸中和剂。
2.盐酸加入Na2CO3溶液中分两步反应:CO32-+H+=HCO3-、HCO3-+H+=CO2↑+H2O。
3.不能用Ca(OH)2[或Ba(OH)2]溶液检验Na2CO3和NaHCO3,因为都有白色沉淀生成。
4.一支小试管套在大试管里,且通入澄清的石灰水中,在大试管处加热,碳酸钠和碳酸氢钠应分别放在大、小试管中,才能更有说服力地证明Na2CO3更稳定。
▉考点04 侯氏制碱法
1.路布兰制碱法——首次实现了碳酸钠的工业生产
(1)原料:食盐、焦炭和石灰石等。
2.索尔维制碱法(氨碱法)
(1)原料:食盐、氨、二氧化碳等。
(3)生产原理流程
(4)索尔维制碱法具有原料易获取,价格便宜,损失少,实现了连续性生产等优点。
3.侯氏(联合)制碱法
(1)原料:氨、氯化钠。
(3)生产原理流程
(4)优点:①提高了食盐的转化率;②缩短了生产流程;③减少了对环境的污染等。
★易错提醒
侯氏制碱法常用下列三步反应表示:
(1)NH3+H2O+CO2===NH4HCO3(先通入NH3,再通入CO2);
(2)NH4HCO3+NaCl===NH4Cl+NaHCO3↓(NaHCO3的溶解度较小,结晶析出);
(3)2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O(NaHCO3的热稳定性差,受热易分解)。
低温时NH4Cl的溶解度比NaCl的小,可以在低温状态下向(2)中的溶液加入NaCl,则NH4Cl析出,得到化肥,提高了NaCl的利用率。
原料
NH3 CO2 饱和食盐水
原理
NH3+CO2+NaCl+H2O=NH4Cl+NaHCO3↓或NH3+CO2+H2O=NH4HCO3,NH4HCO3+NaCl=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
▉考点05 焰色试验
1.实验图示
2.操作顺序
3.图解操作
5.产生原因:灼烧时,基态电子吸收能量跃迁到激发态,由激发态跃迁回基态时,释放的能量以可见光形式呈现
★易错提醒
(1)焰色试验体现的是元素的性质,无论元素是游离态还是化合态,同一元素均具有相同的焰色。
(2)焰色试验发生的是物理变化。
(3)在观察钾元素的焰色时,应透过蓝色的钴玻璃片观察,蓝色钴玻璃可以将黄光过滤掉,避免钠元素的干扰。
①若肉眼看不到紫色火焰,则样品中可能含钾元素
②若肉眼看到紫色火焰,则样品中一定不含钠元素
(4)洗涤做焰色反应的铂丝,可选用稀盐酸,不能用稀硫酸。选用稀盐酸,生成的金属氯化物在高温时可挥发,不能选择稀硫酸,硫酸不挥发。
▉考点06 钠及其重要化合物的性质和转化关系
1.掌握一条知识主线
Na→Na2O→Na2O2→NaOH→Na2CO3→NaHCO3
2.明确转化关系
①离子方程式:2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑;
②化学方程式:2Na+O2Na2O2;
③离子方程式:2Na2O2+2H2O===4Na++4OH-+O2↑;
④化学方程式:2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2;
⑤化学方程式:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O;
⑥离子方程式:2OH-+CO2===CO+H2O;
⑦离子方程式:CO2+OH-===HCO;
⑧化学方程式:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑;
⑨化学方程式:NaCl+NH3+CO2+H2O===NaHCO3+NH4Cl。
1.(24-25高一上·江西宜春·期中)“地球在流浪,学习不能忘”,学好化学让生活更美好,下列相关说法错误的是
A.金属钠可以用于制造高压钠灯
B.碳酸氢钠俗称小苏打,可用于治疗胃酸过多
C.氯气泄漏后,可用蘸有碳酸钠溶液的毛巾捂住口鼻往高处跑
D.维生素C有还原性,能帮助人体将食物中摄取的、不易吸收的转变为易吸收的
【答案】C
【解析】A.由于钠蒸气放电产生的黄光射程远、透雾能力强,因此金属钠可用于制造高压钠灯,A正确;
B.小苏打指碳酸氢钠,该物质能够与胃酸即盐酸反应,产生CO2气体,降低胃酸的浓度,其本身对人刺激性较小,因此可用于治疗胃酸过多,B正确;
C.氯气能溶于弱碱性溶液,且氯气密度比空气密度大,则大量氯气泄漏时,应用浸有弱碱性溶液的毛巾捂住口鼻身向高处跑,碳酸钠溶液碱性较强,不可用蘸有碳酸钠溶液的毛巾捂住口鼻,C错误;
D.维生素C有还原性,能将转变为,Fe2+易于被人体吸收,D正确;
故选C。
2.(24-25高一上·河北石家庄·期中)下列做法不符合安全规范的是
A.在“观察钠的光泽和颜色”实验中需关注如上图标的提示
B.实验时将剩余的钠及时放回原试剂瓶
C.观察钠在空气中的燃烧实验时,近距离俯视坩埚
D.金属钠不慎着火时,立即用干燥沙土覆盖
【答案】C
【解析】A.在“观察钠的光泽和颜色”实验中需要用小刀切割金属钠,需要关注“锐器”图标,故A正确;
B.金属钠是非常活泼金属,能与空气中的水和氧气反应,不能随意丢弃,以免引发安全事故,因此实验时将剩余的钠及时放回原试剂瓶,故B正确;
C.钠在空气中燃烧剧烈,产生黄色火焰,放出大量的热,不能近距离俯视坩埚,故C错误;
D.水能与钠反应放出氢气,金属钠着火时,要用干燥沙土覆盖,故D正确;
答案选C。
3.(24-25高一上·黑龙江·期中)已知:在80℃以上即分解为黑色的CuO和。某同学将一小块金属钠投入盛有溶液的试管中,不可能观察到的现象是
A.钠块熔化成闪亮的小球 B.钠始终在液面下四处游动
C.产生蓝色沉淀 D.有黑色物质析出
【答案】B
【解析】A.钠与水剧烈反应并放热超过钠的熔点,因此会看到钠块熔化成闪亮的小球,A不符合题意;
B.钠的密度比水小,钠与水反应有氢气生成,因此会看到钠在液面上四处游动,B符合题意;
C.钠与水反应生成和NaOH,NaOH和反应生成和蓝色沉淀,C不符合题意;
D.钠与水反应放出大量的热(超过钠的熔点),受热易分解为黑色的CuO,D不符合题意;
故答案为:B。
4.(24-25高一上·安徽阜阳·期中)将金属钠放入下列溶液的小烧杯中,既有气体放出,又有白色沉淀产生的有
①MgSO4溶液﹐②稀NH4Cl溶液③Ca(HCO3)2溶液﹑④饱和NaCl溶液 ⑤饱和澄清石灰水 ⑥CaSO4溶液
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
【答案】C
【解析】①金属钠在MgSO4溶液中先与水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠与硫酸镁溶液反应生成氢氧化镁白色沉淀,①选;
②金属钠在稀NH4Cl溶液中先与水反应生成氢氧化钠和氢气,反应会放出热量,促进氢氧化钠溶液与NH4C1溶液反应释放出氨气,不会产生沉淀,②不选;
③金属钠在Ca(HCO3)2溶液中先与水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠与碳酸氢钙溶液反应生成碳酸钙白色沉淀,故③选;
④金属钠在饱和NaCl溶液中先与水反应生成氢氧化钠和氢气,反应中水的量减少,得到过饱和NaCl溶液,会析出氯化钠,故④选;
⑤金属钠在饱和澄清石灰水中与先水反应生成氢氧化钠和氢气,反应中水的量减少,得到氢氧化钙悬浊液,会析出氢氧化钙,故⑤选;
⑥金属钠在CaSO4溶液中先与水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠溶液与CaSO4溶液不反应,反应中水的量减少,但不确定CaSO4溶液初始状态,因此无法确定是否有固体析出,故⑥不选;
综上所述,①③④⑤符合题意,答案选C。
5.(24-25高一上·浙江·期中)下列说法不正确的是
A.金刚石和石墨互为同素异形体
B.Na在空气中点燃,生成的主要产物为白色的Na2O
C.可用水来检验某Na2O样品中是否含有Na2O2
D.碱性氧化物都是金属氧化物
【答案】B
【解析】A.金刚石和石墨是C元素的不同单质,互为同素异形体,A正确;
B.Na在空气中点燃,生成的主要产物为淡黄色的Na2O2,B错误;
C.Na2O和水反应生成NaOH,Na2O2和水反应生成NaOH和O2,可用水来检验某Na2O样品中是否含有Na2O2,C正确;
D.碱性氧化物是指和酸反应只能生成盐和水的氧化物,这类氧化物都是金属氧化物,D正确;
故选B。
6.(24-25高一上·福建三明·期中)下列关于钠及其氧化物的叙述,不正确的是
A.NaOH是一种强碱,俗称纯碱
B.过氧化钠中氧为-1价
C.、中的阴、阳离子个数比都为1:2
D.、都能与水反应生成碱,但后者不是碱性氧化物
【答案】A
【解析】A.NaOH是一种强碱,俗称火碱,纯碱时碳酸钠的俗称,A不正确;
B.正负化合价代数和为0,过氧化钠中钠呈+1价、氧为-1价,B正确;
C.Na2O由钠离子和氧离子构成,Na2O2由钠离子和过氧根离子构成,故二者的阴、阳离子个数比都为1:2,C正确;
D.氧化钠与水反应生成氢氧化钠,与酸反应生成盐和水,氧化钠是碱性氧化物,过氧化钠与水反应生成氢氧化钠的同时还生成氧气,且元素化合价发生变化,因此过氧化钠不是碱性氧化物,D正确;
故答案选A。
7.(22-23高一上·云南昆明·期中)下列说法正确的是
A.过氧化钠与水反应后的试液中滴入酚酞,试液最终呈红色
B.苏打可用于治疗胃酸过多
C.小苏打水溶液的碱性强于苏打
D.钠长期暴露在空气中的最终产物是
【答案】D
【解析】A.过氧化钠与水反应先生成NaOH和H2O2,然后H2O2发生分解生成H2O和O2,由于H2O2具有漂白性,则反应后的试液中滴入酚酞,试液先变红后褪色,故A错误;
B.胃酸的主要成分为盐酸,小苏打可用于治疗胃酸过多,但不适合胃穿孔、胃溃疡的病人,苏打为碳酸钠,其水溶液碱性较强,对胃有损害,不适合用来治疗胃酸过多,故B错误;
C.小苏打为碳酸氢钠,苏打为碳酸钠,相同浓度时,碳酸钠溶液的碱性比碳酸氢钠的强,故C错误;
D.钠长期暴露在空气中,Na和氧气反应生成Na2O,继续与水反应生成NaOH,氢氧化钠溶液和二氧化碳反应生成Na2CO3,最终产物是Na2CO3,故D正确;
故选:D。
8.(24-25高一上·河北石家庄·期中)在一密闭容器中有CO、H2、O2共16g和足量的Na2O2,用电火花引燃,使其完全反应,Na2O2增重7g,则原混合气体中O2的质量分数是
A.33.33% B.66.67% C.43.75% D.56.25%
【答案】D
【解析】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,方程式相加的CO+Na2O2=Na2CO3,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H2+Na2O2=2NaOH,固体增加的质量为相当于H2的质量,CO、H2、O2用电火花引燃,使其完全反应,Na2O2增重7g就是原混合气体中CO、H2的质量和,所以混合气体中氧气的质量为16g-7g=9g,氧气的质量分数为;故选D。
9.(24-25高一上·安徽·期中)某学习小组用数字化实验研究和的溶解过程。分别将pH传感器、钠离子传感器、电导率传感器、温度传感器插入盛有等量水的烧杯中,再分别加入足量的和的固体且都与数据采集器、计算机相连,开始采集数据。下列有关数据图错误的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】A.饱和碳酸钠溶液大于饱和碳酸氢钠溶液的,A错误;
B.常温下,碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠,故饱和碳酸钠溶液中钠离子浓度大于饱和碳酸氢钠溶液中钠离子浓度,B正确;
C.常温下,碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠,饱和碳酸钠溶液中离子浓度大,电导率大,C正确;
D.碳酸钠固体溶于水放出热量,碳酸氢钠固体溶于水吸收热量,D正确;
故选A。
10.(24-25高一上·河北石家庄·期中)为鉴别K2CO3和NaHCO3两种白色固体,4名同学分别设计了4种不同的方法,其中不可行的是
A.分别取样配成溶液,向其中逐滴加入盐酸,观察气泡产生情况
B.分别取样配成溶液,滴加Ba(OH)2溶液,观察有无白色沉淀
C.分别取样配成溶液,用铂丝蘸取溶液在酒精灯火焰上灼烧,观察火焰的颜色(必要时可透过蓝色钴玻璃)
D.分别取样在试管中加热,将可能产生的气体通入澄清石灰水,观察有无白色浑浊
【答案】B
【解析】A.K2CO3与盐酸反应分步进行,先产生碳酸氢根,碳酸氢根再和氢离子反应产生二氧化碳,产生气泡较慢,而NaHCO3与盐酸反应产生气泡较快,可以鉴别,故A不选;
B.K2CO3和NaHCO3与Ba(OH)2溶液反应都产生白色沉淀BaCO3,不能鉴别,故B选;
C.钾的焰色为紫色(透过蓝色钴玻璃观察),钠的焰色为黄色,可以鉴别,故C不选;
D.K2CO3受热不易分解,NaHCO3受热分解产生CO2,通入澄清石灰水,有白色浑浊,可以鉴别,故D不选;
答案选B。
11.(24-25高一上·黑龙江·期中)下列实验装置能达到实验目的的是
A.控制反应制取少量
B.验证氧化性:
C.观察的焰色
D.比较、的热稳定性
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【解析】A.是粉末,能透过有孔塑料板,不能控制反应,A错误;
B.与浓盐酸反应生成的,可使浸有淀粉-KI的棉花变蓝(生成碘单质),可证明氧化性:,B正确;
C.钾元素的焰色需要透过蓝色钴玻璃片观察,C错误;
D.比较、的热稳定性,应放在大试管中,应放在小试管中,D错误;
故选B。
12.(24-25高一上·陕西商洛·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和工具。下图为钠元素的价类二维图。下列有关叙述正确的是
A.NaH中氢元素的化合价为+1价
B.将一小块b加入至溶液中,溶液蓝色褪去,有红色固体出现
C.若c是,其阳离子与阴离子个数比为1:1
D.若e是,其晶体溶于水时伴随着吸热现象
【答案】D
【分析】根据钠元素的价类二维图,a是NaH,b是Na,c是Na2O或,d是NaOH,e是钠盐。
【解析】A.NaH中氢元素的化合价为-1价,故A错误;
B.将一小块Na加入至溶液中,钠先与水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠,故B错误;
C.若c是,由Na+、构成,其阳离子与阴离子个数比为2:1,故C错误;
D.若e是,溶于水时吸热,故D正确;
选D。
13.(24-25高一上·北京丰台·期中)以不同类别物质间转化和物质用途为线索,认识钠及其化合物。
请回答下列问题:
(1)将钠投入足量含有酚酞的水中来探究转化②,作了如下记录,将实验现象与匹配的实验结论连线:
实验现象 实验结论
A.钠浮在水面上 a.有气体产生
B.钠四处游动 b.有碱性物质生成
C.溶液变红 c.钠的密度比水小
D.钠熔成光亮的小球 d.反应放热,钠熔点低
(2)依据钠的物质类别,预测金属Na还能与溶液反应置换金属Cu,但实验过程中没有观察到红色金属Cu生成,而是产生蓝色沉淀,用化学用语解释上述异常现象 。
(3)依据类别通性,列举2个能与NaOH反应、且与类别不同的物质 、 。
(4)转化⑤和⑥是用作供氧剂的反应原理,写出转化⑥的化学方程式 。
(5)转化⑤和⑥共产生(标准状况下),理论上需要消耗的质量为 g。
【答案】(1)
(2)钠与水接触后先反应生成氢氧化钠和氢气,然后氢氧化钠和硫酸铜溶液反应生成氢氧化铜的蓝色沉淀
(3) HCl CuSO4
(4)
(5)31.2
【解析】(1)
将钠投入足量水中,钠熔成光亮的小球,说明钠与水的反应是反应放热,且钠的熔点低,钠浮在水面上,说明钠的密度比水小,钠四处游动,说明有气体产生,溶液变红,说明有碱生成,酚酞与碱显红色,因此
(2)钠与水接触后先反应生成氢氧化钠和氢气,然后氢氧化钠和硫酸铜溶液反应生成氢氧化铜的蓝色沉淀;
(3)氢氧化钠是碱,具有碱的通性,能与酸性氧化物、酸反应生成盐和水,还能与盐发生复分解反应,如:NaOH+HCl=NaCl+H2O,2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4;
(4)过氧化钠和水、二氧化碳反应均生成氧气,可以做供氧剂,反应⑥为二氧化碳与过氧化钠反应,化学方程式为:;
(5)反应⑤,反应⑥,具有2Na2O2~O2,标准状况下4.48L氧气 0.2mol,需要过氧化钠0.4mol,质量为0.4mol×78g/mol=31.2g。
14.(24-25高一上·北京·期中)是重要的化工原料,具有多种用途。回答下列问题:
(1)将一定量的固体投入到含有下列离子的溶液中:、、、,反应完毕后,溶液中上述离子数目几乎不变的有 (填离子符号),结合离子方程式进行解释 。
(2)查阅资料知:在一定条件下可以转化为,易溶于水且溶解时吸热,有咸味,遇酸易放出气体,人误食会中毒。
①已知能发生如下反应:。
上述反应中氧化剂是 ,氧化产物是 ;HI在反应中体现了 (填性质)。
②根据上述反应鉴别和NaCl固体。可选用的物质有 (填字母)。
A.水 B.碘化钾淀粉试纸 C.淀粉 D.白酒 E.食用白醋
③某厂废液中含有3%—6%的直接排放会造成污染,下列试剂能使转化为不引起二次污染的的是 (填字母)。
A.浓硫酸 B. C. D.
(3)某学习小组以过氧化钠为原料制备出了一定量的纯碱,不小心混入了少量的,现欲对其纯度进行测定,将a g样品加热至质量不再发生变化,其质量变为b g,则该纯碱样品的纯度(即质量分数)为 。
【答案】(1) Cl- Na2O2与水反应生成NaOH和O2,离子方程式为:,与氢氧根离子发生反应,故的数目减少,的数目增多,由于Na2O2加入导致Na+数目增多,则离子数目几乎不变的为Cl-
(2) NaNO2 I2 还原性和酸性 ABE B
(3)
【解析】(1)Na2O2与水反应生成NaOH和O2,离子方程式为:,与氢氧根离子发生反应,故的数目减少,的数目增多,由于Na2O2加入导致Na+数目增多,则离子数目几乎不变的为Cl-。
(2)①NaNO2→NO中N元素化合价降低,NaNO2作氧化剂,NO为还原产物,HI→I2中I元素化合价升高,HI作还原剂,I2为氧化产物;4molHI参加反应,2molHI作还原剂,体现还原性,2molHI所含I元素化合价不变作酸,体现酸性,则HI在反应中体现了还原性和酸性;
②碘化钾在酸性条件下与亚硝酸钠溶液反应生成碘单质,碘单质遇淀粉变为蓝色,而氯化钠无现象,则可选择鉴别的试剂为:水、淀粉碘化钾试纸、食用白醋,故答案为:ABE;
③NaNO2发生还原反应生成N2,需要加入还原剂,NH4Cl中N元素为-3价,具有还原性可作还原剂,浓硫酸、HNO3和KMnO4作氧化剂,故答案为:B。
(3)NaHCO3受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,反应的化学方程式为,由方程式可知,168gNaHCO3完全反应时,固体减少的质量为62g(CO2和H2O的质量),将ag样品加热至质量不再发生变化时质量变为bg,固体质量减少(a-b)g,由此可得比例式,碳酸氢钠的质量为,则碳酸钠的质量分数为。
15.(24-25高一上·江西宜春·期中)I.碳酸钠是工业生产中的重要原料。
(1)俗称: ,的一种用途: 。
(2)侯德榜“联合制碱法”将制碱技术发展到一个新的水平。该工艺以氯化钠为原料制取纯碱,主要流程如图所示(部分物质已略去)。
①物质X可循环利用,其化学式为 ;沉淀池中发生反应的化学方程式为: 。
②某学习小组据上述流程模仿侯德榜制备纯碱,其中“操作1”对应下列装置 ,煅烧炉那步反应对应下列装置 ,装置A中两种气体,应先通 ,再通 。
A. B. C. D.
【答案】(1) 纯碱、苏打 纺织、造纸、制玻璃等
(2) CO2 NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl C B NH3 CO2
【分析】NH3溶解度大于CO2,先通氨气,有利于二氧化碳的吸收,从而有利于NaHCO3的析出,沉淀池中得到NaHCO3通过操作1过滤,滤液为NH4Cl,NaHCO3在煅烧炉中煅烧分解得到Na2CO3、H2O和CO2,CO2可以循环利用;
【解析】(1)Na2CO3俗称纯碱、苏打,可以用于纺织、造纸、生成玻璃等;
(2)①煅烧炉中NaHCO3分解得到Na2CO3、H2O和CO2,CO2可以再通入沉淀池中用于制取NaHCO3循环利用,故X为CO2;饱和NaCl溶液、二氧化碳、氨气和水反应生成NaHCO3沉淀和NH4Cl,反应的化学方程式为:NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl;
②操作1是过滤,对应的装置为C;煅烧炉中加热煅烧NaHCO3晶体分解得到Na2CO3,固体灼烧应该用坩埚,对应装置为B;NH3溶解度大于CO2,先通氨气,有利于二氧化碳的吸收,从而有利于NaHCO3的析出。
16.(23-24高一上·贵州黔南·期中)向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1 mol·L-1稀盐酸,CO2的生成量与加入盐酸的体积(V)的关系如图所示回答下列问题
(1)0~a范围内主要发生的反应离子方程式为 。
(2)ab段发生的化学反应方程式为 。
(3)a的值是 、NaOH的物质的量为 、NaOH和Na2CO3的物质的量浓度之比为 。
【答案】(1) H++OH-=H2O H++=
(2)NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑
(3) 0.3 0.02mol 2:1
【分析】向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加盐酸时,首先发生反应NaOH+HCl=NaCl+H2O,NaOH完全反应后继续滴加时,盐酸和Na2CO3开始反应,先发生反应HCl+Na2CO3=NaHCO3+NaCl,不放出气体,当全部转化为时,继续滴加时,发生反应:NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑。
【解析】(1)由分析可知,0~a段主要反应离子方程式:H++OH-=H2O、H++=;
(2)由分析可知,ab段发生的化学反应方程式为:NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑;
(3)根据碳元素守恒,混合物中,碳酸钠的物质的量是0.01mol,所以两步反应:HCl+Na2CO3=NaHCO3+NaCl,NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,分别消耗的盐酸的量是0.01mol、0.01mol,则两步反应消耗0.1mol⋅L−1稀盐酸的体积分别是0.1L、0.1L,所以a=0.4L-0.1L=0.3L;原混合溶液中NaOH消耗0.1mol/L盐酸体积为0.2L,故氢氧化钠的物质的量为0.02mol,Na2CO3的物质的量为0.01mol,则原混合溶液中NaOH与Na2CO3物质的量浓度之比为2:1。
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