内容正文:
专题3 从海水中获得的化学物质
第二单元 金属钠与钠的化合物
第2课时 钠的化合物
教学目标
1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,了解碳酸钠和碳酸氢钠的主要性质,了解它们在生产、生活中的应用。
2.结合实例认识钠的化合物的多样性,了解通过化学反应可以探索碳酸钠和碳酸氢钠的性质、实现碳酸钠和碳酸氢钠的转化。
重点和难点
重点:掌握碳酸钠和碳酸氢钠的性质及用途
难点:掌握侯氏制碱法。
◆知识点一 碳酸钠和碳酸氢钠的性质
1.碳酸钠(Na2CO3)
(1)碳酸钠是白色固体,俗称____________,______于水。
电离方程式:__________________。
(2)实验探究——Na2CO3的性质
实验
现象
结论(或化学方程式)
将澄清石灰水加入碳酸钠溶液中
____________
______________________________
将氯化钙溶液加入碳酸钠溶液中
____________
______________________________
测碳酸钠溶液pH
pH>7
碳酸钠溶液呈碱性
将沾有油污的铜片放入热的碳酸钠溶液中
铜片表面变光亮,油污消失
碳酸钠溶液具有去污能力
(3)Na2CO3溶液与酸的反应
①与足量盐酸反应:______________________________
②通入足量CO2:______________________________3
2.碳酸氢钠(NaHCO3)
(1)碳酸氢钠是白色固体,俗称______,常温下溶解度______碳酸钠,水溶液呈______。
电离方程式为______________________________。
(2)碳酸氢钠的化学性质
①与盐酸反应:______________________________
②热稳定性:______________________________
③与NaOH 反应:______________________________
3.Na2CO3和NaHCO3的性质比较
性质
Na2CO3
NaHCO3
性质比较
水溶液
易溶
可溶
Na2CO3溶解度大于NaHCO3
溶液酸碱性
碱性
碱性
物质的量浓度相同时,Na2CO3溶液的碱性比NaHCO3溶液强
热稳定性
稳定
不稳定
Na2CO3热稳定性比NaHCO3强
与酸反应
能
能
NaHCO3与酸反应比Na2CO3更剧烈
相互转化
Na2CO3NaHCO3
4.Na2CO3和NaHCO3的用途
Na2CO3
NaHCO3
____________除去物体表面的油污。
制玻璃、制肥皂、造纸、纺织、洗涤剂、冶金等。
______的主要成分、作______、医疗上治疗____________。
易错提醒
1.除去CO2中的HCl气体,应选用饱和NaHCO3溶液;
2.向饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2,有NaHCO3晶体析出。
3.鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液不能用Ca(OH)2或Ba(OH)2,二者均会产生白色沉淀
4.Na2CO3溶液与盐酸反应的过程为:Na2CO3NaHCO3CO2,可以用互滴法鉴别两种无色溶液。
5.溶解度比Na2CO3的小,原因是NaHCO3中含有氢键。
即学即练
1.下列有关NaHCO3和Na2CO3的叙述正确的是
A.Na2CO3和NaHCO3均可用作食用碱
B.向NaHCO3和Na2CO3固体中分别加入少量水后,均伴随放热现象
C.等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应,放出等质量的CO2
D.取这两种物质的饱和溶液各1mL分别滴加2滴酚酞溶液,NaHCO3溶液颜色较深
2.关于和的说法错误的是
A.两种固体灼烧时火焰均呈黄色
B.物质的量相等的和分别与足量盐酸反应,产生等量的
C.质量相等的和分别与足量盐酸反应,消耗的HCl更多
D.分别取少量和放入试管中,滴入几滴水,振荡,将温度计分别插入其中,温度计示数均升高
3.为探究碳酸钠及碳酸氢钠的部分性质,设计如图装置和实验。下列说法正确的是
A.加盐酸过程中,产生气体的速度①>②
B.加盐酸前,①比②红色更深
C.图③可验证Na2CO3和NaHCO3的热稳定性,其中甲为Na2CO3
D.完全反应后,气球体积①>②
◆知识点二 侯氏制碱法
1.主要反应
____________________________________
____________________________________
2.制法原理
(1)NH3通入到饱和NaCl溶液中,形成氨水的NaCl饱和溶液,然后再通入CO2。这样先形成了一个弱碱性的环境以后,可以增大CO2在溶液中的溶解度,生成更多的NaHCO3。
(2)因为NaHCO3的溶解度______NH4Cl的溶解度,所以是______先从溶液中结晶析出。
(3)在制碱工业上,所用原料CO2和NH3是由合成氨厂提供的,所以工业生产上常将侯氏制碱和合成氨联合在一起,称为“联合制碱法”。“联合制碱法”还能得到NaHCO3和NH4Cl等副产品。
易错提醒
即学即练
1.实验室模拟侯氏制碱过程中,下列图示装置和原理能达到实验目的的是
A.实验室制取CO2
B.制取碳酸氢钠
C.制取碳酸钠
D.分离出碳酸氢钠
A.A B.B C.C D.D
2.我国化学家侯德榜改革国外的纯碱生产工艺,生产流程可简要表示如图。下列说法中错误的是
A.沉淀池中发生反应的离子方程式为:
B.上述物质中X物质是CO2
C.侯氏制碱使原料NaCl的利用率从70%提高到90%以上,主要是设计了循环1的循环
D.母液中物质的量:
3.根据侯氏制碱原理(),某学习小组制备少量流程如下:
工业合成氨反应为 根据上述制碱流程,下列有关说法正确的是
A.滤液中:
B.吸收氨气时可将氨气直接用导管通入饱和食盐水中
C.碳酸化后溶液中大量存在离子有:、、、
D.煅烧晶体时发生离子反应:
一、碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别方法
1.加热法:利用NaHCO3固体受热易分解,Na2CO3不易分解,将固体置于试管中加热,能产生使澄清石灰水变浑浊的气体的是NaHCO3。
2.沉淀法:各取少量固体溶于水,再分别滴加稀BaCl2或CaCl2或Ba(NO3)2溶液,有白色沉淀生成的是Na2CO3。
3.测pH法:配成相同物质的量浓度的两溶液,pH较大的是Na2CO3。
4.测生成气体快慢法:各取少量固体于试管,加适量水溶解,分别滴加稀盐酸,立刻有气体产生的是NaHCO3,开始无现象,后有气体产生的是Na2CO3。
实践应用
1.以下有关和的说法正确的是
A.溶解性:
B.澄清石灰水可用来鉴别二者
C.在一定条件下,二者可以相互转化
D.等质量的和分别与足量盐酸反应,放出多
2.下列关于与性质的叙述中不正确的是
A.相同条件下,热稳定性:比更稳定
B.等质量的和与足量稀盐酸反应,相同条件下,产生的体积相等
C.向溶液和溶液中分别滴加少量稀盐酸,现象不同,可鉴别两种溶液
D.用澄清石灰水不可以鉴别溶液与溶液
3.下列有关钠元素的单质及其化合物的说法错误的是
A.金属钠与Ca(HCO3)2溶液反应时,既有沉淀生成又有气体逸出
B.灼烧某白色粉末,火焰呈黄色,证明该粉末中有Na+,可能有K+
C.向饱和碳酸钠溶液中通入足量的CO2,有沉淀生成
D.可用澄清石灰水鉴别NaHCO3溶液和Na2CO3溶液
二、碳酸钠与碳酸氢钠的性质比较
性质对比
溶水热效应
水溶性
热稳定性
碱性
与酸反应速率
苏打放热
苏打>小苏打
苏打>小苏打
苏打>小苏打
苏打<小苏打
化学性质
盐通性
与盐反应
BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl
与碱反应
Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH
NaOH+NaHCO3=Na2CO3+H2O
与酸反应
2HCl+Na2CO3=2NaCl+CO2↑+H2O
HCl+NaHCO3=NaCl+CO2↑+H2O
稳定性
2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
水解性
均可与水反应,溶液呈碱性(苏打溶液碱性较强,用作洗涤剂;小苏打碱性弱,用于治疗胃酸过多)
与CO2反应
Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3
实践应用
1.下列有关和的说法中,正确的是
A.和溶液均显碱性,均可用做工业用碱
B.用澄清石灰水可以鉴别碳酸钠和碳酸氢钠溶液
C.向固体中加少量的水,结块并伴随吸热现象
D.碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应放出气体的速度:
2.我国化学家侯德榜提出了著名的侯氏制碱法,为世界制碱工业做出了突出贡献。某实验小组模拟侯氏制碱法的工艺流程如图。
下列说法正确的是
A.饱和食盐水中气体通入顺序:先通再通
B.“操作a”为蒸馏,利用了和沸点差异较大的性质
C.热稳定性:
D.可以用溶液来鉴别和
3.Na、K属于碱金属元素,其形成的物质在生活生产中有广泛应用。NaCl不仅可以作调味剂,在工业生产中也占据着重要地位。
(1)NaCl是氯碱工业的原料,此工业可以制取的产品有 (至少写出2种)。
(2)KIO3常用作食盐中的补碘剂,可用“氯酸钾氧化法”制备,该方法的第一步反应为:_____I2+_____KClO3+_____→_____KH(IO3)2+5KCl+3Cl2↑。配平该反应的化学方程式 。反应中生成的Cl2可用 吸收制备漂粉精。
NaHCO3俗称小苏打,可用于治疗胃酸过多。
(3)有实验小组利用pH传感器探究Na2CO3和NaHCO3的性质,实验过程如表所示。
实验操作
实验数据
写出Na2CO3与澄清石灰水反应的离子方程式 ,未参与该反应的实验证据是 。
(4)结合离子方程式说明NaHCO3可用于治疗胃酸过多的原因 。胃酸过多易引起胃溃疡,小苏打可用于治疗胃溃疡,如果处于胃溃疡的活动期,医生不建议服用小苏打,请猜测医生不建议的原因 。
三、侯氏制碱法
原料
NH3、CO2、饱和食盐水
原理
往饱和食盐水中依次通入足量的NH3、CO2(氨碱法),利用NaHCO3的溶解性小于NH4HCO3的溶解性原理,使NaHCO3从溶液中析出。
NH3+CO2+H2O=NH4HCO3、NH4HCO3+NaCl(饱和)=NaHCO3↓+NH4Cl
总反应为:NH3+CO2+H2O+NaCl(饱和)=NaHCO3↓+NH4Cl
2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
生产流程
实践应用
1.如图所示是工业制纯碱的部分物质转化示意图,下列推测正确的是
A.侯氏制碱法利用了碳酸钠的溶解度较小,易从水中析出的性质
B.母液中提取的副产品主要为
C.沉淀池中发生反应的离子方程式为
D.为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠可取少量试样溶于水后直接加溶液
2.侯德榜创立了中国人自己的制碱工艺——侯氏制碱法。侯氏制碱的反应原理为,它是在饱和食盐水中通入氨气,形成氨化的氯化钠饱和溶液(饱和氨盐水),再向其中通入二氧化碳。由于的溶解度最小,故可析出晶体。实验室模拟侯氏制碱法,下列装置的选择及连接顺序正确的是
A.abcgh B.aefbcd C.aefbcgh D.aefbcghd
3.某小组设计如图所示装置(夹持装置略去),在实验室模拟侯氏制碱工艺中NaHCO3的制备。下列说法正确的是
A.③、⑤中可分别盛放饱和石灰水和浓氨水
B.装置①也可用于实验室制Cl2
C.应先向③中通入足量NH3,再通入足量CO2
D.③中反应的离子方程式为NH3+CO2+H2O=+
考点一 碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别与除杂
【例1】下列除杂方法或试剂正确的是
A
B
C
D
混合物(括号内为杂质)
固体()
溶液()
溶液()
除杂方法及试剂
加NaOH固体
加少量HCl
加点燃
加入适量NaOH溶液
A.A B.B C.C D.D
解题要点
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。
①沉淀法:加入BaCl2溶液或CaCl2溶液,产生沉淀的是Na2CO3溶液。
②气体法:滴入稀盐酸,立即产生气泡的是NaHCO3溶液。
③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
【变式1-1】物质除杂是化学实验中经常会遇见的问题,下列除杂的方法(括号里为少量杂质)中,所用试剂或操作正确的是
A.CO2(HCl):将气体通入盛有饱和Na2CO3溶液的洗气瓶
B.MgO(Al2O3):加入足量NaOH溶液,过滤、洗涤、干燥
C.Na2O(Na2O2):通入足量O2,加热
D.NaHCO3固体(Na2CO3):通入足量干燥的CO2
【变式1-2】物质除杂是化学实验中经常会遇见的问题,下列除杂的方法(括号里为少量杂质)中,所用试剂或操作正确的是
A.:将气体通入盛有饱和溶液的洗气瓶
B.:加入足量溶液,过滤、洗涤、干燥
C.:通入足量,加热
D.固体:通入足量干燥的
考点二 碳酸钠纯度的测定
【例2】某同学为测定固体(含少量NaCl)的纯度,设计如图装置(含试剂)进行实验。
下列说法不正确的是
A.氢氧化钡溶液可以换成饱和碳酸氢钠溶液
B.④的作用是防止空气中的气体影响实验的精确度
C.通入空气的作用是保证②中产生的气体完全转移到③中
D.称取样品和③中产生的沉淀的质量即可求算固体的纯度
解题要点
1.气体法:发生反应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的纯度。但要注意CO2中杂质的干扰。
2.沉淀法:发生反应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的纯度。
【变式2-1】为了测定含有小苏打杂质的苏打的纯度,设计了以下实验方案。达不到实验目的的是
A.取样品 ag,充分加热,固体质量减少 bg
B.取样品 ag与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得固体 bg
C.取 ag混合物与足量NaOH 溶液充分反应,得到 bg溶液
D.取ag混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出气体干燥后用碱石灰吸收,质量增加 bg
【变式2-2】为了测定含有小苏打杂质的苏打的纯度,设计了以下实验方案。达不到实验目的的是
A.取样品ag,充分加热得固体bg
B.取样品ag与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得固体bg
C.取样品ag与足量盐酸充分反应,逸出的气体用碱石灰吸收,质量增加bg
D.取样品ag与足量Ba(OH)2溶液充分反应,过滤、洗涤、干燥所得沉淀bg
考点三 Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应的基本图象
【例3】某小组同学为探究溶液中通入后所得溶质的成分,向该反应后的溶液中逐滴加入盐酸,所得体积与所滴加盐酸的体积的关系如图所示,下列说法正确的是
A.点对应的溶液中的溶质只含
B.若,则溶液中的溶质为、
C.若点时得到,则为0.1
D.若,则溶液中的溶质可能为、
解题要点
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Na2CO3
涉及离子方程式Oa:CO+H+===HCO;
ab:HCO+H+===H2O+CO2↑
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Na2CO3和NaOH
涉及离子方程式Oa:OH-+H+===H2O、
CO+H+===HCO;
ab:HCO+H+===H2O+CO2↑
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Na2CO3和NaHCO3
涉及离子方程式Oa:CO+H+===HCO;
ab:HCO+H+===H2O+CO2↑
若a=0(即图像从原点开始)
溶液中的溶质为NaHCO3
涉及离子方程式:HCO+H+===H2O+CO2↑
【变式3-1】某兴趣小组为了探究一瓶变质的NaOH溶液中NaOH与的含量,向该溶液中滴加的稀硫酸至不再产生气体为止,气体的体积(标准状况)与稀硫酸体积的关系如图所示。下列说法正确的是
A.在0~a范围内,只发生反应
B.ab段发生反应的离子方程式为
C.与NaOH反应消耗稀硫酸的体积为40mL
D.原混合溶液中NaOH与的物质的量之比为1:4
【变式3-2】向溶液中逐滴加入稀盐酸,生成气体的体积随盐酸加入量的变化关系如图所示。下列有关此过程的叙述错误的是
A.点和点对应的溶液都能使酚酞变红
B.段发生反应:
C.将点和点对应溶液混合不会产生气体
D.点对应的溶液可以与和大量共存
基础达标
1.碳酸钠和氯化钠都是白色固体,下列鉴别方法和结论均正确的是
A.分别滴加2滴水,用温度计测定温度降低的是
B.焰色试验有黄色火焰的是
C.溶解后分别滴加溶液,产生沉淀的是
D.各取少量固体加蒸馏水溶解,滴加滴酚酞,溶液变红的是
2.室温下,通过下列实验探究溶液的性质。
实验1:用铂丝蘸取少量溶液,置于火焰灼烧,火焰呈黄色
实验2:在溶液中逐滴加入溶液,溶液中含碳元素微粒的物质的量随pH变化的图像如图所示(逸出未画出)。
下列说法不正确的是
A.钠元素的焰色反应为黄色
B.M点时
C.溶液后,反应过程表示为:
D.同一溶液中可以大量共存
3.提纯NaCl粗品(含少量的Ca2+、Mg2+和)得到精盐的方案如下,所用试剂为BaCl2溶液、Na2CO3溶液、盐酸和NaOH溶液(过程中所加试剂均过量)。
下列说法不正确的是
A.操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ都要用到玻璃棒
B.若试剂2是NaOH溶液,则试剂3一定是Na2CO3溶液,试剂4为盐酸
C.滤液中只含有Na+、Cl-和OH-
D.操作Ⅲ的操作:精盐水蒸发至大量固体析出,停止加热,利用余热使滤液蒸干即得精盐
4.1943年我国科学家侯德榜发明了联合制碱法,即将氨碱法和合成氨法两种工艺联合起来,同时生产纯碱和氯化铵两种产品,已知:NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl,其过程如图所示:
下列说法正确的是
A.步骤①和步骤②中加入的气体顺序可以调换
B.步骤②采用的分离操作需要用到分液漏斗
C.步骤③得到的Na2CO3中可能含有NaHCO3,用澄清石灰水可以检验
D.步骤④得到的食盐水可循环使用,提高NaCl的利用率
5.下列实验方案中,不能测定出Na2CO3和NaHCO3的混合物中Na2CO3质量分数的是
A.取ag混合物充分加热,质量减少bg
B.取ag混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得到bg固体
C.取ag混合物与足量NaOH溶液充分反应,得到bg溶液
D.取ag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bg
6.下列说法不正确的是
A.小苏打可用于治疗胃酸过多,也是发酵粉的主要成分之一
B.氯气有毒,不能用于医药化工生产
C.具有强氧化性,可用于自来水杀菌消毒
D.硬铝密度小、强度高,抗腐蚀能力强,可用作飞机材料
7.下图是某种食品膨松剂的标签,下列有关说法不恰当的是
A.俗名小苏打
B.膨松剂与发酵产生的有机酸反应生成,使得面团更松软
C.可作酸度调节剂是因为溶液呈碱性
D.等质量的和与过量的酸反应,后者产生的更多
8.某化学小组比较、的热稳定性的实验装置如下。下列说法正确的是
A.可以用澄清石灰水来鉴别和
B.分别向等质量的两种物质中滴入等体积少量水后均出现放热现象
C.甲是碳酸钠,乙是碳酸氢钠,B中澄清石灰水变浑浊,能得出碳酸钠热稳定性大于碳酸氢钠的结论
D.等质量的两种物质与足量盐酸反应生成的气体质量一样多
9.下列实验方案中,不能测定出和混合物中各物质的质量分数的是
A.取ag该混合物与足量稀盐酸反应,加热、蒸干、灼烧,得到bmol固体
B.取ag该混合物充分加热,质量减少bg
C.取ag该混合物与足量稀硫酸反应,逸出气体经干燥后测出体积为bL(标准状况)
D.取ag该混合物与足量溶液充分反应,得到bg溶液
10.钠及其化合物的部分转化关系如图所示:
完成下列填空:
(1)在工业上,获取金属钠的合理方法是___________。
A.从地壳中直接开采金属钠 B.加热分解氧化钠
C.电解熔融氯化钠 D.用氢气还原氧化钠
(2)关于金属钠,下列说法正确的是___________。
A.钠的熔点低,硬度小 B.钠着火可以用二氧化碳扑灭
C.钠在空气中燃烧生成氧化钠 D.反应后剩余的钠应使用废液缸回收
(3)过氧化钠可以吸收人体呼出的二氧化碳,做呼吸面罩的供氧剂,写出该反应的化学方程式。
(4)向溶液的烧杯中通入一定量的,生成的和的物质的量之比为,则通入的气体的体积为 L(标准状况下)。
(5)经过长期放置后可能转化为,请你设计一个实验,检验是否变质 。
(6)某同学进行探究实验,向锥形瓶内加入饱和溶液,用压强传感器测密闭装置中压强的变化,测得压强与温度的变化关系如图所示。当温度低于50℃,装置中压强逐渐增大的主要原因是 ;温度高于:50℃时,装置中压强急剧增大的主要原因是 。
11.烧碱、纯碱等都是重要的化工原料。
(1)利用如图所示装置可以证明二氧化碳与烧碱溶液发生了反应。
①若将A与B连接,打开止水夹,将胶头滴管中的液体挤入烧瓶,此时的实验现象是 。
②若其他操作不变,将A与C连接,可观察到的现象是 。
(2)向烧碱溶液中通入一定量充分反应后,低温蒸去水后得到白色固体X,X的组成可能有四种情况,按出现的先后顺序分别是Ⅰ.;Ⅱ. ;Ⅲ.;Ⅳ. 。
(3)①常温下,将得到的固体X重新溶于水,在得溶液中加入盐酸,使溶液的,再将溶液蒸干,得到固体的质量为 g。
②若要验证白色固体X是第Ⅰ种组成,依次加入的试剂为 (填字母)。
a.盐酸 b.溶液 c.溶液 d.溶液
12.探究钠及其化合物的性质,请按要求填空:
(1)Na久置于空气中最终变为 (填化学式)。
(2)俗称 ;写出在水中的电离方程式 。
(3)下列与受热分解实验有关的图标,不需要的是 (填标号)。
A. B. C. D. E.
(4)在一定条件下,水能与下列物质反应,且水表现出氧化性的是___________(填标号)。
A.Na B. C.NaH D.
(5)向NaOH和混合溶液中逐滴滴加稀盐酸,的生成量与加入盐酸的体积关系如图所示。OA段发生反应的离子方程式依次为 、 ,图中 ,原溶液中 。
综合应用
13.下列关于的叙述正确的是
A.是治疗胃酸过多的一种药剂
B.向稀溶液中加入少量稀盐酸,可观察到有大量气泡产生
C.除去溶液中的,加入适量的溶液,过滤
D.在不同反应中既能吸收,又能参加反应放出
14.联合制碱法的工艺流程如图所示。下列说法错误的是
A.滤渣的主要成分为
B.滤液中含有
C.“降温结晶”得到的过程是化学变化
D.“煅烧”产生的通入饱和食盐水中,实现循环利用
15.下列离子方程式的书写正确的是
A.足量的通入饱和溶液中:
B.澄清石灰水与过量溶液反应:
C.往稀盐酸中逐滴加入溶液,开始时
D.溶液与溶液反应:
16.除去固体中少量的最佳方法是
A.加入适量的盐酸 B.加入适量的溶液
C.加热至固体质量不再减少 D.配成溶液后通入
17.下列实验装置能达到实验目的的是
①验证和水反应是否为放热反应
②检验与反应有生成
③观察的焰色试验
④比较、的稳定性
A.①② B.①③ C.②④ D.③④
18.下列关于金属钠及其化合物中说法错误的是
A.区别与溶液,可用溶液
B.相同条件下,与盐酸反应碳酸氢钠比碳酸钠更剧烈
C.过氧化钠可在呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源
D.溶液中混有,可通入过量的的方法来除杂
19.某学习小组用数字化实验探究Na2CO3和NaHCO3的溶解过程。分别将温度传感器、钠离子传感器、pH传感器、电导率传感器插入盛有等量水的烧杯中,再分别加入等量的Na2CO3和NaHCO3固体并使两种溶液均达到饱和状态,且都与数字采集器、计算机相连。下列有关数据图错误的是
A. B.
C. D.
20.下列有关与的叙述错误的是
A.和在一定条件下可相互转化
B.在水中的溶解度比的大
C.与相同浓度的硫酸反应时,比剧烈
D.能与NaOH反应,而不能
21.三幺台是仡乡独特的美食文化,灰豆腐果是其中的特色美食之一,其制作过程为先用草木灰发酵豆腐条后,在草木灰中加适量纯碱调节豆腐条酸性,然后将豆腐条放有草木灰锅里进行蒸炒即可。查阅资料得知,草木灰可使豆腐条在微生物作用下产生气体,从而使豆腐条疏松口感好,但同时也会产生乳酸、醋酸等有机酸。
(1)下列关于纯碱的认识正确的是_____(填字母)。
A.同一温度下溶解度比小苏打小 B.向其水溶液滴酚酞,显红色
C.是受热易分解的碱 D.可与酸反应
(2)用调节豆腐条酸度,而不用的原因。相同质量的碳酸钠与碳酸氢钠与足量的盐酸反应,消耗盐酸较少的是 ,其与盐酸反应的离子方程式为 。
(3)实际操作时,发现豆腐条发得不好,豆腐条内的气孔少,略有酸味。将加在草木灰中的改为,继续发酵,放锅蒸炒后果然炒出了松软的灰豆腐果。该过程中发生反应,其反应的化学方程式为 。
(4)为了进一步探究钠的化合物性质并收集氧气,设计了如下实验装置(夹持装置未画出):
①盛装仪器的名称为 ,写出B中与反应的化学方程式: ,生成标准状况下时,转移电子的数目为 。
②C中盛放溶液的作用是 。
22.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“价一类”二维图,回答下列问题:
(1)物质①与水反应的离子方程式为 ,所以通常将其保存在 中。
(2)写出淡黄色固体②与二氧化碳反应的化学方程式,并用双线桥表示其电子转移的方向和数目: 。
(3)从核心元素价态的视角看,中H元素的化合价为 价;与水反应生成一种强碱和可燃性气体,反应的化学方程式为 。
(4)和都是重要的化工原料,在生产和生活中有着广泛的应用。
①图III、IV中 能更好说明二者的稳定性(填装置序号)。
②写出B处的化学方程式 。
23.金属钠及其化合物在实际生产生活中应用广泛,完成以下有关金属钠及其化合物的问题:
(1)“侯氏制碱法”誉满全球,其反应原理为,该反应的离子方程式是 。
(2)碳酸氢钠可治疗胃酸(0.2%~0.4%的盐酸)过多,反应的离子方程式为 。
(3)除去粉末中少量的简单方法是 ;等质量的和粉末分别与足量相同的稀盐酸反应,反应放出气体较快的是 (填化学式,下同),产生气体质量较大的是 。
(4)用NaOH溶液吸收时发生反应的离子方程式为: 。
拓展培优
24.如图所示,A为一种常见的单质,B、C、D、E是含有A元素的常见化合物,它们的焰色试验均为黄色。下列叙述错误的是
A.E与C反应的离子方程式为
B.将a g蔗糖()完全燃烧,将产物通过足量B,B增重a g
C.将B和E按物质的量之比的比例混合后加热,充分反应后所得固体中只含D
D.把8.4gE溶于水制成100溶液,向该溶液中加入一定量盐酸恰好完全反应后,将溶液蒸干,所得固体质量为5.85g
25.向溶液中通入一定量的气体,充分反应后,再向所得溶液中逐滴加入的盐酸,产生的体积与所加盐酸体积之间关系如图所示。下列判断正确的是
A.原溶液的浓度为
B.通入在标准状况下的体积为
C.所得溶液的溶质成分的物质的量之比为
D.所得溶液的溶质成分的物质的量之比为
26.某固体粉末由、组成,为探究各组分含量,将其分成质量相等的两份进行实验。
实验1:一份加热至恒重,称得固体质量为。
实验2:向另一份滴加足量盐酸,充分反应后,得到(标准状况下)(不考虑过程中的损失)。
下列说法正确的是
A.原固体粉末的质量是
B.实验1中生成的的质量为
C.实验2中,至少需要含的盐酸
D.实验2中,当加入含的盐酸时,溶液中只有一种溶质
27.纯碱是基本化工原料。我国化学家侯德榜于1943年提出了著名的侯氏制碱法,主要为:将与合成氨,通入氨化的氯化钠饱和溶液(即饱和氨盐水)中,使溶解度小的从溶液中析出,加热晶体即可获得纯碱。大大缩短了生产流程,降低了成本,实现了中国人自己制碱的梦想。某化学实验小组在实验室中模拟此法制备纯碱。下列说法错误的是
A.为使甲中分液漏斗内的稀盐酸顺利滴下,应将分液漏斗上部的玻璃塞打开
B.乙装置中盛饱和溶液,目的是除去
C.雾化装置作用是便于充分吸收二氧化碳
D.反应完成后,将丙中U形管内的混合物过滤,得到固体和滤液
28.向浓度相等、体积均为的A、B两份溶液中,分别通入一定量的。在反应后的溶液中逐滴加入的盐酸,产生的体积(标准状况)与所加盐酸的体积关系如图所示。下列说法不正确的是
A.A溶液通入后的溶质是、,且物质的量之比为
B.A曲线中,消耗盐酸体积从到反应的离子方程式为
C.B溶液通入的在标况下体积为
D.原溶液的物质的量浓度为
29.纯碱是一种重要的化工原料,在玻璃、肥料、合成洗涤剂等工业中有着广泛的应用。
(1)某工厂模仿“侯氏制碱法”生产纯碱的工艺流程示意图如下:
①该工艺流程中可回收再利用的物质是 。
②设计实验检验纯碱产品中是否含有少量杂质,其操作方法是: 。
(2)实验室需要配制的溶液:
①所用仪器除天平、烧杯、药匙、胶头滴管外还有 (填仪器名称)。
②需用托盘天平称量 g的纯碱固体。
③某同学实际配的溶液的浓度为,原因可能是 (填字母)。
a.定容时俯视刻度线
b.发现凹液面超过刻度线,立即将多余溶液吸出
c.容量瓶内壁附有水珠而未干燥处理
d.溶液转移至容量瓶中后没有洗涤烧杯
(3)常温下在的溶液中逐滴加入溶液,溶液中的含碳元素的各种微粒的质量分数(纵轴)随溶液变化的部分情况如图。
根据图示回答下列问题:
将和混合并配成溶液,向溶液中滴加稀盐酸。下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成的物质的量的关系的是___________(填字母)。
A. B. C. D.
(4)若称取16.8g纯净的固体,加热一段时间后,剩余固体的质量为13.7g。如果把剩余的固体全部加入到的盐酸中充分反应。求溶液中剩余的盐酸的物质的量浓度 (设溶液的体积变化及盐酸的挥发忽略不计)
30.为确定某Na2CO3和NaHCO3混合物样品的组成,称取3份该样品溶于水后分别逐滴加入相同浓度盐酸100.0mL,充分反应,产生CO2的体积如下表(已折算成标准状况下的体积,不考虑CO2在水中的溶解):
实验序号
①
②
③
V[HCl(aq)]/mL
100.0
100.0
100.0
m (样品)/g
3.80
7.60
11.40
V(CO2)/mL
896
1344
896
请回答下列问题:
(1)实验③溶液蒸干灼烧后所得固体为 。
(2)样品中物质的量之比 。
(3)盐酸的物质的量浓度 。
31.(1)向碳酸钠的浓溶液中逐滴加入稀盐酸,直到不再产生CO2气体为止,在此过程中,溶液中的碳酸氢根离子浓度的变化是 。
A.先变大后变小 B.先变小后变大 C.一直变小 D.保持不变
(2)有含0.2molNa2CO3和含0.3molHCl的两种溶液中:①将Na2CO3溶液逐滴加入HCl溶液中;②将HCl溶液逐滴加入Na2CO3溶液中。①②两种操作生成的CO2之比为 。
(3)已知固体混合物A由NaHCO3、KHCO3、MgCO3、CaCO3四种物质中的两种混合而成。请通过计算和推理完成下列各小题:
①取A与足量的盐酸反应:若固体混合物A的物质的量n(A)为定值,生成气体的量即为定值,则A的组成可能有 种。若固体混合物A的质量m(A)为定值,生成气体的量为定值,则A的可能组成是(填写化学式): 、 ; 、 。(可以不填满)
②若先将A加热,剩余固体再与足量的盐酸反应,且先后两次产生的气体分别通过足量的澄清石灰水生成的沉淀均为10.0g,则混合固体A的总物质的量是 mol。
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专题3 从海水中获得的化学物质
第二单元 金属钠与钠的化合物
第2课时 钠的化合物
教学目标
1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,了解碳酸钠和碳酸氢钠的主要性质,了解它们在生产、生活中的应用。
2.结合实例认识钠的化合物的多样性,了解通过化学反应可以探索碳酸钠和碳酸氢钠的性质、实现碳酸钠和碳酸氢钠的转化。
重点和难点
重点:掌握碳酸钠和碳酸氢钠的性质及用途
难点:掌握侯氏制碱法。
◆知识点一 碳酸钠和碳酸氢钠的性质
1.碳酸钠(Na2CO3)
(1)碳酸钠是白色固体,俗称纯碱或苏打,易溶于水。
电离方程式:Na2CO3===2Na++CO。
(2)实验探究——Na2CO3的性质
实验
现象
结论(或化学方程式)
将澄清石灰水加入碳酸钠溶液中
产生白色沉淀
Ca(OH)2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaOH
将氯化钙溶液加入碳酸钠溶液中
产生白色沉淀
CaCl2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaCl
测碳酸钠溶液pH
pH>7
碳酸钠溶液呈碱性
将沾有油污的铜片放入热的碳酸钠溶液中
铜片表面变光亮,油污消失
碳酸钠溶液具有去污能力
(3)Na2CO3溶液与酸的反应
①与足量盐酸反应:Na2CO3+2HCl===2NaCl+CO2↑+H2O
②通入足量CO2:Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3
2.碳酸氢钠(NaHCO3)
(1)碳酸氢钠是白色固体,俗称小苏打,常温下溶解度小于碳酸钠,水溶液呈碱性。
电离方程式为NaHCO3===Na++HCO 。
(2)碳酸氢钠的化学性质
①与盐酸反应:NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O
②热稳定性:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
③与NaOH 反应:NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O
3.Na2CO3和NaHCO3的性质比较
性质
Na2CO3
NaHCO3
性质比较
水溶液
易溶
可溶
Na2CO3溶解度大于NaHCO3
溶液酸碱性
碱性
碱性
物质的量浓度相同时,Na2CO3溶液的碱性比NaHCO3溶液强
热稳定性
稳定
不稳定
Na2CO3热稳定性比NaHCO3强
与酸反应
能
能
NaHCO3与酸反应比Na2CO3更剧烈
相互转化
Na2CO3NaHCO3
4.Na2CO3和NaHCO3的用途
Na2CO3
NaHCO3
热的纯碱溶液除去物体表面的油污。
制玻璃、制肥皂、造纸、纺织、洗涤剂、冶金等。
发酵粉的主要成分、作灭火剂、医疗上治疗胃酸过多。
易错提醒
1.除去CO2中的HCl气体,应选用饱和NaHCO3溶液;
2.向饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2,有NaHCO3晶体析出。
3.鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液不能用Ca(OH)2或Ba(OH)2,二者均会产生白色沉淀
4.Na2CO3溶液与盐酸反应的过程为:Na2CO3NaHCO3CO2,可以用互滴法鉴别两种无色溶液。
5.溶解度比Na2CO3的小,原因是NaHCO3中含有氢键。
即学即练
1.下列有关NaHCO3和Na2CO3的叙述正确的是
A.Na2CO3和NaHCO3均可用作食用碱
B.向NaHCO3和Na2CO3固体中分别加入少量水后,均伴随放热现象
C.等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应,放出等质量的CO2
D.取这两种物质的饱和溶液各1mL分别滴加2滴酚酞溶液,NaHCO3溶液颜色较深
【答案】A
【详解】A.碳酸钠和碳酸氢钠,水解溶液均显碱性,可用作食用碱,A正确;
B.碳酸氢钠溶解吸收热量,碳酸钠溶解释放热量,B错误;
C.与足量盐酸反应,碳酸钠、碳酸氢钠中碳原子相同时生成等量的CO2,则二者物质的量相同,但等质量的NaHCO3和Na2CO3的物质的量不相同,即产生的二氧化碳的质量不相同,C错误;
D.相同温度下,饱和Na2CO3溶液的碱性更强,滴加酚酞以后,溶液红色较深的是饱和Na2CO3溶液,D错误;
故答案为:A。
2.关于和的说法错误的是
A.两种固体灼烧时火焰均呈黄色
B.物质的量相等的和分别与足量盐酸反应,产生等量的
C.质量相等的和分别与足量盐酸反应,消耗的HCl更多
D.分别取少量和放入试管中,滴入几滴水,振荡,将温度计分别插入其中,温度计示数均升高
【答案】D
【详解】A.两种固体均含有钠元素,则灼烧时火焰均呈黄色,A正确;
B.和中都是含有1个碳,根据元素守恒,物质的量相等的和分别与足量盐酸反应,产生等量的,B正确;
C.对于,106g消耗2molHCl,则53g消耗1molHCl,对于,84g消耗1molHCl,则质量相等的和分别与足量盐酸反应,消耗的HCl更多,C正确;
D.碳酸钠溶于水放热,碳酸氢钠溶于水吸热,则放入试管中,滴入几滴水,振荡,将温度计插入其中,温度计示数降低,D错误;
故选D。
3.为探究碳酸钠及碳酸氢钠的部分性质,设计如图装置和实验。下列说法正确的是
A.加盐酸过程中,产生气体的速度①>②
B.加盐酸前,①比②红色更深
C.图③可验证Na2CO3和NaHCO3的热稳定性,其中甲为Na2CO3
D.完全反应后,气球体积①>②
【答案】B
【详解】A.Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3、NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,由反应方程式可以看出,Na2CO3溶液中滴加HCl,起初不产生气泡,而NaHCO3溶液中滴加盐酸,立即产生气泡,所以加盐酸过程中,产生气体的速度①<②,A不正确;
B.碱性溶液能使酚酞变红色,由于相同浓度Na2CO3溶液的碱性比NaHCO3强,所以加盐酸前,①比②红色更深,B正确;
C.套管实验中,外管受热温度高于内管,验证Na2CO3和NaHCO3的热稳定性时,热稳定差的物质应放在内管,所以甲应为NaHCO3,C不正确;
D.Na2CO3、NaHCO3的物质量相等,盐酸足量,则完全反应后,根据碳元素守恒,产生CO2的体积相同,气球体积①=②,D不正确;
故选B。
◆知识点二 侯氏制碱法
1.主要反应
NaCl+NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl
2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
2.制法原理
(1)NH3通入到饱和NaCl溶液中,形成氨水的NaCl饱和溶液,然后再通入CO2。这样先形成了一个弱碱性的环境以后,可以增大CO2在溶液中的溶解度,生成更多的NaHCO3。
(2)因为NaHCO3的溶解度小于NH4Cl的溶解度,所以是NaHCO3先从溶液中结晶析出。
(3)在制碱工业上,所用原料CO2和NH3是由合成氨厂提供的,所以工业生产上常将侯氏制碱和合成氨联合在一起,称为“联合制碱法”。“联合制碱法”还能得到NaHCO3和NH4Cl等副产品。
易错提醒
即学即练
1.实验室模拟侯氏制碱过程中,下列图示装置和原理能达到实验目的的是
A.实验室制取CO2
B.制取碳酸氢钠
C.制取碳酸钠
D.分离出碳酸氢钠
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.实验室用稀盐酸和大理石来制取CO2,A错误;
B.通入气体时,应该从长导管进入,B错误;
C.灼烧碳酸氢钠不能在蒸发皿中进行,应在铁坩埚中进行,C错误;
D.将碳酸氢钠晶体和母液分离开来,使用过滤的方法,D正确;
故选D。
2.我国化学家侯德榜改革国外的纯碱生产工艺,生产流程可简要表示如图。下列说法中错误的是
A.沉淀池中发生反应的离子方程式为:
B.上述物质中X物质是CO2
C.侯氏制碱使原料NaCl的利用率从70%提高到90%以上,主要是设计了循环1的循环
D.母液中物质的量:
【答案】A
【详解】A.沉淀池中发生化学方程式为:,则离子方程式为:,A项错误;
B.,X循环物质为,B项正确;
C.侯氏制碱法主要设计了循环1中氯化钠返回到沉淀池中,C项正确;
D.母液溶质主要为氯化铵,碳酸氢钠的溶解度小变成沉淀析出,,则;
答案选A。
3.根据侯氏制碱原理(),某学习小组制备少量流程如下:
工业合成氨反应为 根据上述制碱流程,下列有关说法正确的是
A.滤液中:
B.吸收氨气时可将氨气直接用导管通入饱和食盐水中
C.碳酸化后溶液中大量存在离子有:、、、
D.煅烧晶体时发生离子反应:
【答案】A
【详解】A.根据侯氏制碱原理()可知,滤液中的溶质为和,由电荷守恒,则,故A正确;
B.氨气极易溶于水,易产生倒吸。所以吸氨过程中不可将氨气直接用导管通入饱和食盐水中,应连一个防倒吸装置,故B错;
C.由于饱和食盐水中钠离子浓度很大,所以碳酸化后溶液中的与结合生成晶体,从而使溶液中的、不 能大量存在,故C错;
D.煅烧晶体的反应不属于离子反应,则,故D错;
答案选A。
一、碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别方法
1.加热法:利用NaHCO3固体受热易分解,Na2CO3不易分解,将固体置于试管中加热,能产生使澄清石灰水变浑浊的气体的是NaHCO3。
2.沉淀法:各取少量固体溶于水,再分别滴加稀BaCl2或CaCl2或Ba(NO3)2溶液,有白色沉淀生成的是Na2CO3。
3.测pH法:配成相同物质的量浓度的两溶液,pH较大的是Na2CO3。
4.测生成气体快慢法:各取少量固体于试管,加适量水溶解,分别滴加稀盐酸,立刻有气体产生的是NaHCO3,开始无现象,后有气体产生的是Na2CO3。
实践应用
1.以下有关和的说法正确的是
A.溶解性:
B.澄清石灰水可用来鉴别二者
C.在一定条件下,二者可以相互转化
D.等质量的和分别与足量盐酸反应,放出多
【答案】C
【详解】A.相同温度下,碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠,A错误;
B.澄清石灰水分别与Na2CO3、NaHCO3反应,均会产生白色沉淀CaCO3,所以不能用澄清石灰水来鉴别Na2CO3和NaHCO3,B错误;
C.Na2CO3与少量酸反应可转化为NaHCO3,NaHCO3固体受热分解可转化为Na2CO3,C正确;
D.M(Na2CO3)=106g·mol-1,M(NaHCO3)=84g·mol-1,若二者等质量,则NaHCO3中含有的C元素更多,与足量盐酸反应放出的CO2更多,D错误;
故选C。
2.下列关于与性质的叙述中不正确的是
A.相同条件下,热稳定性:比更稳定
B.等质量的和与足量稀盐酸反应,相同条件下,产生的体积相等
C.向溶液和溶液中分别滴加少量稀盐酸,现象不同,可鉴别两种溶液
D.用澄清石灰水不可以鉴别溶液与溶液
【答案】B
【详解】A.NaHCO3受热分解为碳酸钠,碳酸钠加热不分解,热稳定性:比更稳定,A正确;
B.根据反应的方程式Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O,NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O可知,106 g Na2CO3完全反应生成1 mol CO2,84 g NaHCO3完全反应生成1 mol CO2,所以等质量的NaHCO3和Na2CO3与足量盐酸反应,在相同条件下NaHCO3产生的CO2体积大,B错误;
C.Na2CO3溶液和NaHCO3溶液分别滴加少量稀盐酸,碳酸氢钠中立即产生气泡,碳酸钠与盐酸会先生成碳酸氢钠,不会立即生成气体,现象不同,可鉴别两种溶液,C正确;
D.Na2CO3溶液和NaHCO3溶液分别滴加澄清石灰水,溶液中都产生白色沉淀碳酸钙,不可以鉴别,D正确;
答案选B。
3.下列有关钠元素的单质及其化合物的说法错误的是
A.金属钠与Ca(HCO3)2溶液反应时,既有沉淀生成又有气体逸出
B.灼烧某白色粉末,火焰呈黄色,证明该粉末中有Na+,可能有K+
C.向饱和碳酸钠溶液中通入足量的CO2,有沉淀生成
D.可用澄清石灰水鉴别NaHCO3溶液和Na2CO3溶液
【答案】D
【详解】A.金属钠与Ca(HCO3)2溶液反应时,钠先与水反应生成氢气,生成的NaOH再与Ca(HCO3)2反应生成碳酸钙沉淀,所以既有沉淀生成又有气体逸出,A正确;
B.钠元素的焰色为黄色,灼烧某白色粉末,火焰呈黄色,证明该粉末中有Na+,但没有透过蓝色钴玻璃观察,不能确定K+是否存在,B正确;
C.向饱和碳酸钠溶液中通入足量的CO2,生成NaHCO3,由于在饱和碳酸钠溶液中碳酸氢钠的溶解度小,所以部分NaHCO3转化为沉淀,C正确;
D.澄清石灰水与NaHCO3和Na2CO3都能反应生成碳酸钙沉淀,所以不能用澄清石灰水鉴别NaHCO3溶液和Na2CO3溶液,D错误;
故选D。
二、碳酸钠与碳酸氢钠的性质比较
性质对比
溶水热效应
水溶性
热稳定性
碱性
与酸反应速率
苏打放热
苏打>小苏打
苏打>小苏打
苏打>小苏打
苏打<小苏打
化学性质
盐通性
与盐反应
BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl
与碱反应
Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH
NaOH+NaHCO3=Na2CO3+H2O
与酸反应
2HCl+Na2CO3=2NaCl+CO2↑+H2O
HCl+NaHCO3=NaCl+CO2↑+H2O
稳定性
2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
水解性
均可与水反应,溶液呈碱性(苏打溶液碱性较强,用作洗涤剂;小苏打碱性弱,用于治疗胃酸过多)
与CO2反应
Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3
实践应用
1.下列有关和的说法中,正确的是
A.和溶液均显碱性,均可用做工业用碱
B.用澄清石灰水可以鉴别碳酸钠和碳酸氢钠溶液
C.向固体中加少量的水,结块并伴随吸热现象
D.碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应放出气体的速度:
【答案】A
【详解】A.和溶液均显碱性,均可用做工业用碱,A正确;
B.碳酸钠和碳酸氢钠溶液都能与澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀,不能用澄清石灰水鉴别碳酸钠和碳酸氢钠溶液,B错误;
C.向 固体中加少量的水,结块并伴随放热现象,C错误;
D.碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应放出气体的速度:,D错误;
答案选A。
2.我国化学家侯德榜提出了著名的侯氏制碱法,为世界制碱工业做出了突出贡献。某实验小组模拟侯氏制碱法的工艺流程如图。
下列说法正确的是
A.饱和食盐水中气体通入顺序:先通再通
B.“操作a”为蒸馏,利用了和沸点差异较大的性质
C.热稳定性:
D.可以用溶液来鉴别和
【答案】A
【详解】A. 氨气的溶解度大于二氧化碳的溶解度,为增大二氧化碳的溶解度生成更多的碳酸氢根离子,饱和食盐水中气体通入顺序:先通再通,故A正确;
B. “操作a”为过滤,利用了和溶解度差异较大,故B错误;
C. 热稳定性:,故C错误;
D. 和均可以与反应生成白色沉淀,不能用溶液来鉴别和,故D错误;
选A。
3.Na、K属于碱金属元素,其形成的物质在生活生产中有广泛应用。NaCl不仅可以作调味剂,在工业生产中也占据着重要地位。
(1)NaCl是氯碱工业的原料,此工业可以制取的产品有 (至少写出2种)。
(2)KIO3常用作食盐中的补碘剂,可用“氯酸钾氧化法”制备,该方法的第一步反应为:_____I2+_____KClO3+_____→_____KH(IO3)2+5KCl+3Cl2↑。配平该反应的化学方程式 。反应中生成的Cl2可用 吸收制备漂粉精。
NaHCO3俗称小苏打,可用于治疗胃酸过多。
(3)有实验小组利用pH传感器探究Na2CO3和NaHCO3的性质,实验过程如表所示。
实验操作
实验数据
写出Na2CO3与澄清石灰水反应的离子方程式 ,未参与该反应的实验证据是 。
(4)结合离子方程式说明NaHCO3可用于治疗胃酸过多的原因 。胃酸过多易引起胃溃疡,小苏打可用于治疗胃溃疡,如果处于胃溃疡的活动期,医生不建议服用小苏打,请猜测医生不建议的原因 。
【答案】(1)NaOH、H2、Cl2等
(2) 石灰乳
(3) 滴加Na2CO3溶液的pH变化曲线与滴加蒸馏水的基本重合,pH基本不变
(4) ,能结合,从而治疗胃酸过多 小苏打在中和胃酸的同时会产生很多二氧化碳,这些气体可能会诱发消化道穿孔
【详解】(1)氯碱工业为电解饱和食盐水溶液,发生反应,生成NaOH、Cl2和H2;
(2)根据该反应方程式的部分反应物和产物可知,该反应中I元素化合价由0价升高为+5价,I2为还原剂,Cl元素化合价从+5价降为-1价和0价,KClO3为氧化剂,此外反应物中应有水参与,根据转移电子数量守恒,得出该反应方程式为6I2+11KClO3+3H2O=6KH(IO3)2+5KCl+3Cl2↑;漂粉精可由石灰乳和Cl2反应制得;
(3)碳酸钠和澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀,离子方程式为;滴加Na2CO3溶液的pH变化曲线与滴加蒸馏水的基本重合,pH基本不变,说明反应过程中OH-没有被消耗,OH-未参与该反应;
(4)人体胃液中含有较多的盐酸,碳酸氢钠可与盐酸反应从而降低氢离子浓度治疗胃酸过多,离子方程式为;小苏打和盐酸反应会产生较多的二氧化碳,如果处于胃溃疡的活动期,则生成的二氧化碳可能会诱发胃穿孔等。
三、侯氏制碱法
原料
NH3、CO2、饱和食盐水
原理
往饱和食盐水中依次通入足量的NH3、CO2(氨碱法),利用NaHCO3的溶解性小于NH4HCO3的溶解性原理,使NaHCO3从溶液中析出。
NH3+CO2+H2O=NH4HCO3、NH4HCO3+NaCl(饱和)=NaHCO3↓+NH4Cl
总反应为:NH3+CO2+H2O+NaCl(饱和)=NaHCO3↓+NH4Cl
2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
生产流程
实践应用
1.如图所示是工业制纯碱的部分物质转化示意图,下列推测正确的是
A.侯氏制碱法利用了碳酸钠的溶解度较小,易从水中析出的性质
B.母液中提取的副产品主要为
C.沉淀池中发生反应的离子方程式为
D.为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠可取少量试样溶于水后直接加溶液
【答案】C
【详解】A.侯氏制碱法利用了碳酸氢钠的溶解度较小,易从水中析出的性质,A错误;
B.母液中提取的副产品主要为NH4Cl,B错误;
C.沉淀池中发生反应是向氨化的饱和氯化钠溶液中通入二氧化碳,反应的化学方程式:,离子方程式为,C正确;
D.直接加AgNO3溶液会发生Ag+和结合成沉淀,影响检验,应先加足量的稀硝酸,再滴加AgNO3溶液,D错误;
故选C。
2.侯德榜创立了中国人自己的制碱工艺——侯氏制碱法。侯氏制碱的反应原理为,它是在饱和食盐水中通入氨气,形成氨化的氯化钠饱和溶液(饱和氨盐水),再向其中通入二氧化碳。由于的溶解度最小,故可析出晶体。实验室模拟侯氏制碱法,下列装置的选择及连接顺序正确的是
A.abcgh B.aefbcd C.aefbcgh D.aefbcghd
【答案】C
【详解】先用碳酸钙和稀盐酸反应生成二氧化碳,生成的二氧化碳气体通过饱和碳酸氢钠洗气(除),再通过U形管制取碳酸氢钠和氯化铵,最后反应剩余的气体通过稀硫酸除去氨气防止污染空气,因此正确的顺序为aefbcgh;
故选C。
3.某小组设计如图所示装置(夹持装置略去),在实验室模拟侯氏制碱工艺中NaHCO3的制备。下列说法正确的是
A.③、⑤中可分别盛放饱和石灰水和浓氨水
B.装置①也可用于实验室制Cl2
C.应先向③中通入足量NH3,再通入足量CO2
D.③中反应的离子方程式为NH3+CO2+H2O=+
【答案】C
【详解】A.③中为饱和食盐水,用来制备碳酸氢钠,⑤中是浓氨水滴入碱石灰生成氨气,故A错误;
B.实验室制Cl2是利用二氧化锰和浓盐酸加热生成,装置①也不用于制Cl2,故B错误;
C.由于二氧化碳的溶解度较小,先通入氨气后再通入二氧化碳,增大二氧化碳吸收,生成碳酸氢钠,故C正确;
D.③中反应为氨气、二氧化碳、氯化钠和水反应生成碳酸氢钠晶体和氯化铵,反应的离子方程式:NH3+CO2+H2O+Na+=+NaHCO3↓,故D错误;
故选:C。
考点一 碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别与除杂
【例1】下列除杂方法或试剂正确的是
A
B
C
D
混合物(括号内为杂质)
固体()
溶液()
溶液()
除杂方法及试剂
加NaOH固体
加少量HCl
加点燃
加入适量NaOH溶液
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.固体()用直接加热的方法除去杂质,若用NaOH固体,可能会引入新杂质NaOH,A错误;
B.溶液()加入少量HCl,会引入Cl-杂质,B错误;
C.用O2点燃,会引入O2气体杂质,C错误;
D.溶液()加入适量NaOH溶液,发生NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O,可以除去溶液中的杂质,D正确;
答案选D。
解题要点
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。
①沉淀法:加入BaCl2溶液或CaCl2溶液,产生沉淀的是Na2CO3溶液。
②气体法:滴入稀盐酸,立即产生气泡的是NaHCO3溶液。
③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
【变式1-1】物质除杂是化学实验中经常会遇见的问题,下列除杂的方法(括号里为少量杂质)中,所用试剂或操作正确的是
A.CO2(HCl):将气体通入盛有饱和Na2CO3溶液的洗气瓶
B.MgO(Al2O3):加入足量NaOH溶液,过滤、洗涤、干燥
C.Na2O(Na2O2):通入足量O2,加热
D.NaHCO3固体(Na2CO3):通入足量干燥的CO2
【答案】B
【详解】A.CO2会与Na2CO3溶液反应产生NaHCO3,会消耗CO2气体,因此不能达到除杂净化的目的,A项错误;
B.Al2O3是两性氧化物,能够与NaOH反应产生可溶性物质四羟基合铝酸钠,而MgO是碱性氧化物,不与NaOH溶液反应,然后过滤、洗涤、干燥,就得到MgO,因此,可以达到净化除杂的目的,B项正确;
C.Na2O与O2在加热条件下反应生成Na2O2,不能达到除杂净化的目的,C项错误;
D.常温下Na2CO3与干燥的CO2不反应,不能达到除杂净化的目的,D项错误。
答案选B。
【变式1-2】物质除杂是化学实验中经常会遇见的问题,下列除杂的方法(括号里为少量杂质)中,所用试剂或操作正确的是
A.:将气体通入盛有饱和溶液的洗气瓶
B.:加入足量溶液,过滤、洗涤、干燥
C.:通入足量,加热
D.固体:通入足量干燥的
【答案】B
【详解】A.会与溶液反应产生,会除去气体,不能达到除杂净化的目的,A错误;
B.是两性氧化物,能够与反应产生可溶性物质四羟基合铝酸钠,而是碱性氧化物,不与溶液反应,然后过滤、洗涤、干燥,就得到,B正确;
C.与在加热条件下反应生成,不能达到除杂净化的目的,C错误;
D.常温下碳酸钠与干燥的不反应,不能达到除杂净化的目的,D错误;
故选B。
考点二 碳酸钠纯度的测定
【例2】某同学为测定固体(含少量NaCl)的纯度,设计如图装置(含试剂)进行实验。
下列说法不正确的是
A.氢氧化钡溶液可以换成饱和碳酸氢钠溶液
B.④的作用是防止空气中的气体影响实验的精确度
C.通入空气的作用是保证②中产生的气体完全转移到③中
D.称取样品和③中产生的沉淀的质量即可求算固体的纯度
【答案】A
【详解】A.根据分析,③中足量的氢氧化钡溶液吸收②中放出的二氧化碳生成碳酸钡沉淀,碳酸氢钠不能吸收二氧化碳,故A错误;
B.碱石灰可与二氧化碳、水等气体反应,可防止空气中的二氧化碳、水等气体影响实验的精确度,故B正确;
C.根据③中沉淀的质量计算碳酸钠的纯度,故需要通入空气,保证②中产生的二氧化碳完全转移到③中被充分吸收,减小实验误差,故C正确;
D.③中产生的沉淀为碳酸钡,根据碳酸钡的质量可计算生成二氧化碳的质量,再根据生成二氧化碳的质量计算样品中碳酸钠的质量,根据称取样品的质量即可求算碳酸钠固体的纯度,故D正确;
故选A。
解题要点
1.气体法:发生反应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的纯度。但要注意CO2中杂质的干扰。
2.沉淀法:发生反应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的纯度。
【变式2-1】为了测定含有小苏打杂质的苏打的纯度,设计了以下实验方案。达不到实验目的的是
A.取样品 ag,充分加热,固体质量减少 bg
B.取样品 ag与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得固体 bg
C.取 ag混合物与足量NaOH 溶液充分反应,得到 bg溶液
D.取ag混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出气体干燥后用碱石灰吸收,质量增加 bg
【答案】C
【详解】A.碳酸氢钠受热易分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,碳酸钠受热不分解,所以通过加热分解,利用差量法可计算出碳酸钠纯度,故A正确;
B.碳酸钠和碳酸氢钠均可与稀盐酸反应生成水、二氧化碳和氯化钠,所以bg固体是氯化钠,利用样品的质量和氯化钠固体的质量建立方程式,可计算出碳酸钠纯度,故B正确;
C.碳酸钠与氢氧化钠溶液不反应,碳酸氢钠与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水,则碳酸钠和氢氧化钠混合溶液的质量为bg,所以不能利用题给数据建立方程式,无法测定碳酸钠纯度,故C错误;
D.碳酸钠和碳酸氢钠与足量盐酸充分反应生成氯化钠、水和二氧化碳,逸出的二氧化碳中混有水蒸气,干燥后碱石灰吸收二氧化碳的质量为bg,利用样品的质量和二氧化碳的质量建立方程式,可计算出碳酸钠纯度,故D正确;
故选C。
【变式2-2】为了测定含有小苏打杂质的苏打的纯度,设计了以下实验方案。达不到实验目的的是
A.取样品ag,充分加热得固体bg
B.取样品ag与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得固体bg
C.取样品ag与足量盐酸充分反应,逸出的气体用碱石灰吸收,质量增加bg
D.取样品ag与足量Ba(OH)2溶液充分反应,过滤、洗涤、干燥所得沉淀bg
【答案】C
【详解】A.碳酸氢钠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碳酸钠纯度,A正确;
B.二者均可与稀盐酸反应生成水、二氧化碳和氯化钠,所以ag固体是氯化钠,利用守恒法可计算出碳酸钠纯度,B正确;
C.混合物与足量盐酸充分反应,生成水和二氧化碳,所以逸出的气体是二氧化碳,但会混有水蒸气,即碱石灰增加的质量不是二氧化碳的质量,不能测定碳酸钠纯度,C错误;
D.二者都与氢氧化钡反应,因此最后得到的固体是碳酸钡,所以可以计算出碳酸钠纯度,D正确;
故答案为:C。
考点三 Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应的基本图象
【例3】某小组同学为探究溶液中通入后所得溶质的成分,向该反应后的溶液中逐滴加入盐酸,所得体积与所滴加盐酸的体积的关系如图所示,下列说法正确的是
A.点对应的溶液中的溶质只含
B.若,则溶液中的溶质为、
C.若点时得到,则为0.1
D.若,则溶液中的溶质可能为、
【答案】B
【详解】A.M点是Na2CO3恰好转化为NaHCO3的点,此时溶液中溶质一定有NaCl,A错误;
B.若OM>MP,则表明OM段消耗的盐酸大于溶液中NaHCO3消耗的盐酸,根据分析中的反应式则可推出Y溶液中除Na2CO3外还应有其他溶质,且不是NaHCO3,故溶液Y的溶质为NaOH和Na2CO3,B正确;
C.未指明CO2所处的状况,无法根据体积计算物质的量,也就不能确定x的值,C错误;
D.根据分析可知,溶液Y中的溶质不可能同时有NaOH和NaHCO3,D错误;
故答案选B。
解题要点
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Na2CO3
涉及离子方程式Oa:CO+H+===HCO;
ab:HCO+H+===H2O+CO2↑
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Na2CO3和NaOH
涉及离子方程式Oa:OH-+H+===H2O、
CO+H+===HCO;
ab:HCO+H+===H2O+CO2↑
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Na2CO3和NaHCO3
涉及离子方程式Oa:CO+H+===HCO;
ab:HCO+H+===H2O+CO2↑
若a=0(即图像从原点开始)
溶液中的溶质为NaHCO3
涉及离子方程式:HCO+H+===H2O+CO2↑
【变式3-1】某兴趣小组为了探究一瓶变质的NaOH溶液中NaOH与的含量,向该溶液中滴加的稀硫酸至不再产生气体为止,气体的体积(标准状况)与稀硫酸体积的关系如图所示。下列说法正确的是
A.在0~a范围内,只发生反应
B.ab段发生反应的离子方程式为
C.与NaOH反应消耗稀硫酸的体积为40mL
D.原混合溶液中NaOH与的物质的量之比为1:4
【答案】C
【详解】A.由分析可知,先发生氢氧化钠与稀硫酸的中和反应,再发生碳酸钠与稀硫酸的反应生成碳酸氢钠,则在0~a范围内,发生反应:和,A错误;
B.由分析可知,ab段碳酸氢钠与稀硫酸反应生成、和水,反应的离子方程式为:,B错误;
C.由于,根据碳元素守恒,混合物中,完全转化为消耗0.01mol,消耗稀硫酸的体积为20mL,则与NaOH反应消耗稀硫酸的体积为60mL-20mL=40mL,C正确;
D.与NaOH反应消耗稀硫酸的体积为40mL,则原混合溶液中,,所以原混合溶液中NaOH与的物质的量之比为4∶1,D错误;
故选C。
【变式3-2】向溶液中逐滴加入稀盐酸,生成气体的体积随盐酸加入量的变化关系如图所示。下列有关此过程的叙述错误的是
A.点和点对应的溶液都能使酚酞变红
B.段发生反应:
C.将点和点对应溶液混合不会产生气体
D.点对应的溶液可以与和大量共存
【答案】C
【详解】A.碳酸钠和碳酸氢钠溶液都呈碱性,能使酚酞变红,A正确;
B.段发生反应生成气体,发生反应:,B正确;
C.点和点对应溶液混合,也会发生反应产生气体,C错误;
D.点的溶液中存在和,可以与和大量共存,D正确;
故选C。
基础达标
1.碳酸钠和氯化钠都是白色固体,下列鉴别方法和结论均正确的是
A.分别滴加2滴水,用温度计测定温度降低的是
B.焰色试验有黄色火焰的是
C.溶解后分别滴加溶液,产生沉淀的是
D.各取少量固体加蒸馏水溶解,滴加滴酚酞,溶液变红的是
【答案】D
【详解】A.碳酸钠(Na2CO3)溶解时放热,而氯化钠(NaCl)溶解时温度几部不变,故温度升高的是,A错误;
B.焰色试验中,Na+的焰色均为黄色,无法区分两者,B错误;
C.Na2CO3与AgNO3生成Ag2CO3沉淀,NaCl生成AgCl沉淀,两者均产生白色沉淀,无法鉴别,C错误;
D.Na2CO3溶液呈碱性,酚酞变红;NaCl溶液为中性,酚酞不变色,可明确区分,D正确;
故选D。
2.室温下,通过下列实验探究溶液的性质。
实验1:用铂丝蘸取少量溶液,置于火焰灼烧,火焰呈黄色
实验2:在溶液中逐滴加入溶液,溶液中含碳元素微粒的物质的量随pH变化的图像如图所示(逸出未画出)。
下列说法不正确的是
A.钠元素的焰色反应为黄色
B.M点时
C.溶液后,反应过程表示为:
D.同一溶液中可以大量共存
【答案】D
【详解】A.焰色试验是指某些金属或它们的化合物在灼烧时使火焰呈现特征颜色的试验,钠元素的焰色反应为黄色,A正确;
B.由图可知,M点时碳酸根离子和碳酸氢根离子物质的量相等,则,B正确;
C.由图可知,溶液后,碳酸氢根离子物质的量不断减小,物质的量先增大后不变,则反应为碳酸氢根离子和氢离子生成碳酸,碳酸部分分解为二氧化碳和水,反应过程表示为:,C正确;
D.由图可知,同一溶液中可以大量共存,也可以大量共存,但不能大量共存,D错误;
故选D。
3.提纯NaCl粗品(含少量的Ca2+、Mg2+和)得到精盐的方案如下,所用试剂为BaCl2溶液、Na2CO3溶液、盐酸和NaOH溶液(过程中所加试剂均过量)。
下列说法不正确的是
A.操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ都要用到玻璃棒
B.若试剂2是NaOH溶液,则试剂3一定是Na2CO3溶液,试剂4为盐酸
C.滤液中只含有Na+、Cl-和OH-
D.操作Ⅲ的操作:精盐水蒸发至大量固体析出,停止加热,利用余热使滤液蒸干即得精盐
【答案】C
【详解】A.操作Ⅰ、Ⅱ都是过滤,操作Ⅲ是蒸发结晶,都要用到玻璃棒,A正确;
B.若试剂2是NaOH溶液,则试剂1是BaCl2溶液,试剂3一定是Na2CO3溶液(Na2CO3)必须在BaCl2的后面加入,以除去过量的Ba2+),试剂4为盐酸,B正确;
C.滤液中除含有Na+、Cl-和OH-外,还含有过量Na2CO3电离产生的,C不正确;
D.精盐水中只含有Na+、OH-、水及水电离产生的少量H+,不含有其它杂质,则操作Ⅲ的操作:精盐水蒸发至大量固体析出,停止加热,利用余热使滤液蒸干即得精盐,D正确;
故选C。
4.1943年我国科学家侯德榜发明了联合制碱法,即将氨碱法和合成氨法两种工艺联合起来,同时生产纯碱和氯化铵两种产品,已知:NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl,其过程如图所示:
下列说法正确的是
A.步骤①和步骤②中加入的气体顺序可以调换
B.步骤②采用的分离操作需要用到分液漏斗
C.步骤③得到的Na2CO3中可能含有NaHCO3,用澄清石灰水可以检验
D.步骤④得到的食盐水可循环使用,提高NaCl的利用率
【答案】D
【详解】A.二氧化碳在饱和食盐水里溶解度小,氨极易溶解,故在饱和食盐水中通入氨气,形成饱和氨盐水,再向其中通入二氧化碳,加入的气体顺序不可以调换,A错误;
B.步骤②采用的分离操作为固液分离,需要用到漏斗,B错误;
C.步骤③得到的Na2CO3中可能含有NaHCO3,Na2CO3和NaHCO3均可与澄清石灰水产生白色沉淀,不可以检验,C错误;
D.步骤④得到的食盐水可循环使用,提高NaCl的利用率,节约资源,D正确;
故选D。
5.下列实验方案中,不能测定出Na2CO3和NaHCO3的混合物中Na2CO3质量分数的是
A.取ag混合物充分加热,质量减少bg
B.取ag混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得到bg固体
C.取ag混合物与足量NaOH溶液充分反应,得到bg溶液
D.取ag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bg
【答案】C
【详解】A.只有碳酸氢钠加热分解,由差量法可计算碳酸氢钠的质量,然后再计算碳酸钠的质量分数,能够测出混合物中碳酸钠的质量分数,A不符合题意;
B.加热后bg固体为氯化钠的质量,设碳酸钠的物质的量为x、碳酸氢钠的物质的量为y,则106x+84y=a,2x+y=,解方程计算出a、b,然后可计算出混合物中碳酸钠的质量分数,B不符合题意;
C.取ag混合物与足量NaOH溶液充分反应,得到bg溶液,由于没有沉淀或气体产生,无法求出与Na2CO3、NaHCO3相关的微粒的质量或物质的量,无法求出Na2CO3和NaHCO3的混合物中Na2CO3的质量分数,C符合题意;
D.取ag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bg,即两种盐与硫酸反应生成CO2的质量为bg,设混合物中碳酸氢钠的质量为x,碳酸氢钠的物质的量为y,由题意可建立如下方程:84x+106y=a,44x+44y=b,解联立方程可得碳酸钠的物质的量,由此可计算混合物中碳酸钠的质量分数,D不符合题意;
6.下列说法不正确的是
A.小苏打可用于治疗胃酸过多,也是发酵粉的主要成分之一
B.氯气有毒,不能用于医药化工生产
C.具有强氧化性,可用于自来水杀菌消毒
D.硬铝密度小、强度高,抗腐蚀能力强,可用作飞机材料
【答案】B
【详解】A.小苏打(NaHCO3)能中和胃酸(HCl),能受热分解产生CO2用于发酵,A正确;
B.氯气虽有毒,但仍是重要化工原料,如生产盐酸、含氯有机物等,B错误;
C.ClO2的强氧化性可高效杀菌且安全性较高,C正确;
D.硬铝是铝合金,性能优异,符合航空材料需求,D正确;
故选B。
7.下图是某种食品膨松剂的标签,下列有关说法不恰当的是
A.俗名小苏打
B.膨松剂与发酵产生的有机酸反应生成,使得面团更松软
C.可作酸度调节剂是因为溶液呈碱性
D.等质量的和与过量的酸反应,后者产生的更多
【答案】D
【详解】A.小苏打就是碳酸氢钠,A正确;
B.膨松剂与发酵产生的有机酸反应生成,使得面团疏松多孔,更松软,B正确;
C.溶液呈碱性,可作酸度调节剂,C正确;
D.等质量的和,物质的量更多,与过量的酸反应,产生的更多,D错误;
故选D。
8.某化学小组比较、的热稳定性的实验装置如下。下列说法正确的是
A.可以用澄清石灰水来鉴别和
B.分别向等质量的两种物质中滴入等体积少量水后均出现放热现象
C.甲是碳酸钠,乙是碳酸氢钠,B中澄清石灰水变浑浊,能得出碳酸钠热稳定性大于碳酸氢钠的结论
D.等质量的两种物质与足量盐酸反应生成的气体质量一样多
【答案】C
【详解】A.澄清石灰水与或均产生白色沉淀,故A错误;
B.向碳酸氢钠中加入少量水后,碳酸氢钠溶解并伴随吸热现象,故B错误;
C.该装置中碳酸氢钠受热分解,B中澄清石灰水变浑浊,碳酸钠受热不易发生分解,A中澄清石灰水无明显变化,因此可以得出碳酸钠热稳定性大于碳酸氢钠的结论,故C正确;
D.等质量的和,碳酸钠的摩尔质量大,其物质的量少,盐酸足量,则与盐酸完全反应,碳酸钠产生的气体少,故D错误;
故选C。
9.下列实验方案中,不能测定出和混合物中各物质的质量分数的是
A.取ag该混合物与足量稀盐酸反应,加热、蒸干、灼烧,得到bmol固体
B.取ag该混合物充分加热,质量减少bg
C.取ag该混合物与足量稀硫酸反应,逸出气体经干燥后测出体积为bL(标准状况)
D.取ag该混合物与足量溶液充分反应,得到bg溶液
【答案】D
【详解】A.取ag混合物与足量稀盐酸反应,最终得到bmol NaCl固体。根据反应关系,2x+y=b,106x+84y=a,可求解两者质量分数,A不符合题意;
B.取ag混合物加热,减少的bg为分解产生的CO2和H2O总质量。根据差量法:,的质量为:,进而求出的质量分数,B不符合题意;
C.取ag混合物与足量稀硫酸反应,生成bL CO2(标准状况),CO2物质的量为x+y=,106x+84y=a,可求解两者质量分数,C不符合题意;
D.取ag混合物与过量NaOH溶液反应,得到bg溶液。溶液质量包含原混合物、过量NaOH及生成物,但无法确定过量NaOH的具体量,无法建立有效方程计算两者质量分数,D符合题意;
故选D。
10.钠及其化合物的部分转化关系如图所示:
完成下列填空:
(1)在工业上,获取金属钠的合理方法是___________。
A.从地壳中直接开采金属钠 B.加热分解氧化钠
C.电解熔融氯化钠 D.用氢气还原氧化钠
(2)关于金属钠,下列说法正确的是___________。
A.钠的熔点低,硬度小 B.钠着火可以用二氧化碳扑灭
C.钠在空气中燃烧生成氧化钠 D.反应后剩余的钠应使用废液缸回收
(3)过氧化钠可以吸收人体呼出的二氧化碳,做呼吸面罩的供氧剂,写出该反应的化学方程式。
(4)向溶液的烧杯中通入一定量的,生成的和的物质的量之比为,则通入的气体的体积为 L(标准状况下)。
(5)经过长期放置后可能转化为,请你设计一个实验,检验是否变质 。
(6)某同学进行探究实验,向锥形瓶内加入饱和溶液,用压强传感器测密闭装置中压强的变化,测得压强与温度的变化关系如图所示。当温度低于50℃,装置中压强逐渐增大的主要原因是 ;温度高于:50℃时,装置中压强急剧增大的主要原因是 。
【答案】(1)C
(2)A
(3)
(4)4.48L
(5)取样,加水溶解,加入溶液,若有沉淀生成,则说明变质
(6) 空气受热膨胀 受热分解产生
【详解】(1)钠化学性质活泼,工业上通过电解熔融氯化钠制取,故选C;
(2)A.钠熔点低(约)、硬度小,可用小刀切割,A正确;
B.钠燃烧生成Na2O2,能与CO2 发生反应,不能用CO2 灭火,B错误;
C.钠在空气中燃烧生成Na2O2,常温生成Na2O,C错误;
D.剩余钠应放回原试剂瓶,D错误;
故选A。
(3)过氧化钠可以吸收人体呼出的二氧化碳,发生反应,做呼吸面罩的供氧剂;
(4)设Na2CO3、NaHCO3 物质的量均为x ,根据Na守恒:2x+x = 1L×0.3mol/L,解得x=0.1mol,根据C守恒, CO2物质的量为0.1+0.1= 0.2mol,标况下的体积0.2mol×22.4L/mol=4.48L;
(5)利用BaCl2(或Ca Cl2)与Na2CO3 生成白色沉淀,而NaHCO3不反应,设计实验为:取少量样品于试管,加水溶解,滴加BaCl2(或Ca Cl2)溶液,若产生白色沉淀,证明变质;若无沉淀,未变质;
(6)当温度低于50℃时,温度升高,装置内气体(主要是空气)受热膨胀,分子间距离增大,导致压强逐渐增大;当温度高于50℃,NaHCO3受热易分解,发生反应,生成CO2气体,使装置内气体物质的量急剧增加,压强急剧增大。
11.烧碱、纯碱等都是重要的化工原料。
(1)利用如图所示装置可以证明二氧化碳与烧碱溶液发生了反应。
①若将A与B连接,打开止水夹,将胶头滴管中的液体挤入烧瓶,此时的实验现象是 。
②若其他操作不变,将A与C连接,可观察到的现象是 。
(2)向烧碱溶液中通入一定量充分反应后,低温蒸去水后得到白色固体X,X的组成可能有四种情况,按出现的先后顺序分别是Ⅰ.;Ⅱ. ;Ⅲ.;Ⅳ. 。
(3)①常温下,将得到的固体X重新溶于水,在得溶液中加入盐酸,使溶液的,再将溶液蒸干,得到固体的质量为 g。
②若要验证白色固体X是第Ⅰ种组成,依次加入的试剂为 (填字母)。
a.盐酸 b.溶液 c.溶液 d.溶液
【答案】(1) 广口瓶中液体进入烧瓶,广口瓶中液面下降 广口瓶中长导管口有气泡产生
(2)
(3) 5.85 cb
【详解】(1)①若A与B连接,打开止水夹,将胶头滴管中的液体挤入烧瓶,二氧化碳和氢氧化钠溶液反应,导致烧瓶中气体压强减小,则此时的实验现象是:广口瓶中液体会进入烧瓶,广口瓶中液面下降;
②若A与C连接,打开止水夹,将胶头滴管中的液体挤入烧瓶,二氧化碳和氢氧化钠溶液反应,导致烧瓶中气体压强减小,空气会从B进入广口瓶,则可观察到的现象是:广口瓶中长导管口有气泡产生;
(2)由反应:①CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O;②CO2+NaOH=NaHCO3可知,当时产物为Na2CO3,当时产物为NaHCO3,则当时,NaOH过量,则产物为;当时,对于①反应而言二氧化碳过量,对于②反应而言二氧化碳量不足,所以产物为;时,二氧化碳过量,则固体产物为;所以按出现的先后顺序分别是I.,Ⅱ.,Ⅲ.,Ⅳ.;
(3)①常温下,将得到的固体X重新溶于水,在所得溶液中加入盐酸,使溶液的,再将溶液蒸干,最终得到的固体为氯化钠,根据钠元素守恒可得:,得到固体的质量为;
②若要验证白色固体X是第Ⅰ种组成,即白色固体为,则应先加入溶液产生白色沉淀,说明含有Na2CO3,过滤,再向滤液中加入溶液产生白色沉淀,说明含有,因此依次加入的试剂为。
12.探究钠及其化合物的性质,请按要求填空:
(1)Na久置于空气中最终变为 (填化学式)。
(2)俗称 ;写出在水中的电离方程式 。
(3)下列与受热分解实验有关的图标,不需要的是 (填标号)。
A. B. C. D. E.
(4)在一定条件下,水能与下列物质反应,且水表现出氧化性的是___________(填标号)。
A.Na B. C.NaH D.
(5)向NaOH和混合溶液中逐滴滴加稀盐酸,的生成量与加入盐酸的体积关系如图所示。OA段发生反应的离子方程式依次为 、 ,图中 ,原溶液中 。
【答案】(1)
(2) 小苏打
(3)D
(4)AC
(5) 0.3 2:1
【详解】(1)Na在空气中放置,会与空气中的O2反应产生Na2O,Na2O与水反应产生NaOH;NaOH吸收水分变为NaOH溶液,然后与CO2反应产生Na2CO3,最终变为Na2CO3;
(2)NaHCO3俗称小苏打,是盐,在水中的电离方程式:;
(3)反应为2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O,该实验需要加热(),实验前要带好护止镜(),实验后需要洗手(),故选D;
(4)A.钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,反应中氢元素的化合价降低被还原,水是反应的氧化剂,表现氧化性,A正确;
B.与水反应生成氢氧化钠,反应中无化合价变化,B错误;
C.NaH与水反应生成氢氧化钠和氢气,反应水中氢元素的化合价降低被还原,水是反应的氧化剂,表现氧化性,C正确;
D.过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,反应中,水分子中的元素没有发生化合价的变化,既不是氧化剂也不是还原剂,既不表现氧化性也不表现还原性,D错误;
故选AC;
(5)OA段为NaOH与稀盐酸反应生成氯化钠和水,以及Na2CO3与HCl反应生成NaHCO3,发生反应的离子方程式为、,AB段为NaHCO3与HCl反应生成CO2,由C元素质量守恒,n(Na2CO3)= n(CO2)=0.01mol,B点溶液中溶质为NaCl,由氯原子守恒可得n(NaCl)=n(HCl)=0.4L×0.1mol/L=0.04mol,由钠离子守恒:n(NaOH)=n(NaCl)-2n(Na2CO3)=0.04mol-2×0.01mol=0.02mol,则a=;故原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为0.02:0.01=2:1。
综合应用
13.下列关于的叙述正确的是
A.是治疗胃酸过多的一种药剂
B.向稀溶液中加入少量稀盐酸,可观察到有大量气泡产生
C.除去溶液中的,加入适量的溶液,过滤
D.在不同反应中既能吸收,又能参加反应放出
【答案】D
【详解】是治疗胃酸过多的一种药剂,A错误;向稀溶液中加入少量稀盐酸生成,看不到明显现象,B错误;引入新杂质,且也可与反应,C错误;既能与反应生成又能与盐酸反应放出,D正确。
14.联合制碱法的工艺流程如图所示。下列说法错误的是
A.滤渣的主要成分为
B.滤液中含有
C.“降温结晶”得到的过程是化学变化
D.“煅烧”产生的通入饱和食盐水中,实现循环利用
【答案】C
【详解】侯氏制碱法的反应为,故滤渣的主要成分为,A正确;为易溶性盐,故滤液中含有,B正确;降温结晶利用了物质溶解度随温度变化的性质,该过程属于物理变化,C错误;在流程中既是反应物,又是后续反应的生成物,因此可以实现循环利用,D正确。
15.下列离子方程式的书写正确的是
A.足量的通入饱和溶液中:
B.澄清石灰水与过量溶液反应:
C.往稀盐酸中逐滴加入溶液,开始时
D.溶液与溶液反应:
【答案】A
【详解】澄清石灰水与过量溶液反应,说明中全部反应,正确的离子方程式为,B错误;往稀盐酸中逐滴加入溶液,开始时过量,反应的离子方程式为,C错误;不可拆分,反应的离子方程式为,D错误。
16.除去固体中少量的最佳方法是
A.加入适量的盐酸 B.加入适量的溶液
C.加热至固体质量不再减少 D.配成溶液后通入
【答案】C
【详解】
17.下列实验装置能达到实验目的的是
①验证和水反应是否为放热反应
②检验与反应有生成
③观察的焰色试验
④比较、的稳定性
A.①② B.①③ C.②④ D.③④
【答案】A
【详解】①在大试管中存有一定量的空气,若与水的反应放热,放出的热量使空气膨胀,导致形管中的红墨水左边液面下降,右边液面上升,①正确;
②与反应生成的能使带火星的木条复燃,②正确;
③钾的焰色试验要透过蓝色钴玻璃才能观察到钾的焰色呈紫色,③错误;
④比较、的热稳定性,应该把放在小试管,把放在大试管,若观察到与小试管连接的澄清石灰水变浑浊,证明稳定性,④错误;
故答案选A。
18.下列关于金属钠及其化合物中说法错误的是
A.区别与溶液,可用溶液
B.相同条件下,与盐酸反应碳酸氢钠比碳酸钠更剧烈
C.过氧化钠可在呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源
D.溶液中混有,可通入过量的的方法来除杂
【答案】A
【详解】A.与溶液均会与反应生成白色沉淀,无法通过此方法区分,A项错误;
B.与盐酸反应直接生成,而需分两步反应,因此反应更剧烈,B项正确;
C.过氧化钠与或H2O反应生成O2,可用于供氧设备,C项正确;
D.可与过量反应转化为,从而除去杂质,D项正确;
答案选A。
19.某学习小组用数字化实验探究Na2CO3和NaHCO3的溶解过程。分别将温度传感器、钠离子传感器、pH传感器、电导率传感器插入盛有等量水的烧杯中,再分别加入等量的Na2CO3和NaHCO3固体并使两种溶液均达到饱和状态,且都与数字采集器、计算机相连。下列有关数据图错误的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】A.饱和Na2CO3溶液pH大于饱和NaHCO3溶液的pH,图象错误,A错误;
B.Na2CO3的溶解度大于NaHCO3,饱和的Na2CO3和NaHCO3溶液中,c(Na+):Na2CO3>NaHCO3,图象正确,B正确;
C.Na2CO3溶于水放热、NaHCO3溶于水吸热,溶于水后溶液的温度:Na2CO3>NaHCO3,图象正确,C正确;
D.Na2CO3的溶解度大于NaHCO3,饱和的Na2CO3和NaHCO3溶液中,离子浓度:Na2CO3>NaHCO3,电导率:Na2CO3>NaHCO3,图象正确,D正确;
故答案为:A。
20.下列有关与的叙述错误的是
A.和在一定条件下可相互转化
B.在水中的溶解度比的大
C.与相同浓度的硫酸反应时,比剧烈
D.能与NaOH反应,而不能
【答案】C
【详解】
21.三幺台是仡乡独特的美食文化,灰豆腐果是其中的特色美食之一,其制作过程为先用草木灰发酵豆腐条后,在草木灰中加适量纯碱调节豆腐条酸性,然后将豆腐条放有草木灰锅里进行蒸炒即可。查阅资料得知,草木灰可使豆腐条在微生物作用下产生气体,从而使豆腐条疏松口感好,但同时也会产生乳酸、醋酸等有机酸。
(1)下列关于纯碱的认识正确的是_____(填字母)。
A.同一温度下溶解度比小苏打小 B.向其水溶液滴酚酞,显红色
C.是受热易分解的碱 D.可与酸反应
(2)用调节豆腐条酸度,而不用的原因。相同质量的碳酸钠与碳酸氢钠与足量的盐酸反应,消耗盐酸较少的是 ,其与盐酸反应的离子方程式为 。
(3)实际操作时,发现豆腐条发得不好,豆腐条内的气孔少,略有酸味。将加在草木灰中的改为,继续发酵,放锅蒸炒后果然炒出了松软的灰豆腐果。该过程中发生反应,其反应的化学方程式为 。
(4)为了进一步探究钠的化合物性质并收集氧气,设计了如下实验装置(夹持装置未画出):
①盛装仪器的名称为 ,写出B中与反应的化学方程式: ,生成标准状况下时,转移电子的数目为 。
②C中盛放溶液的作用是 。
【答案】(1)BD
(2)
(3)
(4) 球形干燥管 NA 除去未反应完的二氧化碳
【详解】(1)A.同一温度下纯碱溶解度比小苏打大,故A错误;
B.纯碱溶液会水解显碱性,向其水溶液滴酚酞,显红色,故B正确;
C.纯碱受热不会分解,故C错误;
D.纯碱可与酸反应,例如盐酸,故D正确;
答案选BD。
(2)假设质量为1g,相同质量的碳酸钠与碳酸氢钠与足量的盐酸反应,消耗盐酸的物质的量为、,较少的是,其与盐酸反应的离子方程式为;
(3)该过程中受热分解,其反应的化学方程式为;
(4)①盛装仪器的名称为球形干燥管, B中与反应的化学方程式:,生成标准状况下即0.5mol,根据氧化还原反应的书写规则,得转移电子的数目为NA;
②C中盛放溶液的作用是除去未反应完的二氧化碳。
22.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“价一类”二维图,回答下列问题:
(1)物质①与水反应的离子方程式为 ,所以通常将其保存在 中。
(2)写出淡黄色固体②与二氧化碳反应的化学方程式,并用双线桥表示其电子转移的方向和数目: 。
(3)从核心元素价态的视角看,中H元素的化合价为 价;与水反应生成一种强碱和可燃性气体,反应的化学方程式为 。
(4)和都是重要的化工原料,在生产和生活中有着广泛的应用。
①图III、IV中 能更好说明二者的稳定性(填装置序号)。
②写出B处的化学方程式 。
【答案】(1) 煤油或石蜡油
(2)
(3) -1
(4) IV
【详解】(1)Na与水反应生成氢氧化钠和氢气,反应的离子方程式为;钠性质活泼,能与氧气、水等物质反应,Na的密度比煤油大,通常将其保存在煤油中;
(2)
淡黄色固体②是Na2O2,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,过氧化钠中氧元素化合价由-1升高为0、由-1降低为-2,用双线桥表示为;
(3)中Na显+1价,则H元素的化合价为-1价;与水反应生成氢氧化钠和氢气,反应的化学方程式为;
(4)①图III难以控制反应温度,图IV简单、易对比,把碳酸氢钠放在温度相对较低的小试管内,碳酸钠放在温度较高的大试管内,与小试管连接的石灰水变浑浊、与大试管连接的石灰水不变浑浊,能说明碳酸氢钠易分解,所以IV能更好说明二者的稳定性;
②B处碳酸氢钠分解为碳酸钠、二氧化碳、水,发生反应的化学方程式。
23.金属钠及其化合物在实际生产生活中应用广泛,完成以下有关金属钠及其化合物的问题:
(1)“侯氏制碱法”誉满全球,其反应原理为,该反应的离子方程式是 。
(2)碳酸氢钠可治疗胃酸(0.2%~0.4%的盐酸)过多,反应的离子方程式为 。
(3)除去粉末中少量的简单方法是 ;等质量的和粉末分别与足量相同的稀盐酸反应,反应放出气体较快的是 (填化学式,下同),产生气体质量较大的是 。
(4)用NaOH溶液吸收时发生反应的离子方程式为: 。
【答案】(1)
(2)
(3) 加热 NaHCO3 NaHCO3
(4)
【详解】(1)“侯氏制碱法”誉满全球,其反应原理为:,该反应的离子方程式是:。
(2)碳酸氢钠可治疗胃酸(0.2%~0.4%的盐酸)过多,原理是碳酸氢钠和盐酸反应生成氯化钠、水和CO2,反应的离子方程式为。
(3)碳酸氢钠受热易分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,而Na2CO3具有热稳定性,因此除去Na2CO3粉末中少量NaHCO3的简单方法是加热;碳酸钠和盐酸反应时,先生成碳酸氢钠和氯化钠,碳酸氢钠和盐酸反应生成氯化钠、水和CO2,等质量的NaHCO3和Na2CO3粉末分别与足量相同的稀盐酸反应,反应放出气体较快的是NaHCO3;设NaHCO3和Na2CO3粉末的质量均为mg,根据Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑,碳酸钠完全反应生成二氧化碳的质量为:g,NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,碳酸氢钠完全反应生成二氧化碳的质量为:g,,所以产生CO2气体质量较大的是NaHCO3。
(4)Cl2与NaOH反应生成NaCl、NaClO和水,离子方程式为。
拓展培优
24.如图所示,A为一种常见的单质,B、C、D、E是含有A元素的常见化合物,它们的焰色试验均为黄色。下列叙述错误的是
A.E与C反应的离子方程式为
B.将a g蔗糖()完全燃烧,将产物通过足量B,B增重a g
C.将B和E按物质的量之比的比例混合后加热,充分反应后所得固体中只含D
D.把8.4gE溶于水制成100溶液,向该溶液中加入一定量盐酸恰好完全反应后,将溶液蒸干,所得固体质量为5.85g
【答案】B
【详解】A.E为,C为NaOH,两者反应生成碳酸钠和水,离子方程式为,A正确;
B.有机物在氧气中完全燃烧生成,产物通过足量,发生反应、,固体增加的质量相当于吸收的CO和H2的质量。由可知,将a g蔗糖()完全燃烧后,将产物通过足量B,B增重不是a g,B错误;
C.将和按物质的量之比的比例混合后加热,设的物质的量为2mol,Na2O2的物质的量为1mol,则发生反应,生成1mol和1mol ,1mol优先与1mol反应,方程式为,恰好完全反应生成1mol,C正确;
D.把8.4g溶于水制成100溶液,向该溶液中加入一定量盐酸恰好完全反应,加入盐酸后,溶质是氯化钠,n(NaCl)=n(Na+)==0.1mol,质量为0.1mol×58.5g/mol=5.85g,将溶液蒸干,所得固体质量为5.85g,D正确;
故选B。
25.向溶液中通入一定量的气体,充分反应后,再向所得溶液中逐滴加入的盐酸,产生的体积与所加盐酸体积之间关系如图所示。下列判断正确的是
A.原溶液的浓度为
B.通入在标准状况下的体积为
C.所得溶液的溶质成分的物质的量之比为
D.所得溶液的溶质成分的物质的量之比为
【答案】B
【详解】A.加入100mL盐酸时,原氢氧化钠中钠离子恰好转化为氯化钠,根据化学反应中原子守恒,则有n(Na+)=n(Cl-),所以n(NaOH)=n(HCl)=×0.1L=0.02mol, c(NaOH)=0.02mol÷0.1L =0.2mol/L,A错误;
B.碳酸氢钠和盐酸生成二氧化碳,由图,75mL盐酸反应的NaHCO3的物质的量0.075L×=0.015mol,则产生0.015mol二氧化碳,标准状况下的体积为,B正确;
C.由分析可知,所得溶液为碳酸钠和碳酸氢钠的混合液,C错误;
D.由分析可知,所得溶液为碳酸钠和碳酸氢钠的混合液,,则碳酸钠为0.025L×=0.005mol,此碳酸钠生成0.005mol碳酸氢钠,原碳酸氢钠为0.015mol-0.005mol=0.01mol,所得溶液的溶质成分的物质的量之比为,D错误;
故选B。
26.某固体粉末由、组成,为探究各组分含量,将其分成质量相等的两份进行实验。
实验1:一份加热至恒重,称得固体质量为。
实验2:向另一份滴加足量盐酸,充分反应后,得到(标准状况下)(不考虑过程中的损失)。
下列说法正确的是
A.原固体粉末的质量是
B.实验1中生成的的质量为
C.实验2中,至少需要含的盐酸
D.实验2中,当加入含的盐酸时,溶液中只有一种溶质
【答案】B
【详解】A.由分析知,原固体粉末的质量是44.2g,A错误;
B.根据计算关系,生成二氧化碳的质量为,B正确;
C.实验2中,根据计算关系,、,至少需要盐酸的体积为:,C错误;
D.实验2中,另一份溶液中含有0.05mol和,当加入0.05mol盐酸时,0.05molHCl与0.05molNa2CO3恰好完全反应生成0.05molNaHCO3和0.05molNaCl,因此溶质成分有氯化钠、碳酸氢钠2种,D错误;
故选B。
27.纯碱是基本化工原料。我国化学家侯德榜于1943年提出了著名的侯氏制碱法,主要为:将与合成氨,通入氨化的氯化钠饱和溶液(即饱和氨盐水)中,使溶解度小的从溶液中析出,加热晶体即可获得纯碱。大大缩短了生产流程,降低了成本,实现了中国人自己制碱的梦想。某化学实验小组在实验室中模拟此法制备纯碱。下列说法错误的是
A.为使甲中分液漏斗内的稀盐酸顺利滴下,应将分液漏斗上部的玻璃塞打开
B.乙装置中盛饱和溶液,目的是除去
C.雾化装置作用是便于充分吸收二氧化碳
D.反应完成后,将丙中U形管内的混合物过滤,得到固体和滤液
【答案】D
【详解】A.为使甲中分液漏斗内的稀盐酸顺利滴下,应将分液漏斗上部的玻璃塞打开,平衡气压,使液体顺利留下,A正确;
B.乙装置中盛饱和溶液,可以除去CO2中的气体,B正确;
C.雾化装置作用增大氨盐水与二氧化碳气体的接触面积,便于充分吸收二氧化碳,C正确;
D.反应完成后,将丙中U形管内的混合物过滤,得到固体和滤液,D错误;
答案选D。
28.向浓度相等、体积均为的A、B两份溶液中,分别通入一定量的。在反应后的溶液中逐滴加入的盐酸,产生的体积(标准状况)与所加盐酸的体积关系如图所示。下列说法不正确的是
A.A溶液通入后的溶质是、,且物质的量之比为
B.A曲线中,消耗盐酸体积从到反应的离子方程式为
C.B溶液通入的在标况下体积为
D.原溶液的物质的量浓度为
【答案】C
【详解】A.A溶液后面一段消耗盐酸的量大于前面一段,为Na2CO3和NaHCO3的混合物,发生反应,,A曲线没有气体产生消耗的盐酸刚好是右面产生气体消耗盐酸一半,故、物质的量之比为,A正确;
B.由A选项可知,A溶液中,消耗盐酸体积从到反应产生气体,离子方程式为,B正确;
C.B溶液后面一段消耗盐酸的量小于前面一段,则B溶液溶质是和,当生成气体时,发生反应,B线生成消耗盐酸的体积,所以通入的在标况下体积应该是,C错误;
D.根据图象可知,先向氢氧化钠溶液中通入二氧化碳,后滴加盐酸,当二氧化碳气体完全放出时,溶液的溶质是氯化钠,根据氯离子、钠离子守恒,所以,,D正确;
答案选C。
29.纯碱是一种重要的化工原料,在玻璃、肥料、合成洗涤剂等工业中有着广泛的应用。
(1)某工厂模仿“侯氏制碱法”生产纯碱的工艺流程示意图如下:
①该工艺流程中可回收再利用的物质是 。
②设计实验检验纯碱产品中是否含有少量杂质,其操作方法是: 。
(2)实验室需要配制的溶液:
①所用仪器除天平、烧杯、药匙、胶头滴管外还有 (填仪器名称)。
②需用托盘天平称量 g的纯碱固体。
③某同学实际配的溶液的浓度为,原因可能是 (填字母)。
a.定容时俯视刻度线
b.发现凹液面超过刻度线,立即将多余溶液吸出
c.容量瓶内壁附有水珠而未干燥处理
d.溶液转移至容量瓶中后没有洗涤烧杯
(3)常温下在的溶液中逐滴加入溶液,溶液中的含碳元素的各种微粒的质量分数(纵轴)随溶液变化的部分情况如图。
根据图示回答下列问题:
将和混合并配成溶液,向溶液中滴加稀盐酸。下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成的物质的量的关系的是___________(填字母)。
A. B. C. D.
(4)若称取16.8g纯净的固体,加热一段时间后,剩余固体的质量为13.7g。如果把剩余的固体全部加入到的盐酸中充分反应。求溶液中剩余的盐酸的物质的量浓度 (设溶液的体积变化及盐酸的挥发忽略不计)
【答案】(1) CO2 取少量晶体于试管中,加水溶解,加入过量稀硝酸,再加入适量硝酸银溶液,若有白色沉淀产生则晶体中含有氯离子,反之则无
(2) 250mL的容量瓶 53.0 a
(3)D
(4)1mol/L
【详解】(1)①分析可知CO2参与反应过程,最后又生成,可以循环利用;
②检验晶体中是否有氯离子,取少量晶体溶于水,加稀HNO3酸化,再滴加AgNO3溶液,若产生白色沉淀,该晶体中含有氯离子。
(2)①根据配制一定体积、一定物质的量浓度的溶液所用的仪器:烧杯、天平、药匙、玻璃棒、胶头滴管、250mL的容量瓶,缺少的仪器为:250mL的容量瓶;
②所需纯碱的质量为:,因此需要用托盘天平称量53.0g纯碱固体;
③根据题中信息可知,实际配制的浓度大于所需的浓度,
a.定容时俯视刻度线,导致溶液体积偏小,溶液浓度偏高,故a符合题意;
b.发现凹液面超过刻度线,立即将多余溶液吸出,导致部分溶质损耗,溶质的物质的量偏小,溶液浓度偏低,故b不符合题意;
c.洗净的容量瓶未烘干,对溶质的物质的量和溶液的体积都不产生影响,溶液浓度无影响,故c不符合题意;
d.溶液转移至容量瓶中后没有洗涤烧杯,导致部分溶质损耗,溶质的物质的量偏小,溶液浓度偏低,故d不符合题意;
答案选a。
(3)将和混合并配成溶液,向溶液中滴加盐酸,0.01molNa2CO3发生反应:HCl+Na2CO3=NaHCO3+NaCl,不放出气体,消耗盐酸0.1L;此时溶液中碳酸氢钠的物质的量为0.02mol,发生反应:NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,产生二氧化碳,0.02mol碳酸氢钠完全反应消耗盐酸0.2L,即滴加盐酸至0.3L时产生二氧化碳达到最大值,图像符合的为:D。
(4)n(NaHCO3)=,NaHCO3最终完全转变成NaCl,消耗盐酸的物质的量等于NaHCO3物质的量,则n(HCl)剩余=n(HCl)-n(NaHCO3)= ,故c(HCl)剩余=。
30.为确定某Na2CO3和NaHCO3混合物样品的组成,称取3份该样品溶于水后分别逐滴加入相同浓度盐酸100.0mL,充分反应,产生CO2的体积如下表(已折算成标准状况下的体积,不考虑CO2在水中的溶解):
实验序号
①
②
③
V[HCl(aq)]/mL
100.0
100.0
100.0
m (样品)/g
3.80
7.60
11.40
V(CO2)/mL
896
1344
896
请回答下列问题:
(1)实验③溶液蒸干灼烧后所得固体为 。
(2)样品中物质的量之比 。
(3)盐酸的物质的量浓度 。
【答案】(1)NaCl和Na2CO3
(2)1∶1
(3)1.0
【分析】由实验①和实验②的数据可知,加入相同物质的量的盐酸,固体的质量增大,二氧化碳的体积增大说明实验①中盐酸过量,碳酸钠和碳酸氢钠完全反应,设3.80g样品中碳酸钠为xmol、碳酸氢钠为ymol,则由样品质量可得106x+84y=3.80①,由反应方程式可得x+y=②,解联立可得x=0.02、y=0.02,则样品中n(NaHCO3)∶n(Na2CO3)= 1∶1;由实验②和实验③的数据可知,加入相同物质的量的盐酸,固体的质量增大,二氧化碳的体积减小说明实验③中盐酸不足量,盐酸完全反应,则加入盐酸过程中发生的反应为Na2CO3+HCl= NaHCO3+NaCl、NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O,由碳酸钠和碳酸氢钠的物质的量比可知,11.40g样品中碳酸钠和碳酸氢钠的物质的量为=0.06mol,则由方程式可知,反应消耗盐酸的物质的量为0.06mol+=0.1mol,反应得到的溶液为碳酸氢钠和氯化钠的混合溶液。
(1)由分析可知,实验③得到的溶液为碳酸氢钠和氯化钠的混合溶液,溶液蒸干灼烧时碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,则所得固体为碳酸钠和氯化钠的混合物,故答案为:NaCl和Na2CO3;
(2)由分析可知,样品中n(NaHCO3)∶n(Na2CO3)= 1:1,故答案为:1:1;
(3)由分析可知,盐酸的物质的量为0.1mol,则溶液的浓度为=1.0mol/L,故答案为:1.0。
31.(1)向碳酸钠的浓溶液中逐滴加入稀盐酸,直到不再产生CO2气体为止,在此过程中,溶液中的碳酸氢根离子浓度的变化是 。
A.先变大后变小 B.先变小后变大 C.一直变小 D.保持不变
(2)有含0.2molNa2CO3和含0.3molHCl的两种溶液中:①将Na2CO3溶液逐滴加入HCl溶液中;②将HCl溶液逐滴加入Na2CO3溶液中。①②两种操作生成的CO2之比为 。
(3)已知固体混合物A由NaHCO3、KHCO3、MgCO3、CaCO3四种物质中的两种混合而成。请通过计算和推理完成下列各小题:
①取A与足量的盐酸反应:若固体混合物A的物质的量n(A)为定值,生成气体的量即为定值,则A的组成可能有 种。若固体混合物A的质量m(A)为定值,生成气体的量为定值,则A的可能组成是(填写化学式): 、 ; 、 。(可以不填满)
②若先将A加热,剩余固体再与足量的盐酸反应,且先后两次产生的气体分别通过足量的澄清石灰水生成的沉淀均为10.0g,则混合固体A的总物质的量是 mol。
【答案】 A 3:2 6 NaHCO3 MgCO3 KHCO3 CaCO3 0.2
【详解】(1)向碳酸钠的浓溶液中逐滴加入稀盐酸,直到不再产生CO2气体为止,在此过程中,先发生反应:CO32-+H+=HCO3-,然后发生反应:HCO3-+H+=H2O+CO2↑,所以溶液中的碳酸氢根离子浓度的变化是先变大后变小,故选A。
(2)有含0.2molNa2CO3和含0.3molHCl的两种溶液中:①将Na2CO3溶液逐滴加入HCl溶液中,发生反应CO32-+2H+=H2O+CO2↑,Na2CO3是过量的,生成的CO2的物质的量根据HCl的量计算为0.15mol;②将HCl溶液逐滴加入Na2CO3溶液中,先发生反应:CO32-+H+=HCO3-,0.2mol CO32-消耗0.2molHCl,剩余0.1molHCl,生成0.2mol HCO3-,再发生反应:HCO3-+H+=H2O+CO2↑,剩余的0.1molH+消耗了0.1mol HCO3-,生成了0.1molCO2。所以①②两种操作生成的CO2之比为0.15:0.1=3:2。
(3)①若等物质的量的盐生成等量的气体,则符合A与足量的盐酸反应,若固体混合物A的物质的量n(A)为定值,生成气体的量即为定值。四种碳酸盐物质的量相等时,生成的气体的量都相等,四种盐有6种组合;若等质量的盐生成等量的气体,则符合A与足量的盐酸反应,若固体混合物A的质量m(A)为定值,生成气体的量为定值。NaHCO3和MgCO3的摩尔质量相等,当两者质量相等时,和足量盐酸反应,能生成等量的气体,KHCO3和CaCO3的摩尔质量也相等,符合要求。故答案为6,NaHCO3和MgCO3,KHCO3和CaCO3。
②CO2通过足量的澄清石灰水生成的沉淀均为10.0g,即0.1mol,根据碳守恒,生成的CO2即为0.1mol。先将A加热,剩余固体再与足量的盐酸反应,A中的碳元素均转化成CO2,所以A中的碳元素为0.2mol,则固体A的总物质的量是0.2mol。
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