10 第二部分 第三章 第10讲 钠的重要化合物的有关计算与实验探究(能力课)-【名师导航】2026年高考化学一轮总复习教师用书（人教版）

第10讲　钠的重要化合物的有关计算与实验探究(能力课) 　1.掌握Na2O2的有关计算。　2.掌握Na2CO3、NaHCO3与酸反应的图像分析。　3.Na2CO3的实验探究与含量测定。 　钠的重要化合物的有关计算 1．Na2O2与CO2、H2O(g)反应的定量模型 (1)气体物质的量或体积减小关系 若CO2、水蒸气(或两者的混合气体)通过足量Na2O2，气体体积的减少量ΔV＝V(O2)＝V(原气体)。　 (2)固体质量增加关系 相当于固体(Na2O2)只吸收了CO2中的“CO”、H2O(g)中的“H2”，即Δm(固体)＝m(CO2)＋m(H2O)。 (CxOy)mHnCO2＋H2ONa2CO3＋NaOH。 (CxOy)mHn的质量为a g时，最终固体增重： Δm (3)Na2O2与定量CO2、H2O(g)反应，可以按Na2O2先与CO2反应再与H2O(g)反应进行分析。 2．Na2CO3、NaHCO3与酸反应的图像分析 (1)反应原理：CO＋H＋===HCO； HCO＋H＋===CO2↑＋H2O。 (2)根据图像确定溶液中溶质的方法 若a＝0(即图像从原点开始) 溶液中的溶质为NaHCO3 若Oa＝ab(即Oa段与ab段消耗盐酸的体积相同) 溶液中的溶质为Na2CO3 若Oa>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 若Oa<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 ——Na2O2的有关计算 1．对Na2O2与CO2和H2O(g)混合气体的反应来说，下列说法错误的是 (　　) A．只要参加反应的Na2O2一定，反应生成的氧气就一定 B．只要CO2和H2O(g)的总的物质的量一定，反应所消耗的Na2O2的量就一定 C．只要气体的总物质的量一定，反应中所转移的电子的物质的量就一定 D．只要混合气体的总物质的量一定，固体所增加的质量就一定 D　[根据Na2O2与CO2、H2O(g)反应的化学方程式可知，两个反应中Na2O2与O2的物质的量之比都为2∶1，A正确；两个反应中：2Na2O2～2H2O(g)，2Na2O2～2CO2，B正确；根据反应方程式中的电子转移情况可知，C正确；根据化学方程式可知，CO2、H2O(g)与Na2O2反应时，固体增加的质量为CO2中“CO”的质量和H2O(g)中“H2”的质量，所以当物质的量固定的混合气体中，CO2气体所占的比例大时，固体增加的质量大，当H2O(g)所占的比例大时，固体所增加的质量较小，D错误。] 2．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是(　　) A．7.8 g Na2O2与足量的CO2或H2O(g)充分反应，二者转移的电子数均为0.1NA B．62 g Na2O与78 g Na2O2投入相同体积的足量水中，所得溶液的浓度不相同 C．78 g Na2O2与足量CO2或H2O(g)充分反应，二者生成的O2均为0.5 mol D．40 g CO、H2与HCHO混合气体完全燃烧，生成的CO2、H2O(g)全部通入足量Na2O2中完全反应，固体质量增加40 g B　[62 g Na2O与78 g Na2O2的物质的量均为 1 mol，投入相同体积的足量水中，生成NaOH的物质的量均为2 mol，且溶液的质量均增加62 g，所得溶液的浓度相同，B不正确。] ——Na2CO3、NaHCO3与酸反应的图像分析 3．向四只盛有一定量NaOH溶液的烧杯中通入不同量的CO2气体，再在所得溶液中逐滴加入稀盐酸至过量，并将溶液加热，产生的CO2气体与HCl物质的量的关系如图(忽略CO2的溶解和HCl的挥发)： 下列分析都正确的组合是(　　) ①Ⅰ图对应溶液中的溶质为NaHCO3 ②Ⅱ图对应溶液中的溶质为Na2CO3和NaHCO3，且二者的物质的量之比为1∶1 ③Ⅲ图对应溶液中的溶质为NaOH和Na2CO3，且二者的物质的量之比为1∶1 ④Ⅳ图对应溶液中的溶质为Na2CO3 A．①②　　　　　 B．①③ C．②④ D．②③ A　[Ⅲ图对应溶液的溶质为Na2CO3，③错误；Ⅳ图对应溶液的溶质为Na2CO3和NaOH，④错误。] 　碳酸钠质量分数的实验测定 测定碳酸钠质量分数的常用方法 (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)。 ③数据处理：纯碱样品中Na2CO3的质量为 mol×106 g·mol－1＝ g，则纯碱样品中Na2CO3的质量分数为×100%＝%。 (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。 ③数据处理：纯碱样品中Na2CO3的质量为×106 g·mol－1＝ g，则纯碱样品中Na2CO3的质量分数为×100%＝×100%。 1．(2025·东营模拟)实验室可通过沉淀质量法测定样品纯度，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，装置C中试剂应为BaCl2溶液 B．在装置B、装置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 D　[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，装置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；若装置B、装置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；盐酸易挥发，装置B中可能有HCl、H2O进入装置C中，不能通过测定装置C在吸收CO2前后的质量差来确定CO2的质量，应通过测量装置C中产生的沉淀质量来确定碳酸钠的质量分数，故C错误；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。] 2．现有一种以NaHCO3为主要成分的膨松剂，由于膨松剂存放时间较长，部分分解成Na2CO3粉末。为测定混合样品中NaHCO3的质量分数，按如图所示连接装置(装置的气密性良好，各装置中的试剂皆为足量)。 已知：碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙组成的混合物。 实验过程：将m1 g样品装入样品管中，测定实验前D的质量为m2 g；打开K1、K2，关闭K3，缓缓鼓入空气数分钟，以除去装置中的二氧化碳；然后关闭K1、K2，打开K3，点燃酒精灯加热至不再产生气体；拆下装置，再次称量D的质量为m3 g。 (1)装置B中发生反应的化学方程式为____________________________________ _____________________________________________________________。 (2)E处干燥管中盛放碱石灰的作用是_____________________________________ ________________________________________________________。 如果没有该装置，可能会造成测定结果______(填“偏高”“偏低”或“不变”)。 (3)混合物中NaHCO3的质量分数为________(用含m1、m2、m3的代数式表示)。 解析：(1)装置B中为NaHCO3，加热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，化学方程式为2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑。(2)干燥管中盛放的是碱石灰，碱石灰能吸收空气中的水蒸气和二氧化碳，所以干燥管的作用是防止空气中的CO2和水蒸气进入D中影响测定结果，如果没有这个装置，将导致m3偏大，根据NaHCO3的质量分数计算式可知，导致结果偏高。(3)设混合物中NaHCO3的质量为x g，根据反应的化学方程式 2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑ 2×84 44 x g (m3－m2)g 建立关系式：＝，解得x＝，混合物中NaHCO3的质量分数为×100%。 答案：(1)2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑　(2)防止空气中的CO2和水蒸气进入D中影响测定结果　偏高 (3)×100% 1．(2024·重庆卷)单质M的相关转化如下所示。下列说法错误的是(　　) A．a可使灼热的铜变黑 B．b可与红热的铁产生气体 C．c可使燃烧的镁条熄灭 D．d可使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝 C　[A项，a为O2，O2可与灼热的铜反应生成黑色的氧化铜；B项，b为H2O，水蒸气可与红热的铁在高温下反应生成四氧化三铁和氢气；C项，c为CO2，镁条在CO2中燃烧生成氧化镁和碳，燃烧的镁条不熄灭；D项，d为Cl2，Cl2可与碘化钾反应生成碘单质，碘单质能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。] 2．(2024·江苏卷)在给定条件下，下列制备过程涉及的物质转化均可实现的是(　　) A．HCl制备：NaCl溶液H2和Cl2HCl B．金属Mg制备：Mg(OH)2MgCl2溶液Mg C．纯碱工业：NaCl溶液NaHCO3Na2CO3 D．硫酸工业：FeS2SO2H2SO4 A　[电解NaCl溶液可得到NaOH、H2和Cl2，H2在Cl2中燃烧可生成HCl，A正确；电解MgCl2溶液得到Mg(OH)2，B错误；H2CO3的酸性比HCl弱，故NaCl溶液中通入CO2不能得到NaHCO3，C错误；SO2与H2O反应生成H2SO3，D错误。] 3．(2024·重庆卷)下列实验原理或方法正确的是(　　) A．向溴的CCl4溶液中通入石油裂解气，溶液褪色，证明气体为乙烯 B．向盛有银氨溶液的试管中滴入乙醛，振荡，水浴温热，可生成银镜 C．向饱和NaCl溶液中先通入CO2至饱和，再通入NH3，可析出NaHCO3固体 D．向PbS黑色悬浊液中加入H2O2，生成白色PbSO4沉淀，证明Ksp(PbS)>Ksp(PbSO4) B　[A项，石油裂解气含不饱和烃，与溴发生加成反应，则溶液褪色，不能证明气体为乙烯，错误；B项，含醛基的有机物可发生银镜反应，则向盛有银氨溶液的试管中滴入乙醛，振荡，水浴温热，可生成银镜，正确；C项，二氧化碳在水中溶解度不大，应先通入氨气，后通入二氧化碳，可析出NaHCO3固体，错误；D项，PbS黑色悬浊液中加入H2O2生成白色PbSO4沉淀，可知H2O2氧化了PbS，不能证明Ksp(PbS)＞Ksp(PbSO4)，错误。] 课时质量评价(十)　 (建议用时：30分钟) 一、选择题(本题共6小题，每小题3分，共18分。每小题有一个或两个选项符合题目要求) 1．充分加热密闭容器中放置有固体试剂的两个位置(如图所示)，若钠与氧化银均反应完全且恢复到原来的温度，U形管左右两侧液面相平。下列有关说法错误的是(　　) A．反应前后装置内空气的成分保持不变 B．反应前装置内钠与Ag2O物质的量之比为 2∶1 C．热稳定性：生成的钠的氧化物弱于Ag2O D．反应后有淡黄色固体生成 BC　[钠与氧气反应：2Na＋O2Na2O2，氧化银受热分解：2Ag2O4Ag＋O2↑，U形管左右两侧液面相平，则钠消耗掉的氧气与Ag2O分解生成的氧气的量相等，装置内钠与Ag2O物质的量比为1∶1，A、D正确，B错误；同一密闭容器中，氧化银受热分解，钠与氧气反应，说明生成的钠的氧化物稳定性强于Ag2O，C错误。] 2．200 ℃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 C　[根据质量守恒定律可知，生成O2的质量为11.6 g－3.6 g＝8 g，n(O2)＝＝0.25 mol，根据O2与H2O(g)、CO2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。] 3．实验室用下列装置模拟侯氏制碱法制取少量NaHCO3固体。不能达到实验目的的是(　　) A．装置Ⅰ制取CO2 B．装置Ⅱ中Na2CO3溶液可除去CO2中的少量HCl C．装置Ⅲ中冰水浴有利于析出NaHCO3固体 D．装置Ⅳ可获得少量NaHCO3固体 B　[除去CO2中的少量HCl用饱和碳酸氢钠溶液，装置Ⅱ中Na2CO3溶液可与二氧化碳反应。] 4．当0.2 mol Na 182O2与足量CO2完全反应后，下列说法正确的是(　　) 选项 生成Na2CO3质量 关于所生成O2的描述 A 21.2 g O2的摩尔质量是36 g·mol－1 B 21.6 g 生成的O2标准状况下的体积为2.24 L C 21.2 g O2的摩尔质量是32 g·mol－1 D 22.4 g 生成的O2标准状况下的体积为2.24 L B　[Na2O2与CO2反应实质是－1价的氧发生歧化反应。生成物Na2CO3中有一个O为18O，摩尔质量是108 g· mol－1；生成的氧气为18O2，摩尔质量是36 g· mol－1。] 5．(2025·潍坊模拟)过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)有Na2CO3和H2O2的双重性质，可用作漂白剂和氧化剂，能有效杀灭病毒。合理组合下列装置能用于测定过碳酸钠中碳酸钠的含量，下列说法不正确的是(　　) A．连接顺序为装置Ⅲ→Ⅰ→Ⅱ B．装置b和e中盛放的试剂相同 C．装置d的作用是防止空气中的H2O和CO2进入装置c中 D．若装置b中盛放的是澄清石灰水，只用装置Ⅰ即可验证过碳酸钠与稀硫酸反应是否生成CO2(不考虑空气中CO2的影响) B　[装置b中试剂是用来吸水，装置e中试剂是用来吸收CO2，二者试剂不相同，B错误。] 6．有关探究Na2O2性质的实验如下： 已知：①Na2O2与水反应经历了Na2O2＋2H2O===2NaOH＋H2O2； ②酚酞褪色原因与溶液的强碱性或强氧化性有关。 根据上述实验可以得出的结论是(　　) A．双氧水能使酚酞褪色 B．浓氢氧化钠能使酚酞褪色 C．双氧水和浓氢氧化钠都能使酚酞褪色 D．可利用二氧化锰和水来完善实验方案 D　[由实验现象和题给信息可知，实验中酚酞褪色可能是过氧化钠和双氧水具有强氧化性将酚酞氧化而漂白褪色，也可能是氢氧化钠溶液浓度过大导致酚酞褪色，所以还必须补充除去过氧化氢、降低氢氧化钠溶液浓度的实验来验证褪色原因。] 二、非选择题(本题共3小题，共37分) 7．(16分)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______________________________________。 (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”)。 (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______________。 解析：(3)n(Na2CO3)＝n(BaCO3)＝ mol，Na2CO3的质量分数为×100%。 答案：(1)Na2CO3　分液漏斗　除去CO2中的水蒸气 (2)①液面上升　②体积　 (3)①过滤　称量　②×100% 8．(10分)过氧化钠因吸收空气里的二氧化碳和水而变质，某兴趣小组对久置的过氧化钠样品M进行实验探究。 实验Ⅰ：甲同学设计下图所示装置探究样品M的变质情况。 (1)仪器a的名称是______________。 (2)装置C中的溶液是_________________________________________________， 其作用是_____________________________________________________。 (3)如果装置B中出现浑浊，D中收集到的气体能使带火星的木条复燃，则样品M的变质情况为_____________________________________________________。 实验Ⅱ：乙同学用氯化钡溶液作为检验试剂进行实验。 (4)根据产生白色沉淀，乙同学认为样品M已变质，该反应的离子方程式为_____________________________________________________________________ __________________________________________________________。 解析：本题为实验题，是对久置的过氧化钠样品M进行实验探究，装置A中发生的反应可能有：2Na2O2＋2H2SO4===2Na2SO4＋2H2O＋O2↑，Na2CO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋CO2↑，2NaOH＋H2SO4===Na2SO4＋2H2O，B装置用来检验CO2，C装置用来干燥气体O2，故装置C所装溶液为浓硫酸，据此分析解题。(1)由题干实验装置图可知，仪器a的名称是分液漏斗；(2)由分析可知，装置C中的溶液是浓硫酸，其作用是干燥气体O2；(3)如果装置B中出现浑浊，即说明Na2O2已经变质，D中收集到的气体能使带火星的木条复燃，说明Na2O2未完全变质，则样品M的变质情况为Na2O2已部分变质；(4)根据产生白色沉淀，乙同学认为样品M已变质，即Na2CO3与BaCl2反应生成BaCO3白色沉淀，故该反应的离子方程式为Ba2＋＋CO===BaCO3↓。 答案：(1)分液漏斗　(2)浓硫酸　干燥气体O2　(3)Na2O2已部分变质　(4)Ba2＋＋CO===BaCO3↓ 9．(11分)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)的关系如图所示(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_________________________________________。 (3)原氢氧化钠溶液的物质的量浓度为_________________________________。 解析：对于A，第一阶段消耗的盐酸是第二阶段的2倍，可知第一阶段反应为H＋＋OH－===H2O、CO＋H＋===HCO，第二阶段反应为HCO＋H＋===CO2↑＋H2O，由此推知A情况的溶液中n(NaOH)∶n(Na2CO3)＝1∶1。同理分析B情况的溶液中，n(Na2CO3)∶n(NaHCO3)＝1∶1。根据最终生成NaCl，n(NaOH)＝n(HCl)＝0.15 L×0.2 mol·L－1＝0.03 mol，c(NaOH)＝＝1.5 mol·L－1。 答案：(1)NaOH、Na2CO3　1∶1　(2)Na2CO3、NaHCO3　1∶1　(3)1.5 mol·L－1 学科网（北京）股份有限公司 $$