内容正文:
第四章 金属及其化合物
第13讲 碱金属 钠及其重要化合物的转化
学习导航站
核心知识库:重难考点总结,梳理必背知识、归纳重点
考点1 碱金属 焰色试验★★★☆☆
考点2 钠及其重要化合物的转化关系★★★☆☆
(星级越高,重要程度越高)
限时训练挑战场:感知真题,检验成果,考点追溯
考点1 碱金属 焰色试验
1. 碱金属(Li、Na、K、Rb、Cs)性质
性质
相似性
递变性(由Li→Cs)
原子结构
最外层均有1个电子
电子层数逐渐增多,核电荷数逐渐增大,原子半径逐渐增大
元素性质
都具有较强的金属性,最高正价均为+1
金属性逐渐增强
单质性质
物理性质
(除Cs外)都呈银白色,密度较小,熔点低
密度逐渐增大(钾反常),熔点逐渐降低
化学性质
都具有较强的还原性,还原性逐渐增强
与O2反应越来越剧烈,产物越来越复杂
2. 碱金属的特性
1. 碱金属的密度一般随核电荷数的增大而增大,但钾的密度比钠小。
2. 碱金属一般都保存在煤油中,但锂的密度小于煤油,通常将锂密封在石蜡中。
3. 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,碱金属氢化物是强还原剂。
4. 试剂瓶中的试剂取出后,一般不能放回原瓶,但Na、K等试剂必须放回原瓶。
5. 锂与O2反应与钠不同,无论是常温还是加热,Li与O2反应只生成Li2O。
3.焰色试验
1. 焰色试验是物理变化,属于元素的性质。
2. 钠、钾元素的检验
(1) 焰色试验显黄色―→含钠元素。
(2) 焰色试验显紫色―→含钾元素。
3. 进行焰色试验前铂丝先用稀盐酸洗涤。
【小试牛刀】
微考点1 碱金属的性质递变及应用
1.(2025·河北衡水检测)下列关于碱金属的叙述正确的是( )
A.碱金属单质的密度随原子序数的增大而增大
B.碱金属随着原子序数增大,与水反应的剧烈程度增大
C.碱金属的原子半径越大,越易失电子,其还原性越弱
D.碱金属单质的化学性质活泼,易从盐溶液中置换其他金属
【答案】B
【解析】碱金属单质的密度随原子序数的增大而增大,但Na的密度大于K的密度,A错误;碱金属随着原子序数增大,越易失电子,与水反应越来越剧烈,B正确;碱金属的原子半径越大,越易失电子,其还原性越强,C错误;碱金属的化学性质活泼,进入盐溶液先与水反应,而不是与盐发生置换反应,D错误。
2.Li、Na、K、Rb、Cs都是第ⅠA族的元素。下列关于第ⅠA族元素的叙述正确的是( )
A.锂在空气中燃烧生成Li2O2
B.KOH的碱性比NaOH的弱
C.常温下,Rb、Cs露置在空气中不易变质
D.K与水反应比Na与水反应更剧烈
【答案】D
【解析】锂与氧气反应只生成Li2O,故A错误;K的金属性比Na的强,则KOH的碱性比NaOH的强,故B错误;Rb、Cs性质比Na更活泼,更易与氧气反应,故C错误;K的金属性比Na的强,则K与水反应比Na与水反应更剧烈,故D正确。
微考点2 焰色试验原理及其应用
3.(2025·湖北武汉检测)利用焰色试验,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.焰色试验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
【答案】B
【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错误;焰色试验是金属元素的性质,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试验相同,Na2SO4、NaOH均含钠元素,灼烧时火焰颜色均为黄色,B正确;观察钾元素的焰色试验时需要透过蓝色钴玻璃,观察钠元素的焰色试验不需要,C错误;焰色试验是金属元素的性质,可以是金属单质或金属化合物,D错误。
4.(2025·山东滨州检测)下列说法正确的是( )
A.在火药中添加金属的化合物制作烟花,是因为部分金属元素有特殊焰色
B.钠单质燃烧火焰呈黄色,钠单质可用于制作烟花
C.中秋夜“烧塔”时,人们把海盐撒向塔里,黄色火焰直冲云天,黄色火焰是因为NaCl受热分解
D.用洁净铂丝蘸取某溶液在酒精灯火焰上灼烧,观察火焰检验溶液中含有K+
【答案】A
【解析】部分金属元素有特殊焰色,可在火药中添加金属的化合物制作烟花,A正确;钠元素焰色试验呈黄色,钠单质燃烧易爆炸,故烟花中加入的是钠盐,B错误;氯化钠的性质稳定,受热不能发生分解,黄色火焰是因为钠元素的焰色是黄色,C错误;用焰色试验检验溶液中含有钾离子需透过蓝色钴玻璃观察焰色,D错误。
5.(2025·广东广州检测)下列有关焰色试验操作的描述正确的是( )
A.取一根洁净的细铁丝,放在酒精灯上灼烧至与原来的焰色相同,再蘸取少量NaCl溶液,进行焰色试验
B.焰色试验过程中生成了新物质,所以发生了颜色的变化
C.铂丝在做完氯化钠溶液的焰色试验后,用稀硫酸洗净,再蘸取少量的K2SO4溶液,重复以上实验
D.用洁净的铂丝蘸取某溶液,放在火焰上灼烧,观察到黄色火焰,则证明该溶液中一定有Na+,没有K+
【答案】A
【解析】实验室常用洁净的铁丝进行焰色试验,A正确;焰色试验过程没有新物质生成,B错误;焰色试验实验结束后铂丝要用稀盐酸洗涤,不能用稀硫酸洗涤,C错误;黄光能掩盖紫光,含Na+的溶液中可能含有K+,D错误。
考点二 钠及其重要化合物的转化关系
重要方程式书写再落实
(1)Na2O2吸收水和二氧化碳的化学方程式分别为2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2。
(2)以海水中的氯化钠为原料分别制取金属钠、烧碱、纯碱的化学方程式:
①制取金属钠:2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑;
②现代工业制烧碱:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑;
③制取纯碱:NH3+NaCl+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl,2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。
(3)烧碱溶液中通入CO2的离子方程式:
①CO2少量:2OH-+CO2===C+H2O;
②CO2过量:OH-+CO2===HC。
(4)饱和碳酸钠溶液中通入CO2的离子方程式:2Na++C+CO2+H2O===2NaHCO3↓。
【小试牛刀】
微考点1 Na及其化合物的“价—类”二维图
1.(2024·山西吕梁期中)钠及其化合物在工业生产中有重要作用,如图是钠的“价—类”二维图,下列说法正确的是( )
A.Na在空气中燃烧生成Na2O
B.Na2O和Na2O2都属于碱性氧化物
C.NaOH固体在空气中易变质,需密封保存
D.相同条件下,等物质的量的Na2CO3和NaHCO3分别与足量盐酸反应,生成气体的体积不同
【答案】C
【解析】Na在空气中燃烧生成Na2O2,A错误;Na2O属于碱性氧化物,Na2O2不属于碱性氧化物,B错误;NaOH易潮解并与空气中的CO2反应,需要密封保存,C正确;相同条件下,等物质的量的Na2CO3和NaHCO3分别与足量盐酸反应,生成CO2的体积相同,D错误。
微考点2 Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应的定量关系
2.Na2CO3、NaHCO3分别与足量的盐酸反应,完成下列表格。
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
3.向含NaOH、Na2CO3、NaHCO3其中一种或两种的溶液中滴加某浓度的盐酸,生成CO2的体积(标准状况)与加入盐酸的体积的关系如图所示。依据图像特点判断溶液中溶质的成分:
(1)若a=0(即图像从原点开始),溶液中的溶质为NaHCO3。
(2)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,涉及的离子方程式Oa:+H+===HC;ab:HC+H+===H2O+CO2↑。
(3)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NaOH和Na2CO3,涉及的离子方程式Oa:OH-+H+===H2O、C+H+===HC;ab:HC+H+===CO2↑+H2O。
(4)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。
4.将一定物质的量的Na2CO3、NaHCO3组成的混合物溶于水,配成1 L溶液,取出50 mL溶液,然后滴加一定物质的量浓度的盐酸,得到如图所示图像。
按要求回答问题:
(1)写出依次发生反应的化学方程式: 。
(2)①代表 的变化曲线;②代表 的变化曲线;③代表 的变化曲线。
(3)盐酸的物质的量浓度为 。
(4)加入盐酸为150 mL时,放出的CO2在标准状况下的体积为 。
【答案】(1)Na2CO3+HCl===NaCl+NaHCO3、NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑
(2)NaHCO3 NaCl Na2CO3
(3)0.05 mol·L-1 (4)0.112 L
【解析】(3)当加入150 mL盐酸时正好生成NaCl溶液,n(HCl)=n(NaCl)=2n(Na2CO3)+n(NaHCO3)=2.5×10-3×2 mol+2.5×10-3 mol=7.5×10-3 mol,c(HCl)==0.05 mol·L-1。(4)n(CO2)=n(Na2CO3)+n(NaHCO3)=(2.5+2.5)×10-3 mol=5×10-3 mol,标况下V(CO2)=5×10-3 mol×22.4 L·mol-1=0.112 L。
微考点2 侯氏制碱法
5.(2024·吉林白山模拟)我国化工专家侯德榜将合成氨与纯碱工业联合,发明了联合制碱法,使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上,该生产方法在制得纯碱的同时,还可得到一种副产品NH4Cl。生产流程和溶解度曲线如图,下列说法错误的是( )
A.从母液中经过循环Ⅰ进入沉淀池的主要是Na2CO3、NH4Cl和氨水
B.NH4Cl固体从母液中析出时需控制温度在0~10 ℃
C.循环Ⅰ、Ⅱ的目的是提高原料的利用率、减少对环境的污染
D.沉淀池中反应的化学方程式:2NH3+CO2+2NaCl+H2O===2NH4Cl+Na2CO3
【答案】D
【解析】由溶解度曲线可以看出,NH4Cl的溶解度随温度升高而增大,因此NH4Cl固体从母液中析出时需控制温度在0~10 ℃,B正确;沉淀池中反应的化学方程式:NH3+CO2+NaCl+H2O===NH4Cl+NaHCO3↓,D错误。
6.如图是模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3的部分装置。
(1)实验时向饱和食盐水中通入CO2、NH3的先后顺序是 。
(2)a通入 ,b通入 ,简述理由: 。
(3)c中放蘸有稀硫酸的脱脂棉,作用是 。
【答案】(1)先通入NH3,然后通入CO2
(2)NH3 CO2 由于CO2在水中的溶解度比较小,而NH3极易溶于水,为防止倒吸,通入NH3的导气管的末端不能伸入到溶液中,为增加二氧化碳的吸收率,通入CO2的导气管的末端应插入液面以下 (3)吸收氨气尾气,防止污染空气
【限时训练】(限时:60分钟)
1.(2025·江西景德镇模拟)古文献《本草经集注》记载了区分硝石(KNO3)和朴硝(Na2SO4)的方法:“强烧之,紫青烟起,仍成灰……,云是真硝石也。”下列推断正确的是( )
A.“紫青烟”主要是指钠元素的焰色试验
B.“朴硝”在灼烧时火焰没有颜色
C.“硝石”在黑火药中起还原剂的作用
D.“朴硝”不能替代“硝石”制黑火药
【答案】D
【解析】钾元素的焰色试验是紫色,“紫青烟”主要是指钾元素的焰色试验,A错误;钠元素焰色试验为黄色,“朴硝”在灼烧时火焰为黄色,B错误;硝酸钾中氮元素是+5价,处于最高价,火药发生化学反应时生成氮气,KNO3中氮元素的化合价降低,“硝石”在黑火药中起氧化剂的作用,C错误;硫酸钠没有强氧化性,“朴硝”不能替代“硝石”制黑火药,D正确。
2.(2025·福建厦门模拟)下列关于Na2CO3、NaHCO3的实验方案能达到实验目的的是( )
A.用如图所示装置比较Na2CO3、NaHCO3的热稳定性
B.用澄清石灰水鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液
C.用丁达尔效应鉴别Na2CO3和NaHCO3固体
D.用加热的方法除去NaHCO3固体中混有的少量Na2CO3固体
【答案】A
【解析】加热碳酸钠和碳酸氢钠,碳酸氢钠受热分解生成二氧化碳气体,小试管导管连接的烧杯中澄清石灰水变浑浊,碳酸钠受热不分解,大试管导管连接的烧杯中澄清石灰水无变化,可比较碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性,A正确;澄清石灰水与碳酸钠和碳酸氢钠反应都能生成碳酸钙白色沉淀,不能用澄清石灰水鉴别两者,B错误;碳酸钠和碳酸氢钠固体都没有丁达尔效应,无法用丁达尔效应鉴别两者的固体,C错误;碳酸氢钠固体受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,碳酸钠受热不易分解,不可用加热的方法除去碳酸氢钠固体中混有的少量碳酸钠固体,D错误。
3.(2025·北京海淀模拟)向Na2CO3、NaHCO3混合液中逐滴加入稀盐酸,生成气体的量随稀盐酸加入量的变化关系如图所示。则下列离子组在对应的溶液中一定能大量共存的是( )
A.a点对应溶液中:Ba2+、Mg2+、Cl-、NO
B.b点对应溶液中:Al3+、H+、MnO、NO
C.c点对应溶液中:K+、Ca2+、NO、Cl-
D.d点对应溶液中:F-、NO、Fe2+、Ag+
【答案】C
【解析】向Na2CO3、NaHCO3混合液中逐滴加入稀盐酸,由图可知,O~b发生Na2CO3+HCl===NaCl+NaHCO3,b~c发生NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑,c之后盐酸过量不发生反应。a点主要为碳酸钠、碳酸氢钠和氯化钠的混合溶液,则碳酸根离子与Ba2+、Mg2+反应生成沉淀而不共存,故A不符合题意;b点对应溶液中为碳酸氢钠和氯化钠的混合溶液,碳酸氢根离子与Al3+反应生成沉淀和气体而不共存,H+与碳酸氢根离子反应生成气体而不共存,故B不符合题意;c点对应溶液中溶质为氯化钠,与K+、Ca2+、NO、Cl-都大量共存,故C符合题意;d点对应溶液中溶质为氯化钠和HCl,H+与F-反应生成HF,H+与NO、Fe2+发生氧化还原反应,Cl-与Ag+反应生成AgCl沉淀,故D不符合题意。
4.为了测定NaCl、Na2CO3·10H2O和NaHCO3的混合物中各组分的含量,某同学设计如下实验:取一定质量的混合物,通过测量反应前后②和③装置质量的变化,测定该混合物中各组分的质量分数。下列说法错误的是( )
A.①②③中可以依次盛装碱石灰、无水CaCl2、碱石灰
B.硬质玻璃管加热前,应关闭b,打开a,缓缓通入空气,直至a处出来的空气不再使澄清石灰水变浑浊为止
C.若将①装置换成盛放NaOH溶液的洗气瓶,则测得的NaCl含量偏低
D.实验过程中先停止通空气,再停止加热
【答案】D
【解析】根据实验目的和装置的连接顺序可知:装置①用于吸收空气中的CO2和水蒸气,可以使用碱石灰,装置②吸收Na2CO3·10H2O和NaHCO3分解生成的水蒸气,可以使用无水CaCl2,装置③吸收碳酸氢钠分解生成的CO2,使用碱石灰,A正确;实验前必须将装置中的水蒸气和CO2排净,避免影响测定结果,硬质玻璃管加热前,应关闭b,打开a,缓缓通入空气,直至a处出来的空气不再使澄清石灰水变浑浊为止,B正确;若将①装置换成盛放NaOH溶液的洗气瓶,则会增加水的质量,使测得Na2CO3·10H2O的含量偏高,NaCl的含量偏低,C正确;实验过程中一直通入空气,停止加热后继续通入空气使存留在装置中的CO2和水蒸气完全被吸收,D错误。
5.(2025·湖南长沙检测)以不同类别物质间的转化为线索,认识钠及其化合物。
设NA为阿伏加德罗常数的值。下列分析正确的是( )
A.从煤油中取用钠只需小刀、滤纸和玻璃片
B.纯碱溶液显碱性,可用于治疗胃酸过多
C.反应⑤、⑥可用于潜水艇中氧气的供给,常温下产生22.4 L O2,转移2NA个电子
D.往碳酸氢钠溶液中通入二氧化碳可以除去混有的碳酸钠杂质
【答案】D
【解析】钠质软,保存在煤油中,从煤油中取用钠需镊子、小刀、滤纸和玻璃片,A错误;纯碱溶液碱性强,不能用于治疗胃酸过多,B错误;过氧化钠与水或二氧化碳反应都生成氧气,因此反应⑤、⑥可用于潜水艇中氧气的供给,常温下22.4 L O2的物质的量不是1 mol,无法计算转移的电子数,C错误;向碳酸钠溶液中通入二氧化碳气体生成碳酸氢钠,反应的化学方程式为Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3,D正确。
6.(2025·广东广州模拟)某课外小组为了鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体,设计了如下几种实验方法。下列说法不正确的是( )
A.装置Ⅰ中的Na2CO3和NaHCO3均能与盐酸反应,产生气体速率快的是NaHCO3
B.当稀盐酸足量时,装置Ⅰ中气球鼓起体积较小的是NaHCO3
C.加热装置Ⅱ,澄清石灰水变浑浊一侧的白色固体是NaHCO3
D.装置Ⅲ也可以鉴别Na2CO3和NaHCO3
【答案】B
【解析】碳酸钠和碳酸氢钠均与盐酸反应生成二氧化碳气体,盛放碳酸氢钠的气球鼓得更快,即产生气体速率快的是碳酸氢钠,A正确;等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量盐酸反应时,碳酸氢钠产生的二氧化碳量多,故气球鼓起体积较大的是碳酸氢钠,B错误;碳酸氢钠受热分解生成二氧化碳,从而使澄清石灰水变浑浊,而碳酸钠受热不易分解,C、D正确。
7.某品牌食用小苏打说明书如图所示,下列相关说法正确的是(忽略杂质影响;设NA为阿伏加德罗常数的值)( )
食用小苏打
化学名称:碳酸氢钠
性状:白色粉末,水溶液微碱性
用途:食品气体发生剂
注意事项:防止阳光照晒,防潮
A.防潮说明该食用小苏打极易溶于水,比碳酸钠溶解度大
B.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中H2CO3、HCO、CO总数为NA
C.84 g NaHCO3与足量稀盐酸反应最多生成22.4 L CO2
D.NaHCO3溶液中c(H2CO3)>c(CO)
【答案】D
【解析】相同温度下,Na2CO3的溶解度比NaHCO3大,A错误;未指明溶液体积,无法计算微粒总数,B错误;未指明气体所处的状况,22.4 L CO2不一定为1 mol,C错误;HCO在溶液中既发生电离,又发生水解,根据说明书描述水溶液微碱性,说明HCO的水解程度大于电离程度,则有c(H2CO3)>c(CO),D正确。
8.(2025·山东青岛模拟)1941年,我国科学家侯德榜结合地域条件改进索尔维制碱法,提出纯碱与铵肥(NH4Cl)的联合生产工艺,后被命名为“侯氏制碱法”,主要工艺流程如图所示。下列说法正确的是( )
已知:
侯氏制碱法总反应:2NaCl+CO2+2NH3+H2O===Na2CO3+2NH4Cl。
索尔维制碱法总反应:2NaCl+CaCO3===Na2CO3+CaCl2(CaCl2作为废液排放)。
A.气体1、气体2均为CO2
B.溶液2中,含碳粒子主要是HCO
C.侯氏制碱法和索尔维制碱法中原料NaCl的原子利用率相同
D.盐析池中加入NaCl固体,c(Cl-)增大,NH4Cl(s)NH(aq)+Cl-(aq)的平衡逆向移动,NH4Cl析出
【答案】D
【解析】根据流程图可知,气体1为NaHCO3分解产生的CO2,气体2的作用是促进NH4Cl的析出,故气体2为NH3,A错误;向冷析池中通入NH3,增大溶液中c(NH),便于析出盐NH4Cl,此时溶液显碱性,因此溶液2中含碳粒子主要是CO,B错误;侯氏制碱法中Na+用于制取Na2CO3,Cl-用于制取NH4Cl,NH4Cl可作氮肥,也可用于金属加工除锈等,原子利用率较高,而索尔维制碱法制取纯碱时,反应产生的CaCl2作为废液排出,原子利用率大大降低,故侯氏制碱法中原料NaCl的原子利用率比索尔维制碱法中原料NaCl的原子利用率高,C错误;盐析池中加入NaCl固体,增大了溶液中c(Cl-),使盐NH4Cl的溶解结晶平衡NH4Cl(s)NH(aq)+Cl-(aq)逆向移动,从而使NH4Cl结晶析出,D正确。
9.下列对碱金属性质的叙述正确的是( )
①都是银白色的柔软金属(除铯外),密度都比较小 ②单质在空气中燃烧生成的都是过氧化物 ③碱金属单质都与水剧烈反应 ④单质的熔、沸点随着原子序数的增加而升高
A.①③ B.②④
C.①④ D.②③
【答案】A
【解析】①铯略带金色光泽,其他碱金属都是银白色的柔软金属,密度都比较小,故正确;②锂燃烧生成氧化锂,不是过氧化锂,故错误;③碱金属单质性质活泼,与水剧烈反应生成碱和氢气,故正确;④碱金属单质的熔、沸点随着原子序数的增加逐渐降低,故错误。
10.(2025·湖北武汉模拟)焰色试验过程中铂丝的清洗和灼烧与钾焰色的观察两项操作如图所示:
下列叙述中不正确的是( )
A.每次实验中都要先将铂丝灼烧到火焰无色,再蘸取被检验物质
B.钾的焰色试验要透过蓝色钴玻璃观察
C.实验时最好选择本身颜色较深的火焰
D.没有铂丝可用无锈铁丝代替进行实验
【答案】C
【解析】取一根铂丝,用盐酸洗净后,放在酒精灯上灼烧至无色,再蘸取被检验物质,进行焰色试验,故A正确;在观测钾的焰色试验时要透过蓝色钴玻璃,滤去钠的黄光的干扰,故B正确;为了能够更加突出被检验物质的颜色,选用本身颜色较浅的火焰,最大限度减少火焰本身颜色的干扰,故C错误;洁净的细铁丝,放在酒精灯上灼烧至无色,本身无颜色,故可用铁丝进行焰色试验,故D正确。
11.某固体混合物由Na2CO3和NaHCO3两种物质组成,将其分成X、Y两等份。标准状况下,X溶于足量盐酸,生成CO2的体积为V1 L;充分加热Y,冷却后再溶于足量盐酸,生成CO2的体积为V2 L。下列说法正确的是( )
A.蒸干X与足量盐酸反应后的溶液,可得固体 g
B.充分加热Y,固体质量减少 g
C.X、Y消耗HCl的物质的量之比为1∶1
D.混合物中Na2CO3与NaHCO3的物质的量之比为
【答案】C
【解析】反应涉及的方程式为2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑,Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑。假设每份固体中碳酸氢钠的物质的量为x mol,碳酸钠的物质的量为y mol,则有x+y=,+y=,联立两式解得:x=,y=,则碳酸钠和碳酸氢钠的物质的量比例为,D错误;X与足量盐酸反应后的溶液蒸干后得到氯化钠,根据以上方程式分析,其中氯化钠与二氧化碳的物质的量关系不确定,A错误;碳酸氢钠受热分解,质量减少为水和二氧化碳的质量,B错误;两个过程中最后都得到氯化钠,根据原子守恒分析,X、Y消耗HCl的物质的量之比为1∶1,C正确。
12.A是一种常见的金属单质,B是淡黄色固体,请结合转化关系图判断下列说法正确的是( )
A.A与氧气还可以生成另一种常见化合物F,B和F中阴离子与阳离子的数目比分别是1∶1和1∶2
B.完全燃烧W g的CO和H2的混合气体,然后将产物与过量的B反应,则固体增重为W g
C.相同温度下,分别向盛有适量0.1 mol·L-1 D和E溶液的两支试管中滴入2滴酚酞溶液,则盛有D的溶液的试管中红色较浅
D.用洁净的铂丝蘸取某待测液,置于火焰上灼烧,透过蓝色钴玻璃能观察到火焰呈紫色,则该溶液中一定含有K+,一定不含Na+
【答案】B
【解析】A是一种常见的金属单质,A与O2在点燃条件下生成B,B是淡黄色固体,则A是Na,B是Na2O2。结合图中物质之间的转化反应及条件推知,C为NaOH,D为Na2CO3,E为NaHCO3。钠还能与氧气反应得到Na2O,Na2O和Na2O2中阴离子与阳离子的数目比均为1∶2,A错误;完全燃烧W g的CO和H2的混合气体,然后将产物与过量的B反应,则固体增重W g,B正确;浓度相同的Na2CO3和NaHCO3溶液,Na2CO3溶液碱性强,C错误;透过蓝色钴玻璃观察焰色时,看到火焰呈紫色,证明含有K+,但不能确定是否含Na+,D错误。
13.(2021·湖南卷,15)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2.500 g,用蒸馏水溶解,定容于250 mL容量瓶中;
②移取25.00 mL上述溶液于锥形瓶,加入2滴指示剂M,用0.100 0 mol·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V1 mL;
③在上述锥形瓶中再加入2滴指示剂N,继续用0.100 0 mol·L-1盐酸标准溶液滴定至终点(第二滴定终点),又消耗盐酸V2 mL;
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/100 g H2O)
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_________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(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”)。
【答案】(1)NaHCO3 30~35 ℃,NaHCO3的溶解度小于NaCl、NH4HCO3和NH4Cl的溶解度
(2)D
(3)甲基橙 溶液由黄色变为橙色,且半分钟内不变色
(4)3.56%
(5)偏大
【解析】(1)根据相关盐在不同温度下的溶解度可知,30~35 ℃,NaHCO3的溶解度明显小于NaCl、NH4HCO3和NH4Cl的溶解度,因此NaHCO3在步骤I中结晶析出。(2)300 ℃时给固体加热,选用的仪器应为坩埚。(3)本题中测定碳酸氢钠含量采用了双指示剂滴定法,第一滴定过程以酚酞为指示剂,Na2CO3转化为NaHCO3,第二滴定过程以甲基橙为指示剂,NaHCO3转化为NaCl、CO2和H2O,所以第二滴定终点前后溶液由黄色变为橙色,且半分钟内不变色。(4)由(3)的分析过程可知,25.00 mL待测液中所含NaHCO3的物质的量为0.100 0 mol·L-1×(V2-V1)×10-3 L,则2.500 g产品中所含NaHCO3的质量为84 g·mol-1××0.100 mol·L-1×(23.51-22.45)×10-3 L=0.089 04 g,则产品中NaHCO3的质量分数为×100%≈3.56%。(5)第一次滴定终点时,俯视读数,导致测得的V1偏小,NaHCO3质量分数的计算结果偏大。
14.实验室测定碳酸钠和碳酸氢钠混合物中碳酸钠的质量分数,设计了下列两种不同实验方案进行探究。
【方案一】将少量(一定质量)样品溶于水与足量沉淀剂氢氧化钡溶液反应,过滤、洗涤、干燥、称重。
(1)实验中发生反应的离子方程式为________________________________、________________________________。
(2)过滤后需要洗涤沉淀,洗涤沉淀的方法是____________________________ ____________________________________________________________________,
检验沉淀洗净的方法是______________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________。
【方案二】将一定质量样品与足量稀硫酸反应,测定生成气体的体积。
(3)某同学拟选用下列实验装置完成实验:
你认为最简易的装置其连接顺序是A接________,________接________(填接口字母,注意:可不填满)。
(4)仔细分析实验装置后,同学们经讨论认为该装置会引起较大误差,于是他们设计了如图所示的实验装置。
①装置中导管a的作用有___________________________________________、
____________________________________________________________________。
②为了较准确测量气体的体积,在读反应前后量气管中液面的读数求其差值的过程中,除视线平视外还应注意________(填字母)。
A.反应装置应冷却至室温
B.一段时间后,乙管中液面不再上升时再读数
C.读数时应上下移动右侧量气管,使甲、乙两端液面相平
D.读数时不一定使两端液面相平
【答案】(1)Ba2++CO===BaCO3↓ Ba2++HCO+OH-===BaCO3↓+H2O
(2)给漏斗中注入蒸馏水浸没沉淀,使水自然流下,重复2~3次 取最后一次洗涤液置于试管中,向试管中加入硫酸钠溶液,若无白色沉淀,证明洗净
(3)E D G
(4)①减少因稀硫酸进入锥形瓶排出的体积引起的误差 连通分液漏斗与锥形瓶平衡气压,便于分液漏斗中液体畅流 ②ABC
【解析】(3)装置的组装顺序为混合物与稀硫酸反应,用排液体量气法测定气体的体积,其中盛液体的试剂瓶导管一定要短进长出,利用增大压强将水排出,量筒中液体的体积就是生成气体的体积,量筒内导管应伸入量筒底部,故连接顺序为A接E,D接G。(4)①导管a的作用有平衡气体压强、使分液漏斗中的稀硫酸能顺利滴下、消除由于加入稀硫酸引起的体积误差。②反应放热导致温度升高,气体压强增大,故应冷却后再读取气体的体积,A正确;反应放热导致温度升高,一段时间后,乙管中液面不再上升时再读数,B正确;读取实验中生成氢气的体积时应上下移动量气管乙,使甲、乙中液面相平,以保证甲中气体压强与大气压强相等,C正确,D错误。
15.(2025·浙江名校联考)Na2CO3和NaHCO3是重要的无机化工产品,广泛应用于食品、化工、医药等领域。如图是利用天然碱(主要成分为Na2CO3、NaHCO3和少量NaCl)制备Na2CO3和NaHCO3的工艺流程。
完成下列填空:
(1)操作①为________________。
(2)碳化装置中反应的离子方程式为__________________________________ ___________________________________________________________________。
(3)对比索尔维制碱法,说明利用天然碱制碱的优势:_____________________ __________________________________________________________________。
(4)为了测定产品中小苏打中NaHCO3的含量,进行以下实验。
实验步骤:
步骤一:称取2.000 g小苏打样品,配制小苏打溶液250 mL。
步骤二:取20.00 mL小苏打溶液置于锥形瓶中,用0.100 0 mol·L-1盐酸滴定,溶液pH随盐酸体积变化如图所示。
①取20.00 mL小苏打溶液需要使用的定量仪器名称:________。
②根据滴定曲线分析,若采用传统滴定法,应选择的指示剂是________________,此时滴定终点的现象为_________________________________ ___________________________________________________________________。
③该样品中NaHCO3的质量分数为________。
【答案】(1)过滤、洗涤
(2)2Na++CO+H2O+CO2===2NaHCO3↓
(3)原料利用率高、节能、环保、成本低等
(4)①碱式滴定管 ②甲基橙 滴加最后半滴盐酸,溶液由黄色变为橙色且半分钟内不恢复黄色 ③94.5%
【解析】(1)由流程图可知,溶液碳化后生成了液态物质和固态物质,因此操作①为过滤、洗涤。(2)由流程图可知,天然碱溶液碳化后生成了碳酸氢钠,说明二氧化碳与碳酸钠和水反应生成了碳酸氢钠,离子方程式为2Na++CO+H2O+CO2===2NaHCO3↓。(3)索尔维制碱法中大量的氯化钙作为废液排放,氯化钠的利用率低,而天然碱制碱不产生污染物,原料利用率高,且流程简单,需要的能量低,成本低。(4)①碳酸氢钠溶液呈碱性,因此取20.00 mL碳酸氢钠溶液用碱式滴定管。②用盐酸滴定碳酸氢钠溶液,滴定终点呈酸性,指示剂选择甲基橙,滴定终点的现象为滴加最后半滴盐酸,溶液由黄色变为橙色且半分钟内不恢复黄色。③由图示可知,当盐酸滴加18.00 mL时,两者恰好完全反应,则消耗氯化氢的物质的量是0.100 0 mol·L-1×0.018 L=1.8×10-3 mol,而碳酸氢钠和氯化氢是1∶1反应,因此20.00 mL溶液中碳酸氢钠的物质的量为1.8×10-3 mol,250 mL溶液中碳酸氢钠的物质的量为2.25×10-2 mol,质量为2.25×10-2 mol×84 g·mol-1=1.89 g,则碳酸氢钠的质量分数为×100%=94.5%。
学科网(北京)股份有限公司
$
第四章 金属及其化合物
第13讲 碱金属 钠及其重要化合物的转化
学习导航站
核心知识库:重难考点总结,梳理必背知识、归纳重点
考点1 碱金属 焰色试验★★★☆☆
考点2 钠及其重要化合物的转化关系★★★☆☆
(星级越高,重要程度越高)
限时训练挑战场:感知真题,检验成果,考点追溯
考点1 碱金属 焰色试验
1. 碱金属(Li、Na、K、Rb、Cs)性质
性质
相似性
递变性(由Li→Cs)
原子结构
最外层均有1个电子
电子层数逐渐增多,核电荷数逐渐增大,原子半径逐渐增大
元素性质
都具有较强的金属性,最高正价均为+1
金属性逐渐增强
单质性质
物理性质
(除Cs外)都呈银白色,密度较小,熔点低
密度逐渐增大(钾反常),熔点逐渐降低
化学性质
都具有较强的还原性,还原性逐渐增强
与O2反应越来越剧烈,产物越来越复杂
2. 碱金属的特性
1. 碱金属的密度一般随核电荷数的增大而增大,但钾的密度比钠小。
2. 碱金属一般都保存在煤油中,但锂的密度小于煤油,通常将锂密封在石蜡中。
3. 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,碱金属氢化物是强还原剂。
4. 试剂瓶中的试剂取出后,一般不能放回原瓶,但Na、K等试剂必须放回原瓶。
5. 锂与O2反应与钠不同,无论是常温还是加热,Li与O2反应只生成Li2O。
3.焰色试验
1. 焰色试验是物理变化,属于元素的性质。
2. 钠、钾元素的检验
(1) 焰色试验显黄色―→含钠元素。
(2) 焰色试验显紫色―→含钾元素。
3. 进行焰色试验前铂丝先用稀盐酸洗涤。
【小试牛刀】
微考点1 碱金属的性质递变及应用
1.(2025·河北衡水检测)下列关于碱金属的叙述正确的是( )
A.碱金属单质的密度随原子序数的增大而增大
B.碱金属随着原子序数增大,与水反应的剧烈程度增大
C.碱金属的原子半径越大,越易失电子,其还原性越弱
D.碱金属单质的化学性质活泼,易从盐溶液中置换其他金属
2.Li、Na、K、Rb、Cs都是第ⅠA族的元素。下列关于第ⅠA族元素的叙述正确的是( )
A.锂在空气中燃烧生成Li2O2
B.KOH的碱性比NaOH的弱
C.常温下,Rb、Cs露置在空气中不易变质
D.K与水反应比Na与水反应更剧烈
微考点2 焰色试验原理及其应用
3.(2025·湖北武汉检测)利用焰色试验,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.焰色试验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
4.(2025·山东滨州检测)下列说法正确的是( )
A.在火药中添加金属的化合物制作烟花,是因为部分金属元素有特殊焰色
B.钠单质燃烧火焰呈黄色,钠单质可用于制作烟花
C.中秋夜“烧塔”时,人们把海盐撒向塔里,黄色火焰直冲云天,黄色火焰是因为NaCl受热分解
D.用洁净铂丝蘸取某溶液在酒精灯火焰上灼烧,观察火焰检验溶液中含有K+
5.(2025·广东广州检测)下列有关焰色试验操作的描述正确的是( )
A.取一根洁净的细铁丝,放在酒精灯上灼烧至与原来的焰色相同,再蘸取少量NaCl溶液,进行焰色试验
B.焰色试验过程中生成了新物质,所以发生了颜色的变化
C.铂丝在做完氯化钠溶液的焰色试验后,用稀硫酸洗净,再蘸取少量的K2SO4溶液,重复以上实验
D.用洁净的铂丝蘸取某溶液,放在火焰上灼烧,观察到黄色火焰,则证明该溶液中一定有Na+,没有K+
考点二 钠及其重要化合物的转化关系
重要方程式书写再落实
(1)Na2O2吸收水和二氧化碳的化学方程式分别为2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2。
(2)以海水中的氯化钠为原料分别制取金属钠、烧碱、纯碱的化学方程式:
①制取金属钠:2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑;
②现代工业制烧碱:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑;
③制取纯碱:NH3+NaCl+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl,2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。
(3)烧碱溶液中通入CO2的离子方程式:
①CO2少量:2OH-+CO2===C+H2O;
②CO2过量:OH-+CO2===HC。
(4)饱和碳酸钠溶液中通入CO2的离子方程式:2Na++C+CO2+H2O===2NaHCO3↓。
【小试牛刀】
微考点1 Na及其化合物的“价—类”二维图
1.(2024·山西吕梁期中)钠及其化合物在工业生产中有重要作用,如图是钠的“价—类”二维图,下列说法正确的是( )
A.Na在空气中燃烧生成Na2O
B.Na2O和Na2O2都属于碱性氧化物
C.NaOH固体在空气中易变质,需密封保存
D.相同条件下,等物质的量的Na2CO3和NaHCO3分别与足量盐酸反应,生成气体的体积不同
微考点2 Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应的定量关系
2.Na2CO3、NaHCO3分别与足量的盐酸反应,完成下列表格。
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
3.向含NaOH、Na2CO3、NaHCO3其中一种或两种的溶液中滴加某浓度的盐酸,生成CO2的体积(标准状况)与加入盐酸的体积的关系如图所示。依据图像特点判断溶液中溶质的成分:
(1)若a=0(即图像从原点开始),溶液中的溶质为NaHCO3。
(2)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,涉及的离子方程式Oa:+H+===HC;ab:HC+H+===H2O+CO2↑。
(3)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NaOH和Na2CO3,涉及的离子方程式Oa:OH-+H+===H2O、C+H+===HC;ab:HC+H+===CO2↑+H2O。
(4)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。
4.将一定物质的量的Na2CO3、NaHCO3组成的混合物溶于水,配成1 L溶液,取出50 mL溶液,然后滴加一定物质的量浓度的盐酸,得到如图所示图像。
按要求回答问题:
(1)写出依次发生反应的化学方程式: 。
(2)①代表 的变化曲线;②代表 的变化曲线;③代表 的变化曲线。
(3)盐酸的物质的量浓度为 。
(4)加入盐酸为150 mL时,放出的CO2在标准状况下的体积为 。
微考点2 侯氏制碱法
5.(2024·吉林白山模拟)我国化工专家侯德榜将合成氨与纯碱工业联合,发明了联合制碱法,使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上,该生产方法在制得纯碱的同时,还可得到一种副产品NH4Cl。生产流程和溶解度曲线如图,下列说法错误的是( )
A.从母液中经过循环Ⅰ进入沉淀池的主要是Na2CO3、NH4Cl和氨水
B.NH4Cl固体从母液中析出时需控制温度在0~10 ℃
C.循环Ⅰ、Ⅱ的目的是提高原料的利用率、减少对环境的污染
D.沉淀池中反应的化学方程式:2NH3+CO2+2NaCl+H2O===2NH4Cl+Na2CO3
6.如图是模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3的部分装置。
(1)实验时向饱和食盐水中通入CO2、NH3的先后顺序是 。
(2)a通入 ,b通入 ,简述理由: 。
(3)c中放蘸有稀硫酸的脱脂棉,作用是 。
【限时训练】(限时:60分钟)
1.(2025·江西景德镇模拟)古文献《本草经集注》记载了区分硝石(KNO3)和朴硝(Na2SO4)的方法:“强烧之,紫青烟起,仍成灰……,云是真硝石也。”下列推断正确的是( )
A.“紫青烟”主要是指钠元素的焰色试验
B.“朴硝”在灼烧时火焰没有颜色
C.“硝石”在黑火药中起还原剂的作用
D.“朴硝”不能替代“硝石”制黑火药
2.(2025·福建厦门模拟)下列关于Na2CO3、NaHCO3的实验方案能达到实验目的的是( )
A.用如图所示装置比较Na2CO3、NaHCO3的热稳定性
B.用澄清石灰水鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液
C.用丁达尔效应鉴别Na2CO3和NaHCO3固体
D.用加热的方法除去NaHCO3固体中混有的少量Na2CO3固体
3.(2025·北京海淀模拟)向Na2CO3、NaHCO3混合液中逐滴加入稀盐酸,生成气体的量随稀盐酸加入量的变化关系如图所示。则下列离子组在对应的溶液中一定能大量共存的是( )
A.a点对应溶液中:Ba2+、Mg2+、Cl-、NO
B.b点对应溶液中:Al3+、H+、MnO、NO
C.c点对应溶液中:K+、Ca2+、NO、Cl-
D.d点对应溶液中:F-、NO、Fe2+、Ag+
4.为了测定NaCl、Na2CO3·10H2O和NaHCO3的混合物中各组分的含量,某同学设计如下实验:取一定质量的混合物,通过测量反应前后②和③装置质量的变化,测定该混合物中各组分的质量分数。下列说法错误的是( )
A.①②③中可以依次盛装碱石灰、无水CaCl2、碱石灰
B.硬质玻璃管加热前,应关闭b,打开a,缓缓通入空气,直至a处出来的空气不再使澄清石灰水变浑浊为止
C.若将①装置换成盛放NaOH溶液的洗气瓶,则测得的NaCl含量偏低
D.实验过程中先停止通空气,再停止加热
5.(2025·湖南长沙检测)以不同类别物质间的转化为线索,认识钠及其化合物。
设NA为阿伏加德罗常数的值。下列分析正确的是( )
A.从煤油中取用钠只需小刀、滤纸和玻璃片
B.纯碱溶液显碱性,可用于治疗胃酸过多
C.反应⑤、⑥可用于潜水艇中氧气的供给,常温下产生22.4 L O2,转移2NA个电子
D.往碳酸氢钠溶液中通入二氧化碳可以除去混有的碳酸钠杂质
6.(2025·广东广州模拟)某课外小组为了鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体,设计了如下几种实验方法。下列说法不正确的是( )
A.装置Ⅰ中的Na2CO3和NaHCO3均能与盐酸反应,产生气体速率快的是NaHCO3
B.当稀盐酸足量时,装置Ⅰ中气球鼓起体积较小的是NaHCO3
C.加热装置Ⅱ,澄清石灰水变浑浊一侧的白色固体是NaHCO3
D.装置Ⅲ也可以鉴别Na2CO3和NaHCO3
7.某品牌食用小苏打说明书如图所示,下列相关说法正确的是(忽略杂质影响;设NA为阿伏加德罗常数的值)( )
食用小苏打
化学名称:碳酸氢钠
性状:白色粉末,水溶液微碱性
用途:食品气体发生剂
注意事项:防止阳光照晒,防潮
A.防潮说明该食用小苏打极易溶于水,比碳酸钠溶解度大
B.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中H2CO3、HCO、CO总数为NA
C.84 g NaHCO3与足量稀盐酸反应最多生成22.4 L CO2
D.NaHCO3溶液中c(H2CO3)>c(CO)
8.(2025·山东青岛模拟)1941年,我国科学家侯德榜结合地域条件改进索尔维制碱法,提出纯碱与铵肥(NH4Cl)的联合生产工艺,后被命名为“侯氏制碱法”,主要工艺流程如图所示。下列说法正确的是( )
已知:
侯氏制碱法总反应:2NaCl+CO2+2NH3+H2O===Na2CO3+2NH4Cl。
索尔维制碱法总反应:2NaCl+CaCO3===Na2CO3+CaCl2(CaCl2作为废液排放)。
A.气体1、气体2均为CO2
B.溶液2中,含碳粒子主要是HCO
C.侯氏制碱法和索尔维制碱法中原料NaCl的原子利用率相同
D.盐析池中加入NaCl固体,c(Cl-)增大,NH4Cl(s)NH(aq)+Cl-(aq)的平衡逆向移动,NH4Cl析出
9.下列对碱金属性质的叙述正确的是( )
①都是银白色的柔软金属(除铯外),密度都比较小 ②单质在空气中燃烧生成的都是过氧化物 ③碱金属单质都与水剧烈反应 ④单质的熔、沸点随着原子序数的增加而升高
A.①③ B.②④
C.①④ D.②③
10.(2025·湖北武汉模拟)焰色试验过程中铂丝的清洗和灼烧与钾焰色的观察两项操作如图所示:
下列叙述中不正确的是( )
A.每次实验中都要先将铂丝灼烧到火焰无色,再蘸取被检验物质
B.钾的焰色试验要透过蓝色钴玻璃观察
C.实验时最好选择本身颜色较深的火焰
D.没有铂丝可用无锈铁丝代替进行实验
11.某固体混合物由Na2CO3和NaHCO3两种物质组成,将其分成X、Y两等份。标准状况下,X溶于足量盐酸,生成CO2的体积为V1 L;充分加热Y,冷却后再溶于足量盐酸,生成CO2的体积为V2 L。下列说法正确的是( )
A.蒸干X与足量盐酸反应后的溶液,可得固体 g
B.充分加热Y,固体质量减少 g
C.X、Y消耗HCl的物质的量之比为1∶1
D.混合物中Na2CO3与NaHCO3的物质的量之比为
12.A是一种常见的金属单质,B是淡黄色固体,请结合转化关系图判断下列说法正确的是( )
A.A与氧气还可以生成另一种常见化合物F,B和F中阴离子与阳离子的数目比分别是1∶1和1∶2
B.完全燃烧W g的CO和H2的混合气体,然后将产物与过量的B反应,则固体增重为W g
C.相同温度下,分别向盛有适量0.1 mol·L-1 D和E溶液的两支试管中滴入2滴酚酞溶液,则盛有D的溶液的试管中红色较浅
D.用洁净的铂丝蘸取某待测液,置于火焰上灼烧,透过蓝色钴玻璃能观察到火焰呈紫色,则该溶液中一定含有K+,一定不含Na+
13.(2021·湖南卷,15)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2.500 g,用蒸馏水溶解,定容于250 mL容量瓶中;
②移取25.00 mL上述溶液于锥形瓶,加入2滴指示剂M,用0.100 0 mol·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V1 mL;
③在上述锥形瓶中再加入2滴指示剂N,继续用0.100 0 mol·L-1盐酸标准溶液滴定至终点(第二滴定终点),又消耗盐酸V2 mL;
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/100 g H2O)
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_________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(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”)。
14.实验室测定碳酸钠和碳酸氢钠混合物中碳酸钠的质量分数,设计了下列两种不同实验方案进行探究。
【方案一】将少量(一定质量)样品溶于水与足量沉淀剂氢氧化钡溶液反应,过滤、洗涤、干燥、称重。
(1)实验中发生反应的离子方程式为________________________________、________________________________。
(2)过滤后需要洗涤沉淀,洗涤沉淀的方法是____________________________ ____________________________________________________________________,
检验沉淀洗净的方法是______________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________。
【方案二】将一定质量样品与足量稀硫酸反应,测定生成气体的体积。
(3)某同学拟选用下列实验装置完成实验:
你认为最简易的装置其连接顺序是A接________,________接________(填接口字母,注意:可不填满)。
(4)仔细分析实验装置后,同学们经讨论认为该装置会引起较大误差,于是他们设计了如图所示的实验装置。
①装置中导管a的作用有___________________________________________、
____________________________________________________________________。
②为了较准确测量气体的体积,在读反应前后量气管中液面的读数求其差值的过程中,除视线平视外还应注意________(填字母)。
A.反应装置应冷却至室温
B.一段时间后,乙管中液面不再上升时再读数
C.读数时应上下移动右侧量气管,使甲、乙两端液面相平
D.读数时不一定使两端液面相平
15.(2025·浙江名校联考)Na2CO3和NaHCO3是重要的无机化工产品,广泛应用于食品、化工、医药等领域。如图是利用天然碱(主要成分为Na2CO3、NaHCO3和少量NaCl)制备Na2CO3和NaHCO3的工艺流程。
完成下列填空:
(1)操作①为________________。
(2)碳化装置中反应的离子方程式为__________________________________ ___________________________________________________________________。
(3)对比索尔维制碱法,说明利用天然碱制碱的优势:_____________________ __________________________________________________________________。
(4)为了测定产品中小苏打中NaHCO3的含量,进行以下实验。
实验步骤:
步骤一:称取2.000 g小苏打样品,配制小苏打溶液250 mL。
步骤二:取20.00 mL小苏打溶液置于锥形瓶中,用0.100 0 mol·L-1盐酸滴定,溶液pH随盐酸体积变化如图所示。
①取20.00 mL小苏打溶液需要使用的定量仪器名称:________。
②根据滴定曲线分析,若采用传统滴定法,应选择的指示剂是________________,此时滴定终点的现象为_________________________________ ___________________________________________________________________。
③该样品中NaHCO3的质量分数为________。
学科网(北京)股份有限公司
$