第4讲 钠及其化合物-【划重点】2025-2026学年高一化学上学期期中期末复习精细讲义(人教版必修第一册)
2025-10-23
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2份
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学人教版必修第一册 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | 第一节 钠及其化合物 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 钠及其化合物 |
| 使用场景 | 同步教学-期中 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 12.84 MB |
| 发布时间 | 2025-10-23 |
| 更新时间 | 2025-10-23 |
| 作者 | 青衣任逍遥 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-10-23 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/54512211.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
第4讲 钠及其化合物
知识点1: 钠单质性质概述
1.物理性质
常温常压下,钠是 金属,熔点为97.8℃,沸点为883℃,密度为0.971 g·cm-3。
2.预测化学性质
从不同角度预测钠可能具有的化学性质
微观结构的角度
钠原子的最外电子层上只有1个电子,容易 ,最外电子层达到8电子稳定结构,形成可以稳定存在的钠离子。
宏观理论的角度
①从物质分类的角度分析:钠属于 单质
②从氧化还原的角度分析:钠具有 性
③根据金属活动性分析:钠是很 的金属。
结论
钠是一种具有强还原性的金属单质
钠的制备:钠元素在自然界中都以 的形式存在,无 ,工业上通常用电解熔融氯化钠的方法制备钠单质:NaCl(熔融) 2Na+Cl2↑
3.钠的用途
1.下列有关钠的取用方法、保存及存在形式的描述正确的是
A.实验中,取用少量的金属钠可用手直接取
B.实验室中,钠通常保存在煤油或石蜡油中
C.实验后剩余的金属钠要丢入垃圾桶,不能放回原试剂瓶中
D.钠在自然界中主要以化合态形式存在,少量以游离态形式存在
2.下列有关钠的物理性质的叙述正确的有
①银白色金属 ②质软,可以用小刀切 ③熔点低于100℃ ④密度比水小
A.仅①②④ B.仅①②③
C.仅①③④ D.①②③④
3.下列钠的用途正确且与钠的化学性质无关的是( )
①与钾形成的合金可作原子反应堆的导热剂 ②制取 ③冶炼金属钛 ④高压钠灯 ⑤与反应制取
A.①④ B.②③ C.⑤ D.全部
知识点2:钠的化学性质
1.钠与氧气的反应
反应条件
常温
加热或点燃
实验装置及仪器
实验操作
用镊子从煤油中取出一小块金属钠,用滤纸吸干表面的煤油
在玻璃片上用小刀切去一端的外皮,观察金属钠表面的变化
把钠块放在坩埚中加热
实验现象
钠块表面呈灰色
新切开的钠具有银白色的金属光泽,在空气中很快变暗
钠先熔化成小球,然后剧烈燃烧,火焰呈 ,生成 固体
实验分析
①钠质 ,能用小刀切割;
②钠常温下极易与氧气反应,反应的化学方程式为分析 ;
③钠的熔点低,受热易熔化,且与氧气剧烈反应,反应的化学方程式为
①金属钠的取用:取用时应用 将钠从 中取出,用 吸干钠块表面的煤油后,一般用小刀切取绿豆粒大小即可。取用金属钠时,剩余的钠 放回原试剂瓶中,不能乱扔,类似的物质还有 、 等。
②钠是非常活泼的金属,与O2反应条件不同时,反应现象不同,产物也不同,常温时生成Na2O,
条件下生成Na2O2。
③钠露置在空气中的变化过程
④钠与氧气反应的有关判断:
(1)反应产物的判断
钠与氧气的反应产物只受 的影响,而不受 的影响。即钠不论是与少量氧气反应还是与足量氧气反应,只要是在常温下反应均生成Na2O,点燃或加热的条件下反应生成Na2O2。
(2)转移电子数目的判断
钠与氧气反应,不论生成Na2O还是Na2O2,均属于氧化还原反应,在反应过程中都是Na失电子被氧化为Na+,即转移电子数由钠的量决定,故等质量的钠与氧气反应时,无论生成Na2O还是Na2O2,反应转移的电子数都 。
2.钠与水的反应
实验操作
实验现象
结论或解释
浮——钠浮在水面上
熔———钠熔化成光亮的小球
游——小球在水面上迅速游动
响——发出“嘶嘶”的响声,且钠很快消失
红——加入酚酞的溶液颜色变红
实验方程式
常温下,钠与水剧烈反应,生成NaOH和H2.
化学方程式:
离子方程式: 。
3.钠与酸、碱或盐的水溶液反应的规律
钠与酸溶液的反应
①钠与酸溶液反应时先与 反应,即反应顺序遵循“ ”的原则,如钠与盐酸溶液:
②如果钠相对酸过量,待酸耗尽后,钠再与水发生反应至钠完全反应,因其反应本质都是与 反应,酸中H+的浓度越大,反应越 。而且钠投入酸溶液中,钠完全反应,放出H2的多少只与 有关。
钠与碱溶液的反应
钠与碱溶液反应的实质就是钠与 的反应
钠与盐溶液的反应
钠与盐(强酸的酸式盐除外)溶液反应时,首先与 反应,然后分两种情况:
①盐溶液中的溶质与氢氧化钠 ,则只发生钠与水的反应。
②盐溶液中的溶质与氢氧化钠 ,如钠与硫酸铜溶液的反应:
, ,
总反应为 ,类似的还有钠与FeCl3溶液、MgSO4溶液的反应。
钠与强酸的酸式盐溶液的反应
钠与强酸的酸式盐溶液的反应为钠直接与盐反应。例如NaHSO4溶液,因HSO4-在溶液中完全电离(HSO4-===H++SO42-)而使溶液显酸性,即盐电离出的H+浓度远大于水电离产生的H+浓度,故反应的化学方程式为 ,离子方程式为 。
①钠与熔融盐反应可置换出较不活泼的金属,如:4Na+TiCl4(熔融)4NaCl +Ti
②K、Ca、Na不能从盐溶液中置换出金属单质。
③金属钠与溶液反应的现象:
共性
因为钠与水的反应属于剧烈的置换反应,故钠与溶液反应有共同的现象产生。①浮:钠浮在液面上;②熔:钠熔化成光亮的小球;③游:钠在液面上不停地游动直至反应完;④响:反应中不停地发出“嘶嘶”的响声。
差异性
与酸反应时,由于溶液中H+浓度较大,反应程度比钠与水的反应 ,最后钠可能在液面上 ;与盐溶液反应时,还可能会生成沉淀(如难溶性碱)、其他气体(NH3)等。
1.(24高一·广东佛山·期中)下列关于钠的叙述正确的是
A.钠的硬度大,熔点高
B.钠的原子最外层只有1个电子,属于活泼金属
C.钠与CuSO4溶液反应,可置换出单质铜
D.金属钠表面可生成一层致密的氧化膜,保护内部钠不被氧化
2.将一小块钠投入如图所示的烧杯中,下列有关说法正确的是
A.钠块只在煤油中游动,并放出气体
B.钠块只在水层游动,钠块熔化,水层变红色
C.在CCl4和水层交界处上下跳动,钠块熔化,水层变红
D.在水层和煤油层交界处上下跳动,钠块熔化,水层变红
3.将一小块钠投入下列溶液时,既能产生气体又会出现白色沉淀的是
A.稀盐酸 B.Cu(NO3)2溶液 C.NaCl溶液 D.MgSO4溶液
4.利用如图所示装置进行金属钠与水反应的实验,液体添加完毕后,关闭活塞,打开右边胶塞,向煤油中加入一小块钠,立即塞好胶塞,可观察到的现象是
A.钠块始终保持在a处,直至完全消失
B.钠沉入U形管b处而后又慢慢浮到a处
C.钠块在煤油与水的交界处上下跳动直至消失
D.随反应的进行,煤油与胶塞处液面上升,漏斗中液面下降
5.金属钠是在1807年通过电解氢氧化钠制得的,这个原理应用于工业生产,约在1891年才获得成功。1921年实现了电解氯化钠制钠的工业方法,其反应原理是2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑。回答下列有关单质钠的问题:
(1)保存金属钠的正确方法是 。
A.放在棕色瓶中 B.放在细沙中 C.放在水中 D.放在煤油中
(2)将一小块钠放在水平放置的试管中部,用酒精灯加热充分反应(如图所示),请写出该反应的化学方程式 ,生成物的颜色为 。
(3)Na、NaOH久置空气中最终都是变为 (填化学式)。
(4)将一小块金属钠投入CuCl2溶液中,发生反应的化学方程式为 。
知识点3:氧化钠和过氧化钠
1.Na2O与H2O、CO2的反应
Na2O是一种 固体,属于 氧化物,可与水反应: ;可与酸反应: ;可与CO2反应: 。
2.Na2O2与H2O的反应(实验探究)
实验操作
实验现象
现象解释
实验结论
有大量气泡
过氧化钠与水剧烈反应,有气体产生
过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,化学方程式为
带火星的木条复燃
有 产生
试管外壁温度升高
反应
溶液先变红后褪色
有 生成,反应过程中有强氧化性物质生成
①Na2O2与H2O的反应(2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑),实质上可以分成两个过程:Na2O2+2H2O=== 2NaOH+H2O2,2H2O2===2H2O+O2↑。该反应中生成了NaOH,可使酚酞溶液变 ,又因为反应过程中有H2O2生成,H2O2具有很强的氧化性,能使溶液 ,因此溶液先变红后褪色。
②Na2O2与水反应时,只有Na2O2中氧元素的价态发生了变化,电子转移情况可表示为:
由此可知,氧化剂、还原剂均为 ,氧化产物是 ,还原产物是 。
3.Na2O2与CO2的反应
Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2,反应的化学方程式为 。利用该反应,Na2O2可作为呼吸面具或潜艇中的 。
①化学氧自救呼吸器:化学氧自救呼吸器的工作原理是佩戴者呼出气体中的水蒸气和二氧化碳与生氧剂(KO2)发生化学反应,生成氧气供佩戴者呼吸使用,化学方程式为4KO2+2H2O(g)===4KOH+3O2,4KO2+2CO2===2K2CO3+3O2。其优点是呼吸系统与外界环境隔绝,不受外界任何有毒、有害气体及烟雾的危害,因此适用于含各种有毒、有害气体及缺氧环境。
4.Na2O2与Na2O的区别
比较内容
Na2O2
Na2O
氧化物类型
(不是碱性氧化物)
氧化物
氧的价态与特点
价(中间价,可表现出氧化性、还原性)
价(最低价)
阴阳离子个数比
N(O22-):N(Na+)=
N(O2-):N(Na+)=
颜色
与水反应
与CO2反应
与酸反应
主要用途
供氧剂、漂白剂、氧化剂
-
存放
隔绝空气,密封存放(Na2O2应远离易燃物)
转化关系
①Na2O2与酸反应除生成盐和水外,还有 生成,故Na2O2不属于 氧化物。
②Na2O2中阴、阳离子的个数比不是1∶1,而是1:2。
③Na2O在空气中 会转化为Na2O2,所以Na2O2的热稳定性比Na2O 。
④Na2O2与CO2、H2O反应时,氧化剂与还原剂均是 。
⑤氧元素的价态与过氧根离子(O22-)的性质:氧元素的化合价主要有0价、-1价、-2价,过氧根离子中氧元素显-1价,故过氧根离子既有 又有 。
⑥Na2O2与紫色石蕊溶液作用:溶液先变 后 。原理是Na2O2先与水反应生成NaOH而使紫色石蕊溶液变蓝色,反应中生成的H2O2具有强氧化性,使溶液褪色。
1.下列关于和的叙述不正确的是
A.中阴阳离子的个数比为1∶1
B.是白色固体,是淡黄色固体
C.、都能与酸反应,但是不是碱性氧化物
D.可作供氧剂,而不能
2.(24高一·青海海南·期中)如图,某化学兴趣小组向溶液和溶液中分别加入适量的和。下列有关说法错误的是
A.该小组用到的研究方法有观察法、实验法、比较法
B.两支试管中的现象完全相同
C.溶液和溶液为同种分散系
D.左侧试管中的总反应为
3.(24高一·江苏南京·期中)以不同类别物质间的转化为线索,认识钠及其化合物。下列分析正确的是
A.Na2O是淡黄色固体,而Na2O2是白色固体
B.上述转化中含有分解反应和置换反应
C.反应③④表明Na2CO3不能转化为NaOH或NaHCO3
D.反应⑤中Na2O2只做氧化剂
4.(24高一·山东·期中)过氧化钠是重要的化工原料,具有多种用途。
(1)过氧化钠是 色固体。
(2)过氧化钠可用作呼吸面具、潜水艇的供氧剂,写出和反应的化学方程式 ,消耗2个CO2时,反应中转移的电子数目为 。
(3)某实验小组通过如图所示实验,探究与水的反应,下列说法正确的是___________。
A.②中的大量气泡主要成分是氢气
B.③中溶液变红,说明有酸性物质生成
C.④中现象可能是由于溶液中含有强氧化性物质造成的
D.⑤中的主要作用是降低了水中氧气的溶解度
(4)向酸性溶液中加入粉末,观察到溶液褪色,发生反应的离子方程式:。
①比较氧化性强弱: (选填“>”或“<”)。
②该反应说明具有 (选填“氧化性”或“还原性”)。
知识点4:碳酸钠和碳酸氢钠
一.碳酸钠和碳酸氢钠的性质
碳酸钠(Na2CO3)俗称 ,也叫 ,是重要的化工原料,在制玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油等方面有广泛的应用;碳酸氢钠(NaHCO3)俗称 ,是 的主要成分,可以用作治疗 的药剂。
实验探究:碳酸钠和碳酸氢钠的性质
1.Na2CO3和NaHCO3的溶解性及其水溶液的酸碱性比较
物质
Na2CO3(1g)
NaHCO3(1g)
滴入几滴水
白色粉末,加水后结块,变成晶体;伴随着 现象
白色细小晶体,加水后能溶解;伴随着 现象
加入5mL水
Na2CO3完全溶解;NaHCO3部分溶解,固体质量减少
滴入1-2滴酚酞溶液
Na2CO3溶液呈红色(较深);NaHCO3溶液呈浅红色
初步结论
①Na2CO3加少量水后变成碳酸钠 ;
②Na2CO3、NaHCO3都能溶于水, 溶解度较大;
③Na2CO3、NaHCO3溶液都呈碱性, 溶液碱性稍强
2.Na2CO3、NaHCO3的热稳定性比较
实验操作
实验现象
化学方程式
实验结论
澄清石灰水不变浑浊
-
Na2CO3很稳定,受热不易发生分解
澄清石灰水变浑浊
Ca(OH)2 +CO2===
CaCO3↓+H2O
不稳定,受热易分解
3.Na2CO3、NaHCO3与稀盐酸反应
实验操作
实验现象
化学方程式
实验结论
Na2CO3+2HCl === 2NaCl+H2O+CO2↑
①两组化学试剂分别混合后都产生无色气体,气球膨胀;
②等质量的碳酸氢钠和碳酸钠分别与足量盐酸混合时,碳酸氢钠中气球膨胀的速度 且气体量 。
NaHCO3+HCl === NaCl+H2O+CO2↑
①若是将 盐酸、硫酸、硝酸分别滴加到Na2CO3溶液中,均不会有CO2放出;将Na2CO3滴加到盐酸中会立即产生气泡;NaHCO3溶液与强酸溶液无论以何种顺序滴加,均会 产生气泡。
②CO32-结合H+放出CO2的化学反应分两步进行: ; ,而 HCO3-直接结合H+放出CO2;且Na2CO3的相对分子质量大于NaHCO3的。因此,相同质量的Na2CO3和NaHCO3分别与足量盐酸反应时,后者放出CO2的速度快且量多。
4.Na2CO3、NaHCO3与碱或盐溶液反应
物质
Na2CO3
NaHCO3
与NaOH溶液
不反应
与澄清石灰水
Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOH
与CaCl2溶液
CaCl2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaCl
不反应
①NaHCO3与NaOH不仅能在溶液中发生反应,当二者都是 时也能发生反应:NaHCO3+NaOHNa2CO3+H2O。
②NaHCO3溶液分别与Ca(OH)2溶液、Ba(OH)2 溶液反应时,若碱少量,则碱电离出的两种离子均反应完全,因此在离子方程式中Ca2+与OH-或Ba2+与OH-的化学计量数之比与组成比相同(即为1∶2);若碱过量,则相应的比值为1∶1,抓住此特点就易写出相应的离子方程式。如少量Ba(OH)2 溶液与NaHCO3溶液反应的离子方程式为: Ba2++2OH-+HCO3-===BaCO3↓+CO32-+2H2O。
二.碳酸钠、碳酸氢钠的鉴别、除杂与转化
1.鉴别
方法
原理
结论
加热法
2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑,Na2CO3受热不易分解
加热时有气体产生的是 ,无变化的是
沉淀法
CaCl2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaCl
BaCl2+Na2CO3===BaCO3↓+2NaCl
有沉淀生成的是 ,无变化的是
与盐酸反应的剧烈程度
Na2CO3+2HCl === 2NaCl+H2O+CO2↑
NaHCO3+HCl === NaCl+H2O+CO2↑
与相同浓度的盐酸反应,反应剧烈的是 ,相对不剧烈的是
盐酸逐滴加入
CO32-+H+===HCO3-
HCO3+H+===CO2↑+H2O
逐滴加入盐酸, 产生气体的是NaHCO3,开始 气体,滴加一段时间后产生气体的是Na2CO3
沉淀法鉴别Na2CO3和NaHCO3时,可以用BaCl2 或CaCl2,不能用 或 鉴别。因为向Na2CO3和NaHCO3,溶液中分别加入 Ba(OH)2或Ca(OH)2时,两者都产生 沉淀。
2.除杂
混合物(括号内为杂质)
除杂方法或试剂
Na2CO3固体(NaHCO3)
NaHCO3固体(Na2CO3)
NaHCO3溶液(Na2CO3)
Na2CO3溶液(NaHCO3)
3.转化
相关反应
Na2CO3+H2O+CO2===2NaHCO3
NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O
1.(24高一·上海浦东新·期中)和是厨房中常见的两种盐。能鉴别这两种盐溶液的方法是
A.取两种盐溶液于试管中,分别滴加少量稀盐酸,观察有无气泡产生
B.分别向盛有稀盐酸的两只试管中,滴加少量盐溶液,观察有无气泡产生
C.取两种盐溶液于试管中,分别滴加少量澄清石灰水,观察有无沉淀产生
D.分别向盛有澄清石灰水的两只试管中,滴加少量盐溶液,观察有无沉淀产生
2.(24高一·广东广州·期中)下列有关Na2CO3和NaHCO3性质的叙述正确的是
A.Na2CO3受热分解产生CO2
B.NaHCO3水溶液呈中性
C.Na2CO3和NaHCO3都能与酸反应生成CO2
D.在水中NaHCO3比Na2CO3溶解性大
3.(24高一·全国·期中)碳酸钠和碳酸氢钠广泛的应用于我们的生产和生活中。请回答下列问题:
(1)如图是某兴趣学习小组设计的验证比热稳定性强的实验装置。
变浑浊的是 烧杯中的澄清石灰水。随实验进行发现后续又变澄清,请分析原因(用化学方程式解释) 。
(2)是膨松剂必不可少的成分,受热时能使面坯在焙烧过程中变得松软、多孔。写出受热时发生反应的化学方程式 。
(3)兴趣学习小组为研究膨松剂在加热情况下放出气体的量,即:根据单位质量膨松剂产生气体的量来判定其膨胀效果,设计了以下实验,并按如图装置连接(气密性良好,各装置中试剂均过量)。已知:浓硫酸常用于吸收水蒸气;碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物。回答下列问题:
①装置A的作用为 。
②如果去掉装置C,该实验会造成测定结果 (“偏大”、“不变”“偏小”)。实验结束停止加热后没有通空气会造成实验结果 (“偏大”、“不变”“偏小”)。
③加热前先通入一段时间的空气,再连接D装置,目的是 。
知识点5:焰色试验
1.概念
很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特征颜色。根据火焰呈现的特征颜色,可以判断试样所含的金属元素,化学上把这样的定性分析操作称为焰色试验。
2.实验步骤
①焰色试验所用火焰本身的颜色要浅,否则会影响实验现象的观察,最好使用 灯,若用酒精灯,则要用 。
②蘸取待测物的金属丝最好用 ,也可用光洁 代替,每次使用金属丝时必须在火焰上灼烧至与原火焰颜色 ,以免对实验造成干扰。
③金属丝在使用前要用稀盐酸将其表面杂质洗净,然后在火焰上 ,这是因为金属氯化物灼烧时易挥发,若用H2SO4溶液洗涤金属丝,由于硫酸盐的熔沸点较高而难以 ,会对实验造成干扰。
④观察钾的焰色时,要透过 ,蓝色钴玻璃可以滤去黄色的光。
3.几种常见金属元素的焰色金属元素焰色
金属元素
锂
钠
钾
钙
锶
钡
铜
焰色
紫红色
(透过蓝色钴玻璃)
砖红色
洋红色
黄绿色
绿色
焰色示意图
4.应用
(1)检验金属元素的存在,如鉴别NaCl和KCl溶液。
(2)利用焰色试验制节日烟花。
①焰色试验是 的性质,而不仅仅是单质或某种化合物的性质。
②若某样品焰色为黄色,可以判断其中 钠元素,但不能说明 钾元素。因为钠产生的黄色能掩盖钾产生的紫色。
③焰色试验中试剂可以是 或 ,可以是 也可以是 。
④焰色试验是 变化。
1.(24高一·北京通州·期中)用洁净的铂丝蘸取Na2SO4溶液在酒精灯外焰灼烧,可观察到火焰的颜色为
A.紫色 B.黄色 C.绿色 D.红色
2.(24高一·湖北黄冈·期中)生活处处呈现美。下列关于焰色试验的说法不正确的是
A.可以用焰色试验鉴别KCl、NaCl
B.需透过蓝色钴玻璃观察钾的焰色
C.实验前用稀盐酸清洗做焰色试验的铂丝(或铁丝)
D.所有金属或其化合物灼烧时火焰都会有特征颜色
3.(24高一·云南普洱·期末)焰火“脚印”“笑脸”“五环”,让北京奥运会开幕式更加辉煌、浪漫,这与高中化学中“焰色试验”知识相关。下列说法中正确的是
A.焰色试验是化学变化
B.焰色试验均应透过蓝色钴玻璃观察
C.用稀盐酸清洗做焰色试验的铂丝或铁丝
D.用焰色试验可区分与固体
命题点1:钠的性质
【针对练习1】(24高一·吉林白城·期中)下列关于金属钠的说法正确的是
A.密度比煤油的小 B.可用于制备高压钠灯
C.与水的反应是复分解反应 D.取用时,可用手直接拿
【针对练习2】(24高一·山东日照·期中)下列关于金属钠的说法正确的是
A.钠元素在自然界中以游离态存在
B.不慎着火时可使用水基灭火器灭火
C.能与CuSO4溶液反应置换出单质铜
D.长时间露置于空气中会变质,最终生成Na2CO3
【针对练习3】(24高一·河北邯郸·期末)如图所示,在坩埚中放一小块钠,加热至熔化,用玻璃棒蘸取少量无水粉末与熔化的钠接触,瞬间产生耀眼的火花,同时有红色物质生成。据此判断下列说法中正确的是
A.加热且无水条件下,Na与反应并生成Cu,可以写出该反应的离子方程式为:
B.将金属Na投入硫酸铜溶液中的现象是:剧烈反应,有气体生成,且有蓝色沉淀生成并伴有少量黑色沉淀
C.将无水粉末改为晶体,反应现象相同
D.Na和溶液反应的离子方程式为:
【针对练习4】(24高一·山西大同·期中)宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一,下列离子方程式书写完全正确的是
A.钠与水反应:
B.用大理石与稀盐酸制二氧化碳:
C.铁与稀盐酸反应:
D.氢氧化铜溶液与硫酸溶液的反应:
【针对练习5】(24高一·四川绵阳·期末)研究金属钠的性质,实验如下。下列说法正确的是
实验装置
实验方案
液体a
现象
蒸馏水
①钠浮在水面,剧烈反应,有少量白雾
盐酸
②钠浮在液面,剧烈反应,有白雾产生
浓盐酸
③钠浮在液面,反应比②缓慢,产生大量白雾,烧杯底部有大量白色固体
A.①中反应的离子方程式为:
B.③中剧烈程度不如②,是因为浓盐酸中溶质主要以分子形式存在,小
C.③中白雾比②中多,是因为③中反应放热比②中多
D.推测③中反应缓慢可能与以及生成的白色固体有关
命题点2:氧化钠及过氧化钠的性质
【针对练习6】下列对Na2O和Na2O2的叙述中错误的是
A.Na2O白色固体 B.Na2O2在呼吸面具中可作氧气的来源
C.都属于碱性氧化物 D.都能与水反应形成强碱溶液
【针对练习7】下列关于和的叙述正确的是
①是淡黄色物质,是白色物质
②的阴阳离子个数比是,而的是
③和都能和水反应生成碱,它们都是碱性氧化物
④和在空气中久置都会发生变质,最后变为粉末
⑤向酚酞溶液中加入粉末,溶液先变红后褪色,并有气泡生成
⑥与发生化合反应生成,与发生置换反应生成
A.①③ B.②④ C.⑤⑥ D.④⑤
【针对练习8】利用如图所示装置探究与水的反应,下列说法错误的是
A.烧杯导管口有气泡产生
B.将带火星木条放在P导管口,木条复燃
C.将水换成溶液,试管内有白色沉淀生成
D.试管中出现大量气泡,溶液先变红后褪色
【针对练习9】将与的混合物投入足量的水中溶解,反应后水溶液增重24.8g,则原混合物中与的物质的量之比是
A.1:3 B.3:1 C.1:2 D.2:1
【针对练习10】为探究过氧化钠与H2O和CO2的反应,设计了如图实验。已知Na2O2与HCl气体能发生反应,请回答下列问题。
(1)连接好装置,加药品前需要进行的操作是 。
(2)装置A中发生的化学反应方程式是 。
(3)检验装置E中收集的气体方法是 。
(4)为探究反应后固体组成,待装置C中固体由淡黄色完全变为白色,将该固体溶于水并进行如下操作:
实验步骤
实验现象
实验结论
I.取少量溶液于试管中,加入足量氯化钡溶液,静置
产生白
色沉淀
①固体中含有 。
Ⅱ.取适量I的上层清液于试管中,向其中滴加少量氯化铜溶液
产生蓝
色沉淀
②固体中含有 。
③写出装置C中发生反应的化学方程式 、 。
命题点3:碳酸钠及碳酸氢钠的性质
【针对练习11】(24高一·广东广州·期中)下列关于物质的用途说法错误的是
A.用小苏打粉作膨松剂焙制糕点 B.Na2CO3可用于制玻璃
C.Na2O可用于呼吸面具的供氧剂 D.NaHCO3可用作治疗胃酸过多的胃药
【针对练习12】(24高一·广东广州·期中)下列有关Na2CO3和NaHCO3性质的叙述正确的是
A.Na2CO3受热分解产生CO2
B.NaHCO3水溶液呈中性
C.Na2CO3和NaHCO3都能与酸反应生成CO2
D.在水中NaHCO3比Na2CO3溶解性大
【针对练习13】(24高一·江苏扬州·期末)常温下,为探究、的性质,进行以下实验:
实验1:用计测得浓度均为、溶液的分别为12和9。
实验2:向溶液中边振荡边逐滴滴入盐酸,至不再产生气泡。
实验3:向溶液中逐滴滴入等体积溶液,生成沉淀,同时放出。
下列说法不正确的是
A.实验1中溶液碱性较强
B.实验2中刚滴入1~2滴盐酸时产生气泡
C.实验3发生反应的离子方程式为:
D.实验3中为避免产生沉淀,不宜使用溶液
【针对练习14】(多选)(24高一·山东枣庄·期末)向一定体积的NaOH稀溶液中通入一定量的CO2得溶液X,然后向上述所得溶液X中逐滴加入一定浓度稀盐酸,产生CO2与所加稀盐酸体积关系如图,已知稀溶液与稀盐酸反应分步进行,
下列说法中错误的是
A.当时,溶液X中的溶质没有
B.当时,溶液X中的溶质为NaHCO3和
C.当时,溶液X中的溶质只有
D.当时,溶液X中的溶质为NaOH和
【针对练习15】(23高一·北京·期中)某实验小组欲探究Na2CO3和NaHCO3的性质,发现实验室里盛放两种固体的试剂瓶丢失了标签。于是,他们先对固体A、B进行鉴别,再通过实验进行性质探究。
【鉴别】
(1)分别加热固体A、B,发现固体A受热产生的气体能使澄清石灰水变浑浊。A受热分解的化学方程式为 。
(2)如图所示,在气密性良好的装置I和Ⅱ中分别放入药品A和B(盐酸足量且浓度、质量均相同,固体质量也相同),将气球内的固体同时倒入试管中。
写出该实验中能确定哪种粉末是NaHCO3的两点现象 。
【性质探究】
(3)将鉴别后的两种固体分别配制成质量分数相同的溶液。如图所示,用传感器探究Na2CO3和NaHCO3的性质。
已知:温度相同时,pH越大,溶液碱性越强;
实验操作
实验数据
I、实验①是空白实验,其目的是 。
Ⅱ、下列分析正确的是 。
A.实验①与②的实验数据基本相同,说明②中的OH-未参与反应
B.加入试剂体积相同时,②溶液比③溶液碱性强
C.a点反应的离子方程式为Ca2++2OH-+2=CaCO3↓+2H2O+
D.实验③中石灰水恰好反应时,溶液显中性
(4)将Na2CO3和NaHCO3溶液分别与一定浓度的CaCl2溶液混合,都出现白色沉淀,且后者伴有无色气体产生。写出NaHCO3与CaCl2溶液反应的离子方程式是 。
【针对练习16】(24高一·广东梅州·期末)工业上以侯氏制碱法为基础生产焦亚硫酸钠(化学式:Na2S2O5能溶于水),并获得副产品 CuSO4·5HO的工艺流程如图所示。
已知:反应Ⅰ的原理为
(1)“反应Ⅰ”先向饱和NaCl溶液中通入较多的 NH3(溶液显碱性),再通入足量的,其主要原因是 (填序号)。
①氨气极易溶于水,且溶液呈碱性,能吸收更多的 CO2
②NH3比CO2更易制取
③CO2的密度比NH3大
(2)“反应Ⅰ”生成NaHCO3晶体,可用 方法将其从溶液中分离出来。
(3)循环使用的物质除H2O外,还有 ,主要目的是 。
(4)“灼烧”时发生反应的化学方程式为 。
(5)“反应Ⅲ” (填“属于”或“不属于”)氧化还原反应。
(6)流程中“操作”步骤包括: 蒸发浓缩、 、过滤、洗涤、干燥。
命题点4:焰色试验
【针对练习17】(24高一·吉林白城·期中)《本草经集注》记载了硝石(主要成分为,)与朴硝(主要成分为,)的鉴别:“强烧之,紫青烟起,……云是真硝石也。”下列说法错误的是
A.该鉴别方法相当于焰色试验 B.可用溶液鉴别和
C.也可用此法鉴别,和 D.该鉴别方法主要利用的是物理变化
【针对练习18】焰色试验过程中铂丝的清洗和灼烧与钾焰色试验的观察两项操作如图所示:
下列叙述错误的是
A.实验前先将铂丝用盐酸洗净后,再灼烧至与原来火焰颜色相同后,再蘸取被检验的物质
B.钾的焰色试验是透过蓝色钴玻璃观察火焰为紫色
C.焰色试验是化学反应
D.焰色试验时可用铁丝代替铂丝
【针对练习19】(24高一·云南普洱·期末)焰火“脚印”“笑脸”“五环”,让北京奥运会开幕式更加辉煌、浪漫,这与高中化学中“焰色试验”知识相关。下列说法中正确的是
A.焰色试验是化学变化
B.焰色试验均应透过蓝色钴玻璃观察
C.用稀盐酸清洗做焰色试验的铂丝或铁丝
D.用焰色试验可区分与固体
【针对练习20】(24高一·辽宁辽阳·期末)“火树银花合,星桥铁锁开”描绘了节日时烟花绽放的璀璨绚烂。下列物质的焰色与溶液相同的是
A.固体 B.溶液 C.溶液 D.溶液
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第4讲 钠及其化合物
知识点1: 钠单质性质概述
1.物理性质
常温常压下,钠是银白色金属,熔点为97.8℃,沸点为883℃,密度为0.971 g·cm-3。
2.预测化学性质
从不同角度预测钠可能具有的化学性质
微观结构的角度
钠原子的最外电子层上只有1个电子,容易失去,最外电子层达到8电子稳定结构,形成可以稳定存在的钠离子。
宏观理论的角度
①从物质分类的角度分析:钠属于金属单质
②从氧化还原的角度分析:钠具有还原性
③根据金属活动性分析:钠是很活泼的金属。
结论
钠是一种具有强还原性的金属单质
钠的制备:钠元素在自然界中都以化合物的形式存在,无游离态,工业上通常用电解熔融氯化钠的方法制备钠单质:NaCl(熔融) 2Na+Cl2↑
3.钠的用途
1.下列有关钠的取用方法、保存及存在形式的描述正确的是
A.实验中,取用少量的金属钠可用手直接取
B.实验室中,钠通常保存在煤油或石蜡油中
C.实验后剩余的金属钠要丢入垃圾桶,不能放回原试剂瓶中
D.钠在自然界中主要以化合态形式存在,少量以游离态形式存在
【答案】B
【详解】A.实验中,取用少量的金属钠需用镊子,A错误;
B.钠易与空气中水蒸气、氧气等反应,不与煤油或石蜡油反应,且密度比煤油或石蜡油的大,因此实验室中,钠通常保存在煤油或石蜡油中,B正确;
C.因为钠易与水发生反应产生氢气,有危险性,所以实验后剩余的金属钠需放回原试剂瓶中,C错误;
D.钠的性质较活泼,在自然界中以化合态形式存在,没有游离态,D错误;
故选B。
2.下列有关钠的物理性质的叙述正确的有
①银白色金属 ②质软,可以用小刀切 ③熔点低于100℃ ④密度比水小
A.仅①②④ B.仅①②③
C.仅①③④ D.①②③④
【答案】D
【详解】钠是一种银白色的立方体结构金属,钠质软而轻,可以用小刀切割,密度为0.968g/cm3,其熔点为97.72℃,沸点为883℃。钠单质具有良好的延展性,能溶于汞和液态氨,溶于液氨形成蓝色溶液。钠具有较好的导磁性,是热和电的良导体。根据以上钠的物理性质,本题选D。
3.下列钠的用途正确且与钠的化学性质无关的是( )
①与钾形成的合金可作原子反应堆的导热剂 ②制取 ③冶炼金属钛 ④高压钠灯 ⑤与反应制取
A.①④ B.②③ C.⑤ D.全部
【答案】A
【详解】①因为钠与钾形成的合金在常温下呈液态,导热性强,故可作原子反应堆的导热剂,与钠的化学性质无关;
②制取是钠与氧气反应而得,与钠的化学性质有关;
③冶炼金属钛利用了钠的还原性,发生置换反应,与钠的化学性质有关;
④高压钠灯利用的是钠的物理性质,与钠的化学性质无关;
⑤Na与反应不产生,用途错误;
①④符合题意,答案选A。
知识点2:钠的化学性质
1.钠与氧气的反应
反应条件
常温
加热或点燃
实验装置及仪器
实验操作
用镊子从煤油中取出一小块金属钠,用滤纸吸干表面的煤油
在玻璃片上用小刀切去一端的外皮,观察金属钠表面的变化
把钠块放在坩埚中加热
实验现象
钠块表面呈灰色
新切开的钠具有银白色的金属光泽,在空气中很快变暗
钠先熔化成小球,然后剧烈燃烧,火焰呈黄色,生成淡黄色固体
实验分析
①钠质软,能用小刀切割;
②钠常温下极易与氧气反应,反应的化学方程式为分析4Na+O2=== 2Na2O;
③钠的熔点低,受热易熔化,且与氧气剧烈反应,反应的化学方程式为2Na+O2Na2O2
①金属钠的取用:取用时应用镊子将钠从煤油中取出,用滤纸吸干钠块表面的煤油后,一般用小刀切取绿豆粒大小即可。取用金属钠时,剩余的钠要放回原试剂瓶中,不能乱扔,类似的物质还有钾、白磷等。
②钠是非常活泼的金属,与O2反应条件不同时,反应现象不同,产物也不同,常温时生成Na2O,加热或点燃条件下生成Na2O2。
③钠露置在空气中的变化过程
④钠与氧气反应的有关判断:
(1)反应产物的判断
钠与氧气的反应产物只受反应条件的影响,而不受氧气量的影响。即钠不论是与少量氧气反应还是与足量氧气反应,只要是在常温下反应均生成Na2O,点燃或加热的条件下反应生成Na2O2。
(2)转移电子数目的判断
钠与氧气反应,不论生成Na2O还是Na2O2,均属于氧化还原反应,在反应过程中都是Na失电子被氧化为Na+,即转移电子数由钠的量决定,故等质量的钠与氧气反应时,无论生成Na2O还是Na2O2,反应转移的电子数都相等。
2.钠与水的反应
实验操作
实验现象
结论或解释
浮——钠浮在水面上
钠的密度比水的小
熔———钠熔化成光亮的小球
反应放热,钠的熔点低
游——小球在水面上迅速游动
生成气体推动钠球游动
响——发出“嘶嘶”的响声,且钠很快消失
反应剧烈
红——加入酚酞的溶液颜色变红
生成碱性物质
实验方程式
常温下,钠与水剧烈反应,生成NaOH和H2.
化学方程式:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
离子方程式:2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑。
3.钠与酸、碱或盐的水溶液反应的规律
钠与酸溶液的反应
①钠与酸溶液反应时先与酸反应,即反应顺序遵循“先酸后水”的原则,如钠与盐酸溶液:2Na+2HCl===2NaCl+H2↑
②如果钠相对酸过量,待酸耗尽后,钠再与水发生反应至钠完全反应,因其反应本质都是与H+反应,酸中H+的浓度越大,反应越剧烈。而且钠投入酸溶液中,钠完全反应,放出H2的多少只与钠的量有关。
钠与碱溶液的反应
钠与碱溶液反应的实质就是钠与水的反应
钠与盐溶液的反应
钠与盐(强酸的酸式盐除外)溶液反应时,首先与水反应,然后分两种情况:
①盐溶液中的溶质与氢氧化钠不反应,则只发生钠与水的反应。
②盐溶液中的溶质与氢氧化钠反应,如钠与硫酸铜溶液的反应:
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,2NaOH+CuSO4===Cu(OH)2+Na2SO4,
总反应为2Na+2H2O+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑,类似的还有钠与FeCl3溶液、MgSO4溶液的反应。
钠与强酸的酸式盐溶液的反应
钠与强酸的酸式盐溶液的反应为钠直接与盐反应。例如NaHSO4溶液,因HSO4-在溶液中完全电离(HSO4-===H++SO42-)而使溶液显酸性,即盐电离出的H+浓度远大于水电离产生的H+浓度,故反应的化学方程式为2Na+2NaHSO4===2Na2SO4+H2↑,离子方程式为2Na+2H+===2Na++H2↑。
①钠与熔融盐反应可置换出较不活泼的金属,如:4Na+TiCl4(熔融)4NaCl +Ti
②K、Ca、Na不能从盐溶液中置换出金属单质。
③金属钠与溶液反应的现象:
共性
因为钠与水的反应属于剧烈的置换反应,故钠与溶液反应有共同的现象产生。①浮:钠浮在液面上;②熔:钠熔化成光亮的小球;③游:钠在液面上不停地游动直至反应完;④响:反应中不停地发出“嘶嘶”的响声。
差异性
与酸反应时,由于溶液中H+浓度较大,反应程度比钠与水的反应剧烈,最后钠可能在液面上燃烧;与盐溶液反应时,还可能会生成沉淀(如难溶性碱)、其他气体(NH3)等。
1.(24高一·广东佛山·期中)下列关于钠的叙述正确的是
A.钠的硬度大,熔点高
B.钠的原子最外层只有1个电子,属于活泼金属
C.钠与CuSO4溶液反应,可置换出单质铜
D.金属钠表面可生成一层致密的氧化膜,保护内部钠不被氧化
【答案】B
【详解】A.钠单质比较柔软,硬度较小,熔点也较低,A错误;
B.钠是11号元素,原子最外层只有1个电子,属于活泼金属,B正确;
C.钠与CuSO4溶液反应生成氢气、氢氧化铜和硫酸钠,不能置换出单质铜,C错误;
D.金属钠表面被氧化形成的氧化钠并不是致密的氧化膜,比较疏松,空气可通过表面的氧化钠继续氧化内部的钠,不能保护内部钠不被氧化,D错误;
故选B。
2.将一小块钠投入如图所示的烧杯中,下列有关说法正确的是
A.钠块只在煤油中游动,并放出气体
B.钠块只在水层游动,钠块熔化,水层变红色
C.在CCl4和水层交界处上下跳动,钠块熔化,水层变红
D.在水层和煤油层交界处上下跳动,钠块熔化,水层变红
【答案】D
【分析】钠的密度大于煤油,小于水和CCl4,且钠和水反应生成氢气和氢氧化钠,以此解答。
【详解】A.钠块在煤油层和水层交界处上下跳动,A错误;
B.钠块在煤油层和水层交界处上下跳动,钠与水反应放热使钠融化,反应产生NaOH使含有酚酞的水层变红,B错误;
C.钠的密度小于水,不会进入到CCl4和水层的交界处,C错误;
D.钠块在煤油层和水层交界处上下跳动,钠与水反应放热使钠融化,反应产生NaOH使含有酚酞的水层变红,D正确;
故答案选D。
3.将一小块钠投入下列溶液时,既能产生气体又会出现白色沉淀的是
A.稀盐酸 B.Cu(NO3)2溶液 C.NaCl溶液 D.MgSO4溶液
【答案】D
【分析】不论把钠放在什么溶液里,都会有氢气产生,因为钠可以和水反应,据此分析解题。
【详解】A.因钠与盐酸溶液反应,生成物为氯化钠和氢气,有气体产生,不会产生白色沉淀,故A错误;
B.因钠能与溶液中的水反应,生成物为氢氧化钠和氢气,有气体产生,氢氧化钠与硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀,故B错误;
C.因钠与溶液中的水反应,生成物为氢氧化钠和氢气,有气体产生;但氢氧化钠不与氯化钠反应,故有气体产生,确无白色沉淀生成,故C错误;
D.因为钠的化学性质活泼,投入MgSO4溶液中后,钠首先与水反应生成氢氧化钠和氢气,然后氢氧化钠和硫酸镁之间反应生成氢氧镁白色沉淀,故D正确;
故选D。
4.利用如图所示装置进行金属钠与水反应的实验,液体添加完毕后,关闭活塞,打开右边胶塞,向煤油中加入一小块钠,立即塞好胶塞,可观察到的现象是
A.钠块始终保持在a处,直至完全消失
B.钠沉入U形管b处而后又慢慢浮到a处
C.钠块在煤油与水的交界处上下跳动直至消失
D.随反应的进行,煤油与胶塞处液面上升,漏斗中液面下降
【答案】C
【详解】A.钠的密度比煤油大、比水小,钠与水反应有气体产生,所以会在煤油与水的交界处上下跳动,直至消失,A错误;
B.钠的密度比煤油大、比水小,钠与水反应有气体产生,所以会在煤油与水的交界处上下跳动,直至消失,B错误;
C.钠的密度比煤油大、比水小,钠与水反应有气体产生,所以会在煤油与水的交界处上下跳动,直至消失,C正确;
D.反应中有氢气生成,氢气在煤油的上方,故煤油与胶塞处液面下降,漏斗中液面上升,D错误;
故选C。
5.金属钠是在1807年通过电解氢氧化钠制得的,这个原理应用于工业生产,约在1891年才获得成功。1921年实现了电解氯化钠制钠的工业方法,其反应原理是2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑。回答下列有关单质钠的问题:
(1)保存金属钠的正确方法是 。
A.放在棕色瓶中 B.放在细沙中 C.放在水中 D.放在煤油中
(2)将一小块钠放在水平放置的试管中部,用酒精灯加热充分反应(如图所示),请写出该反应的化学方程式 ,生成物的颜色为 。
(3)Na、NaOH久置空气中最终都是变为 (填化学式)。
(4)将一小块金属钠投入CuCl2溶液中,发生反应的化学方程式为 。
【答案】 D 2Na+O2Na2O2 淡黄色 Na2CO3 2Na+CuCl2+2H2O=Cu(OH)2↓+H2↑+2NaCl或2Na+2H2O=2NaOH+H2↑、2NaOH+CuCl2=Cu(OH)2↓+2NaCl
【分析】钠的金属性强,极易与空气中的氧气和水蒸气水反应,通常保存在煤油中,金属钠在氧气中燃烧或加热生成过氧化钠,金属钠与盐溶液反应时,钠先与水反应生成氢氧化钠和氢气,反应生成的氢氧化钠溶液再与盐发生复分解反应。
【详解】(1)金属钠的密度小于水而大于煤油,钠的金属性强,极易与空气中的氧气和水蒸气水反应,通常保存在煤油中,隔绝与空气中的氧气和水蒸气接触,防止被氧化,故答案为:D;
(2)将一小块钠放在水平放置的试管中部加热,钠与空气中氧气反应生成淡黄色的过氧化钠,反应的化学方程式为2Na+O2Na2O2,故答案为:2Na+O2Na2O2;淡黄色;
(3)Na在空气中放置,会与空气中氧气反应生成氧化钠,氧化钠与空气中水蒸气反应生成氢氧化钠,氢氧化钠与空气中二氧化碳反应生成碳酸钠,则钠和氢氧化钠久置空气中最终都是变为碳酸钠,碳酸钠的化学式为Na2CO3,故答案为:Na2CO3;
(4)将一小块金属钠投入CuCl2溶液中,钠先与水反应生成氢氧化钠和氢气,反应生成的氢氧化钠溶液与氯化铜溶液发生复分解反应生成氢氧化铜和氯化钠,反应的化学方程式为2Na+2H2O=2NaOH+H2↑、2NaOH+CuCl2=Cu(OH)2↓+2NaCl或2Na+CuCl2+2H2O=Cu(OH)2↓+H2↑+2NaCl,故答案为:2Na+CuCl2+2H2O=Cu(OH)2↓+H2↑+2NaCl或2Na+2H2O=2NaOH+H2↑、2NaOH+CuCl2=Cu(OH)2↓+2NaCl。
知识点3:氧化钠和过氧化钠
1.Na2O与H2O、CO2的反应
Na2O是一种白色固体,属于碱性氧化物,可与水反应:Na2O+H2O===2NaOH;可与酸反应:Na2O+2HCl===2NaCl+H2O;可与CO2反应:Na2O+CO2===Na2CO3。
2.Na2O2与H2O的反应(实验探究)
实验操作
实验现象
现象解释
实验结论
有大量气泡
过氧化钠与水剧烈反应,有气体产生
过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,化学方程式为
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
带火星的木条复燃
有氧气产生
试管外壁温度升高
反应放热
溶液先变红后褪色
有碱生成,反应过程中有强氧化性物质生成
①Na2O2与H2O的反应(2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑),实质上可以分成两个过程:Na2O2+2H2O=== 2NaOH+H2O2,2H2O2===2H2O+O2↑。该反应中生成了NaOH,可使酚酞溶液变红,又因为反应过程中有H2O2生成,H2O2具有很强的氧化性,能使溶液褪色,因此溶液先变红后褪色。
②Na2O2与水反应时,只有Na2O2中氧元素的价态发生了变化,电子转移情况可表示为:
由此可知,氧化剂、还原剂均为Na2O2,氧化产物是O2,还原产物是NaOH。
3.Na2O2与CO2的反应
Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2,反应的化学方程式为2Na2O2+2CO2===Na2CO3+O2。利用该反应,Na2O2可作为呼吸面具或潜艇中的供氧剂。
①化学氧自救呼吸器:化学氧自救呼吸器的工作原理是佩戴者呼出气体中的水蒸气和二氧化碳与生氧剂(KO2)发生化学反应,生成氧气供佩戴者呼吸使用,化学方程式为4KO2+2H2O(g)===4KOH+3O2,4KO2+2CO2===2K2CO3+3O2。其优点是呼吸系统与外界环境隔绝,不受外界任何有毒、有害气体及烟雾的危害,因此适用于含各种有毒、有害气体及缺氧环境。
4.Na2O2与Na2O的区别
比较内容
Na2O2
Na2O
氧化物类型
过氧化物(不是碱性氧化物)
碱性氧化物
氧的价态与特点
-1价(中间价,可表现出氧化性、还原性)
-2价(最低价)
阴阳离子个数比
N(O22-):N(Na+)=1:2
N(O2-):N(Na+)=1:2
颜色
淡黄色
白色
与水反应
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
Na2O+H2O===2NaOH
与CO2反应
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
Na2O+CO2===Na2CO3
与酸反应
Na2O2+4HCl===4NaCl+2H2O+O2↑
Na2O+2HCl===2NaCl+H2O
主要用途
供氧剂、漂白剂、氧化剂
-
存放
隔绝空气,密封存放(Na2O2应远离易燃物)
转化关系
2Na2O+O22Na2O2
①Na2O2与酸反应除生成盐和水外,还有氧气生成,故Na2O2不属于碱性氧化物。
②Na2O2中阴、阳离子的个数比不是1∶1,而是1:2。
③Na2O在空气中加热会转化为Na2O2,所以Na2O2的热稳定性比Na2O强。
④Na2O2与CO2、H2O反应时,氧化剂与还原剂均是Na2O2。
⑤氧元素的价态与过氧根离子(O22-)的性质:氧元素的化合价主要有0价、-1价、-2价,过氧根离子中氧元素显-1价,故过氧根离子既有氧化性又有还原性。
⑥Na2O2与紫色石蕊溶液作用:溶液先变蓝色后褪色。原理是Na2O2先与水反应生成NaOH而使紫色石蕊溶液变蓝色,反应中生成的H2O2具有强氧化性,使溶液褪色。
1.下列关于和的叙述不正确的是
A.中阴阳离子的个数比为1∶1
B.是白色固体,是淡黄色固体
C.、都能与酸反应,但是不是碱性氧化物
D.可作供氧剂,而不能
【答案】A
【详解】A.过氧化钠是钠离子和过氧根离子构成,即阴阳离子的个数比为1∶2,A错误;
B.是白色固体,而是淡黄色固体,B正确;
C.能与酸反应,除产生盐和水,还产生,因此不是碱性氧化物,而属于过氧化物,C正确;
D.根据反应可知,能与水或反应产生,因此可作供氧剂,而不能产生,不能作供氧剂,D正确;
答案选A。
2.(24高一·青海海南·期中)如图,某化学兴趣小组向溶液和溶液中分别加入适量的和。下列有关说法错误的是
A.该小组用到的研究方法有观察法、实验法、比较法
B.两支试管中的现象完全相同
C.溶液和溶液为同种分散系
D.左侧试管中的总反应为
【答案】B
【分析】本题对比了氧化钠和过氧化钠性质的不同,左侧试管中氧化钠和水反应生成氢氧化钠,随后氢氧化钠又和氯化铁反应生成氢氧化铁沉淀,右侧试管中,过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气,随后氢氧化钠和硫酸铁反应生成氢氧化铁沉淀,以此解题。
【详解】A.该小组实验中,两个试管中现象不同,加入氧化钠的试管中生成红棕色沉淀,另个试管中,不仅有红棕色沉淀还有气体产生,则该小组用到的研究方法有观察法、实验法、比较法,A正确;
B.结合A的分析可知,两支试管中的现象不完全相同,B错误;
C.溶液和溶液都属于溶液,属于同种分散系,C正确;
D.左侧试管中氧化钠和水反应生成氢氧化钠,随后氢氧化钠又和氯化铁反应生成氢氧化铁沉淀,总反应为,D正确;
故选B。
3.(24高一·江苏南京·期中)以不同类别物质间的转化为线索,认识钠及其化合物。下列分析正确的是
A.Na2O是淡黄色固体,而Na2O2是白色固体
B.上述转化中含有分解反应和置换反应
C.反应③④表明Na2CO3不能转化为NaOH或NaHCO3
D.反应⑤中Na2O2只做氧化剂
【答案】B
【详解】A.Na2O2是淡黄色固体,Na2O是白色固体,A错误;
B.反应④为分解反应(碳酸氢钠加热条件下分解产生碳酸钠、水和二氧化碳),反应②为置换反应(钠和水反应生成氢氧化钠和氢气),B正确;
C.Na2CO3可与CO2、H2O反应生成NaHCO3,Na2CO3可与Ca(OH)2反应生成NaOH,C错误;
D.反应⑤的化学方程式为:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,Na2O2中氧元素的化合价为-1,反应后,-1价氧元素一部分变为-2价,一部分变为0价,Na2O2既是氧化剂又是还原剂,D错误;
故选B。
4.(24高一·山东·期中)过氧化钠是重要的化工原料,具有多种用途。
(1)过氧化钠是 色固体。
(2)过氧化钠可用作呼吸面具、潜水艇的供氧剂,写出和反应的化学方程式 ,消耗2个CO2时,反应中转移的电子数目为 。
(3)某实验小组通过如图所示实验,探究与水的反应,下列说法正确的是___________。
A.②中的大量气泡主要成分是氢气
B.③中溶液变红,说明有酸性物质生成
C.④中现象可能是由于溶液中含有强氧化性物质造成的
D.⑤中的主要作用是降低了水中氧气的溶解度
(4)向酸性溶液中加入粉末,观察到溶液褪色,发生反应的离子方程式:。
①比较氧化性强弱: (选填“>”或“<”)。
②该反应说明具有 (选填“氧化性”或“还原性”)。
【答案】(1)淡黄
(2) 2
(3)C
(4) > 还原性
【详解】(1)过氧化钠是淡黄色固体;
(2)
过氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,,由 ,则消耗2个CO2时,反应中转移的电子数目为2;
(3)A.过氧化钠和水生成氧气,则②中的大量气泡主要成分不是氢气而是氧气,A错误;
B.由于过氧化钠和水反应生成了NaOH,则③中溶液变红,说明有碱性物质生成,B错误;
C.由于Na2O2与水发生过程中可能生成强氧化性物质H2O2,④中现象可能是由于溶液中含有强氧化性物质造成的,C正确;
D.由于Na2O2与水发生过程中可能生成强氧化性物质H2O2,H2O2在MnO2的催化下发生分解产生O2,即⑤中MnO2的主要作用是催化H2O2分解,D错误;
(4)①氧化剂氧化性大于氧化产物,则氧化性强弱:>。
②该反应中过氧化钠中氧元素化合价升高,说明具有还原性。
知识点4:碳酸钠和碳酸氢钠
一.碳酸钠和碳酸氢钠的性质
碳酸钠(Na2CO3)俗称纯碱,也叫苏打,是重要的化工原料,在制玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油等方面有广泛的应用;碳酸氢钠(NaHCO3)俗称小苏打,是发酵粉的主要成分,可以用作治疗胃酸过多的药剂。
实验探究:碳酸钠和碳酸氢钠的性质
1.Na2CO3和NaHCO3的溶解性及其水溶液的酸碱性比较
物质
Na2CO3(1g)
NaHCO3(1g)
滴入几滴水
白色粉末,加水后结块,变成晶体;伴随着放热现象
白色细小晶体,加水后能溶解;伴随着吸热现象
加入5mL水
Na2CO3完全溶解;NaHCO3部分溶解,固体质量减少
滴入1-2滴酚酞溶液
Na2CO3溶液呈红色(较深);NaHCO3溶液呈浅红色
初步结论
①Na2CO3加少量水后变成碳酸钠晶体;
②Na2CO3、NaHCO3都能溶于水,Na2CO3溶解度较大;
③Na2CO3、NaHCO3溶液都呈碱性,Na2CO3溶液碱性稍强
2.Na2CO3、NaHCO3的热稳定性比较
实验操作
实验现象
化学方程式
实验结论
澄清石灰水不变浑浊
-
Na2CO3很稳定,受热不易发生分解
澄清石灰水变浑浊
2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑
Ca(OH)2 +CO2===
CaCO3↓+H2O
不稳定,受热易分解
3.Na2CO3、NaHCO3与稀盐酸反应
实验操作
实验现象
化学方程式
实验结论
Na2CO3+2HCl === 2NaCl+H2O+CO2↑
①两组化学试剂分别混合后都产生无色气体,气球膨胀;
②等质量的碳酸氢钠和碳酸钠分别与足量盐酸混合时,碳酸氢钠中气球膨胀的速度快且气体量多。
NaHCO3+HCl === NaCl+H2O+CO2↑
①若是将少量盐酸、硫酸、硝酸分别滴加到Na2CO3溶液中,均不会有CO2放出;将Na2CO3滴加到盐酸中会立即产生气泡;NaHCO3溶液与强酸溶液无论以何种顺序滴加,均会立即产生气泡。
②CO32-结合H+放出CO2的化学反应分两步进行:CO32-+H+===HCO3-;HCO3-+H+===CO2↑+H2O,而 HCO3-直接结合H+放出CO2;且Na2CO3的相对分子质量大于NaHCO3的。因此,相同质量的Na2CO3和NaHCO3分别与足量盐酸反应时,后者放出CO2的速度快且量多。
4.Na2CO3、NaHCO3与碱或盐溶液反应
物质
Na2CO3
NaHCO3
与NaOH溶液
不反应
NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O
与澄清石灰水
Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOH
2NaHCO3+Ca(OH)2(少量)===
CaCO3↓+Na2CO3+2H2O
NaHCO3+Ca(OH)2(过量)===
CaCO3↓+NaOH+H2O
与CaCl2溶液
CaCl2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaCl
不反应
①NaHCO3与NaOH不仅能在溶液中发生反应,当二者都是固态时也能发生反应:NaHCO3+NaOHNa2CO3+H2O。
②NaHCO3溶液分别与Ca(OH)2溶液、Ba(OH)2 溶液反应时,若碱少量,则碱电离出的两种离子均反应完全,因此在离子方程式中Ca2+与OH-或Ba2+与OH-的化学计量数之比与组成比相同(即为1∶2);若碱过量,则相应的比值为1∶1,抓住此特点就易写出相应的离子方程式。如少量Ba(OH)2 溶液与NaHCO3溶液反应的离子方程式为: Ba2++2OH-+HCO3-===BaCO3↓+CO32-+2H2O。
二.碳酸钠、碳酸氢钠的鉴别、除杂与转化
1.鉴别
方法
原理
结论
加热法
2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑,Na2CO3受热不易分解
加热时有气体产生的是NaHCO3,无变化的是Na2CO3
沉淀法
CaCl2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaCl
BaCl2+Na2CO3===BaCO3↓+2NaCl
有沉淀生成的是Na2CO3,无变化的是NaHCO3
与盐酸反应的剧烈程度
Na2CO3+2HCl === 2NaCl+H2O+CO2↑
NaHCO3+HCl === NaCl+H2O+CO2↑
与相同浓度的盐酸反应,反应剧烈的是NaHCO3,相对不剧烈的是Na2CO3
盐酸逐滴加入
CO32-+H+===HCO3-
HCO3+H+===CO2↑+H2O
逐滴加入盐酸,立即产生气体的是NaHCO3,开始不产生气体,滴加一段时间后产生气体的是Na2CO3
沉淀法鉴别Na2CO3和NaHCO3时,可以用BaCl2 或CaCl2,不能用 Ba(OH)2或Ca(OH)2鉴别。因为向Na2CO3和NaHCO3,溶液中分别加入 Ba(OH)2或Ca(OH)2时,两者都产生白色沉淀。
2.除杂
混合物(括号内为杂质)
除杂方法或试剂
Na2CO3固体(NaHCO3)
加热
NaHCO3固体(Na2CO3)
溶于水后通入足量的CO2,再加热浓缩,冷却结晶
NaHCO3溶液(Na2CO3)
通入足量CO2气体
Na2CO3溶液(NaHCO3)
加入适量NaOH溶液
3.转化
相关反应
Na2CO3+H2O+CO2===2NaHCO3
NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O
1.(24高一·上海浦东新·期中)和是厨房中常见的两种盐。能鉴别这两种盐溶液的方法是
A.取两种盐溶液于试管中,分别滴加少量稀盐酸,观察有无气泡产生
B.分别向盛有稀盐酸的两只试管中,滴加少量盐溶液,观察有无气泡产生
C.取两种盐溶液于试管中,分别滴加少量澄清石灰水,观察有无沉淀产生
D.分别向盛有澄清石灰水的两只试管中,滴加少量盐溶液,观察有无沉淀产生
【答案】A
【详解】A.向碳酸钠溶液中滴加少量稀盐酸时,首先生成碳酸氢钠,此时无气泡,而向碳酸氢钠溶液滴加稀盐酸立即产生CO2气泡,因此通过观察是否立即产生气泡可以鉴别,A正确;
B.向稀盐酸中滴加盐溶液时,盐酸过量,两者均立即反应产生气泡,无法鉴别,B错误;
C.澄清石灰水与和均反应生成CaCO3沉淀,无法鉴别,C错误;
D.澄清石灰水与和均反应生成CaCO3沉淀,无法鉴别,D错误;
故选A。
2.(24高一·广东广州·期中)下列有关Na2CO3和NaHCO3性质的叙述正确的是
A.Na2CO3受热分解产生CO2
B.NaHCO3水溶液呈中性
C.Na2CO3和NaHCO3都能与酸反应生成CO2
D.在水中NaHCO3比Na2CO3溶解性大
【答案】C
【详解】A.NaHCO3受热分解产生CO2,A错误;
B.NaHCO3为强碱弱酸盐,碳酸氢根离子水解而使其溶液呈碱性,B错误;
C.碳酸钠和碳酸氢钠都能与酸反应生成CO2,C正确;
D.在水中Na2CO3比NaHCO溶解性大,D错误;
故选:C。
3.(24高一·全国·期中)碳酸钠和碳酸氢钠广泛的应用于我们的生产和生活中。请回答下列问题:
(1)如图是某兴趣学习小组设计的验证比热稳定性强的实验装置。
变浑浊的是 烧杯中的澄清石灰水。随实验进行发现后续又变澄清,请分析原因(用化学方程式解释) 。
(2)是膨松剂必不可少的成分,受热时能使面坯在焙烧过程中变得松软、多孔。写出受热时发生反应的化学方程式 。
(3)兴趣学习小组为研究膨松剂在加热情况下放出气体的量,即:根据单位质量膨松剂产生气体的量来判定其膨胀效果,设计了以下实验,并按如图装置连接(气密性良好,各装置中试剂均过量)。已知:浓硫酸常用于吸收水蒸气;碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物。回答下列问题:
①装置A的作用为 。
②如果去掉装置C,该实验会造成测定结果 (“偏大”、“不变”“偏小”)。实验结束停止加热后没有通空气会造成实验结果 (“偏大”、“不变”“偏小”)。
③加热前先通入一段时间的空气,再连接D装置,目的是 。
【答案】(1) 丁
(2)
(3) 除去空气中的 偏大 偏小 排净装置中的
【分析】本实验为探究碳酸钠与碳酸氢钠的性质差异,根据碳酸钠和碳酸氢钠实际的稳定性差异,易分解的在内,不易分解的在外,碳酸氢钠的分解时才产生二氧化碳;根据实验目的是定量确定膨松剂的分解产物二氧化碳的量,实验前要先通空气排尽装置中的二氧化碳以免干扰实验,然后加热膨松剂分解产生的水被浓硫酸吸收,二氧化碳进入干燥管被吸收,停止加热后继续通空气将全部二氧化碳赶入干燥管被吸收,并且尾端要防止空气中物质进入干燥管,据此分析解答。
【详解】(1)碳酸钠稳定不易分解,碳酸氢钠不稳定易分解,将难分解的置于外管直接受热,更能说明两者的稳定性差异,因此甲中盛放碳酸氢钠,受热分解产生的二氧化碳进入丁中,使澄清石灰水变浑浊;随实验进行发现后续又变澄清,原因是生成的CaCO3又与CO2和H2O反应生成了可溶性的,所以反应方程式为:;
(2)受热时发生反应生成、和,该反应的化学方程式为: ;
(3)①该实验是定量实验,空气中的二氧化碳进入干燥管被吸收的话会影响二氧化碳的定量测定,因此在实验前要用氢氧化钠溶液除去空气中的;
②浓硫酸的作用是除去二氧化碳中混有的水蒸气,如果缺少的话,分解产生的水蒸气也一并进入碱石灰中被吸收,该质量最终被认为是二氧化碳的质量,导致所测结果偏大;装置内会有二氧化碳残留没被D装置完全吸收,导致所测结果偏小;
③实验前要先通空气排尽装置中的二氧化碳以免干扰实验。
知识点5:焰色试验
1.概念
很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特征颜色。根据火焰呈现的特征颜色,可以判断试样所含的金属元素,化学上把这样的定性分析操作称为焰色试验。
2.实验步骤
①焰色试验所用火焰本身的颜色要浅,否则会影响实验现象的观察,最好使用煤气灯,若用酒精灯,则要用外焰。
②蘸取待测物的金属丝最好用铂丝,也可用光洁无锈的铁丝代替,每次使用金属丝时必须在火焰上灼烧至与原火焰颜色相同,以免对实验造成干扰。
③金属丝在使用前要用稀盐酸将其表面杂质洗净,然后在火焰上灼烧,这是因为金属氯化物灼烧时易挥发,若用H2SO4溶液洗涤金属丝,由于硫酸盐的熔沸点较高而难以挥发,会对实验造成干扰。
④观察钾的焰色时,要透过蓝色钴玻璃,蓝色钴玻璃可以滤去黄色的光。
3.几种常见金属元素的焰色金属元素焰色
金属元素
锂
钠
钾
钙
锶
钡
铜
焰色
紫红色
黄色
紫色(透过蓝色钴玻璃)
砖红色
洋红色
黄绿色
绿色
焰色示意图
4.应用
(1)检验金属元素的存在,如鉴别NaCl和KCl溶液。
(2)利用焰色试验制节日烟花。
①焰色试验是元素的性质,而不仅仅是单质或某种化合物的性质。
②若某样品焰色为黄色,可以判断其中一定有钠元素,但不能说明一定无钾元素。因为钠产生的黄色能掩盖钾产生的紫色。
③焰色试验中试剂可以是单质或化合物,可以是固体也可以是溶液。
④焰色试验是物理变化。
1.(24高一·北京通州·期中)用洁净的铂丝蘸取Na2SO4溶液在酒精灯外焰灼烧,可观察到火焰的颜色为
A.紫色 B.黄色 C.绿色 D.红色
【答案】B
【详解】焰色试验中钠的焰色呈黄色,故答案为:B。
2.(24高一·湖北黄冈·期中)生活处处呈现美。下列关于焰色试验的说法不正确的是
A.可以用焰色试验鉴别KCl、NaCl
B.需透过蓝色钴玻璃观察钾的焰色
C.实验前用稀盐酸清洗做焰色试验的铂丝(或铁丝)
D.所有金属或其化合物灼烧时火焰都会有特征颜色
【答案】D
【详解】A.钾元素的焰色实验现象为紫色(透过蓝色钴玻璃),钠元素的焰色实验现象为黄色,可以鉴别,A正确;
B.钾元素的焰色试验,需要隔着蓝色钴玻璃片观察,避免钠元素的黄色光干扰,B正确;
C.盐酸可以溶解氧化物等杂质,且易挥发,不会残留,所以用稀盐酸清洗做焰色试验的铂丝(或铁丝),C正确;
D.不是所有的金属元素都有焰色实验现象,如铂元素、铁元素等没有焰色实验现象,D错误;
故选D。
3.(24高一·云南普洱·期末)焰火“脚印”“笑脸”“五环”,让北京奥运会开幕式更加辉煌、浪漫,这与高中化学中“焰色试验”知识相关。下列说法中正确的是
A.焰色试验是化学变化
B.焰色试验均应透过蓝色钴玻璃观察
C.用稀盐酸清洗做焰色试验的铂丝或铁丝
D.用焰色试验可区分与固体
【答案】C
【详解】A.焰色试验过程中无新物质生成,不是化学变化,故A错误;
B.钾元素的焰色试验,需要隔着钴玻璃观察,避免钠元素的干扰,其他元素的焰色试验不需要,故B错误;
C.盐酸可以溶解氧化物等杂质,且易挥发,不会残留痕迹,且氯化物易挥发,故C正确;
D.与固体含钠元素,焰色试验均为黄色,所以焰色试验不能区分与固体,故D错误;
故选C。
命题点1:钠的性质
【针对练习1】(24高一·吉林白城·期中)下列关于金属钠的说法正确的是
A.密度比煤油的小 B.可用于制备高压钠灯
C.与水的反应是复分解反应 D.取用时,可用手直接拿
【答案】B
【详解】A.钠的密度比煤油大,因此保存在煤油中以避免与空气接触,A错误;
B.钠的蒸气在高压放电时发出黄光,因此用于高压钠灯,B正确;
C.钠与水反应生成NaOH和H2,属于置换反应(伴随氧化还原),而非复分解反应,C错误;
D.钠易与水分反应,直接用手取用会引发危险,需用镊子取用,D错误;
答案选B。
【针对练习2】(24高一·山东日照·期中)下列关于金属钠的说法正确的是
A.钠元素在自然界中以游离态存在
B.不慎着火时可使用水基灭火器灭火
C.能与CuSO4溶液反应置换出单质铜
D.长时间露置于空气中会变质,最终生成Na2CO3
【答案】D
【详解】A.钠性质活泼,易与空气中的氧气、水反应,钠元素在自然界中不可以游离态存在,A错误;
B.钠与水反应生成氢气,钠燃烧生成的过氧化钠也能和水反应生成氧气,所以钠着火不能用水灭火,B错误;
C.钠与硫酸铜溶液反应生成硫酸钠、氢氧化铜和氢气,得不到铜,C错误;
D.钠长时间露置于空气中会变质,钠在空气中放置先生成氧化钠,然后依次生成氢氧化钠,最终生成Na2CO3,D正确;
故答案为:D。
【针对练习3】(24高一·河北邯郸·期末)如图所示,在坩埚中放一小块钠,加热至熔化,用玻璃棒蘸取少量无水粉末与熔化的钠接触,瞬间产生耀眼的火花,同时有红色物质生成。据此判断下列说法中正确的是
A.加热且无水条件下,Na与反应并生成Cu,可以写出该反应的离子方程式为:
B.将金属Na投入硫酸铜溶液中的现象是:剧烈反应,有气体生成,且有蓝色沉淀生成并伴有少量黑色沉淀
C.将无水粉末改为晶体,反应现象相同
D.Na和溶液反应的离子方程式为:
【答案】B
【详解】A.无水环境,没有离子方程式,A错误;
B.钠与水迅速反应,生成氢氧化钠和氢气,同时释放大量热量,氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜,随着温度的升高,氢氧化铜分解生成黑色的氧化铜,B正确;
C.晶体含有结晶水,结晶水会和钠反应,则预计现象不同,C错误;
D.钠与水迅速反应,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,离子方程式为:,D错误;
故选B。
【针对练习4】(24高一·山西大同·期中)宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一,下列离子方程式书写完全正确的是
A.钠与水反应:
B.用大理石与稀盐酸制二氧化碳:
C.铁与稀盐酸反应:
D.氢氧化铜溶液与硫酸溶液的反应:
【答案】D
【详解】A.钠和水反应生成氢氧化钠和氢气,离子方程式为:,A错误;
B.碳酸钙不能拆,则用大理石与稀盐酸制二氧化碳的离子方程式为:,B错误;
C.铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁,离子方程式为:,C错误;
D.氢氧化铜溶液与硫酸溶液的反应生成硫酸铜和水,离子方程式为:,D正确;
故选D。
【针对练习5】(24高一·四川绵阳·期末)研究金属钠的性质,实验如下。下列说法正确的是
实验装置
实验方案
液体a
现象
蒸馏水
①钠浮在水面,剧烈反应,有少量白雾
盐酸
②钠浮在液面,剧烈反应,有白雾产生
浓盐酸
③钠浮在液面,反应比②缓慢,产生大量白雾,烧杯底部有大量白色固体
A.①中反应的离子方程式为:
B.③中剧烈程度不如②,是因为浓盐酸中溶质主要以分子形式存在,小
C.③中白雾比②中多,是因为③中反应放热比②中多
D.推测③中反应缓慢可能与以及生成的白色固体有关
【答案】D
【分析】Na与水、盐酸反应的实质相同,均为与H+反应,钠与水反应生成NaOH和氢气,与盐酸反应生成NaCl和氢气,故③中产生的白色固体是NaCl;①中白雾是反应放热导致水蒸发后又遇冷变成小液滴,②和③中白雾是HCl挥发与空气中水蒸气作用形成的盐酸小液滴。
【详解】A.①中Na与水反应生成NaOH和氢气,反应的离子方程式为:,A错误;
B.浓盐酸中溶质氯化氢完全电离,c(H+)很大,从三个反应的实验现象可以看出,由蒸馏水到0.1mol/L的盐酸,溶液中氢离子浓度增大,反应的剧烈程度有所提高,但是在浓盐酸中Na的反应并不是很剧烈,说明随着c(H+)增大,反应的剧烈程度增大,当达到某一浓度时,可能是溶液中氯离子浓度或生成的氯化钠对反应产生了影响,反应剧烈程度会随之减弱,B错误;
C.浓盐酸易挥发,且浓度越大越易挥发,温度越高越易挥发,实验③中盐酸浓度比②中大得多,故③中的白雾比②中多,不能说明一定是③中反应放热比②中更多,C错误;
D.三个实验的本质相同,均为与H+反应,③中H+浓度最大但反应缓慢可能是溶液中氯离子浓度或生成的氯化钠对反应产生了影响,D正确;
故选D。
命题点2:氧化钠及过氧化钠的性质
【针对练习6】下列对Na2O和Na2O2的叙述中错误的是
A.Na2O白色固体 B.Na2O2在呼吸面具中可作氧气的来源
C.都属于碱性氧化物 D.都能与水反应形成强碱溶液
【答案】C
【详解】A.Na2O为白色固体,A正确;
B.Na2O2与CO2或H2O反应生成O2,可用于呼吸面具供氧,B正确;
C.Na2O属于碱性氧化物,但Na2O2与酸反应会生成O2(如2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2↑),不符合碱性氧化物定义,C错误;
D.Na2O与水生成NaOH,Na2O2与水生成NaOH和O2,两者溶液均为强碱性,D正确;
故选C。
【针对练习7】下列关于和的叙述正确的是
①是淡黄色物质,是白色物质
②的阴阳离子个数比是,而的是
③和都能和水反应生成碱,它们都是碱性氧化物
④和在空气中久置都会发生变质,最后变为粉末
⑤向酚酞溶液中加入粉末,溶液先变红后褪色,并有气泡生成
⑥与发生化合反应生成,与发生置换反应生成
A.①③ B.②④ C.⑤⑥ D.④⑤
【答案】D
【详解】①是白色物质,是淡黄色物质,错误;
②Na2O的阴阳离子个数比为 1:2(2个Na+、1个O2-),的阴阳离子个数比为1:2(2个Na⁺、1个),错误;
③与水反应生成 NaOH,属于碱性氧化物,与水反应生成 NaOH 和 O2,因生成氧气,不属于碱性氧化物,错误;
④在空气中久置,吸水生成 NaOH,进一步与 CO2反应生成 ;在空气中久置,直接与CO2反应生成和 O2,最终均变为 ,正确;
⑤与水反应生成强碱性 NaOH(酚酞变红),反应过程中有H2O2生成,H2O2的强氧化性使溶液褪色,同时产生O2气泡,正确;
⑥与反应生成和O2,该反应不属于置换反应,错误;
故选D。
【针对练习8】利用如图所示装置探究与水的反应,下列说法错误的是
A.烧杯导管口有气泡产生
B.将带火星木条放在P导管口,木条复燃
C.将水换成溶液,试管内有白色沉淀生成
D.试管中出现大量气泡,溶液先变红后褪色
【答案】D
【分析】过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,化学方程式为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,可使带火星的木条复燃,据此解答;
【详解】A.过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,反应是放热,烧杯导管口有气泡产生,A正确;
B.氧气具有助燃性,可以使带火星的木条复燃,B正确;
C.将水换成溶液,生成的NaOH与生成,试管内有白色沉淀生成,C正确;
D.Na2O2与水反应生成了H2O2,H2O2分解产生了氧气,故试管中出现大量气泡,溶液先变蓝后褪色(H2O2具漂白性),D错误;
故选D。
【针对练习9】将与的混合物投入足量的水中溶解,反应后水溶液增重24.8g,则原混合物中与的物质的量之比是
A.1:3 B.3:1 C.1:2 D.2:1
【答案】B
【分析】根据化学方程式2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,运用差量法计算出Na2O2的质量,然后求出Na2O的质量,最后求出两者的物质的量之比。
【详解】Na2O2与Na2O的混合物投入足量的水中溶解发生的反应为:①Na2O+H2O=2NaOH、②2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,26.4gNa2O2与Na2O的混合物投入足量的水中溶解,称得水溶液增重24.8g,减少的1.6g为生成氧气的质量,氧气的物质的量为0.05mol,根据反应②知,混合物中Na2O2的物质的量为0.1mol,则Na2O2的质量为7.8g;混合物中Na2O的质量为26.4g-7.8g=18.6g,则Na2O的物质的量为0.3mol,则原混合物中Na2O与Na2O2的物质的量之比是3:1,故选B。
【针对练习10】为探究过氧化钠与H2O和CO2的反应,设计了如图实验。已知Na2O2与HCl气体能发生反应,请回答下列问题。
(1)连接好装置,加药品前需要进行的操作是 。
(2)装置A中发生的化学反应方程式是 。
(3)检验装置E中收集的气体方法是 。
(4)为探究反应后固体组成,待装置C中固体由淡黄色完全变为白色,将该固体溶于水并进行如下操作:
实验步骤
实验现象
实验结论
I.取少量溶液于试管中,加入足量氯化钡溶液,静置
产生白
色沉淀
①固体中含有 。
Ⅱ.取适量I的上层清液于试管中,向其中滴加少量氯化铜溶液
产生蓝
色沉淀
②固体中含有 。
③写出装置C中发生反应的化学方程式 、 。
【答案】(1)检查装置气密性
(2)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
(3)将带火星的木条伸入集气瓶中,木条复燃
(4) Na2CO3 NaOH 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
【分析】为探究过氧化钠与H2O和CO2的反应,用大理石和稀盐酸反应制备CO2,由于稀盐酸易挥发,制备的CO2含有HCl气体,所以饱和碳酸氢钠溶液除去CO2中的HCl气体,C装置中过氧化钠与H2O和发生反应产生氧气,D装置除去过量的CO2,E装置收集产生的氧气,据此解题。
【详解】(1)该装置要探究过氧化钠与H2O和CO2的反应,所以加药品前需要进行的操作是检查装置的气密性;
(2)装置A为CO2发生装置,发生的反应为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;
(3)装置E中收集到的气体为氧气,所以检验方法为将带火星的木条伸入集气瓶中,木条复燃;
(4)①取少量溶液于试管中,加入足量氯化钡溶液产生白色沉淀,该白色沉淀为BaCO3,固体中含有Na2CO3,故答案为:Na2CO3;
②取适量I的上层清液于试管中,向其中滴加少量氯化铜溶液产生蓝色沉淀,该沉淀为Cu(OH)2,固体中含有NaOH,故答案为:NaOH;
③装置C中发生的反应为过氧化钠与H2O和CO2的反应,故答案为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2;2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑。
命题点3:碳酸钠及碳酸氢钠的性质
【针对练习11】(24高一·广东广州·期中)下列关于物质的用途说法错误的是
A.用小苏打粉作膨松剂焙制糕点 B.Na2CO3可用于制玻璃
C.Na2O可用于呼吸面具的供氧剂 D.NaHCO3可用作治疗胃酸过多的胃药
【答案】C
【详解】A.NaHCO3受热分解生成气体,常用作焙制糕点的膨松剂,A正确;
B.碳酸钠和二氧化硅反应生成硅酸钠,碳酸钠可用于制玻璃,B正确;
C.Na2O与CO2或H2O都不能反应产生氧气,因此不用于呼吸面具供氧,C错误;
D.碳酸氢钠能够与胃酸(HCl)发生反应,而降低胃酸的浓度,D正确;
故选C。
【针对练习12】(24高一·广东广州·期中)下列有关Na2CO3和NaHCO3性质的叙述正确的是
A.Na2CO3受热分解产生CO2
B.NaHCO3水溶液呈中性
C.Na2CO3和NaHCO3都能与酸反应生成CO2
D.在水中NaHCO3比Na2CO3溶解性大
【答案】C
【详解】A.NaHCO3受热分解产生CO2,A错误;
B.NaHCO3为强碱弱酸盐,碳酸氢根离子水解而使其溶液呈碱性,B错误;
C.碳酸钠和碳酸氢钠都能与酸反应生成CO2,C正确;
D.在水中Na2CO3比NaHCO溶解性大,D错误;
故选:C。
【针对练习13】(24高一·江苏扬州·期末)常温下,为探究、的性质,进行以下实验:
实验1:用计测得浓度均为、溶液的分别为12和9。
实验2:向溶液中边振荡边逐滴滴入盐酸,至不再产生气泡。
实验3:向溶液中逐滴滴入等体积溶液,生成沉淀,同时放出。
下列说法不正确的是
A.实验1中溶液碱性较强
B.实验2中刚滴入1~2滴盐酸时产生气泡
C.实验3发生反应的离子方程式为:
D.实验3中为避免产生沉淀,不宜使用溶液
【答案】B
【详解】A.实验1中的pH较大,溶液碱性较强,A正确;
B.实验2中刚滴入1~2滴盐酸时无气泡产生,离子方程式:,B错误;
C.实验3生成沉淀,同时放出,离子方程式为:,C正确;
D.的碱性较强,为避免产生沉淀,不宜使用溶液,D正确;
故选B。
【针对练习14】(多选)(24高一·山东枣庄·期末)向一定体积的NaOH稀溶液中通入一定量的CO2得溶液X,然后向上述所得溶液X中逐滴加入一定浓度稀盐酸,产生CO2与所加稀盐酸体积关系如图,已知稀溶液与稀盐酸反应分步进行,
下列说法中错误的是
A.当时,溶液X中的溶质没有
B.当时,溶液X中的溶质为NaHCO3和
C.当时,溶液X中的溶质只有
D.当时,溶液X中的溶质为NaOH和
【答案】BD
【详解】A.V1=0说明向所得溶液X中逐滴加入一定浓度稀盐酸时,只发生碳酸氢钠溶液与盐酸的反应,则溶液中不含有氢氧化钠和碳酸钠,故A正确;
B.2V1>V2说明0—V1段发生的反应为氢氧化钠溶液与盐酸反应生成氯化钠和水、碳酸钠溶液与盐酸反应生成碳酸氢钠和氯化钠,则溶液中的溶质为氢氧化钠和碳酸钠,故B错误;
C.2V1=V2说明0—V1段发生的反应为碳酸钠溶液与盐酸反应生成碳酸氢钠和氯化钠,V1—V2段发生的反应为碳酸氢钠溶液与盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,则溶液中的溶质只有碳酸钠,故C正确;
D.V2>2V1说明0—V1段发生的反应为碳酸钠溶液与盐酸反应生成碳酸氢钠和氯化钠,V1—V2段发生的反应为碳酸氢钠溶液与盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,则溶液中的溶质为碳酸氢钠和碳酸钠,故D错误;
故选BD。
【针对练习15】(23高一·北京·期中)某实验小组欲探究Na2CO3和NaHCO3的性质,发现实验室里盛放两种固体的试剂瓶丢失了标签。于是,他们先对固体A、B进行鉴别,再通过实验进行性质探究。
【鉴别】
(1)分别加热固体A、B,发现固体A受热产生的气体能使澄清石灰水变浑浊。A受热分解的化学方程式为 。
(2)如图所示,在气密性良好的装置I和Ⅱ中分别放入药品A和B(盐酸足量且浓度、质量均相同,固体质量也相同),将气球内的固体同时倒入试管中。
写出该实验中能确定哪种粉末是NaHCO3的两点现象 。
【性质探究】
(3)将鉴别后的两种固体分别配制成质量分数相同的溶液。如图所示,用传感器探究Na2CO3和NaHCO3的性质。
已知:温度相同时,pH越大,溶液碱性越强;
实验操作
实验数据
I、实验①是空白实验,其目的是 。
Ⅱ、下列分析正确的是 。
A.实验①与②的实验数据基本相同,说明②中的OH-未参与反应
B.加入试剂体积相同时,②溶液比③溶液碱性强
C.a点反应的离子方程式为Ca2++2OH-+2=CaCO3↓+2H2O+
D.实验③中石灰水恰好反应时,溶液显中性
(4)将Na2CO3和NaHCO3溶液分别与一定浓度的CaCl2溶液混合,都出现白色沉淀,且后者伴有无色气体产生。写出NaHCO3与CaCl2溶液反应的离子方程式是 。
【答案】(1)
(2)相同时间气球更大,反应结束气球更大
(3) 做参照实验,排除水对pH的影响 AB
(4)
【分析】通过三种方法鉴别Na2CO3和NaHCO3的实验来探究它们的性质,实验一是通过碳酸氢钠受热易分解生成二氧化碳的性质进行鉴别,实验二是通过相同质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量盐酸反应生成二氧化碳的体积进行鉴别碳酸氢钠还有碳酸氢钠产生气泡更快,实验三通过和氢氧化钙反应来探究它们的性质。
【详解】(1)发现固体A受热产生的气体能使澄清石灰水变浑浊。则A为碳酸氢钠固体,分解反应为;
(2)在气密性良好的装置I和II中分别放入药品A和B(盐酸足量且浓度、质量均相同,固体质量也相同),将气球内的固体同时倒入试管中。碳酸氢钠产生的二氧化碳体积大,速度快,实验中能确定哪种粉末是NaHCO3的两点现象是相同时间气球更大,反应结束气球更大;
(3)I、实验①是空白实验,其目的是做参照实验,排除水对pH的影响,
II、A.实验①与②的实验数据基本相同,说明②中的OH-未参与反应,只是碳酸根和钙离子反应生成沉淀,pH和对照实验曲线变化一样,故A正确;
B.加入试剂体积相同时,②溶液比③溶液pH大,碱性强,通过曲线pH可知,故B正确;
C.a点氢氧化钠过量反应的离子方程式为,故C错误;
D.实验③中石灰水恰好反应时,反应为,有碳酸根溶液显碱性,故D错误;
故选AB。
(4)NaHCO3与CaCl2溶液反应有二氧化碳和碳酸钙生成,离子方程式是。
【针对练习16】(24高一·广东梅州·期末)工业上以侯氏制碱法为基础生产焦亚硫酸钠(化学式:Na2S2O5能溶于水),并获得副产品 CuSO4·5HO的工艺流程如图所示。
已知:反应Ⅰ的原理为
(1)“反应Ⅰ”先向饱和NaCl溶液中通入较多的 NH3(溶液显碱性),再通入足量的,其主要原因是 (填序号)。
①氨气极易溶于水,且溶液呈碱性,能吸收更多的 CO2
②NH3比CO2更易制取
③CO2的密度比NH3大
(2)“反应Ⅰ”生成NaHCO3晶体,可用 方法将其从溶液中分离出来。
(3)循环使用的物质除H2O外,还有 ,主要目的是 。
(4)“灼烧”时发生反应的化学方程式为 。
(5)“反应Ⅲ” (填“属于”或“不属于”)氧化还原反应。
(6)流程中“操作”步骤包括: 蒸发浓缩、 、过滤、洗涤、干燥。
【答案】(1)①
(2)过滤
(3) CO2 提高原料利用率
(4)
(5)不属于
(6)冷却结晶
【分析】向NaCl溶液中先后通入NH3、CO2,发生反应产生NaHCO3沉淀和NH4Cl,将NaHCO3沉淀过滤出来,然后加热,NaHCO3分解产生Na2CO3、CO2、H2O;CuS在空气中灼热,发生反应产生CuO、SO2,CuO与H2SO4反应产生CuSO4,将CuSO4溶液蒸发浓缩冷却结晶获得胆矾CuSO4·5H2O。Na2CO3、SO2、H2O发生反应:Na2CO3+2SO2+H2O=2NaHSO3+CO2↑;然后NaHSO3受热分解:2NaHSO3 Na2S2O5+H2O;
【详解】(1)“反应Ⅰ”先向饱和NaCl溶液中通入较多的 NH3(溶液显碱性),再通入足量的,其主要原因是氨气极易溶于水,且溶液呈碱性,能吸收更多的 CO2与②③无关;
(2)分离固体和溶液,用过滤的方法分离,“反应Ⅰ”生成NaHCO3晶体,可用过滤方法将其从溶液中分离出来;
(3)根据图示,循环使用的物质除H2O外,还有CO2;主要目的是提高原料利用率;
(4)CuS在空气中灼热,发生反应产生CuO、SO2,反应的化学方程式为;
(5)“反应Ⅲ”为Na2CO3+2SO2+H2O=2NaHSO3+CO2↑,没有化合价变化,是非氧化还原反应;
(6)将CuSO4溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥获得胆矾CuSO4·5H2O。
命题点4:焰色试验
【针对练习17】(24高一·吉林白城·期中)《本草经集注》记载了硝石(主要成分为,)与朴硝(主要成分为,)的鉴别:“强烧之,紫青烟起,……云是真硝石也。”下列说法错误的是
A.该鉴别方法相当于焰色试验 B.可用溶液鉴别和
C.也可用此法鉴别,和 D.该鉴别方法主要利用的是物理变化
【答案】C
【详解】A.该鉴别方法通过观察焰色判断,属于焰色试验,A正确;
B.BaCl2与Na2SO4生成BaSO4沉淀,而与KNO3不反应,可鉴别,B正确;
C.Na2SO4和NaCl均含Na⁺,焰色均为黄色,无法用此法区分,C错误;
D.焰色试验是元素物理性质,未生成新物质,属于物理变化,D正确;
答案选C。
【针对练习18】焰色试验过程中铂丝的清洗和灼烧与钾焰色试验的观察两项操作如图所示:
下列叙述错误的是
A.实验前先将铂丝用盐酸洗净后,再灼烧至与原来火焰颜色相同后,再蘸取被检验的物质
B.钾的焰色试验是透过蓝色钴玻璃观察火焰为紫色
C.焰色试验是化学反应
D.焰色试验时可用铁丝代替铂丝
【答案】C
【详解】A.铂丝灼烧时火焰为无色,盐酸易挥发,实验前先将铂丝用盐酸洗净后,再灼烧至与原来火焰颜色相同后,再蘸取被检验的物质,A正确;
B.酒精灯灯芯火焰为黄色,容易把紫色遮盖住,进行钾元素检验时透过蓝色钴玻璃观察火焰为紫色,B正确;
C.焰色试验是利用金属原子核外电子由激发态向基态跃迁以光的形式释放的能量,该过程为物理过程,C错误;
D.铁丝灼烧时火焰为无色,焰色试验时可用铁丝代替铂丝,D正确;
故答案为:C。
【针对练习19】(24高一·云南普洱·期末)焰火“脚印”“笑脸”“五环”,让北京奥运会开幕式更加辉煌、浪漫,这与高中化学中“焰色试验”知识相关。下列说法中正确的是
A.焰色试验是化学变化
B.焰色试验均应透过蓝色钴玻璃观察
C.用稀盐酸清洗做焰色试验的铂丝或铁丝
D.用焰色试验可区分与固体
【答案】C
【详解】A.焰色试验过程中无新物质生成,不是化学变化,故A错误;
B.钾元素的焰色试验,需要隔着钴玻璃观察,避免钠元素的干扰,其他元素的焰色试验不需要,故B错误;
C.盐酸可以溶解氧化物等杂质,且易挥发,不会残留痕迹,且氯化物易挥发,故C正确;
D.与固体含钠元素,焰色试验均为黄色,所以焰色试验不能区分与固体,故D错误;
故选C。
【针对练习20】(24高一·辽宁辽阳·期末)“火树银花合,星桥铁锁开”描绘了节日时烟花绽放的璀璨绚烂。下列物质的焰色与溶液相同的是
A.固体 B.溶液 C.溶液 D.溶液
【答案】C
【详解】焰色试验的本质是金属元素原子或离子在受热时,电子吸收能量跃迁至高能级,随后自发跃迁回低能级并释放特定波长的光,这一过程仅涉及金属中的电子能级的变化,因此物质的焰色只与金属种类有关,与KOH溶液焰色相同的是K2SO4,故答案为C。
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