内容正文:
2.1 钠及其化合物
题型01 钠的物理性质及保存
题型02 钠与氧气等非金属单质的反应
题型03 钠与溶液的反应
题型04 钠的氧化物性质比较
题型05 碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性
题型06 碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别、除杂及相互转化
题型07 侯氏制碱法的原理
题型08 焰色试验
题型09 钠及其化合物的性质综合
题型01 钠的物理性质及保存
1.钠的物理性质
钠为 色固体,密度比煤油 ,质软,硬度 ,用小刀可以切割。
2.钠的存在与保存
钠元素在自然界中都以 的形式存在。钠放在 中保存。
【典例1】(天津市第二中学2024-2025学年高一上学期11月期中考试 化学试题)下面关于金属钠的描述正确的是
A.少量钠应保存在水中
B.钠离子具有较强的还原性
C.钠很软,在新材料领域没有用途
D.钠的化学性质很活泼,在自然界里不能以游离态存在
【变式1-1】(天津市滨海新区2024-2025学年高一上学期期末质量检测化学试题)下列有关物质保存的说法不正确的是
A.少量钠保存在煤油中 B.氯水可长期保存在无色瓶中
C.过氧化钠应密封保存 D.漂白粉不应露置在空气中
【变式1-2】(24-25高一上·天津·期末)下面关于钠及其化合物的描述错误的是
A.钠单质具有很强的还原性
B.碳酸氢钠中加入少量水伴随着吸热现象
C.实验室金属钠需要保存在煤油或石蜡油中
D.常温下钠在空气中会被氧化为淡黄色固体
【变式1-3】(天津市天津市红桥区2023-2024学年高一上学期1月期末化学试题)金属钠和水(含几滴酚酞)的反应是一个重要的实验,能从该实验获得的信息中说明金属钠具有的性质是
①密度比水小②熔点较低③硬度较小④还原性强⑤该反应生成相应的碱⑥该反应是放热反应
A.除⑥之外 B.除③之外 C.除③⑥之外 D.全部
题型02 钠与氧气等非金属单质的反应
1.钠与氧气的反应
钠与氧气能反应,常温下,生成 ,加热条件下,生成 。
4Na+O2===2Na2O,2Na+O2Na2O2。
[注意事项](1)钠与氧气反应,反应条件不同,生成的产物不同。
(2)取用金属钠时,不能用手拿,应该用镊子夹取。
(3)切取钠时,剩余的钠块不能随意丢弃,应放回原试剂瓶。 大多数药品剩余后不能放回原瓶,注意区分。
2.钠与其他非金属单质的反应
钠与其他非金属单质化合生成的化合物中钠只显+1价。如:
(1)钠和氯气反应:
(2)钠和硫单质反应:
(3)钠和氢气反应生成NaH:2Na+H22NaH。
【典例2】(24-25高一上·天津·期末)下列反应,其产物的颜色按红色、红褐色、淡黄色、蓝色顺序排列的是
①FeCl3溶液中滴入KSCN溶液
②金属钠在纯氧中燃烧
③FeSO4溶液中滴入NaOH溶液,并在空气中放置一段时间
④无水硫酸铜放入医用酒精中
A.②③①④ B.③②①④ C.③①②④ D.①③②④
【变式2-1】(24-25高一上·天津·期末)下列各化合物不能由两种单质直接化合制取的是
A. B. C.NaCl D.
【变式2-2】(天津市四校联考2024-2025学年高一上学期1月期末考试 化学试题)给定条件下,下列选项中所示的物质间转化均能一步实现的是
A.
B.
C.
D.
【变式2-3】(天津市滨海新区2024-2025学年高一上学期期未质量检测化学试题)常温下,下列物质在空气中久置后不易变质的是
A.金属钠 B.硫酸钾 C.烧碱 D.漂白粉
题型03 钠与溶液的反应
1.与水(滴有酚酞)反应:生成NaOH和H2。现象总结为:浮、熔、游、响、红。
化学方程式为:
2.与酸溶液反应
(1)钠与酸反应时先与酸中的H+反应,离子方程式: 。
(2)如果钠过量,钠将酸反应完后,再与水反应。
3.与盐溶液反应
钠与盐溶液反应时,首先与水反应生成NaOH,然后NaOH与盐发生复分解反应(若氢氧化钠不与盐反应,则只有钠与水的反应)。
如:(1)Na与CuSO4溶液的反应
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,
2NaOH+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4,
总反应式为: 。
(2)Na与K2SO4溶液的反应,仅发生Na与H2O的反应。
[说明] (1)钠与碱溶液反应的实质是钠与水反应。
(2)钠与饱和盐溶液(假设该盐与NaOH不反应且温度不变)反应时,钠与水反应消耗溶剂水,溶质会结晶析出。
【典例3】(25-26高一上·天津滨海新·阶段练习)根据金属钠与水(滴有酚酞)反应的实验现象,下列有关判断不正确的是
A.钠浮在水面上,说明钠的密度比水的小
B.钠熔化成闪亮的小球,说明钠的熔点低且反应放热
C.钠在水面上游动且发出“嘶嘶”的响声,说明有气体产生
D.反应后溶液的颜色逐渐变红,说明在水溶液中显红色
【变式3-1】(24-25高一上·天津·期中)下列关于钠及其化合物的说法正确的是
A.质量相等的与,分别与足量相同浓度盐酸完全反应时,产生CO2的物质的量相等
B.Na2O2投入到紫色石蕊试液中,溶液先变蓝,后褪色
C.可以用澄清石灰水鉴别与溶液
D.金属钠投入到CuSO4溶液中,有红色物质生成
【变式3-2】(23-24高一下·云南保山·开学考试)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
【变式3-3】(22-23高一上·浙江温州·期中)将一小块钠投入盛有溶液的烧杯里,不可能观察到的现象是
A.熔成小球并在液面上游动 B.发出“嘶嘶”的响声
C.溶液底部有红色物质生成 D.溶液中有蓝色絮状物生成
题型04 钠的氧化物性质比较
氧化纳与过氧化钠的比较
名称
氧化钠
过氧化钠
氧的价态
-2
-1
颜色状态
色固体
色固体
阴、阳离子个数比
1∶2
1∶2
类别
性氧化物
过氧化物,不是碱性氧化物
生成条件
常温下钠在空气中与O2反应
在空气中加热Na或Na2O
热稳定性
Na2O2>Na2O
与水反应
与盐酸反应
Na2O+2HCl===2NaCl+H2O
2Na2O2+4HCl===4NaCl+2H2O+O2↑
转化
2Na2O+O22Na2O2
【典例4】(23-24高一上·天津·期中)下列关于Na2O和Na2O2的叙述正确的是
①Na2O和Na2O2都能和水反应生成碱,它们都是化合反应
②Na2O2可作供氧剂,而Na2O不能
③Na2O和Na2O2在空气中久置都会发生变质,最后变为Na2CO3粉末
④Na2O和Na2O2的阴阳离子个数比都是
⑤向酚酞溶液中加入Na2O2粉末,溶液先变红后褪色,并有气泡生成
A.①③④ B.②④⑤ C.②③⑤ D.①④⑤
【变式4-1】(天津市天津市武清区杨村第三中学2024-2025学年高一上学期第一次月考检测 化学试题)下列叙述中正确的是
A.Na2O与Na2O2都能和水反应生成碱,它们都是碱性氧化物
B.Na2O能继续被氧化成Na2O2,Na2O2比Na2O稳定
C.Na2O与CO2发生化合反应生成Na2CO3,Na2O2与CO2发生置换反应生成O2
D.Na2O有氧化性,Na2O2只有还原性
【变式4-2】(天津市小站第一中学2024-2025学年高一上学期12月月考 化学试题)下列叙述中正确的是
①Na2O 和Na2O2都能和酸反应生成盐和水,所以它们都是碱性氧化物;②Na2CO3和 NaHCO3溶液都能跟CaCl2溶液反应得到白色沉淀; ③钠在常温下容易被氧化;④Na2O2可作供氧剂,而 Na2O不行;⑤除去Na2CO3固体中混有的NaHCO3,将混合物加热至质量不再发生变化; ⑥可用玻璃棒蘸取少量待测物质的浓溶液做焰色试验。
A.③④⑤ B.②④⑥ C.②③④ D.①②⑥
【变式4-3】(天津市第一中学2022-2023学年高一上学期第一次月考化学试题习)某实验小组通过如图所示实验,探究Na2O2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MnO2的主要作用是降低水中氧气的溶解度
题型05 碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性
碳酸钠、碳酸氢钠的热稳定性
(1)实验探究:如图所示实验为“套管实验”,小试管内塞有沾有白色无水硫酸铜粉末的棉花球。
点燃酒精灯加热,能观察到的实验现象是小试管中棉花球变蓝色,B烧杯中澄清石灰水变浑浊,A中有少量气泡冒出,澄清石灰水不变浑浊。
(2)实验结论:Na2CO3受热 分解;NaHCO3受热 分解,生成物中含有 。由此可知,Na2CO3的热稳定性比NaHCO3 。NaHCO3受热分解的化学方程式为 。
【典例5】(天津市西青区第九十五中学2024-2025学年高一上学期11月期中化学试题)关于 和 的说法不正确的是
A.可用加热法除去 固体中的
B.向 溶液中通入过量 可将 转化为
C.热稳定性:
D.相同质量的 和 与足量盐酸作用时,前者产生的气体又快又多
【变式5-1】(24-25高一上·天津·期中)和过量的 混合,在密闭容器中充分混合加热后,最后排出气体,残留的固体是
A.Na2O B.和 C. D.和
【变式5-2】(天津市第二中学2024-2025学年高一上学期11月期中考试 化学试题)除去碳酸钠粉末中的少量碳酸氢钠的最佳实验方法是
A.加盐酸 B.加热至恒重 C.通入 D.加入氢氧化钠溶液
【变式5-3】(天津市天津中学2024-2025学年高一上学期第一次阶段性检测 化学试卷)纯碱和小苏打都是重要的化工原料,根据下列三组实验,回答:
(1)甲组实验能鉴别纯碱和小苏打的实验现象是 ;试管b中发生反应的离子方程式为 。
(2)乙、丙两组实验中, 组能更便捷的验证两者的热稳定性(填“乙”或“丙”),丙组实验中A 处盛放的物质为 (填化学式)。
题型06 碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别、除杂及相互转化
1.碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别
依据
现象
热稳定性
加热固体质量减轻的是NaHCO3,无变化的是Na2CO3
与CaCl2(或BaCl2)溶液反应
有沉淀生成的是Na2CO3溶液,无变化的是NaHCO3溶液
固体与盐酸反应的剧烈程度
反应剧烈的是NaHCO3,相对缓慢的是Na2CO3
溶液中逐滴加入盐酸时的现象
逐滴加入盐酸时,立即产生气体的是NaHCO3,开始不产生气体,滴加一会才产生气体的是Na2CO3
[注意] Na2CO3与NaHCO3都能与Ca(OH)2或Ba(OH)2反应生成白色沉淀,故不可用Ca(OH)2或Ba(OH)2鉴别二者。
2.碳酸钠与碳酸氢钠的提纯
混合物(括号内的为杂质)
除杂方法或试剂
Na2CO3固体(NaHCO3)
加热
NaHCO3溶液(Na2CO3)
通入足量CO2气体
Na2CO3溶液(NaHCO3)
加入适量NaOH溶液
[知识拓展] Na2CO3溶液与盐酸互滴时反应现象的不同点
(1)向盐酸中逐滴加入Na2CO3溶液
现象:立即产生大量的气泡。
2HCl+Na2CO3===2NaCl+CO2↑+H2O
(2)向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸
现象:刚开始无气泡产生,盐酸滴加到一定量后,有气泡产生。
HCl+Na2CO3===NaCl+NaHCO3
HCl+NaHCO3===NaCl+CO2↑+H2O
结论:不同的滴加顺序产生不同的现象,这也是鉴别Na2CO3溶液和盐酸的一种方法。
3.碳酸钠与碳酸氢钠的相互转化
【典例6】(24-25高一上·天津静海·期中)为除去括号内的杂质,所选用的试剂或方法正确的是
A.溶液(),加热
B.溶液(),加入适量的稀盐酸
C.(),将混合气体通过灼热的铜网
D.(HCl),将气体通过足量的溶液
【变式6-1】(天津市小站第一中学2024-2025学年高一上学期11月期中考试 化学试题)不能用来鉴别Na2CO3和NaHCO3两种固体的操作是
A.分别加热这两种固体物质,并将生成的气体通入澄清的石灰水中
B.分别在这两种物质的溶液中,加入氯化钙溶液
C.分别在这两种固体中,加入同浓度的稀盐酸
D.分别在这两种物质的溶液中,加入少量澄清的石灰水
【变式6-2】(24-25高一上·天津·期中)下列说法正确的是
A.可用澄清石灰水鉴别 溶液和 溶液
B.向 的溶液中分别滴加酚酞溶液,前者的红色一定比后者深
C.将溶液分别滴到稀硫酸中,反应的离子方程式不同
D.等质量的分别与足量盐酸反应,前者产生的 质量多
【变式6-3】(天津市第二十一中学2024-2025学年高一上学期11月期中考试 化学试题)现有两瓶无标签的无色溶液,分别装有Na2CO3和NaHCO3,用下列试剂或方法能将两者区分的是
①Ca(OH)2 ②盐酸 ③BaCl2 ④NaOH ⑤加热
A.②③ B.①③ C.③④ D.②⑤
题型07 侯氏制碱法的原理
1.原料:氨、氯化钠溶液、二氧化碳。
2.反应原理
(1)生成碳酸氢钠和氯化铵:NaCl+NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl。
(2)制取碳酸钠:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。
3.生产流程
[注意] 第一步反应是在饱和食盐水中先通入NH3,再通入CO2,这样操作的目的是增大了HCO数目,便于析出更多的NaHCO3。
【典例7】(24-25高一上·天津南开·期中)给出以下几种物质:①;②;③;④NaCl晶体;⑤酒精;⑥熔融KOH;⑦水银;⑧胶体;⑨固体;⑩Ba溶液;⑪;⑫NaOH固体;
(1)上述物质是电解质的有 (填序号),上述物质中能导电的纯净物为 (填序号)。
(2)写出⑨在水中的电离方程式为 。
(3)用化学方程式表示⑧的实验室制备方法: 。
(4)将⑨逐滴加入⑩的溶液中,至恰好沉淀完全,写出相应的离子方程式为 ,在反应后混合液中滴加紫色石蕊,现象是混合液 (填“变红”、“变蓝”、“不变色”)。
(5)向⑫的水溶液中通入②气体至恰好反应完全,此过程中溶液的导电能力 (填“显著增强”、“显著减弱”、“几乎不变”、“先增大后减小”、“先减小后增大”)。
(6)将过量的①通入⑫的水溶液中反应的离子方程式为 。
(7)侯氏制碱法又称联合制碱法,是由我国化学家侯德榜发明。侯氏制碱法的过程如图所示:
上述制备流程中气体X为 ,气体Y为 (填序号);将两种气体通入④的饱和溶液中发生反应的化学方程式为 。在上述煅烧过程中得到的产物在加热得到纯碱,可选择下列仪器中的 (填仪器名称)。
【变式7-1】侯氏制碱法又称联合制碱法,是由我国化学家侯德榜发明的。侯氏制碱法的过程如图所示。下列说法错误的是
A.气体X是
B.“吸收Ⅱ”时反应的化学方程式为
C.向小苏打溶液中滴加过量溶液时反应的离子方程式为
D.煅烧产生的副产物能循环利用
【变式7-2】侯氏制碱法工艺流程如图所示。下列说法错误的是
A.饱和食盐水“吸氨”的目的是使“碳酸化”时产生更多的
B.煅烧时发生反应
C.母液Ⅱ与母液Ⅰ所含粒子种类相同,但前者、、的浓度更大
D.该工艺与“氨碱法”相比提高了食盐的利用率
题型08 焰色试验
1.定义
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.操作
3.几种金属元素的焰色
钠: 色;钾: 色(观察时要透过 );锂:紫红色;钙:砖红色;锶:洋红色;钡:黄绿色;铜:绿色。
[特别提示] 焰色试验表现的既不是单质的性质,也不是化合物的性质,而是元素的性质。焰色试验中物质发生了 变化。
4.应用
(1)用于金属单质或其离子的鉴别。
(2)制造节日烟花。
【典例8】(24-25高一上·天津·期末)下列实验操作描述正确的是
A.制备氢氧化铁胶体时,可以向饱和溶液中滴入热的溶液
B.进行焰色试验时如无铂丝,可以用洁净的铁丝代替
C.实验剩余的药品都不可以放回原瓶
D.坩埚不可以用明火直接加热
【变式8-1】(24-25高一上·天津西青·期中)下列关于焰色试验说法错误的是
A.焰色反应为物理变化,用于检验金属元素的存在
B.用完的铂丝用稀盐酸清洗,再蘸取被检验的物质
C.只有当金属元素为化合态时,才会有焰色反应
D.钾元素焰色试验需要透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色
【变式8-2】(24-25高一上·天津·期中)下列有关焰色试验操作的描述正确的是
A.在观察焰色试验时均要透过蓝色钴玻璃片,以便排除钠元素的黄光的干扰
B.取一根洁净的细铂丝,放在酒精灯上灼烧至无色,再蘸取少量NaCl溶液,进行焰色试验
C.铂丝在做完某溶液的焰色试验后,应使用稀硫酸洗净
D.某溶液放在火焰上灼烧,观察到黄色火焰,则该溶液中一定有,没有K+
【变式8-3】(天津市第二中学2024-2025学年高一上学期第一次月考考试化学试题)下列说法不正确的是
A.用玻璃棒蘸取待测液进行焰色试验
B.使用焰色试验可检验氯化钠中的钠离子
C.某溶液进行焰色试验,透过蓝色钴玻璃观察到火焰呈紫色,说明含有钾元素
D.焰色试验不是化学变化
题型09 钠及其化合物的性质综合
1.钠单质
2.钠的几种化合物
【典例9】(天津市第二中学2024-2025学年高一上学期第一次月考考试化学试题)下列说法不正确的是
A.Na、Na2O、Na2O2、NaOH长期放置在空气中,最终都将变为Na2CO3
B.等质量的Na在空气中无论转化成Na2O还是Na2O2,转移的电子数均相同
C.将Na和NaOH固体分别放入CuSO4溶液中均会生成蓝色沉淀
D.向Na2CO3和NaHCO3固体中分别滴加少量水,均会溶解并伴随吸热现象
【变式9-1】(24-25高一上·天津滨海新·期中)下列关于钠的化合物的叙述不正确的是
A.热稳定性
B.中阴、阳离子的个数比为1:2
C.碳酸氢钠可用于治疗胃酸过多
D.与都能和水反应生成碱,它们都是碱性氧化物
【变式9-2】(天津市第四十五中学2024-2025学年高一上学期期中考试 化学试题)元素的价类二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具。下图为钠元素的价类二维图。下列有关叙述错误的是
A.若a是NaH,其中氢元素的化合价为-1价
B.b能与水剧烈反应产生氢气
C.c包含Na2O和Na2O2,等质量的Na与足量O2反应生成Na2O和Na2O2转移电子数不同
D.若e是NaHCO3,其晶体溶于水时伴随着吸热现象
【变式9-3】(天津市第四十五中学2024-2025学年高一上学期期中考试 化学试题)过氧化钠与水反应后滴加酚酞,酚酞先变红后褪色。某小组欲探究其原因,进行如图所示实验。实验①取反应后的溶液加入二氧化锰,立即产生大量气体;实验②③中红色均不褪去。下列分析错误的是
A.过氧化钠与水反应需要MnO2作催化剂
B.实验②③可证明使酚酞褪色的不是氢氧化钠和氧气
C.过氧化钠与水反应可能生成了具有漂白性的H2O2
D.等反应①溶液无气泡产生,取上层清液,再滴加酚酞,溶液可能变红
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2.1 钠及其化合物
题型01 钠的物理性质及保存
题型02 钠与氧气等非金属单质的反应
题型03 钠与溶液的反应
题型04 钠的氧化物性质比较
题型05 碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性
题型06 碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别、除杂及相互转化
题型07 侯氏制碱法的原理
题型08 焰色试验
题型09 钠及其化合物的性质综合
题型01 钠的物理性质及保存
1.钠的物理性质
钠为银白色固体,密度比煤油大,质软,硬度较小,用小刀可以切割。
2.钠的存在与保存
钠元素在自然界中都以化合物的形式存在。钠放在煤油中保存。
【典例1】(天津市第二中学2024-2025学年高一上学期11月期中考试 化学试题)下面关于金属钠的描述正确的是
A.少量钠应保存在水中
B.钠离子具有较强的还原性
C.钠很软,在新材料领域没有用途
D.钠的化学性质很活泼,在自然界里不能以游离态存在
【答案】D
【详解】A.钠很活泼能与氧气和水反应,所以少量钠应保存在煤油中,故A错误;
B.钠原子最外层一个电子,易失去,所以钠原子具有较强的还原性,而钠离子只能得电子,具有弱氧化性,故B错误;
C.钠的导电和导热性较好,在新材料领域有用途,故C错误;
D.钠与氧气、水等都能发生剧烈反应,性质活泼,在自然界里不能以游离态存在,故D正确;
答案选D。
【变式1-1】(天津市滨海新区2024-2025学年高一上学期期末质量检测化学试题)下列有关物质保存的说法不正确的是
A.少量钠保存在煤油中 B.氯水可长期保存在无色瓶中
C.过氧化钠应密封保存 D.漂白粉不应露置在空气中
【答案】B
【详解】A.钠易与水、氧气反应,而不与煤油反应,且密度大于煤油,可以密封在煤油中保存,A项正确;
B.氯水中次氯酸见光易分解,应密封在棕色试剂瓶中,B项错误;
C.过氧化钠易与水、二氧化碳反应,应在干燥的环境中密封保存,C项正确;
D.漂白粉易与空气中的水和二氧化碳反应产生次氯酸而见光分解,不能露置在空气中保存,D项正确;
答案选B。
【变式1-2】(24-25高一上·天津·期末)下面关于钠及其化合物的描述错误的是
A.钠单质具有很强的还原性
B.碳酸氢钠中加入少量水伴随着吸热现象
C.实验室金属钠需要保存在煤油或石蜡油中
D.常温下钠在空气中会被氧化为淡黄色固体
【答案】D
【详解】A.Na最外层只有1个电子,易失去电子,具有很强的还原性,故A正确;
B.碳酸氢钠溶于水时吸收热量,故B正确;
C.钠极易和氧气、水反应,所以保存钠时要隔绝空气和水,钠的密度大于煤油或石蜡油,且不与煤油或石蜡油反应,所以可以用煤油或石蜡油保存少量钠,故C正确;
D.常温下钠与氧气反应生成白色的氧化钠,故D错误;
故选:D。
【变式1-3】(天津市天津市红桥区2023-2024学年高一上学期1月期末化学试题)金属钠和水(含几滴酚酞)的反应是一个重要的实验,能从该实验获得的信息中说明金属钠具有的性质是
①密度比水小②熔点较低③硬度较小④还原性强⑤该反应生成相应的碱⑥该反应是放热反应
A.除⑥之外 B.除③之外 C.除③⑥之外 D.全部
【答案】D
【分析】金属钠和水反应的实验现象为:钠浮在水面上,熔化为一个光亮的小球,在水面上四处游动,发出嘶嘶的声音,溶液中加入酚酞后出现红色。
【详解】钠与水反应实验做法是首先从煤油中用镊子取出一块钠,用小刀切绿豆大小,说明硬度小;擦干煤油,投入水中,钠浮在水面上,说明密度比水小;熔化为一个光亮的小球,说明钠与水的反应是放热反应,且金属钠的熔点较低;在水面上四处游动,发出嘶嘶的声音,说明反应生成了气体,溶液中加入酚酞后出现红色,说明反应后生成了碱;金属钠与水反应剧烈,说明金属钠的还原性强,因此上述叙述均符合题意,D项正确;
答案选D。
题型02 钠与氧气等非金属单质的反应
1.钠与氧气的反应
钠与氧气能反应,常温下,生成氧化钠,加热条件下,生成过氧化钠。
4Na+O2===2Na2O,2Na+O2Na2O2。
[注意事项](1)钠与氧气反应,反应条件不同,生成的产物不同。
(2)取用金属钠时,不能用手拿,应该用镊子夹取。
(3)切取钠时,剩余的钠块不能随意丢弃,应放回原试剂瓶。 大多数药品剩余后不能放回原瓶,注意区分。
2.钠与其他非金属单质的反应
钠与其他非金属单质化合生成的化合物中钠只显+1价。如:
(1)钠和氯气反应:2Na+Cl22NaCl
(2)钠和硫单质反应:2Na+SNa2S
(3)钠和氢气反应生成NaH:2Na+H22NaH。
【典例2】(24-25高一上·天津·期末)下列反应,其产物的颜色按红色、红褐色、淡黄色、蓝色顺序排列的是
①FeCl3溶液中滴入KSCN溶液
②金属钠在纯氧中燃烧
③FeSO4溶液中滴入NaOH溶液,并在空气中放置一段时间
④无水硫酸铜放入医用酒精中
A.②③①④ B.③②①④ C.③①②④ D.①③②④
【答案】D
【详解】①FeCl3溶液中滴入KSCN溶液生成络合物铁氰化钾,溶液变红;
②金属钠在纯氧中燃烧生成过氧化钠,过氧化钠为淡黄色;
③氢氧化亚铁有强还原性,FeSO4溶液中滴入NaOH溶液并在空气中放置一段时间,先生成氢氧化亚铁白色沉淀,迅速转变为灰绿色,最后转变为氢氧化铁红褐色沉淀;
④医用酒精为75%的乙醇水溶液,无水硫酸铜放入医用酒精中,CuSO4转变为CuSO4•5H2O,呈蓝色;
所以按红色、红褐色、淡黄色、蓝色顺序排列的是①③②④,故答案选D。
【变式2-1】(24-25高一上·天津·期末)下列各化合物不能由两种单质直接化合制取的是
A. B. C.NaCl D.
【答案】A
【详解】A.Fe和氯气点燃时直接化合生成FeCl3,不能直接由单质间化合制取FeCl2,可以由单质和化合物发生化合反应制取,如Fe+2FeCl3=3FeCl2,故A符合题意;
B.Al单质和O2反应可以得到Al2O3,可以由两种单质直接化合制取,B不符合题意;
C.NaCl可以由单质Na和Cl2化合反应制取,C不符合题意;
D.可以由单质Na与单质O2直接化合反应制取,D不符合题意;
答案选A。
【变式2-2】(天津市四校联考2024-2025学年高一上学期1月期末考试 化学试题)给定条件下,下列选项中所示的物质间转化均能一步实现的是
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【详解】A.二氧化碳和氯化钙溶液不反应,A错误;
B.铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,氢气和氯气反应生成HCl,B正确;
C.金属钠与氧气常温下反应生成,不能生成,C错误;
D.酸性强于通入中可制备,但见光分解为和,D错误;
故选B。
【变式2-3】(天津市滨海新区2024-2025学年高一上学期期未质量检测化学试题)常温下,下列物质在空气中久置后不易变质的是
A.金属钠 B.硫酸钾 C.烧碱 D.漂白粉
【答案】B
【详解】A.钠和氧气反应生成氧化钠,氧化钠与水反应生成氢氧化钠,氢氧化钠与二氧化碳和水反应生成碳酸钠晶体,最终碳酸钠晶体风化生成碳酸钠粉末,所以钠放置在空气中易变质,故A不符合题意;
B.硫酸钾不与空气中的各个成分反应,故在空气中久置不易变质,故B符合题意;
C.烧碱的成分是氢氧化钠,氢氧化钠吸收空气中的水,与二氧化碳反应生成碳酸钠,故C不符合题意;
D.漂白粉吸收空气中的水和二氧化碳生成次氯酸,故D不符合题意;
故选B。`
题型03 钠与溶液的反应
1.与水(滴有酚酞)反应:生成NaOH和H2。现象总结为:浮、熔、游、响、红。
化学方程式为:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
2.与酸溶液反应
(1)钠与酸反应时先与酸中的H+反应,离子方程式:2Na+2H+===2Na++H2↑。
(2)如果钠过量,钠将酸反应完后,再与水反应。
3.与盐溶液反应
钠与盐溶液反应时,首先与水反应生成NaOH,然后NaOH与盐发生复分解反应(若氢氧化钠不与盐反应,则只有钠与水的反应)。
如:(1)Na与CuSO4溶液的反应
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,
2NaOH+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4,
总反应式为:2Na+2H2O+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑。
(2)Na与K2SO4溶液的反应,仅发生Na与H2O的反应。
[说明] (1)钠与碱溶液反应的实质是钠与水反应。
(2)钠与饱和盐溶液(假设该盐与NaOH不反应且温度不变)反应时,钠与水反应消耗溶剂水,溶质会结晶析出。
【典例3】(25-26高一上·天津滨海新·阶段练习)根据金属钠与水(滴有酚酞)反应的实验现象,下列有关判断不正确的是
A.钠浮在水面上,说明钠的密度比水的小
B.钠熔化成闪亮的小球,说明钠的熔点低且反应放热
C.钠在水面上游动且发出“嘶嘶”的响声,说明有气体产生
D.反应后溶液的颜色逐渐变红,说明在水溶液中显红色
【答案】D
【详解】A.钠浮在水面上,说明钠的密度比水的小,钠的密度确实小于水,A正确;
B.钠熔化成小球,说明钠熔点低且反应放热,反应释放的热量足以熔化钠,B正确;
C.钠游动且发出响声,说明有气体产生,气体推动钠移动并产生声音,C正确;
D.溶液变红是因OH⁻使酚酞显红色,而非Na+,Na+无色且不显色,D错误;
故答案为D。
【变式3-1】(24-25高一上·天津·期中)下列关于钠及其化合物的说法正确的是
A.质量相等的与,分别与足量相同浓度盐酸完全反应时,产生CO2的物质的量相等
B.Na2O2投入到紫色石蕊试液中,溶液先变蓝,后褪色
C.可以用澄清石灰水鉴别与溶液
D.金属钠投入到CuSO4溶液中,有红色物质生成
【答案】B
【详解】A.质量相等的与,的物质的量更大,由方程式Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑、NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑可知,与足量相同浓度盐酸完全反应时,产生CO2的物质的量更多,A错误;
B.Na2O2与水反应生成氢氧化钠,使紫色石蕊试液变蓝,该过程中有具有漂白性的H2O2生成,溶液又褪色,B正确;
C.与溶液与澄清石灰水反应均生成碳酸钙沉淀,不可以用澄清石灰水鉴别与溶液,C错误;
D.金属钠投入到CuSO4溶液中,Na先和水反应生成NaOH,生成的NaOH再和CuSO4反应生成氢氧化铜蓝色沉淀,没有红色物质生成,D错误;
故选B。
【变式3-2】(23-24高一下·云南保山·开学考试)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。
【变式3-3】(22-23高一上·浙江温州·期中)将一小块钠投入盛有溶液的烧杯里,不可能观察到的现象是
A.熔成小球并在液面上游动 B.发出“嘶嘶”的响声
C.溶液底部有红色物质生成 D.溶液中有蓝色絮状物生成
【答案】C
【详解】A.因为金属钠的密度小于水,因此浮在液面,四处游动,A正确;
B.金属钠与水反应是放热反应,且反应产生氢气,氢气发生轻微爆炸,听到嘶嘶的响声,B正确;
C.金属钠与水反应,生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠和硫酸铜生成蓝色氢氧化铜沉淀,C错误;
D.由C分析可知,生成氢氧化铜蓝色沉淀,D正确。
故选C。
题型04 钠的氧化物性质比较
氧化纳与过氧化钠的比较
名称
氧化钠
过氧化钠
氧的价态
-2
-1
颜色状态
白色固体
淡黄色固体
阴、阳离子个数比
1∶2
1∶2
类别
碱性氧化物
过氧化物,不是碱性氧化物
生成条件
常温下钠在空气中与O2反应
在空气中加热Na或Na2O
热稳定性
Na2O2>Na2O
与水反应
Na2O+H2O===2NaOH
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
与盐酸反应
Na2O+2HCl===2NaCl+H2O
2Na2O2+4HCl===4NaCl+2H2O+O2↑
转化
2Na2O+O22Na2O2
【典例4】(23-24高一上·天津·期中)下列关于Na2O和Na2O2的叙述正确的是
①Na2O和Na2O2都能和水反应生成碱,它们都是化合反应
②Na2O2可作供氧剂,而Na2O不能
③Na2O和Na2O2在空气中久置都会发生变质,最后变为Na2CO3粉末
④Na2O和Na2O2的阴阳离子个数比都是
⑤向酚酞溶液中加入Na2O2粉末,溶液先变红后褪色,并有气泡生成
A.①③④ B.②④⑤ C.②③⑤ D.①④⑤
【答案】C
【详解】①Na2O和水反应生成碱,反应类型是化合反应,而与Na2O2与水反应除产生碱以外,还有O2因此,因此该反应不是化合反应,①错误;
②Na2O2能与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,而Na2O与二氧化碳和水反应不会产生氧气,所以Na2O2可作供氧剂,而Na2O不行,②正确;
③Na2O2、Na2O在空气中都会与CO2反应生成Na2CO3粉末,③正确;
④Na2O与Na2O2都是离子化合物,二者电离产生的阴、阳离子个数比都是1:2,④错误;
⑤向酚酞溶液中加入Na2O2粉末,Na2O2与水反应产生的NaOH使溶液变为红色;Na2O2同时具有强氧化性,会将红色物质再氧化变为无色,因此看到溶液先变红后褪色,反应过程中会产生氧气,因此会看到气泡生成,⑤正确;
综上所述②③⑤正确,故C符合;
故选:C。
【变式4-1】(天津市天津市武清区杨村第三中学2024-2025学年高一上学期第一次月考检测 化学试题)下列叙述中正确的是
A.Na2O与Na2O2都能和水反应生成碱,它们都是碱性氧化物
B.Na2O能继续被氧化成Na2O2,Na2O2比Na2O稳定
C.Na2O与CO2发生化合反应生成Na2CO3,Na2O2与CO2发生置换反应生成O2
D.Na2O有氧化性,Na2O2只有还原性
【答案】B
【详解】A.氧化钠与碱反应生成盐和水,是碱性氧化物,过氧化钠与碱反应生成盐、水和氧气,不符合概念,故A错误;
B.氧化钠能被氧气氧化为过氧化钠,过氧化钠比氧化钠稳定,故B正确;
C.Na2O与CO2发生化合生成Na2CO3,Na2O2与CO2发生氧化还原反应生成O2,不符合置换反应的定义,故C错误;
D.过氧化钠,钠处于最高价态,所以有氧化性,而氧处于中间价态,所以既有氧化性又有还原性,所以主要有氧化性;而氧化钠,氧处于最低价态,有还原性,钠最高价态,有氧化性,故D错误;
故选:B。
【变式4-2】(天津市小站第一中学2024-2025学年高一上学期12月月考 化学试题)下列叙述中正确的是
①Na2O 和Na2O2都能和酸反应生成盐和水,所以它们都是碱性氧化物;②Na2CO3和 NaHCO3溶液都能跟CaCl2溶液反应得到白色沉淀; ③钠在常温下容易被氧化;④Na2O2可作供氧剂,而 Na2O不行;⑤除去Na2CO3固体中混有的NaHCO3,将混合物加热至质量不再发生变化; ⑥可用玻璃棒蘸取少量待测物质的浓溶液做焰色试验。
A.③④⑤ B.②④⑥ C.②③④ D.①②⑥
【答案】A
【详解】①Na2O和水反应生成氢氧化钠、和酸反应生成盐和水,属于碱性氧化物,Na2O2和水反应生成氢氧化钠和氧气,属于过氧化物,不是碱性氧化物,故错误;
②加入CaCl2溶液,只有Na2CO3溶液生成碳酸钙白色沉淀, NaHCO3溶液不反应,故错误;
③钠的金属性强,在常温下易被空气中氧气氧化生成氧化钠,故正确;
④过氧化钠与二氧化碳、水反应生成氧气,可做高空作业和深水作业的供氧剂,氧化钠与二氧化碳、水反应,没有氧气生成,不可作供氧剂,故正确;
⑤碳酸氢钠不稳定,受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,可以用加热方法除去碳酸钠固体中的碳酸氢钠,故正确;
⑥焰色试验可以使用铁丝、铂丝等物质,但玻璃棒中含有钠元素,会干扰检验,不能用来做焰色试验,故错误;
③④⑤正确,故选A。
【变式4-3】(天津市第一中学2022-2023学年高一上学期第一次月考化学试题习)某实验小组通过如图所示实验,探究Na2O2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MnO2的主要作用是降低水中氧气的溶解度
【答案】C
【分析】向Na2O2中加入足量水,产生大量气泡;向反应后溶液中加入1-2滴酚酞试液,溶液变为红色,说明反应产生了碱性物质,则Na2O2与H2O发生了反应:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,后溶液逐渐由红色变为无色,再向褪色后的溶液中加入少量MnO2,又产生较多气泡,气体为O2,证明反应后的溶液中含有H2O2,H2O2具有强氧化性,将红色物质氧化为无色,其可以在MnO2催化下分解产生H2O、O2,据此分析解答。
【详解】A.根据上述分析可知:②中的大量气泡主要成分是氧气,A错误;
B.酚酞遇碱性物质变为红色,③中溶液变红,说明有碱性物质生成,B错误;
C.向反应后溶液中加入1-2滴酚酞试液,溶液先变红,后褪色,再向褪色后的溶液中加入少量MnO2,又产生较多气泡,证明反应后的溶液中含有H2O2,H2O2在MnO2催化下分解产生O2而具有气泡。H2O2具有强氧化性,将红色物质氧化为无色,C正确;
D.⑤中MnO2的主要作用是作H2O2分解产生H2O、O2的催化剂,而不是降低水中氧气的溶解度,D错误;
故合理选项是C。
题型05 碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性
碳酸钠、碳酸氢钠的热稳定性
(1)实验探究:如图所示实验为“套管实验”,小试管内塞有沾有白色无水硫酸铜粉末的棉花球。
点燃酒精灯加热,能观察到的实验现象是小试管中棉花球变蓝色,B烧杯中澄清石灰水变浑浊,A中有少量气泡冒出,澄清石灰水不变浑浊。
(2)实验结论:Na2CO3受热不易分解;NaHCO3受热易分解,生成物中含有CO2和H2O。由此可知,Na2CO3的热稳定性比NaHCO3强。NaHCO3受热分解的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。
【典例5】(天津市西青区第九十五中学2024-2025学年高一上学期11月期中化学试题)关于 和 的说法不正确的是
A.可用加热法除去 固体中的
B.向 溶液中通入过量 可将 转化为
C.热稳定性:
D.相同质量的 和 与足量盐酸作用时,前者产生的气体又快又多
【答案】D
【详解】A.受热分解生成,用加热法可除去固体中的 ,故A正确;
B.碳酸钠可以和二氧化碳、水反应生成碳酸氢钠,方程式为:Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3,故B正确;
C.碳酸氢钠受热分解,则稳定性,故C正确;
D.和 摩尔质量不相同,但是都含有1个C原子,因此等质量的两种物质与足量盐酸作用时,产生的气体质量不相同,且后者产生气体快,故D错误;
故选D。
【变式5-1】(24-25高一上·天津·期中)和过量的 混合,在密闭容器中充分混合加热后,最后排出气体,残留的固体是
A.Na2O B.和 C. D.和
【答案】C
【详解】NaHCO3与Na2O2混合,在密闭容器中充分加热,碳酸氢钠固体加热反应方程式为2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O;所产生的CO2和H2O与Na2O2的反应为:2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2↑、2H2O+2Na2O2=4NaOH+O2↑,而碳酸氢钠过量,生成过量的二氧化碳,所以NaOH也会和CO2反应生成碳酸钠,所以最终产物为碳酸钠;
故答案为C。
【变式5-2】(天津市第二中学2024-2025学年高一上学期11月期中考试 化学试题)除去碳酸钠粉末中的少量碳酸氢钠的最佳实验方法是
A.加盐酸 B.加热至恒重 C.通入 D.加入氢氧化钠溶液
【答案】B
【详解】A.碳酸钠、碳酸氢钠都与盐酸反应,不能用于除杂,故A错误;
B.碳酸氢钠不稳定,加热易分解,除去碳酸钠固体中少量碳酸氢钠,可加热至恒重,可把杂质除去,故B正确;
C.通入二氧化碳,碳酸钠为固体,则不反应,故C错误;
D.碳酸氢钠与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水,但易引入氢氧化钠杂质,故D错误;
故选:B。
【变式5-3】(天津市天津中学2024-2025学年高一上学期第一次阶段性检测 化学试卷)纯碱和小苏打都是重要的化工原料,根据下列三组实验,回答:
(1)甲组实验能鉴别纯碱和小苏打的实验现象是 ;试管b中发生反应的离子方程式为 。
(2)乙、丙两组实验中, 组能更便捷的验证两者的热稳定性(填“乙”或“丙”),丙组实验中A 处盛放的物质为 (填化学式)。
【答案】(1) 试管b中产生气体的速率快,气球较大
(2) 丙
【详解】(1)甲组实验能鉴别纯碱和小苏打,离子方程式分别为:、,碳酸氢钠反应快,,碳酸氢钠放出的气体多,故答案为:试管b中产生气体的速率快,气球较大;
碳酸氢钠溶液与足量盐酸反应的离子方程式为:;
(2)丙装置能更便捷的验证两者的热稳定性,通过加热观察比较两支试管中石灰水是否变浑浊,可得出结论;
丙组实验中A 处温度高,放着碳酸钠固体,温度低的内管放碳酸氢钠,温度低的试管生成的气体通入石灰水变浑浊,说明碳酸氢钠的热稳定性低。故A 处盛放的物质为:。
题型06 碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别、除杂及相互转化
1.碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别
依据
现象
热稳定性
加热固体质量减轻的是NaHCO3,无变化的是Na2CO3
与CaCl2(或BaCl2)溶液反应
有沉淀生成的是Na2CO3溶液,无变化的是NaHCO3溶液
固体与盐酸反应的剧烈程度
反应剧烈的是NaHCO3,相对缓慢的是Na2CO3
溶液中逐滴加入盐酸时的现象
逐滴加入盐酸时,立即产生气体的是NaHCO3,开始不产生气体,滴加一会才产生气体的是Na2CO3
[注意] Na2CO3与NaHCO3都能与Ca(OH)2或Ba(OH)2反应生成白色沉淀,故不可用Ca(OH)2或Ba(OH)2鉴别二者。
2.碳酸钠与碳酸氢钠的提纯
混合物(括号内的为杂质)
除杂方法或试剂
Na2CO3固体(NaHCO3)
加热
NaHCO3溶液(Na2CO3)
通入足量CO2气体
Na2CO3溶液(NaHCO3)
加入适量NaOH溶液
[知识拓展] Na2CO3溶液与盐酸互滴时反应现象的不同点
(1)向盐酸中逐滴加入Na2CO3溶液
现象:立即产生大量的气泡。
2HCl+Na2CO3===2NaCl+CO2↑+H2O
(2)向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸
现象:刚开始无气泡产生,盐酸滴加到一定量后,有气泡产生。
HCl+Na2CO3===NaCl+NaHCO3
HCl+NaHCO3===NaCl+CO2↑+H2O
结论:不同的滴加顺序产生不同的现象,这也是鉴别Na2CO3溶液和盐酸的一种方法。
3.碳酸钠与碳酸氢钠的相互转化
【典例6】(24-25高一上·天津静海·期中)为除去括号内的杂质,所选用的试剂或方法正确的是
A.溶液(),加热
B.溶液(),加入适量的稀盐酸
C.(),将混合气体通过灼热的铜网
D.(HCl),将气体通过足量的溶液
【答案】C
【详解】A.碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠,碳酸钠受热不分解,可通过加热至恒重除去碳酸钠固体中的碳酸氢钠,但是碳酸钠溶液中碳酸氢钠不能通过加热除去,A错误;
B.碳酸钠与盐酸反应生成了氯化钠,引入新的杂质,且碳酸氢钠和盐酸也会反应生成氯化钠,故不能用稀盐酸除去碳酸氢钠溶液中的碳酸钠,B错误;
C.氧气能与灼热的铜反应被吸收,二氧化碳与灼热的铜不反应,可通过灼热的铜网除去二氧化碳中的氧气,C正确;
D.Cl2、HCl都能和碳酸氢钠反应生成二氧化碳气体,D错误;
故选C。
【变式6-1】(天津市小站第一中学2024-2025学年高一上学期11月期中考试 化学试题)不能用来鉴别Na2CO3和NaHCO3两种固体的操作是
A.分别加热这两种固体物质,并将生成的气体通入澄清的石灰水中
B.分别在这两种物质的溶液中,加入氯化钙溶液
C.分别在这两种固体中,加入同浓度的稀盐酸
D.分别在这两种物质的溶液中,加入少量澄清的石灰水
【答案】D
【详解】A.Na2CO3受热不分解,而NaHCO3受热分解生成的气体通入澄清的石灰水中能使石灰水变浑浊,可以鉴别,故A不选;
B.Na2CO3与CaCl2溶液作用产生CaCO3沉淀,而NaHCO3则不与CaCl2溶液反应,无沉淀产生,也可以鉴别,故B不选;
C.向Na2CO3中逐滴加少量盐酸时,无气体产生,当盐酸加入较多时,可产生气体,而向NaHCO3中加入同浓度盐酸,则迅速产生气体,可以通过产生气体的快慢加以鉴别,故C不选;
D.Na2CO3和NaHCO3均可与澄清石灰水反应产生沉淀,现象相同,无法鉴别,故D选。
故选D。
【变式6-2】(24-25高一上·天津·期中)下列说法正确的是
A.可用澄清石灰水鉴别 溶液和 溶液
B.向 的溶液中分别滴加酚酞溶液,前者的红色一定比后者深
C.将溶液分别滴到稀硫酸中,反应的离子方程式不同
D.等质量的分别与足量盐酸反应,前者产生的 质量多
【答案】C
【详解】A.Na2CO3、NaHCO3均和石灰水生成碳酸钙沉淀,不能用石灰水鉴别Na2CO3、NaHCO3,故A错误;
B.碳酸钠、碳酸氢钠都是强碱弱酸盐,水溶液中水解显碱性,但是由于两种溶液的浓度未知,分别滴加酚酞溶液,前者的红色不一定比后者深,故B错误;
C.碳酸钠与稀硫酸反应实质是氢离子与碳酸根离子反应,离子方程式为:2H++CO=CO2+H2O,碳酸氢钠与稀硫酸反应实质是氢离子与碳酸氢根离子反应,离子方程式为:H++HCO=CO2+H2O,二者反应离子方程式不同,故C正确;
D.等质量的碳酸钠和碳酸氢钠,碳酸氢钠物质的量多,依据碳原子个数守恒可知,等质量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量盐酸反应,NaHCO3产生的CO2多,故D错误;
答案选C。
【变式6-3】(天津市第二十一中学2024-2025学年高一上学期11月期中考试 化学试题)现有两瓶无标签的无色溶液,分别装有Na2CO3和NaHCO3,用下列试剂或方法能将两者区分的是
①Ca(OH)2 ②盐酸 ③BaCl2 ④NaOH ⑤加热
A.②③ B.①③ C.③④ D.②⑤
【答案】A
【详解】①二者均与石灰水反应生成白色沉淀,现象相同,不能鉴别;
②加入盐酸,碳酸钠开始不生成气体,而碳酸氢钠立即生成气体,现象不同,可以鉴别;
③碳酸钠与氯化钡反应生成沉淀,而碳酸氢钠与氯化钡不反应,现象不同,可以鉴别;
④碳酸氢钠与NaOH反应生成碳酸钠和水,现象不明显,而碳酸钠与NaOH不反应,不能鉴别;
⑤在溶液中加热,都不分解,没有明显现象,不能鉴别;
综上,能将两者区分的是②③;
答案选A。
题型07 侯氏制碱法的原理
1.原料:氨、氯化钠溶液、二氧化碳。
2.反应原理
(1)生成碳酸氢钠和氯化铵:NaCl+NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl。
(2)制取碳酸钠:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。
3.生产流程
[注意] 第一步反应是在饱和食盐水中先通入NH3,再通入CO2,这样操作的目的是增大了HCO数目,便于析出更多的NaHCO3。
【典例7】(24-25高一上·天津南开·期中)给出以下几种物质:①;②;③;④NaCl晶体;⑤酒精;⑥熔融KOH;⑦水银;⑧胶体;⑨固体;⑩Ba溶液;⑪;⑫NaOH固体;
(1)上述物质是电解质的有 (填序号),上述物质中能导电的纯净物为 (填序号)。
(2)写出⑨在水中的电离方程式为 。
(3)用化学方程式表示⑧的实验室制备方法: 。
(4)将⑨逐滴加入⑩的溶液中,至恰好沉淀完全,写出相应的离子方程式为 ,在反应后混合液中滴加紫色石蕊,现象是混合液 (填“变红”、“变蓝”、“不变色”)。
(5)向⑫的水溶液中通入②气体至恰好反应完全,此过程中溶液的导电能力 (填“显著增强”、“显著减弱”、“几乎不变”、“先增大后减小”、“先减小后增大”)。
(6)将过量的①通入⑫的水溶液中反应的离子方程式为 。
(7)侯氏制碱法又称联合制碱法,是由我国化学家侯德榜发明。侯氏制碱法的过程如图所示:
上述制备流程中气体X为 ,气体Y为 (填序号);将两种气体通入④的饱和溶液中发生反应的化学方程式为 。在上述煅烧过程中得到的产物在加热得到纯碱,可选择下列仪器中的 (填仪器名称)。
【答案】(1) ②③④⑥⑨⑫ ⑥⑦
(2)
(3)(胶体)
(4) 变蓝
(5)几乎不变
(6)
(7) ⑪ ① 坩埚
【详解】(1)①溶于水产生碳酸,碳酸可以电离出自由移动的离子,因此可以导电,但并非是CO2自身电离出的离子导电,因此为非电解质;
②HCl溶于水后可以产生自由移动的离子,可以导电,因此HCl为电解质;
③溶于水后可以产生自由移动的离子,可以导电,因此为电解质;
④晶体溶于水或熔融状态下均可以产生自由移动的离子,可以导电,因此为电解质;
⑤酒精在水中和熔融状态下无法电离出自由移动的离子,为非电解质;
⑥熔融KOH含有自由移动的离子,可以导电,因此熔融KOH为电解质;
⑦水银为单质Hg,既不是电解质也不是非电解质,但是可以导电;
⑧Fe(OH)3胶体是混合物,既不是电解质也不是非电解质;
⑨KHSO4固体溶于水或熔融状态下均可以产生自由移动的离子,可以导电,因此KHSO4固体为电解质;
⑩溶液是混合物,既不是电解质也不是非电解质;
⑪NH3溶于水产生一水合氨,一水合氨可以电离出自由移动的离子,因此可以导电,但并非是NH3自身电离出的离子导电,因此NH3为非电解质;
⑫固体溶于水或熔融状态下均可以产生自由移动的离子,可以导电,因此固体为电解质;
是电解质的有②③④⑥⑨⑫;上述物质中能导电的纯净物为⑥⑦;
(2)为强电解质,在水溶液中完全电离,也是强酸的酸式盐,电离方程式为:;
(3)向沸水中加入几滴饱和氯化铁溶液,继续煮沸至溶液呈红褐色即可得到氢氧化铁胶体,化学方程式为(胶体);
(4)将溶液逐滴滴入到溶液中,至恰好沉淀完全,发生的反应为,离子方程式为;由化学方程式可知,反应后溶液为碱性,在反应后混合液中滴加紫色石蕊,现象是混合液变蓝;
(5)向氢氧化钠溶液中通入HCl气体,生成氯化钠和水,溶液中阴阳离子浓度几乎不变,导电能力几乎不变;
(6)将过量的二氧化碳通入到NaOH水溶液中,产生NaHCO3,反应的离子方程式为。
(7)饱和NaCl溶液中先通入NH3,此时溶液呈碱性,随后通入CO2,此时NaCl、NH3、CO2反应生成NaHCO3和NH4Cl,该条件下碳酸氢钠在水中的溶解度较小,结晶析出,过滤得到碳酸氢钠固体,煅烧碳酸氢钠得到碳酸钠,滤液中含有氯化铵,氯化铵经过蒸发浓缩、冷却结晶等操作得到NH4Cl固体。
由上述分析可知,X为NH3、Y为CO2;吸收Ⅱ时,NaCl溶液、NH3、CO2反应生成NaHCO3和NH4Cl,NaHCO3此条件下在水中溶解度较小,结晶析出,化学方程式为;煅烧碳酸氢钠固体制取纯碱应该用坩埚。
【变式7-1】侯氏制碱法又称联合制碱法,是由我国化学家侯德榜发明的。侯氏制碱法的过程如图所示。下列说法错误的是
A.气体X是
B.“吸收Ⅱ”时反应的化学方程式为
C.向小苏打溶液中滴加过量溶液时反应的离子方程式为
D.煅烧产生的副产物能循环利用
【答案】C
【分析】侯氏制碱法的反应原理为:;具体生产过程为:在饱和食盐水中先通入气体X进行吸收,根据制备的方程式可知溶解度远大于,所以要先通入,即气体X为,然后继续通入气体Y,在吸收塔Ⅱ中发生反应生成固体,然后过滤,得到的滤液经过处理得到化肥;过滤的固体进行煅烧得到产品纯碱,据此分析解答。
【详解】A.根据分析,在饱和食盐水中要先通入,所以气体X为,A正确;
B.根据分析,在吸收塔Ⅱ中发生反应,B正确;
C.向小苏打溶液中滴加过量溶液,根据物质组成结构有中的不能完全反应,只有部分与反应,则反应的离子方程式为:,C错误;
D.煅烧发生的反应为:,产生的副产物可以返回到吸收塔Ⅱ中循环利用,D正确;
故答案为:C。
【变式7-2】侯氏制碱法工艺流程如图所示。下列说法错误的是
A.饱和食盐水“吸氨”的目的是使“碳酸化”时产生更多的
B.煅烧时发生反应
C.母液Ⅱ与母液Ⅰ所含粒子种类相同,但前者、、的浓度更大
D.该工艺与“氨碱法”相比提高了食盐的利用率
【答案】C
【分析】合成氨工业提供的氨气和二氧化碳,NH3溶解度大于CO2,先吸氨,再碳酸化产生NaHCO3,过滤得到主要含NH4Cl的母液Ⅰ和沉淀NaHCO3,“吸氨”操作目的是得到更多的碳酸氢钠,同时增大铵根离子浓度,利于氯化铵析出,吸收氨气后降温结晶得氯化铵晶体,滤液中加入氯化钠盐析得到的母液Ⅱ主要是饱和食盐水,再循环使用,过滤得到的碳酸氢钠晶体煅烧得到碳酸钠为纯碱,生成的二氧化碳重新回到碳酸化步骤循环使用,据此分析判断。
【详解】A.氨气极易溶于水使溶液显碱性,饱和食盐水“吸氨”的目的是可以吸收更多二氧化碳,使“碳酸化”时产生更多的,故A正确;
B.碳酸氢钠受热分解为碳酸钠、水、二氧化碳,方程式为,B正确;
C.母液II为加入氯化钠晶体,析出氯化铵后得到的;与母液所含粒子种类相同,但母液I经过吸氨、冷析、盐析得到母液II,碳酸氢根离子的浓度没有变得更大,C错误;
D.该工艺与“氨碱法”相比提高了食盐的利用率,D正确。
故选C。
题型08 焰色试验
1.定义
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.操作
3.几种金属元素的焰色
钠:黄色;钾:紫色(观察时要透过蓝色钴玻璃);锂:紫红色;钙:砖红色;锶:洋红色;钡:黄绿色;铜:绿色。
[特别提示] 焰色试验表现的既不是单质的性质,也不是化合物的性质,而是元素的性质。焰色试验中物质发生了物理变化。
4.应用
(1)用于金属单质或其离子的鉴别。
(2)制造节日烟花。
【典例8】(24-25高一上·天津·期末)下列实验操作描述正确的是
A.制备氢氧化铁胶体时,可以向饱和溶液中滴入热的溶液
B.进行焰色试验时如无铂丝,可以用洁净的铁丝代替
C.实验剩余的药品都不可以放回原瓶
D.坩埚不可以用明火直接加热
【答案】B
【详解】A.制备氢氧化铁胶体需将饱和FeCl3溶液滴入沸水中。若向饱和FeCl3溶液中滴入热的NaOH溶液会生成Fe(OH)3沉淀,而非胶体,A错误;
B.焰色试验中,如无铂丝,可用洁净铁丝代替,因铁灼烧时焰色反应不明显,不会干扰实验结果,B正确;
C.并非所有剩余药品都不能放回原瓶。如未污染的金属钠需放回原瓶,但多数试剂(如液体)不可放回,C错误;
D.坩埚可置于泥三角上直接用酒精灯等明火加热,此为常规操作,D错误;
故选 B。
【变式8-1】(24-25高一上·天津西青·期中)下列关于焰色试验说法错误的是
A.焰色反应为物理变化,用于检验金属元素的存在
B.用完的铂丝用稀盐酸清洗,再蘸取被检验的物质
C.只有当金属元素为化合态时,才会有焰色反应
D.钾元素焰色试验需要透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色
【答案】C
【详解】A.焰色反应为物理变化,不同金属的焰色不同,焰色试验用于检验金属元素的存在,故A正确;
B.金属氯化物易挥发,用完的铂丝用稀盐酸清洗除去残留的物质后,再蘸取被检验的物质,B正确;
C.焰色反应是元素的性质,与元素的存在形成无关系,故C错误;
D.钠的黄光干扰钾的焰色,所以需要透过蓝色的钴玻璃滤去黄光,需要透过蓝色钴玻璃观察钾的焰色,故D正确;
选C。
【变式8-2】(24-25高一上·天津·期中)下列有关焰色试验操作的描述正确的是
A.在观察焰色试验时均要透过蓝色钴玻璃片,以便排除钠元素的黄光的干扰
B.取一根洁净的细铂丝,放在酒精灯上灼烧至无色,再蘸取少量NaCl溶液,进行焰色试验
C.铂丝在做完某溶液的焰色试验后,应使用稀硫酸洗净
D.某溶液放在火焰上灼烧,观察到黄色火焰,则该溶液中一定有,没有K+
【答案】B
【详解】A.在观察钾焰色试验时要透过蓝色钴玻璃片,以便排除钠元素的黄光的干扰,故A错误;
B.取一根洁净的细铂丝,放在酒精灯上灼烧至无色,再蘸取少量NaCl溶液,进行焰色试验,火焰呈黄色,故B正确;
C.铂丝在做完某溶液的焰色试验后,应使用稀盐酸洗净,故C错误;
D.某溶液放在火焰上灼烧,观察到黄色火焰,则该溶液中一定有Na+,可能K+,故D错误;
选B。
【变式8-3】(天津市第二中学2024-2025学年高一上学期第一次月考考试化学试题)下列说法不正确的是
A.用玻璃棒蘸取待测液进行焰色试验
B.使用焰色试验可检验氯化钠中的钠离子
C.某溶液进行焰色试验,透过蓝色钴玻璃观察到火焰呈紫色,说明含有钾元素
D.焰色试验不是化学变化
【答案】A
【详解】A.玻璃中含有Na2SiO3,在灼烧时会使火焰呈现黄色而干扰待测溶液的焰色试验,应该使用铂丝或光洁无锈的铁丝进行焰色试验,A错误;
B.氯化钠中含有的钠离子,灼烧时会使火焰呈现黄色,因此可以使用焰色试验可检验氯化钠中的钠离子的存在,B正确;
C.某溶液进行焰色试验,若透过蓝色钴玻璃观察到火焰呈紫色,说明待测溶液中含有钾元素,C正确;
D.焰色试验是灼烧时金属离子核外电子吸收能量后,由能量较低的状态跃迁到能量较高的状态,但能量较高的状态不稳定,电子会再跃迁到能量较低的状态,多余的能量以不同颜色的光释放出来。在这个过程中没有新物质产生,因此焰色试验是物理变化而不是化学变化,D正确;
故合理选项是A。
题型09 钠及其化合物的性质综合
1.钠单质
2.钠的几种化合物
【典例9】(天津市第二中学2024-2025学年高一上学期第一次月考考试化学试题)下列说法不正确的是
A.Na、Na2O、Na2O2、NaOH长期放置在空气中,最终都将变为Na2CO3
B.等质量的Na在空气中无论转化成Na2O还是Na2O2,转移的电子数均相同
C.将Na和NaOH固体分别放入CuSO4溶液中均会生成蓝色沉淀
D.向Na2CO3和NaHCO3固体中分别滴加少量水,均会溶解并伴随吸热现象
【答案】D
【详解】A.空气中含有二氧化碳和水蒸气,在空气中的转化过程:Na→Na2O→NaOH→Na2CO3•10H2O→Na2CO3,Na2O→NaOH→Na2CO3•10H2O→Na2CO3,Na2O2→NaOH→Na2CO3•10H2O→Na2CO3,NaOH→Na2CO3•10H2O→Na2CO3,所以久置空气中最终都是变为Na2CO3,故A正确;
B.氧化钠和过氧化钠中钠元素的化合价为+1价,所以等质量的钠完全反应,无论生成氧化钠还是过氧化钠,转移的电子数均相同,故B正确;
C.Na能与水反应生成NaOH,Na和NaOH固体分别放入CuSO4溶液中,均会生成Cu(OH)2蓝色沉淀,故C正确;
D.向碳酸钠固体中滴加少量水,伴随着放热现象,而不是吸热,故D错误;
答案选D。
【变式9-1】(24-25高一上·天津滨海新·期中)下列关于钠的化合物的叙述不正确的是
A.热稳定性
B.中阴、阳离子的个数比为1:2
C.碳酸氢钠可用于治疗胃酸过多
D.与都能和水反应生成碱,它们都是碱性氧化物
【答案】D
【详解】A.NaHCO3不稳定,加热易分解,发生2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,碳酸钠受热不分解,A正确;
B.Na2O2中阴离子为,阳离子为Na+,Na2O2中阴、阳离子的个数比为1:2,B正确;
C.碳酸氢钠可与盐酸反应,且碳酸氢钠的碱性较弱,对胃壁的刺激作用较小,可用于中和胃酸过多,C正确;
D.Na2O2与水反应生成氢氧化钠和氧气,不是碱性氧化物,D错误;
故选D。
【变式9-2】(天津市第四十五中学2024-2025学年高一上学期期中考试 化学试题)元素的价类二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具。下图为钠元素的价类二维图。下列有关叙述错误的是
A.若a是NaH,其中氢元素的化合价为-1价
B.b能与水剧烈反应产生氢气
C.c包含Na2O和Na2O2,等质量的Na与足量O2反应生成Na2O和Na2O2转移电子数不同
D.若e是NaHCO3,其晶体溶于水时伴随着吸热现象
【答案】C
【分析】由钠元素的价类二维图指,a为NaH,b为Na,c为Na2O或Na2O2,d为NaOH,e为钠盐,据此回答。
【详解】A.由分析指,a是NaH,其中Na为+1价,氢元素的化合价为-1价,A正确;
B.由分析知,b为Na单质,能与水发生反应生成氢氧化钠和氢气,B正确;
C.由分析知,c包含Na2O和Na2O2,钠与氧气反应均生成+1价的钠离子,故等质量的Na与足量O2反应生成Na2O和Na2O2转移电子数相同,C错误;
D.若e是NaHCO3,NaHCO3晶体溶于水时吸收热量,D正确;
故选C。
【变式9-3】(天津市第四十五中学2024-2025学年高一上学期期中考试 化学试题)过氧化钠与水反应后滴加酚酞,酚酞先变红后褪色。某小组欲探究其原因,进行如图所示实验。实验①取反应后的溶液加入二氧化锰,立即产生大量气体;实验②③中红色均不褪去。下列分析错误的是
A.过氧化钠与水反应需要MnO2作催化剂
B.实验②③可证明使酚酞褪色的不是氢氧化钠和氧气
C.过氧化钠与水反应可能生成了具有漂白性的H2O2
D.等反应①溶液无气泡产生,取上层清液,再滴加酚酞,溶液可能变红
【答案】A
【详解】A.过氧化钠与水反应不需要催化剂,双氧水分解需要MnO2作催化剂,A错误;
B.实验②、③作为对照实验,能证明使酚酞褪色的不是氢氧化钠和氧气,B正确;
C.根据反应后溶液加入二氧化锰后迅速产生大量气体可判断过氧化钠与水反应可能生成了具有漂白性的H2O2,C正确;
D.过氧化钠与水反应会生成氢氧化钠,故等反应①溶液无气泡产生,取上层清液,再滴加酚酞,溶液可能变红,D正确;
答案选A。
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