2.1 钠及其化合物-2025-2026学年高一化学期末复习题型专练(天津专用)
2025-12-26
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2份
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38页
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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 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 钠及其化合物 |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 天津市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1.64 MB |
| 发布时间 | 2025-12-26 |
| 更新时间 | 2025-12-26 |
| 作者 | 木子白水 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-12-26 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55654718.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
2.1 钠及其化合物
题型目录
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】(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1-1】(25-26高一上·天津·期中)下列有关金属钠的说法正确的是
A.钠着火时可用水浇灭 B.金属钠的熔点很低,硬度较大
C.钠在加热条件下生成氧化钠 D.取用后剩余的钠应放回原瓶
【答案】D
【详解】A.钠与水反应生成氢气,着火时用水会加剧反应,发生危险,A错误;
B.钠的硬度较小,可用小刀切割,B错误;
C.钠在空气中加热生成过氧化钠,C错误;
D.钠容易和氧气、水等反应,取用金属钠后,剩余的钠应放回原试剂瓶,避免发生危险,D正确;
故答案选D。
【变式1-2】(25-26高一上·天津滨海新·期中)下列关于钠的叙述中,不正确的是
A.钠燃烧时发出黄色的火焰 B.钠可以保存在煤油中
C.钠有很强的还原性 D.钠着火时可以用干冰灭火
【答案】D
【详解】A.钠单质燃烧时火焰呈黄色,A正确;
B.钠的密度大于煤油,保存在煤油中,可隔绝空气,B正确;
C.钠原子最外层只有1个电子,易失电子,具有很强的还原性,C正确;
D.钠着火时与氧气反应生成的Na2O2能与CO2反应生成O2,且钠与CO2在点燃或高温条件下反应生成碳酸钠和C,化学方程式为,故钠着火时不能用干冰灭火,D错误;
故选D。
【变式1-3】(24-25高一上·天津·期末)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)等质量的两块钠,第一块在足量氧气中加热,第二块与足量氧气在常温下充分反应,则下列说法正确的是
A.第一块钠失去电子数多
B.两块钠失去电子数一样多
C.第二块钠的反应产物质量较大
D.两块钠的反应产物质量一样大
【答案】B
【详解】钠在足量氧气中加热生成过氧化钠,与足量氧气在常温下充分反应生成氧化钠,氧化钠和过氧化钠中钠元素的化合价都为+1价,氧化钠的摩尔质量小于过氧化钠,则等质量的两块钠与氧气反应时,两块钠失去电子一样多,第一块钠的反应产物质量大,故选B。
【变式2-1】(25-26高一上·天津红桥·期中)金属钠在空气中燃烧的实验,不需要的仪器为
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】金属钠在空气中燃烧的实验,应该在坩埚中进行(配套使用泥三角、三脚架等),A中所示仪器是泥三角,B所示仪器是坩埚,C所示仪器是三脚架,D所示仪器是量筒,用不到的仪器为量筒,故答案选D。
【变式2-2】(21-22高一上·天津红桥·期中)下列说法中不正确的是
A.在金属单质中,钠的熔点较低
B.钠在发生化学反应时化合价升高
C.钠在空气中燃烧生成氧化钠,并发出黄色火焰
D.钠原子最外层只有一个电子,容易失电子
【答案】C
【详解】A.根据钠和水的反应过程,钠会熔化可知,钠的熔点较低,A正确;
B.钠为金属元素,没有负价,在发生化学反应时化合价只能升高,B正确;
C.钠在空气中燃烧生成过氧化钠,C错误;
D.钠原子核外有11个电子,核外电子层结构为2、8、1,容易失去一个电子达到8电子稳定结构,D正确;
综上所述答案为C。
【变式2-3】(25-26高一上·天津河西·期中)下列关于金属钠的描述中,不正确的是
A.有银白色的金属光泽 B.可以保存在水中
C.具有很强的还原性 D.在空气中燃烧时发出黄色火焰
【答案】B
【详解】A.金属钠是碱金属,具有银白色的金属光泽,A正确;
B.金属钠与水剧烈反应,生成氢气和氢氧化钠,并放出大量热,可能引发燃烧或爆炸,因此,钠不能保存在水中,通常保存在煤油或石蜡油中以隔绝空气和水,B错误;
C.钠最外层含有1个电子,易失去电子,是强还原剂,能还原许多物质,C正确;
D.钠在空气中燃烧时,火焰呈黄色,这是钠的特征焰色反应,D正确;
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·期中)将金属钠投入硫酸铜溶液中,产物是
A.NaOH和 B.、和
C.和 D.、和
【答案】B
【分析】Na与水先反应生成NaOH和,方程式为。之后NaOH与会反应生成沉淀和,方程式为。据此作答。
【详解】A.由分析可知,NaOH会进一步与反应生成,A错误;
B.由分析可知,B正确;
C.Na具有强还原性,会先和水直接反应生成NaOH,不会与发生置换反应生成Cu,C错误;
D.由分析可知,反应过程中不会生成。且与不共存。D错误;
故答案选B。
【变式3-1】(21-22高一上·天津红桥·期末)下列关于钠与水的反应叙述中,不正确的是( )
A.钠浮在水面上 B.钠体现氧化性
C.生成碱性物质 D.生成可燃性气体
【答案】B
【详解】A. 钠的密度比水小,与水反应时,浮在水面上,故A正确;
B. 钠与水反应,生成氢氧化钠,钠元素化合价升高,体现还原性,故B错误;
C. 钠与水反应生成氢氧化钠,氢氧化钠为碱性物质,故C正确;
D. 钠与水反应生成氢气,氢气为可燃性气体,故D正确;
故选B。
【变式3-2】(24-25高一上·天津·月考)将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中,既有气体,又有白色沉淀产生的是
①溶液;②稀溶液;③饱和澄清石灰水;④溶液;⑤溶液;⑥饱和NaCl溶液
A.①④⑤⑥ B.①③⑤⑥ C.②④⑤⑥ D.①③④⑥
【答案】D
【详解】金属钠放入水中生成氢氧化钠和氢气,生成的氢氧化钠可再与溶液中的物质反应,所以能与氢氧化钠生成沉淀的物质符合题意;①溶液中与生成沉淀;②与氢氧化钠不反应;③钠与水反应为放热反应,温度升高,消耗水,溶解度降低,析出沉淀;④与生成,与生成沉淀;⑤与生成蓝色沉淀;⑥钠与水反应消耗水,溶剂减少,析出NaCl晶体;所以①③④⑥复合题意;
答案选D。
【变式3-3】(22-23高一上·广东湛江·期中)向硫酸铜溶液中加入一小块金属钠后,观察到的现象有
①钠浮于液面上
②熔化成小球
③发出嘶嘶的响声,放出气体
④有蓝色沉淀产生
⑤析出大量红色的铜
⑥小球在溶液中沉浮
⑦小球在液面上游动、逐渐变小,直至消失
A.①②③⑤⑦ B.①②③④⑦
C.①②③④⑥ D.②⑤⑦
【答案】B
【详解】①钠的密度小于水,所以钠会浮于液面上,故①正确;
②钠的熔点较低,钠和水反应放出的热量而使钠熔化成小球,故②正确;
③钠的性质很活泼,易和水剧烈反应生成氢气,所以发出嘶嘶的响声,放出气体,故③正确;
④钠和水反应生成的氢氧化钠再与硫酸铜发生复分解反应生成氢氧化铜蓝色沉淀,故④正确;
⑤钠的性质很活泼,先和水反应,而不是和铜离子发生置换反应,不会析出大量红色的铜,故⑤错误;
⑥钠的密度小于溶液的密度,所以会浮在液面上,故⑥错误;
⑦钠和水反应生成的氢气而使钠受力不均导致钠四处游动,逐渐变小直至消失,故⑦正确;正确的是①②③④⑦;
故选B。
题型04 钠的氧化物性质比较
氧化钠与过氧化钠的比较
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】(25-26高一上·天津·期中)下列说法正确的是
①投入紫色石蕊试液中,溶液先变蓝,后褪色;
②和投入水中都能生成;
③质量相等的与分别与相同浓度盐酸完全反应时,产生的物质的量相等;
④鉴别与溶液,可用溶液;
⑤固体可以做干粉灭火剂,金属钠起火可以用它来灭火;
A.②④ B.②⑤ C.①② D.①③
【答案】C
【详解】①Na2O2投入到紫色石蕊试液中生成氢氧化钠和氧气,溶液先变蓝(因为生成了碱),后褪色(因为过氧化钠反应过程中生成过氧化氢,具有强氧化性),故①正确;
②Na2O与水反应生成NaOH,Na2O2与水反应生成NaOH和氧气,故②正确;
③NaHCO3中碳元素的质量分数大于Na2CO3,质量相等的NaHCO3与Na2CO3分别与盐酸完全反应时,NaHCO3产生CO2物质的量多,故③错误;
④NaHCO3、Na2CO3都能与Ca(OH)2溶液反应生成碳酸钙沉淀,不能用Ca(OH)2溶液鉴别NaHCO3与Na2CO3,故④错误;
⑤NaHCO3受热分解为碳酸钠、二氧化碳和水,钠能与二氧化碳、水等反应,金属钠起火不能用NaHCO3灭火,故⑤错误;
故答案为C。
【变式4-1】(22-23高一上·天津和平·期末)设NA 为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.常温下NA 个 Cl2 分子所占有的体积为 22.4 L
B.1 mol O2 做氧化剂时转移电子数一定为 4NA
C.在Na2O2与CO2 的反应中,固体质量每增重28 g,转移电子数2NA
D.23gNa与O2 充分反应生成Na2O和Na2O2 的混合物,消耗O2分子数在0.25NA和0.5NA之间
【答案】D
【详解】A.常温下气体摩尔体积大于22.4L/mol,NA 个Cl2分子的体积大于22.4 L,A错误;
B.1 mol O2 做氧化剂时转移电子数不一定为 4NA,如1molO2和足量的Na反应生成过氧化钠,转移电子数为2NA,B错误;
C.Na2O2与CO2 的反应为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,可看作过氧化钠增重的是CO的质量,即当1mol二氧化碳参与反应时,增重1molCO的质量即28g,故当固体质量增重28g时,参加反应的二氧化碳的物质的量为1mol,转移1mol电子,转移电子数为NA,C错误;
D.23g钠的物质的量为1mol,1molNa若完全反应生成氧化钠,消耗氧气0.25mol,若完全反应生成过氧化钠,消耗氧气0.5mol,故1mol钠完全反应生成氧化钠和过氧化钠的混合物时,消耗O2的分子数在0.25NA和0.5NA之间,D正确;
故选D。
【变式4-2】(24-25高一上·天津·期中)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4-3】(20-21 高一上·天津 期末)2.3 g金属钠在干燥的空气中与氧气反应,得到3.5 g固体,由此可判断其产物为
A.只有Na2O B.只有Na2O2
C.Na2O和Na2O2 D.无法确定
【答案】C
【详解】使用极端法解答。2.3 g金属钠的物质的量为0.1 mol,如果只生成Na2O,则为3.1 g,如果只生成Na2O2,则为3.9 g.实际生成的3.5 g固体介于3.1 g与3.9 g之间,所以生成物是Na2O和Na2O2的混合物。故选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】(23-24高一上·天津滨海新·期末)下图中实验装置正确的是
A.配制NaOH溶液
B.验证和的热稳定性
C.制备并观察其颜色
D.制取氯气
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.配制一定物质的量浓度的NaOH溶液时,应先在小烧杯中溶解,且待其温度恢复至室温后再转移至容量瓶,A错误;
B.NaHCO3放于小试管中,该处温度低于大试管底部,若Na2CO3不分解,而NaHCO3分解,则可说明稳定性:Na2CO3>NaHCO3,B正确;
C.易被氧化,难以制备及观察其颜色,C错误;
D.用二氧化锰和浓盐酸制取氯气时需要加热,D错误;
故选B。
【变式5-1】(20-21高一上·天津和平·期末)下列关于Na2CO3和NaHCO3两种物质有关性质,说法不正确的是
A.向Na2CO3和NaHCO3溶液中,滴入酚酞后溶液均变红
B.Na2CO3固体中含有少量NaHCO3可用加热的方法除去
C.向等质量的Na2CO3和NaHCO3固体中加入足量稀盐酸,Na2CO3产生的气体较多
D.常温下,Na2CO3的溶解性大于NaHCO3
【答案】C
【详解】A.Na2CO3和NaHCO3溶液均显碱性,故滴入酚酞后溶液均变红,A正确;
B.碳酸氢钠加热生成碳酸钠,B正确;
C.向等质量的Na2CO3和NaHCO3固体中碳酸氢钠的物质的量更大,根据碳元素守恒可知,加入足量稀盐酸,NaHCO3产生的气体较多,C错误;
D.常温下,Na2CO3的溶解性大于NaHCO3,D正确;
故选C。
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】(22-23高一上·天津·期末)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6-1】(22-23高一上·天津·期末)有两个无标签的试剂瓶,分别装有Na2CO3和NaHCO3固体,有4位同学为鉴别它们采用了以下不同的方法,其中不可行的是
A.分别配成溶液,再加入澄清石灰水
B.分别配成溶液,再加入CaCl2溶液
C.分别加热,再检验是否有使澄清石灰水变浑浊的气体产生
D.分别配成溶液,再逐滴加入同浓度的盐酸,观察产生气泡的快慢
【答案】A
【详解】A.分别配成溶液,再加入澄清石灰水,二者均与石灰水反应生成白色沉淀,现象相同,不能鉴别,故A不可行;
B.分别配成溶液,再加入CaCl2溶液,碳酸钠产生沉淀,而碳酸氢钠无沉淀,故B可行;
C.碳酸氢钠加热分解生成二氧化碳,碳酸钠不分解,则加热,再检验是否有使澄清石灰水变浑浊的气体产生可鉴别,故C可行;
D.分别配成溶液,再逐滴加入同浓度的盐酸,碳酸氢钠与盐酸反应生成气体快,则观察产生气泡的快慢可鉴别,故D可行;
故选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】(22-23高一上·天津·期中)“侯氏制碱法”是我国化工专家侯德榜为世界制碱工业作出的突出贡献,主要反应原理是:NaCl+H2O+NH3+CO2 = NaHCO3↓+NH4Cl 。下列有关模拟“侯氏制碱法”的实验原理和装置能达到实验目的的是
A
B
C
D
制取氨气
制取NaHCO3
分离NaHCO3
制取Na2CO3
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.加热时生成的氨气与又会重新化合成固体,所以一般用加热铵盐与碱的混合物来制氨气, A错误;
B.二氧化碳在水中溶解度较小,应向溶有氨气的饱和食盐水中通入二氧化碳,B错误;
C.过滤可分离析出的晶体,该实验操作规范,C正确;
D.受热分解生成Na2CO3,需要使用坩埚,不能用烧杯加热, D错误;
故选C。
【变式7-1】(24-25高一下·天津南开·期中)在给定条件下,下列制备过程正确的是
A.工业制硫酸:
B.侯氏制碱法:
C.单质铝到氧化铝的转变:
D.工业制备硝酸:
【答案】B
【详解】A.黄铁矿的主要成分是FeS2,通入空气煅烧得到SO2,SO2催化氧化得到SO3,最后用98.3%的浓硫酸吸收生成发烟硫酸,流程不可以实现,故A错误;
B.饱和氯化钠溶液中先通入氨气,再通入二氧化碳气体生成溶解度较小的NaHCO3,NaHCO3不稳定,受热易分解生成Na2CO3,所以能实现转化,故B正确;
C.Al和少量氢氧化钠反应生成四羟基合铝酸钠,不能得到氢氧化铝,故C错误;
D.催化剂作用下氨气与氧气共热发生催化氧化反应制得一氧化氮,一氧化氮与氧气反应制得二氧化氮,二氧化氮与水反应制得硝酸,涉及的反应主要为,,,工业制硝酸需要先将氨气催化氧化生成一氧化氮,故D错误;
答案选B。
【变式7-2】(25-26高一上·天津·期中)钠及其化合物性质多变,一定条件下可以相互转化。回答下列问题。
(1)可采用空气和为原料直接制备(已知与不反应)。制备过程中空气与熔融金属反应前需依次通过 、 (填序号)。
a.浓硫酸 b.饱和食盐水 c.溶液 d.溶液
(2)“侯氏制碱法”曾为世界制碱工业做出了突出贡献,其流程如下图:
①操作①所需要用到的玻璃仪器有 。
②“侯氏制碱法”的原理是 (填化学方程式)。
③测定该纯碱样品的纯度:称取样品置于小烧杯中,加水溶解,滴加足量(溶液,将反应混合物过滤、洗涤、干燥、称量,得到固体的质量为,则该样品中纯碱的质量分数为 。
(3)某实验小组利用上述原理制得的固体和进行如下图的性质探究。
①B装置的作用是 。
②写出双球干燥管内发生反应的化学方程式 。
③双球干燥管内能观察到的实验现象是 。
【答案】(1) c a
(2) 玻璃棒、烧杯、漏斗 NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl、
(3) 吸收气体中的水蒸气, 干燥CO2 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 淡黄色的Na2O2,渐转变为白色粉末,点燃的蚊香燃烧更加剧烈
【分析】(2)将氨气通过饱和食盐水中,再通入二氧化碳,反应生成碳酸氢钠和氯化铵,过滤得到碳酸氢钠固体和氯化铵、碳酸氢钠氯化钠溶液,经过一系列的操作得到氯化铵固体和溶液B。
(3)依据装置分析判断,装置A中加热碳酸氢钠固体的反应生成碳酸钠、二氧化碳和水,B中盛的是浓硫酸起到吸收水蒸气干燥二氧化碳气体,过氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,过氧化钠是淡黄色固体,随反应进行变为白色固体反应生成氧气,D处带火星的木条复燃。
【详解】(1)采用空气和Na为原料直接制备过氧化钠,空气中的水蒸气、二氧化碳均能与熔融金属钠反应,所以在反应前需要将空气中的CO2、水蒸气除去,CO2属于酸性氧化物,能与碱反应,浓硫酸具有吸水性,所以空气与熔融金属Na反应前需依次通过NaOH溶液、浓硫酸,故选ca。
(2)①操作①为过滤,所需要用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、漏斗;
②“侯氏制碱法”的原理是将氨气通过饱和食盐水中,再通入二氧化碳,反应生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵,过滤得到碳酸氢钠固体和氯化铵、碳酸氢钠、氯化钠溶液,碳酸氢钠固体受热分解生成碳酸钠,设计的化学方程式为:NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl、;
③碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀,即碳酸钙质量为bg,碳酸钙的物质的量为:,则根据关系式:,则碳酸钠物质的量为:,碳酸钠质量为:×106g/mol=,则该样品中纯碱的质量分数为:。
(3)①由分析可知,B装置的作用是吸收气体中的水蒸气, 干燥CO2;
②双球干燥管内发生反应为二氧化碳与过氧化钠的反应,化学方程式为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2;
③由分析可知,双球干燥管内能观察到的实验现象是淡黄色的Na2O2,渐转变为白色粉末,点燃的蚊香燃烧更加剧烈。
【变式7-3】(24-25高一上·天津和平·期中)回答下列问题。
(1)侯德榜制碱法的化学方程式: 。
(2)工业制漂白粉的化学方程式: 。
(3)氯气的工业制法化学方程式: 。
(4)碳酸钠溶液中滴入少量稀硫酸离子方程式: 。
【答案】(1)NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl,2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
(2)2Ca(OH)2+2Cl2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
(3)2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH
(4)
【详解】(1)向饱和食盐水中通入氨气和二氧化碳可以生成碳酸氢钠,NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl ,然后再对生成物加热2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑;
(2)工业上将Cl2通入到石灰乳中制漂白粉,该反应的化学方程式为:2Ca(OH)2+2Cl2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O;
(3)在工业上用电解饱和NaCl溶液的方法制取Cl2,工业上制取Cl2的化学反应方程式为:2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH;
(4)向碳酸钠溶液中逐滴加入少量稀硫酸不能生成二氧化碳,会生成碳酸氢钠,离子方程式为:。
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】(23-24高一上·天津南开·期中)下列说法正确的是
A.焰色试验是物理变化
B.焰色试验是金属单质的特性
C.焰色试验中,用过的铂丝应用稀硫酸清洗
D.焰色试验中,火焰颜色为黄色,则一定不含钾元素
【答案】A
【详解】A.焰色试验是一种元素的物理性质,没有产生新物质,是物理变化,故A正确;
B.焰色试验是一种元素的性质,不是单质的性质,故B错误;
C.洗涤铂丝应用稀盐酸洗,不能用稀硫酸,故C错误;
D.黄光可以遮盖住紫光,焰色试验中,火焰颜色为黄色,必须透过蓝色钴玻璃才能确定含不含钾元素,故D错误;
故选A。
【变式8-1】(23-24高一上·浙江温州·月考)节日燃放的烟花利用了“焰色试验”的原理,下列叙述中正确的是
A.焰色试验属于物理变化 B.铂丝清洗时也可以用稀硫酸
C.焰色试验可以检验所有的金属元素 D.NaCl与Na2SO4灼烧时火焰颜色均为紫色
【答案】A
【详解】A.焰色试验中没有新物质生成,属于物理变化,A项正确;
B.铂丝清洗时用盐酸,不能用稀硫酸,B项错误;
C.有的金属元素没有焰色如Pt等,焰色试验不能检验所有的金属元素,C项错误;
D.NaCl与Na2SO4中都含Na元素,灼烧时火焰颜色均为黄色,D项错误;
答案选A。
【变式8-2】(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8-3】(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。
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】(24-25高一上·天津南开·期中)海洋是一个巨大的化学资源宝库,钠和氯元素都含量较高,下列有关物质所体现的相关性质描述说法正确的是
A.分别与水及反应产生相同量的时,转移电子的物质的量相等
B.等质量的和中,阴离子数目之比为2:1
C.Fe可在中燃烧,生成棕褐色的烟为
D.等质量的和分别与足量的盐酸反应,前者产生的数目比后者多
【答案】A
【详解】A.根据2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑可知,均存在关系2Na2O2~O2,则Na2O2分别与水及CO2反应产生相同量的O2时,转移电子的物质的量相等,A正确;
B.相同物质的量的和,其阴离子物质的量之比为1:1,等质量的和物质的量之比为31:39,则阴离子数目之比为31:39,B错误;
C.氧化性较强,Fe在中燃烧产物为FeCl3,C错误;
D.的摩尔质量大于,结合C原子守恒可知质量相等的和分别与足量盐酸反应,后者产生的气体多,D错误;
故选A。
【变式9-1】(23-24高一上·天津南开·期中)钠是典型的活泼金属, 钠及其化合物用涂广泛。 回答下列问题:
(1)切取一块绿豆大的钠, 用滤纸吸干表面煤油,迅速投入热的 (填仪器名称) 中, 继续加热片刻观察到钠剧烈反应,生成一种 色的固体。
(2)工业上常用和空气为原料直接制备,空气与熔融金属反应前需依次通过 、 (填序号)。
a. 浓硫酸 b. 饱制食盐水 c.溶液 d.溶液
(3)可用于制造许多日用化工用品。欲用含钠元素的不同类别物质制备NaOH。写出符合要求的4个化学方程式:① ;② ;③ ;④ 。
(4)称取两种固体各2g,分别放入两个小烧杯中,再各滴加10mL蒸馏水, 振荡; 待固体充分溶解, 并恢复至室温后。观察到a烧杯中固体完全溶解, 而b烧杯固体有剩余,则b烧杯内的物质是 。
(5)天然碱的主要成分为,45.2g该物质经充分加热得到固体的质量应为 g。
【答案】(1) 坩埚 淡黄
(2) c a
(3) 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ Na2O+H2O=2NaOH 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH
(4)NaHCO3
(5)31.8
【详解】(1)实验时用镊子取出一小块金属钠,用滤纸吸干表面的煤油,用小刀切取一块绿豆大小的钠,迅速投入热的坩埚中,继续加热坩埚片刻,观察到钠剧烈反应,生成一种淡黄色固体,故答案为:坩埚;淡黄;
(2)空气和Na为原料可直接制备Na2O2,空气中的水和二氧化碳能与Na2O2反应,所以与熔融金属Na反应前,需依次通过氢氧化钠溶液和浓硫酸除去二氧化碳和水,故答案为:c;a;
(3)①钠可以和水反应生成氢氧化钠和氢气,方程式为:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑;
②氧化钠可以和水反应生成氢氧化钠,方程式为:Na2O+H2O=2NaOH;
③过氧化钠可以和水反应生成氢氧化钠和氧气,方程式为:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑;
④碳酸钠可以和氢氧化钙反应,生成碳酸钙和氢氧化钠,方程式为:Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH;
(4)同温度下,Na2CO3溶解度大于NaHCO3,即Na2CO3固体完全溶解,而NaHCO3固体有剩余,由此得出b烧杯内的物质是NaHCO3,故答案为:NaHCO3;
(5)根据Na原子守恒得关系式2NaHCO3~Na2CO3,45.2g该物质物质的量=45.2g÷226g/mol=0.2mol,1mol经充分加热得到Na2CO3的物质的量为1mol×(1+0.5)=1.5mol,45.2g该物质经充分加热得到固体的物质的量为0.3mol,质量应为m=nM=0.3mol×106g/mol=31.8g,故答案为:31.8。
【变式9-2】(24-25高一上·天津南开·期中)钠的化合物用途广泛。回答下列问题:
I.
我国化学家侯德榜将制取纯碱和合成氨联合起来,发明了联合制碱法,也称侯氏制碱法。为世界制碱工业做出了巨大贡献。实验室模拟联合制碱法的主要流程如图所示(部分物质已略去)。
(1)饱和溶液中通入两种气体后发生反应的化学方程式为 ,两种气体应先通入的是 (填化学式)。
(2)操作①的名称是 。
(3)“联合制碱法”可得到的副产品为 (填化学式),其用途为 。
(4)欲检验产品纯碱中是否含有氯离子,需要的试剂有 。
Ⅱ.
(5)市场上销售的“苏打水”是一种非常受欢迎的饮料,其溶质是小苏打而不是苏打。
①设计一个简单的实验,检验某苏打粉末中是否混有小苏打: 。
②“苏打水”会因储藏温度过高而分解产生少量使口感发涩,写出一种除去以改善“苏打水”口感的方法 (用离子方程式表示)。
(6)某同学充分加热固体,产生的气体先通过足量浓硫酸,再通过足量,增重,则 。
【答案】(1)
(2)过滤
(3) 作肥料
(4)溶液、稀
(5) 取少量固体粉末加热,若产生使澄清石灰水变浑浊的气体,则混有小苏打
(6)0.84
【分析】根据工艺流程可知,饱和氯化钠溶液先通入溶解性大的氨气形成饱和氨盐水后,再通入二氧化碳气体,发生反应生成氯化铵和溶解度较小的碳酸氢钠晶体,得到的碳酸氢钠晶体烘干后受热分解会生成碳酸钠、二氧化碳和水,从而制备得到纯碱,另一方面得到的母液主要溶质为NH4Cl,加入氯化钠粉末,可以析出NH4Cl固体;
【详解】(1)饱和氨盐水中氯化钠、氨气、水、二氧化碳反应生成氯化铵和溶解度较小的碳酸氢钠晶体,;氨气极易溶于水,使得溶液显碱性,可以吸收更多的二氧化碳,故先通入氨气;
(2)操作①为分离固液的操作,为过滤;
(3)由分析,“联合制碱法”可得到的副产品为,其含有氮元素,用途为作肥料。
(4)氯离子会和银离子生成不溶于酸的氯化银沉淀,则需要的试剂有:溶液、稀;
(5)碳酸钠受热不分解,碳酸氢钠受热分解生成使澄清石灰水变浑浊的二氧化碳气体,故检验某苏打粉末中是否混有小苏打方法为:取少量固体粉末加热,若产生使澄清石灰水变浑浊的气体,则混有小苏打;碳酸钠溶液可以和过量二氧化碳反应转化为碳酸氢钠,故反应为:;
(6)碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水:,水被浓硫酸吸收,二氧化碳和过氧化钠反应:,因此固体增加的质量相当于是二氧化碳中的CO,即1mol二氧化碳完全反应后增加的质量28g,增重,结合反应存在,因此为。
【变式9-3】(25-26高一上·天津滨海新·期中)请用学过的化学知识,按要求作答:
(1)①新切开的钠,其切口的光亮银白色金属光泽很快变暗了,写出发生反应的化学方程式: 。
②将金属钠放入滴有酚酞的水中时,钠会浮在水面上且滴有酚酞的水变红,用化学方程式解释溶液变红的原因 。
(2)①过氧化钠可用作呼吸面具中的供氧剂,写出过氧化钠与呼出的发生反应的化学方程式: 。
②将少量过氧化钠粉末加入装有蒸馏水的试管中,溶液呈 (填“碱性”或“酸性”)。
【答案】(1) 4Na+O2= 2Na2O
(2) 碱性
【详解】(1)新切开的钠暴露在空气中,与氧气反应生成氧化钠,导致切口变暗,化学方程式:4Na+O2= 2Na2O;钠与水反应生成氢氧化钠(强碱),使酚酞溶液变红,化学方程式:;
(2)过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气(提供呼吸所需的氧),化学方程式:;过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,氢氧化钠是强碱,因此溶液呈碱性。
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2.1 钠及其化合物
题型目录
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】(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1-1】(25-26高一上·天津·期中)下列有关金属钠的说法正确的是
A.钠着火时可用水浇灭 B.金属钠的熔点很低,硬度较大
C.钠在加热条件下生成氧化钠 D.取用后剩余的钠应放回原瓶
【变式1-2】(25-26高一上·天津滨海新·期中)下列关于钠的叙述中,不正确的是
A.钠燃烧时发出黄色的火焰 B.钠可以保存在煤油中
C.钠有很强的还原性 D.钠着火时可以用干冰灭火
【变式1-3】(24-25高一上·天津·期末)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)等质量的两块钠,第一块在足量氧气中加热,第二块与足量氧气在常温下充分反应,则下列说法正确的是
A.第一块钠失去电子数多
B.两块钠失去电子数一样多
C.第二块钠的反应产物质量较大
D.两块钠的反应产物质量一样大
【变式2-1】(25-26高一上·天津红桥·期中)金属钠在空气中燃烧的实验,不需要的仪器为
A. B. C. D.
【变式2-2】(21-22高一上·天津红桥·期中)下列说法中不正确的是
A.在金属单质中,钠的熔点较低
B.钠在发生化学反应时化合价升高
C.钠在空气中燃烧生成氧化钠,并发出黄色火焰
D.钠原子最外层只有一个电子,容易失电子
【变式2-3】(25-26高一上·天津河西·期中)下列关于金属钠的描述中,不正确的是
A.有银白色的金属光泽 B.可以保存在水中
C.具有很强的还原性 D.在空气中燃烧时发出黄色火焰
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·期中)将金属钠投入硫酸铜溶液中,产物是
A.NaOH和 B.、和
C.和 D.、和
【变式3-1】(21-22高一上·天津红桥·期末)下列关于钠与水的反应叙述中,不正确的是( )
A.钠浮在水面上 B.钠体现氧化性
C.生成碱性物质 D.生成可燃性气体
【变式3-2】(24-25高一上·天津·月考)将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中,既有气体,又有白色沉淀产生的是
①溶液;②稀溶液;③饱和澄清石灰水;④溶液;⑤溶液;⑥饱和NaCl溶液
A.①④⑤⑥ B.①③⑤⑥ C.②④⑤⑥ D.①③④⑥
【变式3-3】(22-23高一上·广东湛江·期中)向硫酸铜溶液中加入一小块金属钠后,观察到的现象有
①钠浮于液面上
②熔化成小球
③发出嘶嘶的响声,放出气体
④有蓝色沉淀产生
⑤析出大量红色的铜
⑥小球在溶液中沉浮
⑦小球在液面上游动、逐渐变小,直至消失
A.①②③⑤⑦ B.①②③④⑦
C.①②③④⑥ D.②⑤⑦
题型04 钠的氧化物性质比较
氧化钠与过氧化钠的比较
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】(25-26高一上·天津·期中)下列说法正确的是
①投入紫色石蕊试液中,溶液先变蓝,后褪色;
②和投入水中都能生成;
③质量相等的与分别与相同浓度盐酸完全反应时,产生的物质的量相等;
④鉴别与溶液,可用溶液;
⑤固体可以做干粉灭火剂,金属钠起火可以用它来灭火;
A.②④ B.②⑤ C.①② D.①③
【变式4-1】(22-23高一上·天津和平·期末)设NA 为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.常温下NA 个 Cl2 分子所占有的体积为 22.4 L
B.1 mol O2 做氧化剂时转移电子数一定为 4NA
C.在Na2O2与CO2 的反应中,固体质量每增重28 g,转移电子数2NA
D.23gNa与O2 充分反应生成Na2O和Na2O2 的混合物,消耗O2分子数在0.25NA和0.5NA之间
【变式4-2】(24-25高一上·天津·期中)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4-3】(20-21 高一上·天津 期末)2.3 g金属钠在干燥的空气中与氧气反应,得到3.5 g固体,由此可判断其产物为
A.只有Na2O B.只有Na2O2
C.Na2O和Na2O2 D.无法确定
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】(23-24高一上·天津滨海新·期末)下图中实验装置正确的是
A.配制NaOH溶液
B.验证和的热稳定性
C.制备并观察其颜色
D.制取氯气
A.A B.B C.C D.D
【变式5-1】(20-21高一上·天津和平·期末)下列关于Na2CO3和NaHCO3两种物质有关性质,说法不正确的是
A.向Na2CO3和NaHCO3溶液中,滴入酚酞后溶液均变红
B.Na2CO3固体中含有少量NaHCO3可用加热的方法除去
C.向等质量的Na2CO3和NaHCO3固体中加入足量稀盐酸,Na2CO3产生的气体较多
D.常温下,Na2CO3的溶解性大于NaHCO3
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】(22-23高一上·天津·期末)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6-1】(22-23高一上·天津·期末)有两个无标签的试剂瓶,分别装有Na2CO3和NaHCO3固体,有4位同学为鉴别它们采用了以下不同的方法,其中不可行的是
A.分别配成溶液,再加入澄清石灰水
B.分别配成溶液,再加入CaCl2溶液
C.分别加热,再检验是否有使澄清石灰水变浑浊的气体产生
D.分别配成溶液,再逐滴加入同浓度的盐酸,观察产生气泡的快慢
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】(22-23高一上·天津·期中)“侯氏制碱法”是我国化工专家侯德榜为世界制碱工业作出的突出贡献,主要反应原理是:NaCl+H2O+NH3+CO2 = NaHCO3↓+NH4Cl 。下列有关模拟“侯氏制碱法”的实验原理和装置能达到实验目的的是
A
B
C
D
制取氨气
制取NaHCO3
分离NaHCO3
制取Na2CO3
A.A B.B C.C D.D
【变式7-1】(24-25高一下·天津南开·期中)在给定条件下,下列制备过程正确的是
A.工业制硫酸:
B.侯氏制碱法:
C.单质铝到氧化铝的转变:
D.工业制备硝酸:
【变式7-2】(25-26高一上·天津·期中)钠及其化合物性质多变,一定条件下可以相互转化。回答下列问题。
(1)可采用空气和为原料直接制备(已知与不反应)。制备过程中空气与熔融金属反应前需依次通过 、 (填序号)。
a.浓硫酸 b.饱和食盐水 c.溶液 d.溶液
(2)“侯氏制碱法”曾为世界制碱工业做出了突出贡献,其流程如下图:
①操作①所需要用到的玻璃仪器有 。
②“侯氏制碱法”的原理是 (填化学方程式)。
③测定该纯碱样品的纯度:称取样品置于小烧杯中,加水溶解,滴加足量(溶液,将反应混合物过滤、洗涤、干燥、称量,得到固体的质量为,则该样品中纯碱的质量分数为 。
(3)某实验小组利用上述原理制得的固体和进行如下图的性质探究。
①B装置的作用是 。
②写出双球干燥管内发生反应的化学方程式 。
③双球干燥管内能观察到的实验现象是 。
【变式7-3】(24-25高一上·天津和平·期中)回答下列问题。
(1)侯德榜制碱法的化学方程式: 。
(2)工业制漂白粉的化学方程式: 。
(3)氯气的工业制法化学方程式: 。
(4)碳酸钠溶液中滴入少量稀硫酸离子方程式: 。
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】(23-24高一上·天津南开·期中)下列说法正确的是
A.焰色试验是物理变化
B.焰色试验是金属单质的特性
C.焰色试验中,用过的铂丝应用稀硫酸清洗
D.焰色试验中,火焰颜色为黄色,则一定不含钾元素
【变式8-1】(23-24高一上·浙江温州·月考)节日燃放的烟花利用了“焰色试验”的原理,下列叙述中正确的是
A.焰色试验属于物理变化 B.铂丝清洗时也可以用稀硫酸
C.焰色试验可以检验所有的金属元素 D.NaCl与Na2SO4灼烧时火焰颜色均为紫色
【变式8-2】(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8-3】(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+
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】(24-25高一上·天津南开·期中)海洋是一个巨大的化学资源宝库,钠和氯元素都含量较高,下列有关物质所体现的相关性质描述说法正确的是
A.分别与水及反应产生相同量的时,转移电子的物质的量相等
B.等质量的和中,阴离子数目之比为2:1
C.Fe可在中燃烧,生成棕褐色的烟为
D.等质量的和分别与足量的盐酸反应,前者产生的数目比后者多
【变式9-1】(23-24高一上·天津南开·期中)钠是典型的活泼金属, 钠及其化合物用涂广泛。 回答下列问题:
(1)切取一块绿豆大的钠, 用滤纸吸干表面煤油,迅速投入热的 (填仪器名称) 中, 继续加热片刻观察到钠剧烈反应,生成一种 色的固体。
(2)工业上常用和空气为原料直接制备,空气与熔融金属反应前需依次通过 、 (填序号)。
a. 浓硫酸 b. 饱制食盐水 c.溶液 d.溶液
(3)可用于制造许多日用化工用品。欲用含钠元素的不同类别物质制备NaOH。写出符合要求的4个化学方程式:① ;② ;③ ;④ 。
(4)称取两种固体各2g,分别放入两个小烧杯中,再各滴加10mL蒸馏水, 振荡; 待固体充分溶解, 并恢复至室温后。观察到a烧杯中固体完全溶解, 而b烧杯固体有剩余,则b烧杯内的物质是 。
(5)天然碱的主要成分为,45.2g该物质经充分加热得到固体的质量应为 g。
【变式9-2】(24-25高一上·天津南开·期中)钠的化合物用途广泛。回答下列问题:
I.
我国化学家侯德榜将制取纯碱和合成氨联合起来,发明了联合制碱法,也称侯氏制碱法。为世界制碱工业做出了巨大贡献。实验室模拟联合制碱法的主要流程如图所示(部分物质已略去)。
(1)饱和溶液中通入两种气体后发生反应的化学方程式为 ,两种气体应先通入的是 (填化学式)。
(2)操作①的名称是 。
(3)“联合制碱法”可得到的副产品为 (填化学式),其用途为 。
(4)欲检验产品纯碱中是否含有氯离子,需要的试剂有 。
Ⅱ.
(5)市场上销售的“苏打水”是一种非常受欢迎的饮料,其溶质是小苏打而不是苏打。
①设计一个简单的实验,检验某苏打粉末中是否混有小苏打: 。
②“苏打水”会因储藏温度过高而分解产生少量使口感发涩,写出一种除去以改善“苏打水”口感的方法 (用离子方程式表示)。
(6)某同学充分加热固体,产生的气体先通过足量浓硫酸,再通过足量,增重,则 。
【变式9-3】(25-26高一上·天津滨海新·期中)请用学过的化学知识,按要求作答:
(1)①新切开的钠,其切口的光亮银白色金属光泽很快变暗了,写出发生反应的化学方程式: 。
②将金属钠放入滴有酚酞的水中时,钠会浮在水面上且滴有酚酞的水变红,用化学方程式解释溶液变红的原因 。
(2)①过氧化钠可用作呼吸面具中的供氧剂,写出过氧化钠与呼出的发生反应的化学方程式: 。
②将少量过氧化钠粉末加入装有蒸馏水的试管中,溶液呈 (填“碱性”或“酸性”)。
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