第01讲 钠及其重要化合物(复习讲义)(江苏专用)2027年高考化学一轮复习讲练测
2026-06-22
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2份
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59页
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 钠及其化合物,镁及其化合物,铝及其化合物 |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2027-2028 |
| 地区(省份) | 江苏省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.67 MB |
| 发布时间 | 2026-06-22 |
| 更新时间 | 2026-06-22 |
| 作者 | Ping |
| 品牌系列 | 上好课·一轮讲练测 |
| 审核时间 | 2026-06-22 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58448144.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
该高中化学高考复习讲义聚焦钠及其重要化合物核心考点,涵盖钠单质、氧化物、碳酸钠、碳酸氢钠、碱金属及焰色试验,按命题透视、思维建模、考点精讲、真题溯源逻辑架构知识,通过知识解构梳理性质与转化,考向破译明确命题角度,解题妙招归纳规律,助力学生构建系统知识网络。
讲义突出科学思维与科学探究,如用“四个角度”解析Na₂O₂与CO₂反应定量关系,设计分层变式训练与真题演练,培养学生证据推理和模型建构能力,可帮助教师精准把控复习节奏,高效提升学生对高考高频考点的理解与应用能力。
内容正文:
第01讲 钠及其重要化合物
内容导航
(
01
) (
命题透视·考情前瞻
) (
对标素养,研判高考命题趋势
)
(
0
2
) (
思维建模·脉络梳理
) (
搭建知识框架,构建系统思维
)
(
0
3
) (
考点精讲·靶向突破
) (
拆解核心考点,归纳解题范式
)
(
考点一 钠及钠的氧化物
知识解构
知识点1
钠单质
∣
知识点2
钠
的氧化物
考向破译
考向1 钠的性质
、保存与用途
∣
考向2 钠的氧化物组成、性质及应用
解题妙招1 钠与氧气、不同溶液反应的规律
解题妙招2
“四个角度”理解H
2
O、CO
2
与Na
2
O
2
反应的定量关系
考点二 碳酸钠和碳酸氢钠
知识解构
知识点1 碳酸钠和碳酸氢钠的性质及用途
∣
知识点2 碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别与除杂
∣
知识点3 碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸反应图像分析
考向破译
考向1 碳酸钠和碳酸氢钠的性质
、转化
及应用
∣
考向2 碳酸钠和碳酸氢钠与酸反应分析及计算
∣
考向3 侯氏制碱法
解题妙招1 突破Na
2
CO
3
、NaHCO
3
的鉴别方法
解题妙招2 Na
2
CO
3
、NaHCO
3
与强酸反应规律探究
考点三 碱金属 焰色试验
知识解构
知识点1 碱金属的性质
∣
知识点2 焰色试验
考向破译
考向1 碱金属元素的相似性和递变性
∣
考向2 焰色试验
解题妙招 碱金属的化学性质的相似性和递变性
)
(
0
4
) (
真题溯源·考向感知
) (
溯源真题逻辑,感知高考考向
)
命题透视·考情前瞻
——对标素养,研判高考命题趋势
考情梳理--三年真题 考向梳理
核心考点
2026年
2025年
2024年
钠及其氧化物的性质
碳酸钠和碳酸氢钠的性质及应用
江苏卷T6,3分
江苏卷T16,3分
江苏卷T10,3分
江苏卷T11,3分
碱金属及焰色反应
考向解读--洞悉趋势 精准预判
►命题解码:1.从近几年江苏省高考试题来看,选择题主要考查钠元素单质及其化合物的性质和应用、以碳酸盐为载体通过粒子浓度的判断考查电离与水解理论或判断离子方程式正误。
2.非选择题重点考查钠元素及其化合物的性质。通常以物质的判断、化学式的书写、微粒的检验和鉴定等形式考查;其次,将钠及其化合物与基本概念和基本理论的知识相结合,如氧化还原反应、电化学、实验、盐类水解、难溶物的溶解平衡等核心考点进行综合考查等。
3.预测2027年高考考查特点会基本不变,直接出现大题的可能性较小,但可能更加关注与氧化还原反应、电化学、综合实验等融合,考查物质的结构与性质(如钠的活泼性、过氧化钠的结构与性质、碳酸氢钠的热不稳定性等),突出知识迁移能力。可能还会在选择题中考查钠与水的反应原理,过氧化钠的电子式、与水反应的电子转移等。
►复习目标:1.从原子结构理解钠的强还原性及制备原理,知道钠与钾的焰色反应及检验方法。
2.会正确书写过氧化钠的电子式及Na2O2与H2O、CO2反应的方程式,知道Na2O2用途。
3.依据电离与水解理论理解碳酸钠与碳酸氢钠的化学性质,根据苏打和小苏打的性质认识其应用。
4.知道碱金属及其化合物的通性,并能预测陌生碱金属及其化合物的性质。
5.了解焰色试验的操作并熟记几种常见金属的焰色。
思维建模·脉络梳理
——搭建知识框架,构建系统思维
考点精讲·靶向突破
——拆解核心考点,归纳解题范式
考●点●精●讲
考点一 钠及钠的氧化物
知●识●解●构
知识点1 钠单质
1.物理性质
颜色状态
密度
硬度
熔点
传导性
银白色固体,具有金属光泽。
ρ(H2O) ρ(Na) ρ(煤油)
质地柔软,可以用小刀切割。
较低,低于100 ℃
可导电导热
2.化学性质
钠原子结构:钠在化学反应中易失去最外层的一个电子,表现很强的还原性。
(1)与非金属单质(如O2、Cl2)的反应:
O2
常温(方程式):4Na+O2===2Na2O(白色固体,新切开的钠切面变暗)
加热(方程式):2Na+O2Na2O2(发出黄色的火焰,产生淡黄色固体)
Cl2
2Na+Cl22NaCl(现象:白烟,火焰为黄色)
S
2Na+S===Na2S(现象:研磨时发生爆炸)
H2
2Na+H22NaH
(2)与水反应:
①化学方程式:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,
离子方程式:2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑。(反应实质是钠与水电离产生的H+反应)
②与滴加酚酞的水反应的现象与解释:
(3)与酸(如盐酸、硫酸)反应:
离子方程式:2Na+2H+===2Na++H2↑。(酸中H+浓度越大,反应越剧烈)
(4)与盐反应
①与熔融盐(如TiCl4、KCl)反应:4Na+TiCl4 4NaCl+Ti、Na+KCl NaCl+K↑(制取金属钾,因为钾的沸点比钠的沸点低,使钾成为蒸汽而逸出)
②与盐(NaCl、CuSO4等)溶液反应:
a.与NaCl溶液:2Na+2H2O==2NaOH+H2↑(若投入饱和NaCl溶液中,有H2放出的同时,若温度不变,还有NaCl晶体析出)
b.与NH4Cl溶液:2Na+2NH4Cl===2NaCl+H2↑+2NH3↑
c.与CuSO4溶液::2Na+2H2O===2NaOH+H2↑、2NaOH+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4
总反应:2Na+CuSO4+2H2O===Na2SO4+H2↑+Cu(OH)2↓(有H2逸出和蓝色沉淀生成)
(5)与含羟基或羧基的有机物:钠与乙醇、苯酚、乙酸反应越来越剧烈。
①与乙醇反应:2Na+2C2H5OH →2C2H5ONa+H2↑(现象:钠块先沉在液面下,后上下浮动,能看到表面冒出气泡,并不能熔化成小球);
②与苯酚反应:
③与乙酸反应:2CH3COOH+2Na →2CH3COONa+H2↑。
得分速记
①钠与水、酸反应的本质与顺序:本质上均是与H+的反应,反应顺序是有酸酸在前,无酸水为先。
②钠与盐溶液的反应:钠与盐溶液反应时一般先考虑与水的反应,生成的NaOH与盐可能发生复分解反应。
③钠在空气中变化过程:银白色金属钠(Na)→表面变暗(Na2O)→出现白色固体(NaOH固体)→接着表面变潮湿(NaOH溶液)→白色块状固体(Na2CO3·10H2O)→白色粉末状物质(Na2CO3)。
3.钠的制备、保存
(1)制备:采用电解熔融NaCl的方法冶炼金属钠,化学方程式为2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑。
(2)保存:密封保存,通常保存在石蜡油或煤油中,钠易与空气中的O2、H2O反应,且钠的密度比煤油的密度大,不与煤油反应,故通常将少量钠保存在煤油中,大量钠保存在石蜡中。
4.钠的用途
(1)钠钾合金(液态)可用于原子反应堆的导热剂。
(2)用作电光源,制作高压钠灯。
(3)冶炼某些金属:钠能与钛、锆、铌、钽等氯化物(熔融)发生置换反应,金属钠具有强还原性,熔融状态下可以用于制取金属,如4Na+TiCl44NaCl+Ti。
(4)制取Na2O、Na2O2等化合物。
得分速记
①钠燃烧时不能用水灭火,应用沙土盖灭。
②取用金属钠时,用镊子夹取金属钠,用滤纸擦干表面的煤油,放在洁净干燥的玻璃片上用小刀切割,不能用手直接接触金属钠,并且将剩余的钠放回原试剂瓶中保存。
③钠与溶液反应的共同现象:
浮:钠浮在液面上;
熔:钠熔化成光亮的小球;
游:在液面上不停地游动直至反应完全;
响:反应中不停地发出“嘶嘶嘶”的响声。若溶液中H+浓度较大,与水相比反应更加剧烈,最后钠可能在液面上燃烧。
④钠性质的巧记口诀:银白轻低软,传导热和电;遇氧产物变,遇氯生白烟;遇水记五点,浮熔游响红;遇酸酸优先,遇盐水在前。
⑤考虑钠与酸、碱、盐的水溶液反应时,要注意Na与水反应的同时,生成的NaOH还可能继续与部分溶质反应。
⑥对钠与酸反应的计算问题,勿忽略Na若过量还可与H2O反应。
知识点2 钠的氧化物
1.氧化钠和过氧化钠比较
Na2O
Na2O2
电子式
氧元素化合价
-2
-1
色、态
白色固体
淡黄色固体
阴、阳离子个数比
1∶2
1∶2
是否为碱性氧化物
是
不是
化学键类型
只有离子键
有离子键和共价键
与水反应
Na2O+H2O=2NaOH
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
热稳定性
不稳定(2Na2O+O22Na2O2)
稳定
与CO2反应
Na2O+CO2=Na2CO3
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
与盐酸反应
Na2O+2HCl=2NaCl+H2O
2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2↑
主要用途
用于制取少量Na2O2、烧碱
漂白剂、消毒剂、供氧剂、强氧化剂
保存方法
密封
密封、远离易燃物
2.过氧化钠的性质
(1)Na2O2的强氧化性
试剂
现象
反应原理
SO2气体
—
Na2O2+SO2=== Na2SO4
FeCl2溶液
产生气体和红褐色沉淀
4Na2O2+4FeCl2+6H2O===4Fe(OH)3↓+O2↑+8NaCl
Na2SO3溶液
—
Na2O2+Na2SO3+H2O===Na2SO4+2NaOH
氢硫酸
溶液变浑浊
Na2O2+H2S===S↓+2NaOH
酚酞溶液
产生气体,溶液先变红后褪色
与水反应生成O2和NaOH,使溶液变红,Na2O2的强氧化性又使之褪色
品红溶液
红色褪去
Na2O2的强氧化性使之褪色
(2)Na2O2的还原性:当遇KMnO4等强氧化剂时,Na2O2被氧化,其氧化产物为O2。
(3)Na2O2既表现氧化性又表现还原性:遇CO2、H2O、H+则发生自身的氧化还原反应。
得分速记
①Na2O2具有强氧化性,但Na2O2与水、CO2反应时,反应为Na2O2自身的氧化还原反应,Na2O2既是氧化剂又是还原剂,1 mol Na2O2参加反应,转移1 mol的电子。
②Na2O2与其他物质反应时不一定都产生O2,如:Na2O2+SO2===Na2SO4
③Na2O2强氧化性的本质分析:
a.从结构角度:Na2O2的结构中含有过氧键(—O—O—),含有过氧键结构的物质有较强的氧化性,以此类推,如H2O2、H2SO5(过硫酸,相当于H2O2中的一个H被—SO3H取代)、Na2S2O8(过二硫酸钠)中都有过氧键结构,都是很强的氧化剂。
b.从化合价角度:Na2O2中的氧元素为-1价,有很强的氧化性,能氧化一些常见的还原剂,如SO2、Fe2+、SO、HSO、H2S、S2-、I-。同时-1价的O也有还原性,如遇到强氧化剂KMnO4也可以被氧化成O2。
3.氢氧化钠
(1)物理性质:NaOH的俗名为烧碱、火碱或苛性钠;它是一种白色固体,易溶于水并放出大量的热,有吸水性;吸收空气中的水分而潮解;有很强的腐蚀性。
(2)化学性质:
①具有碱的通性:能使酸碱指示剂变色;与强酸反应;与酸性氧化物、两性氧化物反应;与盐反应(强碱制弱碱)。
②其他反应:
与金属铝反应:2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑
与非金属单质反应:Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O
酯类水解:CH3COOC2H5+NaOHCH3COONa+CH3CH2OH
(3)NaOH的制取:
①实验室(土法)制烧碱:Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOH
②现代工业制碱:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
(4)NaOH在有机反应中的应用:提供碱性环境,如卤代烃的水解和消去反应、酯类的水解和油脂的皂化等。
考●向●破●译
考向1 考查钠的性质、保存与用途
例1(江苏模拟重组)下列有关物质性质与用途具有对应关系的是
A.Na2O2具有强氧化性,可用作呼吸面具供氧剂
B.Na具有强还原性,可用于和TiCl4反应制备Ti
C.钠的密度较小,可用于制作高压钠灯
D.Na有导电性,可用作快中子反应堆的热交换剂
【答案】B
【解析】A项,Na2O2能与CO2或H2O反应产生O2,故可用作供氧剂,错误;B项,Na和TiCl4反应制备Ti,说明钠有强还原性,正确;C项,钠产生的黄光射程远、透雾能力强,故可用于制作高压钠灯,错误;D项,液态Na有很好的导热性,故可用作快中子反应堆的热交换剂,错误。
解题妙招
钠与氧气和不同溶液反应的规律
①Na与O2反应条件不同,产物不同:4Na+O2===2Na2O、2Na+O2Na2O2。
②钠与不同溶液反应共性:均属于剧烈的置换反应;钠浮在液面上;钠熔化成光亮的小球;在液面上不停地游动直至反应完;反应中不停地发出“嘶嘶嘶”的响声。
③钠与不同溶液反应差异性:与酸及能形成弱碱的金属盐溶液反应时,由于溶液中H+浓度较大,反应比与水剧烈,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(如生成难溶碱)、气体(NH3)等。
【变式1·变考法】(2024·江苏模拟预测)关于反应2FeH(SO4)2+40Na2Fe+4Na2S+16Na2O+H2↑,下列说法不正确的是(NA为阿伏加德罗常数的值)
A.Na2S既是氧化产物又是还原产物 B.FeH(SO4)2中Fe的化合价为+3
C.生成22.4 L H2转移电子的数目为40NA D.该反应需要在uce隔绝空气的条件下进行
【答案】C
【解析】A项,反应2FeH(SO4)2+40Na2Fe+4Na2S+16Na2O+H2↑中Na元素化合价上升,S元素化合价下降,Na2S既是氧化产物又是还原产物,正确;B项,FeH(SO4)2中H为+1价,S为+6价,O为-2价,由化合价代数和为零可知,Fe的化合价为+3,正确;C项,未说明气体所处的温度和压强,无法计算生成22.4 L H2转移电子的数目,错误;D.Na、Na2S和Na2O等均易被空气中的氧气氧化,则该反应需要在隔绝空气的条件下进行,正确。
【变式2·变思维】(2026·江苏扬州调研)化学变化的目的通常为生成物质或获得能量。下列变化主要为获得能量的是
A. 木炭在空气中反应生成CO2 B. H2在Cl2中反应生成HCl
C. Na在O2中反应生成Na2O2 D. Fe在Cl2中反应生成FeCl3
【答案】A
【解析】A.木炭在空气中燃烧是常见的燃料利用反应,反应释放的热能可直接被利用,主要目的为获得能量,A正确;B.H2在Cl2中反应生成HCl是工业制备盐酸的核心反应,该过程放热,B错误;C.Na在O2中反应生成Na2O2是制备过氧化钠的反应,该过程放热,C错误;D.Fe在Cl2中反应生成FeCl3是制备氯化铁的反应,该过程放热;D错误故选 A。
【变式3·变载体】(2025·江苏南通模拟预测)下列说法错误的是
①金属Na着火时立即用冷水扑灭
②向装有Na2O2的试管中滴加少量水,观察是否有气泡产生,检验Na2O2是否变质
③Na2O2用棉花包裹放在陶土网上,向棉花上滴几滴水,观察棉花是否燃烧,探究Na2O2与H2O反应放热
④向乙醇中加入一小粒金属钠,观察是否产生无色气体,检验乙醇中是否含有水
A.①②④ B.①②③
C.①③④ D.②③④
【答案】A
【解析】①Na着火时应立即用沙土扑灭,错误;②Na2O2未变质或部分变质时,滴加少量水,均会产生气泡,错误;③若棉花燃烧,则温度达到了棉花的着火点,说明Na2O2与H2O反应放热,正确;④Na分别与乙醇、水反应,均会产生气体,错误。①②④均错误,选A项。
考向2 考查钠的氧化物组成、性质及应用
例2(2026·江苏扬州中学月考)对Na2O2与CO2和H2O(g)混合气体的反应来说,下列说法错误的是
A.只要参加反应的Na2O2一定,反应生成的氧气就一定
B.只要CO2和H2O(g)的总的物质的量一定,反应所消耗的Na2O2的量就一定
C.只要气体的总物质的量一定,反应中所转移的电子的物质的量就一定
D.只要混合气体的总物质的量一定,固体所增加的质量就一定
【答案】D
【解析】根据Na2O2与CO2、H2O(g)反应的化学方程式,由于两个反应中Na2O2与O2的物质的量之比都为2∶1,所以A正确;两个反应中:2Na2O2~2H2O(g),2Na2O2~2CO2,所以B正确;根据上面方程式中的电子转移情况知选项C也正确;根据反应方程式知,CO2、H2O与Na2O2反应时,固体增加的质量为“CO2”中“CO”的质量和“H2O”中“H2”的质量,所以当物质的量固定的混合气体中CO2气体所占的比例大时,固体增加的质量大,当H2O所占的比例大时,固体所增加的质量较小,则D错误。
解题妙招
“四个角度”理解H2O、CO2与Na2O2反应的定量关系
①物质的量关系:无论是CO2或H2O的单一物质还是二者的混合物,通过足量的Na2O2时,CO2或H2O与放出O2的物质的量之比均为2∶1。
②气体体积关系:若CO2和水蒸气的混合气体(或单一气体)通过足量的Na2O2,则气体体积减少的量等于原混合气体体积的,且等于生成氧气的体积。
③转移电子关系:2 mol Na2O2不论与H2O还是与CO2反应均生成1 mol O2,转移2 mol电子。
④固体质量关系:
2CO+O22CO2 ①
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2 ②
①+②得,Na2O2+CO===Na2CO3(虚拟的反应)
即CO可被Na2O2完全吸收,固体增重即为CO的质量;
2H2+O22H2O ③
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑ ④
③+④得:Na2O2+H2===2NaOH(虚拟的反应)
即H2可被Na2O2完全吸收,固体增重即为H2的质量。
结论:凡分子组成符合(CO)m·(H2)n的物质,m g该物质在O2中完全燃烧,将其产物(CO2和水蒸气)全部通过足量Na2O2后,固体增重为m g。或者是由C、H、O三种元素组成的物质,只要C、O原子个数比为1∶1,即可满足上述条件。中学阶段常见的符合这一关系的物质有:
①无机物:H2、CO及H2和CO的混合气体;
②有机物:CH3OH(甲醇)、HCHO(甲醛)、CH3COOH(乙酸)、C6H12O6(葡萄糖)等。
【变式1·变考法】(江苏模拟重组)下列说法正确的是
A.Na2O2呈淡黄色,可用于呼吸面罩中作供氧剂点燃
B.向CuSO4溶液中加入小粒金属钠:2Na+Cu2+=Cu+2Na+
C.Na2O2吸收SO2:2Na2O2+2SO2=2Na2SO4+O2
D.NaNa2O2O2
【答案】D
【解析】A项,Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2,可作呼吸面具供氧剂,与颜色无关,错误;B项,向CuSO4溶液中加入小粒金属钠,钠先与水反应,生成的NaOH再与CuSO4反应,不能获得单质Cu,错误;C项,Na2O2吸收SO2正确的化学方程式为Na2O2+SO2=Na2SO4,错误;D项,单质钠与氧气在点燃条件下生成过氧化钠,过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,方程式为2Na+O2Na2O2、2CO2+2Na2O=2Na2CO3+O2,正确。
【变式2·变载体】(2025·江苏淮安·一模)反应2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2可用于制备氧气。下列说法不正确的是
A.Na+的结构示意图为 B.Na2O2中既含离子键又含共价键
C.CO32-中C元素的化合价为+4 D.CO2的空间构型为直线形
【答案】A
【解析】A项,Na是11号元素,故Na+的结构示意图为:,错误;B项,Na2O2中既含Na+与O22-之间的离子键又含O22-内的O-O共价键,正确;C项,已知CO32-中O的化合价为-2价,故C元素的化合价为+4,正确;D项,CO2中心原子C周围的价层电子对数为:2+=2,根据价层电子对互斥理论可知,CO2的空间构型为直线形,正确。
【变式3·变题型】(2026·江苏淮安中学月考)图示为证明过氧化钠可在呼吸面具和潜水艇中做供氧剂的实验装置图,其中a装置是实验室制备二氧化碳的装置,c中盛放的是过氧化钠。下列说法正确的是
A.a中可以用Na2CO3和稀盐酸来制备CO2
B.b装置中是饱和Na2CO3溶液,作用是除去a中产生的HCl
C.c中只发生2Na2O2 +2CO2=2Na2CO3+O2
D.f中收集的气体是纯净的O2
【答案】A
【解析】该实验的目的是证明过氧化钠可在呼吸面具和潜水艇中做供氧剂,a装置是实验室用盐酸和碳酸钙制备CO2的装置,由于盐酸具有挥发性,制得的二氧化碳中含有HCl,通过装置b中的溶液目的是除去HCl,通入装有过氧化钠的装置c中的二氧化碳气体未干燥,含有少量水蒸气,则装置c中发生的反应有2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2、 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,实验过程中二氧化碳不能完全反应,装置d中应盛装氢氧化钠来吸收未反应的二氧化碳,避免干扰e中收集的气体的验证试验,用带火星的木条可检验e中试管内收集的气体,若木条复燃,证明收集到的是氧气,则可以证明过氧化钠可在呼吸面具和潜水艇中做供氧剂。A项,碳酸钠与盐酸反应生成二氧化碳、氯化钠和水,则a装置可以用碳酸钠和稀盐酸制备CO2,A正确;B项,由于a中的盐酸易挥发,制得的二氧化碳中含有HCl,则b装置中应盛放饱和NaHCO3溶液,其作用是除去a中产生的HCl,不能盛放碳酸钠,因为碳酸钠也会与二氧化碳反应,B错误;C项,从装置b中出来的气体为干燥,二氧化碳中混有水蒸气,c中不仅仅发生反应2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,还有反应2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,C错误;D项,f中用排水法收集的气体是湿润的O2,不纯,D错误;选A。
考点二 碳酸钠和碳酸氢钠
知●识●解●构
知识点1 碳酸钠和碳酸氢钠的性质及用途
1.物理性质和用途
名称
碳酸钠(Na2CO3)
碳酸氢钠(NaHCO3)
颜色、状态
白色粉末
细小白色晶体
俗名
纯碱或苏打
小苏打
水溶性
易溶于水(20 ℃,S=21.5 g)
易溶于水,但比Na2CO3的溶解度小(20 ℃,S=9.6 g)
水溶液酸碱性
碱性较强
碱性较弱
主要用途
用于玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸等工业中
灭火器、治疗胃酸过多、发酵粉的主要成分之一
2.化学性质
(1)与酸(足量盐酸)反应(化学方程式):
①Na2CO3:Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑。
②NaHCO3:NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑。(反应更快)
(2)热稳定性:
①Na2CO3性质稳定,受热难分解。
②NaHCO3性质不稳定,受热易分解,化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。
(3)与碱(NaOH溶液)反应
①Na2CO3:与NaOH溶液不反应。
②NaHCO3:NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O。
(4)与Ca(OH)2溶液反应(离子方程式):
①Na2CO3:Ca2++CO===CaCO3↓
②NaHCO3:(存在少量过量问题)
Ca(OH)2少量:Ca2++2OH-+2HCO===CaCO3↓+2H2O+CO;
Ca(OH)2过量:Ca2++OH-+HCO===CaCO3↓+H2O
(5)与盐Al2(SO4)3反应(离子方程式):
①Na2CO3:2Al3++3CO+3H2O===2Al(OH)3↓+3CO2↑
②NaHCO3:Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑
(6)相互转化
①Na2CO3 →NaHCO3:向Na2CO3溶液中通入CO2,化学方程式为Na2CO3+H2O+CO2===2NaHCO3。
②NaHCO3 →Na2CO3:NaHCO3固体加热分解转化成Na2CO3。
得分速记
CO2气体与饱和Na2CO3溶液反应生成沉淀原因:①反应方程式:CO2+H2O+Na2CO3=2NaHCO3↓;②生成NaHCO3的质量比原Na2CO3的质量大;③NaHCO3的溶解度小于Na2CO3的溶解度;④反应消耗溶剂水,能溶解的溶质进一步减少。
知识点2 碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别与除杂
1.Na2CO3、NaHCO3的鉴别
(1)固体的鉴别用加热法:产生使澄清石灰水变浑浊的气体的是NaHCO3固体。
(2)溶液的鉴别可用沉淀法、气体法和测pH法。
①沉淀法:加入BaCl2溶液或CaCl2溶液,产生沉淀的是Na2CO3溶液。
②气体法:滴入稀盐酸,立即产生气泡的是NaHCO3溶液。
③测pH法:用pH试纸测相同浓度的稀溶液,pH大的是Na2CO3溶液。
【易错提醒】
鉴别Na2CO3和NaHCO3时,不能用NaOH溶液(虽然前者不反应后者反应,均无明显现象),也不能用澄清的石灰水或Ba(OH)2溶色液,均产生白色沉淀。
2.Na2CO3、NaHCO3的除杂
序号
混合物(括号内为杂质)
除杂方法
①
Na2CO3(s)(NaHCO3)
加热法
②
NaHCO3(aq)(Na2CO3)
通入足量CO2
③
Na2CO3(aq)(NaHCO3)
滴加适量NaOH溶液
得分速记
①NaHCO3与碱溶液反应的实质是HCO与OH-反应生成CO,CO有可能发生后续反应,如NaHCO3与Ca(OH)2溶液反应可以生成白色沉淀CaCO3;
②不能用澄清石灰水来鉴别Na2CO3与NaHCO3:Ca(OH)2溶液与二者反应均生成白色沉淀CaCO3,无法区别;
③用盐酸鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液时,要求两溶液浓度相差不大,且加入的盐酸等浓度且不宜过大;
④Na2CO3、NaHCO3与酸、碱、盐反应均为复分解反应,因而反应能否进行应从复分解反应的条件来判断。
知识点3 侯氏制碱法
1.Na2CO3和NaHCO3与盐酸反应图像分析
实验操作
n(CO2)—n(HCl)图像
反应
向Na2CO3溶液中逐滴滴入盐酸
Oa段:CO32-+H+=HCO3-
ab段:HCO3-+H+=CO2↑+H2O
图像特点:Oa=ab
向NaHCO3溶液中逐滴滴入盐酸
HCO3-+H+=CO2↑+H2O
向NaOH和Na2CO3的混合溶液中逐滴滴入盐酸
Oa段:H++OH-=H2O
CO32-+H+=HCO3-
ab段:HCO3-+H+=CO2↑+H2O
图像特点:Oa>ab
2.侯氏制碱法(联合制碱法)
侯氏制碱法又称联合制碱法,是我国化学工程专家侯德榜于1943年所发明的一种高效、低成本的制碱方法,是将索尔维制碱法和合成氨法两种工艺联合起来,同时生产纯碱和氯化铵两种产品的方法。
(1)制备原料:食盐、氨气、二氧化碳,其中二氧化碳是合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气,反应方程式为:C+H2O(g) CO+H2,CO+H2O(g)CO2+H2。
(2)工艺流程
(3)反应原理:
①产生NaHCO3的反应:NH3+NaCl+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl。
②产生Na2CO3的反应:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。
(4)绿色思想:循环使用的物质为CO2、饱和食盐水。能充分利用食盐中的钠和氯,避免产生大量的氯化钙废液和废渣,并可节省一些设备。
考●向●破●译
考向1 考查碳酸钠和碳酸氢钠的性质、转化及应用
例1(2024·江苏盐城模拟改编)某同学用Na2CO3和NaHCO3溶液进行如图所示实验。下列说法不正确的是
A.实验前pH(Na2CO3)>pH(NaHCO3)
B.实验后两溶液中离子种类完全相同
C.Na2CO3溶液中生成的沉淀比NaHCO3溶液中生成的沉淀多
D.NaHCO3溶液中发生的反应为2HCO3-+Ca2+=CaCO3↓+CO2↑+H2O
【答案】B
【解析】A项,CO、HCO发生水解,溶液显碱性,相同浓度下,CO的水解程度比HCO的大,所以相同浓度和体积的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液,pH(Na2CO3)>pH(NaHCO3),正确;B项,实验后,碳酸钠溶液和氯化钙溶液恰好反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,溶液中的离子主要有Na+、Cl-,而碳酸氢钠溶液和氯化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀、氯化钠、水和二氧化碳,氯化钙有剩余,溶液中的离子主要有Na+、Cl-、Ca2+,故两者的离子种类不完全相同,错误;C项,加入氯化钙后,左侧试管中只有白色沉淀生成,则反应的化学方程式为Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl,右侧试管中有白色沉淀和无色气体产生,则反应的化学方程式为2NaHCO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl+CO2↑+H2O,由化学方程式可知起始CO、HCO的物质的量相同时,Na2CO3溶液中生成的沉淀比NaHCO3溶液中生成的沉淀多,正确;D项,据反应现象可知,发生的反应为2HCO3-+Ca2+=CaCO3↓+CO2↑+H2O,正确。
解题妙招
突破Na2CO3、NaHCO3的鉴别方法
①利用热稳定性不同:固体无明显变化的是Na2CO3,放出无色使澄清石灰水变浑浊气体的是NaHCO3。
②利用和酸反应生成气体的速率不同(相同条件下)
。
【变式1·变载体】(2026·江苏扬州·一模)制备Na2SO3溶液的过程如下:由Na2CO3固体配制0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液,向其中通入SO2至pH约为4;由NaOH固体配制1 mol·L-1 NaOH溶液,滴加到之前溶液中至pH约为10,得到Na2SO3溶液。下列说法正确的是
A.称量Na2CO3固体时,应将试剂放入天平右边的托盘内
B.使用托盘天平(含砝码)、烧杯、量筒、玻璃棒等仪器可粗略配制1 mol·L-1的NaOH溶液
C.用图1装置制备SO2
D.用图2装置测量溶液的pH
【答案】B
【解析】A.称量Na2CO3固体时,应将试剂放入天平左边的托盘内,A错误;B.使用托盘天平(含砝码)、烧杯、量筒、玻璃棒等仪器可粗略配制1 mol·L-1的NaOH溶液,无需精确配制,无需使用容量瓶,B正确;C.图1装置需要加热才能用铜和浓硫酸制备SO2,C错误;D.测量溶液的pH不能直接将pH试纸放入反应液,而应该用玻璃棒蘸取少量溶液滴到放于白瓷板上的pH试纸上,D错误;故选B。
【变式2·变题型】(2025·江苏苏锡常镇·二模)实验室模拟侯氏制碱制备Na2CO3。下列实验原理、装置及操作不能达到实验目的的是
A.制取CO2
B.制取NH3
C.制备NaHCO3固体
D.灼烧NaHCO3固体
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【解析】A.实验室可以CaCO3和稀盐酸来制备CO2,反应原理为:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑,A装置能够达到实验目的,A不合题意;B.实验室可以加热Ca(OH)2和NH4Cl混合物来制备NH3,反应原理为:Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2H2O+2NH3↑,B装置能够达到实验目的,B不合题意;C.根据侯氏制碱法可知,向饱和食盐水中通入NH3和CO2可制得NaHCO3,NH3极易溶于水,需要防倒吸装置,CO2能溶于水不需要防倒吸,C装置能够达到实验目的,C不合题意;D.对固体进行灼烧需在坩埚或硬质玻璃管中进行,不能在蒸发皿中完成,即D装置不能达到实验目的,D符合题意;故答案为:D。
【变式3·变考法】(2025·江苏省省苏锡常镇四市二模)实验室用如下方案测定Na2CO3和NaHCO3混合物的组成:称取一定质量样品溶解于锥形瓶中,加入2滴指示剂M,用标准盐酸滴定至终点时消耗盐酸V1mL;向锥形瓶中再加入2滴指示剂N,继续用标准盐酸滴定至终点,又消耗盐酸V2mL。下列说法正确的是
A.指示剂可依次选用甲基橙、酚酞
B.样品溶解后的溶液中:2cNa+=3cHCO3-+3cCO32-+3cH2CO3+2cCO32-
C.滴定至第一次终点时的溶液中:cNa++cH+=cOH-+cHCO3-+2cCO32-
D.样品中Na2CO3和NaHCO3物质的量之比为
【答案】D
【解析】由题意可知,第一次滴定滴入的指示剂为酚酞,发生的反应为Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl,第二次滴定滴入的指示剂为甲基橙,发生的反应为NaHCO3+HCl=NaCl +CO2↑+H2O。A项,指示剂M、N可依次选用酚酞、甲基橙,故A错误;B项,样品溶解后的溶液中,并未知此时Na2CO3和NaHCO3的物质的量浓度比值关系,无法进行判断物料守恒关系,故B错误;C项,第一次滴定滴入的指示剂为酚酞,发生的反应为Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl,终点时溶液中含有的溶质是NaHCO3、NaCl,根据电荷守恒可知cNa++cH+=cOH-+cHCO3-+2cCO32-+cCl-,故C错误;D项,由方程式可知,(V2—V1)mL为原溶液中碳酸氢钠消耗盐酸的体积,加入的盐酸浓度是不变的,根据方程式可知消耗盐酸的物质的量就等于Na2CO3和NaHCO3物质的量,则Na2CO3和NaHCO3物质的量之比为,故D正确;故选D。
考向2 考查碳酸钠和碳酸氢钠与酸反应分析及计算
例2(2026·江苏常镇中学月考)向体积均为10mL且物质的量浓度相同的两份NaOH溶液中分别通入一定量的CO2得到溶液甲和乙。向甲、乙两溶液中分别滴加0.1 mol·L-1盐酸。此时反应生成CO2体积(标准状况)与所加盐酸体积间的关系如图所示。则下列叙述中正确的是
A.乙溶液中含有的溶质是Na2CO3、NaHCO3
B.当0<V(HCl)<10 mL时,甲溶液中发生反应的离子方程式为OH-+H+ =H2O
C.原NaOH溶液的物质的量浓度为0.5mol·L-1
D.乙溶液中滴加盐酸后产生CO2体积的最大值为112 mL(标准状况)
【答案】C
【解析】在氢氧化钠溶液中通入一定量的二氧化碳后,溶液中溶质的组成可能是NaOH和Na2CO3、Na2CO3、Na2CO3和NaHCO3、NaHCO3四种情况,没有产生二氧化碳时的反应可能为:OH﹣+H+=H2O和CO32-+H+=HCO3-,产生二氧化碳的反应为:HCO3-,+H+=H2O+CO2↑;根据加入50mL盐酸时溶质为氯化钠及原子守恒计算出氢氧化钠的物质的量浓度;根据图象可知,甲溶液中溶质只能为Na2CO3和NaHCO3,乙溶液的溶质为NaOH和Na2CO3;根据HCO3-,+H+=H2O+CO2↑计算出乙溶液中产生二氧化碳的最大值。A项,氢氧化钠溶液中通入二氧化碳,溶质不可能为NaOH、NaHCO3,根据图象可知,乙溶液中的溶质为NaOH和Na2CO3,故A错误;B项,在氢氧化钠溶液中通入一定量的二氧化碳后,溶液中溶质的组成可能是:NaOH和Na2CO3、Na2CO3、Na2CO3和NaHCO3、NaHCO3四种情况,由图中HCl的用量与产生二氧化碳气体体积的关系可知甲溶液的溶质应该为:Na2CO3和NaHCO3,所以当0<V(HCl)<10mL时,甲溶液中没有产生二氧化碳的离子方程式为:CO32-+H+=HCO3-,故B错误;C项,根据图象可知,当V(HCl)=50mL时,得到的产物为NaCl,由原子守恒可知:n(NaOH)=n(NaCl)=n(HCl)=0.1 mol·L-1×0.05L=0.005mol,则原氢氧化钠溶液的浓度为:c(NaOH)=0.005mol/0.01L=0.5 mol·L-1,故C正确;D项,乙溶液中滴加盐酸,产生二氧化碳的阶段为:HCO3-,+H+=H2O+CO2↑,根据消耗了10mL盐酸可知,生成二氧化碳的物质的量为:0.1mol/L×0.01L=0.001mol,标况下0.001mol二氧化碳的物质的量为:22.4L/mol×0.001mol=22.4mL,故D错误;故选C。
解题妙招
Na2CO3、NaHCO3与强酸反应规律探究
①物质转化的过程:Na2CO3NaHCO3CO2↑。
②含相同物质的量的Na2CO3和NaHCO3溶液,与盐酸完全反应消耗V(盐酸),Na2CO3经两步反应转化为CO2,各步消耗V(盐酸)相等。
③含相同物质的量的Na2CO3和NaHCO3溶液,与盐酸完全反应消,生成CO2的物质的量相同。
【变式1·变题型】(2026·江苏常州中学月考)向100 mL NaOH溶液中通入一定量的CO2气体,经充分反应后,再向所获得的溶液中逐滴加入0.1 mol/L的盐酸,产生CO2的体积与所加盐酸体积之间关系如图所示。下列判断不正确的是
A.原NaOH溶液的物质的量浓度为0.1 mol/L
B.通入CO2在标准状况下的体积为224 mL
C.V(盐酸)在0~25 mL的范围内发生的离子反应为CO+H+===HCO
D.所得溶液的溶质成分为Na2CO3和NaHCO3
【答案】B
【解析】滴加100 mL盐酸时,碳元素全部转化为二氧化碳,溶液中的溶质只有NaCl,则有n(Na+)=n(Cl-)=0.1 L×0.1 mol/L=0.01 mol,n(NaOH)=0.01 mol,故c(NaOH)=0.01 mol/0.1 L=0.1 mol/L,A正确;由曲线可知从25 mL到100 mL为碳酸氢钠与盐酸反应生成二氧化碳,反应的化学方程式为NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O,n(CO2)=n(HCl)=(0.1 L-0.025 L)×0.1 mol/L=0.007 5 mol,则有CO2的体积为0.007 5 mol×22.4 L/mol=0.168 L=168 mL,B错误;V(盐酸)在0~25 mL的范围内,Na2CO3转化为NaHCO3,发生反应的离子方程式为CO+H+===HCO,C正确;假设NaOH与CO2气体反应所得溶液中只有Na2CO3,则开始阶段发生的反应为Na2CO3+HCl===NaHCO3+NaCl,生成CO2发生的反应为NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O,由化学方程式可知,前后两个阶段消耗盐酸的体积应相等,而实际生成二氧化碳消耗盐酸的体积多,故NaOH与CO2反应所得溶液中溶质为Na2CO3、NaHCO3,D正确。
【变式2·变载体】 (2026·河北邯郸联考)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与其反应,得到的图像如下。下列说法正确的是
A.标注NaCl的直线也能代表产生的CO2的物质的量的变化情况
B.原混合物中Na2CO3和NaHCO3的物质的量之比为1∶2
C.盐酸的浓度为0.05 mol/L
D.原混合物中有10.6 g Na2CO3
【答案】C
【解析】加入盐酸0~50 mL发生反应为Na2CO3+HCl===NaCl+NaHCO3,没有气体产生,标注NaCl的直线不能代表产生的CO2的物质的量的变化情况,A错误;加入盐酸50~150 mL发生反应为NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑,根据图示信息,取出的50 mL溶液中Na2CO3为2.5 mmol,NaHCO3也为2.5 mmol,原混合物中Na2CO3和NaHCO3的物质的量之比为1∶1,B错误;2.5 mmol Na2CO3消耗盐酸50 mL,参与反应的HCl的物质的量也是2.5 mmol,盐酸的浓度是0.05 mol/L,C正确;原混合物中碳酸钠的物质的量为0.002 5 mol×=0.05 mol,即0.05 mol×106 g/mol=5.3 g Na2CO3,D错误。
【变式3·变考法】 (2025·江苏徐州期中)向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1 mol·L-1稀盐酸,CO2的生成量与加入盐酸的体积(V)的关系如图所示。下列判断正确的是
A.在0~a范围内,只发生中和反应
B.ab段发生反应的离子方程式为CO32-+2H+=CO2↑+H2O
C.a=0.3
D.原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为1∶2
【答案】C
【解析】A项,向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加盐酸时,首先和NaOH反应生成水和氯化钠,NaOH+HCl=NaCl+H2O,继续滴加时,盐酸和Na2CO3开始反应,首先发生反应HCl+Na2CO3=NaHCO3+NaCl,不放出气体,继续滴加时,发生反应NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑;此时开始放出气体,故A错误;B项,b段发生反应为:NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,反应的离子方程式为:HCO3- +H+=H2O+CO2↑,故B错误;C、根据碳元素守恒,混合物中,碳酸钠的物质的量是0.01mol,所以两步反应:HCl+Na2CO3=NaHCO3+NaCl,NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,消耗的盐酸的物质的量都是0.01mol,消耗0.1mol•L-1稀盐酸的体积都是0.1L,所以a=0.3,故C正确;D项,根据化学方程式和图象可知,Na2CO3的物质的量为0.01mol,共消耗盐酸0.02mol,则与氢氧化钠反应的盐酸为0.04mol-0.02mol=0.02mol,则氢氧化钠的物质的量为0.02mol,原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量分别是0.02mol和0.01mol,物质的量之比为2:1,故D错误;故选C。
考向3 考查侯氏制碱法
例3(2026·江苏·一模)实验室利用侯氏制碱法制纯碱的实验装置或操作,能达到目的的是
A.制备NH3
B.制备NaHCO3
C.分离NaHCO3
D.制备Na2CO3
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【解析】A.加热NH4Cl固体时,NH4Cl分解生成NH3和HCl,但在试管口遇冷又会重新化合生成NH4Cl,无法有效制备NH3,A不符合题意;B.制备NaHCO3时,应先通入NH3使溶液呈碱性,再通入CO2,图中装置只有一个气体导管,NH3极易溶于水,需要防倒吸装置,B不符合题意;C.NaHCO3以晶体形式析出,可通过过滤操作进行分离,图中过滤装置及操作规范,C符合题意;D.加热分解NaHCO3制备Na2CO3时,应在坩埚中进行, D不符合题意;故选C。
【变式1·变载体】(2025·江苏无锡期中)实验室制取纯碱,下列相关原理、装置能达到实验目的的是
A.制取CO2
B.除去CO2中HCl
C.制取NaHCO3
D.制取纯碱
【答案】A
【解析】A项,实验室常用大理石和稀盐酸制备CO2,可以达到实验目的,符合题意;B项,饱和NaHCO3可吸收HCl,与CO2不反应,但应该从长导管通入气体进行除杂,不符合题意;C项,因氨气在溶液中的溶解度更大,应先使氨气通入饱和食盐水中制成氨盐水,再通入CO2,得到NaHCO3固体,不符合题意;D项,加热固体,试管口应稍向下倾斜,防止在试管口凝成的水珠流回试管底部致使试管骤冷而炸裂,不符合题意。
【变式2·变题型】(2026·江苏苏州模拟)侯德榜是我国近代化学工业的奠基人之一。侯氏制碱法的流程如下图所示。
下列说法不正确的是
A.向饱和食盐水中先通入NH3再持续通入CO2,有利于生成HCO3-
B.“碳酸化”过程放出大量的热,有利于提高碳酸化的速率和NaHCO3的直接析出
C.母液1吸氨后,发生HCO+NH3·H2O=CO+NH+H2O
D.“冷析”过程析出NH4Cl,有利于“盐析”时补加的NaCl固体溶解
【答案】B
【解析】饱和食盐水先吸氨气,再加CO2碳酸化,得到NaHCO3沉淀,过滤,将NaHCO3煅烧得到Na2CO3,母液再通入氨气,冷析出氯化铵,溶液再加NaCl固体析出NH4Cl,母液2循环利用。A项,NH3溶解度大于CO2,且氨气的水溶液呈碱性、能吸收更多的CO2,故向饱和食盐水中先通入NH3再持续通入CO2,有利于生成HCO3-,A正确;B项,NaHCO3的溶解度随温度升高而增大,“碳酸化”过程放出大量的热,不利于NaHCO3的直接析出,B错误;C项,母液1中存在HCO3-离子,吸氨后,发生HCO+NH3·H2O=CO+NH+H2O,C正确;D项,“冷析”过程析出NH4Cl,降低了Cl-的浓度,有利于“盐析”时补加的NaCl固体溶解,D正确;故选B。
【变式3·变考法】(2025·四川成都外国语学校模拟)侯氏制碱法将CO2通入氨化的饱和氯化钠溶液中反应,。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A. 向1L1mol/L的NH4Cl的溶液中加入氨水至中性,溶液中数目小于NA
B. 工业上由N2合成17gNH3,转移电子的数目小于3NA
C. NaCl和NH4Cl的混合物中含1molCl-,则混合物中质子数目为28NA
D. 0.1mol/LNaHCO3溶液中含数目小于0.1NA
【答案】C
【解析】A.向1L1mol/LNH4Cl溶液中加入氨水至中性,依据电荷守恒,可得出c()NH+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),中性溶液中c(H+)=c(OH-),则溶液中c(NH)=c(Cl-)=1mol,所以NH数目等于NA,A不正确;B.工业上由N2合成17gNH3,n(NH3)=1mol,N元素由0价降低到-3价,则转移电子的数目等于3NA,B不正确;C.含1molCl-的NaCl和含1molCl-的NH4Cl,其质子数都为28mol,则含1molCl-的NaCl和NH4Cl混合物中,质子数目为28NA,C正确;D.0.1mol/LNaHCO3溶液的体积未知,无法求出含HCO的物质的量,也就无法求出含HCO的数目,D不正确;故选C。
考点三 碱金属 焰色试验
知●识●解●构
知识点1 碱金属的性质
1.碱金属的相似性和递变性
相似性
递变性(由LiCs)
原子结构
周期表中的位置:第ⅠA族
最外层均为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价;最高价氧化物对应的水化物均为强碱(所以称为碱金属),典型的活泼金属元素;
金属性(还原性)逐渐增强;最高价氧化物对应的水化物的碱性逐渐增强,如碱性:
CsOH>RbOH>KOH>NaOH>LiOH;
物理性质
(除Cs外)都呈银白色,密度较小,熔、沸点较低;
密度逐渐增大(钾反常);熔、沸点逐渐降低;
化
学
性
质
与
非
金
属
反
应
与钠相似,都具有较强的还原性
还原性逐渐增强
4Li+O22Li2O
4Na+O2===2Na2O、2Na+O2Na2O2
4K+O2===2K2O、2K+O2K2O2
K+O2KO2 (超氧化钾)
2R+X22RX (X=F、Cl、Br、I)
2R+SR2S
与O2反应越来越剧烈,产物越来越复杂;Li与氧气常温和加热都只能生成Li2O。
与水反应
2R+2H2O===2ROH+H2↑
与H2O反应越来越剧烈;Li与水反应不熔化,钠与水反应时熔化,钾与水反应熔化,且使产生的H2燃烧发生轻微爆炸,Rb、Cs遇水发生剧烈爆炸
原因
随着原子核外电子层数的增多,原子半径依次增大,原子核对最外层电子的吸引力逐渐减弱,失去电子的能力逐渐增强,单质的还原性增强,元素的金属性增强。
2.碱金属的特殊性质
(1)碱金属的密度一般随核电荷数的增大而增大,但钾的密度比钠的小。
(2)碱金属一般都保存在煤油中,但由于锂的密度小于煤油的密度而将锂保存在石蜡中。
(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)试剂瓶中的药品取出后,一般不能放回原瓶,但Na、K等需放回原瓶。
(5)碱金属常温下均能与氧气反应生成氧化物(R2O),但Li与氧气不管是常温还是加热均生成Li2O。
(6)锂易于氮气反应生成Li3N (因为锂和镁处于对角线位置,化学性质相似,即LiOH、Li2CO3均为沉淀)。
(7)锂的熔点最高,金属性最弱,因而锂与水反应较慢且反应时锂并不熔化。
(8)超氧化物(KO2)、臭氧化物(RbO3)与Na2O2性质类似,都能与H2O、CO2反应,具有强氧化性
知识点2 焰色试验
1.概念
很多金属单质或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊颜色,根据火焰呈现的特征颜色判断试样所含金属元素的定性分析操作。焰色反应属于物理变化,属于元素的物理性质。
2.操作步骤
铂丝无色待测物观察火焰颜色铂丝无色。
3.常见元素的焰色
金属元素
钠
钾
锂
铷
钙
铜
锶
钡
焰色
黄色
(浅)紫色
(透过蓝色钴玻璃)
紫红色
紫色
砖红色
绿色
洋红色
黄绿色
得分速记
①观察钾元素的焰色反应时,要透过蓝色的钴玻璃,目的是滤去黄色的光,避免少量的钠元素对鉴别钾元素的干扰
②鉴别物质和某些元素并不是所有元素,因为有些元素的焰色是无色的,如:铁、铬、铂、钨
③铂丝在使用前要用稀盐酸将其表面物质洗净,然后在火焰上灼烧至无色,这是因为金属氯化物在灼烧时易挥发,若用稀H2SO4洗涤铂丝,由于硫酸盐的熔、沸点较高而难以挥发,会对后面实验造成干扰。
考●向●破●译
考向1 考查碱金属元素的相似性和递变性
例1(2024·江苏无锡模拟)钠及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是
A.金属钠与熔融的TiCl4反应可制备金属钛
B.呼吸面具中的Na2O2吸收人体呼出的CO2和H2O,同时释放出O2
C.侯氏制碱法的原理是将NH3通入到含有CO2的饱和食盐水中制得NaHCO3
D.泡沫灭火器的原理是利用NaHCO3溶液与Al2(SO4)3溶液混合制取CO2
【答案】C
【解析】A项,金属钠还原性强于钛,与熔融的TiCl4反应可制备金属钛,正确;B项,2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,呼吸面具中的Na2O2吸收人体呼出的CO2和H2O,同时释放出O2,正确;C项,氨在水中溶解度大,侯氏制碱法的原理是将CO2通入到含有NH3的饱和食盐水中制得NaHCO3,错误;D项,泡沫灭火器的原理是利用NaHCO3溶液与Al2(SO4)3溶液混合发生反应生成氢氧化铝并制取CO2,正确。
解题妙招
碱金属的化学性质的相似性和递变性
【变式1·变载体】 (2025·重庆模拟)下列关于碱金属和卤族元素说法不正确的是
A.碱金属元素的焰色试验现象均相同
B.碱金属从上到下第一电离能逐渐减小,卤族元素从上到下电负性逐渐减小
C.碱金属和卤族原子从上到下半径均逐渐增加
D.熔点:NaCl>KBr>CsI
【答案】A
【解析】A项,碱金属元素的焰色试验现象不相同,例如钠焰色为黄色,钾的焰色为紫色,故A项错误;B项,碱金属从上到下原子半径增大,原子核对电子束缚力减小,失电子能力增强,第一电离能逐渐减小,卤族元素从上到下非金属性逐渐减弱,则电负性逐渐减小,故B项正确;C项,碱金属和卤族原子均为同主族元素,从上到下半径均逐渐增加,故C项正确;D项,阴、阳离子电荷数越多,离子半径越小,离子键越强,离子晶体的晶格能越大,其熔、沸点越高,离子所带电荷数相同时,离子半径为:Na+<K+<Cs+,Cl-<Br-<I-,则离子晶体熔点为:NaCl>KBr>CsI,故D项正确;故选A。
【变式2·变考法】(2025•四川雅安•二模)从锂离子电池正极材料LiCoO2(含少量金属Cu)中提取Li和Co,得到的Co(OH)2和Li2CO3在空气中煅烧,可实现LiCoO2的再生。一种现行回收工艺的流程如下图所示。已知:,。下列说法正确的是
A. “浸取”反应中,正极材料成分为还原剂
B. “浸取”时LiCoO2转化为Li2SO4和CoSO4
C. “滤液2”中Cu2+的浓度比Co2+的浓度大
D. LiCoO2再生:2Co(OH)2+Li2CO32LiCoO2+CO↑+2H2O
【答案】B
【解析】正极材料LiCoO2 (含少量金属Cu)中加入H2SO4、H2O2,Co3+被还原为Co2+,同时生成O2;Cu与H2O2、H2SO4作用转化为CuSO4;将反应后的溶液中加入NaOH溶液沉铜,Cu2+转化为Cu(OH)2沉淀,过滤后,往滤液中继续加入NaOH溶液沉钴,此时Co2+转化为Co(OH)2沉淀;将滤液2经过一系列操作,最后制得Li2CO3,据此回答。A.浸取” 时,加入H2O2,H2O2作还原剂,将LiCoO2中Co元素由+3价还原为+2价,所以正极材料成分是氧化剂,A错误;B.“浸取” 时,在H2SO4和H2O2作用下,LiCoO2发生还原反应,转化为Li2SO4和CoSO4,B正确;C.“沉铜”“沉钴” 时加入NaOH,, ,Cu(OH)2的溶度积远小于Co(OH)2,在相同条件下Cu2+更易沉淀,所以 “滤液 2” 中Cu2+的浓度比Co2+的浓度小,C错误;D.Co(OH)2和Li2CO3在空气中煅烧生成LiCoO2,Co元素化合价升高,空气中氧气作氧化剂参与反应,反应方程式应为,D错误; 故选B。
【变式3·变题型】(2026·江苏扬州中学、盐城中学等四校联考)从锂云母精矿(主要成分为和K、、、、等元素的硅酸盐)中提取锂、铷、铯的工艺流程如下:
已知:①的熔点为851℃;的熔点为1088℃,熔化后形成的玻璃态硅酸盐流动性较差;
②。
(1)高温焙烧
①控制焙烧温度为900~1000℃,其优点是_______。
②焙烧时,矿物中的与、反应生成硅酸钙,同时产生一种可以破坏矿物结构的无色气体,有利于后续锂、铷、铯的浸出。写出该反应的化学方程式_______。
③焙烧时,其他条件不变,控制m(锂云母),改变的含量对锂、铷、铯浸出率的影响如图-1所示。工业上选择m(锂云母)的原因是_______。
(2)提取锂、铷、铯
①水浸。其他条件不变,浸出时间1h,液固比[]对锂、铷、铯浸出率的影响如图-2所示。当时,锂、铷、铯的浸出率随的减小均下降的原因_______。
②碳酸化除钙。浸出液中、,若向浸出液中加入等体积溶液,使沉淀完全,则加入溶液的初始浓度至少为_______(写出计算过程)。
[已知:;当离子浓度小于时认为沉淀完全;忽略溶液混合过程中的体积变化]
(3)锂的应用
以等物质为原料制备了具有锂离子通道的导电氧化物(),其立方晶胞和导电时迁移过程如图-3所示(已知该氧化物中为价,为价)。若,则空位的数目_______。
【答案】(1)①. Na2CO3熔化,增大反应物接触面积,加快反应速率;Na2SiO3不熔化,无流动性差的玻璃态硅酸盐覆盖在精矿表面,有利于后续水浸
②.
③. Na2CO3含量低,产生CO2少,不利于气体破坏矿物结构,导致锂、铷、铯的浸出率降低;Na2CO3含量过多,生成Li2CO3多,导致锂的浸出率降低
(2) ①. 当时,随减小,焙烧渣含量增大(或水含量减小),体系黏度增大,导致物质扩散较为困难,不利于焙烧渣溶解 ②. 1.05×10-2 mol/L
(3)1/9
【解析】锂云母精矿(主要成分为SiO2和K、Al、Cs、Rb、Li等元素的硅酸盐),加入CaCl2、Na2CO3固体,反应生成CaSiO3、NaCl、CO2气体以及LiCl、AlCl3、KCl、RbCl、CsCl,焙烧后得到的固相混合物包含CaSiO3、未反应矿物残渣、上述所有可溶性氯化物和过量的CaCl2,气相产物为CO2;水浸后,LiCl、NaCl、AlCl3、KCl、RbCl、CsCl和过量CaCl2全部溶解进入滤液,滤液中含有Li+、Na+、Al3+、K+、Rb+、Cs+、Ca2+、Cl-,难溶的CaSiO3和未反应矿物残渣作为滤渣被过滤除去;碱化除杂工序向浸出液中加入NaOH溶液,Al3+与OH-反应生成Al(OH)3沉淀并被过滤除去,除铝后滤液中含有Li+、Na+、K+、Rb+、Cs+、Ca2+、Cl-和少量未反应的OH-;碳酸化除钙工序向除铝滤液中加入适量Na2CO3溶液,Ca2+与CO反应生成CaCO3沉淀并被过滤除去,除钙后滤液中含有Li+、Na+、K+、Rb+、Cs+、Cl-和少量未反应的CO;高温沉锂工序向除钙滤液中加入过量Na2CO3溶液,Li+与CO在高温下反应生成Li2CO3沉淀,过滤后得到主产品Li2CO3,沉锂母液中含有Na+、K+、Rb+、Cs+、Cl-和少量残留的Li+、过量的CO;萃取工序向沉锂母液中加入选择性萃取剂,Rb+和Cs+被萃取到有机相中,与留在水相的Na+、K+分离,负载Rb+、Cs+的有机相经反萃取、结晶等后续步骤,最终得到高纯度的Rb盐和Cs盐产品,据此解答。
(1)①高于Na2CO3的熔点(851℃),使Na2CO3熔融,增大与矿物颗粒的接触面积,加快反应速率;低于Na2SiO3的熔点(1088℃),避免生成流动性差的玻璃态硅酸盐包裹未反应的精矿颗粒,保障后续水浸的浸出效率;
②根据元素守恒和反应规律,SiO2与CaCl2、Na2CO3在高温下反应,生成CaSiO3、NaCl和能破坏矿物结构的无色气体CO2,反应的化学方程式为:;
③结合图1的浸出率曲线分析:当Na2CO3含量过低时,Na2CO3反应产生的CO2气体不足,无法有效破坏锂云母的致密晶体结构,导致锂、铷、铯的浸出率显著降低;当含量超过0.2时,浸出率提升幅度极小,反而会因CO浓度过高,与溶液中的Li+生成Li2CO3沉淀,造成锂的浸出率下降,同时增加试剂成本和后续除杂负担;该比例下浸出率已达到工业可接受的较高水平,兼顾了浸出效率和生产成本;
(2)①当液固比时,随着液固比减小,单位体积水中的焙烧渣含量升高(或水的相对含量降低),导致浸出体系的黏度显著增大;体系黏度升高会阻碍离子和水分子的扩散运动,使得可溶性氯化物从焙烧渣颗粒内部向溶液中扩散的速率大幅减慢,不利于焙烧渣中目标金属盐的溶解,最终导致锂、铷、铯的浸出率下降;
②等体积混合后,离子浓度均减半,则混合后初始, ;沉淀完全时溶液中剩余的CO浓度:由得:
;与Ca2+反应消耗的CO浓度:;混合后Na2CO3的总浓度:
;原Na2CO3溶液的初始浓度:因等体积混合,初始浓度为混合后浓度的2倍:;验证Li+是否沉淀:离子积,远小于,故Li+不会沉淀,计算有效;
(3)根据电荷守恒可得,代入:,则;
晶胞中体心位置总数为1,由Li、La和空位共同占据:。
考向2 考查焰色试验
例2(2025·江苏无锡联考)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】A项,如果不这样做,会给样品火焰颜色带来干扰,正确;B项,观察钾的焰色时要透过蓝色钴玻璃,滤去黄光再观察,正确;C项,焰色试验应选择本身颜色较浅的火焰,错误;D项,铁丝与铂丝灼烧时都没有焰色,可以用于进行焰色试验,正确。
【变式1·变考法】(江苏模拟重组)下列说法正确的是
A.如图所示装置为观察纯碱的焰色试验
B.Li质量轻、比能量大,故可用作电池正极材料
C.Na和Li分别在O2中燃烧得到Na2O和Li2O
D.用铂丝蘸取某溶液进行焰色试验,火焰呈黄色,说明溶液中无K+
【答案】A
【解析】A项,用铁丝蘸取纯碱可检验钠元素,正确;B项,Li是活泼金属,可用作电池负极材料,错误;C项,Na在O2中燃烧生成Na2O2,错误;D项,应该透过蓝色钴玻璃观察钾元素的焰色,错误。
【变式1·变载体】(2026·江苏常州中学月考)下列有关焰色试验的说法正确的是
A.金属及其化合物在灼烧时产生的不同特征颜色是发生物理变化引起的
B.焰色试验适合所有金属元素的检验
C.某溶液做焰色试验,火焰呈黄色说明该溶液一定含有钠元素,一定不含钾元素
D.焰色试验必需的仪器及试剂:铂丝或光洁无锈的铁丝、酒精灯或煤气灯、稀硫酸
【答案】A
【解析】A项,焰色试验是元素的性质,金属及其化合物在灼烧时产生的不同特征颜色,属于物理变化,故A正确;B项,焰色试验是部分金属元素的性质,不是所有金属及其化合物灼烧时火焰均有特征颜色,如铁元素不能发生焰色试验,因此焰色试验不能检验所有的金属元素,故B错误;C项,某溶液做焰色试验,火焰呈黄色说明该溶液一定含有钠元素,可能含有钾元素,故C错误;D项,洗涤铂丝或光洁无锈的铁丝使用的是稀盐酸,不是稀硫酸,故D错误; 故选A。
【变式3·变题型】(2025·江苏新高考基地学校二模)室温下,由下列实验操作及现象能得到相应结论的是
选项
实验操作及现象
结论
A
向溶液中通入足量,然后再将产生的气体导入溶液中,产生黑色沉淀
B
向滴有的溶液中加入硝酸酸化的溶液,溶液变红
氧化性:
C
将洁净的铂丝在酒精灯外焰灼烧至与原来火焰颜色相同,再蘸取某溶液在外焰上灼烧,火焰呈黄色
该溶液的溶质为钠盐
D
向浓度均为和混合溶液中加入溶液,出现白色沉淀
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【解析】A.向Na2S溶液中通入足量CO2,然后再将产生的气体导入CuSO4溶液中,产生黑色沉淀,过量CO2气体与CuSO4溶液不反应,说明,则,碳酸酸性强于氢硫酸,即,A项正确;B.向滴有KSCN的FeCl2溶液中加入硝酸酸化的AgNO3溶液,溶液变红,说明有Fe3+与SCN-反应,则Fe2+被氧化为Fe3+,硝酸具有强氧化性,可能是硝酸氧化Fe2+,不能得出氧化性:Ag+>Fe3+,B项错误;C.焰色试验火焰呈黄色,说明该溶液中含有Na+,溶质可能为钠盐或NaOH,C项错误;D.白色沉淀可能是CaCO3,也可能是BaCO3或二者混合物,故不能得出,D项错误;答案选A。
真题溯源·考向感知
1.(2025·江苏·高考真题)中国对人类科学进步与技术发展贡献卓著。黑火药(主要成分:、S和C)是中国古代四大发明之一。侯德榜发明的“联合制碱法”将合成氨法与氨碱法联合,突破了国外制碱技术封锁。我国科学家在世界上首次人工合成结晶牛胰岛素;采用有机合成与酶促合成相结合的方法,人工合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸。徐光宪提出的稀土串级萃取理论使我国稀土提取技术取得重大进步。屠呦呦等采用低温、乙醚冷浸提取的青蒿素(,含)在治疗疟疾中起到重要作用。闵恩泽研制新型催化剂解决了重油裂解难题。下列化学反应表示正确的是
A.黑火药爆炸:
B.电解饱和溶液制:
C.重油裂解获得的丙烯制聚丙烯:
D.向饱和氨盐水中通入过量:
【答案】D
【解析】A.黑火药爆炸时,KNO3、C和S反应生成K2S、N2和CO2,该反应的化学方程式为2KNO3+3C+S=K2S+N2↑+3CO2↑,A错误;B.电解饱和NaCl溶液生成Cl2、H2和NaOH,该反应的离子方程式为2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-,B错误;C.丙烯生成聚丙烯的反应为,C错误;D.向饱和氨盐水中通入过量CO2生成NH4Cl和溶解度较小的NaHCO3,NaHCO3结晶析出,D正确。故选D。
2.(2025·黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古卷)钠及其化合物的部分转化关系如图。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
NaClNaNa2O2NaOHNaClO
A.反应①生成的气体,每11.2 L(标准状况)含原子的数目为NA
B.反应②中2.3 g Na完全反应生成的产物中含非极性键的数目为0.1NA
C.反应③中1 mol Na2O2与足量H2O反应转移电子的数目为2NA
D.100 mL 1 mol·L-1 NaClO溶液中,ClO-的数目为0.1NA
【答案】A
【解析】A项,生成的气体为Cl2其物质的量为0.5 mol,Cl原子为1 mol,其数目为NA,正确;B项,2.3 g Na(0.1 mol)完全反应生成的0.05 mol Na2O2,含非极性键的数目为0.05NA,错误;C项,1 mol Na2O2与足量H2O反应转移电子的数目为NA,错误;D项,因ClO-发生水解反应,其数目小于0.1NA,错误。
3.(2025•山东卷)化学应用体现在生活的方方面面,下列用法不合理的是
A.用明矾净化黄河水 B.用漂白粉漂白蚕丝制品
C.用食醋去除水壶中水垢 D.用小苏打作烘焙糕点膨松剂
【答案】B
【解析】A项,明矾水解生成氢氧化铝胶体可吸附水中悬浮杂质,可用于净水,用法合理,A正确;B项,漂白粉含次氯酸钙,其强氧化性会破坏蚕丝(蛋白质)结构,导致丝制品损坏,用法不合理,B不正确;C项,食醋中的醋酸与水垢(碳酸钙、氢氧化镁)反应生成可溶物,可用于除水垢,用法合理,C正确;D项,小苏打(碳酸氢钠)受热分解产生CO2使糕点疏松,可用于烘焙糕点,用法合理,D正确;故选B。
4.(2025·浙江1月卷)下列物质的结构或性质不能说明其用途的是
A.葡萄糖分子结构中有多个羟基,故葡萄糖可与银氨溶液反应制作银镜
B.具有网状结构的交联橡胶弹性好、强度高,故可用作汽车轮胎材料
C.SiC的碳、硅原子间通过共价键形成空间网状结构,硬度大,故SiC可用作砂轮磨料
D.NaHCO3能中和酸并受热分解产生气体,故可用作加工馒头的膨松剂
【答案】A
【解析】A项,葡萄糖分子中含有醛基,具有还原性,能发生银镜反应,可与银氨溶液反应制作银镜,A符合题意;B项,橡胶的分子链可以交联,交联后的橡胶受外力作用发生变形时,具有迅速复原的能力,因此其弹性好,强度高,且具有良好的物理力学性能和化学稳定性,故可用作汽车轮胎材料,B不符合题意;C项,SiC中原子以共价键形成空间网状结构,熔点高、硬度大,可用作砂轮、砂纸的磨料,C不符合题意;D项,NaHCO3可中和酸生成二氧化碳气体,并受热分解产生大量二氧化碳气体,可用作食品膨松剂,D不符合题意;故选A。
5.(2025•黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古卷)钠及其化合物的部分转化关系如图。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.反应①生成的气体,每11.2L(标准状况)含原子的数目为NA
B.反应②中2.3gNa完全反应生成的产物中含非极性键的数目为0.1NA
C.反应③中1molNa2O2与足量H2O反应转移电子的数目为2NA
D.100L1mol·L-1NaClO溶液中,ClO⁻的数目为0.1NA
【答案】A
【解析】A项,反应①电解熔融NaCl生成Cl2,标准状况下11.2L Cl2为0.5mol,含0.5×2=1mol原子,即NA,A正确;B项,2.3g Na(0.1mol)与氧气加热反应生成0.05mol Na2O2,每个Na2O2含1个O-O非极性键,所以非极性键数目为0.05NA,B错误;C项,Na2O2与水反应生成氢氧化钠和氧气,化学方程式为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,1mol Na2O2与水反应转移1mol电子,数目为NA,C错误;D项,ClO⁻在水中会水解,故ClO⁻数目小于0.1NA,D错误;故选A。
6.(2024·江苏卷)在给定条件下,下列制备过程涉及的物质转化均可实现的是
A.HCl制备:NaCl溶液和
B.金属Mg制备:溶液
C.纯碱工业:溶液
D.硫酸工业:
【答案】A
【解析】A项,电解氯化钠溶液可以得到H2和Cl2,H2和Cl2点燃反应生成HCl,故A的转化可以实现;B项,氢氧化镁和盐酸反应可以得到氯化镁溶液,但是电解氯化镁溶液不能得到Mg,电解熔融MgCl2才能得到金属镁单质,故B的转化不能实现;C项,纯碱工业是在饱和食盐水中通入NH3和CO2先得到NaHCO3,然后NaHCO3受热分解为Na2CO3,故C的转化不能实现;D项,工业制备硫酸,首先黄铁矿和氧气反应生成SO2,但是SO2和水反应生成H2SO3,不能得到H2SO4,故D的转化不能实现;故选A。
7. (2024·江苏省卷)室温下,根据下列实验过程及现象,能验证相应实验结论的是
选项
实验过程及现象
实验结论
A
用溶液分别中和等体积的溶液和溶液,消耗的溶液多
酸性:H2SO4>CH3COOH
B
向溶液中滴加几滴溴水,振荡,产生淡黄色沉淀
氧化性:
C
向浓度均为的CaCl2和BaCl2混合溶液中滴加少量溶液,振荡,产生白色沉淀
溶度积常数:CaCO3>BaCO3
D
用pH试纸分别测定溶液和溶液pH,溶液pH大
结合能力:
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】A.H2SO4是二元酸,CH3COOH是一元酸,通过该实验无法说明H2SO4和CH3COOH酸性的强弱,故A错误;B.向2mL0.1mol/LNa2S溶液中滴加几滴溴水,振荡,产生淡黄色沉淀,说明发生反应:,氧化剂的氧化性大于氧化产物,因此氧化性:Br2>S,故B正确;C.CaCO3和BaCO3均为白色沉淀,无法通过现象确定沉淀种类,无法比较CaCO3和BaCO3溶度积常数的大小,故C错误;D.比较CH3COO-和NO结合H+能力,应在相同条件下测定相同浓度CH3COONa溶液和NaNO2溶液的pH,但题中未明确指出两者浓度相等,故D错误;故选B。
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第01讲 钠及其重要化合物
内容导航
(
01
) (
命题透视·考情前瞻
) (
对标素养,研判高考命题趋势
)
(
0
2
) (
思维建模·脉络梳理
) (
搭建知识框架,构建系统思维
)
(
0
3
) (
考点精讲·靶向突破
) (
拆解核心考点,归纳解题范式
)
(
考点一 钠及钠的氧化物
知识解构
知识点1
钠单质
∣
知识点2
钠
的氧化物
考向破译
考向1 钠的性质
、保存与用途
∣
考向2 钠的氧化物组成、性质及应用
解题妙招1 钠与氧气、不同溶液反应的规律
解题妙招2
“四个角度”理解H
2
O、CO
2
与Na
2
O
2
反应的定量关系
考点二 碳酸钠和碳酸氢钠
知识解构
知识点1 碳酸钠和碳酸氢钠的性质及用途
∣
知识点2 碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别与除杂
∣
知识点3 碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸反应图像分析
考向破译
考向1 碳酸钠和碳酸氢钠的性质
、转化
及应用
∣
考向2 碳酸钠和碳酸氢钠与酸反应分析及计算
∣
考向3 侯氏制碱法
解题妙招1 突破Na
2
CO
3
、NaHCO
3
的鉴别方法
解题妙招2 Na
2
CO
3
、NaHCO
3
与强酸反应规律探究
考点三 碱金属 焰色试验
知识解构
知识点1 碱金属的性质
∣
知识点2 焰色试验
考向破译
考向1 碱金属元素的相似性和递变性
∣
考向2 焰色试验
解题妙招 碱金属的化学性质的相似性和递变性
)
(
0
4
) (
真题溯源·考向感知
) (
溯源真题逻辑,感知高考考向
)
命题透视·考情前瞻
——对标素养,研判高考命题趋势
考情梳理--三年真题 考向梳理
核心考点
2026年
2025年
2024年
钠及其氧化物的性质
碳酸钠和碳酸氢钠的性质及应用
江苏卷T6,3分
江苏卷T16,3分
江苏卷T10,3分
江苏卷T11,3分
碱金属及焰色反应
考向解读--洞悉趋势 精准预判
►命题解码:1.从近几年江苏省高考试题来看,选择题主要考查钠元素单质及其化合物的性质和应用、以碳酸盐为载体通过粒子浓度的判断考查电离与水解理论或判断离子方程式正误。
2.非选择题重点考查钠元素及其化合物的性质。通常以物质的判断、化学式的书写、微粒的检验和鉴定等形式考查;其次,将钠及其化合物与基本概念和基本理论的知识相结合,如氧化还原反应、电化学、实验、盐类水解、难溶物的溶解平衡等核心考点进行综合考查等。
3.预测2027年高考考查特点会基本不变,直接出现大题的可能性较小,但可能更加关注与氧化还原反应、电化学、综合实验等融合,考查物质的结构与性质(如钠的活泼性、过氧化钠的结构与性质、碳酸氢钠的热不稳定性等),突出知识迁移能力。可能还会在选择题中考查钠与水的反应原理,过氧化钠的电子式、与水反应的电子转移等。
►复习目标:1.从原子结构理解钠的强还原性及制备原理,知道钠与钾的焰色反应及检验方法。
2.会正确书写过氧化钠的电子式及Na2O2与H2O、CO2反应的方程式,知道Na2O2用途。
3.依据电离与水解理论理解碳酸钠与碳酸氢钠的化学性质,根据苏打和小苏打的性质认识其应用。
4.知道碱金属及其化合物的通性,并能预测陌生碱金属及其化合物的性质。
5.了解焰色试验的操作并熟记几种常见金属的焰色。
思维建模·脉络梳理
——搭建知识框架,构建系统思维
考点精讲·靶向突破
——拆解核心考点,归纳解题范式
考●点●精●讲
考点一 钠及钠的氧化物
知●识●解●构
知识点1 钠单质
1.物理性质
颜色状态
密度
硬度
熔点
传导性
银白色固体,具有金属光泽。
ρ(H2O)___ρ(Na)____ρ(煤油)
质地______,可以用小刀切割。
______,低于100 ℃
可导电导热
2.化学性质
钠原子结构:钠在化学反应中易______最外层的一个电子,表现很强的______性。
(1)与非金属单质(如O2、Cl2)的反应:
O2
常温(方程式):4Na+O2===2Na2O(______色固体,新切开的钠切面变暗)
加热(方程式):2Na+O2Na2O2(发出______色的火焰,产生______色固体)
Cl2
2Na+Cl22NaCl(现象:______,火焰为______色)
S
2Na+S===Na2S(现象:研磨时发生______)
H2
2Na+H22NaH
(2)与水反应:
①化学方程式:_________________________________,
离子方程式:_______________________________。(反应实质是钠与水电离产生的______反应)
②与滴加酚酞的水反应的现象与解释:
(3)与酸(如盐酸、硫酸)反应:
离子方程式:___________________________。(酸中H+浓度越大,反应越______)
(4)与盐反应
①与熔融盐(如TiCl4、KCl)反应:___________________________、____________________________(制取金属钾,因为钾的沸点比钠的沸点______,使钾成为蒸汽而逸出)
②与盐(NaCl、CuSO4等)溶液反应:
a.与NaCl溶液:__________________________________________________(若投入饱和NaCl溶液中,有H2放出的同时,若温度不变,还有________晶体析出)
b.与NH4Cl溶液:________________________________________________
c.与CuSO4溶液::2Na+2H2O===2NaOH+H2↑、2NaOH+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4
总反应:______________________________________(有H2逸出和蓝色沉淀生成)
(5)与含羟基或羧基的有机物:钠与乙醇、苯酚、乙酸反应越来越剧烈。
①与乙醇反应:______________________________________________(现象:钠块先__________,后________,能看到表面冒出气泡,并不能熔化成小球);
②与苯酚反应:______
③与乙酸反应:__________________________________。
得分速记
①钠与水、酸反应的本质与顺序:本质上均是与H+的反应,反应顺序是有酸酸在前,无酸水为先。
②钠与盐溶液的反应:钠与盐溶液反应时一般先考虑与水的反应,生成的NaOH与盐可能发生复分解反应。
③钠在空气中变化过程:银白色金属钠(Na)→表面变暗(Na2O)→出现白色固体(NaOH固体)→接着表面变潮湿(NaOH溶液)→白色块状固体(Na2CO3·10H2O)→白色粉末状物质(Na2CO3)。
3.钠的制备、保存
(1)制备:采用电解熔融NaCl的方法冶炼金属钠,化学方程式为____________________________________。
(2)保存:密封保存,通常保存在______油或______油中,钠易与空气中的____________________________反应,且钠的密度比煤油的密度______,______与煤油反应,故通常将少量钠保存在______中,大量钠保存在______中。
4.钠的用途
(1)钠钾合金(液态)可用于原子反应堆的______剂。
(2)用作电光源,制作________。
(3)冶炼某些金属:钠能与钛、锆、铌、钽等氯化物(熔融)发生置换反应,金属钠具有强还原性,熔融状态下可以用于制取金属,如____________________________________。
(4)制取Na2O、________________________等化合物。
得分速记
①钠燃烧时不能用水灭火,应用沙土盖灭。
②取用金属钠时,用镊子夹取金属钠,用滤纸擦干表面的煤油,放在洁净干燥的玻璃片上用小刀切割,不能用手直接接触金属钠,并且将剩余的钠放回原试剂瓶中保存。
③钠与溶液反应的共同现象:
浮:钠浮在液面上;
熔:钠熔化成光亮的小球;
游:在液面上不停地游动直至反应完全;
响:反应中不停地发出“嘶嘶嘶”的响声。若溶液中H+浓度较大,与水相比反应更加剧烈,最后钠可能在液面上燃烧。
④钠性质的巧记口诀:银白轻低软,传导热和电;遇氧产物变,遇氯生白烟;遇水记五点,浮熔游响红;遇酸酸优先,遇盐水在前。
⑤考虑钠与酸、碱、盐的水溶液反应时,要注意Na与水反应的同时,生成的NaOH还可能继续与部分溶质反应。
⑥对钠与酸反应的计算问题,勿忽略Na若过量还可与H2O反应。
知识点2 钠的氧化物
1.氧化钠和过氧化钠比较
Na2O
Na2O2
电子式
氧元素化合价
______
______
色、态
______固体
______色固体
阴、阳离子个数比
1∶2
1∶2
是否为碱性氧化物
______
______
化学键类型
只有______键
有______键和______键
与水反应
________________________
____________________________________
热稳定性
不稳定(___________________)
______
与CO2反应
Na2O+CO2=Na2CO3
_______________________________
与盐酸反应
Na2O+2HCl=2NaCl+H2O
_______________________________
主要用途
用于制取少量Na2O2、烧碱
漂白剂、消毒剂、供氧剂、强氧化剂
保存方法
密封
密封、远离易燃物
2.过氧化钠的性质
(1)Na2O2的强氧化性
试剂
现象
反应原理
SO2气体
—
____________________________________
FeCl2溶液
产生______和______色沉淀
____________________________________
Na2SO3溶液
—
____________________________________
氢硫酸
溶液变浑浊
____________________________________
酚酞溶液
产生______,溶液先变______后______
与水反应生成O2和________,使溶液变红,Na2O2的______性又使之褪色
品红溶液
________
Na2O2的______性使之褪色
(2)Na2O2的还原性:当遇KMnO4等强氧化剂时,Na2O2被氧化,其氧化产物为O2。
(3)Na2O2既表现氧化性又表现还原性:遇CO2、H2O、H+则发生自身的氧化还原反应。
得分速记
①Na2O2具有强氧化性,但Na2O2与水、CO2反应时,反应为Na2O2自身的氧化还原反应,Na2O2既是氧化剂又是还原剂,1 mol Na2O2参加反应,转移1 mol的电子。
②Na2O2与其他物质反应时不一定都产生O2,如:Na2O2+SO2===Na2SO4
③Na2O2强氧化性的本质分析:
a.从结构角度:Na2O2的结构中含有过氧键(—O—O—),含有过氧键结构的物质有较强的氧化性,以此类推,如H2O2、H2SO5(过硫酸,相当于H2O2中的一个H被—SO3H取代)、Na2S2O8(过二硫酸钠)中都有过氧键结构,都是很强的氧化剂。
b.从化合价角度:Na2O2中的氧元素为-1价,有很强的氧化性,能氧化一些常见的还原剂,如SO2、Fe2+、SO、HSO、H2S、S2-、I-。同时-1价的O也有还原性,如遇到强氧化剂KMnO4也可以被氧化成O2。
3.氢氧化钠
(1)物理性质:NaOH的俗名为______碱、______碱或______钠;它是一种______固体,易溶于水并______大量的热,有吸______性;吸收空气中的水分而______;有很强的______性。
(2)化学性质:
①具有______的通性:能使酸碱指示剂变色;与强酸反应;与酸性氧化物、两性氧化物反应;与盐反应(强碱制弱碱)。
②其他反应:
与金属铝反应:____________________________________与非金属单质反应:____________________________________
酯类水解:____________________________________
(3)NaOH的制取:
①实验室(土法)制烧碱____________________________________
②现代工业制碱:____________________________________
(4)NaOH在有机反应中的应用:提供______环境,如卤代烃的水解和消去反应、酯类的水解和油脂的皂化等。
考●向●破●译
考向1 考查钠的性质、保存与用途
例1(江苏模拟重组)下列有关物质性质与用途具有对应关系的是
A.Na2O2具有强氧化性,可用作呼吸面具供氧剂
B.Na具有强还原性,可用于和TiCl4反应制备Ti
C.钠的密度较小,可用于制作高压钠灯
D.Na有导电性,可用作快中子反应堆的热交换剂
解题妙招
钠与氧气和不同溶液反应的规律
①Na与O2反应条件不同,产物不同:4Na+O2===2Na2O、2Na+O2Na2O2。
②钠与不同溶液反应共性:均属于剧烈的置换反应;钠浮在液面上;钠熔化成光亮的小球;在液面上不停地游动直至反应完;反应中不停地发出“嘶嘶嘶”的响声。
③钠与不同溶液反应差异性:与酸及能形成弱碱的金属盐溶液反应时,由于溶液中H+浓度较大,反应比与水剧烈,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(如生成难溶碱)、气体(NH3)等。
【变式1·变考法】(2024·江苏模拟预测)关于反应2FeH(SO4)2+40Na2Fe+4Na2S+16Na2O+H2↑,下列说法不正确的是(NA为阿伏加德罗常数的值)
A.Na2S既是氧化产物又是还原产物 B.FeH(SO4)2中Fe的化合价为+3
C.生成22.4 L H2转移电子的数目为40NA D.该反应需要在uce隔绝空气的条件下进行
【变式2·变思维】(2026·江苏扬州调研)化学变化的目的通常为生成物质或获得能量。下列变化主要为获得能量的是
A. 木炭在空气中反应生成CO2 B. H2在Cl2中反应生成HCl
C. Na在O2中反应生成Na2O2 D. Fe在Cl2中反应生成FeCl3
【变式3·变载体】(2025·江苏南通模拟预测)下列说法错误的是
①金属Na着火时立即用冷水扑灭
②向装有Na2O2的试管中滴加少量水,观察是否有气泡产生,检验Na2O2是否变质
③Na2O2用棉花包裹放在陶土网上,向棉花上滴几滴水,观察棉花是否燃烧,探究Na2O2与H2O反应放热
④向乙醇中加入一小粒金属钠,观察是否产生无色气体,检验乙醇中是否含有水
A.①②④ B.①②③
C.①③④ D.②③④
考向2 考查钠的氧化物组成、性质及应用
例2(2026·江苏扬州中学月考)对Na2O2与CO2和H2O(g)混合气体的反应来说,下列说法错误的是
A.只要参加反应的Na2O2一定,反应生成的氧气就一定
B.只要CO2和H2O(g)的总的物质的量一定,反应所消耗的Na2O2的量就一定
C.只要气体的总物质的量一定,反应中所转移的电子的物质的量就一定
D.只要混合气体的总物质的量一定,固体所增加的质量就一定
解题妙招
“四个角度”理解H2O、CO2与Na2O2反应的定量关系
①物质的量关系:无论是CO2或H2O的单一物质还是二者的混合物,通过足量的Na2O2时,CO2或H2O与放出O2的物质的量之比均为2∶1。
②气体体积关系:若CO2和水蒸气的混合气体(或单一气体)通过足量的Na2O2,则气体体积减少的量等于原混合气体体积的,且等于生成氧气的体积。
③转移电子关系:2 mol Na2O2不论与H2O还是与CO2反应均生成1 mol O2,转移2 mol电子。
④固体质量关系:
2CO+O22CO2 ①
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2 ②
①+②得,Na2O2+CO===Na2CO3(虚拟的反应)
即CO可被Na2O2完全吸收,固体增重即为CO的质量;
2H2+O22H2O ③
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑ ④
③+④得:Na2O2+H2===2NaOH(虚拟的反应)
即H2可被Na2O2完全吸收,固体增重即为H2的质量。
结论:凡分子组成符合(CO)m·(H2)n的物质,m g该物质在O2中完全燃烧,将其产物(CO2和水蒸气)全部通过足量Na2O2后,固体增重为m g。或者是由C、H、O三种元素组成的物质,只要C、O原子个数比为1∶1,即可满足上述条件。中学阶段常见的符合这一关系的物质有:
①无机物:H2、CO及H2和CO的混合气体;
②有机物:CH3OH(甲醇)、HCHO(甲醛)、CH3COOH(乙酸)、C6H12O6(葡萄糖)等。
【变式1·变考法】(江苏模拟重组)下列说法正确的是
A.Na2O2呈淡黄色,可用于呼吸面罩中作供氧剂点燃
B.向CuSO4溶液中加入小粒金属钠:2Na+Cu2+=Cu+2Na+
C.Na2O2吸收SO2:2Na2O2+2SO2=2Na2SO4+O2
D.NaNa2O2O2
【变式2·变载体】(2025·江苏淮安·一模)反应2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2可用于制备氧气。下列说法不正确的是
A.Na+的结构示意图为 B.Na2O2中既含离子键又含共价键
C.CO32-中C元素的化合价为+4 D.CO2的空间构型为直线形
【变式3·变题型】(2026·江苏淮安中学月考)图示为证明过氧化钠可在呼吸面具和潜水艇中做供氧剂的实验装置图,其中a装置是实验室制备二氧化碳的装置,c中盛放的是过氧化钠。下列说法正确的是
A.a中可以用Na2CO3和稀盐酸来制备CO2
B.b装置中是饱和Na2CO3溶液,作用是除去a中产生的HCl
C.c中只发生2Na2O2 +2CO2=2Na2CO3+O2
D.f中收集的气体是纯净的O2
考点二 碳酸钠和碳酸氢钠
知●识●解●构
知识点1 碳酸钠和碳酸氢钠的性质及用途
1.物理性质和用途
名称
碳酸钠(Na2CO3)
碳酸氢钠(NaHCO3)
颜色、状态
______色粉末
______色晶体
俗名
__________
______
水溶性
______于水(20 ℃,S=21.5 g)
易溶于水,但比Na2CO3的溶解度______(20 ℃,S=9.6 g)
水溶液酸碱性
碱性较______
碱性较______
主要用途
用于______、肥皂、合成洗涤剂、______等工业中
灭火器、治疗______过多、______的主要成分之一
2.化学性质
(1)与酸(足量盐酸)反应(化学方程式):
①Na2CO3:____________________________________。
②NaHCO3:____________________________________。(反应更______)
(2)热稳定性:
①Na2CO3性质______,受热______分解。
②NaHCO3性质不稳定,受热易分解,化学方程式为____________________________________。
(3)与碱(NaOH溶液)反应
①Na2CO3:与NaOH溶液______反应。
②NaHCO3:____________________________________。
(4)与Ca(OH)2溶液反应(离子方程式):
①Na2CO3:____________________________________
②NaHCO3:(存在少量过量问题)
Ca(OH)2少量:_____________________________________;
Ca(OH)2过量:____________________________________
(5)与盐Al2(SO4)3反应(离子方程式):
①Na2CO3:____________________________________
②NaHCO3:____________________________________
(6)相互转化
①Na2CO3 →NaHCO3:向Na2CO3溶液中通入CO2,化学方程式为____________________________。
②NaHCO3 →Na2CO3:NaHCO3固体加热分解转化成Na2CO3。
得分速记
CO2气体与饱和Na2CO3溶液反应生成沉淀原因:①反应方程式:CO2+H2O+Na2CO3=2NaHCO3↓;②生成NaHCO3的质量比原Na2CO3的质量大;③NaHCO3的溶解度小于Na2CO3的溶解度;④反应消耗溶剂水,能溶解的溶质进一步减少。
知识点2 碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别与除杂
1.Na2CO3、NaHCO3的鉴别
(1)固体的鉴别用______法:产生使澄清石灰水变浑浊的气体的是NaHCO3固体。
(2)溶液的鉴别可用沉淀法、气体法和测pH法。
①沉淀法:加入BaCl2溶液或CaCl2溶液,产生沉淀的是________________________溶液。
②气体法:滴入稀盐酸,立即产生气泡的是________________溶液。
③测pH法:用pH试纸测相同浓度的稀溶液,pH大的是________________________溶液。
【易错提醒】
鉴别Na2CO3和NaHCO3时,不能用NaOH溶液(虽然前者不反应后者反应,均无明显现象),也不能用澄清的石灰水或Ba(OH)2溶色液,均产生白色沉淀。
2.Na2CO3、NaHCO3的除杂
序号
混合物(括号内为杂质)
除杂方法
①
Na2CO3(s)(NaHCO3)
______
②
NaHCO3(aq)(Na2CO3)
__________________
③
Na2CO3(aq)(NaHCO3)
________________
得分速记
①NaHCO3与碱溶液反应的实质是HCO与OH-反应生成CO,CO有可能发生后续反应,如NaHCO3与Ca(OH)2溶液反应可以生成白色沉淀CaCO3;
②不能用澄清石灰水来鉴别Na2CO3与NaHCO3:Ca(OH)2溶液与二者反应均生成白色沉淀CaCO3,无法区别;
③用盐酸鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液时,要求两溶液浓度相差不大,且加入的盐酸等浓度且不宜过大;
④Na2CO3、NaHCO3与酸、碱、盐反应均为复分解反应,因而反应能否进行应从复分解反应的条件来判断。
知识点3 侯氏制碱法
1.Na2CO3和NaHCO3与盐酸反应图像分析
实验操作
n(CO2)—n(HCl)图像
反应
向Na2CO3溶液中逐滴滴入盐酸
Oa段:____________________________________
ab段:____________________________________
图像特点:Oa=ab
向NaHCO3溶液中逐滴滴入盐酸
____________________________________
向NaOH和Na2CO3的混合溶液中逐滴滴入盐酸
Oa段:____________________________
ab段:______________________________
图像特点:Oa>ab
2.侯氏制碱法(联合制碱法)
侯氏制碱法又称联合制碱法,是我国化学工程专家侯德榜于1943年所发明的一种高效、低成本的制碱方法,是将索尔维制碱法和合成氨法两种工艺联合起来,同时生产纯碱和氯化铵两种产品的方法。
(1)制备原料:____________二氧化碳,其中二氧化碳是合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气,反应方程式为:C+H2O(g) CO+H2,CO+H2O(g)CO2+H2。
(2)工艺流程
(3)反应原理:
①产生NaHCO3的反应:____________________________________。
②产生Na2CO3的反应:____________________________________。
(4)绿色思想:循环使用的物质为____________、饱和食盐水。能充分利用食盐中的钠和氯,避免产生大量的氯化钙废液和废渣,并可节省一些设备。
考●向●破●译
考向1 考查碳酸钠和碳酸氢钠的性质、转化及应用
例1(2024·江苏盐城模拟改编)某同学用Na2CO3和NaHCO3溶液进行如图所示实验。下列说法不正确的是
A.实验前pH(Na2CO3)>pH(NaHCO3)
B.实验后两溶液中离子种类完全相同
C.Na2CO3溶液中生成的沉淀比NaHCO3溶液中生成的沉淀多
D.NaHCO3溶液中发生的反应为2HCO3-+Ca2+=CaCO3↓+CO2↑+H2O
解题妙招
突破Na2CO3、NaHCO3的鉴别方法
①利用热稳定性不同:固体无明显变化的是Na2CO3,放出无色使澄清石灰水变浑浊气体的是NaHCO3。
②利用和酸反应生成气体的速率不同(相同条件下)
。
【变式1·变载体】(2026·江苏扬州·一模)制备Na2SO3溶液的过程如下:由Na2CO3固体配制0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液,向其中通入SO2至pH约为4;由NaOH固体配制1 mol·L-1 NaOH溶液,滴加到之前溶液中至pH约为10,得到Na2SO3溶液。下列说法正确的是
A.称量Na2CO3固体时,应将试剂放入天平右边的托盘内
B.使用托盘天平(含砝码)、烧杯、量筒、玻璃棒等仪器可粗略配制1 mol·L-1的NaOH溶液
C.用图1装置制备SO2
D.用图2装置测量溶液的pH
【变式2·变题型】(2025·江苏苏锡常镇·二模)实验室模拟侯氏制碱制备Na2CO3。下列实验原理、装置及操作不能达到实验目的的是
A.制取CO2
B.制取NH3
C.制备NaHCO3固体
D.灼烧NaHCO3固体
A.A B.B C.C D.D
【变式3·变考法】(2025·江苏省省苏锡常镇四市二模)实验室用如下方案测定Na2CO3和NaHCO3混合物的组成:称取一定质量样品溶解于锥形瓶中,加入2滴指示剂M,用标准盐酸滴定至终点时消耗盐酸V1mL;向锥形瓶中再加入2滴指示剂N,继续用标准盐酸滴定至终点,又消耗盐酸V2mL。下列说法正确的是
A.指示剂可依次选用甲基橙、酚酞
B.样品溶解后的溶液中:2cNa+=3cHCO3-+3cCO32-+3cH2CO3+2cCO32-
C.滴定至第一次终点时的溶液中:cNa++cH+=cOH-+cHCO3-+2cCO32-
D.样品中Na2CO3和NaHCO3物质的量之比为
考向2 考查碳酸钠和碳酸氢钠与酸反应分析及计算
例2(2026·江苏常镇中学月考)向体积均为10mL且物质的量浓度相同的两份NaOH溶液中分别通入一定量的CO2得到溶液甲和乙。向甲、乙两溶液中分别滴加0.1 mol·L-1盐酸。此时反应生成CO2体积(标准状况)与所加盐酸体积间的关系如图所示。则下列叙述中正确的是
A.乙溶液中含有的溶质是Na2CO3、NaHCO3
B.当0<V(HCl)<10 mL时,甲溶液中发生反应的离子方程式为OH-+H+ =H2O
C.原NaOH溶液的物质的量浓度为0.5mol·L-1
D.乙溶液中滴加盐酸后产生CO2体积的最大值为112 mL(标准状况)
解题妙招
Na2CO3、NaHCO3与强酸反应规律探究
①物质转化的过程:Na2CO3NaHCO3CO2↑。
②含相同物质的量的Na2CO3和NaHCO3溶液,与盐酸完全反应消耗V(盐酸),Na2CO3经两步反应转化为CO2,各步消耗V(盐酸)相等。
③含相同物质的量的Na2CO3和NaHCO3溶液,与盐酸完全反应消,生成CO2的物质的量相同。
【变式1·变题型】(2026·江苏常州中学月考)向100 mL NaOH溶液中通入一定量的CO2气体,经充分反应后,再向所获得的溶液中逐滴加入0.1 mol/L的盐酸,产生CO2的体积与所加盐酸体积之间关系如图所示。下列判断不正确的是
A.原NaOH溶液的物质的量浓度为0.1 mol/L
B.通入CO2在标准状况下的体积为224 mL
C.V(盐酸)在0~25 mL的范围内发生的离子反应为CO+H+===HCO
D.所得溶液的溶质成分为Na2CO3和NaHCO3
【变式2·变载体】 (2026·河北邯郸联考)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与其反应,得到的图像如下。下列说法正确的是
A.标注NaCl的直线也能代表产生的CO2的物质的量的变化情况
B.原混合物中Na2CO3和NaHCO3的物质的量之比为1∶2
C.盐酸的浓度为0.05 mol/L
D.原混合物中有10.6 g Na2CO3
【变式3·变考法】 (2025·江苏徐州期中)向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1 mol·L-1稀盐酸,CO2的生成量与加入盐酸的体积(V)的关系如图所示。下列判断正确的是
A.在0~a范围内,只发生中和反应
B.ab段发生反应的离子方程式为CO32-+2H+=CO2↑+H2O
C.a=0.3
D.原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为1∶2
考向3 考查侯氏制碱法
例3(2026·江苏·一模)实验室利用侯氏制碱法制纯碱的实验装置或操作,能达到目的的是
A.制备NH3
B.制备NaHCO3
C.分离NaHCO3
D.制备Na2CO3
A.A B.B C.C D.D
【变式1·变载体】(2025·江苏无锡期中)实验室制取纯碱,下列相关原理、装置能达到实验目的的是
A.制取CO2
B.除去CO2中HCl
C.制取NaHCO3
D.制取纯碱
【变式2·变题型】(2026·江苏苏州模拟)侯德榜是我国近代化学工业的奠基人之一。侯氏制碱法的流程如下图所示。
下列说法不正确的是
A.向饱和食盐水中先通入NH3再持续通入CO2,有利于生成HCO3-
B.“碳酸化”过程放出大量的热,有利于提高碳酸化的速率和NaHCO3的直接析出
C.母液1吸氨后,发生HCO+NH3·H2O=CO+NH+H2O
D.“冷析”过程析出NH4Cl,有利于“盐析”时补加的NaCl固体溶解
【变式3·变考法】(2025·四川成都外国语学校模拟)侯氏制碱法将CO2通入氨化的饱和氯化钠溶液中反应,。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A. 向1L1mol/L的NH4Cl的溶液中加入氨水至中性,溶液中数目小于NA
B. 工业上由N2合成17gNH3,转移电子的数目小于3NA
C. NaCl和NH4Cl的混合物中含1molCl-,则混合物中质子数目为28NA
D. 0.1mol/LNaHCO3溶液中含数目小于0.1NA
考点三 碱金属 焰色试验
知●识●解●构
知识点1 碱金属的性质
1.碱金属的相似性和递变性
相似性
递变性(由LiCs)
原子结构
周期表中的位置:第______族
最外层均为______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______
元素性质
都具有较强的金属性,最高正价均为______价;最高价氧化物对应的水化物均为______碱(所以称为碱金属),典型的活泼金属元素;
金属性(还原性)逐渐______;最高价氧化物对应的水化物的碱性逐渐______,如碱性:
CsOH______RbOH______KOH______NaOH______LiOH;
物理性质
(除Cs外)都呈______色,密度较______,熔、沸点较______;
密度逐渐______(钾反常);熔、沸点逐渐______;
化
学
性
质
与
非
金
属
反
应
与钠相似,都具有较强的______性
还原性逐渐______
4Li+O22Li2O
4Na+O2===2Na2O、2Na+O2Na2O2
4K+O2===2K2O、2K+O2K2O2
K+O2KO2 (超氧化钾)
2R+X22RX (X=F、Cl、Br、I)
2R+SR2S
与O2反应越来越______,产物越来越______;Li与氧气常温和加热都只能生成Li2O。
与水反应
2R+2H2O===2ROH+H2↑
与H2O反应越来越剧烈;Li与水反应不熔化,钠与水反应时熔化,钾与水反应熔化,且使产生的H2燃烧发生轻微爆炸,Rb、Cs遇水发生剧烈爆炸
原因
随着原子核外电子层数的增多,原子半径依次______,原子核对最外层电子的吸引力逐渐______,失去电子的能力逐渐______,单质的还原性______,元素的金属性______。
2.碱金属的特殊性质
(1)碱金属的密度一般随核电荷数的增大而增大,但钾的密度比钠的______。
(2)碱金属一般都保存在煤油中,但由于锂的密度小于煤油的密度而将锂保存在______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______形式存在,显______价,碱金属氢化物是______剂。
(4)试剂瓶中的药品取出后,一般不能放回原瓶,但Na、K等需________。
(5)碱金属常温下均能与氧气反应生成氧化物(R2O),但Li与氧气不管是常温还是加热均生成__________________。
(6)锂易于氮气反应生成Li3N (因为锂和镁处于对角线位置,化学性质相似,即LiOH、Li2CO3均为沉淀)。
(7)锂的熔点最高,金属性最弱,因而锂与水反应较______且反应时锂并不______。
(8)超氧化物(KO2)、臭氧化物(RbO3)与Na2O2性质类似,都能与H2O、CO2反应,具有强氧化性
知识点2 焰色试验
1.概念
很多金属单质或它们的______在灼烧时都会使火焰呈现特殊颜色,根据火焰呈现的特征颜色判断试样所含金属______的定性分析操作。焰色反应属于______变化,属于元素的______性质。
2.操作步骤
铂丝无色待测物观察火焰颜色铂丝无色。
3.常见元素的焰色
金属元素
钠
钾
锂
铷
钙
铜
锶
钡
焰色
黄色
(浅)紫色
(透过蓝色钴玻璃)
紫红色
紫色
砖红色
绿色
洋红色
黄绿色
得分速记
①观察钾元素的焰色反应时,要透过蓝色的钴玻璃,目的是滤去黄色的光,避免少量的钠元素对鉴别钾元素的干扰
②鉴别物质和某些元素并不是所有元素,因为有些元素的焰色是无色的,如:铁、铬、铂、钨
③铂丝在使用前要用稀盐酸将其表面物质洗净,然后在火焰上灼烧至无色,这是因为金属氯化物在灼烧时易挥发,若用稀H2SO4洗涤铂丝,由于硫酸盐的熔、沸点较高而难以挥发,会对后面实验造成干扰。
考●向●破●译
考向1 考查碱金属元素的相似性和递变性
例1(2024·江苏无锡模拟)钠及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是
A.金属钠与熔融的TiCl4反应可制备金属钛
B.呼吸面具中的Na2O2吸收人体呼出的CO2和H2O,同时释放出O2
C.侯氏制碱法的原理是将NH3通入到含有CO2的饱和食盐水中制得NaHCO3
D.泡沫灭火器的原理是利用NaHCO3溶液与Al2(SO4)3溶液混合制取CO2
解题妙招
碱金属的化学性质的相似性和递变性
【变式1·变载体】 (2025·重庆模拟)下列关于碱金属和卤族元素说法不正确的是
A.碱金属元素的焰色试验现象均相同
B.碱金属从上到下第一电离能逐渐减小,卤族元素从上到下电负性逐渐减小
C.碱金属和卤族原子从上到下半径均逐渐增加
D.熔点:NaCl>KBr>CsI
【变式2·变考法】(2025•四川雅安•二模)从锂离子电池正极材料LiCoO2(含少量金属Cu)中提取Li和Co,得到的Co(OH)2和Li2CO3在空气中煅烧,可实现LiCoO2的再生。一种现行回收工艺的流程如下图所示。已知:,。下列说法正确的是
A. “浸取”反应中,正极材料成分为还原剂
B. “浸取”时LiCoO2转化为Li2SO4和CoSO4
C. “滤液2”中Cu2+的浓度比Co2+的浓度大
D. LiCoO2再生:2Co(OH)2+Li2CO32LiCoO2+CO↑+2H2O
【变式3·变题型】(2026·江苏扬州中学、盐城中学等四校联考)从锂云母精矿(主要成分为和K、、、、等元素的硅酸盐)中提取锂、铷、铯的工艺流程如下:
已知:①的熔点为851℃;的熔点为1088℃,熔化后形成的玻璃态硅酸盐流动性较差;
②。
(1)高温焙烧
①控制焙烧温度为900~1000℃,其优点是_______。
②焙烧时,矿物中的与、反应生成硅酸钙,同时产生一种可以破坏矿物结构的无色气体,有利于后续锂、铷、铯的浸出。写出该反应的化学方程式_______。
③焙烧时,其他条件不变,控制m(锂云母),改变的含量对锂、铷、铯浸出率的影响如图-1所示。工业上选择m(锂云母)的原因是_______。
(2)提取锂、铷、铯
①水浸。其他条件不变,浸出时间1h,液固比[]对锂、铷、铯浸出率的影响如图-2所示。当时,锂、铷、铯的浸出率随的减小均下降的原因_______。
②碳酸化除钙。浸出液中、,若向浸出液中加入等体积溶液,使沉淀完全,则加入溶液的初始浓度至少为_______(写出计算过程)。
[已知:;当离子浓度小于时认为沉淀完全;忽略溶液混合过程中的体积变化]
(3)锂的应用
以等物质为原料制备了具有锂离子通道的导电氧化物(),其立方晶胞和导电时迁移过程如图-3所示(已知该氧化物中为价,为价)。若,则空位的数目_______。
考向2 考查焰色试验
例2(2025·江苏无锡联考)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
【变式1·变考法】(江苏模拟重组)下列说法正确的是
A.如图所示装置为观察纯碱的焰色试验
B.Li质量轻、比能量大,故可用作电池正极材料
C.Na和Li分别在O2中燃烧得到Na2O和Li2O
D.用铂丝蘸取某溶液进行焰色试验,火焰呈黄色,说明溶液中无K+
【变式1·变载体】(2026·江苏常州中学月考)下列有关焰色试验的说法正确的是
A.金属及其化合物在灼烧时产生的不同特征颜色是发生物理变化引起的
B.焰色试验适合所有金属元素的检验
C.某溶液做焰色试验,火焰呈黄色说明该溶液一定含有钠元素,一定不含钾元素
D.焰色试验必需的仪器及试剂:铂丝或光洁无锈的铁丝、酒精灯或煤气灯、稀硫酸
【变式3·变题型】(2025·江苏新高考基地学校二模)室温下,由下列实验操作及现象能得到相应结论的是
选项
实验操作及现象
结论
A
向溶液中通入足量,然后再将产生的气体导入溶液中,产生黑色沉淀
B
向滴有的溶液中加入硝酸酸化的溶液,溶液变红
氧化性:
C
将洁净的铂丝在酒精灯外焰灼烧至与原来火焰颜色相同,再蘸取某溶液在外焰上灼烧,火焰呈黄色
该溶液的溶质为钠盐
D
向浓度均为和混合溶液中加入溶液,出现白色沉淀
A.A B.B C.C D.D
真题溯源·考向感知
1.(2025·江苏·高考真题)中国对人类科学进步与技术发展贡献卓著。黑火药(主要成分:、S和C)是中国古代四大发明之一。侯德榜发明的“联合制碱法”将合成氨法与氨碱法联合,突破了国外制碱技术封锁。我国科学家在世界上首次人工合成结晶牛胰岛素;采用有机合成与酶促合成相结合的方法,人工合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸。徐光宪提出的稀土串级萃取理论使我国稀土提取技术取得重大进步。屠呦呦等采用低温、乙醚冷浸提取的青蒿素(,含)在治疗疟疾中起到重要作用。闵恩泽研制新型催化剂解决了重油裂解难题。下列化学反应表示正确的是
A.黑火药爆炸:
B.电解饱和溶液制:
C.重油裂解获得的丙烯制聚丙烯:
D.向饱和氨盐水中通入过量:
2.(2025·黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古卷)钠及其化合物的部分转化关系如图。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
NaClNaNa2O2NaOHNaClO
A.反应①生成的气体,每11.2 L(标准状况)含原子的数目为NA
B.反应②中2.3 g Na完全反应生成的产物中含非极性键的数目为0.1NA
C.反应③中1 mol Na2O2与足量H2O反应转移电子的数目为2NA
D.100 mL 1 mol·L-1 NaClO溶液中,ClO-的数目为0.1NA
3.(2025•山东卷)化学应用体现在生活的方方面面,下列用法不合理的是
A.用明矾净化黄河水 B.用漂白粉漂白蚕丝制品
C.用食醋去除水壶中水垢 D.用小苏打作烘焙糕点膨松剂
4.(2025·浙江1月卷)下列物质的结构或性质不能说明其用途的是
A.葡萄糖分子结构中有多个羟基,故葡萄糖可与银氨溶液反应制作银镜
B.具有网状结构的交联橡胶弹性好、强度高,故可用作汽车轮胎材料
C.SiC的碳、硅原子间通过共价键形成空间网状结构,硬度大,故SiC可用作砂轮磨料
D.NaHCO3能中和酸并受热分解产生气体,故可用作加工馒头的膨松剂
5.(2025•黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古卷)钠及其化合物的部分转化关系如图。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.反应①生成的气体,每11.2L(标准状况)含原子的数目为NA
B.反应②中2.3gNa完全反应生成的产物中含非极性键的数目为0.1NA
C.反应③中1molNa2O2与足量H2O反应转移电子的数目为2NA
D.100L1mol·L-1NaClO溶液中,ClO⁻的数目为0.1NA
6.(2024·江苏卷)在给定条件下,下列制备过程涉及的物质转化均可实现的是
A.HCl制备:NaCl溶液和
B.金属Mg制备:溶液
C.纯碱工业:溶液
D.硫酸工业:
7. (2024·江苏省卷)室温下,根据下列实验过程及现象,能验证相应实验结论的是
选项
实验过程及现象
实验结论
A
用溶液分别中和等体积的溶液和溶液,消耗的溶液多
酸性:H2SO4>CH3COOH
B
向溶液中滴加几滴溴水,振荡,产生淡黄色沉淀
氧化性:
C
向浓度均为的CaCl2和BaCl2混合溶液中滴加少量溶液,振荡,产生白色沉淀
溶度积常数:CaCO3>BaCO3
D
用pH试纸分别测定溶液和溶液pH,溶液pH大
结合能力:
A. A B. B C. C D. D
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