第01讲 钠及其重要化合物(复习讲义)(北京专用)2027年高考化学一轮复习讲练测
2026-06-29
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2份
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64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 |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2027-2028 |
| 地区(省份) | 北京市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.44 MB |
| 发布时间 | 2026-06-29 |
| 更新时间 | 2026-06-29 |
| 作者 | 乘风培优工作室 |
| 品牌系列 | 上好课·一轮讲练测 |
| 审核时间 | 2026-06-29 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58554149.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,覆盖钠与氧化物、碳酸钠和碳酸氢钠、碱金属与焰色反应等核心考点,按“性质-转化-应用”逻辑构建知识网络,通过命题透视研判考情,思维建模梳理脉络,考点精讲拆解核心,真题溯源感知考向,形成“考点梳理-方法指导-真题训练”的系统复习流程,助力学生突破性质差异辨析、工业流程分析等难点。
讲义突出学科素养导向,创新采用“考向-妙招-变式”三维突破策略,如针对碳酸钠与盐酸反应,通过数形结合思想构建图像分析模型培养科学思维,结合本土碱化工情境设计探究题落实科学探究与实践。设置分层练习配合解题模板,确保高效突破高频考点,为教师提供精准复习节奏把控依据,提升学生新情境下问题解决能力。
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 钠及其氧化物
知识解构
知识点1
钠的性质与应用
∣ 知识点2
钠的氧化物
知识点3
钠的氢氧化物
考向破译
考向1
考查钠的性质及其应用
∣ 考向2 考查钠的氧化物及其应用
解题妙招1 金属钠与可溶性盐溶液反应的思维模板
考点二 碳酸钠
和
碳酸氢钠
知识解构
知识点1 Na
2
CO
3
、NaHCO
3
的性质、用途及制法 ∣ 知识点2 侯氏制碱法
知识点3
Na
2
CO
3
和NaHCO
3
的
鉴别与除杂
∣ 知识点
4
Na
2
CO
3
、NaHCO
3
与盐酸反应的基本图象
考向破译
考向1 考查碳酸钠和碳酸氢钠性质与检验 ∣ 考向2 考查侯氏制碱法
考向
3
考查碳酸钠、碳酸氢钠与酸反应图象 ∣ 考向
4
考查Na
2
CO
3
和NaHCO
3
的
鉴别与除杂
解题妙招1 用数形结合思想理解碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸的反应
考点
三
碱金属 焰色反应
知识解构
知识点
1
碱金属的一般性与特殊性 ∣ 知识点2 焰色试验
考向破译
考向1
考查碱金属的相似性、递变性 ∣ 考向2 考查焰色试验操作及应用
)
(
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--五年真题 考向梳理
核心考点
2026年
2025年
2024年
2023年
2022年
钠及其氧化物
碳酸钠、碳酸氢钠
T9(C)
T5(D)
T8
T3(A)
碱金属、焰色试验
考向解读--洞悉趋势 精准预判
►命题解码:(1) 依托北京本地碱化工、储能电池、海水提钠、盐碱地治理等本土化工与环境素材,以金属钠、过氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠为核心物质,融合物质转化、离子反应、氧化还原定量计算,侧重考查元素化合物性质的实际应用与变化观念核心素养;常结合生产流程设问,区分钠系化合物在除杂、制氧、缓冲体系中的功能差异。 (2) 以钠离子电池、钠基储氢材料、航天供氧剂、新型钠基催化剂等前沿科技为背景,围绕过氧化钠与水/ CO₂反应电子转移、钠单质与熔融盐反应、钠盐缓冲溶液平衡设置选择、工艺流程填空;突出钠及其化合物氧化还原、水解平衡的综合定量分析,强化新情境下信息提取与化学建模能力。 (3) 依托古代制碱、草木灰取碱、硝石炼制、古代冶炼钠相关记载等古文史料、传统手工业操作,结合钠的化合物转化流程考查分离提纯、鉴别、除杂操作;融合中华传统文化考点,落实北京高考素养导向,依托传统化工工艺考查物质推断、实验操作评价,增强文化自信。
►复习目标:
1. 明晰 Na、Na₂O、Na₂O₂、Na₂CO₃、NaHCO₃、NaOH 的物理性质,熟记各物质核心化学反应方程式、离子方程式,梳理完整钠元素转化网络,理清单质、氧化物、盐之间的转化逻辑。
2. 区分氧化钠与过氧化钠结构、化学键、氧化还原特性差异,熟练掌握 Na₂O₂与 H₂O、CO₂反应的电子转移、气体体积定量计算,能规避过氧化钠相关NA计算陷阱。
3. 精准辨析碳酸钠、碳酸氢钠热稳定性、溶解度、与酸反应速率、水解碱性强弱差异,掌握二者鉴别、除杂、相互转化方法,能结合图像分析二者与盐酸分步反应定量关系。
4. 理解侯氏制碱法工艺流程、反应原理、原料循环、分离操作,能结合工业流程分析钠化合物的工业制备、提纯、产率计算。
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
考点一 钠及其氧化物
知●识●解●构
知识点1 钠的性质与应用
1. 钠的物理性质
银白色,有金属光泽的固体,质地柔软,熔点(97.8℃)低(小于100 ℃),密度(0.97g·cm-3)比水的小,但比煤油的大
2.从钠的原子结构认识钠的化学性质——强还原性
(1)与非金属反应
①常温下与空气接触缓慢氧化:4Na+O2===2Na2O (现象:白色固体——新切开的钠断层变暗)
②在空气(或氧气)中燃烧:2Na+O2Na2O2 (现象:发出黄色的火焰,产生淡黄色固体)
③钠与硫混合研磨生成Na2S:2Na+S===Na2S (研磨时容易爆炸)
④在氯气中燃烧:2Na+Cl22NaCl (白烟,火焰为黄色)
⑤与氢气反应生成NaH:2Na+H22NaH
(2)与水反应:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑ 2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑
【实验探究】Na与H2O(含酚酞)反应的现象及解释
(3)与酸的反应:2Na+2HCl===2NaCl+H2↑ 2Na+2H+===2Na++H2↑ (直接与H+反应)
得分速记
1.钠与酸反应比与水反剧烈,极易爆炸,要特别小心
2.钠与酸溶液反应时先与酸反应生成H2,如果钠过量,钠把酸消耗尽之后,再与水反应
(4)钠与碱溶液的反应:钠与碱溶液反应的实质是Na与水的反应
Na与NaOH溶液的反应:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑(仅此一步反应)
(5)钠与盐溶液的反应: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)
①与CuSO4溶液反应
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑ (1)
CuSO4+2NaOH===Na2SO4+Cu(OH)2↓ (2)
合并(1)和(2)得 (方法:去掉NaOH)
2Na+2H2O+CuSO4===Na2SO4+Cu(OH)2↓+H2↑
②Na与Fe2(SO4)3溶液的反应
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
6NaOH+Fe2(SO4)3===2Fe(OH)3↓+3Na2SO4
合并(1)和(2)得 (方法:去掉NaOH)
6Na+6H2O+Fe2(SO4)3===3Na2SO4+2Fe(OH)3↓+3H2↑
③与NH4Cl溶液反应:2Na+2NH4Cl===2NaCl+2NH3↑+H2↑
(6)钠与熔融状态的盐反应:通常金属钠不能从盐溶液中置换出金属;若盐为熔融状态,钠可以置换出较不活泼的金属,如:
4Na+TiCl44NaCl+Ti
Na+KClNaCl+K↑ (制取金属钾,因为钾的沸点比钠的低,使钾成为钾蒸气而逸出)
(7)与有机物反应
①与乙醇反应:2CH3CH2OH+2Na2CH3CH2ONa+H2↑
②与苯酚反应:
③与乙酸反应:2Na+2CH3COOH2CH3COONa+H2↑ (钠与乙醇、苯酚、乙酸反应越来越剧烈)
3.钠的制取及保存
(1)制取(电解熔融的NaCl):2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑
(2)保存:密封保存,通常保存在石蜡油或煤油中
4.钠的取用
取用时一般先用镊子把钠从煤油中夹出来,并用滤纸吸干表面的煤油,然后在玻璃片用小刀切下一块绿豆粒大小的钠,并将多余的钠放回原试剂瓶中
5.钠的存在与用途
(1)存在:自然界中钠只能以化合态的形态存在,主要以氯化钠的形式存在
(2)用途:
①钠、钾合金(液态)可用于原子反应堆的导热剂
②金属钠还可用于钛、锆、铌、钽等金属的冶炼:4Na+TiCl44NaCl+Ti
③用作电光源,制作高压钠灯
④制备过氧化钠
6. 金属钠露置在空气中的变化过程
金属钠长期露置于空气中最终完全转变为Na2CO3粉末,此过程中的主要变化与现象如下所示
Na(NaOH______)
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
①浮:钠浮在液面上;②熔:钠熔化成光亮的小球;③游:在液面上不停地游动直至反应完全;④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. 氧化钠和过氧化钠的比较
物质
氧化钠 (Na2O)
过氧化钠 (Na2O2)
电子式
组成
Na+与O2-以2:1形成离子化合物
Na+与O(过氧根离子)以2:1形成离子化合物
阴、阳离子数之比
1:2
1:2
颜色状态
白色固体
淡黄色固体
是否为碱性氧化物
是
不是 (过氧化物)
氧元素化合价
-2 (最低价态)
-1 (中间价态)
生成条件
常温下与钠反应
加热或点燃金属钠
化
性
热稳定性
不稳定(2Na2O+O22Na2O2)
稳定
与H2O反
Na2O+H2O===2NaOH
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
与CO2反应
Na2O+CO2===Na2CO3
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
与酸反应
Na2O+2HCl===2NaCl+H2O
2Na2O2+4HCl===4NaCl+O2↑+2H2O
氧化性
弱氧化剂
强氧化剂
主要用途
用于制取少量Na2O2、烧碱
强氧化剂、漂白剂、供氧剂
保存
干燥、封闭
干燥、封闭
得分速记
1.Na2O2具有强氧化性,但Na2O2与水、CO2反应时,水中的氢与CO2中的碳都处于最高价态,不能被氧化,故反应为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
2.Na2O2的漂白性是指Na2O2生成的氧气可以将一些有色有机物氧化成无色,此性质称其为漂白性。漂白有色物质的反应也是氧化还原反应,是化学性质;与活性炭的漂白原理——吸附有色物质发生物理变化不同
3.Na2O2与其他物质反应时不一定都产生O2,如:Na2O2+SO2===Na2SO4
4.Na2O2与CO2、H2O(g)反应的先后顺序:一定量的Na2O2与一定量的CO2和H2O(g)的混合物的反应,可看作Na2O2先与CO2反应,待CO2反应完全后,Na2O2再与H2O(g)发生反应
2. Na2O2的强氧化性与还原性
Na2O2中氧元素为-1价,处于中间价态,既有氧化性又有还原性,主要表现较强的氧化性
(1)强氧化性
①Na2O2与SO2的反应:Na2O2+SO2===Na2SO4
②Na2O2与Na2SO3溶液的反应:Na2O2+Na2SO3+H2O===Na2SO4+NaOH
③Na2O2与FeCl2溶液的反应:能将Fe2+氧化成Fe3+,得到Fe(OH)3沉淀并产生无色气体
④Na2O2与氢硫酸的反应:Na2O2+H2S===2NaOH+S (溶液变浑浊)
⑤Na2O2与品红溶液的反应:能使品红溶液褪色
⑥Na2O2能使酚酞试液先变红(产生了碱)后褪色(漂白性),同时产生无色的气泡
(2)遇KMnO4等强氧化剂时,表现出还原性,氧化产物为O2
(3)遇CO2、H2O、H+则发生自身的氧化还原反应。
得分速记
1.过氧化钠是常用的工业漂白剂,但是不能用于食品的漂白;
2.Na2O2既有氧化性又有还原性,但主要表现为氧化性。当遇到KMnO4等强氧化剂时,可表现出还原性,氧化产物为O2;
3.Na2O2遇到CO2、H2O、H+发生自身氧化还原反应。Na2O2既是氧化剂又是还原剂,且1 mol Na2O2转移的电子是1 mol而不是2 mol。
4.Na2O、Na2O2中阴、阳离子个数比均为1∶2。
5.Na2O2与H2O、CO2的反应规律
电子转移关系
当Na2O2与CO2、H2O反应时,物质的量关系为2Na2O2~O2~2e-,n(e-)=n(Na2O2)=2n(O2)
气体体积变化关系
若CO2、水蒸气(或两混合气体)通过足量Na2O2,气体体积的减少量是原气体体积的,等于生成氧气的量,ΔV=V(O2)=V
固体质量变化关系
CO2、水蒸气分别与足量Na2O2反应时,固体相当于吸收了CO2中的“CO”、水蒸气中的“H2”,所以固体增加的质量Δm(CO2)=28 g·mol-1×n(CO2)、Δm(H2O)=2 g·mol-1×n(H2O)
知识点3 钠的氢氧化物
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 考查钠的性质及其应用
例1(25-26高三上·北京东城·期末)下列关于钠及其化合物的叙述不正确的是
A.钠与水反应放出热量
B.Na2O与Na2O2均能与水反应生成NaOH
C.钠切开后,光亮的表面迅速变暗,是因为生成了Na2O2
D.用加热的方法可除去Na2CO3粉末中含有的少量NaHCO3
【答案】C
【详解】A、Na和水反应是放热反应,A正确;
B、Na2O与Na2O2均能与水反应生成NaOH,B正确;
C、Na切开后,光亮的表面迅速变暗,是因为生成了Na2O,Na2O2呈淡黄色,C错误;
D、NaHCO3受热不稳定,受热分解生成Na2CO3,故可以用加热的方法可除去Na2CO3粉末中含有的少量NaHCO3,D正确;
故选C。
解题妙招
金属钠与可溶性盐溶液反应的思维模板
【变式1·变载体】(25-26高三上·北京·期中)下列各组物质之间的转化不能全部通过一步反应完成的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A.镁能与稀盐酸反应生成氯化镁和氢气,氯化镁溶液能与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,氢氧化镁能与稀硫酸反应生成硫酸镁和水,则物质之间的转化能全部通过一步反应完成,A不符合题意;
B.钠能与水反应生成氢氧化钠和氢气,足量的氢氧化钠溶液能与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,碳酸钠能与稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,则物质之间的转化能全部通过一步反应完成,B不符合题意;
C.铁高温条件下铁能与水反应生成四氧化三铁和氢气,不能生成氧化铁,则物质之间的转化不能全部通过一步反应完成,C符合题意;
D.常温下钠能与氧气反应生成氧化钠,氧化钠能与二氧化碳反应生成碳酸钠,碳酸钠溶液能与二氧化碳反应生成碳酸氢钠,则物质之间的转化能全部通过一步反应完成,D不符合题意;
故选C。
【变式2】(25-26高三上·北京通州·期中)钠在液氨(NH3)中溶剂化速率极快,生成蓝色的溶剂合电子,下图为钠投入液氨中的溶剂化图。钠沉入液氨中,快速得到深蓝色溶液,并慢慢产生气泡(H2)。下列说法不正确的是
A.钠的密度比液氨大
B.0.1mol钠投入液氨完全反应生成0.1mol H2
C.钠投入液氨后液体的导电性增强
D.钠和液氨发生反应,液氨为氧化剂
【答案】B
【详解】A.由“钠沉入液氨中”说明钠的密度比液氨大,A项正确;
B.“钠沉入液氨中,快速得到深蓝色溶液,并慢慢产生气泡”,说明Na与液氨作用生成蓝色的溶剂合电子和H2,Na与液氨反应的化学方程式为2Na+2NH3=2NaNH2+H2↑,0.1molNa投入液氨完全反应最多生成0.05molH2,B项错误;
C.“钠在液氨中溶剂化速率极快,生成蓝色的溶剂合电子”,液体中导电粒子的浓度增大,导电性增强,C项正确;
D.Na与液氨反应时,Na失去电子、为还原剂,液氨得到电子、为氧化剂、被还原,D项正确;
答案选B。
【变式3】(24-25高三上·北京朝阳·期中)钠与氧气发生下列反应:
①;②。
下列说法不正确的是
A.实验时②中用于盛放钠块的坩埚需干燥
B.加热后②中先生成,停止加热后,反应放出的热量使余钠熔化
C.反应①、②中生成等物质的量的,转移的电子数相同
D.中含离子键,中既含离子键又含非极性共价键
【答案】B
【详解】A.实验时②中用于盛放钠块的坩埚需干燥,防止钠与水反应,故A正确;
B.钠的熔点低,加热时钠先熔化,后燃烧产生淡黄色的过氧化钠,故B错误;
C.根据反应①有,根据反应②有,假设均生成或,可知转移电子数都是,故C正确;
D.氧化钠的电子式为:,只含有离子键,过氧化钠的电子式为:,含有离子键和非极性共价键,故D正确;
故答案选B。
考向2 考查钠的氧化物及其应用
例2(2025·北京东城·一模)关于含少量氧化钠的过氧化钠样品,下列说法不正确的是
A.阴阳离子个数比为
B.钠露置在空气中最终转化为该样品
C.能与水反应,放出热量
D.测定氧化钠质量分数的方案:取样品溶于足量盐酸,蒸干、灼烧,得固体
【答案】B
【详解】A.过氧化钠中包含2个Na+和1个,阴阳离子个数比为,故A正确;
B.金属钠放置在空气中先被氧气氧化生成氧化钠,然后吸水变成氢氧化钠,再吸收二氧化碳和水变成十水碳酸钠,最后风化得到碳酸钠粉末,故B错误;
C.氧化钠和过氧化钠均可与水反应,且为放热反应,故C正确;
D.氧化钠和过氧化钠与盐酸反应生成NaCl,假设样品中氧化钠的物质的量为、过氧化钠的物质的量为,则、,求解方程组可计算出氧化钠和过氧化钠的质量,进而计算氧化钠在样品中的质量分数,故D正确;
故答案为B。
【变式1·变载体】(2024·北京顺义·二模)某小组探究过氧化钠与二氧化硫的反应。将少量用脱脂棉包裹,放入充满的密闭三颈瓶中充分反应,反应过程中容器内含量的变化如图所示。下列说法不正确的是
A.段发生的反应有:
B.取少量点时的固体混合物,滴加酸性高锰酸钾溶液,无明显变化
C.点时,三颈瓶内气体中含有和
D.相同条件下,若将三颈瓶中的换为,重复操作,充分反应后的含量不低于点对应的含量
【答案】B
【详解】A.ab段氧气含量增大故存在反应2Na2O2+2SO2═2Na2SO3+O2,故A正确;
B.c点O2含量大于初始点的,说明生成的O2未全部参与反应,根据分析中方程式可知,肯定有Na2SO3固体存在,所以c点固体混合物为Na2SO3和Na2SO4的混合物,取少量c点时的固体混合物,滴加酸性高锰酸钾溶液,高锰酸钾溶液会褪色,故B错误;
C.c点时,固体物质可能为硫酸钠或亚硫酸钠和硫酸钠混合物,三颈瓶内气体中可能含有SO2和O2,故C正确;
D.相同条件下,将SO2换成CO2后,重复上述操作,只发生反应2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2,300秒时O2含量高于c点,故D正确;
故选:B。
【变式2·变题型】(25-26高三上·北京朝阳·期末)探究与水反应所得溶液的成分,进行如下实验;
①将5 mL水加入盛有固体的试管中,产生气体,得到溶液a()
②取溶液a,加入少量粉末,产生能使带火星的木条复燃的气体
③另取溶液a,滴加溶液,溶液迅速褪色,产生气体及棕色沉淀()
④取的溶液,滴加溶液,较长时间后溶液变为墨绿色()
下列说法不正确的是
A.①中可能发生:、、
B.②中与③中的作用不同
C.③中产生气体与的物质的量之比为3:2
D.④的目的:排除③中使溶液褪色的可能
【答案】C
【详解】A.①中产生气体,说明有氧气生成,主要反应为;为中间步骤,随后分解:,A正确;
B.②中MnO2催化H2O2分解产生O2,为催化剂;③中KMnO4被H2O2还原为MnO2,为氧化剂,作用不同,B正确;
C.③中反应为,该产生气体与沉淀物质的量之比为3:2,但生成的MnO2会催化分解产生更多的氧气,故③中产生气体与的物质的量之比大于3:2,C错误;
D.④中纯NaOH溶液使KMnO4缓慢褪色生成,而③中快速褪色生成MnO2,排除NaOH导致快速褪色的可能,D正确;
答案选C。
【变式3·变考法】(25-26高三下·北京丰台·调研)实验小组研究Na与CO2的反应,装置、步骤和现象如下:
实验步骤和现象:
i. 通入CO2至澄清石灰水变浑浊后,点燃酒精灯。
ii. 一段时间后,硬质玻璃管中有白色物质产生,管壁上有黑色物质出现。检验CO的试剂未见明显变化。
iii. 将硬质玻璃管中的固体溶于水,未见气泡产生;过滤,向滤液中加入过量BaCl2溶液,产生白色沉淀;再次过滤,滤液呈碱性;取白色沉淀加入盐酸,产生气体。
iv. 将管壁上的黑色物质与浓硫酸混合加热,生成能使品红溶液褪色的气体。
下列说法不正确的是
A.步骤i的目的是排除O2的干扰
B.步骤iii证明白色物质是Na2CO3
C.步骤iv发生反应的化学方程式为C + 2H2SO4(浓) CO2↑+ 2SO2↑+ 2H2O
D.根据以上实验推测:CO2与金属K也可以发生反应并被还原
【答案】B
【详解】A. 通入CO2至澄清石灰水变浑浊后,可以排除试管内原有氧气的干扰,故A正确;
B. 将硬质玻璃管中的固体溶于水,未见气泡产生,说明不存在Na2O2;向滤液中加入过量BaCl2溶液,产生白色沉淀,加入盐酸,产生气体说明白色固体中存在Na2CO3;再次过滤,滤液呈碱性,说明白色固体中也存在Na2O,故B错误;
C. 黑色物质是C,C和浓硫酸在加热条件下发生反应:C + 2H2SO4(浓) CO2↑+ 2SO2↑+ 2H2O,故C正确;
D. K和Na都是IA族的碱金属,化学性质相似,且K比Na更加活泼,根据以上实验推测:CO2与金属K也可以发生反应并被还原,故D正确;
故选B。
考点二 碳酸钠和碳酸氢钠
知●识●解●构
知识点1 Na2CO3、NaHCO3的性质、用途及制法
物质
比较项目
Na2CO3
NaHCO3
俗名
纯碱、苏打
小苏打
色与态
白色粉末
细小白色晶体
水溶性
都易溶于水,Na2CO3的溶解度大于NaHCO3的溶解度
溶液的碱性
显碱性(较强)
显碱性(较弱)
热稳定性
稳定、受热不易分解
不稳定受热分解
2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
与酸反应
Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑
NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑
相同条件下NaHCO3比Na2CO3反应放出气体剧烈
与NaOH反应
不反应
NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O
与Ca(OH)2反应
Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOH
与Ca(OH)2反应存在少量过量问题
与BaCl2反应
Na2CO3+BaCl2===BaCO3↓+2NaCl
不反应
与CO2及H2O
Na2CO3+H2O+CO2===2NaHCO3
不反应
相互转化
用途
玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油、冶金等工业
发酵粉的主要成分之一、灭火器、治疗胃酸过多
知识点2 侯氏制碱法
制备原料
食盐、氨气、二氧化碳——合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气;其反应为
C+H2O(g)CO+H2,CO+H2O(g)CO2+H2
工艺流程
反应原理
往饱和食盐水中依次通入足量的NH3、CO2(氨碱法),利用NaHCO3的溶解性小于NH4HCO3的溶解性原理,使NaHCO3从溶液中析出
(1)产生NaHCO3的反应:NH3+NaCl+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl
(2)产生Na2CO3的反应:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
绿色思想
循环使用的物质为CO2、饱和食盐水
知识点3 Na2CO3和NaHCO3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。
2.Na2CO3、NaHCO3的除杂
混合物(括号内的为杂质)
除杂方法或所用试剂
反应原理
Na2CO3固体(NaHCO3)
加热法
2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
NaHCO3溶液(Na2CO3)
通入足量CO2
Na2CO3+H2O+CO2===2NaHCO3
Na2CO3溶液(NaHCO3)
加入适量的NaOH溶液
NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O
得分速记
1.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.将CO2气体通入饱和Na2CO3溶液中开始无明显现象,后有沉淀析出。原因是①生成NaHCO3的质量比原Na2CO3的质量大;②NaHCO3的溶解度小于Na2CO3的溶解度;③反应消耗溶剂水
知识点4 Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应的基本图象
若V(Oa)=V(ab)(即Oa段与ab段消耗盐酸的体积相同)
溶液中的溶质为Na2CO3
涉及离子方程式Oa:CO+H+===HCO;
ab:HCO+H+===H2O+CO2↑
若V(Oa)>V(ab)(即Oa段消耗盐酸的体积大于ab段消耗盐酸的体积)
溶液中的溶质为Na2CO3和NaOH
涉及离子方程式Oa:OH-+H+===H2O、
CO+H+===HCO;
ab:HCO+H+===H2O+CO2↑
若V(Oa)<V(ab)(即Oa段消耗盐酸的体积小于ab段消耗盐酸的体积)
溶液中的溶质为Na2CO3和NaHCO3
涉及离子方程式Oa:CO+H+===HCO;
ab:HCO+H+===H2O+CO2↑
若a=0(即图像从原点开始)
溶液中的溶质为NaHCO3
涉及离子方程式:HCO+H+===H2O+CO2↑
考●向●破●译
考向1 考查碳酸钠和碳酸氢钠性质
例1(25-26高三上·北京石景山·期末)某小组探究Na2CO3和NaHCO3的性质,实验步骤及记录如下:
Ⅰ.分别向盛有0.5 g Na2CO3固体、0.5 g NaHCO3固体的烧杯中加入10 mL水(20 ℃),搅拌,测量温度为T1;
Ⅱ.静置恒温后测量温度为T2;
Ⅲ.分别加入10 mL 密度约为1.1 g·mL-120%的盐酸(20 ℃),搅拌,测量温度T3。
得到下表1的数据:
回答下列问题:
(1)Na2CO3溶于水显碱性,其原因是______________________(用离子方程式表示)。
(2)根据试题后的附表判断:步骤Ⅰ中Na2CO3、NaHCO3固体分别是全部溶解还是部分溶解____________________________________。
(3)分析表1的数据得出:Na2CO3固体溶于水________,NaHCO3固体溶于水________(填“放热”或“吸热”)。
(4)甲同学分析上述数据得出:Na2CO3和NaHCO3与盐酸反应都是放热反应。
乙同学认为应该增加一个实验,并补做如下实验:向盛有10 mL水(20 ℃)的烧杯中加入10 mL________,搅拌,测量温度为22.2 ℃。
(5)结合上述探究,下列说法正确的是________。
A.NaHCO3与盐酸的反应是吸热反应
B.不能用稀盐酸鉴别Na2CO3和NaHCO3固体
C.Na2CO3、NaHCO3固体与稀盐酸反应的能量变化还与物质的溶解等因素有关
(6)丙同学为测定一份NaHCO3和Na2CO3混合固体中NaHCO3的纯度,称取m1g混合物,加热至质量不变时,称其质量为m2g,则原混合物中NaHCO3的质量分数为________(用代数式表示)。
附表:溶解度表
【答案】CO32-+H2OHCO3-+OH- Na2CO3和NaHCO3固体都是全部溶解 放热 吸热 密度约为1.1 g·mL-120%的盐酸(20 ℃) AC ×100%
【详解】试题分析:(1)Na2CO3是强碱弱酸盐,由于水解,溶液显碱性,离子方程式为CO32-+H2O HCO3-+OH- ;(2)根据溶解度计算可知步骤Ⅰ中10 mL水(20℃)可分别溶解Na2CO3、NaHCO3固体的质量为2.15g、0.96g,Na2CO3和NaHCO3固体都是全部溶解;(3)分析表1的数据得出:Na2CO3固体溶于水后温度为23.3℃高于20℃,放热,NaHCO3固体溶于水后温度为18.5℃低于20℃,吸热;(4)为了说明Na2CO3和NaHCO3与盐酸反应都是放热反应,应验证盐酸溶于水是放热还是吸热;(5)A、NaHCO3与盐酸的反应是吸热反应,A正确;B、可以用稀盐酸鉴别Na2CO3和NaHCO3固体,B错误;C、Na2CO3、NaHCO3固体与稀盐酸反应的能量变化还与物质的溶解等因素有关,C正确;答案选AC;(6)NaHCO3加热分解生成碳酸钠、水、二氧化碳;则原混合物中NaHCO3的质量分数为。
【变式1】(25-26高三上·北京昌平·期末)某小组同学进行了以下3个实验:
实验1
实验2
实验3
操作
现象
无沉淀及气体产生
有沉淀及气体产生
现象a
下列说法正确的是
A.实验1中发生了反应
B.实验2中促进了的电离平衡
C.实验3中现象a可能是:有沉淀及气体产生
D.推测:可用溶液鉴别浓度均为的溶液和溶液
【答案】B
【详解】A.根据实验1中的现象可知,没有沉淀生成,故没有发生反应,A错误;
B.实验2中有沉淀及气体产生说明,钙离子结合了碳酸氢根电离产生的碳酸根离子,同时,碳酸氢根离子电离产生的氢离子和另一个碳酸氢根离子结合生成水和二氧化碳,B正确;
C.由实验1和2可知,当钙离子浓度较小时,不容易和碳酸根离子结合生成沉淀,故现象a不会出现沉淀,C错误;
D.由实验1和2可知,饱和氯化钙可以和碳酸氢钠反应生成沉淀和气体,不饱和的氯化钙溶液,无法反应,故不能用溶液鉴别浓度均为的溶液和溶液,D错误;
故选B。
【变式2】(25-26高三上·北京石景山·期末)实验小组利用传感器探究Na2CO3和NaHCO3的性质,下列说法不正确的是
A.Na2CO3溶液和澄清石灰水反应的离子方程式:CO+Ca2+=CaCO3↓
B.滴加Na2CO3溶液的pH变化曲线与滴加蒸馏水的基本重合,说明Na2CO3溶液和澄清石灰水反应时OH-未参与反应
C.滴加NaHCO3溶液的pH变化与滴加Na2CO3溶液的有明显差异,原因是滴加NaHCO3溶液的烧杯中HCO消耗了OH-
D.NaHCO3溶液和澄清石灰水反应的离子方程式:HCO+OH-=CO+H2O
【答案】D
【详解】A.Na2CO3溶液和澄清石灰水反应生成碳酸钙和氢氧化钠,反应的离子方程式为CO+Ca2+=CaCO3↓,A正确;
B.滴加Na2CO3溶液的pH变化曲线与滴加蒸馏水的基本重合,即溶液中氢氧根的浓度变化基本一致,因此可以说明Na2CO3溶液和澄清石灰水反应时OH-未参与反应,B正确;
C.滴加NaHCO3溶液的pH变化与滴加Na2CO3溶液的有明显差异,且前者pH小于后者,说明前者氢氧根的浓度小于后者,因此原因是滴加NaHCO3溶液的烧杯中HCO消耗了OH-,导致氢氧根浓度减小,pH增大,C正确;
D.澄清石灰水中滴加碳酸氢钠发生Ca(OH)2+NaHCO3=CaCO3↓+H2O+NaOH,因此反应的离子方程式为Ca2++HCO+OH-=CaCO3↓+H2O,D错误;
答案选D。
【变式3】(25-26高三上·北京顺义·期末)下列物质的用途与其氧化性或还原性无关的是
A.乙醇用作燃料 B.过氧化钠用作制氧剂
C.小苏打用作烘焙糕点膨松剂 D.氯化铁用作覆铜印刷电路板腐蚀液
【答案】C
【详解】A.乙醇用作燃料与氧气反应,乙醇作为还原剂被氧化,与还原性有关,A错误;
B.过氧化钠用作制氧剂时发生歧化反应,过氧化钠既是氧化剂又是还原剂,与氧化性和还原性有关,B错误;
C. 小苏打用作烘焙糕点膨松剂,分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,是非氧化还原反应,与还原性和氧化性无关,C正确;
D.氯化铁用作覆铜印刷电路板腐蚀液,发生反应,铁离子作氧化剂,与氧化性有关,D错误;
故答案选:C。
考向2 考查侯氏制碱法
例2(2025·北京朝阳·一模)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再持续通入,有利于生成
B.“碳酸化”过程放出大量的热,有利于提高碳酸化的速率和的直接析出
C.母液1吸氨后,发生
D.“冷析”过程析出,有利于“盐析”时补加的固体溶解
【答案】B
【详解】A.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再持续通入,有利于生成,A正确;
B.NaHCO3的溶解度随温度升高而增大,“碳酸化”过程放出大量的热,不利于的直接析出,B错误;
C.母液1中存在离子,吸氨后,发生,C正确;
D.“冷析”过程析出,降低了Cl-的浓度,有利于“盐析”时补加的固体溶解,D正确;
答案选B。
【变式1】(25-26高三上·北京·期中)我国化学家侯德榜发明的“联合制碱法”为世界制碱工业做出了巨大贡献。下图为联合制碱法的主要过程(部分物质已略去)。
资料:溶解度
物质
20℃溶解度/g
36.0
21.7
9.6
37.2
(1)物质X是_______(填化学式),沉淀池中反应的化学方程式是_______。
(2)下列说法正确的是_______(填字母)。
A.沉淀池中有析出,因为一定条件下的溶解度最小
B.滤液中主要含有、和
C.设计循环的目的是提高原料的利用率
(3)工业可用纯碱代替烧碱生产某些化工产品,如用饱和纯碱溶液与反应可制得一种在生产生活中常用于漂白、消毒的物质,同时有生成,该反应的化学方程式是_______。
(4)某纯碱样品中含杂质,取质量为ag的样品,加入足量的稀盐酸,充分反应后,加热、蒸干、灼烧,得到bg固体物质,则此样品中的质量分数为_______。
【答案】(1) CO2
(2)AC
(3)
(4)
【详解】(1)碳酸氢钠进行高温煅烧分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,化学方程式是,根据图示煅烧炉中产生的物质X可用于沉淀池的循环使用,则物质X是CO2;
(2)A.根据题干提供的溶解度表格资料,沉淀池中有NaHCO3析出,因为一定条件下NaHCO3的溶解度最小,故A正确;
B.沉淀池中的反应为:,过滤后滤液中主要含有的是NH4Cl,结合流程可知主要成分还有NaHCO3、NaCl,故B错误;
C.煅烧炉中反应得到的产物二氧化碳可作为制取纯碱的原料,设计循环的目的是提高原料的利用率,故C正确;
故答案为AC;
(3)根据题意,可将反应看作两步发生,首先氯气和水反应生成盐酸和次氯酸,盐酸和次氯酸再与碳酸钠溶液反应生成次氯酸钠和碳酸氢钠,则反应的化学方程式是:;
(4)设碳酸钠质量为xg,杂质 NaCl 质量为 (a−x) g,碳酸钠与盐酸充分反应后生成氯化钠,反应方程式为:,加热、蒸干、灼烧,得到固体物质为氯化钠。所以b=(a-x)+,解得x=,所以此样品中的质量分数==。
【变式2】(25-26高一上·北京·期中)钠的化合物在日常生产生活中有广泛的应用,按照题目要求回答相应问题。
(一)实验小组利用传感器探究和的性质。
【查阅资料】pH越小,越小,溶液碱性越弱。
【实验过程】
编号
实验操作
实验数据
实验Ⅰ
测量下述实验过程的温度变化
实验Ⅱ
测量下述实验过程的pH变化
【分析与解释】
(1)实验Ⅰ中,溶解时吸收热量物质是___________。
(2)实验Ⅱ中,溶液和澄清石灰水反应的离子方程式为___________,未参与该反应的实验证据是___________。
(3)实验Ⅱ中,②和③的pH变化有明显差异,原因是滴加溶液的烧杯中,参与反应的离子有___________。
(4)实验Ⅱ中,③上a点反应的化学方程式为___________。
(5)在不引入其他杂质的前提下,向溶液中通入足量,可实现与之间的转化,写出反应的离子方程式___________。
(二)我国化学家侯德榜发明的“联合制碱法”为世界制碱工业做出了巨大贡献。下图为联合制碱法的主要过程(部分物质已略去)。
资料:溶解度
物质
NaCl
20℃溶解度/g
36.0
21.7
9.6
37.2
(6)根据上图,将化学方程式补充完整:___________。
(7)煅烧固体的化学方程式是___________。
(8)下列说法正确的是___________(填字母)。
A.物质X是
B.沉淀池中有析出,因为20℃时的溶解度最小
C.滤液中主要含有NaCl、和
D.设计循环的目的是提高原料的利用率
(9)工业可用纯碱代替烧碱生产某些化工产品,如用饱和纯碱溶液与反应可制得NaClO,同时有生成,该反应的化学方程式是___________。
(10)某纯碱样品中含杂质NaCl,取质量为a g的样品,加入足量的稀盐酸,充分反应后,加热、蒸干、灼烧,得到b g固体物质,则此样品中的质量分数为___________。
【答案】(1)NaHCO3
(2) 溶液pH与加同体积蒸馏水相同
(3)、、Ca2+
(4)Ca(OH)2+NaHCO3=CaCO3↓+NaOH+H2O
(5)
(6)NaCl、H2O
(7)
(8)ABD
(9)2++H2O=NaClO+ NaCl+2
(10)
【详解】(1)实验Ⅰ中,用水溶解碳酸钠固体溶液温度升高,用水溶解碳酸氢钠固体溶液温度降低,溶解时吸收热量物质是NaHCO3;
(2)实验Ⅱ中,溶液和澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,反应的离子方程式为 ,溶液pH与加同体积蒸馏水相同,可知未参与反应。
(3)实验Ⅱ中,②和③的pH变化有明显差异,原因是滴加溶液的烧杯中,与反应生成,与Ca2+反应生成CaCO3沉淀,参与反应的离子有、、Ca2+。
(4)实验Ⅱ中,③上a点氢氧化钙与少量碳酸氢钠反应生成碳酸钙、氢氧化钠、水,反应的化学方程式为Ca(OH)2+NaHCO3=CaCO3↓+NaOH+H2O。
(5)向溶液中通入足量生成,反应的离子方程式为。
(6)根据流程图,氯化钠、氨气、二氧化碳、水反应生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵, ;
(7)煅烧固体生成碳酸钠、二氧化碳、水,反应的化学方程式是;
(8)A. 煅烧放出二氧化碳气体,二氧化碳可以循环到“沉淀池”中利用,物质X是,故A正确;
B. 根据溶解度数据,20℃时的溶解度最小,所以沉淀池中有析出,故B正确;
C. 析出后的滤液中主要含有NaCl、和,故C错误;
D. 设计物质循环利用,可以提高原料的利用率,故D正确;
选ABD。
(9)饱和碳酸钠溶液与反应可制得NaClO,同时有生成,根据得失电子守恒,产物中一定有NaCl,该反应的化学方程式是2++H2O=NaClO+ NaCl+2;
(10)质量为a g的样品,设含的质量为xg;
x=,则此样品中的质量分数为。
【变式3】(25-26高三上·北京延庆·期中)钠及其化合物在生活和生产中有重要用途。
(1)Na2O2是一种淡黄色固体,常用作供氧剂。
①写出Na2O2与CO2反应的化学方程式___________。
②将一定量的Na2O2固体投入到含有Cl-、Na+、、的溶液中,完全反应后,上述离子数目几乎不变的是___________(填离子符号)。
(2)我国化学家侯德榜发明的“联合制碱法”为世界制碱工业做出了巨大贡献。下图为联合制碱法的主要过程(部分物质已略去)。
资料:ⅰ.沉淀池中的反应为
ⅱ.溶解度
物质
NaCl
NH4HCO3
20℃溶解度/g
36.0
21.7
9.6
37.2
①煅烧炉中反应的化学方程式是___________,物质X是___________(填化学式)。
②下列说法正确的是___________(填字母)。
a.沉淀池中有NaHCO3析出,因为一定条件下NaHCO3的溶解度最小
b.滤液中主要含有NaCl、NaHCO3和NH4Cl
c.设计循环的目的是提高原料的利用率
③工业可用纯碱代替烧碱生产某些化工产品,如用饱和纯碱溶液与Cl2反应可制得一种在生产生活中常用于漂白、消毒的物质NaClO,同时有NaHCO3和另一种常见的盐生成,该反应的化学方程式是___________。
④某纯碱样品中含杂质NaCl,取质量为ag的样品,加入足量的稀盐酸,充分反应后,加热、蒸干、灼烧,得到bg固体物质,则此样品中的质量分数为___________。
【答案】(1)
(2) ac
【详解】(1)①与反应的化学方程式为。
②将一定量的固体投入到溶液中发生反应:,故溶液中的会与生成的氢氧根反应:,故离子数目减小,、离子数目增大,只有离子数目不变。
(2)①煅烧炉是沉淀池得到的进入后反应,化学方程式是。该分解反应中生成的二氧化碳可循环使用,故物质X是。
②a.根据题干提供的溶解度表格资料,沉淀池中有析出,因为一定条件下的溶解度最小,a正确;
b.沉淀池中的反应为:,过滤后滤液中主要含有的是,b错误;
c.煅烧炉中反应得到的产物二氧化碳可作为制取纯碱的原料,设计循环的目的是提高原料的利用率,c正确;
故选ac。
③根据题意,可将反应看作两步发生,首先氯气和水反应生成盐酸和次氯酸,盐酸和次氯酸再与碳酸钠溶液反应生成次氯酸钠和碳酸氢钠,则反应的化学方程式是:。
④a g的样品,加入足量的稀盐酸,碳酸钠与盐酸充分反应后生成氯化钠,反应方程式为:,加热、蒸干、灼烧,得到b g固体物质为氯化钠。设质量为m g,列出方程式计算:,固体质量增重为(b-a) g,所以,,,所以此样品中的质量分数为:。
考向3 考查碳酸钠、碳酸氢钠与酸反应图象
例3(25-26高三上·北京海淀·期末)向溶液中逐渐通入一定量的(假设溶液体积不变),随后取此溶液,将其稀释至,并向此稀释后的溶液中逐滴加入的盐酸,产生气体的体积与所加入的盐酸的体积关系如图所示。下列说法正确的是
A.与溶液反应后的溶质为
B.图中A点的溶质为
C.产生的体积为
D.原溶液中浓度为
【答案】D
【详解】A.由分析知,与溶液反应后的溶质为NaOH、Na2CO3,A错误;
B.由分析可知,A点之前发生的反应为NaOH+HCl=NaCl+H2O、Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl,则A点的溶质为NaCl、NaHCO3,B错误;
C.由图可知,碳酸氢钠与盐酸反应生成二氧化碳消耗25 mL盐酸,根据反应NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑可知,CO2体积(标准状况下)为0.025 L×0.1 mol·L-1×22.4 L·mol-1=0.056 L,选项未说明气体所处状况,无法确定其体积,C错误;
D.反应生成CO2气体体积最大时,溶液中的溶质为NaCl,由钠离子、氯离子守恒可知n(NaOH)=n(NaCl)=n(HCl)=0.075 L×0.1 mol·L-1=0.0075 mol,故原氢氧化钠溶液的浓度为=0.75 mol·L-1,故D正确;
故选D。
解题妙招
用数形结合思想理解碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸的反应
实验操作和反应
n(CO2)-n(HCl)图像
向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸,离子方程式:Oa段:CO+H+===HCO
ab段:HCO+H+===H2O+CO2↑
图像特点Oa=ab
向NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸,离子方程式:HCO+H+===H2O+CO2↑
向等物质的量的NaOH、Na2CO3的混合溶液中逐滴加入盐酸,离子方程式:
Oa段:H++OH-===H2O、CO+H+===HCO
ab段:HCO+H+===H2O+CO2↑
图像特点:Oa>ab
向等物质的量的Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中逐滴加入盐酸,离子方程式:Oa段:CO+H+===HCO
ab段:HCO+H+===H2O+CO2↑
图像特点:Oa<ab
【变式1】(25-26高三上·湖南长沙·阶段检测)取等物质的量浓度的NaOH溶液两份A和B,每份100mL,分别向A、B中通入不等量的CO2,再继续向两溶液中逐滴加入0.1mol/L的盐酸,标准状况下产生的CO2气体体积与所加的盐酸体积之间的关系如图所示。下列说法正确的是
A.B 曲线中消耗盐酸0<V(HCl)<25mL时发生的离子反应为:OH-+H+=H2O,H++ =
B.原NaOH溶液的物质的量浓度为0.75mol/L
C.B曲线最终产生的CO2体积(标准状况下)为112mL
D.加盐酸之前A溶液中的溶质是碳酸钠和碳酸氢钠
【答案】C
【详解】A.当生成CO2气体时,发生反应+H+=H2O+CO2↑,对于B曲线来说,滴加盐酸25mL时没有气体生成,假设原溶液中只有碳酸钠,生成碳酸氢钠需要盐酸的体积和碳酸氢钠生成氯化钠需要盐酸的体积相等,曲线中不产生气体消耗盐酸的体积小于碳酸氢钠生成氯化钠需要盐酸的体积,说明原溶液中的溶质是碳酸钠和碳酸氢钠,所以B曲线中消耗盐酸0<V(HCl)<25mL时发生的离子反应为:H++ =,故A错误;
B.先向氢氧化钠溶液中通入二氧化碳,后向通入二氧化碳的氢氧化钠溶液中滴加盐酸,当二氧化碳气体完全放出时,溶液的溶质是氯化钠,根据Na、Cl守恒,盐酸和氢氧化钠反应的物质的量之比为1:1,设氢氧化钠的物质的量浓度为cmol/L,0.1L×cmol/L=0.1mol/L×0.075L,解得c=0.075,故B错误;
C.通过B项分析知,B溶液中的溶质是碳酸钠和碳酸氢钠,碳酸钠和盐酸反应生成碳酸氢钠,有气体生成的离子反应方程式为:+H+=H2O+CO2↑,则生成的二氧化碳的物质的量为0.1mol/L×(0.075L-0.025L)=0.005mol,则二氧化碳的体积=0.005mol ×22.4L/mol =0.112L=112mL,故C正确;
D.当生成CO2气体时,发生反应+H+=H2O+CO2↑,对于A溶液来说,滴加盐酸60mL时没有气体生成,假设原溶液中只有碳酸钠,生成碳酸氢钠需要盐酸的体积和碳酸氢钠生成氯化钠需要盐酸的体积相等,曲线中不产生气体消耗盐酸的体积大于碳酸氢钠生成氯化钠需要盐酸的体积,说明原溶液中的溶质是氢氧化钠和碳酸钠,故D错误;
故答案选C。
【变式2】(25-26高三上·北京·阶段检测)分别取等物质的量浓度的氢氧化钠溶液各100 mL盛放在A、B两个烧杯中,再通入一定量的CO2后,分别各取20 mL溶液,向其中逐滴滴入0.2 mol·L-1的盐酸,产生CO2的体积(y轴)与所加入盐酸的体积(x轴)的关系如下图所示,下列说法正确的是
A.在A烧杯中通入CO2后的溶质是NaOH和Na2CO3,且物质的量之比为2:1
B.在B烧杯中所示的P点的溶液中,Na+、OH-、Cl-可大量共存
C.在B烧杯中通入CO2的在标准状况下体积为448mL
D.原氢氧化钠溶液的物质的量浓度为1.5 mol·L-1
【答案】D
【详解】A.图A中开始生成二氧化碳气体至最大时,消耗HCl为150−100=50 mL。若二氧化碳与NaOH反应后溶液中不含NaHCO3 ,由 Na2CO3 +HCl=NaHCO3+NaCl可知,将碳酸根转化为碳酸氢根应消耗HCl为50 mL,而图像中开始生成CO2气体时消耗HCl体积为100 mL,说明该阶段还发生反应NaOH+HCl=NaCl+H2O,溶液中溶质为NaOH、Na2CO3。中和NaOH消耗HCl的体积为100 mL−50 mL=50 mL,由方程式可知NaOH和Na2CO3 的物质的量之比等于消耗盐酸的体积之比,故,A错误;
B.在B烧杯中P点的溶液中,已经开始产生二氧化碳,说明溶液中不存在大量的氢氧根,因为氢氧根会与碳酸氢根反应,所以 Na+、OH-、Cl-不可大量共存,B错误;
C.根据碳原子守恒,20 mL溶液中通入的物质的量为。则原100 mL溶液中通入的物质的量为,标准状况下体积为2240 mL,C错误;
D.完全反应后,溶液溶质的成分为NaCl。 根据质量守恒可知:取出20 mL溶液。 所以100 mL NaOH溶液中,,D正确;
故选D。
【变式3】向和混合溶液中滴加稀盐酸,的生成量与加入盐酸的体积的关系如图所示。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
C.
D.原混合溶液中与Na2CO3的物质的量之比为
【答案】C
【详解】A.分析可知,0-a范围内,发生2个反应:、,A错误;
B.ab段发生反应的离子方程式为,B错误;
C.分析可知,,C正确;
D.原混合溶液中与Na2CO3的物质的量之比为0.02:0.01=2:1,D错误;
故选C。
考向4 考查Na2CO3和NaHCO3的鉴别与除杂
例4(25-26高三上·北京通州·期末)可以用来断定碳酸钠粉末中混有碳酸氢钠的实验方法是(不考虑其他杂质)
A.加热粉末时有无色气体放出,气体使澄清的石灰水变浑浊
B.滴加盐酸有气泡产生
C.溶于水配成稀溶液,向溶液中通入氧气
D.溶于水配成稀溶液,滴加澄清石灰水,有白色沉淀生成
【答案】A
【详解】A.碳酸氢钠受热易分解生成 Na2CO3、H2O、CO2,而碳酸钠受热难分解,加热粉末时有无色气体放出,且气体使澄清石灰水变浑浊说明含有碳酸氢钠,A正确;
B.碳酸钠、碳酸氢钠都能与盐酸反应生成二氧化碳气体,不能确定是否含有碳酸氢钠,B错误;
C.溶于水配成稀溶液,向溶液中通入氧气无明显现象,氧气和碳酸氢钠不反应,不能确定是否含有碳酸氢钠,C错误;
D.碳酸钠、碳酸氢钠都能与澄清石灰水反应生成碳酸钙白色沉淀,不能确定是否含有碳酸氢钠, D错误;
故选A。
【变式1】下列实验方案能达到目的的是
A.用澄清石灰水鉴别和
B.制备单质与溶液反应
C.除去中的少量:通入饱和溶液
D.除去中的少量:通过灼热的粉末
【答案】C
【详解】A.氢氧化钙与和均可反应生成碳酸钙沉淀,无法鉴别,A错误;
B.Na放入硫酸铜溶液中,Na先与水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠再与硫酸铜发生复分解反应生成氢氧化铜沉淀,B错误;
C.除去中的少量:通入饱和溶液,二氧化硫与溶液反应被消耗,C正确;
D.氮气与氧气在高温条件下反应生成一氧化氮,D错误;
答案选C。
【变式2】鉴别和两种白色固体的下列方案中,不可行的是
A.分别配成溶液,进行焰色试验,观察火焰的颜色
B.分别加热,将可能产生的气体通入澄清石灰水,观察有无浑浊产生
C.分别配成稀溶液,加入澄清石灰水,观察有无白色沉淀产生
D.分别配成稀溶液,滴入少量稀盐酸,观察有无气泡产生
【答案】C
【详解】A.分别配成溶液,进行焰色试验,观察火焰的颜色,焰色是紫色,焰色是黄色,能区别两者,故A不符合题意;
B.分别加热,将可能产生的气体通入澄清石灰水,观察有无浑浊产生,碳酸氢钠受热分解,能使澄清石灰水变浑浊,碳酸钾无现象,能区别两者,故B不符合题意;
C.分别配成稀溶液,加入澄清石灰水,两者都产生白色沉淀,不能区别,故C符合题意;
D.分别配成稀溶液,滴入少量稀盐酸,开始有气泡的是碳酸氢钠,开始无现象,后来有气泡的是碳酸钾,能区别两者,故D不符合题意。
综上所述,答案为C。
【变式3】某课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体,用不同的方法做了以下四组实验,如图Ⅰ~Ⅳ所示。下列说法不正确的是
A.装置 I 中两种固体均能与盐酸反应,并产生能使澄清石灰水变浑浊的气体
B.若装置 II 中两种固体质量相同且稀盐酸足量时,气球鼓起较小的是 NaHCO3
C.装置 III 和 IV 均能鉴别 Na2CO3和 NaHCO3,IV 可同时进行两个对比实验
D.装置 IV 试管②中的药品为 NaHCO3
【答案】B
【详解】A.澄清石灰水变浑浊能说明有CO2生成,Na2CO3和NaHCO3固体都能与盐酸反应生成CO2,故A正确;
B.和足量盐酸反应,等质量的Na2CO3和NaHCO3固体由于前者物质的量小,则前者的产生CO2的体积小,气球鼓起较小,故B错误;
C.装置 III 和 IV 均能鉴别 Na2CO3 和 NaHCO3,Na2CO3受热不分解,NaHCO3受热分解产生CO2, IV 有两支试管,Na2CO3直接加热,NaHCO3不直接加热,不直接加热的NaHCO3能分解而直接加热的Na2CO3不分解,可同时进行两个对比实验,故C正确;
D.Na2CO3直接加热,NaHCO3不直接加热,不直接加热的NaHCO3能分解而直接加热的Na2CO3不分解,试管②中装入的固体是NaHCO3,故D正确;
故选B。
考点三 碱金属 焰色反应
知●识●解●构
知识点1 碱金属的相似性、递变性`
1.一般性
相似性
递变性(由Li→Cs)
原子结构
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
金属性逐渐增强
单质性质
物理性质
(除Cs外)都呈银白色,密度较小,熔、沸点较低
密度逐渐增大(钾反常),熔、沸点逐渐降低
化学性质
都具有较强的还原性
还原性逐渐增强;与O2反应越来越剧烈,产物越来越复杂
2.特殊性
(1)碱金属的密度一般随核电荷数的增大而增大,但钾的密度比钠的小。
(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)锂与O2反应与钠不同,只生成Li2O,与反应条件、氧气的量等无关。
知识点2 焰色试验
1.焰色试验的概念
很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊颜色,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,属于物理变化,是元素的性质。
2.焰色试验的操作
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
钠元素:黄色;钾元素:紫色(透过蓝色钴玻璃观察);铜元素绿色;钡元素:黄绿色;钙元素:砖红色。
得分速记
1.焰色试验是物理变化,是金属元素的性质,既可以是单质,也可以是化合物,如不论灼烧Na2CO3、NaCl、Na2SO4还是钠的单质,均发出黄色火焰。
2.用稀盐酸清洗的原因:生成金属氯化物,而金属氯化物在高温时可挥发,而硫酸盐难挥发。
3.焰色反应中所用的火焰应是无色或浅色的。
4.灼烧铂丝时应一直烧至火焰恢复到原来的颜色。
5.可用洁净无锈的铁丝代替铂丝,不能用铜丝代替。
考向1 考查碱金属的相似性、递变性
例1(2025·北京海淀·模拟预测)下列关于铷(Rb)的叙述正确的是
A.它位于周期表的第四周期、第IA族
B.在钠、钾、铷3种单质中,铷的熔点最高
C.氢氧化铷是弱碱
D.硝酸铷含共价键,属于离子化合物
【答案】D
【详解】A.铷的原子序数为37,位于周期表第五周期第IA族,第四周期的为K元素,故A错误;
B.碱金属元素从上到下,金属单质的熔点逐渐降低,在钠、钾、铷3种单质中,钠的熔点最高,故B错误;
C.同主族元素从上到下,元素的金属性逐渐增强,对应的最高价氧化物的水化物的碱性逐渐增强,NaOH为强碱,则氢氧化铷也强碱,且碱性更强,故C错误;
D.硝酸铷电离产生金属阳离子和酸根离子,属于离子化合物,硝酸根中N、O之间存在共价键,故D正确;
故选D。
【变式1】(24-25高三下·北京·调研)下列关于碱金属和卤素的说法正确的是
A.第ⅠA族的所有元素都是碱金属元素
B.Cs可以敞口放置保存
C.在水中溶解度比中大
D.向KCl溶液中加入碘水,无明显黄绿色气体产生
【答案】D
【详解】A.第ⅠA族包括氢和碱金属,但氢不是碱金属元素,A错误;
B.Cs是活泼的碱金属,极易与氧气、水反应,需隔绝空气保存,不能敞口放置,B错误;
C.Br2在CCl4中的溶解度比在水中大(因Br2更易溶于有机溶剂),C错误;
D.碘的氧化性弱于Cl2,无法将KCl中的Cl-氧化为Cl2,故无黄绿色气体产生,D正确;
故选D。
【变式2】(25-26高三上·北京朝阳·期中)金属钾可以与水(滴加酚酞溶液)剧烈反应,下列说法不正确的是
A.溶液变红,证明生成了碱性物质
B.钾浮在液面上并燃烧,与其密度及反应的热效应有关
C.钾与水反应比钠与水反应更剧烈,说明钾的金属性比钠强
D.金属钾与水发生反应前后化学键类型不变
【答案】D
【详解】A. 钾与水反应后,使滴加了酚酞的溶液变红,证明生成了碱性物质,故A正确;
B. 钾浮在液面上,说明钾的密度小于水;燃烧说明反应放热,故B正确;
C. 金属与水反应越剧烈,说明金属性越强,故C正确;
D. 金属钾与水发生反应:,水中含有极性共价键,生成氢氧化钾含有离子键和极性键,氢气中含有非极性键,前后化学键类型不同,故D错误。
答案为:D。
【变式3】(2026·北京·模拟预测)碱金属钫(Fr)具有放射性,它是碱金属元素中最重的元素,根据碱金属元素性质的递变规律预测其性质,其中错误的是
A.在碱金属元素中它具有最大的原子半径
B.钫在空气中燃烧时,只生成化学式为Fr2O的氧化物
C.它的氢氧化物化学式为FrOH,这是一种极强的碱
D.它能跟水反应生成相应的碱和氢气,由于反应剧烈而发生爆炸
【答案】B
【详解】A.根据同主族元素性质的递变规律,从金属锂到金属钫随原子序数的递增,原子半径逐渐增大,在碱金属元素中金属钫具有最大的原子半径,A正确;
B.根据同主族元素性质的递变规律,根据同主族元素性质的递变规律,不只生成Fr2O,还可生成更复杂氧化物,B错误;
C.从金属锂到金属钫,元素的金属性逐渐增强,最高价氧化物对应的水化物的碱性逐渐增强,氢氧化物化学式为FrOH,这是一种极强的碱,C正确;
D.从金属锂到金属钫,元素的金属性逐渐增强,与水反应的剧烈程度逐渐增强,钫能跟水反应生成相应的碱和氢气,由于反应剧烈而发生爆炸,D正确;
故选B。
考向2 考查焰色试验操作及应用
例2(2026·北京·三模)下列和含氯元素物质有关的现象,说法不正确的是
A.钠在氯气中燃烧,发出黄色火焰并生成白烟
B.氯水长时间放置,黄绿色变浅,酸性减弱
C.稀释浓溶液,溶液由绿色变为蓝色
D.打开装有浓盐酸的试剂瓶,瓶口会出现白雾
【答案】B
【详解】A.钠的焰色试验显黄色,在氯气中燃烧生成白色的NaCl固体小颗粒,现象为黄色火焰、白烟,A正确;
B.氯水中存在反应,久置时HClO见光分解为HCl和O2,平衡右移,Cl2浓度降低导致黄绿色变浅,同时生成更多强酸HCl,溶液酸性增强而非减弱,B错误;
C.浓溶液中存在平衡,黄色的和蓝色的共存使溶液呈绿色,稀释时平衡右移,蓝色的水合铜离子占比升高,溶液变为蓝色,C正确;
D.浓盐酸具有强挥发性,挥发出的HCl气体与空气中的水蒸气结合形成盐酸小液滴,呈现白雾,D正确;
【变式1】(25-26高三下·北京·调研)下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是
实验操作
现象
解释或结论
A
溶液加稀硫酸酸化后滴加KSCN溶液
溶液呈红色
已变质
B
将某气体通入品红溶液中
品红溶液褪色
该气体是
C
淀粉-KI溶液中通入少量,再通入过量
溶液先出现蓝色,后蓝色褪去
还原性:
>>
D
用洁净铂丝蘸取溶液进行焰色试验
焰色呈黄色
原溶液中一定有、无
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.溶液加稀硫酸酸化后,与结合形成具有强氧化性的硝酸,发生反应:,将氧化为,滴加溶液变红无法证明已变质,A不符合题意;
B.能使品红溶液褪色的气体不一定是,、等氧化性气体也可使品红褪色,B不符合题意;
C.少量通入淀粉-溶液中,发生反应:,使淀粉变蓝,说明还原性:;再通入过量,发生反应:,蓝色褪去,说明还原性:,因此还原性顺序为,C符合题意;
D.焰色试验呈黄色说明原溶液含,但钾元素的紫色火焰会被黄色掩盖,需透过蓝色钴玻璃观察才能确定是否含,无法得出无的结论,D不符合题意;
故选C。
【变式2】(2024·北京·模拟预测)化学与生产、生活、密切相关,下列说法不正确的是
A.北京冬奥会吉祥物“冰墩墩”使用的聚乙烯属于有机高分子材料
B.“墨子号”卫星的成功发射实现了光纤量子通信,光纤的主要成分为二氧化硅
C.制造5G芯片的氮化铝晶圆属于无机非金属材料
D.焰火中的红色来源于钠盐灼烧
【答案】D
【详解】A.聚乙烯属于合成有机高分子材料,A正确;
B.光纤的主要成分为纯度较高二氧化硅,B正确;
C.氮化铝属于无机非金属材料,C正确;
D.钠的焰色反应为黄色,D错误;
故选D。
【变式3】(24-25高三上·北京顺义·期末)下列实验颜色的变化与氧化还原反应有关的是
A.在无色火焰上灼烧NaCl固体,火焰呈黄色 B.向溶液中滴加KSCN溶液,溶液变红
C.湿润的淀粉碘化钾试纸遇变蓝 D.使滴有酚酞的NaOH溶液变色
【答案】C
【详解】A.焰色试验是元素的性质,属于物理变化,故A不符合题意;
B.氯化铁溶液与硫氰化钾溶液反应生成红色的硫氰化铁,反应中没有元素发生化合价变化,属于非氧化还原反应,故B不符合题意;
C.氯气与碘化钾溶液反应生成氯化钾和能使淀粉溶液变蓝色的单质碘,反应中有元素发生化合价变化,属于氧化还原反应,故C符合题意;
D.二氧化硫是酸性氧化物,能与氢氧化钠溶液反应使滴有酚酞的氢氧化钠溶液变色,反应中没有元素发生化合价变化,属于非氧化还原反应,故D不符合题意;
故选C。
真题溯源·考向感知
——溯源真题逻辑,感知高考考向
1.(2024·北京卷,8,3分)关于和的下列说法中,不正确的是
A.两种物质的溶液中,所含微粒的种类相同
B.可用溶液使转化为
C.利用二者热稳定性差异,可从它们的固体混合物中除去
D.室温下,二者饱和溶液的差约为4,主要是由于它们的溶解度差异
【答案】D
【详解】A.和的溶液中均存在、、、、、、,A正确;
B.加入溶液会发生反应:,B正确;
C.受热易分解,可转化为,而热稳定性较强,利用二者热稳定性差异,可从它们的固体混合物中除去NaHCO3,C正确;
D.室温下和饱和溶液相差较大的主要原因是的水解程度远大于,D错误;
故选D。
2.(2023·北京卷,12,3分)离子化合物和与水的反应分别为①;②。下列说法正确的是
A.中均有非极性共价键
B.①中水发生氧化反应,②中水发生还原反应
C.中阴、阳离子个数比为,中阴、阳离子个数比为
D.当反应①和②中转移的电子数相同时,产生的和的物质的量相同
【答案】C
【详解】A.Na2O2中有离子键和非极性键,CaH2中只有离子键而不含非极性键,A错误;
B.①中水的化合价不发生变化,不涉及氧化还原反应,②中水发生还原反应,B错误;
C.Na2O2由Na+和组成.阴、阳离子个数之比为1∶2,CaH2由Ca2+和H-组成,阴、阳离子个数之比为2∶1,C正确;
D.①中每生成1个氧气分子转移2个电子,②中每生成1个氢气分子转移1个电子,转移电子数相同时,生成氧气和氢气的物质的量之比为1∶2,D错误;
故选C。
3.(2025·江西卷,8,3分)一种以为催化剂,捕捉制备的流程为:
下列说法正确的是
A.氢气的作用是还原 B.反应中有生成
C.“产物分离”方法为过滤 D.温度升高,的产率增大
【答案】B
【详解】A.CO2中C为+4价,NaHCO3中C也为+4价,CO2未被还原;中N从+5价降至-3价,H2还原的是,A错误;
B.反应生成的NH3极易溶于水,在“产物分离”之前会和CO2、H2O反应生成,B正确;
C.“产物分离”得到固体和馏分,馏分为NH3,该方法应该是蒸馏,C错误;
D.NaHCO3受热易分解,温度升高会导致其分解,产率减小,D错误;
故选B。
4.(2025·黑吉辽蒙卷,4,3分)钠及其化合物的部分转化关系如图。设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
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
C.反应③中与足量反应转移电子的数目为
D.溶液中,的数目为
【答案】A
【详解】A.反应①电解熔融NaCl生成,标准状况下11.2L为0.5mol,含0.5×2=1mol原子,即,A正确;
B.2.3g Na(0.1mol)与氧气加热反应生成0.05mol,每个含1个O-O非极性键,所以非极性键数目为,B错误;
C.与水反应生成氢氧化钠和氧气,化学方程式为,1mol与水反应转移1mol电子,数目为,C错误;
D.ClO⁻在水中会水解,故数目小于,D错误;
故选A。
5.(2025·江西卷,3,3分)实验安全是科学探究的前提。下列实验要求错误的是
A.溶液的导电性实验,禁止湿手操作
B.焰色试验,应开启排风管道或排风扇
C.钠在空气中燃烧实验,需佩戴护目镜才能近距离俯视坩埚
D.比较和的热稳定性实验,应束好长发、系紧宽松衣物
【答案】C
【详解】A.NaCl溶液的导电性实验涉及电流,湿手操作易触电,禁止湿手,A正确;
B.焰色试验可能产生有害气体或烟雾,开启排风设备,B正确;
C.钠燃烧剧烈,即使佩戴护目镜,近距离俯视仍可能被高温或飞溅物伤害,C错误;
D.加热实验需避免衣物或长发接触热源,束发系紧衣物,D正确;
故选C。
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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 钠及其氧化物
知识解构
知识点1
钠的性质与应用
∣ 知识点2
钠的氧化物
知识点3
钠的氢氧化物
考向破译
考向1
考查钠的性质及其应用
∣ 考向2 考查钠的氧化物及其应用
解题妙招1 金属钠与可溶性盐溶液反应的思维模板
考点二 碳酸钠
和
碳酸氢钠
知识解构
知识点1 Na
2
CO
3
、NaHCO
3
的性质、用途及制法 ∣ 知识点2 侯氏制碱法
知识点3
Na
2
CO
3
和NaHCO
3
的
鉴别与除杂
∣ 知识点
4
Na
2
CO
3
、NaHCO
3
与盐酸反应的基本图象
考向破译
考向1 考查碳酸钠和碳酸氢钠性质与检验 ∣ 考向2 考查侯氏制碱法
考向
3
考查碳酸钠、碳酸氢钠与酸反应图象 ∣ 考向
4
考查Na
2
CO
3
和NaHCO
3
的
鉴别与除杂
解题妙招1 用数形结合思想理解碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸的反应
考点
三
碱金属 焰色反应
知识解构
知识点
1
碱金属的一般性与特殊性 ∣ 知识点2 焰色试验
考向破译
考向1
考查碱金属的相似性、递变性 ∣ 考向2 考查焰色试验操作及应用
)
(
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--五年真题 考向梳理
核心考点
2026年
2025年
2024年
2023年
2022年
钠及其氧化物
碳酸钠、碳酸氢钠
T9(C)
T5(D)
T8
T3(A)
碱金属、焰色试验
考向解读--洞悉趋势 精准预判
►命题解码:(1) 依托北京本地碱化工、储能电池、海水提钠、盐碱地治理等本土化工与环境素材,以金属钠、过氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠为核心物质,融合物质转化、离子反应、氧化还原定量计算,侧重考查元素化合物性质的实际应用与变化观念核心素养;常结合生产流程设问,区分钠系化合物在除杂、制氧、缓冲体系中的功能差异。 (2) 以钠离子电池、钠基储氢材料、航天供氧剂、新型钠基催化剂等前沿科技为背景,围绕过氧化钠与水/ CO₂反应电子转移、钠单质与熔融盐反应、钠盐缓冲溶液平衡设置选择、工艺流程填空;突出钠及其化合物氧化还原、水解平衡的综合定量分析,强化新情境下信息提取与化学建模能力。 (3) 依托古代制碱、草木灰取碱、硝石炼制、古代冶炼钠相关记载等古文史料、传统手工业操作,结合钠的化合物转化流程考查分离提纯、鉴别、除杂操作;融合中华传统文化考点,落实北京高考素养导向,依托传统化工工艺考查物质推断、实验操作评价,增强文化自信。
►复习目标:
1. 明晰 Na、Na₂O、Na₂O₂、Na₂CO₃、NaHCO₃、NaOH 的物理性质,熟记各物质核心化学反应方程式、离子方程式,梳理完整钠元素转化网络,理清单质、氧化物、盐之间的转化逻辑。
2. 区分氧化钠与过氧化钠结构、化学键、氧化还原特性差异,熟练掌握 Na₂O₂与 H₂O、CO₂反应的电子转移、气体体积定量计算,能规避过氧化钠相关NA计算陷阱。
3. 精准辨析碳酸钠、碳酸氢钠热稳定性、溶解度、与酸反应速率、水解碱性强弱差异,掌握二者鉴别、除杂、相互转化方法,能结合图像分析二者与盐酸分步反应定量关系。
4. 理解侯氏制碱法工艺流程、反应原理、原料循环、分离操作,能结合工业流程分析钠化合物的工业制备、提纯、产率计算。
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
考点一 钠及其氧化物
知●识●解●构
知识点1 钠的性质与应用
1. 钠的物理性质
色,有金属光泽的固体,质地柔软,熔点(97.8℃)低(小于100 ℃),密度(0.97g·cm-3)比水的小,但比煤油的大
2.从钠的原子结构认识钠的化学性质——强还原性
(1)与非金属反应
①常温下与空气接触缓慢氧化: (现象:白色固体——新切开的钠断层变暗)
②在空气(或氧气)中燃烧: (现象:发出黄色的火焰,产生淡黄色固体)
③钠与硫混合研磨生成Na2S: (研磨时容易爆炸)
④在氯气中燃烧: (白烟,火焰为黄色)
⑤与氢气反应生成NaH:
(2)与水反应:
【实验探究】Na与H2O(含酚酞)反应的现象及解释
(3)与酸的反应: (直接与H+反应)
得分速记
1.钠与酸反应比与水反剧烈,极易爆炸,要特别小心
2.钠与酸溶液反应时先与酸反应生成H2,如果钠过量,钠把酸消耗尽之后,再与水反应
(4)钠与碱溶液的反应:钠与碱溶液反应的实质是Na与水的反应
Na与NaOH溶液的反应: (仅此一步反应)
(5)钠与盐溶液的反应: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)
①与CuSO4溶液反应
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑ (1)
CuSO4+2NaOH===Na2SO4+Cu(OH)2↓ (2)
合并(1)和(2)得 (方法:去掉NaOH)
②Na与Fe2(SO4)3溶液的反应
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
6NaOH+Fe2(SO4)3===2Fe(OH)3↓+3Na2SO4
合并(1)和(2)得 (方法:去掉NaOH)
③与NH4Cl溶液反应:
(6)钠与熔融状态的盐反应:通常金属钠不能从盐溶液中置换出金属;若盐为熔融状态,钠可以置换出较不活泼的金属,如:
4Na+TiCl44NaCl+Ti
Na+KClNaCl+K↑ (制取金属钾,因为钾的沸点比钠的低,使钾成为钾蒸气而逸出)
(7)与有机物反应
①与乙醇反应:
②与苯酚反应:
③与乙酸反应: (钠与乙醇、苯酚、乙酸反应越来越剧烈)
3.钠的制取及保存
(1)制取(电解熔融的NaCl):
(2)保存:密封保存,通常保存在 中
4.钠的取用
取用时一般先用镊子把钠从煤油中夹出来,并用滤纸吸干表面的煤油,然后在玻璃片用小刀切下一块绿豆粒大小的钠,并将多余的钠放回原试剂瓶中
5.钠的存在与用途
(1)存在:自然界中钠只能以化合态的形态存在,主要以氯化钠的形式存在
(2)用途:
①钠、钾合金(液态)可用于原子反应堆的导热剂
②金属钠还可用于钛、锆、铌、钽等金属的冶炼:4Na+TiCl44NaCl+Ti
③用作电光源,制作高压钠灯
④制备过氧化钠
6. 金属钠露置在空气中的变化过程
金属钠长期露置于空气中最终完全转变为Na2CO3粉末,此过程中的主要变化与现象如下所示
Na(NaOH______)
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
①浮:钠浮在液面上;②熔:钠熔化成光亮的小球;③游:在液面上不停地游动直至反应完全;④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. 氧化钠和过氧化钠的比较
物质
氧化钠 (Na2O)
过氧化钠 (Na2O2)
电子式
组成
Na+与O2-以2:1形成离子化合物
Na+与O(过氧根离子)以2:1形成离子化合物
阴、阳离子数之比
1:2
1:2
颜色状态
固体
固体
是否为碱性氧化物
是
不是 (过氧化物)
氧元素化合价
-2 (最低价态)
-1 (中间价态)
生成条件
常温下与钠反应
加热或点燃金属钠
化
性
热稳定性
不稳定(2Na2O+O22Na2O2)
稳定
与H2O反
Na2O+H2O===2NaOH
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
与CO2反应
Na2O+CO2===Na2CO3
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
与酸反应
Na2O+2HCl===2NaCl+H2O
2Na2O2+4HCl===4NaCl+O2↑+2H2O
氧化性
主要用途
用于制取少量Na2O2、烧碱
强氧化剂、漂白剂、供氧剂
保存
干燥、封闭
干燥、封闭
得分速记
1.Na2O2具有强氧化性,但Na2O2与水、CO2反应时,水中的氢与CO2中的碳都处于最高价态,不能被氧化,故反应为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
2.Na2O2的漂白性是指Na2O2生成的氧气可以将一些有色有机物氧化成无色,此性质称其为漂白性。漂白有色物质的反应也是氧化还原反应,是化学性质;与活性炭的漂白原理——吸附有色物质发生物理变化不同
3.Na2O2与其他物质反应时不一定都产生O2,如:Na2O2+SO2===Na2SO4
4.Na2O2与CO2、H2O(g)反应的先后顺序:一定量的Na2O2与一定量的CO2和H2O(g)的混合物的反应,可看作Na2O2先与CO2反应,待CO2反应完全后,Na2O2再与H2O(g)发生反应
2. Na2O2的强氧化性与还原性
Na2O2中氧元素为-1价,处于中间价态,既有氧化性又有还原性,主要表现较强的氧化性
(1)强氧化性
①Na2O2与SO2的反应:Na2O2+SO2===Na2SO4
②Na2O2与Na2SO3溶液的反应:Na2O2+Na2SO3+H2O===Na2SO4+NaOH
③Na2O2与FeCl2溶液的反应:能将Fe2+氧化成Fe3+,得到 并产生
④Na2O2与氢硫酸的反应:Na2O2+H2S===2NaOH+S (溶液变 )
⑤Na2O2与品红溶液的反应:能使
⑥Na2O2能使 (产生了碱)后 (漂白性),同时产生无色的气泡
(2)遇KMnO4等强氧化剂时,表现出还原性,氧化产物为O2
(3)遇CO2、H2O、H+则发生自身的氧化还原反应。
得分速记
1.过氧化钠是常用的工业漂白剂,但是不能用于食品的漂白;
2.Na2O2既有氧化性又有还原性,但主要表现为氧化性。当遇到KMnO4等强氧化剂时,可表现出还原性,氧化产物为O2;
3.Na2O2遇到CO2、H2O、H+发生自身氧化还原反应。Na2O2既是氧化剂又是还原剂,且1 mol Na2O2转移的电子是1 mol而不是2 mol。
4.Na2O、Na2O2中阴、阳离子个数比均为1∶2。
5.Na2O2与H2O、CO2的反应规律
电子转移关系
当Na2O2与CO2、H2O反应时,物质的量关系为2Na2O2~O2~2e-,n(e-)=n(Na2O2)=2n(O2)
气体体积变化关系
若CO2、水蒸气(或两混合气体)通过足量Na2O2,气体体积的减少量是原气体体积的,等于生成氧气的量,ΔV=V(O2)=V
固体质量变化关系
CO2、水蒸气分别与足量Na2O2反应时,固体相当于吸收了CO2中的“CO”、水蒸气中的“H2”,所以固体增加的质量Δm(CO2)=28 g·mol-1×n(CO2)、Δm(H2O)=2 g·mol-1×n(H2O)
知识点3 钠的氢氧化物
1. 物理性质:NaOH的俗名为 碱、 碱或 钠;它是一种 固体,易溶于水并放出大量的热,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 考查钠的性质及其应用
例1(25-26高三上·北京东城·期末)下列关于钠及其化合物的叙述不正确的是
A.钠与水反应放出热量
B.Na2O与Na2O2均能与水反应生成NaOH
C.钠切开后,光亮的表面迅速变暗,是因为生成了Na2O2
D.用加热的方法可除去Na2CO3粉末中含有的少量NaHCO3
解题妙招
金属钠与可溶性盐溶液反应的思维模板
【变式1·变载体】(25-26高三上·北京·期中)下列各组物质之间的转化不能全部通过一步反应完成的是
A. B.
C. D.
【变式2】(25-26高三上·北京通州·期中)钠在液氨(NH3)中溶剂化速率极快,生成蓝色的溶剂合电子,下图为钠投入液氨中的溶剂化图。钠沉入液氨中,快速得到深蓝色溶液,并慢慢产生气泡(H2)。下列说法不正确的是
A.钠的密度比液氨大
B.0.1mol钠投入液氨完全反应生成0.1mol H2
C.钠投入液氨后液体的导电性增强
D.钠和液氨发生反应,液氨为氧化剂
【变式3】(24-25高三上·北京朝阳·期中)钠与氧气发生下列反应:
①;②。
下列说法不正确的是
A.实验时②中用于盛放钠块的坩埚需干燥
B.加热后②中先生成,停止加热后,反应放出的热量使余钠熔化
C.反应①、②中生成等物质的量的,转移的电子数相同
D.中含离子键,中既含离子键又含非极性共价键
考向2 考查钠的氧化物及其应用
例2(2025·北京东城·一模)关于含少量氧化钠的过氧化钠样品,下列说法不正确的是
A.阴阳离子个数比为
B.钠露置在空气中最终转化为该样品
C.能与水反应,放出热量
D.测定氧化钠质量分数的方案:取样品溶于足量盐酸,蒸干、灼烧,得固体
【变式1·变载体】(2024·北京顺义·二模)某小组探究过氧化钠与二氧化硫的反应。将少量用脱脂棉包裹,放入充满的密闭三颈瓶中充分反应,反应过程中容器内含量的变化如图所示。下列说法不正确的是
A.段发生的反应有:
B.取少量点时的固体混合物,滴加酸性高锰酸钾溶液,无明显变化
C.点时,三颈瓶内气体中含有和
D.相同条件下,若将三颈瓶中的换为,重复操作,充分反应后的含量不低于点对应的含量
【变式2·变题型】(25-26高三上·北京朝阳·期末)探究与水反应所得溶液的成分,进行如下实验;
①将5 mL水加入盛有固体的试管中,产生气体,得到溶液a()
②取溶液a,加入少量粉末,产生能使带火星的木条复燃的气体
③另取溶液a,滴加溶液,溶液迅速褪色,产生气体及棕色沉淀()
④取的溶液,滴加溶液,较长时间后溶液变为墨绿色()
下列说法不正确的是
A.①中可能发生:、、
B.②中与③中的作用不同
C.③中产生气体与的物质的量之比为3:2
D.④的目的:排除③中使溶液褪色的可能
【变式3·变考法】(25-26高三下·北京丰台·调研)实验小组研究Na与CO2的反应,装置、步骤和现象如下:
实验步骤和现象:
i. 通入CO2至澄清石灰水变浑浊后,点燃酒精灯。
ii. 一段时间后,硬质玻璃管中有白色物质产生,管壁上有黑色物质出现。检验CO的试剂未见明显变化。
iii. 将硬质玻璃管中的固体溶于水,未见气泡产生;过滤,向滤液中加入过量BaCl2溶液,产生白色沉淀;再次过滤,滤液呈碱性;取白色沉淀加入盐酸,产生气体。
iv. 将管壁上的黑色物质与浓硫酸混合加热,生成能使品红溶液褪色的气体。
下列说法不正确的是
A.步骤i的目的是排除O2的干扰
B.步骤iii证明白色物质是Na2CO3
C.步骤iv发生反应的化学方程式为C + 2H2SO4(浓) CO2↑+ 2SO2↑+ 2H2O
D.根据以上实验推测:CO2与金属K也可以发生反应并被还原
考点二 碳酸钠和碳酸氢钠
知●识●解●构
知识点1 Na2CO3、NaHCO3的性质、用途及制法
物质
比较项目
Na2CO3
NaHCO3
俗名
色与态
细小
水溶性
都 ,Na2CO3的溶解度 NaHCO3的溶解度
溶液的碱性
显碱性(较强)
显碱性(较弱)
热稳定性
稳定、受热不易分解
不稳定受热分解
2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
与酸反应
相同条件下NaHCO3比Na2CO3反应放出气体剧烈
与NaOH反应
不反应
与Ca(OH)2反应
与Ca(OH)2反应存在少量过量问题
与BaCl2反应
不反应
与CO2及H2O
不反应
相互转化
用途
玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油、冶金等工业
发酵粉的主要成分之一、灭火器、治疗胃酸过多
知识点2 侯氏制碱法
制备原料
食盐、氨气、二氧化碳——合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气;其反应为
C+H2O(g)CO+H2,CO+H2O(g)CO2+H2
工艺流程
反应原理
往饱和食盐水中依次通入足量的NH3、CO2(氨碱法),利用NaHCO3的溶解性小于NH4HCO3的溶解性原理,使NaHCO3从溶液中析出
(1)产生NaHCO3的反应:
(2)产生Na2CO3的反应:
绿色思想
循环使用的物质为 、
知识点3 Na2CO3和NaHCO3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。
2.Na2CO3、NaHCO3的除杂
混合物(括号内的为杂质)
除杂方法或所用试剂
反应原理
Na2CO3固体(NaHCO3)
加热法
2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
NaHCO3溶液(Na2CO3)
通入足量CO2
Na2CO3+H2O+CO2===2NaHCO3
Na2CO3溶液(NaHCO3)
加入适量的NaOH溶液
NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O
得分速记
1.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.将CO2气体通入饱和Na2CO3溶液中开始无明显现象,后有沉淀析出。原因是①生成NaHCO3的质量比原Na2CO3的质量大;②NaHCO3的溶解度小于Na2CO3的溶解度;③反应消耗溶剂水
知识点4 Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应的基本图象
若V(Oa)=V(ab)(即Oa段与ab段消耗盐酸的体积相同)
溶液中的溶质为
涉及离子方程式Oa: ;
ab:
若V(Oa)>V(ab)(即Oa段消耗盐酸的体积大于ab段消耗盐酸的体积)
溶液中的溶质为
涉及离子方程式Oa: 、
;
ab:
若V(Oa)<V(ab)(即Oa段消耗盐酸的体积小于ab段消耗盐酸的体积)
溶液中的溶质为
涉及离子方程式Oa: ;
ab:
若a=0(即图像从原点开始)
溶液中的溶质为
涉及离子方程式:
考●向●破●译
考向1 考查碳酸钠和碳酸氢钠性质
例1(25-26高三上·北京石景山·期末)某小组探究Na2CO3和NaHCO3的性质,实验步骤及记录如下:
Ⅰ.分别向盛有0.5 g Na2CO3固体、0.5 g NaHCO3固体的烧杯中加入10 mL水(20 ℃),搅拌,测量温度为T1;
Ⅱ.静置恒温后测量温度为T2;
Ⅲ.分别加入10 mL 密度约为1.1 g·mL-120%的盐酸(20 ℃),搅拌,测量温度T3。
得到下表1的数据:
回答下列问题:
(1)Na2CO3溶于水显碱性,其原因是______________________(用离子方程式表示)。
(2)根据试题后的附表判断:步骤Ⅰ中Na2CO3、NaHCO3固体分别是全部溶解还是部分溶解____________________________________。
(3)分析表1的数据得出:Na2CO3固体溶于水________,NaHCO3固体溶于水________(填“放热”或“吸热”)。
(4)甲同学分析上述数据得出:Na2CO3和NaHCO3与盐酸反应都是放热反应。
乙同学认为应该增加一个实验,并补做如下实验:向盛有10 mL水(20 ℃)的烧杯中加入10 mL________,搅拌,测量温度为22.2 ℃。
(5)结合上述探究,下列说法正确的是________。
A.NaHCO3与盐酸的反应是吸热反应
B.不能用稀盐酸鉴别Na2CO3和NaHCO3固体
C.Na2CO3、NaHCO3固体与稀盐酸反应的能量变化还与物质的溶解等因素有关
(6)丙同学为测定一份NaHCO3和Na2CO3混合固体中NaHCO3的纯度,称取m1g混合物,加热至质量不变时,称其质量为m2g,则原混合物中NaHCO3的质量分数为________(用代数式表示)。
附表:溶解度表
【变式1】(25-26高三上·北京昌平·期末)某小组同学进行了以下3个实验:
实验1
实验2
实验3
操作
现象
无沉淀及气体产生
有沉淀及气体产生
现象a
下列说法正确的是
A.实验1中发生了反应
B.实验2中促进了的电离平衡
C.实验3中现象a可能是:有沉淀及气体产生
D.推测:可用溶液鉴别浓度均为的溶液和溶液
【变式2】(25-26高三上·北京石景山·期末)实验小组利用传感器探究Na2CO3和NaHCO3的性质,下列说法不正确的是
A.Na2CO3溶液和澄清石灰水反应的离子方程式:CO+Ca2+=CaCO3↓
B.滴加Na2CO3溶液的pH变化曲线与滴加蒸馏水的基本重合,说明Na2CO3溶液和澄清石灰水反应时OH-未参与反应
C.滴加NaHCO3溶液的pH变化与滴加Na2CO3溶液的有明显差异,原因是滴加NaHCO3溶液的烧杯中HCO消耗了OH-
D.NaHCO3溶液和澄清石灰水反应的离子方程式:HCO+OH-=CO+H2O
【变式3】(25-26高三上·北京顺义·期末)下列物质的用途与其氧化性或还原性无关的是
A.乙醇用作燃料 B.过氧化钠用作制氧剂
C.小苏打用作烘焙糕点膨松剂 D.氯化铁用作覆铜印刷电路板腐蚀液
考向2 考查侯氏制碱法
例2(2025·北京朝阳·一模)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再持续通入,有利于生成
B.“碳酸化”过程放出大量的热,有利于提高碳酸化的速率和的直接析出
C.母液1吸氨后,发生
D.“冷析”过程析出,有利于“盐析”时补加的固体溶解
【变式1】(25-26高三上·北京·期中)我国化学家侯德榜发明的“联合制碱法”为世界制碱工业做出了巨大贡献。下图为联合制碱法的主要过程(部分物质已略去)。
资料:溶解度
物质
20℃溶解度/g
36.0
21.7
9.6
37.2
(1)物质X是_______(填化学式),沉淀池中反应的化学方程式是_______。
(2)下列说法正确的是_______(填字母)。
A.沉淀池中有析出,因为一定条件下的溶解度最小
B.滤液中主要含有、和
C.设计循环的目的是提高原料的利用率
(3)工业可用纯碱代替烧碱生产某些化工产品,如用饱和纯碱溶液与反应可制得一种在生产生活中常用于漂白、消毒的物质,同时有生成,该反应的化学方程式是_______。
(4)某纯碱样品中含杂质,取质量为ag的样品,加入足量的稀盐酸,充分反应后,加热、蒸干、灼烧,得到bg固体物质,则此样品中的质量分数为_______。
【变式2】(25-26高一上·北京·期中)钠的化合物在日常生产生活中有广泛的应用,按照题目要求回答相应问题。
(一)实验小组利用传感器探究和的性质。
【查阅资料】pH越小,越小,溶液碱性越弱。
【实验过程】
编号
实验操作
实验数据
实验Ⅰ
测量下述实验过程的温度变化
实验Ⅱ
测量下述实验过程的pH变化
【分析与解释】
(1)实验Ⅰ中,溶解时吸收热量物质是___________。
(2)实验Ⅱ中,溶液和澄清石灰水反应的离子方程式为___________,未参与该反应的实验证据是___________。
(3)实验Ⅱ中,②和③的pH变化有明显差异,原因是滴加溶液的烧杯中,参与反应的离子有___________。
(4)实验Ⅱ中,③上a点反应的化学方程式为___________。
(5)在不引入其他杂质的前提下,向溶液中通入足量,可实现与之间的转化,写出反应的离子方程式___________。
(二)我国化学家侯德榜发明的“联合制碱法”为世界制碱工业做出了巨大贡献。下图为联合制碱法的主要过程(部分物质已略去)。
资料:溶解度
物质
NaCl
20℃溶解度/g
36.0
21.7
9.6
37.2
(6)根据上图,将化学方程式补充完整:___________。
(7)煅烧固体的化学方程式是___________。
(8)下列说法正确的是___________(填字母)。
A.物质X是
B.沉淀池中有析出,因为20℃时的溶解度最小
C.滤液中主要含有NaCl、和
D.设计循环的目的是提高原料的利用率
(9)工业可用纯碱代替烧碱生产某些化工产品,如用饱和纯碱溶液与反应可制得NaClO,同时有生成,该反应的化学方程式是___________。
(10)某纯碱样品中含杂质NaCl,取质量为a g的样品,加入足量的稀盐酸,充分反应后,加热、蒸干、灼烧,得到b g固体物质,则此样品中的质量分数为___________。
【变式3】(25-26高三上·北京延庆·期中)钠及其化合物在生活和生产中有重要用途。
(1)Na2O2是一种淡黄色固体,常用作供氧剂。
①写出Na2O2与CO2反应的化学方程式___________。
②将一定量的Na2O2固体投入到含有Cl-、Na+、、的溶液中,完全反应后,上述离子数目几乎不变的是___________(填离子符号)。
(2)我国化学家侯德榜发明的“联合制碱法”为世界制碱工业做出了巨大贡献。下图为联合制碱法的主要过程(部分物质已略去)。
资料:ⅰ.沉淀池中的反应为
ⅱ.溶解度
物质
NaCl
NH4HCO3
20℃溶解度/g
36.0
21.7
9.6
37.2
①煅烧炉中反应的化学方程式是___________,物质X是___________(填化学式)。
②下列说法正确的是___________(填字母)。
a.沉淀池中有NaHCO3析出,因为一定条件下NaHCO3的溶解度最小
b.滤液中主要含有NaCl、NaHCO3和NH4Cl
c.设计循环的目的是提高原料的利用率
③工业可用纯碱代替烧碱生产某些化工产品,如用饱和纯碱溶液与Cl2反应可制得一种在生产生活中常用于漂白、消毒的物质NaClO,同时有NaHCO3和另一种常见的盐生成,该反应的化学方程式是___________。
④某纯碱样品中含杂质NaCl,取质量为ag的样品,加入足量的稀盐酸,充分反应后,加热、蒸干、灼烧,得到bg固体物质,则此样品中的质量分数为___________。
考向3 考查碳酸钠、碳酸氢钠与酸反应图象
例3(25-26高三上·北京海淀·期末)向溶液中逐渐通入一定量的(假设溶液体积不变),随后取此溶液,将其稀释至,并向此稀释后的溶液中逐滴加入的盐酸,产生气体的体积与所加入的盐酸的体积关系如图所示。下列说法正确的是
A.与溶液反应后的溶质为
B.图中A点的溶质为
C.产生的体积为
D.原溶液中浓度为
解题妙招
用数形结合思想理解碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸的反应
实验操作和反应
n(CO2)-n(HCl)图像
向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸,离子方程式:Oa段:CO+H+===HCO
ab段:HCO+H+===H2O+CO2↑
图像特点Oa=ab
向NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸,离子方程式:HCO+H+===H2O+CO2↑
向等物质的量的NaOH、Na2CO3的混合溶液中逐滴加入盐酸,离子方程式:
Oa段:H++OH-===H2O、CO+H+===HCO
ab段:HCO+H+===H2O+CO2↑
图像特点:Oa>ab
向等物质的量的Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中逐滴加入盐酸,离子方程式:Oa段:CO+H+===HCO
ab段:HCO+H+===H2O+CO2↑
图像特点:Oa<ab
【变式1】(25-26高三上·湖南长沙·阶段检测)取等物质的量浓度的NaOH溶液两份A和B,每份100mL,分别向A、B中通入不等量的CO2,再继续向两溶液中逐滴加入0.1mol/L的盐酸,标准状况下产生的CO2气体体积与所加的盐酸体积之间的关系如图所示。下列说法正确的是
A.B 曲线中消耗盐酸0<V(HCl)<25mL时发生的离子反应为:OH-+H+=H2O,H++ =
B.原NaOH溶液的物质的量浓度为0.75mol/L
C.B曲线最终产生的CO2体积(标准状况下)为112mL
D.加盐酸之前A溶液中的溶质是碳酸钠和碳酸氢钠
【变式2】(25-26高三上·北京·阶段检测)分别取等物质的量浓度的氢氧化钠溶液各100 mL盛放在A、B两个烧杯中,再通入一定量的CO2后,分别各取20 mL溶液,向其中逐滴滴入0.2 mol·L-1的盐酸,产生CO2的体积(y轴)与所加入盐酸的体积(x轴)的关系如下图所示,下列说法正确的是
A.在A烧杯中通入CO2后的溶质是NaOH和Na2CO3,且物质的量之比为2:1
B.在B烧杯中所示的P点的溶液中,Na+、OH-、Cl-可大量共存
C.在B烧杯中通入CO2的在标准状况下体积为448mL
D.原氢氧化钠溶液的物质的量浓度为1.5 mol·L-1
【变式3】向和混合溶液中滴加稀盐酸,的生成量与加入盐酸的体积的关系如图所示。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
C.
D.原混合溶液中与Na2CO3的物质的量之比为
考向4 考查Na2CO3和NaHCO3的鉴别与除杂
例4(25-26高三上·北京通州·期末)可以用来断定碳酸钠粉末中混有碳酸氢钠的实验方法是(不考虑其他杂质)
A.加热粉末时有无色气体放出,气体使澄清的石灰水变浑浊
B.滴加盐酸有气泡产生
C.溶于水配成稀溶液,向溶液中通入氧气
D.溶于水配成稀溶液,滴加澄清石灰水,有白色沉淀生成
【变式1】下列实验方案能达到目的的是
A.用澄清石灰水鉴别和
B.制备单质与溶液反应
C.除去中的少量:通入饱和溶液
D.除去中的少量:通过灼热的粉末
【变式2】鉴别和两种白色固体的下列方案中,不可行的是
A.分别配成溶液,进行焰色试验,观察火焰的颜色
B.分别加热,将可能产生的气体通入澄清石灰水,观察有无浑浊产生
C.分别配成稀溶液,加入澄清石灰水,观察有无白色沉淀产生
D.分别配成稀溶液,滴入少量稀盐酸,观察有无气泡产生
【变式3】某课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体,用不同的方法做了以下四组实验,如图Ⅰ~Ⅳ所示。下列说法不正确的是
A.装置 I 中两种固体均能与盐酸反应,并产生能使澄清石灰水变浑浊的气体
B.若装置 II 中两种固体质量相同且稀盐酸足量时,气球鼓起较小的是 NaHCO3
C.装置 III 和 IV 均能鉴别 Na2CO3和 NaHCO3,IV 可同时进行两个对比实验
D.装置 IV 试管②中的药品为 NaHCO3
考点三 碱金属 焰色反应
知●识●解●构
知识点1 `
1.一般性
相似性
递变性(由Li→Cs)
原子结构
最外层均为 个电子
电子层数逐渐增多
核电荷数逐渐
原子半径逐渐
元素性质
都具有较强的 ,最高正价均为 价
金属性逐渐
单质性质
物理性质
(除Cs外)都呈银白色,密度较小,熔、沸点
密度逐渐增大(钾反常),熔、沸点逐渐
化学性质
都具有较强的 性
还原性逐渐 ;与O2反应越来越剧烈,产物越来越复杂
2.特殊性
(1)碱金属的密度一般随核电荷数的增大而增大,但钾的密度比 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 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 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 等需放回原瓶。
(5)锂与O2反应与钠不同,只生成Li2O,与反应 、氧气的 等无关。
知识点2 焰色试验
1.焰色试验的概念
很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊颜色,可以判断试样所含的金属元素,化学上把这样的 称为焰色试验,属于物理变化,是元素的性质。
2.焰色试验的操作
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
钠元素: 色;钾元素: 色(透过 色钴玻璃观察);铜元素 色;钡元素: ;钙元素: 。
得分速记
1.焰色试验是物理变化,是金属元素的性质,既可以是单质,也可以是化合物,如不论灼烧Na2CO3、NaCl、Na2SO4还是钠的单质,均发出黄色火焰。
2.用稀盐酸清洗的原因:生成金属氯化物,而金属氯化物在高温时可挥发,而硫酸盐难挥发。
3.焰色反应中所用的火焰应是无色或浅色的。
4.灼烧铂丝时应一直烧至火焰恢复到原来的颜色。
5.可用洁净无锈的铁丝代替铂丝,不能用铜丝代替。
考向1 考查碱金属的相似性、递变性
例1(2025·北京海淀·模拟预测)下列关于铷(Rb)的叙述正确的是
A.它位于周期表的第四周期、第IA族
B.在钠、钾、铷3种单质中,铷的熔点最高
C.氢氧化铷是弱碱
D.硝酸铷含共价键,属于离子化合物
【变式1】(24-25高三下·北京·调研)下列关于碱金属和卤素的说法正确的是
A.第ⅠA族的所有元素都是碱金属元素
B.Cs可以敞口放置保存
C.在水中溶解度比中大
D.向KCl溶液中加入碘水,无明显黄绿色气体产生
【变式2】(25-26高三上·北京朝阳·期中)金属钾可以与水(滴加酚酞溶液)剧烈反应,下列说法不正确的是
A.溶液变红,证明生成了碱性物质
B.钾浮在液面上并燃烧,与其密度及反应的热效应有关
C.钾与水反应比钠与水反应更剧烈,说明钾的金属性比钠强
D.金属钾与水发生反应前后化学键类型不变
【变式3】(2026·北京·模拟预测)碱金属钫(Fr)具有放射性,它是碱金属元素中最重的元素,根据碱金属元素性质的递变规律预测其性质,其中错误的是
A.在碱金属元素中它具有最大的原子半径
B.钫在空气中燃烧时,只生成化学式为Fr2O的氧化物
C.它的氢氧化物化学式为FrOH,这是一种极强的碱
D.它能跟水反应生成相应的碱和氢气,由于反应剧烈而发生爆炸
考向2 考查焰色试验操作及应用
例2(2026·北京·三模)下列和含氯元素物质有关的现象,说法不正确的是
A.钠在氯气中燃烧,发出黄色火焰并生成白烟
B.氯水长时间放置,黄绿色变浅,酸性减弱
C.稀释浓溶液,溶液由绿色变为蓝色
D.打开装有浓盐酸的试剂瓶,瓶口会出现白雾
【变式1】(25-26高三下·北京·调研)下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是
实验操作
现象
解释或结论
A
溶液加稀硫酸酸化后滴加KSCN溶液
溶液呈红色
已变质
B
将某气体通入品红溶液中
品红溶液褪色
该气体是
C
淀粉-KI溶液中通入少量,再通入过量
溶液先出现蓝色,后蓝色褪去
还原性:
>>
D
用洁净铂丝蘸取溶液进行焰色试验
焰色呈黄色
原溶液中一定有、无
A.A B.B C.C D.D
【变式2】(2024·北京·模拟预测)化学与生产、生活、密切相关,下列说法不正确的是
A.北京冬奥会吉祥物“冰墩墩”使用的聚乙烯属于有机高分子材料
B.“墨子号”卫星的成功发射实现了光纤量子通信,光纤的主要成分为二氧化硅
C.制造5G芯片的氮化铝晶圆属于无机非金属材料
D.焰火中的红色来源于钠盐灼烧
【变式3】(24-25高三上·北京顺义·期末)下列实验颜色的变化与氧化还原反应有关的是
A.在无色火焰上灼烧NaCl固体,火焰呈黄色 B.向溶液中滴加KSCN溶液,溶液变红
C.湿润的淀粉碘化钾试纸遇变蓝 D.使滴有酚酞的NaOH溶液变色
真题溯源·考向感知
——溯源真题逻辑,感知高考考向
1.(2024·北京卷,8,3分)关于和的下列说法中,不正确的是
A.两种物质的溶液中,所含微粒的种类相同
B.可用溶液使转化为
C.利用二者热稳定性差异,可从它们的固体混合物中除去
D.室温下,二者饱和溶液的差约为4,主要是由于它们的溶解度差异
2.(2023·北京卷,12,3分)离子化合物和与水的反应分别为①;②。下列说法正确的是
A.中均有非极性共价键
B.①中水发生氧化反应,②中水发生还原反应
C.中阴、阳离子个数比为,中阴、阳离子个数比为
D.当反应①和②中转移的电子数相同时,产生的和的物质的量相同
3.(2025·江西卷,8,3分)一种以为催化剂,捕捉制备的流程为:
下列说法正确的是
A.氢气的作用是还原 B.反应中有生成
C.“产物分离”方法为过滤 D.温度升高,的产率增大
4.(2025·黑吉辽蒙卷,4,3分)钠及其化合物的部分转化关系如图。设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
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
C.反应③中与足量反应转移电子的数目为
D.溶液中,的数目为
5.(2025·江西卷,3,3分)实验安全是科学探究的前提。下列实验要求错误的是
A.溶液的导电性实验,禁止湿手操作
B.焰色试验,应开启排风管道或排风扇
C.钠在空气中燃烧实验,需佩戴护目镜才能近距离俯视坩埚
D.比较和的热稳定性实验,应束好长发、系紧宽松衣物
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