内容正文:
钠及其化合物(2)
(大脑放电影~) 同步知识梳理
【知识梳理1】氧化钠和过氧化钠
1.氧化钠的性质
氧化钠(Na2O)是一种白色固体。属于碱性氧化物,能与水、酸、酸性氧化物等发生化学反应。
(1)氧化钠与水反应:Na2O+H2O===2NaOH。
(2)氧化钠与盐酸反应:Na2O+2HCl===2NaCl+H2O。
(3)氧化钠与二氧化碳反应:Na2O+CO2===Na2CO3。
2.过氧化钠的性质
过氧化钠(Na2O2)是一种淡黄色固体。Na2O2中氧元素为-1价,既有氧化性也有还原性。
(1)实验探究过氧化钠与水的反应
实验操作
实验现象
①试管外壁发烫,带火星的木条复燃;②用pH试纸检验,试纸变蓝
实验结论
Na2O2与水反应放热,化学方程式为2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
(2)过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式:2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2。
3.过氧化钠的应用
(1)Na2O2可在呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源。
(2)Na2O2中氧元素的化合价为-1价,具有强氧化性,可作漂白剂。
氧化钠(Na2O)
过氧化钠(Na2O2)
颜色状态
白色固体
淡黄色固体
电子式
Na+]2-Na+
Na+]2-Na+
阴、阳离子个数比
1∶2
1∶2
化学键类型
只有离子键
既有离子键又有共价键
所属类别
碱性氧化物
过氧化物
生成条件
钠常温下缓慢氧化
钠燃烧或加热
热稳定性
不稳定,易转化为Na2O2
较稳定
与H2O反应
Na2O+H2O==2NaOH
2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑
与CO2反应
Na2O+CO2==Na2CO3
2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2
与盐酸反应
Na2O+2HCl==NaCl+H2O
2Na2O2+4HCl==4NaCl+O2↑+2H2O
稳定性
不稳定
较稳定
主要用途
可制烧碱
漂白剂、消毒剂、供氧剂
【知识拓展】
(1)Na2O、Na2O2结构中阳离子和阴离子的个数之比均为2:1;
(2)1 mol Na2O2与足量CO2或H2O发生反应时转移电子数是1 mol;
(3)过氧化钠与其他物质反应时不一定有氧气产生,如具有强还原性的SO2,能被Na2O2氧化成Na2SO4:SO2+Na2O2===Na2SO4。
(4)过氧化钠虽然能够与盐酸反应生成盐和水,但同时还有氧气产生,所以它不属于碱性氧化物。
【例题精讲】
1.(2025•高一高一北京学业考试)下列关于过氧化钠的说法不正确的是( )
A.白色固体 B.能与水反应 C.能与二氧化碳反应 D.可用作供氧剂
2.Na2O和Na2O2具有的相似的性质是 ( )
A.颜色 B.水溶液的酸碱性 C.氧化性 D.漂白性
3.下列不是Na2O和Na2O2的共同之处是( )
A.均是碱性氧化物 B.均能与水反应生成碱
C.阴阳离子的个数比均为1:2 D.均能与CO2反应生成Na2CO3
4.(2025•高一贵州黔西期中)下列对Na2O和Na2O2的叙述中错误的是( )
A.Na2O白色固体 B.Na2O2在呼吸面具中可作氧气的来源
C.都属于碱性氧化物 D.都能与水反应形成强碱溶液
5.(2025•高一广东深圳期中)下列关于Na2O和Na2O2的叙述正确的是( )
A.等质量的Na2O2分别与足量H2O、CO2反应,生成O2的量相同
B.Na2O中的阴、阳离子数目之比为,Na2O2中的阴、阳离子数目之比为1:1
C.Na2O、Na2O2都能与酸反应,故都是碱性氧化物
D.Na2O2可用于自来水消毒
6.(2025•高一广西玉林期中)用下图所示装置进行实验(其中E收集生成的O2),证明过氧化钠可在呼吸面具或潜水艇中做供氧剂。下列说法正确的是( )
A.C中的反应每转移0.4mol电子,产生0.1molO2
B.在B、C之间最好加装一个装有浓硫酸的洗气瓶
C.可用稀硫酸代替稀盐酸制备CO2
D.D装置的作用是除去CO2
【知识梳理2】过氧化钠的强氧化性
1.强氧化性的五个表现
说明:
(1)遇KMnO4等强氧化剂时,表现出还原性,氧化产物为O2。
(2)遇H2O、H+则发生自身的氧化还原反应。
(3)遇还原性氧化物(即低价非金属氧化物),表现强氧化性,一般不生成氧气,而生成高价钠盐,如Na2O2+SO2===Na2SO4。
(4)遇最高价金属氧化物(酸酐)发生自身的氧化还原反应,有氧气生成,如2Mn2O7+2Na2O2===4NaMnO4+O2。
(5)无论是过氧化钠还是其他过氧化物,具有强氧化性、漂白性等特殊性质的根本原因是这些物质中都含有过氧键。
2.理解Na2O2强氧化性的两个角度
(1)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。
(2)从化合价的角度。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+、SO32-、HSO3-、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。
【知识归纳】
(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。
【例题精讲】
1.下列反应中,Na2O2只表现出氧化性的是
A.2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
B.2Na2O2+2H2SO4=2Na2SO4+2H2O+O2↑
C.Na2O2+SO2=Na2SO4
D.5Na2O2+2KMnO4+8H2SO4=5Na2SO4+K2SO4+2MnSO4+5O2↑+8H2O
2.下列反应与Na2O2+SO2=Na2SO4相比较,Na2O2的作用相同的是
A.2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 B.2Na2O2+2SO3=2Na2SO4+O2
C.Na2O2+H2SO4=Na2SO4+H2O2 D.3Na2O2+Cr2O3=2Na2CrO4+Na2O
3.某化学兴趣小组在学校科技节活动中表演了“滴水生火”的小魔术。如图所示,在坩埚上放一小团脱脂棉,在里面裹入一种淡黄色的化合物,用胶头滴管滴几滴水,一会儿脱脂棉会燃烧起来。下列说法正确的是( )
A.该淡黄色化合物为Na2O
B.由“滴水生火”的小魔术可以得出有氢气生成
C.由“滴水生火”的小魔术可以得出该反应放热
D.为了更清楚地观察现象,需要近距离俯视坩埚
4.某实验小组通过下图所示实验,探究Na2O2与水的反应:
下列说法不正确的是
A.②中的大量气泡的主要成分是氢气
B.③中溶液变红,说明有碱性物质生成
C.④中现象可能是由于溶液中含有漂白性物质造成的
D.⑤中MnO2的主要作用是作催化剂
【知识梳理3】碳酸钠和碳酸氢钠
1、Na2CO3、NaHCO3的物理性质
名称
碳酸钠
碳酸氢钠
化学式
Na2CO3
NaHCO3
俗名
纯碱或苏打
小苏打
颜色、状态
白色粉末
细小白色晶体
水溶性
易溶于水
水中易溶,但比Na2CO3的溶解度小
2、Na2CO3、NaHCO3的化学性质
(1)热稳定性
实验操作
实验现象
化学方程式及结论
棉花球沾有白色无水硫酸铜粉末
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,A烧杯中澄清石灰水不变浑浊。
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热稳定性: Na2CO3>NaHCO3
(2)与足量盐酸反应
实验装置
实验操作
实验现象
离子方程式及结论
在两支试管中分别加入3 mL稀盐酸,将两个各装有少量等质量的Na2CO3、NaHCO3粉末的小气球分别套在两支试管的管口。将气球内的Na2CO3和NaHCO3同时倒入试管中。
两个气球均膨胀;NaHCO3与盐酸混合比Na2CO3与盐酸混合气球膨胀得快且大。
NaHCO3与盐酸反应比等质量的Na2CO3与盐酸反应产生气体多且剧烈。
Na2CO3、NaHCO3分别与盐酸反应的离子方程式为CO+2H+=CO2↑+H2O、HCO+H+=CO2↑+H2O。
(3)与碱(NaOH溶液)反应
①Na2CO3:与NaOH溶液不反应。
②NaHCO3:NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O。
(4)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。
3、Na2CO3、NaHCO3的主要用途
(1)碳酸钠:用于造纸、制造玻璃、制皂、洗涤等。
(2)碳酸氢钠:用于制发酵粉、医药、灭火剂等。
【拓展归纳】
(1)同温、同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液的碱性是Na2CO3>NaHCO3;因此,向两溶液中分别滴入酚酞溶液,Na2CO3溶液呈红色而NaHCO3溶液呈浅红色。
(2)Na2CO3溶液中混有少量NaHCO3时,理论上加入适量NaOH可以除去,但实际上无法操作,因为无法准确控制NaOH的用量。
(3)当Na2CO3、NaHCO3溶液的浓度不同时,一般不用气体法来鉴别。
(4)不能用Ca(OH)2或Ba(OH)2溶液鉴别Na2CO3和NaHCO3,因为二者都能产生白色沉淀。
【例题精讲】
1.(2025•高三内蒙古赤峰期中)下列关于碳酸钠、碳酸氢钠的说法,正确的是( )
A.Na2CO3可中和胃酸,NaHCO3可焙制糕点
B.若NaHCO3固体中混有Na2CO3,可用加热的方法除去
C.灼烧Na2CO3和NaHCO3,火焰颜色均为黄色
D.Na2CO3、NaHCO3固体溶于水均放热
2.(2025•高一广东广州期中)下列有关Na2CO3和NaHCO3性质的叙述正确的是( )
A.Na2CO3受热分解产生CO2 B.NaHCO3水溶液呈中性
C.Na2CO3和NaHCO3都能与酸反应生成CO2 D.在水中NaHCO3比Na2CO3溶解性大
3.(2025•高一天津南开期中)下列有关NaHCO3和Na2CO3的叙述正确的是( )
A.Na2CO3和NaHCO3均可用作食用碱
B.向NaHCO3和Na2CO3固体中分别加入少量水后,均伴随放热现象
C.等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应,放出等质量的CO2
D.取这两种物质的饱和溶液各1mL分别滴加2滴酚酞溶液,NaHCO3溶液颜色较深
4.(2025•高一广东深圳期中)关于Na2CO3和NaHCO3的性质或用途判断正确的是( )
A.Na2CO3可以用来做胃药和烘焙糕点
B.常温下,在水中溶解度:Na2CO3<NaHCO3
C.等质量、颗粒大小相同的固体与同浓度同体积的盐酸反应的速率:Na2CO3> NaHCO3
D.等质量的固体与足量盐酸反应放出气体的体积:Na2CO3<NaHCO3
5.(2025•高一河南洛阳期中)关于Na2CO3和NaHCO3的说法错误的是( )
A.两种固体灼烧时火焰均呈黄色
B.物质的量相等的Na2CO3和NaHCO3分别与足量盐酸反应,产生等量的CO2
C.质量相等的Na2CO3和NaHCO3分别与足量盐酸反应,Na2CO3消耗的HCl更多
D.分别取少量Na2CO3和NaHCO3放入试管中,滴入几滴水,振荡,将温度计分别插入其中,温度计示数均升高
6.(2025•高一浙江嘉兴期中)下列关于Na2CO3、NaHCO3的叙述正确的是( )
A.在酒精灯加热条件下,Na2CO3、NaHCO3固体都能发生分解
B.除去NaHCO3固体中的Na2CO3:将固体加热至恒重
C.CaCl2溶液、澄清石灰水均能鉴别Na2CO3、NaHCO3溶液
D.常温下将过量CO2气体通入饱和Na2CO3溶液中会有固体析出
7.(2025•高一浙江温州期中)已知同种金属阳离子形成的碳酸盐热稳定性要比其形成的碳酸氢盐高,且2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。某同学采用如图装置探究碳酸钠和碳酸氢钠受热分解情况,下列说法正确的是( )
A.A试管应该放NaHCO3,B试管放Na2CO3
B.试验结束时,应先移开试管C、D,再熄灭酒精灯
C.若在A、B试管口放置沾有硫酸铜粉末的棉花,管中棉花不变色
D.试管中出现浑浊,试管中没有出现浑浊
8.(2025•高一湖北黄冈期中)进行化学实验时应重视实验安全。在分别加热Na2CO3和NaHCO3,观察现象,比较Na2CO3和NaHCO3热稳定性的实验过程中,涉及到的图标组合正确的是( )
①;② ;③;④;⑤;⑥
A.①②③④ B.①③⑤⑥ C.②③④⑥ D.①③④⑤
【知识梳理4】侯氏制碱法
原料
NH3、CO2、饱和食盐水
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。
产生NaHCO3反应:NH3+NaCl+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl。
产生Na2CO3的反应:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。
生产流程
循环使用的物质
CO2、饱和食盐水。
【易错预警】
不能先通入CO2、再通入NH3至饱和。
【例题精讲】
1.(2025•高一内蒙古乌兰察布二模)实验室模仿侯氏制碱法原理制备碳酸钠,下列过程中实验原理和装置均正确的是( )
A.制取CO2
B.制取2NaHCO3
C.分离2NaHCO3
D.制取Na2CO3
2.(2025•高一·江苏苏州·期末)侯氏制碱法的工业流程如下:
下列说法不正确的是( )
A.“沉淀池”中应在饱和食盐水中先通入足量CO2
B.“母液”可获得副产品NH4Cl
C.循环Ⅱ的物质是CO2
D.用AgNO3溶液和稀硝酸检验“沉淀池”中沉淀是否洗净
3.(2025•高一贵州遵义期中)纯碱(碳酸钠)是一种重要的化工原料,工业常以氯化钠、二氧化碳和氨气为原料制备纯碱,部分工艺流程如下:
有关说法正确的是( )
A.副产物NH4Cl不可用作肥料
B.反应I生成的沉淀,经过过滤、洗涤、煅烧不可得到纯碱
C.反应I原理为CO2+NH3+NaCl+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl
D.向饱和NaCl溶液中先通入足量的CO2,再通入足量的NH3
4.(2025•高一广东深圳期中)“联合制碱法”的部分工艺流程如下。已知反应Ⅰ的原理为CO2+NH3+NaCl+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl,下列有关说法正确的是( )
A.应先向饱和 NaCl溶液中通入 CO2,后通入 NH3
B.上述流程中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的操作方法相同
C.向母液中通入 NH3时发生反应的离子方程式为OH-+HCO3-=CO32-+H2O
D.上述流程中涉及的化学反应均不属于氧化还原反应
5.1943年侯德榜发明联合制碱法,其生产流程可简要表示为
已知:NH3极易溶于水生成 NH3·H2O, NH3·H2O可电离产生 NH4+和OH-。
下列说法中错误的是( )
A.母液中的溶质只含有NH4Cl
B.若实验室进行第③步操作需要漏斗、烧杯、玻璃棒等仪器
C.侯氏制碱法制备NaHCO3,利用了物质的溶解度差异
D.生成NaHCO3悬浊液的离子方程式为Na++H2O+CO2+NH3=NaHCO3↓+NH4+
(认真思考,切勿0帧起手~)课堂达标练习
1.(2025•高一浙江温州期中)下列钠的化合物中,可用于呼吸面具作为O2来源的是
A.Na2O B.Na2O2 C.NaCl D.Na2CO3
2.下列有关过氧化钠的说法中错误的是
A.可用作潜水艇的供氧剂 B.是淡黄色固体
C.阳离子与阴离子个数比为1∶1 D.用加热法可除去Na2O2中的Na2O
3.下列关于Na2O和Na2O2说法正确的是( )
A.Na2O2和Na2O长期置于空气中,最终产物相同
B.Na2O2固体含有阴阳离子数目比为1∶1
C.Na与少量O2反应制得Na2O,Na与过量O2反应制得Na2O2
D.两者都能与酸反应生成盐和水,都属于碱性氧化物
4.对于反应:2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,下列说法中正确的是( )
A.Na2O2是氧化剂,H2O是还原剂 B.Na2O2既是氧化剂,又是还原剂
C.该反应中电子转移的数目为4e- D.每有18 g H2O与足量Na2O2反应,则固体增重4 g
5.某同学用下图装置证明过氧化钠可做呼吸面具中的供氧剂,下列说法不正确的是( )
A.装置B中盛放的液体为浓硫酸
B.装置C发生的反应中,Na2O2既是氧化剂又是还原剂
C.装置D中NaOH溶液的作用是除去多余的CO2
D.将E中试管收集的气体可使带有火星的木条复燃
6.某小组欲测定Na2O2与呼出气体反应后的混合物中剩余Na2O2的质量分数,下列方案中,合理的是( )
A.取a克混合物与足量水充分反应,加热,收集到标准状况下bL干燥气体
B.取a克混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出气体用碱石灰吸收,增重b克
C.取a克混合物与足量BaCl2溶液充分反应,过滤、洗涤、烘干,得到b克固体
D.取a克混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得b克固体
7.某实验小组通过图所示实验探究Na2O2与水的反应。
下列说法错误的是
A.③中溶液变红,说明溶液显碱性
B.④中现象说明溶液吸收空气中CO2后变为酸性
C.⑤中现象说明溶液中有H2O2
D.Na2O2与水总反应的化学方程式为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
8.(2025•高一浙江绍兴期中)下列实验设计,不能达到实验目的的是( )
A
B
C
D
观察钾元素的焰色
比较Na2CO3和NaHCO3的稳定性
检验Na2O2与H2O反应有O2生成
比较Na2CO3和NaHCO3与等浓度盐酸反应的快慢
9.(2025•高一浙江宁波期中)为探究碳酸钠及碳酸氢钠的部分性质,设计如图装置和实验。下列说法正确的是( )
A.加盐酸过程中,产生气体的速度①>②
B.加盐酸前,①比②红色更深
C.图③可验证Na2CO3和NaHCO3的热稳定性,其中甲为Na2CO3
D.完全反应后,气球体积①>②
10.(2025•高一浙江丽水期中)下列除杂方法或试剂正确的是( )
A
B
C
D
混合物(括号内为杂质)
Na2CO3固体(NaHCO3)
NaHCO3溶液(Na2CO3)
CO2(CO)
Na2CO3溶液(NaHCO3)
除杂方法及试剂
加NaOH固体
加少量HCl
加O2点燃
加入适量NaOH溶液
11.下列实验现象描述正确的是( )
选项
实验
现象
A
向1克Na2CO3固体中滴入几滴水
碳酸钠结块变成晶体,并伴随吸热现象
B
向碳酸钠溶液中逐滴滴加盐酸
马上产生大量气泡
C
往等体积等浓度的Na2CO3、NaHCO3溶液中分别滴加3滴酚酞试液
NaHCO3溶液红色较深
D
加热放在坩埚中的小块钠
钠先熔化成光亮的小球,燃烧时火焰为黄色,燃烧后生成淡黄色固体
12下列是某兴趣小组设计的一个能说明碳酸钠与碳酸氢钠热稳定性的套管实验。请观察如图所示实验装置,分析实验原理,并判断下列说法和做法,其中不科学的是( )
A.甲为小苏打,乙为纯碱
B.要证明碳酸氢钠受热能产生水,可在小试管内塞上蘸有无水硫酸铜粉末的棉花球
C.加热不久就能看到A烧杯的澄清石灰水变浑浊
D.整个实验过程中都没有发现A烧杯的澄清石灰水变浑浊
13(2025•高一广东广州期中)为探究过氧化钠与H2O和CO2的反应,设计了如图实验。已知Na2O2与HCl气体能发生反应,请回答下列问题。
(1)连接好装置,加药品前需要进行的操作是 。
(2)装置A中发生的化学反应方程式是 。
(3)检验装置E中收集的气体方法是 。
(4)为探究反应后固体组成,待装置C中固体由淡黄色完全变为白色,将该固体溶于水并进行如下操作:
实验步骤
实验现象
实验结论
I.取少量溶液于试管中,加入足量氯化钡溶液,静置
产生白色沉淀
①固体中含有 。
Ⅱ.取适量I的上层清液于试管中,向其中滴加少量氯化铜溶液
产生蓝色沉淀
②固体中含有 。
③写出装置C中发生反应的化学方程式 、 。
(认真思考,切勿0帧起手~)课后巩固练习
1.(2025•高一上海期中)下列对于Na2O、Na2O2的比较正确的一项是( )
A.Na2O2、Na2O都是钠的氧化物,都是碱性氧化物
B.Na2O、Na2O2都是易溶于水(与水反应)的白色固体
C.Na2O2在和CO2的反应中既是氧化剂又是还原剂
D.Na2O2、Na2O均可作供氧剂
2.向一定量的饱和NaOH溶液中加入少量Na2O2固体,恢复到原温度时,下列说法正确的是( )
A.溶液中的Na+增多 B.溶液的碱性增强 C.溶质的质量分数不变 D.溶液的质量不变
3.(2025•高一浙江期中)有关Na2O2和Na2O的说法不正确的是( )
A.两者的阳、阴离子个数比均为2:1
B.Na2O2与水反应生成NaOH,Na2O2是碱性氧化物
C.Na2O2加入到滴有酚酞的水中,溶液会出现先变红后褪色现象
D.Na2O2和Na2O久置在空气中,最终都变为Na2CO3
4.根据下图的转化关系及现象,下列描述错误的是
A.气体B为O2,反应②金属单质燃烧时火焰黄色
B.反应③、④均为复分解反应
C.反应①的化学方程式为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑+H2↑
D.反应③的离子方程式为Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓
5.(2023秋·广东广州·高一广州市第七中学校考期中)实验室利用下列反应装置模拟侯氏制碱法制备NaHCO3,反应原理为:NH3+NaCl+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl,下列说法错误的是( )
A.通过活塞K可控制CO2的流速
B.装置b、d依次盛装饱和Na2CO3溶液、稀硫酸
C.装置c中含氨的饱和食盐水提高了CO2吸收效率
D.反应后将装置c中的锥形瓶浸入冷水充分冷却,过滤得到NaHCO3晶体
6.现代工业常以氯化钠、二氧化碳和氨气为原料制备纯碱,部分工艺流程如下:
有关说法错误的是( )
A.反应Ⅰ原理为CO2 + NH3+ NaCl + H2O → NaHCO3↓ + NH4Cl
B.向饱和NaCl溶液中先通入足量的CO2,再通入足量的NH3
C.反应Ⅰ生成的沉淀,经过过滤、洗涤、煅烧可得到纯碱
D.往母液中通入氨气,加入细小的食盐颗粒并降温,可使氯化铵析出
7.如图是实验室研究潜水艇中供氧体系反应原理的装置图(夹持仪器略)。
(1)A装置为CO2的发生装置,反应的离子方程式为___________________________________。
(2)B装置的作用是______________,反应的离子方程式为___________________________________。
(3)C装置为O2的发生装置,写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式____________________、______________________。
(4)D装置的作用是____________________。
(5)当装置内气流平稳后开始收集气体,若该气体能_________________,证明过氧化钠可做供氧剂。
8.(2025•高一四川眉山期中)物质类别和核心元素的价态是学习元素及其化合物性质的两个重要认识视角。图为钠及其化合物的“价一类”二维图,回答下列问题:
(1)物质①与水反应的离子方程式为 ,所以通常将其保存在 中。
(2)写出淡黄色固体②与二氧化碳反应的化学方程式,并用双线桥表示其电子转移的方向和数目: 。
(3)从核心元素价态的视角看,NaH中H元素的化合价为 价;与水反应生成一种强碱和可燃性气体,反应的化学方程式为 。
9.(2025•高一湖南长沙期中)侯氏制碱法又称联合制碱法,该制碱方法把合成氨和纯碱两种产品联合生产,克服了索尔维法生产纯碱时食盐利用率低,制碱成本高,废液、废渣污染环境和难以处理等不足,使食盐的利用率提高到96%,缩短了生产流程,减少了对环境的污染,降低了纯碱的成本,因此,联合制碱法很快为世界所采用。侯氏制碱法的原理表示如图,根据所学知识,回答下列问题:
(1)向饱和食盐水中通入氨气和二氧化碳生成NaHCO3,两种气体中应该先通入 。
(2)写出向饱和食盐水中通入氨气和二氧化碳发生反应的化学方程式 ,溶液中能析出NaHCO3的原因是 。
(3)分离母液和NaHCO3的操作方法是 ,若在实验室进行这一操作,需要用到的玻璃仪器除了烧杯、玻璃棒外,还有 。
(4)写出煅烧生成纯碱的化学方程式 。某次工业生产过程中,取未充分灼烧的样品10g(假设样品中不含其他杂质),充分煅烧后,剩余固体的质量为8.45g,则样品中Na2CO3的质量分数为 。
(5)除了饱和食盐水,上述流程中还可以循环使用的物质是 。
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钠及其化合物(2)
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【知识梳理1】氧化钠和过氧化钠
1.氧化钠的性质
氧化钠(Na2O)是一种白色固体。属于碱性氧化物,能与水、酸、酸性氧化物等发生化学反应。
(1)氧化钠与水反应:Na2O+H2O===2NaOH。
(2)氧化钠与盐酸反应:Na2O+2HCl===2NaCl+H2O。
(3)氧化钠与二氧化碳反应:Na2O+CO2===Na2CO3。
2.过氧化钠的性质
过氧化钠(Na2O2)是一种淡黄色固体。Na2O2中氧元素为-1价,既有氧化性也有还原性。
(1)实验探究过氧化钠与水的反应
实验操作
实验现象
①试管外壁发烫,带火星的木条复燃;②用pH试纸检验,试纸变蓝
实验结论
Na2O2与水反应放热,化学方程式为2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
(2)过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式:2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2。
3.过氧化钠的应用
(1)Na2O2可在呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源。
(2)Na2O2中氧元素的化合价为-1价,具有强氧化性,可作漂白剂。
氧化钠(Na2O)
过氧化钠(Na2O2)
颜色状态
白色固体
淡黄色固体
电子式
Na+]2-Na+
Na+]2-Na+
阴、阳离子个数比
1∶2
1∶2
化学键类型
只有离子键
既有离子键又有共价键
所属类别
碱性氧化物
过氧化物
生成条件
钠常温下缓慢氧化
钠燃烧或加热
热稳定性
不稳定,易转化为Na2O2
较稳定
与H2O反应
Na2O+H2O==2NaOH
2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑
与CO2反应
Na2O+CO2==Na2CO3
2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2
与盐酸反应
Na2O+2HCl==NaCl+H2O
2Na2O2+4HCl==4NaCl+O2↑+2H2O
稳定性
不稳定
较稳定
主要用途
可制烧碱
漂白剂、消毒剂、供氧剂
【知识拓展】
(1)Na2O、Na2O2结构中阳离子和阴离子的个数之比均为2:1;
(2)1 mol Na2O2与足量CO2或H2O发生反应时转移电子数是1 mol;
(3)过氧化钠与其他物质反应时不一定有氧气产生,如具有强还原性的SO2,能被Na2O2氧化成Na2SO4:SO2+Na2O2===Na2SO4。
(4)过氧化钠虽然能够与盐酸反应生成盐和水,但同时还有氧气产生,所以它不属于碱性氧化物。
【例题精讲】
1.(2025•高一高一北京学业考试)下列关于过氧化钠的说法不正确的是( )
A.白色固体 B.能与水反应 C.能与二氧化碳反应 D.可用作供氧剂
【答案】A
【解析】A项,过氧化钠的物理性质为淡黄色固体,而非白色固体(氧化钠Na2O是白色),A错误;B项,过氧化钠与水反应生成NaOH和O2,方程式为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,B正确;C项,过氧化钠与CO2反应生成Na2CO3和O2,方程式为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,C正确;D项,过氧化钠可通过与水或CO2反应释放氧气,因此可用作供氧剂,D正确;故选A。
2.Na2O和Na2O2具有的相似的性质是 ( )
A.颜色 B.水溶液的酸碱性 C.氧化性 D.漂白性
【答案】D
【解析】Na2O为白色固体,不具有氧化性和漂白性;Na2O2为淡黄色固体,具有强氧化性,可用作漂白剂,A、C、D错误,二者均能和水反应生成NaOH,B正确。
3.下列不是Na2O和Na2O2的共同之处是( )
A.均是碱性氧化物 B.均能与水反应生成碱
C.阴阳离子的个数比均为1:2 D.均能与CO2反应生成Na2CO3
【答案】A
【解析】A项,过氧化钠属于过氧化物不属于碱性氧化物,A选;B项,过氧化钠和氧化钠都可以与水反应生成氢氧化钠,B不选;C项,氧化钠和过氧化钠的阴离子分别为O2-、O22-,阳离子为钠离子,故阴阳离子的个数比均为1:2,C不选;D项,氧化钠和过氧化钠均能与二氧化碳生成碳酸钠,D不选。故选A。
4.(2025•高一贵州黔西期中)下列对Na2O和Na2O2的叙述中错误的是( )
A.Na2O白色固体 B.Na2O2在呼吸面具中可作氧气的来源
C.都属于碱性氧化物 D.都能与水反应形成强碱溶液
【答案】C
【解析】A项,Na2O为白色固体,A正确;B项,Na2O2与CO2或H2O反应生成O2,可用于呼吸面具供氧,B正确;C项,Na2O属于碱性氧化物,但Na2O2与酸反应会生成O2(如2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2↑),不符合碱性氧化物定义,C错误;D项,Na2O与水生成NaOH,Na2O2与水生成NaOH和O2,两者溶液均为强碱性,D正确;故选C。
5.(2025•高一广东深圳期中)下列关于Na2O和Na2O2的叙述正确的是( )
A.等质量的Na2O2分别与足量H2O、CO2反应,生成O2的量相同
B.Na2O中的阴、阳离子数目之比为,Na2O2中的阴、阳离子数目之比为1:1
C.Na2O、Na2O2都能与酸反应,故都是碱性氧化物
D.Na2O2可用于自来水消毒
【答案】A
【解析】A项,根据反应2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑、2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2可知,等质量的Na2O2分别与足量H2O、CO2反应,生成的氧气的量相同,A正确;B项,Na2O2中的阴离子是O22-、阳离子是Na+,故其中阴、阳离子数目之比为1∶2,B错误;C项,Na2O2能与酸反应,但不仅仅生成盐和水,且发生氧化还原反应,故不是碱性氧化物,Na2O2是过氧化物,C错误;D项,因过氧化钠与水反应生成强碱,故不能用于自来水消毒,D错误;故选A。
6.(2025•高一广西玉林期中)用下图所示装置进行实验(其中E收集生成的O2),证明过氧化钠可在呼吸面具或潜水艇中做供氧剂。下列说法正确的是( )
A.C中的反应每转移0.4mol电子,产生0.1molO2
B.在B、C之间最好加装一个装有浓硫酸的洗气瓶
C.可用稀硫酸代替稀盐酸制备CO2
D.D装置的作用是除去CO2
【答案】D
【解析】制取CO2时选用石灰石(大理石)与稀盐酸反应,盐酸是挥发性酸,因此生成气体中会混有少量的氯化氢气体,用饱和碳酸氢钠溶液除去CO2气体中氯化氢气体。C装置中过氧化钠与CO2反应产生O2, D中加入NaOH溶液除去未反应的CO2气体;E装置用排水法收集氧气。A项,C装置中Na2O2和H2O、CO2反应生成O2,该过程中O元素由-1价上升到0价,C中的反应每转移0.4mol电子,产生0.2molO2,A错误;B项,二氧化碳和水蒸气都可以和过氧化钠反应生成氧气,而且人呼出的气体中既有二氧化碳又有水蒸气,故不用在B、C装置之间加装有浓硫酸的洗气瓶,B错误;C项,稀硫酸和碳酸钙反应生成硫酸钙是微溶的,会覆盖在碳酸钙表面阻止反应进行,不能用稀硫酸代替稀盐酸制备CO2,C错误;D项,由分析可知,D中加入NaOH溶液除去未反应的CO2气体,D正确;故选D。
【知识梳理2】过氧化钠的强氧化性
1.强氧化性的五个表现
说明:
(1)遇KMnO4等强氧化剂时,表现出还原性,氧化产物为O2。
(2)遇H2O、H+则发生自身的氧化还原反应。
(3)遇还原性氧化物(即低价非金属氧化物),表现强氧化性,一般不生成氧气,而生成高价钠盐,如Na2O2+SO2===Na2SO4。
(4)遇最高价金属氧化物(酸酐)发生自身的氧化还原反应,有氧气生成,如2Mn2O7+2Na2O2===4NaMnO4+O2。
(5)无论是过氧化钠还是其他过氧化物,具有强氧化性、漂白性等特殊性质的根本原因是这些物质中都含有过氧键。
2.理解Na2O2强氧化性的两个角度
(1)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。
(2)从化合价的角度。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+、SO32-、HSO3-、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。
【知识归纳】
(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。
【例题精讲】
7.下列反应中,Na2O2只表现出氧化性的是
A.2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
B.2Na2O2+2H2SO4=2Na2SO4+2H2O+O2↑
C.Na2O2+SO2=Na2SO4
D.5Na2O2+2KMnO4+8H2SO4=5Na2SO4+K2SO4+2MnSO4+5O2↑+8H2O
【答案】C
【解析】A项,过氧化钠化合价即升高又降低,Na2O2既表现出氧化性又表现还原性,错误;B项,过氧化钠化合价即升高又降低,Na2O2既表现出氧化性又表现还原性,错误;C项,过氧化钠化合价降低,所以只表现出氧化性,正确;D项,过氧化钠化合价只升高,只表现出还原性,错误。
8.下列反应与Na2O2+SO2=Na2SO4相比较,Na2O2的作用相同的是
A.2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 B.2Na2O2+2SO3=2Na2SO4+O2
C.Na2O2+H2SO4=Na2SO4+H2O2 D.3Na2O2+Cr2O3=2Na2CrO4+Na2O
【答案】D
【解析】反应Na2O2+SO2=Na2SO4,Na2O2的作用是只作氧化剂;A项,Na2O2既做氧化剂又做还原剂,不符合题意;B项,Na2O2既做氧化剂又做还原剂,不符合题意;C项,反应为非氧化还原反应,不符合题意;D项,Na2O2只做氧化剂,符合题意。
9.某化学兴趣小组在学校科技节活动中表演了“滴水生火”的小魔术。如图所示,在坩埚上放一小团脱脂棉,在里面裹入一种淡黄色的化合物,用胶头滴管滴几滴水,一会儿脱脂棉会燃烧起来。下列说法正确的是( )
A.该淡黄色化合物为Na2O
B.由“滴水生火”的小魔术可以得出有氢气生成
C.由“滴水生火”的小魔术可以得出该反应放热
D.为了更清楚地观察现象,需要近距离俯视坩埚
【答案】C
【解析】该淡黄色化合物为Na2O2,A项错误;着火的条件需同时满足①可燃物、②氧气(助燃)、③达到着火点,由“滴水生火”的小魔术可得出该反应放热,无法确定气体,B项错误;根据选项B分析可知,该反应放热,C项正确;该魔术需戴护目镜,不可近距离俯视坩埚,D项错误。
10.某实验小组通过下图所示实验,探究Na2O2与水的反应:
下列说法不正确的是
A.②中的大量气泡的主要成分是氢气
B.③中溶液变红,说明有碱性物质生成
C.④中现象可能是由于溶液中含有漂白性物质造成的
D.⑤中MnO2的主要作用是作催化剂
【答案】A
【解析】A项,②中的离子方程式为2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑,生成的是O2,错误;B项,Na2O2与H2O反应生成NaOH和O2,NaOH是碱,遇酚酞变红,正确;C项,④中红色褪去,可能原因是Na2O2与H2O反应生成的H2O2具有氧化性,能氧化有色物质,漂白褪色,正确;D项,H2O2在MnO2催化下分解生成H2O和O2,即验证Na2O2与H2O反应生成了H2O2,正确。
【知识梳理3】碳酸钠和碳酸氢钠
1、Na2CO3、NaHCO3的物理性质
名称
碳酸钠
碳酸氢钠
化学式
Na2CO3
NaHCO3
俗名
纯碱或苏打
小苏打
颜色、状态
白色粉末
细小白色晶体
水溶性
易溶于水
水中易溶,但比Na2CO3的溶解度小
2、Na2CO3、NaHCO3的化学性质
(1)热稳定性
实验操作
实验现象
化学方程式及结论
棉花球沾有白色无水硫酸铜粉末
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,A烧杯中澄清石灰水不变浑浊。
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热稳定性: Na2CO3>NaHCO3
(2)与足量盐酸反应
实验装置
实验操作
实验现象
离子方程式及结论
在两支试管中分别加入3 mL稀盐酸,将两个各装有少量等质量的Na2CO3、NaHCO3粉末的小气球分别套在两支试管的管口。将气球内的Na2CO3和NaHCO3同时倒入试管中。
两个气球均膨胀;NaHCO3与盐酸混合比Na2CO3与盐酸混合气球膨胀得快且大。
NaHCO3与盐酸反应比等质量的Na2CO3与盐酸反应产生气体多且剧烈。
Na2CO3、NaHCO3分别与盐酸反应的离子方程式为CO+2H+=CO2↑+H2O、HCO+H+=CO2↑+H2O。
(3)与碱(NaOH溶液)反应
①Na2CO3:与NaOH溶液不反应。
②NaHCO3:NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O。
(4)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。
3、Na2CO3、NaHCO3的主要用途
(1)碳酸钠:用于造纸、制造玻璃、制皂、洗涤等。
(2)碳酸氢钠:用于制发酵粉、医药、灭火剂等。
【拓展归纳】
(1)同温、同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液的碱性是Na2CO3>NaHCO3;因此,向两溶液中分别滴入酚酞溶液,Na2CO3溶液呈红色而NaHCO3溶液呈浅红色。
(2)Na2CO3溶液中混有少量NaHCO3时,理论上加入适量NaOH可以除去,但实际上无法操作,因为无法准确控制NaOH的用量。
(3)当Na2CO3、NaHCO3溶液的浓度不同时,一般不用气体法来鉴别。
(4)不能用Ca(OH)2或Ba(OH)2溶液鉴别Na2CO3和NaHCO3,因为二者都能产生白色沉淀。
【例题精讲】
1.(2025•高三内蒙古赤峰期中)下列关于碳酸钠、碳酸氢钠的说法,正确的是( )
A.Na2CO3可中和胃酸,NaHCO3可焙制糕点
B.若NaHCO3固体中混有Na2CO3,可用加热的方法除去
C.灼烧Na2CO3和NaHCO3,火焰颜色均为黄色
D.Na2CO3、NaHCO3固体溶于水均放热
【答案】C
【解析】A项,中和胃酸通常使用NaHCO3,因其碱性较弱,反应温和;Na2CO3碱性较强,可能刺激胃黏膜。焙制糕点利用的是NaHCO3受热分解产生CO2的特性,A错误;B项,碳酸钠热稳定性强,加热不会分解,而碳酸氢钠受热会分解为Na2CO3、CO2和H2O。若NaHCO3固体中混有Na2CO3,加热混合物则NaHCO3被分解,会得到更多Na2CO3,B错误;C项,钠元素的焰色反应为黄色,无论是Na2CO3还是NaHCO3,灼烧时钠离子均使火焰呈黄色,C正确;D项,Na2CO3溶于水放热,而NaHCO3溶于水吸热,D错误;故选C。
2.(2025•高一广东广州期中)下列有关Na2CO3和NaHCO3性质的叙述正确的是( )
A.Na2CO3受热分解产生CO2 B.NaHCO3水溶液呈中性
C.Na2CO3和NaHCO3都能与酸反应生成CO2 D.在水中NaHCO3比Na2CO3溶解性大
【答案】C
【解析】A项,NaHCO3受热分解产生CO2,A错误;B项,NaHCO3为强碱弱酸盐,碳酸氢根离子水解而使其溶液呈碱性,B错误;C项,碳酸钠和碳酸氢钠都能与酸反应生成CO2,C正确;D项,在水中Na2CO3比NaHCO溶解性大,D错误;故选C。
3.(2025•高一天津南开期中)下列有关NaHCO3和Na2CO3的叙述正确的是( )
A.Na2CO3和NaHCO3均可用作食用碱
B.向NaHCO3和Na2CO3固体中分别加入少量水后,均伴随放热现象
C.等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应,放出等质量的CO2
D.取这两种物质的饱和溶液各1mL分别滴加2滴酚酞溶液,NaHCO3溶液颜色较深
【答案】A
【解析】A项,碳酸钠和碳酸氢钠,水解溶液均显碱性,可用作食用碱,A正确;B项,碳酸氢钠溶解吸收热量,碳酸钠溶解释放热量,B错误;C项,与足量盐酸反应,碳酸钠、碳酸氢钠中碳原子相同时生成等量的CO2,则二者物质的量相同,但等质量的NaHCO3和Na2CO3的物质的量不相同,即产生的二氧化碳的质量不相同,C错误;D项,相同温度下,饱和Na2CO3溶液的碱性更强,滴加酚酞以后,溶液红色较深的是饱和Na2CO3溶液,D错误;故选A。
4.(2025•高一广东深圳期中)关于Na2CO3和NaHCO3的性质或用途判断正确的是( )
A.Na2CO3可以用来做胃药和烘焙糕点
B.常温下,在水中溶解度:Na2CO3<NaHCO3
C.等质量、颗粒大小相同的固体与同浓度同体积的盐酸反应的速率:Na2CO3> NaHCO3
D.等质量的固体与足量盐酸反应放出气体的体积:Na2CO3<NaHCO3
【答案】D
【解析】A项,碳酸钠碱性较强,不能用作胃药,A错误;B项,常温下,在水中碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠,B错误;C项,碳酸氢钠与盐酸的反应速率大于碳酸钠和盐酸的反应速率,C错误;D项,等质量的碳酸钠和碳酸氢钠,碳酸氢钠的物质的量大,所以与足量盐酸反应放出气体的体积:NaHCO3>Na2CO3,D正确;故选D。
5.(2025•高一河南洛阳期中)关于Na2CO3和NaHCO3的说法错误的是( )
A.两种固体灼烧时火焰均呈黄色
B.物质的量相等的Na2CO3和NaHCO3分别与足量盐酸反应,产生等量的CO2
C.质量相等的Na2CO3和NaHCO3分别与足量盐酸反应,Na2CO3消耗的HCl更多
D.分别取少量Na2CO3和NaHCO3放入试管中,滴入几滴水,振荡,将温度计分别插入其中,温度计示数均升高
【答案】D
【解析】A项,两种固体均含有钠元素,则灼烧时火焰均呈黄色,A正确;B项,Na2CO3和NaHCO3中都是含有1个碳,根据元素守恒,物质的量相等的Na2CO3和NaHCO3分别与足量盐酸反应,产生等量的CO2,B正确;C项,对于Na2CO3,106g消耗2molHCl,则53g消耗1molHCl,对于NaHCO3,84g消耗1molHCl,则质量相等的Na2CO3和NaHCO3分别与足量盐酸反应,Na2CO3消耗的HCl更多,C正确;D项,碳酸钠溶于水放热,碳酸氢钠溶于水吸热,则NaHCO3放入试管中,滴入几滴水,振荡,将温度计插入其中,温度计示数降低,D错误;故选D。
6.(2025•高一浙江嘉兴期中)下列关于Na2CO3、NaHCO3的叙述正确的是( )
A.在酒精灯加热条件下,Na2CO3、NaHCO3固体都能发生分解
B.除去NaHCO3固体中的Na2CO3:将固体加热至恒重
C.CaCl2溶液、澄清石灰水均能鉴别Na2CO3、NaHCO3溶液
D.常温下将过量CO2气体通入饱和Na2CO3溶液中会有固体析出
【答案】D
【解析】A项,加热条件下,Na2CO3固体不能发生分解,A项错误;B项,将固体加热至恒重,不能除去NaHCO3固体中的Na2CO3,反而使NaHCO3分解转化为了Na2CO3,B项错误;C项,CaCl2溶液与Na2CO3溶液能反应产生白色沉淀、与NaHCO3溶液不反应,故可以鉴别二者;而澄清石灰水与Na2CO3、NaHCO3溶液均能反应生成白色沉淀,不能鉴别二者,C项错误;D项,常温下NaHCO3溶解度小于Na2CO3,将过量CO2气体通入饱和Na2CO3溶液中发生反应Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3↓,会有固体析出,D项正确;故选D。
7.(2025•高一浙江温州期中)已知同种金属阳离子形成的碳酸盐热稳定性要比其形成的碳酸氢盐高,且2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。某同学采用如图装置探究碳酸钠和碳酸氢钠受热分解情况,下列说法正确的是( )
A.A试管应该放NaHCO3,B试管放Na2CO3
B.试验结束时,应先移开试管C、D,再熄灭酒精灯
C.若在A、B试管口放置沾有硫酸铜粉末的棉花,管中棉花不变色
D.试管中出现浑浊,试管中没有出现浑浊
【答案】B
【解析】A项,碳酸钠热稳定性比碳酸氢钠高,则加热时放Na2CO3处的温度应高于放NaHCO3 处的温度,因此A试管放Na2CO3,B试管放NaHCO3 ,A错误;B项,实验结束时,应先移开试管C、D,再熄灭酒精灯,目的是防止倒吸,B正确;C项,A试管放Na2CO3,B试管放NaHCO3 ,B试管NaHCO3受热发生分解反应:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,由于有水生成,硫酸铜粉末遇水会变蓝,因此B试管口沾有硫酸铜粉末的棉花变蓝,C错误;D项,A试管放Na2CO3,受热不发生分解,因此试管D中没有出现浑浊;B试管放NaHCO3,受热分解生成CO2,因此试管C中出现浑浊,D错误;故选B。
8.(2025•高一湖北黄冈期中)进行化学实验时应重视实验安全。在分别加热Na2CO3和NaHCO3,观察现象,比较Na2CO3和NaHCO3热稳定性的实验过程中,涉及到的图标组合正确的是( )
①;② ;③;④;⑤;⑥
A.①②③④ B.①③⑤⑥ C.②③④⑥ D.①③④⑤
【答案】D
【解析】进入实验室,需要带护目镜,并且离开时要洗手,同时该实验要加热用到酒精灯,同时要防止烫伤,则涉及到的图标组合正确的是①③④⑤;故选D。
【知识梳理4】侯氏制碱法
原料
NH3、CO2、饱和食盐水
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。
产生NaHCO3反应:NH3+NaCl+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl。
产生Na2CO3的反应:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。
生产流程
循环使用的物质
CO2、饱和食盐水。
【易错预警】
不能先通入CO2、再通入NH3至饱和。
【例题精讲】
9.(2025•高一内蒙古乌兰察布二模)实验室模仿侯氏制碱法原理制备碳酸钠,下列过程中实验原理和装置均正确的是( )
A.制取CO2
B.制取2NaHCO3
C.分离2NaHCO3
D.制取Na2CO3
【答案】C
【解析】A项,碳酸钙和稀盐酸制取CO2,长颈漏斗应伸到液面以下,故A错误;B项,向饱和氨盐水中通入二氧化碳制取2NaHCO3,故B错误;C项,过滤法分离出碳酸氢钠固体,故C正确;D项,在坩埚中灼烧碳酸氢钠制取Na2CO3,故D错误;故选C。
10.(2025•高一·江苏苏州·期末)侯氏制碱法的工业流程如下:
下列说法不正确的是( )
A.“沉淀池”中应在饱和食盐水中先通入足量CO2
B.“母液”可获得副产品NH4Cl
C.循环Ⅱ的物质是CO2
D.用AgNO3溶液和稀硝酸检验“沉淀池”中沉淀是否洗净
【答案】A
【解析】向饱和食盐水中先通入氨气,再通入二氧化碳生成碳酸氢钠和氯化铵,母液中主要有饱和碳酸氢钠溶液和氯化铵,母液可以循环使用,碳酸氢钠煅烧生成碳酸钠、二氧化碳和水,二氧化碳可以参与上一步循环反应。A项,氨气极易溶于水,因此“沉淀池”的饱和食盐水中先通入足量NH3,再通入CO2才能吸收更多的CO2,A错误;B项,生成碳酸氢钠的同时还有氯化铵生成,则从“母液”中可获得副产品为NH4Cl,B正确;C项,碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,因此循环Ⅱ利用的物质是CO2,C正确;D项,如果沉淀池中的沉淀未洗涤干净会含有Cl-,氯化银不溶于水也不溶于酸,所以可用AgNO3溶液和稀硝酸检验沉淀中是否含有NaCl,D正确;故选A。
11.(2025•高一贵州遵义期中)纯碱(碳酸钠)是一种重要的化工原料,工业常以氯化钠、二氧化碳和氨气为原料制备纯碱,部分工艺流程如下:
有关说法正确的是( )
A.副产物NH4Cl不可用作肥料
B.反应I生成的沉淀,经过过滤、洗涤、煅烧不可得到纯碱
C.反应I原理为CO2+NH3+NaCl+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl
D.向饱和NaCl溶液中先通入足量的CO2,再通入足量的NH3
【答案】C
【解析】向饱和食盐水中通氨气和二氧化碳,生成碳酸氢钠,加热分解制得碳酸钠。A项,副产物NH4Cl可用作氮肥,A错误;B项,反应原理为CO2+NH3+NaCl+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl,则反应I生成的沉淀,经过过滤、洗涤、煅烧可得到纯碱,B错误;C项,由发生的反应可知,反应I原理为:CO2+NH3+NaCl+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl,C正确;D项,常温常压下,1体积水能溶解1体积CO2,1体积水能溶解700体积NH3。由于NH3的溶解度远大于CO2,所以侯氏制碱原理为饱和氯化钠中通入氨气和二氧化碳生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵,碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,NaCl饱和溶液中二氧化碳的溶解度较小,所以应该向饱和NaCl溶液中先通入足量的NH3,再通入足量的CO2,D错误;故选C。
12.(2025•高一广东深圳期中)“联合制碱法”的部分工艺流程如下。已知反应Ⅰ的原理为CO2+NH3+NaCl+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl,下列有关说法正确的是( )
A.应先向饱和 NaCl溶液中通入 CO2,后通入 NH3
B.上述流程中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的操作方法相同
C.向母液中通入 NH3时发生反应的离子方程式为OH-+HCO3-=CO32-+H2O
D.上述流程中涉及的化学反应均不属于氧化还原反应
【答案】D
【解析】向饱和的NaCl溶液中通入 NH3,后通入 CO2发生反应ICO2+NH3+NaCl+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl,经操作I过滤,得到碳酸氢钠晶体,碳酸氢钠不稳定,经操作Ⅱ灼烧,碳酸氢钠受热分解为纯碱、二氧化碳、水;向母液中通入氨气、氯化钠细粉降低氯化铵的溶解性,促进氯化铵晶体析出,冷却结晶经操作Ⅲ过滤得到氯化铵晶体。A项,二氧化碳在水中的溶解性不大,在碱性环境中溶解度更大,为了提高碳酸氢钠的生成量,应先向饱和 NaCl溶液中通入 NH3,后通入 CO2,A错误;B项,根据分析可知上述流程中Ⅰ、Ⅲ操作为过滤,Ⅱ的操作为灼烧,B错误;C项,母液中含有碳酸氢根、钠离子、氯离子,向母液中通入NH3时发生反应的离子方程式为NH3·H2O+HCO3-=NH4++CO32-+H2O,C错误;D项,根据以上分析可知上述流程中涉及的化学反应中均没有元素化合价的变化,均不属于氧化还原反应,D正确;故选D。
13.1943年侯德榜发明联合制碱法,其生产流程可简要表示为
已知:NH3极易溶于水生成 NH3·H2O, NH3·H2O可电离产生 NH4+和OH-。
下列说法中错误的是( )
A.母液中的溶质只含有NH4Cl
B.若实验室进行第③步操作需要漏斗、烧杯、玻璃棒等仪器
C.侯氏制碱法制备NaHCO3,利用了物质的溶解度差异
D.生成NaHCO3悬浊液的离子方程式为Na++H2O+CO2+NH3=NaHCO3↓+NH4+
【答案】A
【解析】母液中的溶质含有碳酸氢钠、氯化钠、NH4Cl,A项错误;第③步操作是分离固液的操作,为过滤,需要用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒,B项正确; NaHCO3的溶解度较小,反应后首先达到饱和结晶析出,然后将碳酸氢钠过滤出来,加热分解为碳酸钠,C项正确;由生成NaHCO3的反应为钠离子、氨气、二氧化碳、水生成溶解度较小的碳酸氢钠,同时生成铵根离子,离子方程式正确,D项正确。
(认真思考,切勿0帧起手~)课堂达标练习
1.(2025•高一浙江温州期中)下列钠的化合物中,可用于呼吸面具作为O2来源的是
A.Na2O B.Na2O2 C.NaCl D.Na2CO3
【答案】B
【解析】A项,Na2O与水或CO2反应不能产生氧气,不能用于呼吸面具作为O2来源,错误;B项,Na2O2与水或CO2反应能产生氧气,能用于呼吸面具作为O2来源,正确;C项,NaCl不能产生氧气,错误;D项,Na2CO3与水、CO2反应不能产生氧气,不能用于呼吸面具作为O2来源,错误。
3.下列有关过氧化钠的说法中错误的是
A.可用作潜水艇的供氧剂 B.是淡黄色固体
C.阳离子与阴离子个数比为1∶1 D.用加热法可除去Na2O2中的Na2O
【答案】C
【解析】A项,Na2O2与H2O、CO2反应均可产生O2,Na2O2可用作潜水艇的供氧剂正确;B项,Na2O2是淡黄色固体,正确;C项,Na2O2由Na+与O22-构成,阳离子与阴离子个数比为2∶1,错误;D项,在空气中加热时,Na2O与O2反应生成Na2O2,正确。
5.下列关于Na2O和Na2O2说法正确的是( )
A.Na2O2和Na2O长期置于空气中,最终产物相同
B.Na2O2固体含有阴阳离子数目比为1∶1
C.Na与少量O2反应制得Na2O,Na与过量O2反应制得Na2O2
D.两者都能与酸反应生成盐和水,都属于碱性氧化物
【答案】A
【解析】Na2O2和Na2O长期置于空气中,会和空气中的二氧化碳、水反应,最终产物均为碳酸钠,A项正确;一个Na2O2含有2个Na+和一个O22-,故Na2O2固体中阴阳离子数目比为1∶2,B项错误; Na与O2反应产物取决于反应条件,与氧气的多少无关,常温下反应生成Na2O,加热或点燃的条件下生成Na2O2,C项错误; Na2O与酸反应生成盐和水,属于碱性氧化物,Na2O2与酸反应生成盐、水和氧气,不属于碱性氧化物,D项错误。
7.对于反应:2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,下列说法中正确的是( )
A.Na2O2是氧化剂,H2O是还原剂 B.Na2O2既是氧化剂,又是还原剂
C.该反应中电子转移的数目为4e- D.每有18 g H2O与足量Na2O2反应,则固体增重4 g
【答案】B
【解析】在Na2O2与H2O的反应中,Na2O2中-1价氧元素原子之间发生电子转移,Na2O2既是氧化剂又是还原剂;电子转移的数目为2e-;根据原子守恒,固体增重质量等于参加反应水中氢原子的质量,即18 g H2O参加反应,固体增重2 g。
9.某同学用下图装置证明过氧化钠可做呼吸面具中的供氧剂,下列说法不正确的是( )
A.装置B中盛放的液体为浓硫酸
B.装置C发生的反应中,Na2O2既是氧化剂又是还原剂
C.装置D中NaOH溶液的作用是除去多余的CO2
D.将E中试管收集的气体可使带有火星的木条复燃
【答案】A
【解析】由实验装置图可知,装置A中稀盐酸与大理石反应制备二氧化碳,装置B中盛有的饱和碳酸氢钠溶液用于除去二氧化碳中混有的氯化氢气体,装置C中盛有的过氧化钠与二氧化碳和水蒸气反应生成氧气,装置D中氢氧化钠溶液用于吸收未反应的二氧化碳,装置E为排水集气法收集反应生成的氧气。A项,由分析可知,装置B中盛有的饱和碳酸氢钠溶液用于除去二氧化碳中混有的氯化氢气体,防止氯化氢与过氧化钠反应,干扰实验,故A错误;B项,装置C发生的反应为过氧化钠与二氧化碳和水蒸气反应生成氧气,反应中氧元素即被氧化又被还有,过氧化钠既是氧化剂又是还原剂,故C正确;C项,由分析可知,装置D中氢氧化钠溶液用于吸收未反应的二氧化碳,故C正确;D项,由分析可知,装置E为排水集气法收集反应生成的氧气,氧气可使带有火星的木条复燃,故D正确;故选A。
11.某小组欲测定Na2O2与呼出气体反应后的混合物中剩余Na2O2的质量分数,下列方案中,合理的是( )
A.取a克混合物与足量水充分反应,加热,收集到标准状况下bL干燥气体
B.取a克混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出气体用碱石灰吸收,增重b克
C.取a克混合物与足量BaCl2溶液充分反应,过滤、洗涤、烘干,得到b克固体
D.取a克混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得b克固体
【答案】A
【解析】Na2O2能与人体呼出气体中的CO2、H2O反应,则混合物固体中共含有Na2CO3、NaOH、Na2O2三种物质。a克混合物中只有Na2O2能与水反应,标准状况下bL的干燥气体即Na2O2与水反应生成的氧气,那么可以通过氧气的量来计算Na2O2的质量,进而确定Na2O2的质量分数,A项符合题意; a克混合物中的Na2CO3、NaOH、Na2O2均能与稀硫酸反应,逸出气体有CO2、O2、H2O(g),碱石灰能吸收CO2和H2O(g),H2O(g)的质量无法确定,故不能通过增重的b克进行计算,B项不符合题意; a克混合物中的Na2CO3与BaCl2溶液反应生成b克BaCO3,只能根据b克算出Na2CO3的质量,无法进一步求算Na2O2的质量分数,C项不符合题意;取a克混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得到的b克固体为氯化钠,无法进一步求算Na2O2的质量分数,D项不符合题意。
13.某实验小组通过图所示实验探究Na2O2与水的反应。
下列说法错误的是
A.③中溶液变红,说明溶液显碱性
B.④中现象说明溶液吸收空气中CO2后变为酸性
C.⑤中现象说明溶液中有H2O2
D.Na2O2与水总反应的化学方程式为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
【答案】B
【解析】过氧化钠与水反应生成氧气,②中产生大量气泡,气泡消失后向②中滴入酚酞溶液,酚酞变红,说明有碱性物质生成,轻微振荡后颜色消失,说明生成了强氧化性的物质,溶液褪色。③中溶液变红,说明有碱性物质生成,溶液显碱性,A项正确;④中现象说明说明生成了强氧化性的物质漂白溶液,使溶液褪色,B项错误;加入MnO2后产生气泡说明发生了MnO2催化了H2O2分解的反应,故⑤中现象说明溶液中有H2O2,C项正确;根据上述实验过程可知,Na2O2与水反应过程为Na2O2+2H2O=2NaOH+H2O2、2H2O2O2↑+2H2O,故Na2O2与水总反应的化学方程式为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,D项正确。
9.(2025•高一浙江绍兴期中)下列实验设计,不能达到实验目的的是( )
A
B
C
D
观察钾元素的焰色
比较Na2CO3和NaHCO3的稳定性
检验Na2O2与H2O反应有O2生成
比较Na2CO3和NaHCO3与等浓度盐酸反应的快慢
【答案】B
【解析】A项,K元素的焰色试验必须透过蓝色钴玻璃观察,滤去黄光的干扰,故A正确;B项,碳酸氢钠不稳定,受热分解生成Na2CO3、CO2、H2O,小试管中应该盛放碳酸氢钠,故B错误;C项,过氧化钠和水反应生成氧气,氧气是助燃性气体,能使带火星的木条复燃,故C正确;D项,Na2CO3、NaHCO3和稀盐酸反应生成气泡的快慢不同,从而比较NaHCO3和Na2CO3与盐酸反应快慢,故D正确;故选B。
10.(2025•高一浙江宁波期中)为探究碳酸钠及碳酸氢钠的部分性质,设计如图装置和实验。下列说法正确的是( )
A.加盐酸过程中,产生气体的速度①>②
B.加盐酸前,①比②红色更深
C.图③可验证Na2CO3和NaHCO3的热稳定性,其中甲为Na2CO3
D.完全反应后,气球体积①>②
【答案】B
【解析】A项,Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3、NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,由反应方程式可以看出,Na2CO3溶液中滴加HCl,起初不产生气泡,而NaHCO3溶液中滴加盐酸,立即产生气泡,所以加盐酸过程中,产生气体的速度①<②,A不正确;B项,碱性溶液能使酚酞变红色,由于相同浓度Na2CO3溶液的碱性比NaHCO3强,所以加盐酸前,①比②红色更深,B正确;C项,套管实验中,外管受热温度高于内管,验证Na2CO3和NaHCO3的热稳定性时,热稳定差的物质应放在内管,所以甲应为NaHCO3,C不正确;D项,Na2CO3、NaHCO3的物质量相等,盐酸足量,则完全反应后,根据碳元素守恒,产生CO2的体积相同,气球体积①=②,D不正确;故选B。
11.(2025•高一浙江丽水期中)下列除杂方法或试剂正确的是( )
A
B
C
D
混合物(括号内为杂质)
Na2CO3固体(NaHCO3)
NaHCO3溶液(Na2CO3)
CO2(CO)
Na2CO3溶液(NaHCO3)
除杂方法及试剂
加NaOH固体
加少量HCl
加点燃
加入适量NaOH溶液
【答案】D
【解析】A项,Na2CO3固体(NaHCO3)用直接加热的方法除去杂质,若用NaOH固体,可能会引入新杂质NaOH,A错误;B项,NaHCO3溶液(Na2CO3)加入少量HCl,会引入Cl-杂质,B错误;C项,CO2(CO)用O2点燃,会引入O2气体杂质,C错误;D项,Na2CO3溶液(NaHCO3)加入适量NaOH溶液,发生NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O,可以除去Na2CO3溶液中的NaHCO3杂质,D正确;故选D。
12.下列实验现象描述正确的是( )
选项
实验
现象
A
向1克Na2CO3固体中滴入几滴水
碳酸钠结块变成晶体,并伴随吸热现象
B
向碳酸钠溶液中逐滴滴加盐酸
马上产生大量气泡
C
往等体积等浓度的Na2CO3、NaHCO3溶液中分别滴加3滴酚酞试液
NaHCO3溶液红色较深
D
加热放在坩埚中的小块钠
钠先熔化成光亮的小球,燃烧时火焰为黄色,燃烧后生成淡黄色固体
【答案】D
【解析】A项,碳酸钠溶于水放热,错误;B项,向碳酸钠溶液中逐滴滴加盐酸,先产生碳酸氢钠和氯化钠,所以刚开始时无明显现象,错误;C项,往等体积等浓度的Na2CO3、NaHCO3溶液中分别滴加3滴酚酞试液,由于Na2CO3的碱性强于NaHCO3,Na2CO3红色较深,错误;D项,钠燃烧生成淡黄色的过氧化钠,且钠的焰色反应为黄色,则加热放在坩埚中的小块钠,钠先熔化成光亮的小球,燃烧时火焰为黄色,燃烧后生成淡黄色固体,正确。
13.下列是某兴趣小组设计的一个能说明碳酸钠与碳酸氢钠热稳定性的套管实验。请观察如图所示实验装置,分析实验原理,并判断下列说法和做法,其中不科学的是( )
A.甲为小苏打,乙为纯碱
B.要证明碳酸氢钠受热能产生水,可在小试管内塞上蘸有无水硫酸铜粉末的棉花球
C.加热不久就能看到A烧杯的澄清石灰水变浑浊
D.整个实验过程中都没有发现A烧杯的澄清石灰水变浑浊
【答案】C
【解析】碳酸氢钠在小试管中,碳酸钠在大试管中,大试管直接加热,温度较高,如温度较高的不分解,而温度较低的物质分解,可判断稳定性强弱,故甲为小苏打、乙为纯碱,A科学;白色的无水硫酸铜遇到水显示蓝色,则证明碳酸氢钠受热能产生水,可在小试管内塞上蘸有无水硫酸铜粉末的棉花球,如果变蓝则说明有水生成,B科学;碳酸钠较稳定,加热过程中不会分解,则连接A烧杯的试管中不会产生二氧化碳,所以A烧杯的澄清石灰水不变浑浊,C不科学;碳酸钠比较稳定,加热过程中不会生成二氧化碳,则A烧杯中澄清石灰水不会变浑浊,D科学。
15.(2025•高一广东广州期中)为探究过氧化钠与H2O和CO2的反应,设计了如图实验。已知Na2O2与HCl气体能发生反应,请回答下列问题。
(1)连接好装置,加药品前需要进行的操作是 。
(2)装置A中发生的化学反应方程式是 。
(3)检验装置E中收集的气体方法是 。
(4)为探究反应后固体组成,待装置C中固体由淡黄色完全变为白色,将该固体溶于水并进行如下操作:
实验步骤
实验现象
实验结论
I.取少量溶液于试管中,加入足量氯化钡溶液,静置
产生白色沉淀
①固体中含有 。
Ⅱ.取适量I的上层清液于试管中,向其中滴加少量氯化铜溶液
产生蓝色沉淀
②固体中含有 。
③写出装置C中发生反应的化学方程式 、 。
【答案】(1)检查装置气密性
(2)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
(3)将带火星的木条伸入集气瓶中,木条复燃
(4) Na2CO3 NaOH 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
【解析】为探究过氧化钠与H2O和CO2的反应,用大理石和稀盐酸反应制备CO2,由于稀盐酸易挥发,制备的CO2含有HCl气体,所以饱和碳酸氢钠溶液除去CO2中的HCl气体,C装置中过氧化钠与H2O和CO2发生反应产生氧气,D装置除去过量的CO2,E装置收集产生的氧气。
(1)该装置要探究过氧化钠与H2O和CO2的反应,所以加药品前需要进行的操作是检查装置的气密性;
(2)装置A为CO2发生装置,发生的反应为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;
(3)装置E中收集到的气体为氧气,所以检验方法为将带火星的木条伸入集气瓶中,木条复燃;
(4)①取少量溶液于试管中,加入足量氯化钡溶液产生白色沉淀,该白色沉淀为BaCO3,固体中含有Na2CO3;②取适量I的上层清液于试管中,向其中滴加少量氯化铜溶液产生蓝色沉淀,该沉淀为Cu(OH)2,固体中含有NaOH;③装置C中发生的反应为过氧化钠与H2O和CO2的反应。
(认真思考,切勿0帧起手~)课后巩固练习
4.(2025•高一上海期中)下列对于Na2O、Na2O2的比较正确的一项是( )
A.Na2O2、Na2O都是钠的氧化物,都是碱性氧化物
B.Na2O、Na2O2都是易溶于水(与水反应)的白色固体
C.Na2O2在和CO2的反应中既是氧化剂又是还原剂
D.Na2O2、Na2O均可作供氧剂
【答案】C
【解析】Na2O2与水反应时除了生成碱外,还生成了O2,故Na2O2不属于碱性氧化物,故A项错;Na2O2是淡黄色固体,故B项错;Na2O2与CO2和H2O反应时,是Na2O2中的氧元素之间发生了氧化还原反应,CO2、H2O既不是氧化剂又不是还原剂,Na2O2既作氧化剂又作还原剂,故C项正确; Na2O反应中无氧气产生,不能作供氧剂,D项错误。
6.向一定量的饱和NaOH溶液中加入少量Na2O2固体,恢复到原温度时,下列说法正确的是( )
A.溶液中的Na+增多 B.溶液的碱性增强 C.溶质的质量分数不变 D.溶液的质量不变
【答案】C
【解析】加入少量Na2O2固体后发生反应:2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,该反应消耗水,生成NaOH,溶质增加,溶剂减少,因此恢复到原温度时溶液中有NaOH析出,仍为饱和溶液。溶液中的Na+减少,A项错误;溶液仍为饱和溶液,碱性不变,B项错误;溶液仍为饱和溶液,溶质的质量分数不变,C项正确;溶液的质量减小,D项错误。
8.(2025•高一浙江期中)有关Na2O2和Na2O的说法不正确的是( )
A.两者的阳、阴离子个数比均为2:1
B.Na2O2与水反应生成NaOH,Na2O2是碱性氧化物
C.Na2O2加入到滴有酚酞的水中,溶液会出现先变红后褪色现象
D.Na2O2和Na2O久置在空气中,最终都变为Na2CO3
【答案】B
【解析】A项,Na2O由Na+和O2−构成,Na2O2由Na+和O22-构成,二者阳、阴离子个数比均为2:1,A正确;B项,碱性氧化物是能与酸反应只生成盐和水的氧化物。Na2O2与水反应除生成NaOH外,还生成O2,化学方程式为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,不符合碱性氧化物定义,所以Na2O2不是碱性氧化物,B错误;C项,Na2O2加入到滴有酚酞的水中,Na2O2先与水反应生成NaOH,溶液呈碱性,酚酞变红;但Na2O2具有强氧化性,能将有色物质漂白,所以溶液会褪色,C正确;D项,Na2O久置在空气中,先与水反应生成NaOH,NaOH再与空气中CO2反应生成Na2CO3 ;Na2O2久置在空气中,与CO2反应生成Na2CO3和O2(2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2),最终都变为Na2CO3 ,D正确;故选B。
12.根据下图的转化关系及现象,下列描述错误的是
A.气体B为O2,反应②金属单质燃烧时火焰黄色
B.反应③、④均为复分解反应
C.反应①的化学方程式为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑+H2↑
D.反应③的离子方程式为Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓
【答案】C
【解析】根据转化关系,气体B与金属单质反应生成淡黄色固体X,可推知X为Na2O2,而气体B为O2,金属单质为Na,因此反应②为2Na+O2Na2O2,无色液体A与Na2O2反应可得到O2和Y溶液,且Y溶液与CuSO4溶液反应生成蓝色沉淀,可推知无色液体A为H2O,Y为NaOH溶液,则反应①为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,反应③为2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4,反应④为Cu(OH)2+2HCl=CuCl2+2H2O。A项,根据上述分析可知,气体B为O2,反应②为2Na+O2Na2O2,金属单质Na燃烧时火焰黄色,正确;B项,反应③为2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4,反应④为Cu(OH)2+2HCl=CuCl2+2H2O,两个反应均为两个化合物相互交换成分的反应,属于复分解反应,正确;C项,由上述分析,反应①为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,错误;D项,反应③为2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4,根据拆分规则,得到离子方程式为Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓,正确。
19.(2023秋·广东广州·高一广州市第七中学校考期中)实验室利用下列反应装置模拟侯氏制碱法制备NaHCO3,反应原理为:NH3+NaCl+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl,下列说法错误的是( )
A.通过活塞K可控制CO2的流速
B.装置b、d依次盛装饱和Na2CO3溶液、稀硫酸
C.装置c中含氨的饱和食盐水提高了CO2吸收效率
D.反应后将装置c中的锥形瓶浸入冷水充分冷却,过滤得到NaHCO3晶体
【答案】B
【解析】A项,关闭活塞K时,气体可将球形容器内的液体压入漏斗内,从而使碳酸钙脱离液面,反应停止,所以通过调节活塞K可控制CO2的流速,A正确;B项,装置b的作用是除去二氧化碳中混有的氯化氢,故装置b内应盛装饱和NaHCO3溶液,B错误;C项,装置c中含氨的饱和食盐水呈碱性,CO2的溶解度增大,C正确;D项,反应后将装置c中的锥形瓶浸入冷水,NaHCO3降温结晶,过滤得NaHCO3晶体,D正确;故选B。
20.现代工业常以氯化钠、二氧化碳和氨气为原料制备纯碱,部分工艺流程如下:
有关说法错误的是( )
A.反应Ⅰ原理为CO2 + NH3+ NaCl + H2O → NaHCO3↓ + NH4Cl
B.向饱和NaCl溶液中先通入足量的CO2,再通入足量的NH3
C.反应Ⅰ生成的沉淀,经过过滤、洗涤、煅烧可得到纯碱
D.往母液中通入氨气,加入细小的食盐颗粒并降温,可使氯化铵析出
【答案】B
【解析】A项,在氨气饱和的氯化钠溶液中通入CO2气体生成碳酸氢钠晶体和氯化铵,即CO2 + NH3+ NaCl + H2O = NaHCO3↓ + NH4Cl,A正确;B项,CO2在水中的溶解度小,所以要先通入氨气,后通入CO2,B错误;C项,碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和CO2,C正确;D项,根据NH3+H2O+CO2+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓及流程图知,母液中溶质为氯化铵,向母液中通氨气加入细小食盐颗粒,冷却析出副产品,通入的氨气和水反应生成一水合氨,一水合氨电离出铵根离子,铵根离子浓度增大有利于析出氯化铵,D正确。故选B。
14.如图是实验室研究潜水艇中供氧体系反应原理的装置图(夹持仪器略)。
(1)A装置为CO2的发生装置,反应的离子方程式为___________________________________。
(2)B装置的作用是______________,反应的离子方程式为___________________________________。
(3)C装置为O2的发生装置,写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式____________________、______________________。
(4)D装置的作用是____________________。
(5)当装置内气流平稳后开始收集气体,若该气体能_________________,证明过氧化钠可做供氧剂。
【答案】(1)CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑
(2)①除去CO2中的HCl ②HCO3-+H+=H2O+CO2↑
(3)2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
(4)除去CO2
(5)使带火星的木条复燃
21.(2025•高一四川眉山期中)物质类别和核心元素的价态是学习元素及其化合物性质的两个重要认识视角。图为钠及其化合物的“价一类”二维图,回答下列问题:
(1)物质①与水反应的离子方程式为 ,所以通常将其保存在 中。
(2)写出淡黄色固体②与二氧化碳反应的化学方程式,并用双线桥表示其电子转移的方向和数目: 。
(3)从核心元素价态的视角看,NaH中H元素的化合价为 价;与水反应生成一种强碱和可燃性气体,反应的化学方程式为 。
【答案】(1) 2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑ 煤油或石蜡油
(2)
(3) -1 NaH+H2O=NaOH+H2↑
(4) V 2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
23.(2025•高一湖南长沙期中)侯氏制碱法又称联合制碱法,该制碱方法把合成氨和纯碱两种产品联合生产,克服了索尔维法生产纯碱时食盐利用率低,制碱成本高,废液、废渣污染环境和难以处理等不足,使食盐的利用率提高到96%,缩短了生产流程,减少了对环境的污染,降低了纯碱的成本,因此,联合制碱法很快为世界所采用。侯氏制碱法的原理表示如图,根据所学知识,回答下列问题:
(1)向饱和食盐水中通入氨气和二氧化碳生成NaHCO3,两种气体中应该先通入 。
(2)写出向饱和食盐水中通入氨气和二氧化碳发生反应的化学方程式 ,溶液中能析出NaHCO3的原因是 。
(3)分离母液和NaHCO3的操作方法是 ,若在实验室进行这一操作,需要用到的玻璃仪器除了烧杯、玻璃棒外,还有 。
(4)写出煅烧生成纯碱的化学方程式 。某次工业生产过程中,取未充分灼烧的样品10g(假设样品中不含其他杂质),充分煅烧后,剩余固体的质量为8.45g,则样品中Na2CO3的质量分数为 。
(5)除了饱和食盐水,上述流程中还可以循环使用的物质是 。
【答案】(1)氨气
(2) NaCl+H2O+NH3+CO2=NaHCO3↓+NH4Cl 相同温度下,碳酸氢钠的溶解度比NaCl和NH4Cl小
(3) 过滤 漏斗
(4)2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O 58%
(5)CO2
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