2.1 钠及其化合物 第2课时(讲义)化学人教版必修第一册
2026-08-05
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精品
摘要:
本讲义聚焦钠的几种化合物核心知识点,系统梳理氧化钠与过氧化钠的性质及反应规律,碳酸钠与碳酸氢钠的溶解性、热稳定性、与酸反应差异及鉴别转化方法,焰色试验的操作与应用,构建从基础性质到实验探究再到实际应用的学习支架。
该资料通过实验探究(如过氧化钠与水反应、碳酸盐性质比较)培养科学探究与实践能力,对比分析强化科学思维,结合侯氏制碱法体现化学观念中性质决定用途。随学随练与分层练习设计,课中辅助教师教学,课后助力学生巩固提升,有效查漏补缺。
内容正文:
第二章
海水中的重要元素----钠和氯
第一节 钠及其化合物
第2课时 钠的几种化合物
课标要点
1.掌握氧化钠与过氧化钠的性质及用途。
2.会设计实验探究过氧化钠与水的反应。
3.通过实验熟悉掌握Na2CO3、NaHCO3的性质。
4.了解焰色试验的操作与应用。
学习重难点
重点:
1.氧化钠与过氧化钠的性质
2.碳酸钠与碳酸氢钠的性质
难点:
1.过氧化钠、氧化钠与氧气和水反应的计算。
2.碳酸氢钠、碳酸钠与酸反应的图像问题。
知识点 氧化钠和过氧化钠
1.Na2O的性质
Na2O是一种 固体,属于 氧化物,能与水、酸、CO2等反应。同时也能与O2反应转化为Na2O2。
反应物质
化学方程式
与水
与酸
与CO2
与O2
2.Na2O2的性质
Na2O2是一种 固体,属于 , 碱性氧化物,能与水、酸、CO2等发生氧化还原反应。
(1)实验探究过氧化钠与水的反应
实验操作
实验现象
试管中产生大量气泡,带火星的木条复燃,试管外壁温度升高,溶液先
现象解释
过氧化钠与水剧烈反应,有 产生,反应 ,有 生成,反应过程中有强氧化性物质生成
实验结论
过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,化学方程式为
①Na2O2与H2O的反应(2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑),实质上可以分成两个过程:
Na2O2+2H2O===2NaOH+H2O2,2H2O2===2H2O+O2↑
该反应中生成了NaOH,可使酚酞溶液变 ,又因为反应过程中有H2O2生成,H2O2具有很强的 性,能使溶液 ,因此溶液先变红后褪色。
②Na2O2与水反应时,只有Na2O2中氧元素的价态发生了变化,电子转移情况可表示为
由此可知,氧化剂、还原剂均为 ,氧化产物是 ,还原产物是 。
(2)Na2O2与CO2的反应
Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2,故Na2O2可作为呼吸面具或潜艇中的 。
反应的化学方程式为 。
化学氧自救呼吸器:化学氧自救呼吸器的工作原理是佩戴者呼出气体中的水蒸气和二氧化碳与生氧剂(KO2)发生化学反应,生成氧气供佩戴者呼吸使用,化学方程式为4KO2+2H2O(g)===4KOH+3O2,4KO2+2CO2===2K2CO3+3O2。其优点是呼吸系统与外界环境隔绝,不受外界任何有毒、有害气体及烟雾的危害,因此适用于含各种有毒、有害气体及缺氧环境。
3.Na2O2与Na2O的区别
比较内容
Na2O2
Na2O
氧化物类型
(不是碱性氧化物)
氧化物
氧的价态与特点
价(中间价,具有氧化性、还原性)
价(最低价)
阴阳离子个数比
N(O22-):N(Na+)=
N(O2-):N(Na+)=
颜色
淡黄色
白色
与水反应
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
Na2O+H2O===2NaOH
与CO2反应
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
Na2O+CO2===Na2CO3
与酸反应
Na2O+2HCl===2NaCl+H2O
主要用途
供氧剂、漂白剂、氧化剂
-
存放
隔绝空气,密封存放(Na2O2应远离易燃物)
转化关系
2Na2O+O22Na2O2
①Na2O2与酸反应除生成盐和水外,还有 生成,故Na2O2不属于 氧化物。
②Na2O2中阴、阳离子的个数比不是1:1,而是1:2。
③Na2O在空气中 会转化为Na2O2,所以Na2O2的热稳定性比Na2O 。
④Na2O2与CO2、H2O反应时,氧化剂与还原剂均是 。
⑤氧元素的价态与过氧根离子(O22-)的性质:氧元素的化合价主要有0价、-1价、-2价,过氧根离子中氧元素显-1价,故过氧根离子既有 又有 。
⑥Na2O2与紫色石蕊溶液作用:溶液先变 后 。原理是Na2O2先与水反应生成NaOH而使紫色石蕊溶液变蓝色,反应中生成的H2O2具有强氧化性,使溶液褪色。
4.Na2O2与H2O、CO2反应的四种关系规律
(1)Na2O2与H2O、CO2反应的定量关系
电子转移关系
当Na2O2与CO2、H2O反应时,物质的量关系为2Na2O2~O2~2e-,
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来气体体积的,等于生成氧气的量,
先后顺序关系
由于CO2能够与NaOH反应,所以一定量的Na2O2与一定量的H2O(g)和CO2的混合物反应,可视为Na2O2先与 反应,剩余的Na2O2再与 反应。
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)
(2)特殊应用: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H2O(g)]通入足量Na2O2后,固体增重必为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,即可满足上述关系。
无机化合物
H2、CO及H2和CO的混合气体
有机化合物
CH3OH(甲醇)、HCHO(甲醛)、CH3COOH(乙酸)、HCOOCH3(甲酸甲酯)、C6H12O6(葡萄糖)等
随学随练
1.(24-25高一上·山东济南·阶段检测)下列叙述中正确说法有几个
①钠元素在自然界只以化合态形式存在
②过氧化钠中阴阳离子个数比为
③可用水来确定某粉末中是否含有
④将足量的、分别加到酚酞试液中,最终溶液均为红色
⑤分别与水及反应产生相同量的时,需要水和的质量相等
⑥钠是一种活泼的金属,钠可以把锆、铌等金属从它们的化合物中置换出来
⑦和的混合气体在足量氧气中燃烧,将燃烧产物通过足量,增重的量为
A.2 B.3 C.4 D.5
2.(23-24高一下·安徽合肥·期末)已知在足量的氧气中完全燃烧,生成了和,将燃烧产物通过过量的后,增加的质量是
A.8g B.16g C.10g D.无法计算
知识点 碳酸钠和碳酸氢钠(重点)
1.碳酸钠和碳酸氢钠的性质
碳酸钠(Na2CO3)俗称 ,也叫 ,是重要的化工原料,在制玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油等方面有广泛的应用。
碳酸氢钠(NaHCO3)俗称 ,是 的主要成分,可以用作治疗 的药剂。
2.实验探究:碳酸钠和碳酸氢钠的性质
(1)Na2CO3和NaHCO3的溶解性及其水溶液的酸碱性比较
物质
Na2CO3(1g)
NaHCO3(1g)
滴入几滴水
白色粉末,加水后结块,变成晶体,伴随着 现象
白色细小晶体,加水后能溶解,伴随着 现象
加入5mL水
Na2CO3完全溶解;NaHCO3部分溶解,固体质量减少
滴入1-2滴酚酞溶液
Na2CO3溶液呈红色(较深);NaHCO3溶液呈浅红色
初步结论
①Na2CO3加少量水后变成碳酸钠 ;
②Na2CO3、NaHCO3都能溶于水, 溶解度较大;
③Na2CO3、NaHCO3溶液都呈碱性, 溶液碱性稍强
(2)Na2CO3、NaHCO3的热稳定性比较
实验操作
实验现象
澄清石灰水不变浑浊
澄清石灰水变浑浊
化学方程式
—
Ca(OH)2 +CO2===CaCO3↓+H2O
实验结论
Na2CO3很稳定,受热不易发生分解
NaHCO3不稳定,受热易分解
(3)Na2CO3、NaHCO3与稀盐酸反应
实验操作
实验现象
化学方程式
实验结论
①两组化学试剂分别混合后都产生无色气体,气球膨胀;
②等质量的碳酸氢钠和碳酸钠分别与足量盐酸混合时,碳酸氢钠中气球膨胀的速度 且气体量 。
①若是将 盐酸、硫酸、硝酸分别滴加到Na2CO3溶液中,均不会有CO2放出;将Na2CO3滴加到盐酸中会立即产生气泡;NaHCO3溶液与强酸溶液无论以何种顺序滴加,均会 产生气泡。
②CO32-结合H+放出CO2的化学反应分两步进行: ; ,而 HCO3-直接结合H+放出CO2。
③Na2CO3的相对分子质量大于NaHCO3的,因此相同质量的Na2CO3和NaHCO3分别与足量盐酸反应时,后者放出CO2的速度快且量多。
3.Na2CO3、NaHCO3与碱或盐溶液反应
物质
Na2CO3
NaHCO3
与NaOH溶液
不反应
与澄清石灰水
Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOH
与CaCl2溶液
CaCl2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaCl
不反应
NaHCO3与NaOH不仅能在溶液中发生反应,当二者都是 时也能发生反应:
NaHCO3+NaOHNa2CO3+H2O。
4.碳酸钠、碳酸氢钠的鉴别、除杂与转化
(1)鉴别
方法
原理
结论
加热法
2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑,Na2CO3受热不易分解
加热时有气体产生的是 ,无变化的是
沉淀法
CaCl2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaCl
BaCl2+Na2CO3===BaCO3↓+2NaCl
有沉淀生成的是 ,无变化的是
与盐酸反应的剧烈程度
Na2CO3+2HCl === 2NaCl+H2O+CO2↑
NaHCO3+HCl === NaCl+H2O+CO2↑
与相同浓度的盐酸反应,反应剧烈的是 ,相对不剧烈的是
盐酸逐滴加入
CO32-+H+===HCO3-
HCO3+H+===CO2↑+H2O
逐滴加入盐酸, 产生气体的是NaHCO3,开始 气体,滴加一段时间后产生气体的是Na2CO3
沉淀法鉴别Na2CO3和NaHCO3时,可以用BaCl2 或CaCl2,不能用 或 鉴别。因为向Na2CO3和NaHCO3,溶液中分别加入 Ba(OH)2或Ca(OH)2时,两者都产生 沉淀。
(2)除杂
混合物(括号内为杂质)
除杂方法或试剂
Na2CO3固体(NaHCO3)
NaHCO3固体(Na2CO3)
NaHCO3溶液(Na2CO3)
Na2CO3溶液(NaHCO3)
(3)转化
转化关系
相关反应
Na2CO3+H2O+CO2===2NaHCO3
NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O
随学随练
3.(25-26高一上·安徽阜阳·阶段检测)关于碳酸钠和碳酸氢钠,下列说法错误的是
A.除去碳酸氢钠固体中的碳酸钠杂质,可以采用加热的方法
B.碳酸氢钠不稳定,加热可分解为碳酸钠
C.碳酸钠俗名纯碱,碳酸氢钠俗名小苏打
D.治疗胃酸过多,可服用碳酸氢钠
4.(24-25高一上·广东深圳·期中)下列关于碳酸钠和碳酸氢钠的说法中,不正确的是
A.碳酸钠固体是白色粉末,碳酸氢钠是细小的白色晶体
B.碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠
C.同浓度的碳酸氢钠、碳酸钠溶液,分别与同浓度的稀盐酸发生反应,碳酸氢钠的反应现象更剧烈
D.二者的溶液可以用加入澄清石灰水的方法区别
知识点 焰色试验
1.概念
很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特征颜色。根据火焰呈现的特征颜色,可以判断试样所含的金属元素,化学上把这样的定性分析操作称为焰色试验。
2.实验步骤
①焰色试验所用火焰本身的颜色要浅,否则会影响实验现象的观察,最好使用 灯,若用酒精灯,则要用 。
②蘸取待测物的金属丝最好用 ,也可用光洁 代替,每次使用金属丝时必须在火焰上灼烧至与原火焰颜色 ,以免对实验造成干扰。
③金属丝在使用前要用稀盐酸将其表面杂质洗净,然后在火焰上 ,这是因为金属氯化物灼烧时易挥发,若用H2SO4溶液洗涤金属丝,由于硫酸盐的熔沸点较高而难以 ,会对实验造成干扰。
④观察钾的焰色时,要透过 ,蓝色钴玻璃可以滤去黄色的光。
3.几种常见金属元素的焰色金属元素焰色
金属元素
锂
钠
钾
钙
锶
钡
铜
焰色
紫红色
(透过蓝色钴玻璃)
砖红色
洋红色
黄绿色
绿色
焰色示意图
4.应用
(1)检验金属元素的存在,如鉴别NaCl和KCl溶液。
(2)利用焰色试验制节日烟花。
①焰色试验是 的性质,而不仅仅是单质或某种化合物的性质。
②若某样品焰色为黄色,可以判断其中 钠元素,但不能说明 钾元素。因为钠产生的黄色能掩盖钾产生的紫色。
③焰色试验中试剂可以是 或 ,可以是 也可以是 。
④焰色试验是 变化。
随学随练
5.(25-26高一上·福建泉州·期中)焰火“脚印”“笑脸”“五环”,让北京奥运会开幕式更加辉煌、浪漫,这与高中化学中“焰色试验”知识相关。下列说法中不正确的是
A.焰色试验时发生的是物理变化
B.用稀盐酸清洗做焰色试验的铂丝
C.若观察火焰呈黄色,则该溶液中不含K+
D.Na与NaCl在灼烧时火焰颜色相同
拓展 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:
活学活用
6.(多选)某碳酸钾和碳酸氢钾组成的混合物样品61.4 g,加水溶解后,取所得溶液的,向其中缓缓加入一定浓度的稀盐酸,并同时记录放出的质量和消耗稀盐酸的体积,得到如图所示的曲线。下列说法不正确的是
A.该过程所发生反应的化学方程式:;
B.混合物样品中含碳酸钾20.0 g
C.混合物中碳元素的质量分数约为9.77%
D.若将61.4 g原混合物样品充分加热,放出的质量为2.2 g
7.(25-26高一上·河北衡水·期中)向含NaOH、Na2CO3 、NaHCO3其中一种或两种的溶液中滴加某浓度的盐酸,生成CO2的体积(标准状况)与加入盐酸的体积的关系如图所示。依据图像特点判断溶液溶质的成分:
(1)若a=0(即图像从原点开始),溶液中的溶质为_________。
(2)若(即Oa段与ab段消耗盐酸的体积相同),溶液中的溶质为_________,涉及的离子方程式Oa:;ab:。
(3)若(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_________,涉及的离子方程式Oa:、;ab:。
(4)若(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_________。
拓展 侯氏制碱法
原料
NH3、CO2、饱和 水
原理
往饱和食盐水中依次通入足量的 、 (氨碱法),利用NaHCO3的溶解性小于NH4HCO3的溶解性原理,使 从溶液中析出。
NH3+CO2+H2O=NH4HCO3、NH4HCO3+NaCl(饱和)=NaHCO3↓+NH4Cl
总反应为:NH3+CO2+H2O+NaCl(饱和)=
2NaHCO3
生产流程
活学活用
8.(25-26高一上·贵州贵阳·期中)下图是侯氏制碱法在实验室进行模拟实验的生产流程示意图,则下列叙述错误的是
A.该方法的原理是利用物质的溶解度差异,分步析出产物并循环利用原料,实现盐、氨的高效转化。
B.第Ⅰ步和第Ⅱ步的总反应方程式为:
C.第Ⅲ步操作所使用的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒
D.先向饱和食盐水中通入氨气,再通入二氧化碳,目的是提高溶液中碳酸根的浓度
9.(24-25高一上·四川泸州·期中)我国科学家侯德榜发明的联合制碱法,对世界制碱工业以及我国化工事业的发展做出了巨大贡献。联合制碱法的主要过程如下图所示(部分物质已省略)。
(1)在步骤①②③中,涉及“过滤”操作的是________(填序号)。
(2)向饱和食盐水中先通NH3再通CO2的原因是______________________________,总反应的化学方程式为______________________________。
(3)从步骤①中分离出的晶体表面含有的杂质可能是________和________(写出杂质的化学式),欲得到纯净的NaHCO3,需将其________、干燥。该流程中可以循环使用的物质有________________。
题型 Na2O和Na2O2的性质
▌例1 (25-26高一上·福建宁德·阶段检测)下列对Na2O和Na2O2的叙述中正确的是
A.Na2O2、Na2O均为淡黄色粉末 B.Na2O2、Na2O与水反应均能形成碱
C.在呼吸面具中,Na2O2、Na2O均可作供氧剂 D.Na2O、Na2O2均是碱性氧化物
▌对点练1-1(25-26高一上·天津·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是碱性氧化物
C.Na2O2和水的反应中,Na2O2既是氧化剂又是还原剂
D.Na2O2和Na2O久置在空气中,最终都变为Na2CO3
▌对点练1-2(25-26高一上·山东青岛·期中)过氧化钠常用于呼吸面具和潜水艇里氧气的来源,可由氧化钠在氧气中加热制得。下列说法错误的是
A.氧化钠为碱性氧化物,过氧化钠不是碱性氧化物
B.氧化钠和过氧化钠均可与水反应生成一元强碱
C.氧化钠和过氧化钠中阳离子与阴离子个数比均为
D.相同质量的氧化钠和过氧化钠分别与反应后,固体质量增加相同
题型 碳酸钠及碳酸氢钠的性质
▌例2(25-26高一上·广东广州·期中)I.可以从物质的类别和价态认识钠及其化合物,物质间转化线索如图甲。
(1)A的物质类别是___________;Na2CO3俗名___________;反应③所需试剂___________(填化学式)。
(2)图甲中反应②的化学方程式为___________。
(3)甲组同学为探究两种碳酸盐的性质,将盐酸分别逐滴滴入等量的碳酸钠和碳酸氢钠溶液中(如图乙),②中立刻产生气泡,反应的离子方程式是___________。①中开始无明显现象,片刻后才产生气体的原因是___________。
II.实验小组利用传感器探究Na2CO3和NaHCO3的性质。
【查阅资料】pH越小,OH-浓度越小,溶液碱性越弱。
【实验过程】
编号
实验操作
实验数据
实验①
测量下述实验过程的温度变化
实验②
测量下述实验过程的pH变化
【分析与解释】
(4)实验①中,溶解时吸收热量的物质是___________。 (填化学式)
(5)实验②中,Na2CO3溶液和澄清石灰水反应的离子方程式为___________。OH-未参与该反应的实验证据是___________。
(6)实验②中,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,参与反应的离子有___________。
(7)工业上制得的纯碱中常含有一定量的NaHCO3,取质量为ag的纯碱样品,充分加热后,质量减少bg,此样品中Na2CO3的质量分数___________。
▌对点练2-1(24-25高一上·广东广州·期中)碳酸钠、碳酸氢钠是重要的工业原料,以下关于碳酸钠和碳酸氢钠的说法正确的是
A.Na2CO3俗称小苏打,NaHCO3俗称苏打
B.在水中的溶解度:Na2CO3>NaHCO3
C.与同浓度的硫酸反应放出气泡的速率:NaHCO3<Na2CO3
D.碳酸氢钠可用作糕点烘焙,可以用碳酸钠治疗胃酸过多
▌对点练2-2(25-26高一上·内蒙古乌兰察布·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。该图为钠及其化合物的“价-类”二维图,请回答下列问题:
(1)物质①与水反应的离子方程式为_______,通常把物质①保存在_______中。
(2)淡黄色固体②常作供氧剂,写出与二氧化碳反应的化学方程式:_______________。
(3)Na2O属于________,(填“酸性氧化物”或“碱性氧化物”),其阴阳离子个数比为______。
(4)纯碱和小苏打都是重要的化工原料,在生产和生活中有广泛的应用。
图中_________(填Ⅰ或Ⅱ)能更好说明二者的稳定性。Ⅱ中受热处发生反应的化学方程式为_____。
(5)下列关于和的说法不正确的是 。
A.溶液显碱性
B.相同条件下的溶解度:
C.等物质的量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量盐酸反应,NaHCO3放出的气体多
D.可以用加热的方法除去固体中的杂质
题型 Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应的图象问题
▌例3(多选)(25-26高一上·山东济宁·期中)某无色溶液可能含有Na2CO3、NaHCO3、NaOH中的一种或几种,取100 mL溶液,并向该溶液中滴加稀盐酸,得到CO2体积(换算成标准状况下)与盐酸体积的关系如图所示。下列说法错误的是
A.若,则
B.若,溶液中只含Na2CO3
C.若溶液中含有0.02 mol Na2CO3和x mol NaHCO3,则
D.若,,则溶液中Na2CO3和NaOH的物质的量之比为5:3
▌对点练3-1(25-26高一上·吉林松原·期中)某同学先向50mL某浓度NaOH溶液中通入一定体积CO2得到溶液甲,再向甲溶液中逐滴滴加1.0mol/L的盐酸,生成CO2的质量与加入稀盐酸体积的关系如图所示(溶解在溶液中的CO2忽略不计)。下列说法正确的是
A.a=30 B.在o~a段内,只发生酸碱中和反应
C.溶液甲中Na2CO3的质量为2.12g D.原NaOH溶液的物质的量浓度为0.1mol/L
▌对点练3-2(25-26高一上·重庆·期中)将NaHCO3和Na2O2的固体混合物x g在密闭容器中加热至250 ℃,充分反应后排出气体A.将反应后的固体溶于水无气体放出,再逐滴加入盐酸,产生气体(假设气体全部逸出溶液)的质量与所加盐酸中HCl的物质的量之间的关系如图所示。下列说法错误的是
A.x的数值为3.675
B.反应后固体的成分为NaOH与Na2CO3
C.图中P点,溶液中的溶质是NaCl
D.密闭容器中排出气体A的成分为O2和水蒸气
题型 焰色试验
▌例4(25-26高一上·宁夏银川·期中)焰火“脚印”“笑脸”“五环”,让北京奥运会开幕式更加瑰丽、浪漫,这与高中化学中“焰色试验”知识相关。下列说法中正确的是
A.利用焰色试验不能区分NaCl与固体 B.焰色试验是化学变化
C.可以用稀硫酸清洗做焰色试验的铂丝或铁丝 D.焰色试验均应透过蓝色钴玻璃观察
▌对点练4-1(25-26高一上·江西赣州·期中)红色信号弹的主要成分为KClO3、Sr(NO3)2、镁粉、聚氯乙烯,而红色发光剂的主要成分为Sr(NO3)2、镁粉。下列说法正确的是
A.焰色试验不能使用光洁无锈的铁丝
B.观察钠的焰色时要透过蓝色钴玻璃观察
C.可判断产生红色的元素是Sr
D.做焰色试验时需要先将铂丝用硫酸洗净,在外焰灼烧至与原来火焰颜色相同
▌对点练4-2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
基础通关
1.(25-26高一上·青海西宁·期中)装置如图所示,将10 mL稀盐酸分别快速加入装置甲、乙的圆底烧瓶中,关闭旋塞,充分反应(装置气密性均良好)。
下列说法错误的是
A.气球膨胀快慢程度:甲<乙
B.稳定性:>
C.恢复原温度,气球大小:甲>乙
D.乙中发生的反应为:
2.(25-26高一上·辽宁丹东·期中)下列关于与性质的叙述中正确的是
A.相同条件下,热稳定性:
B.向混有的溶液中通入足量,除去
C.用澄清石灰水可以鉴别与溶液
D.与同浓度稀盐酸反应产生气体的速率:
3.(25-26高一上·山东临沂·期中)钠及其化合物在工业生产中有重要作用,如图是钠的“价-类”二维图,下列说法正确的是
A.Na在空气中燃烧生成
B.和都属于碱性氧化物
C.NaOH固体在空气中易变质,需密封保存
D.可以用澄清石灰水鉴别和两种溶液
4.(25-26高一下·安徽阜阳·期中)焰色试验过程中铂丝的清洗和灼烧与钾的焰色试验的观察两项操作如图所示:下列叙述中正确的是
A.焰色试验是一种化学变化
B.铁丝会和盐酸反应,所以它不能代替铂丝进行焰色试验
C.焰色试验可以检验所有的金属元素
D.若某无色溶液的焰色试验通过蓝色钴玻璃观察到其火焰为紫色,则说明该溶液含有
5.(25-26高一上·江西赣州·期中)侯德榜是我国著名的化学家,侯氏制碱法主要原理如下:
①NaCl+NH3+H2O+CO2=NaHCO3↓+NH4Cl
②再将碳酸氢钠固体加热使其分解:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O下列说法正确的是
A.常温下,NaHCO3溶解度大于碳酸钠
B.Na2CO3的热稳定性比NaHCO3要弱
C.NaHCO3溶于水过程中伴随着吸热现象
D.用澄清石灰水可以鉴别Na2CO3和NaHCO3
6.碳酸钠是一种重要的化工原料,具有广泛的用途。侯氏制碱法(又称联合制碱法)生产纯碱的主要流程如图所示:
下列叙述错误的是
A.吸收①主要吸收气体
B.以上主要流程未涉及氧化还原反应
C.滤液中溶质有和未析出的
D.该流程中可做氮肥
7.(25-26高一下·云南昆明·期末)X为一种淡黄色固体化合物,可通过如下关系转化为M。已知:①Y为生活中常见的液体;②M的焰色试验显黄色;③R为单质。
下列说法错误的是
A.X为碱性氧化物
B.R保存在石蜡油或煤油中
C.若固体Q中混有少量M,可加热除去M
D.W的一种同素异形体可用作自来水消毒剂
8.(24-25高一上·广东中山·期中)如表中,对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及两者间是否具有因果关系的判断错误的是
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
判断
A
是淡黄色固体
可作潜水艇的供氧剂
Ⅰ对;Ⅱ对;无关系
B
Na具有强还原性
Na可以置换出溶液中的Cu
Ⅰ对;Ⅱ对;有关系
C
NaHCO3用于治疗胃酸过多
可以与盐酸反应
Ⅰ对;Ⅱ对;有关系
D
是碱性氧化物
可以与硝酸反应
Ⅰ对;Ⅱ对;有关系
9.下列关于钠及其化合物说法中正确的是
A.和晶体中阴、阳离子的数目之比不同
B.将足量的分别加到酚酞溶液中,最终溶液均为红色
C.的溶解度比的大,类比推理可得的溶解度也比的大
D.的热稳定性比的强
素养提升
10.(25-26高一上·四川成都·期中)Na2O2 是呼吸面具中常用的供氧剂,下列关于 Na2O2 的叙述正确的是
A.Na2O2中阴、阳离子的个数比为 1:1
B.在 Na2O2 与 H2O 反应过程中每生成 1mol O2,转移 4 mol 电子
C.Na2O2 分别与 H2O、CO2 反应,产生相同质量的 O2 时,消耗 H2O 和 CO2的分子数目相等
D.在 Na2O2 与 CO2 反应过程中,Na2O2 只作氧化剂
11.(25-26高一上·贵州贵阳·期中)向CO2与NaOH溶液反应后的溶液中逐滴加入盐酸,生成气体的体积随盐酸体积的变化关系如图所示,则下列离子组在对应的溶液中一定能大量共存的是
A.a点对应的溶液中:Na+、Cl-、Ba2+、
B.b点对应的溶液中:K+、H+、Fe2+、Cl-
C.c点对应的溶液中:Na+、Ca2+、、Cl-
D.d点对应的溶液中:Cl-、、ClO-、Mg2+
12.(25-26高一上·吉林长春·期中)某化学小组用如图所示装置测定样品中的纯度。已知该条件下,每22.4 L氧气质量为32 g,下列说法错误的是
A.B装置中是饱和碳酸氢钠溶液,可以吸收HCl
B.需要在B和C装置中间加盛有浓硫酸的洗气瓶
C.需要在C和D装置中间加放有碱石灰的U形管
D.完善装置后收集到224 mL水,说明该样品中约有
13.将通入氢氧化钠溶液中,然后在所得溶液R中滴加盐酸,所加盐酸的体积与产生的体积(标准状况)的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A.段仅发生离子反应:
B.当加入盐酸时,产生的体积是
C.全部逸出时,所得溶液为氯化钠溶液
D.溶液R含有的物质的量之比为
迁移创新
14.化学膨松剂可使食品变得松软或者酥脆。某校化学兴趣小组测定已经部分变质的碳酸氢钠膨松剂中纯碱的含量(假设变质膨松剂只含有这两种成分),设计了以下实验并按如图装置连接(各装置试剂均足量)
实验步骤:
①检查装置气密性,称取样品9.5 g,加到装置B中;
②连接装置,打开弹簧夹,先通一段时间空气后,关闭弹簧夹,打开分液漏斗活塞滴入稀硫酸至不再有气体生成;
③关闭分液漏斗的活塞,打开弹簧夹……
④干燥管Ⅰ实验前称得的质量为120.4 g,实验后的质量为124.8 g。
请回答下列问题:
(1)写出稀硫酸与碳酸氢钠反应的离子方程式:________________________________________。
(2)实验开始前,先打开弹簧夹,通入一段时间空气,其目的为________________________,试剂x为________(填化学名称)溶液。
(3)请将步骤③补充完整:________________________________________________,若缺少干燥管Ⅱ,会造成测定结果_____________(填“偏大”“不变”或“偏小”)。
(4)通过实验数据计算,膨松剂中的质量分数为________(保留三位有效数字)。
15.Ⅰ.过氧化钠可用于呼吸面具中的氧气供给,某课外活动小组设计如图装置,证明二氧化碳跟过氧化钠反应时需要与水接触。(已知)
(1)装置①中反应的离子方程式是______。
(2)装置②中的试剂为饱和溶液,作用是______。
(3)装置③中的试剂作用是______。
(4)进行实验。步骤1:打开弹簧夹,关闭,打开分液漏斗活塞加入盐酸,将带火星的木条放在a处。步骤2:打开弹簧夹,关闭,打开分液漏斗活塞加入盐酸,将带火星的木条放在a处。a处带火星的木条复燃的是步骤______(填“1”或“2”)。
(5)有同学提出质疑,认为上述实验不足以证明有水存在时,过氧化钠与二氧化碳发生了化学反应,其理由是______(用化学方程式表示)需要补充的实验操作:检验装置⑤中反应后的固体含有。
Ⅱ.常用于医药、印染、漂白及分析试剂等。某兴趣小组利用下列装置(夹持仪器省略),用金属钠和空气来制备(不考虑空气中与Na反应)。
(6)若规定气流的方向为从左到右,各仪器连接的接口顺序(每个装置只用一次)是:______。
(7)装置Ⅰ中反应的化学方程式______。
(8)装置Ⅱ的作用是______;
(9)关于氧化钠与过氧化钠,下列说法错误的是______。
A.氧化钠为黄色固体,过氧化钠为淡黄色固体粉末
B.可用水来检验某样品中是否含有
C.和中阴阳离子个数比都为1:2
D.将加到酚酞溶液中,溶液先变红色后褪色
E.和属于碱性氧化物
16.(25-26高一上·安徽马鞍山·期中)如图,A 是金属钠,根据关系图回答下列问题:
(1)写出下列符号所代表的物质的化学式:B:___________;D:___________。
(2)写出下列物质转化的化学方程式:
①A→C:___________。
②C→D:___________ 。
(3)钠是一种很活泼的金属,下列保存金属钠的方法正确的是:___________(填字母)。
A.放在细沙中 B.放在水中 C.放在煤油中
(4)钠投入硫酸铜溶液中可观察到生成___________色沉淀,反应的化学方程式为___________。
(5)在潜水艇和消防员的呼吸面具中,B所发生反应的化学方程式是___________;从氧化剂和还原剂的角度分析,在这个反应中B的作用是___________。
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第二章
海水中的重要元素----钠和氯
第一节 钠及其化合物
第2课时 钠的几种化合物
课标要点
1.掌握氧化钠与过氧化钠的性质及用途。
2.会设计实验探究过氧化钠与水的反应。
3.通过实验熟悉掌握Na2CO3、NaHCO3的性质。
4.了解焰色试验的操作与应用。
学习重难点
重点:
1.氧化钠与过氧化钠的性质
2.碳酸钠与碳酸氢钠的性质
难点:
1.过氧化钠、氧化钠与氧气和水反应的计算。
2.碳酸氢钠、碳酸钠与酸反应的图像问题。
知识点 氧化钠和过氧化钠
1.Na2O的性质
Na2O是一种白色固体,属于碱性氧化物,能与水、酸、CO2等反应。同时也能与O2反应转化为Na2O2。
反应物质
化学方程式
与水
Na2O+H2O===2NaOH
与酸
Na2O+2HCl===2NaCl+H2O
与CO2
Na2O+CO2===Na2CO3
与O2
2Na2O+O22Na2O2
2.Na2O2的性质
Na2O2是一种淡黄色固体,属于过氧化物,不属于碱性氧化物,能与水、酸、CO2等发生氧化还原反应。
(1)实验探究过氧化钠与水的反应
实验操作
实验现象
试管中产生大量气泡,带火星的木条复燃,试管外壁温度升高,溶液先变红后褪色
现象解释
过氧化钠与水剧烈反应,有氧气产生,反应放热,有碱生成,反应过程中有强氧化性物质生成
实验结论
过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,化学方程式为
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
①Na2O2与H2O的反应(2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑),实质上可以分成两个过程:
Na2O2+2H2O===2NaOH+H2O2,2H2O2===2H2O+O2↑
该反应中生成了NaOH,可使酚酞溶液变红,又因为反应过程中有H2O2生成,H2O2具有很强的氧化性,能使溶液褪色,因此溶液先变红后褪色。
②Na2O2与水反应时,只有Na2O2中氧元素的价态发生了变化,电子转移情况可表示为
由此可知,氧化剂、还原剂均为Na2O2,氧化产物是O2,还原产物是NaOH。
(2)Na2O2与CO2的反应
Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2,故Na2O2可作为呼吸面具或潜艇中的供氧剂。
反应的化学方程式为2Na2O2+2CO2===Na2CO3+O2。
化学氧自救呼吸器:化学氧自救呼吸器的工作原理是佩戴者呼出气体中的水蒸气和二氧化碳与生氧剂(KO2)发生化学反应,生成氧气供佩戴者呼吸使用,化学方程式为4KO2+2H2O(g)===4KOH+3O2,4KO2+2CO2===2K2CO3+3O2。其优点是呼吸系统与外界环境隔绝,不受外界任何有毒、有害气体及烟雾的危害,因此适用于含各种有毒、有害气体及缺氧环境。
3.Na2O2与Na2O的区别
比较内容
Na2O2
Na2O
氧化物类型
过氧化物(不是碱性氧化物)
碱性氧化物
氧的价态与特点
-1价(中间价,具有氧化性、还原性)
-2价(最低价)
阴阳离子个数比
N(O22-):N(Na+)=1:2
N(O2-):N(Na+)=1:2
颜色
淡黄色
白色
与水反应
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
Na2O+H2O===2NaOH
与CO2反应
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
Na2O+CO2===Na2CO3
与酸反应
Na2O2+4HCl===4NaCl+2H2O+O2↑
Na2O+2HCl===2NaCl+H2O
主要用途
供氧剂、漂白剂、氧化剂
-
存放
隔绝空气,密封存放(Na2O2应远离易燃物)
转化关系
2Na2O+O22Na2O2
①Na2O2与酸反应除生成盐和水外,还有氧气生成,故Na2O2不属于碱性氧化物。
②Na2O2中阴、阳离子的个数比不是1:1,而是1:2。
③Na2O在空气中加热会转化为Na2O2,所以Na2O2的热稳定性比Na2O强。
④Na2O2与CO2、H2O反应时,氧化剂与还原剂均是Na2O2。
⑤氧元素的价态与过氧根离子(O22-)的性质:氧元素的化合价主要有0价、-1价、-2价,过氧根离子中氧元素显-1价,故过氧根离子既有氧化性又有还原性。
⑥Na2O2与紫色石蕊溶液作用:溶液先变蓝色后褪色。原理是Na2O2先与水反应生成NaOH而使紫色石蕊溶液变蓝色,反应中生成的H2O2具有强氧化性,使溶液褪色。
4.Na2O2与H2O、CO2反应的四种关系规律
(1)Na2O2与H2O、CO2反应的定量关系
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来气体体积的,等于生成氧气的量,ΔV=V(O2)=V
先后顺序关系
由于CO2能够与NaOH反应,所以一定量的Na2O2与一定量的H2O(g)和CO2的混合物反应,可视为Na2O2先与CO2反应,剩余的Na2O2再与H2O(g)反应。
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)
(2)特殊应用: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H2O(g)]通入足量Na2O2后,固体增重必为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,即可满足上述关系。
无机化合物
H2、CO及H2和CO的混合气体
有机化合物
CH3OH(甲醇)、HCHO(甲醛)、CH3COOH(乙酸)、HCOOCH3(甲酸甲酯)、C6H12O6(葡萄糖)等
随学随练
1.(24-25高一上·山东济南·阶段检测)下列叙述中正确说法有几个
①钠元素在自然界只以化合态形式存在
②过氧化钠中阴阳离子个数比为
③可用水来确定某粉末中是否含有
④将足量的、分别加到酚酞试液中,最终溶液均为红色
⑤分别与水及反应产生相同量的时,需要水和的质量相等
⑥钠是一种活泼的金属,钠可以把锆、铌等金属从它们的化合物中置换出来
⑦和的混合气体在足量氧气中燃烧,将燃烧产物通过足量,增重的量为
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】C
【解析】①钠性质极活泼,易与水、氧气反应,自然界中仅以化合态存在,①正确;
②过氧化钠中阳离子为,阴离子为,阴阳离子个数比为1:2,②错误;
③与水反应仅生成无气泡,与水反应生成和有气泡,可用水检验中是否混有,③正确;
④具有强氧化性,加入酚酞试液中溶液先变红后被漂白为无色,最终不是红色,④错误;
⑤生成等量时,消耗和的物质的量相等,但二者摩尔质量不同,质量不相等,⑤错误;
⑥钠是强还原剂,可在熔融状态下将锆、铌等金属从其熔融化合物中置换出来,⑥正确;
⑦、燃烧产物与反应的总效果相当于过氧化钠直接吸收和,故增重质量等于混合气体总质量5.4 g,⑦正确;
综上正确的叙述共4个,答案选C。
2.(23-24高一下·安徽合肥·期末)已知在足量的氧气中完全燃烧,生成了和,将燃烧产物通过过量的后,增加的质量是
A.8g B.16g C.10g D.无法计算
【答案】B
【解析】甲烷完全燃烧生成水和二氧化碳,水和Na2O2反应2H2O+2Na2O2=4NaOH+O2↑,通过该反应可知,此时增加的质量为H的质量,CO2与Na2O2反应2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2↑,通过该反应可知,此时增加的质量为CO的质量,因此和与反应,固体实际增加的质量相当为和的总质量,根据元素守恒,可计算出,,,,CO和总质量为16g,增加的质量是16g,故答案选B。
知识点 碳酸钠和碳酸氢钠(重点)
1.碳酸钠和碳酸氢钠的性质
碳酸钠(Na2CO3)俗称纯碱,也叫苏打,是重要的化工原料,在制玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油等方面有广泛的应用。
碳酸氢钠(NaHCO3)俗称小苏打,是发酵粉的主要成分,可以用作治疗胃酸过多的药剂。
2.实验探究:碳酸钠和碳酸氢钠的性质
(1)Na2CO3和NaHCO3的溶解性及其水溶液的酸碱性比较
物质
Na2CO3(1g)
NaHCO3(1g)
滴入几滴水
白色粉末,加水后结块,变成晶体,伴随着放热现象
白色细小晶体,加水后能溶解,伴随着吸热现象
加入5mL水
Na2CO3完全溶解;NaHCO3部分溶解,固体质量减少
滴入1-2滴酚酞溶液
Na2CO3溶液呈红色(较深);NaHCO3溶液呈浅红色
初步结论
①Na2CO3加少量水后变成碳酸钠晶体;
②Na2CO3、NaHCO3都能溶于水,Na2CO3溶解度较大;
③Na2CO3、NaHCO3溶液都呈碱性,Na2CO3溶液碱性稍强
(2)Na2CO3、NaHCO3的热稳定性比较
实验操作
实验现象
澄清石灰水不变浑浊
澄清石灰水变浑浊
化学方程式
—
2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
Ca(OH)2 +CO2===CaCO3↓+H2O
实验结论
Na2CO3很稳定,受热不易发生分解
NaHCO3不稳定,受热易分解
(3)Na2CO3、NaHCO3与稀盐酸反应
实验操作
实验现象
化学方程式
Na2CO3+2HCl ===2NaCl+H2O+CO2↑
NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑
实验结论
①两组化学试剂分别混合后都产生无色气体,气球膨胀;
②等质量的碳酸氢钠和碳酸钠分别与足量盐酸混合时,碳酸氢钠中气球膨胀的速度快且气体量多。
①若是将少量盐酸、硫酸、硝酸分别滴加到Na2CO3溶液中,均不会有CO2放出;将Na2CO3滴加到盐酸中会立即产生气泡;NaHCO3溶液与强酸溶液无论以何种顺序滴加,均会立即产生气泡。
②CO32-结合H+放出CO2的化学反应分两步进行:CO32-+H+===HCO3-;HCO3-+H+===CO2↑+H2O,而 HCO3-直接结合H+放出CO2。
③Na2CO3的相对分子质量大于NaHCO3的,因此相同质量的Na2CO3和NaHCO3分别与足量盐酸反应时,后者放出CO2的速度快且量多。
3.Na2CO3、NaHCO3与碱或盐溶液反应
物质
Na2CO3
NaHCO3
与NaOH溶液
不反应
NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O
与澄清石灰水
Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOH
2NaHCO3+Ca(OH)2(少量)===
CaCO3↓+Na2CO3+2H2O
NaHCO3+Ca(OH)2(过量)===
CaCO3↓+NaOH+H2O
与CaCl2溶液
CaCl2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaCl
不反应
NaHCO3与NaOH不仅能在溶液中发生反应,当二者都是固态时也能发生反应:
NaHCO3+NaOHNa2CO3+H2O。
4.碳酸钠、碳酸氢钠的鉴别、除杂与转化
(1)鉴别
方法
原理
结论
加热法
2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑,Na2CO3受热不易分解
加热时有气体产生的是NaHCO3,无变化的是Na2CO3
沉淀法
CaCl2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaCl
BaCl2+Na2CO3===BaCO3↓+2NaCl
有沉淀生成的是Na2CO3,无变化的是NaHCO3
与盐酸反应的剧烈程度
Na2CO3+2HCl === 2NaCl+H2O+CO2↑
NaHCO3+HCl === NaCl+H2O+CO2↑
与相同浓度的盐酸反应,反应剧烈的是NaHCO3,相对不剧烈的是Na2CO3
盐酸逐滴加入
CO32-+H+===HCO3-
HCO3+H+===CO2↑+H2O
逐滴加入盐酸,立即产生气体的是NaHCO3,开始不产生气体,滴加一段时间后产生气体的是Na2CO3
沉淀法鉴别Na2CO3和NaHCO3时,可以用BaCl2 或CaCl2,不能用 Ba(OH)2或Ca(OH)2鉴别。因为向Na2CO3和NaHCO3,溶液中分别加入 Ba(OH)2或Ca(OH)2时,两者都产生白色沉淀。
(2)除杂
混合物(括号内为杂质)
除杂方法或试剂
Na2CO3固体(NaHCO3)
加热
NaHCO3固体(Na2CO3)
溶于水后通入足量的CO2,再加热浓缩,冷却结晶
NaHCO3溶液(Na2CO3)
通入足量CO2气体
Na2CO3溶液(NaHCO3)
加入适量NaOH溶液
(3)转化
转化关系
相关反应
Na2CO3+H2O+CO2===2NaHCO3
NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O
随学随练
3.(25-26高一上·安徽阜阳·阶段检测)关于碳酸钠和碳酸氢钠,下列说法错误的是
A.除去碳酸氢钠固体中的碳酸钠杂质,可以采用加热的方法
B.碳酸氢钠不稳定,加热可分解为碳酸钠
C.碳酸钠俗名纯碱,碳酸氢钠俗名小苏打
D.治疗胃酸过多,可服用碳酸氢钠
【答案】A
【解析】A.加热时碳酸氢钠会受热分解为碳酸钠,会除去原物质碳酸氢钠,无法除去碳酸钠杂质,A错误;
B.碳酸氢钠热稳定性差,加热可发生反应,分解得到碳酸钠,B正确;
C.碳酸钠俗名纯碱、苏打,碳酸氢钠俗名小苏打,说法正确,C正确;
D.碳酸氢钠碱性较弱,可与胃酸的主要成分HCl反应消耗过量胃酸,可用于治疗胃酸过多,D正确;
故选A。
4.(24-25高一上·广东深圳·期中)下列关于碳酸钠和碳酸氢钠的说法中,不正确的是
A.碳酸钠固体是白色粉末,碳酸氢钠是细小的白色晶体
B.碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠
C.同浓度的碳酸氢钠、碳酸钠溶液,分别与同浓度的稀盐酸发生反应,碳酸氢钠的反应现象更剧烈
D.二者的溶液可以用加入澄清石灰水的方法区别
【答案】D
【解析】A.碳酸钠俗称苏打,常温下为白色粉末状固体,碳酸氢钠俗称小苏打,为细小的白色晶体,A正确;
B.相同温度下,碳酸钠在水中的溶解度大于碳酸氢钠,可通过向饱和碳酸钠溶液中通入析出碳酸氢钠晶体证明,B正确;
C.碳酸钠与盐酸反应分两步:第一步:,第二步:,而碳酸氢钠直接发生第二步反应,因此同浓度下碳酸氢钠与盐酸反应现象更剧烈,C正确;
D.碳酸钠与澄清石灰水反应生成白色沉淀,碳酸氢钠与澄清石灰水反应,无论反应物相对量多少,均会生成白色沉淀,无法用澄清石灰水区分二者,D错误;
故选D。
知识点 焰色试验
1.概念
很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特征颜色。根据火焰呈现的特征颜色,可以判断试样所含的金属元素,化学上把这样的定性分析操作称为焰色试验。
2.实验步骤
①焰色试验所用火焰本身的颜色要浅,否则会影响实验现象的观察,最好使用煤气灯,若用酒精灯,则要用外焰。
②蘸取待测物的金属丝最好用铂丝,也可用光洁无锈的铁丝代替,每次使用金属丝时必须在火焰上灼烧至与原火焰颜色相同,以免对实验造成干扰。
③金属丝在使用前要用稀盐酸将其表面杂质洗净,然后在火焰上灼烧,这是因为金属氯化物灼烧时易挥发,若用H2SO4溶液洗涤金属丝,由于硫酸盐的熔沸点较高而难以挥发,会对实验造成干扰。
④观察钾的焰色时,要透过蓝色钴玻璃,蓝色钴玻璃可以滤去黄色的光。
3.几种常见金属元素的焰色金属元素焰色
金属元素
锂
钠
钾
钙
锶
钡
铜
焰色
紫红色
黄色
紫色(透过蓝色钴玻璃)
砖红色
洋红色
黄绿色
绿色
焰色示意图
4.应用
(1)检验金属元素的存在,如鉴别NaCl和KCl溶液。
(2)利用焰色试验制节日烟花。
①焰色试验是元素的性质,而不仅仅是单质或某种化合物的性质。
②若某样品焰色为黄色,可以判断其中一定有钠元素,但不能说明一定无钾元素。因为钠产生的黄色能掩盖钾产生的紫色。
③焰色试验中试剂可以是单质或化合物,可以是固体也可以是溶液。
④焰色试验是物理变化。
随学随练
5.(25-26高一上·福建泉州·期中)焰火“脚印”“笑脸”“五环”,让北京奥运会开幕式更加辉煌、浪漫,这与高中化学中“焰色试验”知识相关。下列说法中不正确的是
A.焰色试验时发生的是物理变化 B.用稀盐酸清洗做焰色试验的铂丝
C.若观察火焰呈黄色,则该溶液中不含K+ D.Na与NaCl在灼烧时火焰颜色相同
【答案】C
【解析】A.焰色试验是金属元素原子中电子跃迁产生的能量变化,无新物质生成,发生的是物理变化,A正确;
B.稀盐酸可溶解铂丝表面的杂质,且盐酸及反应生成的氯化物沸点低易挥发,不会残留干扰试验,因此用稀盐酸清洗做焰色试验的铂丝,B正确;
C.观察的焰色需要透过蓝色钴玻璃滤去钠元素的黄色火焰干扰,仅观察到火焰呈黄色,无法排除的存在,不能得出溶液不含的结论,C错误;
D.焰色是元素的性质,与都含有钠元素,灼烧时火焰均为黄色,颜色相同,D正确;
故选C。
拓展 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↑
活学活用
6.(多选)某碳酸钾和碳酸氢钾组成的混合物样品61.4 g,加水溶解后,取所得溶液的,向其中缓缓加入一定浓度的稀盐酸,并同时记录放出的质量和消耗稀盐酸的体积,得到如图所示的曲线。下列说法不正确的是
A.该过程所发生反应的化学方程式:;
B.混合物样品中含碳酸钾20.0 g
C.混合物中碳元素的质量分数约为9.77%
D.若将61.4 g原混合物样品充分加热,放出的质量为2.2 g
【答案】BD
【分析】向碳酸钾和碳酸氢钾的混合溶液中滴加盐酸,首先发生反应碳酸钾和盐酸反应生成碳酸氢钾、氯化钾:,然后发生反应碳酸氢钾和盐酸生成氯化钾、水和二氧化碳:;
【解析】A.由题图可知,开始没有气体生成,发生反应:,加入12 mL盐酸时,开始有气体生成,此时发生反应:,故A正确;
B.溶液中碳酸钾转化为碳酸氢钾,消耗盐酸为12 mL,与HCl反应消耗盐酸的体积为,反应都按进行,故样品中碳酸钾与碳酸氢钾的物质的量之比为,根据碳元素守恒可知,碳酸钾的物质的量为,故样品中碳酸钾的质量为,故B错误;
C.当加入32 mL盐酸时,生成的气体达最大值,根据碳元素守恒,可知样品中碳元素的质量为,故样品中碳元素质量分数为,故C正确;
D.碳酸氢钾的物质的量为,根据反应的化学方程式,可知生成二氧化碳的物质的量为,二氧化碳的质量为,故D错误;
故选BD。
7.(25-26高一上·河北衡水·期中)向含NaOH、Na2CO3 、NaHCO3其中一种或两种的溶液中滴加某浓度的盐酸,生成CO2的体积(标准状况)与加入盐酸的体积的关系如图所示。依据图像特点判断溶液溶质的成分:
(1)若a=0(即图像从原点开始),溶液中的溶质为_________。
(2)若(即Oa段与ab段消耗盐酸的体积相同),溶液中的溶质为_________,涉及的离子方程式Oa:;ab:。
(3)若(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_________,涉及的离子方程式Oa:、;ab:。
(4)若(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_________。
【答案】(1)NaHCO3
(2)Na2CO3
(3)NaOH和Na2CO3
(4)Na2CO3和NaHCO3
【分析】盐酸优先和发生中和反应:,该过程无生成;随后和分步反应:第一步,该过程也无生成;第二步,此时才开始产生。
【解析】(1)当,即滴加盐酸立刻产生,说明不存在、也不存在需要先转化为的,溶质只有;
(2)当,说明Oa段仅发生转化为的反应,ab段发生生成的和反应放出的反应,两步消耗等量盐酸,对应溶质只有;
(3)当,说明Oa段除了转化为的反应,还额外发生了和的中和反应,多消耗了盐酸,因此溶质为和;
(4)ab段消耗的盐酸比Oa段(仅用于把转化为)更多,说明体系原本就存在额外的,也即初始溶质除了,还有。
拓展 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。
NH3+CO2+H2O=NH4HCO3、NH4HCO3+NaCl(饱和)=NaHCO3↓+NH4Cl
总反应为:NH3+CO2+H2O+NaCl(饱和)=NaHCO3↓+NH4Cl
2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
生产流程
活学活用
8.(25-26高一上·贵州贵阳·期中)下图是侯氏制碱法在实验室进行模拟实验的生产流程示意图,则下列叙述错误的是
A.该方法的原理是利用物质的溶解度差异,分步析出产物并循环利用原料,实现盐、氨的高效转化。
B.第Ⅰ步和第Ⅱ步的总反应方程式为:
C.第Ⅲ步操作所使用的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒
D.先向饱和食盐水中通入氨气,再通入二氧化碳,目的是提高溶液中碳酸根的浓度
【答案】D
【解析】A.侯氏制碱法原理是利用溶解度相对较小先析出,同时可循环利用原料,实现盐、氨的高效转化,A正确;
B.第Ⅰ步通入,第Ⅱ步通入,总反应方程式为,书写正确,B正确;
C.第Ⅲ步为过滤操作,所用玻璃仪器为烧杯、漏斗、玻璃棒,C正确;
D.先通氨气使溶液呈碱性,可增大溶解度,目的是提高溶液中的浓度,便于析出,不是提高碳酸根浓度,D错误;
故选D。
9.(24-25高一上·四川泸州·期中)我国科学家侯德榜发明的联合制碱法,对世界制碱工业以及我国化工事业的发展做出了巨大贡献。联合制碱法的主要过程如下图所示(部分物质已省略)。
(1)在步骤①②③中,涉及“过滤”操作的是________(填序号)。
(2)向饱和食盐水中先通NH3再通CO2的原因是______________________________,总反应的化学方程式为______________________________。
(3)从步骤①中分离出的晶体表面含有的杂质可能是________和________(写出杂质的化学式),欲得到纯净的NaHCO3,需将其________、干燥。该流程中可以循环使用的物质有________________。
【答案】(1)①③
(2)形成碱性环境,有利于二氧化碳的吸收
(3)NaCl NH4Cl 洗涤 CO2、NaCl
【分析】向饱和食盐水中先通入氨气,再通入二氧化碳,可析出NaHCO3,将NaHCO3过滤出来后加热,NaHCO3分解为Na2CO3和CO2,溶液A经过过滤得到NH4Cl固体和含NaCl的溶液。
【解析】(1)步骤①是将悬浊液过滤得到NaHCO3晶体和溶液A,步骤②是加热NaHCO3使其分解,步骤③最后得到NH4Cl固体和含NaCl的溶液,所以也需要过滤,所以涉及过滤操作的步骤是①③。
(2)CO2在水中的溶解度较小,故向饱和食盐水中先通NH3形成碱性环境,再通CO2,有利于二氧化碳的吸收;饱和食盐水中通入NH3和CO2后,生成NaHCO3和NH4Cl,反应的化学方程式为。
(3)从步骤①是从悬浊液中分离出NaHCO3晶体,悬浊液中除了有NaHCO3固体外,还有Na+、Cl-、和,所以NaHCO3表面含有的杂质可能是NaCl和NH4Cl;欲得到纯净的NaHCO3,需要将过滤出来的NaHCO3洗涤、干燥;根据该流程图,步骤②是加热NaHCO3使其分解,产生的CO2可循环使用,步骤③得到含NaCl的溶液可循环使用。
题型 Na2O和Na2O2的性质
▌例1 (25-26高一上·福建宁德·阶段检测)下列对Na2O和Na2O2的叙述中正确的是
A.Na2O2、Na2O均为淡黄色粉末 B.Na2O2、Na2O与水反应均能形成碱
C.在呼吸面具中,Na2O2、Na2O均可作供氧剂 D.Na2O、Na2O2均是碱性氧化物
【答案】B
【解析】A.Na2O是白色粉末,Na2O2为淡黄色粉末,A错误;
B.Na2O与水发生反应,Na2O2与水发生反应,二者反应均生成碱NaOH,B正确;
C.Na2O2可与CO2反应生成O2,可作呼吸面具的供氧剂,Na2O与CO2反应仅生成Na2CO3,无O2生成,不能作供氧剂,C错误;
D.碱性氧化物的定义是与酸反应只生成盐和水的氧化物,Na2O符合该性质,属于碱性氧化物,Na2O2与酸反应除了盐和水还生成O2,不属于碱性氧化物,D错误;
故选B。
▌对点练1-1(25-26高一上·天津·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是碱性氧化物
C.Na2O2和水的反应中,Na2O2既是氧化剂又是还原剂
D.Na2O2和Na2O久置在空气中,最终都变为Na2CO3
【答案】B
【解析】A.中阳离子为、阴离子为,中阳离子为、阴离子为,二者阳、阴离子个数比均为,A正确;
B.碱性氧化物的定义是与酸反应只生成盐和水的氧化物,与酸反应除生成盐和水外,还生成,不属于碱性氧化物,B错误;
C.与水反应时,中价的氧元素部分升价为价、部分降价为价,因此既是氧化剂又是还原剂,C正确;
D.二者久置在空气中,都会先与水蒸气、反应,最终都生成稳定的,D正确;
故选B。
▌对点练1-2(25-26高一上·山东青岛·期中)过氧化钠常用于呼吸面具和潜水艇里氧气的来源,可由氧化钠在氧气中加热制得。下列说法错误的是
A.氧化钠为碱性氧化物,过氧化钠不是碱性氧化物
B.氧化钠和过氧化钠均可与水反应生成一元强碱
C.氧化钠和过氧化钠中阳离子与阴离子个数比均为
D.相同质量的氧化钠和过氧化钠分别与反应后,固体质量增加相同
【答案】D
【解析】A.碱性氧化物定义为与酸反应仅生成盐和水的氧化物,与酸反应只生成钠盐和水,属于碱性氧化物;与酸反应除生成盐和水外,还生成,不属于碱性氧化物,A正确;
B.与水反应生成,与水反应也生成和,为一元强碱,B正确;
C.中阳离子和阴离子个数比为,中阳离子和阴离子个数比也为,C正确;
D.设两种物质质量均为,与反应时,每62 固体增重44 ,总增重为;与反应时,每156 固体增重56 ,总增重为,二者增重不相等,D错误;
故答案选D。
题型 碳酸钠及碳酸氢钠的性质
▌例2(25-26高一上·广东广州·期中)I.可以从物质的类别和价态认识钠及其化合物,物质间转化线索如图甲。
(1)A的物质类别是___________;Na2CO3俗名___________;反应③所需试剂___________(填化学式)。
(2)图甲中反应②的化学方程式为___________。
(3)甲组同学为探究两种碳酸盐的性质,将盐酸分别逐滴滴入等量的碳酸钠和碳酸氢钠溶液中(如图乙),②中立刻产生气泡,反应的离子方程式是___________。①中开始无明显现象,片刻后才产生气体的原因是___________。
II.实验小组利用传感器探究Na2CO3和NaHCO3的性质。
【查阅资料】pH越小,OH-浓度越小,溶液碱性越弱。
【实验过程】
编号
实验操作
实验数据
实验①
测量下述实验过程的温度变化
实验②
测量下述实验过程的pH变化
【分析与解释】
(4)实验①中,溶解时吸收热量的物质是___________。 (填化学式)
(5)实验②中,Na2CO3溶液和澄清石灰水反应的离子方程式为___________。OH-未参与该反应的实验证据是___________。
(6)实验②中,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,参与反应的离子有___________。
(7)工业上制得的纯碱中常含有一定量的NaHCO3,取质量为ag的纯碱样品,充分加热后,质量减少bg,此样品中Na2CO3的质量分数___________。
【答案】(1)碱 纯碱(或苏打)
(2)
(3)
碳酸钠与盐酸反应分步进行,首先发生反应 ,无明显现象;当 完全转化为 后,再发生反应 ,此时才产生气体。
(4)
(5)
滴加 溶液的烧杯中,溶液的pH变化曲线与滴加蒸馏水的pH变化曲线几乎重合(或pH基本不变)。
(6)、、
(7)
【解析】(1) 由图甲可知,A为NaOH,由金属阳离子和氢氧根离子构成,物质类别为碱;的俗名为纯碱或苏打;反应③是过氧化钠转化为碳酸钠,根据元素守恒,需要加入含有碳元素的物质,通常为气体(反应方程式为 )。
(2)反应②是过氧化钠()转化为氢氧化钠(NaOH),即过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,化学方程式为 。
(3)试管②中是碳酸氢钠与盐酸反应,直接生成二氧化碳气体,离子方程式为 ;试管①中滴加盐酸,首先发生 ,没有气体生成,待碳酸根全部转化为碳酸氢根后,继续滴加盐酸才会发生 ,产生气泡。
(4) 根据实验①的温度变化图像可知,加入固体的烧杯中,溶液温度随时间逐渐降低,说明溶解时吸收热量。
(5) 溶液与澄清石灰水(溶质为)反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,离子方程式为 ;由实验②的pH变化图像可知,滴加溶液后,体系的pH与滴加蒸馏水引起的稀释效应几乎一致,维持在较高水平,说明溶液中的没有被消耗,未参与化学反应。
(6)滴加溶液时,溶液的pH显著下降,说明溶液中的被大量消耗。其反应原理是碳酸氢根与氢氧根反应生成碳酸根和水,生成的碳酸根再与钙离子结合生成碳酸钙沉淀,总离子方程式为 。因此参与反应的离子有 、、。
(7)加热时仅分解:,质量减少的bg是生成的和的总质量,根据差量法计算:每168g 完全分解,固体质量减少62g,可列出比例式: ,解得: ,则原样品中 的质量为: ,所以此样品中 的质量分数为:。
▌对点练2-1(24-25高一上·广东广州·期中)碳酸钠、碳酸氢钠是重要的工业原料,以下关于碳酸钠和碳酸氢钠的说法正确的是
A.Na2CO3俗称小苏打,NaHCO3俗称苏打
B.在水中的溶解度:Na2CO3>NaHCO3
C.与同浓度的硫酸反应放出气泡的速率:NaHCO3<Na2CO3
D.碳酸氢钠可用作糕点烘焙,可以用碳酸钠治疗胃酸过多
【答案】B
【解析】A.俗称苏打、纯碱,俗称小苏打,选项表述颠倒,A错误;
B.相同温度下,在水中的溶解度大于,可通过向饱和溶液中通入析出的实验验证,B正确;
C.与同浓度硫酸反应时,只需结合1个即可生成,需要先结合1个生成,再结合才能生成,因此放出气泡速率,C错误;
D.受热易分解生成,可用作糕点烘焙膨松剂;但碱性较强,对消化道刺激性大,不能用于治疗胃酸过多,治疗胃酸过多应使用,D错误;
故选B。
▌对点练2-2(25-26高一上·内蒙古乌兰察布·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。该图为钠及其化合物的“价-类”二维图,请回答下列问题:
(1)物质①与水反应的离子方程式为_______,通常把物质①保存在_______中。
(2)淡黄色固体②常作供氧剂,写出与二氧化碳反应的化学方程式:_______________。
(3)Na2O属于________,(填“酸性氧化物”或“碱性氧化物”),其阴阳离子个数比为______。
(4)纯碱和小苏打都是重要的化工原料,在生产和生活中有广泛的应用。
图中_________(填Ⅰ或Ⅱ)能更好说明二者的稳定性。Ⅱ中受热处发生反应的化学方程式为_____。
(5)下列关于和的说法不正确的是 。
A.溶液显碱性
B.相同条件下的溶解度:
C.等物质的量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量盐酸反应,NaHCO3放出的气体多
D.可以用加热的方法除去固体中的杂质
【答案】(1) 煤油(或石蜡油)
(2)2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
(3)碱性氧化物 1:2
(4)Ⅱ
(5)C
【解析】(1)由图可知,物质①为钠单质,钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,反应的离子方程式为,金属钠性质活泼,易与水、氧气等反应,为隔绝空气中的氧气和水,通常将其保存在煤油或石蜡油中。
(2)由图可知,物质②为+1价Na元素形成的氧化物,且能作为供氧剂,可知其为过氧化钠,过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,反应方程式为。
(3)可以与酸反应生成盐和水,符合碱性氧化物概念,中有2个和1个,其阴阳离子个数比为1:2。
(4)图Ⅰ没有形成对比,图Ⅱ将碳酸钠置于大试管中,将碳酸氢钠置于小试管中,但是小试管产生的气体能使澄清石灰水变浑浊,而大试管连接的澄清石灰水无现象,大试管温度较高但是连接的澄清石灰水没有变浑浊,说明碳酸钠稳定性比碳酸氢钠好,即图Ⅱ能更好说明二者的稳定性;碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,反应方程式为。
(5)A.碳酸钠俗称为纯碱,其水解溶液显碱性,A正确;
B.相同条件下,碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠,B正确;
C.等物质的量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量盐酸反应,二者放出的气体一样多,C错误;
D.碳酸氢钠加热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,因此加热可除去碳酸钠固体中的碳酸氢钠,D正确;
故选C。
题型 Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应的图象问题
▌例3(多选)(25-26高一上·山东济宁·期中)某无色溶液可能含有Na2CO3、NaHCO3、NaOH中的一种或几种,取100 mL溶液,并向该溶液中滴加稀盐酸,得到CO2体积(换算成标准状况下)与盐酸体积的关系如图所示。下列说法错误的是
A.若,则
B.若,溶液中只含Na2CO3
C.若溶液中含有0.02 mol Na2CO3和x mol NaHCO3,则
D.若,,则溶液中Na2CO3和NaOH的物质的量之比为5:3
【答案】AD
【分析】向、、混合溶液中逐滴滴加稀盐酸,反应依次进行: (无生成),(无生成),(产生气体),标准状况下, ,溶液中总含碳微粒物质的量为。
【解析】A.若,说明溶液不含、,溶质仅为,与盐酸1:1反应生成,消耗总物质的量为;题干未给出稀盐酸的物质的量浓度,无法计算盐酸体积,A错误;
B.若溶液只含,转化为、转化为两步反应消耗盐酸的物质的量相等,对应盐酸体积相等,即,整理得,B正确;
C.溶液中含有,完全反应生成,总为,则与盐酸反应生成的物质的量=,即,C正确;
D.,mL,则产生气体段盐酸的体积为:;两步反应消耗盐酸体积均为,中和消耗盐酸体积=;物质的量之比等于消耗盐酸体积之比,并非5:3,D错误;
故选AD。
▌对点练3-1(25-26高一上·吉林松原·期中)某同学先向50mL某浓度NaOH溶液中通入一定体积CO2得到溶液甲,再向甲溶液中逐滴滴加1.0mol/L的盐酸,生成CO2的质量与加入稀盐酸体积的关系如图所示(溶解在溶液中的CO2忽略不计)。下列说法正确的是
A.a=30 B.在o~a段内,只发生酸碱中和反应
C.溶液甲中Na2CO3的质量为2.12g D.原NaOH溶液的物质的量浓度为0.1mol/L
【答案】C
【分析】向NaOH溶液中通入CO2后,所得溶液甲的溶质存在多种可能:NaOH与Na2CO3、仅Na2CO3、Na2CO3与NaHCO3、仅NaHCO3。结合图像可知,加入盐酸体积a~50mL段生成CO2,该段发生反应;m(CO2)=1.32g,n(CO2)=0.03mol,消耗盐酸为0.03mol,V(HCl)=,a=50-30=20,o~a段盐酸体积小于a~50段,说明溶液甲溶质为和。
【解析】A.m(CO2)=1.32g=0.03mol,对应a~50mL段消耗HCl的物质的量为0.03mol,该段盐酸体积为,因此,A错误;
B.o~a段发生反应:,并非酸碱中和,B错误;
C.溶液中全部转化为消耗的HCl物质的量,等于Oa段消耗的HCl物质的量,即消耗盐酸20mL,n(HCl)=,因此,C正确;
D. 加入50mL盐酸时恰好完全反应,溶质为NaCl,由物料守恒,原NaOH溶液浓度,D错误;
故选C。
▌对点练3-2(25-26高一上·重庆·期中)将NaHCO3和Na2O2的固体混合物x g在密闭容器中加热至250 ℃,充分反应后排出气体A.将反应后的固体溶于水无气体放出,再逐滴加入盐酸,产生气体(假设气体全部逸出溶液)的质量与所加盐酸中HCl的物质的量之间的关系如图所示。下列说法错误的是
A.x的数值为3.675
B.反应后固体的成分为NaOH与Na2CO3
C.图中P点,溶液中的溶质是NaCl
D.密闭容器中排出气体A的成分为O2和水蒸气
【答案】A
【分析】NaHCO3和Na2O2的固体混合物在密闭容器中加热至250 ℃,发生的反应可能有:、、,将反应后的固体溶于水无气体放出,说明Na2O2完全反应,由图像中数据可得,0.025>(0.045-0.025),所以加热后固体混合物为NaOH、Na2CO3;0.025 mol到0.045 mol是盐酸与碳酸氢钠反应,生成0.88 g CO2,物质的量为0.02 mol,根据碳原子守恒可知,,。
【解析】A.由分析可知,,图中P点溶质是氯化钠,根据钠原子守恒可知,固体的质量为,故x=2.655 g,A错误;
B.由图像中数据可得,0.025>(0.045-0.025),所以加热后固体混合物为NaOH、Na2CO3,B正确;
C.图中P点,样品中C元素以CO2气体形式全部逸出溶液,根据原子守恒,P点,溶液中的溶质是NaCl,C正确;
D.由分析可知,反应后的固体中,再根据反应后固体溶于水无气体放出,则发生反应:、、,密闭容器中排出气体成分为O2和水蒸气,D正确;
答案选A。
题型 焰色试验
▌例4(25-26高一上·宁夏银川·期中)焰火“脚印”“笑脸”“五环”,让北京奥运会开幕式更加瑰丽、浪漫,这与高中化学中“焰色试验”知识相关。下列说法中正确的是
A.利用焰色试验不能区分NaCl与固体
B.焰色试验是化学变化
C.可以用稀硫酸清洗做焰色试验的铂丝或铁丝
D.焰色试验均应透过蓝色钴玻璃观察
【答案】A
【解析】A.与均含有,焰色均为黄色,无法用焰色试验区分,A正确;
B.焰色试验是原子中电子跃迁释放光能的过程,没有新物质生成,属于物理变化,B错误;
C.稀硫酸沸点高、灼烧时难挥发,会残留硫酸盐干扰后续实验,应使用易挥发的稀盐酸清洗铂丝或铁丝,C错误;
D.仅观察钾元素的焰色时需要透过蓝色钴玻璃滤去黄光干扰,其余元素的焰色试验无需透过蓝色钴玻璃,D错误;
故答案为A。
▌对点练4-1(25-26高一上·江西赣州·期中)红色信号弹的主要成分为KClO3、Sr(NO3)2、镁粉、聚氯乙烯,而红色发光剂的主要成分为Sr(NO3)2、镁粉。下列说法正确的是
A.焰色试验不能使用光洁无锈的铁丝
B.观察钠的焰色时要透过蓝色钴玻璃观察
C.可判断产生红色的元素是Sr
D.做焰色试验时需要先将铂丝用硫酸洗净,在外焰灼烧至与原来火焰颜色相同
【答案】C
【解析】A.铁的焰色为无色,光洁无锈的铁丝可用于焰色试验,A错误;
B.观察钾的焰色时需要透过蓝色钴玻璃滤去钠的黄光干扰,观察钠的焰色直接观察即可,B错误;
C.红色信号弹和红色发光剂的共同组分中,镁粉燃烧发出耀眼白光,因此产生红色的元素为,C正确;
D.做焰色试验时需用盐酸洗净铂丝,盐酸易挥发可随灼烧除去,而硫酸难挥发会残留杂质干扰试验,D错误;
故选C。
▌对点练4-2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.取一根铂丝,用盐酸洗净后,放在酒精灯上灼烧至无色,再蘸取被检验物质,进行焰色试验, A正确;
B.在观察钾的焰色试验时要透过蓝色钴玻璃片,滤去钠的黄光的干扰, B正确;
C.实验最好选择颜色较浅的,最好无色的火焰,易于观察,C错误;
D.洁净的细铁丝,放在酒精灯上灼烧至无色,本身无颜色,故可用无锈铁丝进行焰色试验, D正确;
故选C。
基础通关
1.(25-26高一上·青海西宁·期中)装置如图所示,将10 mL稀盐酸分别快速加入装置甲、乙的圆底烧瓶中,关闭旋塞,充分反应(装置气密性均良好)。
下列说法错误的是
A.气球膨胀快慢程度:甲<乙
B.稳定性:>
C.恢复原温度,气球大小:甲>乙
D.乙中发生的反应为:
【答案】A
【解析】A.甲中为,与盐酸反应可直接生成,反应速率更快;乙中为,与盐酸反应需先结合转化为,再反应产生,反应速率更慢,故气球膨胀快慢程度:甲乙,A错误;
B.受热易分解,加热难分解,热稳定性更强,故稳定性:,B正确;
C.盐酸足量,固体完全反应,由题干可知,甲中,生成约为;乙中,生成为,甲生成更多,故恢复原温度气球大小:甲乙,C正确;
D.盐酸足量,完全反应生成,反应的化学方程式为,D正确;
故选A。
2.(25-26高一上·辽宁丹东·期中)下列关于与性质的叙述中正确的是
A.相同条件下,热稳定性:
B.向混有的溶液中通入足量,除去
C.用澄清石灰水可以鉴别与溶液
D.与同浓度稀盐酸反应产生气体的速率:
【答案】A
【解析】A.性质稳定,受热不分解,不稳定,受热易分解,因此相同条件下热稳定性:,A正确;
B.向混有的溶液中通入足量,会发生反应,将目标物质转化为杂质,无法达到除杂目的,B错误;
C.澄清石灰水与、溶液反应均生成白色沉淀,反应现象相同,无法鉴别二者,C错误;
D.与同浓度稀盐酸反应分步进行,第一步生成无气体产生,第二步与盐酸反应才生成;与盐酸直接反应生成,因此反应产生气体的速率:,D错误;
故答案为A。
3.(25-26高一上·山东临沂·期中)钠及其化合物在工业生产中有重要作用,如图是钠的“价-类”二维图,下列说法正确的是
A.Na在空气中燃烧生成
B.和都属于碱性氧化物
C.NaOH固体在空气中易变质,需密封保存
D.可以用澄清石灰水鉴别和两种溶液
【答案】C
【解析】A.在空气中常温下缓慢氧化生成,燃烧时反应生成,A错误;
B.碱性氧化物的定义是与酸反应仅生成盐和水的氧化物,与酸反应除生成盐和水外,还会生成,不属于碱性氧化物,B错误;
C.固体易吸收空气中的水蒸气发生潮解,还能与空气中的反应生成而变质,因此需要密封保存,C正确;
D.和均能与澄清石灰水反应生成白色沉淀,反应现象相同,无法用澄清石灰水鉴别二者,D错误;
故答案为C。
4.(25-26高一下·安徽阜阳·期中)焰色试验过程中铂丝的清洗和灼烧与钾的焰色试验的观察两项操作如图所示:下列叙述中正确的是
A.焰色试验是一种化学变化
B.铁丝会和盐酸反应,所以它不能代替铂丝进行焰色试验
C.焰色试验可以检验所有的金属元素
D.若某无色溶液的焰色试验通过蓝色钴玻璃观察到其火焰为紫色,则说明该溶液含有
【答案】D
【解析】A.焰色试验的本质是金属离子或原子中的电子跃迁产生的光谱现象,过程中没有新物质生成,属于物理变化,不是化学变化,A错误;
B.铁丝本身没有特征焰色,铁丝和盐酸反应生成的氯化物易挥发,灼烧后不会残留杂质,因此铁丝可以代替铂丝进行焰色试验,B错误;
C.并非所有金属元素都有特征焰色(例如铁、铂都没有特殊焰色),因此焰色试验不能检验所有金属元素,C错误;
D.钾元素的特征焰色为紫色,观察钾的焰色时需要用蓝色钴玻璃滤去钠元素的黄光干扰,若透过蓝色钴玻璃观察到紫色火焰,说明该溶液含有,D正确;
故选D。
5.(25-26高一上·江西赣州·期中)侯德榜是我国著名的化学家,侯氏制碱法主要原理如下:
①NaCl+NH3+H2O+CO2=NaHCO3↓+NH4Cl
②再将碳酸氢钠固体加热使其分解:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O下列说法正确的是
A.常温下,NaHCO3溶解度大于碳酸钠
B.Na2CO3的热稳定性比NaHCO3要弱
C.NaHCO3溶于水过程中伴随着吸热现象
D.用澄清石灰水可以鉴别Na2CO3和NaHCO3
【答案】C
【解析】A.常温下溶解度小于,反应①中以沉淀形式析出可证明该结论,A错误;
B.受热易分解生成,说明的热稳定性强于,B错误;
C.溶于水时,扩散过程吸收的热量大于水合过程释放的热量,整体伴随吸热现象,C正确;
D.和均能与澄清石灰水反应生成白色沉淀,现象相同无法鉴别,D错误;
故答案为C。
6.碳酸钠是一种重要的化工原料,具有广泛的用途。侯氏制碱法(又称联合制碱法)生产纯碱的主要流程如图所示:
下列叙述错误的是
A.吸收①主要吸收气体
B.以上主要流程未涉及氧化还原反应
C.滤液中溶质有和未析出的
D.该流程中可做氮肥
【答案】A
【解析】A.侯氏制碱法中,饱和溶液需先通入使溶液呈碱性,以增大的溶解度,因此吸收①吸收的气体是,不是,A错误;
B.流程中涉及的反应为、,均无元素化合价变化,未涉及氧化还原反应,B正确;
C.溶解度较小但并非完全不溶,过滤后滤液中含有生成的和未析出的,C正确;
D.中含有氮元素,可用作氮肥,D正确;
故选A。
7.(25-26高一下·云南昆明·期末)X为一种淡黄色固体化合物,可通过如下关系转化为M。已知:①Y为生活中常见的液体;②M的焰色试验显黄色;③R为单质。
下列说法错误的是
A.X为碱性氧化物
B.R保存在石蜡油或煤油中
C.若固体Q中混有少量M,可加热除去M
D.W的一种同素异形体可用作自来水消毒剂
【答案】A
【分析】X为一种淡黄色固体化合物,Y为生活中常见的液体,则X为过氧化钠、Y为水,M的焰色实验显黄色,应含有钠元素,过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,氧气不与二氧化碳反应,故Z为氢氧化钠,W为氧气,氢氧化钠和少量二氧化碳生成碳酸钠和水,故Q为碳酸钠,碳酸钠继续和水、二氧化碳反应生成碳酸氢钠,故M为碳酸氢钠,氧气和R反应生成过氧化钠,R为单质,R应为钠,据此分析各选项;
【解析】A.X为,碱性氧化物的定义是与酸反应只生成盐和水的氧化物,与酸反应除生成盐和水外还生成氧气,不属于碱性氧化物,A错误;
B.R为,钠性质活泼,易与空气中的水、氧气反应,且密度比石蜡油、煤油大,因此钠保存在石蜡油或煤油中,B正确;
C.Q为,M为,受热易分解生成、二氧化碳和水,因此可通过加热除去中混有的少量,C正确;
D.W为,其同素异形体具有强氧化性,可用作自来水消毒剂,D正确;
故选A。
8.(24-25高一上·广东中山·期中)如表中,对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及两者间是否具有因果关系的判断错误的是
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
判断
A
是淡黄色固体
可作潜水艇的供氧剂
Ⅰ对;Ⅱ对;无关系
B
Na具有强还原性
Na可以置换出溶液中的Cu
Ⅰ对;Ⅱ对;有关系
C
NaHCO3用于治疗胃酸过多
可以与盐酸反应
Ⅰ对;Ⅱ对;有关系
D
是碱性氧化物
可以与硝酸反应
Ⅰ对;Ⅱ对;有关系
【答案】B
【解析】A.确实为淡黄色固体,其可作潜水艇供氧剂是因为能与人呼出的、反应生成,和颜色无关联,陈述I、II均正确,无因果关系,判断正确;
B.具有强还原性,但加入溶液时会先与水反应生成,再与反应生成沉淀,无法置换出单质,陈述II错误,判断错误;
C.陈述I指代用于治疗胃酸过多,可与胃酸的主要成分盐酸反应,陈述I、II均正确,二者存在因果关系,判断正确;
D.是碱性氧化物,碱性氧化物的通性为可与酸反应生成盐和水,故可以与硝酸反应,陈述I、II均正确,二者存在因果关系,判断正确;
故选B。
9.下列关于钠及其化合物说法中正确的是
A.和晶体中阴、阳离子的数目之比不同
B.将足量的分别加到酚酞溶液中,最终溶液均为红色
C.的溶解度比的大,类比推理可得的溶解度也比的大
D.的热稳定性比的强
【答案】D
【解析】A.中阴离子为,中阴离子为,两者的阳离子均为,因此二者阴、阳离子数目之比均为1:2,A错误;
B.加入酚酞溶液生成,溶液最终为红色;具有强氧化性,加入酚酞溶液后先变红后被漂白,会褪色,B错误;
C.难溶于水,可溶于水,故溶解度小于,该类比不成立,C错误;
D.受热易分解生成、和,受热不分解,故热稳定性强于,D正确;
故答案为D。
素养提升
10.(25-26高一上·四川成都·期中)Na2O2 是呼吸面具中常用的供氧剂,下列关于 Na2O2 的叙述正确的是
A.Na2O2中阴、阳离子的个数比为 1:1
B.在 Na2O2 与 H2O 反应过程中每生成 1mol O2,转移 4 mol 电子
C.Na2O2 分别与 H2O、CO2 反应,产生相同质量的 O2 时,消耗 H2O 和 CO2的分子数目相等
D.在 Na2O2 与 CO2 反应过程中,Na2O2 只作氧化剂
【答案】C
【解析】A.中的阴离子为过氧根离子,阳离子为,阴、阳离子的个数比为,A错误;
B.与反应时,只有中-1价的元素发生化合价变化,每生成,有从-1价升高到0价,转移电子,B错误;
C.根据反应方程式、,生成相同质量(即相同物质的量)的时,消耗和的物质的量相等,故分子数目相等,C正确;
D.与反应过程中,中-1价的元素部分升为0价、部分降为-2价,既作氧化剂又作还原剂,D错误;
故选C。
11.(25-26高一上·贵州贵阳·期中)向CO2与NaOH溶液反应后的溶液中逐滴加入盐酸,生成气体的体积随盐酸体积的变化关系如图所示,则下列离子组在对应的溶液中一定能大量共存的是
A.a点对应的溶液中:Na+、Cl-、Ba2+、
B.b点对应的溶液中:K+、H+、Fe2+、Cl-
C.c点对应的溶液中:Na+、Ca2+、、Cl-
D.d点对应的溶液中:Cl-、、ClO-、Mg2+
【答案】C
【分析】和NaOH反应后的溶液,逐滴加盐酸时,0b段无气体生成,bc段产生气体,且无气体段消耗盐酸体积大于生成气体段,只能确定0b段溶质中含有一定量的Na2CO3,b点溶质为NaCl和NaHCO3,bc之间溶质为NaCl和NaHCO3,c点溶质为NaCl,d点酸过量,溶质为NaCl和HCl。
【解析】A.a点溶液中含有Na2CO3,含有;会与反应生成沉淀,不能大量共存,A错误;
B.b点溶质为NaCl和NaHCO3,溶液中存在;会与反应生成和水,不能大量共存,B错误;
C.c点溶质为NaCl,溶液呈中性,、、、之间不发生任何反应,可以大量共存,C正确;
D.d点酸过量,溶质为NaCl和HCl,溶液呈强酸性,酸性条件下会与结合生成弱电解质HClO,且还会和在酸性下反应生成氯气,不能大量共存,D错误;
故答案为:C。
12.(25-26高一上·吉林长春·期中)某化学小组用如图所示装置测定样品中的纯度。已知该条件下,每22.4 L氧气质量为32 g,下列说法错误的是
A.B装置中是饱和碳酸氢钠溶液,可以吸收HCl
B.需要在B和C装置中间加盛有浓硫酸的洗气瓶
C.需要在C和D装置中间加放有碱石灰的U形管
D.完善装置后收集到224 mL水,说明该样品中约有
【答案】B
【分析】装置A用CaCO3与稀盐酸反应制取CO2气体,为防止盐酸挥发出的HCl干扰实验,装置B中盛有饱和NaHCO3溶液,除去CO2中混入的HCl;由于水蒸气不干扰过氧化钠与二氧化碳的反应,所以CO2气体无需干燥,直接与过氧化钠发生反应;制得的O2中混有未反应的CO2,会使排出的水偏多,也就是使测得的O2体积偏大,应在气体进入D装置前吸收未反应的CO2。
【解析】A.结合分析可知,B装置中是饱和碳酸氢钠溶液,可以吸收HCl,A正确;
B.二氧化碳、水均能与过氧化钠反应生成O2,且过氧化钠与氧气的比例相同,水的存在不影响氧气与过氧化钠的计量关系,无需干燥,即不需要在B和C装置中间加盛有浓硫酸的洗气瓶,B错误;
C.装置C中发生反应后,未反应的CO2混在O2中,导致收集的O2体积偏高,需要在C和D装置中间加放有碱石灰的U形管吸收CO2,C正确;
D.完善装置后收集到224mL水,根据题意,则O2的物质的量约为0.01mol,消耗Na2O2的物质的量约为0.02mol,说明该样品中约有0.02mol×78g/mol=1.56g Na2O2,D正确;
故选B。
13.将通入氢氧化钠溶液中,然后在所得溶液R中滴加盐酸,所加盐酸的体积与产生的体积(标准状况)的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A.段仅发生离子反应:
B.当加入盐酸时,产生的体积是
C.全部逸出时,所得溶液为氯化钠溶液
D.溶液R含有的物质的量之比为
【答案】D
【分析】图中无气体阶段消耗盐酸25mL,生成气体阶段消耗盐酸为20mL,前者体积更大,说明溶液R中除了,还存在未反应完的,滴加盐酸的前25mL(0~A段),无气体生成,发生反应、,A~B段碳酸氢根反应生成,B点以后,无反应发生,溶液为和的混合溶液;
【解析】A.0~A段除发生外,还发生,A错误;
B.A到B段消耗盐酸体积为,,标况下体积为,B错误;
C.全部逸出时,溶液体积为原溶液R的体积与45 mL盐酸的体积之和,并非45 mL,故NaCl浓度不是,C错误;
D.与反应的盐酸体积为,,,二者物质的量之比为,D正确;
故选D。
迁移创新
14.化学膨松剂可使食品变得松软或者酥脆。某校化学兴趣小组测定已经部分变质的碳酸氢钠膨松剂中纯碱的含量(假设变质膨松剂只含有这两种成分),设计了以下实验并按如图装置连接(各装置试剂均足量)
实验步骤:
①检查装置气密性,称取样品9.5 g,加到装置B中;
②连接装置,打开弹簧夹,先通一段时间空气后,关闭弹簧夹,打开分液漏斗活塞滴入稀硫酸至不再有气体生成;
③关闭分液漏斗的活塞,打开弹簧夹……
④干燥管Ⅰ实验前称得的质量为120.4 g,实验后的质量为124.8 g。
请回答下列问题:
(1)写出稀硫酸与碳酸氢钠反应的离子方程式:________________________________________。
(2)实验开始前,先打开弹簧夹,通入一段时间空气,其目的为________________________,试剂x为________(填化学名称)溶液。
(3)请将步骤③补充完整:________________________________________________,若缺少干燥管Ⅱ,会造成测定结果_____________(填“偏大”“不变”或“偏小”)。
(4)通过实验数据计算,膨松剂中的质量分数为________(保留三位有效数字)。
【答案】(1)
(2)排出装置内的二氧化碳气体,防止干扰实验 氢氧化钠
(3)继续通一段时间空气后,关闭弹簧夹 偏小
(4)
【分析】由题意可知,该实验的实验目的是测定变质膨松剂中纯碱的质量分数,具体过程为:装置A中盛有的氢氧化钠溶液用于除去空气中的二氧化碳,实验开始前,通入一段时间空气,利用除去二氧化碳的空气将装置中的二氧化碳排尽;装置B中稀硫酸和变质膨松剂反应生成二氧化碳;装置C中盛有浓硫酸用于干燥二氧化碳;干燥管Ⅰ中盛有的碱石灰用于吸收、测定二氧化碳;干燥管Ⅱ中盛有的碱石灰用于吸收空气中的水蒸气和二氧化碳,防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入干燥管Ⅰ中导致实验误差;反应完全后应利用除去二氧化碳的空气将装置中的二氧化碳赶入干燥管Ⅰ,减小实验误差,据此分析;
【解析】(1)稀硫酸与碳酸氢钠反应生成硫酸钠、二氧化碳和水,离子方程式:;
(2)由分析可知,装置A中盛有的氢氧化钠溶液用于除去空气中的二氧化碳,实验开始前,通入一段时间空气,利用除去二氧化碳的空气将装置中的二氧化碳排尽,防止干扰实验,试剂X为氢氧化钠溶液;
(3)由分析可知,反应完全后应利用除去二氧化碳的空气将装置中的二氧化碳赶入干燥管Ⅰ,减小实验误差,则步骤③为关闭分液漏斗的活塞,打开弹簧夹,继续通一段时间空气后,关闭弹簧夹;干燥管Ⅱ中盛有的碱石灰用于吸收空气中的水蒸气和二氧化碳,防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入干燥管Ⅰ中导致实验误差;若缺少干燥管Ⅱ,生成的二氧化碳偏多,由质量相同时碳酸氢钠产生的二氧化碳大于碳酸钠可知,实验会造成碳酸钠的测定结果偏小;
(4)由数据可知,反应生成二氧化碳的质量为(124.8-120.4) g=4.4 g,设碳酸氢钠和碳酸钠的物质的量分别是x mol、y mol,由碳原子个数守恒可得:44x+44y=4.4,由样品质量可得:84x+106y=9.5,解得y=,则膨松剂中碳酸钠的质量分数为≈55.8%。
15.Ⅰ.过氧化钠可用于呼吸面具中的氧气供给,某课外活动小组设计如图装置,证明二氧化碳跟过氧化钠反应时需要与水接触。(已知)
(1)装置①中反应的离子方程式是______。
(2)装置②中的试剂为饱和溶液,作用是______。
(3)装置③中的试剂作用是______。
(4)进行实验。步骤1:打开弹簧夹,关闭,打开分液漏斗活塞加入盐酸,将带火星的木条放在a处。步骤2:打开弹簧夹,关闭,打开分液漏斗活塞加入盐酸,将带火星的木条放在a处。a处带火星的木条复燃的是步骤______(填“1”或“2”)。
(5)有同学提出质疑,认为上述实验不足以证明有水存在时,过氧化钠与二氧化碳发生了化学反应,其理由是______(用化学方程式表示)需要补充的实验操作:检验装置⑤中反应后的固体含有。
Ⅱ.常用于医药、印染、漂白及分析试剂等。某兴趣小组利用下列装置(夹持仪器省略),用金属钠和空气来制备(不考虑空气中与Na反应)。
(6)若规定气流的方向为从左到右,各仪器连接的接口顺序(每个装置只用一次)是:______。
(7)装置Ⅰ中反应的化学方程式______。
(8)装置Ⅱ的作用是______;
(9)关于氧化钠与过氧化钠,下列说法错误的是______。
A.氧化钠为黄色固体,过氧化钠为淡黄色固体粉末
B.可用水来检验某样品中是否含有
C.和中阴阳离子个数比都为1:2
D.将加到酚酞溶液中,溶液先变红色后褪色
E.和属于碱性氧化物
【答案】(1)
(2)除去二氧化碳中混有的氯化氢气体
(3)干燥二氧化碳气体(或吸收水分)
(4)2
(5)
(6)h g f e a b c
(7)
(8)防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置Ⅰ中参与反应
(9)ADE
【分析】由装置图可知,装置①中碳酸钙与盐酸反应制取二氧化碳,生成的气体先通过装置②中的饱和碳酸氢钠溶液除去氯化氢。通过控制开关、,可使二氧化碳直接进入装置⑤,或先经过装置③中的浓硫酸干燥后再进入装置⑤,分别得到湿润二氧化碳和干燥二氧化碳。比较两种条件下装置⑤中带火星木条的实验现象,可判断二氧化碳与过氧化钠反应是否需要水参与。制备过氧化钠时,空气应先经浓氢氧化钠溶液除去二氧化碳,再经浓硫酸除去水蒸气,随后通入加热的金属钠中反应,最后连接装有碱石灰的干燥管,防止外界空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置。
【解析】(1)装置①中用碳酸钙与盐酸反应制取二氧化碳,碳酸钙为难溶物,写离子方程式时保留化学式,氢离子参与反应:;
(2)盐酸具有挥发性,生成的二氧化碳中会混有氯化氢;饱和碳酸氢钠溶液可吸收氯化氢,同时减少二氧化碳的损耗,因此装置②的作用是除去二氧化碳中混有的氯化氢气体;
(3)装置③中盛放浓硫酸,浓硫酸具有吸水性,可吸收气体中的水分,作用是干燥二氧化碳气体,或吸收水分,用于与湿润二氧化碳形成对照;
(4)步骤1打开、关闭,气体先经浓硫酸干燥,干燥的二氧化碳与过氧化钠接触时没有氧气生成,a处木条不复燃;步骤2打开、关闭,湿润的二氧化碳直接进入装置⑤,与过氧化钠反应生成氧气,能使带火星的木条复燃,因此木条复燃的是步骤2;
(5)带火星木条复燃只能说明有氧气生成,水蒸气也能直接与过氧化钠反应生成氧气:,因此不能只凭复燃现象证明二氧化碳参与反应。若检验装置⑤中反应后的固体含有碳酸钠,才能说明二氧化碳与过氧化钠发生了反应;
(6)制备过氧化钠需要纯净、干燥的氧气。空气先进入装置Ⅳ,利用浓氢氧化钠溶液除去二氧化碳,气体应由长导管h进入、短导管g导出;再进入装置Ⅲ,利用浓硫酸除去水蒸气,气体由长导管f进入、短导管e导出;随后进入装置Ⅰ,与加热的金属钠反应;最后接装有碱石灰的装置Ⅱ,防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入。干燥管应粗进细出,因此气体由c端进入、d端导出,故接口顺序为h g f e a b c;
(7)装置Ⅰ中金属钠与氧气在加热条件下反应生成过氧化钠,化学方程式为;
(8)装置Ⅱ中盛放碱石灰,作用是作尾气保护装置,防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置Ⅰ中参与反应,与钠或生成的过氧化钠发生副反应;
(9)A项,氧化钠为白色固体,过氧化钠为淡黄色固体粉末,A错误;B项,过氧化钠与水反应有氧气产生,而氧化钠与水反应生成氢氧化钠,无气体生成,现象不同,可用水检验,B正确;C项,氧化钠中阴离子为氧离子,过氧化钠中阴离子为过氧根离子,阳离子均为钠离子,二者阴、阳离子个数比均为1:2,C正确;D项,氧化钠与水反应生成氢氧化钠,可使酚酞溶液变红,但没有漂白性,溶液不会褪色,D错误;E项,氧化钠属于碱性氧化物,过氧化钠与酸反应除生成盐和水外还生成氧气,不属于碱性氧化物,E错误。题目要求选择错误的说法,故选A、D、E。
16.(25-26高一上·安徽马鞍山·期中)如图,A 是金属钠,根据关系图回答下列问题:
(1)写出下列符号所代表的物质的化学式:B:___________;D:___________。
(2)写出下列物质转化的化学方程式:
①A→C:___________。
②C→D:___________ 。
(3)钠是一种很活泼的金属,下列保存金属钠的方法正确的是:___________(填字母)。
A.放在细沙中 B.放在水中 C.放在煤油中
(4)钠投入硫酸铜溶液中可观察到生成___________色沉淀,反应的化学方程式为___________。
(5)在潜水艇和消防员的呼吸面具中,B所发生反应的化学方程式是___________;从氧化剂和还原剂的角度分析,在这个反应中B的作用是___________。
【答案】(1)
(2)
(3)C
(4)蓝
(5)、 既是氧化剂又是还原剂
【分析】分析图示物质转化关系可知,A是金属钠,金属钠与水发生反应,C是氢氧化钠();氢氧化钠与二氧化碳发生反应,D是碳酸钠();金属钠在加热条件下生成B,B能与水反应生成氢氧化钠、与二氧化碳反应生成碳酸钠,由此可推断B是过氧化钠();
【解析】(1)由分析可知,B为过氧化钠,其化学式为;D为碳酸钠,其化学式为;
(2)① 由分析可知,A转化为C的化学方程式为;
② C转化为D的化学方程式为;
(3)金属钠的化学性质非常活泼,极易与空气中的氧气和水蒸气发生反应,由于钠的密度比煤油大,且不与煤油发生反应,因此在实验室中通常将金属钠保存在煤油中,以隔绝空气和水分,答案选C;
(4)将金属钠投入硫酸铜溶液中,钠不能直接置换出铜,而是先与溶液中的水反应生成氢氧化钠和氢气(),随后生成的氢氧化钠与硫酸铜发生复分解反应生成蓝色的氢氧化铜沉淀和硫酸钠(),将两步反应合并,总反应的化学方程式为,答案为蓝;;
(5)在潜水艇和消防员的呼吸面具中,过氧化钠(B)作为供氧剂,主要与人体呼出的二氧化碳和水蒸气反应生成氧气,化学方程式分别为、;在这两个反应中,过氧化钠中氧元素的化合价(-1价)既有升高(变为中的0价),又有降低(变为或中的-2价),过氧化钠发生歧化反应,在反应中既充当氧化剂,又充当还原剂。
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