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
钠的性质及应用1
1. 钠的物理性质
银白色,有金属光泽的固体,质地柔软,熔点低(小于100 ℃),密度比水的小,但比煤油的大,即ρ(H2O)>ρ(Na)>ρ(煤油)。
2. 钠的化学性质——还原性
从钠原子的原子结构认识钠的化学性质——还原性
NaNa+
(1) 与非金属单质(如O2、Cl2)的反应
O2:常温:4Na+O2===2Na2O,加热:2Na+O2Na2O2
Cl2:2Na+Cl22NaCl
(2) 与水反应
① 离子方程式:2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑
② 与滴加酚酞的水反应的现象及解释
(3) 与盐酸、硫酸反应:2Na+2H+===2Na++H2↑
(4) 与盐反应
a.与熔融盐反应:4Na+TiCl44NaCl+Ti
Na+KClNaCl+K↑(制取金属钾,因为钾的沸点比钠的沸点低,使钾成为蒸汽而逸出)
b.与盐溶液反应(先与水反应,再与盐反应)
① 投入NaCl溶液中,只有H2放出:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
若投入饱和NaCl溶液中,有H2放出,还有NaCl晶体析出(温度不变)
② 投入NH4Cl溶液中有H2和NH3逸出:2Na+2NH4Cl===2NaCl+H2↑+2NH3↑
③ 投入CuSO4溶液中有H2逸出和蓝色沉淀生成:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
2NaOH+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4
总反应:2Na+CuSO4+2H2O===Na2SO4+H2↑+Cu(OH)2↓
注:Na先与酸反应,再与水反应即先酸后水;与盐溶液反应时先与水反应,生成的碱与盐可能发生复分解反应。
(5) 与某些有机物(含羟基)反应:2Na+2CH3CH2OH―→2CH3CH2ONa+H2↑
(Na沉在乙醇底部,比Na与水的反应速率小)
2Na+2CH3COOH―→2CH3COONa+H2↑
注:(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。
3. 钠的制取及保存
(1) 工业制取:2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑
(2) 保存:密封保存,通常保存在石蜡油或煤油中,钠易与空气中的O2、H2O反应,且钠的密度比煤油的密度大,不与煤油反应,故通常将少量钠保存在煤油中,大量钠保存在石蜡中。
4. 钠的用途
(1) 钠钾合金(液态)可用于原子反应堆的导热剂。
(2) 用作电光源,制作高压钠灯。
(3) 冶炼某些金属:钠能与钛、锆、铌、钽等氯化物(熔融)发生置换反应,金属钠具有强还原性,熔融状态下可以用于制取金属,如4Na+TiCl44NaCl+Ti。
钠的氧化物2
1. 氧化钠与过氧化钠的比较
Na2O
Na2O2
电子式
氧元素化合价
-2
-1
色、态
白色固体
淡黄色固体
阴、阳离子个数比
1∶2
1∶2
是否为碱性氧化物
是
不是(过氧化物)
热稳定性
不稳定(2Na2O+O22Na2O2)
稳定
与水反应
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=2NaCl+H2O
2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2↑
用途
用于制取少量Na2O2、烧碱
氧化剂、供氧剂、漂白剂,消毒剂
2. 过氧化钠的性质
从元素化合价角度分析Na2O2的性质
2 Na22
(1) 强氧化性的五个表现
试剂
反应原理(化学方程式)
现象
SO2气体
Na2O2+SO2===Na2SO4
-
FeCl2溶液
4Na2O2+4FeCl2+6H2O===4Fe(OH)3↓+O2↑+8NaCl
有红褐色沉淀和气泡产生
Na2SO3溶液
Na2O2+Na2SO3+H2O===Na2SO4+2NaOH
-
氢硫酸(或S2-)
Na2O2+H2S===S↓+2NaOH
溶液变浑浊
酚酞溶液
与水反应生成NaOH,Na2O2的强氧化性使之褪色
先变红后褪色
品红溶液
Na2O2的强氧化性使之褪色
红色褪去
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。
注:(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 Na2O2转移的电子是1 而不是2 。
(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,量比关系为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”
氢氧化钠3
1. 物理性质
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
(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↑
碳酸钠、碳酸氢钠4
1. 碳酸钠、碳酸氢钠的比较
名称
碳酸钠
碳酸氢钠
俗名
纯碱或苏打
小苏打
主要性质
色、态
白色粉末
细小的白色晶体
水溶性
易溶于水(20 ℃,S=21.5 g)
可溶于水(20 ℃,S=9.6 g)
热稳定性
稳定,但结晶碳酸钠(Na2CO3·10H2O)易风化
受热易分解
与H+反应
CO+2H+===CO2↑+H2O(较快)
HCO+H+===CO2↑+H2O(更快)
与Ca(OH)2溶液反应
Ca2++CO===CaCO3↓
Ca(OH)2少量:Ca2++2OH-+2HCO===CaCO3↓+2H2O+CO
Ca(OH)2过量:Ca2++OH-+HCO===CaCO3↓+H2O
与盐反应
Al2(SO4)3
2Al3++3CO+3H2O===2Al(OH)3↓+3CO2↑
Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑
与水作用
水解,碱性较强
水解,碱性较弱
主要用途
用于制玻璃、制肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油、冶金等工业中
灭火器、治疗胃酸过多、发酵粉的主要成分之一
注:(1)NaHCO3与碱溶液反应的实质是HCO与OH-反应生成CO,CO有可能发生后续反应,如NaHCO3与Ca(OH)2溶液反应可以生成白色沉淀CaCO3;
(2)Na2CO3、NaHCO3与酸、碱、盐的反应均为复分解反应,因而反应能否进行应从复分解反应的条件来判断。
2. Na2CO3和NaHCO3的相互转化
(1) Na2CO3―→NaHCO3
① 通CO2 Na2CO3+H2O+CO2===2NaHCO3。
② 加少量盐酸 Na2CO3+HCl===NaHCO3+NaCl
(2) NaHCO3―→Na2CO3
① NaHCO3固体加热分解转化成Na2CO3 2NaHCO3===Na2CO3+H2O+CO2
② 加NaOH溶液 NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O
3. 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,无明显变化的是Na2CO3。
(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,开始不产生气泡的是Na2CO3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,pH小的是NaHCO3溶液。
注:(1)不能用澄清石灰水来鉴别Na2CO3与NaHCO3:Ca(OH)2溶液与二者反应均生成白色沉淀CaCO3,无法区别。
(2)用盐酸鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液时,要求两溶液浓度相差不大,且加入的盐酸等浓度且不宜过大。
4. Na2CO3、NaHCO3的除杂
序号
混合物(括号内为杂质)
除杂方法
①
Na2CO3(s)(NaHCO3)
加热法
②
NaHCO3(aq)(Na2CO3)
通入足量CO2
③
Na2CO3(aq)(NaHCO3)
滴加适量NaOH溶液
5. 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↑
6. Na2CO3的制备—侯氏制碱法
(1) 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。
(2) 反应原理
产生NaHCO3反应:NH3+NaCl+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl。
产生Na2CO3的反应:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。
(3) 工艺流程
(4) 循环使用的物质:CO2、饱和食盐水。
7. Na2CO3含量的测定方法
(1) 气体法
① 测定原理:Na2CO3+H2SO4===Na2SO4+H2O+CO2↑。
依据CO2的体积确定Na2CO3的物质的量,进而确定纯碱中Na2CO3的含量。
② 实验操作:向m g纯碱样品中加入足量的稀硫酸,准确测量产生的CO2气体的体积为V mL(已折算为标准状况)。
③ 数据处理:纯碱样品中Na2CO3的质量为 mol×106 g·mol-1= g,则纯碱样品中Na2CO3的质量分数为×100%=%。
(2) 沉淀法
① 测定原理:Na2CO3+BaCl2===BaCO3↓+2NaCl。
依据BaCO3沉淀的质量确定Na2CO3的物质的量,进而确定纯碱中Na2CO3的含量。
② 实验操作:先将m g纯碱样品溶于水配成溶液,向溶液中加入过量的BaCl2溶液,经过滤、洗涤、干燥得BaCO3沉淀的质量为n g。
③ 数据处理:纯碱样品中Na2CO3的质量为×106 g·mol-1= g,则纯碱样品中Na2CO3的质量分数为×100%=×100%。
(3) 滴定法
测定原理(用酚酞作指示剂,用盐酸滴定):当指示剂变色时,发生的反应为Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑,根据消耗标准盐酸的体积,求出Na2CO3的物质的量,进一步求其含量。
8. 金属钠露置在空气中发生的一系列变化
银白色金属钠表面变暗出现白色固体接着表面变稀白色块状固体白色粉末状物质
写出上述各步反应的化学方程式:
① 4Na+O2===2Na2O;
② Na2O+H2O===2NaOH;
③ 2NaOH+CO2+9H2O===Na2CO3·10H2O;
④ Na2CO3·10H2O===Na2CO3+10H2O。
碱金属、焰色试验5
1. 碱金属
(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。
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。
注:(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。
(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。
钠的性质及其应用1
典例1某小组同学探究溶液中的能否被金属钠还原,进行实验:
① 在干燥试管中加入绿豆大小的金属钠,逐滴滴加溶液,产生无色气体,溶液由紫红色变为浅绿色。
② 向溶液中持续通入,水浴加热,溶液颜色无明显变化。
③ 向溶液中加入固体,溶液由紫红色变为浅绿色。
下列说法不正确的是
A. 实验①中还可能观察到钠块浮在溶液表面,剧烈燃烧,发出黄色火焰
B. 实验②中的现象说明实验①中溶液变色的原因与产生的气体无关
C.
实验③中的现象说明实验①中可能发生的反应:
D.
上述实验能证明溶液中的可以被金属钠还原
【答案】D
【解析】A.钠与水反应时钠浮在水面,然后熔化成闪亮黄色小球,在水面游动,并发出嘶嘶的响声,反应放热,故还可能观察到剧烈燃烧,发出黄色火焰,A正确;B.实验②为对照实验,探究H2对KMnO4的影响,实验②中的现象说明实验①中溶液变色的原因与产生的H2无关,B正确;C.实验③为对照实验,探究NaOH对KMnO4的影响,溶液由紫红色变为浅绿色,说明实验①中可能发生的反应:4+4OH-═+O2↑+2H2O,C正确;D.上述三个实验证明碱性条件下高锰酸根离子可以生成锰酸根离子,4+4OH-═+O2↑+2H2O,不能说明溶液中的可以被金属钠还原,D错误;故答案为:D。
典例2把一小块金属钠放入下列溶液中,说法正确的是
A. 放入饱和NaOH溶液中:有氢气放出,恢复至原温度后溶液的pH增大
B. 放入稀CuSO4溶液中:有氢气放出,有紫红色铜析出
C. 放入MgCl2溶液中:有氢气放出,有白色沉淀生成
D. 放入NH4NO3溶液中:有无色无味气体放出
【答案】C
【解析】饱和NaOH溶液中放入钠,钠与水反应消耗水且生成NaOH,从而会有部分NaOH晶体析出,同时生成氢气,由于溶液仍是饱和NaOH溶液,故溶液的pH不变,A项错误;钠先与水反应生成H2和NaOH,然后生成的NaOH与CuSO4反应生成Cu(OH)2蓝色沉淀,B项错误;钠先与水反应生成H2和NaOH,然后生成的NaOH与MgCl2反应生成Mg(OH)2白色沉淀,C项正确;钠先与水反应生成H2和NaOH并放出热量,然后生成的NaOH与铵离子反应生成NH3·H2O,NH3·H2O分解产生的氨会与氢气同时放出,故放出的气体有刺激性气味,D项错误。
故选C。
变式1下列关于钠的实验现象的叙述不正确的是
选项
实验操作
实验现象
A
切开一小块钠,观察切面颜色的变化
钠切面颜色变暗,最后呈淡黄色
B
把一小块钠投入CuSO4溶液中
钠熔化成闪亮的小球,在液面上四处游动,发出“嘶嘶”的响声,产生蓝色沉淀
C
把一小块钠投入滴有紫色石蕊溶液的冷水中
钠熔化成闪亮的小球,在液面上四处游动,发出“嘶嘶”的响声,反应后溶液变蓝
D
把一小块钠迅速投入热坩埚中,继续加热坩埚片刻
钠熔成小球,然后剧烈燃烧,发出黄色火焰,生成淡黄色固体
【答案】A
【解析】切开钠,钠与空气中的O2反应生成Na2O,切面颜色变暗,但最后不会呈淡黄色,A项错误;把一小块钠投入CuSO4溶液中,钠先与水反应生成NaOH与H2,钠熔化成闪亮的小球,在液面上四处游动,发出“嘶嘶”的响声,NaOH与CuSO4反应生成Cu(OH)2蓝色沉淀,B项正确;把钠投入滴有紫色石蕊溶液的冷水中,钠与水反应生成NaOH与H2,钠熔化成闪亮的小球,在液面上四处游动,发出“嘶嘶”的响声,反应后溶液变蓝,C项正确;钠的熔点低,加热熔化,然后剧烈燃烧,发出黄色火焰,生成淡黄色固体,D项正确。
故选A。
变式2将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中,既有气体又有白色沉淀产生的是______(填序号)。
①MgSO4溶液 ②BaCl2溶液 ③饱和澄清石灰水 ④Ca(HCO3)2溶液 ⑤CuCl2溶液 ⑥饱和食盐水 ⑦浓盐酸
【答案】①③④⑥
【解析】2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,①中Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓;③中反应消耗水,溶液温度升高,Ca(OH)2的溶解度降低,析出Ca(OH)2白色沉淀;④中Ca2++HCO+OH-===CaCO3↓+H2O或Ca2++2HCO+2OH-===CaCO3↓+CO+2H2O;⑥中水减少,溶液过饱和析出NaCl。
钠的氧化物及其应用2
典例1图示为证明过氧化钠可在呼吸面具和潜水艇中做供氧剂的实验装置图,其中a装置是实验室制备二氧化碳的装置,c中盛放的是过氧化钠。下列说法正确的是
A. a中可以用Na2CO3和稀盐酸来制备CO2
B. b装置中是饱和Na2CO3溶液,作用是除去a中产生的HCl
C. c中只发生2Na2O2 +2CO2=2Na2CO3+O2
D. f中收集的气体是纯净的O2
【答案】A
【分析】该实验的目的是证明过氧化钠可在呼吸面具和潜水艇中做供氧剂,a装置是实验室用盐酸和碳酸钙制备CO2的装置,由于盐酸具有挥发性,制得的二氧化碳中含有HCl,通过装置b中的溶液目的是除去HCl,通入装有过氧化钠的装置c中的二氧化碳气体未干燥,含有少量水蒸气,则装置c中发生的反应有2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2、 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,实验过程中二氧化碳不能完全反应,装置d中应盛装氢氧化钠来吸收未反应的二氧化碳,避免干扰e中收集的气体的验证试验,用带火星的木条可检验e中试管内收集的气体,若木条复燃,证明收集到的是氧气,则可以证明过氧化钠可在呼吸面具和潜水艇中做供氧剂。
【解析】A.碳酸钠与盐酸反应生成二氧化碳、氯化钠和水,则a装置可以用碳酸钠和稀盐酸制备CO2,选项A正确;B.由于a中的盐酸易挥发,制得的二氧化碳中含有HCl,则b装置中应盛放饱和NaHCO3溶液,其作用是除去a中产生的HCl,不能盛放碳酸钠,因为碳酸钠也会与二氧化碳反应,选项B错误;C.从装置b中出来的气体为干燥,二氧化碳中混有水蒸气,c中不仅仅发生反应2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,还有反应2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,选项C错误;D.根据分析,f中用排水法收集的气体是湿润的O2,不纯,选项D错误。
故选A。
典例2在一密闭容器中有CO、H2、O2共16.5 g和足量的Na2O2,用电火花引燃,使其完全反应,Na2O2增重7.5 g,则原混合气体中O2的质量分数是
A. 54.5% B. 40%
C. 36% D. 33.3%
【答案】A
【解析】CO、H2、O2完全反应后生成的二氧化碳、水与过氧化钠反应生成碳酸钠、氢氧化钠,所以过氧化钠固体增重的质量等于CO、H2的质量,所以原混合气体中CO、H2的质量一共是7.5 g,则O2的质量是16.5 g-7.5 g=9.0 g,所以原混合气体中O2的质量分数是×100%≈54.5%。
故选A。
变式1(1) 用单线桥分析Na2O2与水的反应中电子转移的方向和数目:________________________________;
其中氧化剂是__________,还原剂是__________,氧化产物是________,还原产物是_______________。
(2) Na2O2与CO2反应生成0.1 mol氧气时,转移的电子数为________。
【答案】(1) Na2O2 Na2O2 O2 NaOH (2)0.2NA(或1.204×1023)
变式2某化学兴趣小组在学校科技节活动中表演了“滴水生火”“吹气生火”的小魔术。如图所示,在蒸发皿上放一小团脱脂棉,在里面裹入一种淡黄色的化合物,对着脱脂棉吹气或者用胶头滴管滴几滴水,一会儿脱脂棉会燃烧起来。下列说法不正确的是
A. 淡黄色化合物为Na2O2
B. “滴水生火”的小魔术本质上是发生了2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
C. “吹气生火”的小魔术中的火不可以用泡沫灭火器扑灭
D. 在活动中为了更清楚地观察现象,需要近距离俯视蒸发皿
【答案】D
【解析】A.依据题意可知,淡黄色固体为过氧化钠,故A正确;B.过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,方程式为2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,故B正确;C.过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,氧气助燃,所以“吹气生火”的小魔术中的火不可以用泡沫灭火器扑灭,故C正确;D.反应过程中有明火,近距离俯视存在安全隐患,故D错误。
故选D。
碳酸钠、碳酸氢钠的性质与检验3
典例1Na2CO3和NaHCO3混合溶液具有控制酸碱平衡的作用。室温下,通过下列实验探究一定浓度的Na2CO3和NaHCO3混合溶液的性质。
实验1:向混合溶液中滴几滴酚酞,溶液显红色;
实验2:向实验1所得溶液中滴加几滴稀盐酸,溶液红色变浅;
实验3:向混合溶液中通入过量的CO2,无明显现象;
实验4:向实验3所得溶液中滴加少量Ba(OH)2溶液,产生白色沉淀。
下列有关说法正确的是
A. 实验1中溶液显红色的主要原因是CO+2H2OH2CO3+2OH-
B. 实验2中溶液红色变浅的原因是HCO+H+H2O+CO2↑
C. 实验3中无明显现象说明没有发生化学反应
D. 实验4中产生白色沉淀的原因是2HCO+Ba2++2OH-===2H2O+CO+BaCO3↓
【答案】D
【解析】CO的水解能力比HCO强,实验1中溶液显红色的主要原因是CO的水解,CO分步水解,以第一步水解为主:CO+H2OHCO+OH-,A项错误;实验2中滴加几滴稀盐酸,溶液红色变浅,碳酸钠更容易与酸反应,故主要原因是CO+H+===HCO,B项错误;实验3中无明显现象,但发生了化学反应:CO2+Na2CO3+H2O===2NaHCO3,C项错误;实验4中产生白色沉淀,是少量氢氧化钡与碳酸氢钠反应生成了碳酸钡,离子方程式为2HCO+Ba2++2OH-===2H2O+CO+BaCO3↓,D项正确。
故选D。
典例2为除去溶液中的下列杂质,所选用的试剂正确的是
选项
杂质
试剂
A
适量的NaOH溶液
B
NaOH
适量的溶液
C
NaCl
适量的盐酸
D
适量的溶液
【答案】A
【解析】A.和NaOH溶液反应生成和水,可以用适量的NaOH溶液除溶液中的,故A正确;B.NaOH和不能反应,不能用溶液除溶液中的NaOH,故B错误;C.和盐酸反应生成NaCl、二氧化碳、水,不能用盐酸除溶液中的NaCl,故C错误;D.、都能与反应,分别生成硫酸钡、碳酸钡沉淀,不能用溶液除溶液中的,故D错误。
故选A。
变式1某校化学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实验,如图Ⅰ~Ⅳ所示。
(1) 只根据图Ⅰ、Ⅱ所示实验,能够达到实验目的的是________(填装置序号)。
(2) 图Ⅲ、Ⅳ所示实验均能鉴别这两种物质,其反应的化学方程式为_______________________________;
与实验Ⅲ相比,实验Ⅳ的优点是________(填字母)。
A. Ⅳ比Ⅲ复杂
B. Ⅳ比Ⅲ安全
C. Ⅳ比Ⅲ操作简便
D. Ⅳ可以做到用一套装置同时进行两个对比实验,而Ⅲ不行
(3) 若用实验Ⅳ验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性,则试管B中装入的固体最好是___________________________________________________________________(填化学式)。
【答案】(1)Ⅱ (2)2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O D
(3)NaHCO3
【解析】(1)图Ⅰ不能达到实验目的,因为碳酸钠和碳酸氢钠均可以与盐酸反应产生二氧化碳,二氧化碳气体使澄清石灰水变浑浊;图Ⅱ可以鉴别,因为等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量的稀盐酸反应,生成的二氧化碳气体的量不同,可根据气球膨胀程度来判断。(3)试管B装入碳酸氢钠,试管A装入碳酸钠,这样直接加热的碳酸钠,温度高,不分解,澄清石灰水不变浑浊,而间接加热的碳酸氢钠分解,澄清石灰水变浑浊,表明了碳酸氢钠不稳定。
碳酸钠质量分数的测定4
典例1下列实验方案中,不能测定出和的混合物中质量分数的是
A. 取ag混合物充分加热,质量减少bg
B. 取ag混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得到bg固体
C.
取ag混合物与足量溶液充分反应,过滤、洗涤、烘干、得到bg固体
D. 取ag混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出气体用碱石灰吸收,质量增加bg
【答案】D
【解析】A.只有碳酸氢钠加热分解,由差量法可计算碳酸氢钠的质量,然后再计算碳酸钠的质量分数,能够测出混合物中碳酸钠的质量分数,故A不选;B.加热后bg固体为氯化钠的质量,设碳酸钠的物质的量为x、碳酸氢钠的物质的量为y,则106x+84y=a,2x+y=,解方程计算出a、b,然后可计算出混合物中碳酸钠的质量分数,故B不选;C.碳酸钠和碳酸氢钠均能与反应生成碳酸钡沉淀,结合B项分析,也可以计算出混合物中碳酸钠的质量分数,故C不选;D.ag混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出气体主要是二氧化碳和水,所以质量增加bg两种气体的质量,故无法求出混合物中碳酸钠的质量分数,故D选。
故选D。
变式1实验室欲测定碳酸钠和碳酸氢钠混合物中碳酸钠的质量分数w(Na2CO3),称取此混合物5.0 g,溶于水中,配成250 mL溶液。
方案一:沉淀法。利用化学反应把HCO、CO完全转化为沉淀,称量干燥沉淀的质量,由此计算混合物中w(Na2CO3)。
(1) 量取100 mL配制好的溶液于烧杯中,滴加足量沉淀剂,把溶液中HCO、CO完全转化为沉淀,应选用的试剂是________(填字母)。
A. CaCl2溶液 B. MgSO4溶液
C. NaCl溶液 D. Ba(OH)2溶液
(2) 过滤,洗涤沉淀,判断沉淀是否洗净的方法是_______________________________________________。
(3) 将所得沉淀充分干燥,称量沉淀的质量为m g,由此可以计算w(Na2CO3)。如果此步中,沉淀未充分干燥就称量,则测得w(Na2CO3)________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
方案二:气体法。某同学用下列实验流程测定。
按如图所示装置进行实验:
(1) 在装置C中装碱石灰来吸收净化后的气体,装置D的作用是____________________________________。
(2) 有的同学认为,为了减小实验误差,应在反应前后都通入N2,反应后通入N2的目的是______________
______________________________________________________。
方案三:滴定法。量取25.00 mL配制好的溶液加入锥形瓶中,滴加2滴酚酞溶液,摇匀,用0.2000 mol·L-1盐酸滴定到终点(已知终点时反应H++CO===HCO恰好反应完全)。重复此操作2次,消耗盐酸的平均体积为20.00 mL。
(1) 量取25.00 mL配制好的溶液,应选择________仪器来完成。
(2) 判断滴定终点的依据是________________________________________________________________。
(3) 此法测得w(Na2CO3)=________。
【答案】方案一:(1)D (2)取少量最后一次洗涤液于试管中,滴加Na2SO4溶液,如无沉淀,则沉淀已洗净,反之则未洗净 (3)偏小
方案二:(1)吸收空气中的水蒸气和二氧化碳,减小实验误差 (2)将装置A、B中残留的CO2全部赶入装置C中
方案三:(1)碱式滴定管(或移液管) (2)滴入最后半滴盐酸时,溶液由红色变为浅红(接近无色),且30 s内不恢复 (3)84.8%
【解析】方案一:(1)Ba(OH)2溶液与两种离子都可以形成沉淀,D正确。(2)判断沉淀是否洗净的方法是检验洗涤液中是否含有Ba2+。(3)所得沉淀未充分干燥就称量,则产生的沉淀质量偏大。由于等质量时NaHCO3产生的沉淀质量大,因此测得w(Na2CO3)偏小。
方案三:(1)Na2CO3、NaHCO3的溶液显碱性,应选择碱式滴定管或移液管。(2)加酚酞溶液显红色,恰好反应时溶液为NaHCO3。(3)当达到滴定终点时,发生反应:H++CO===HCO;25.00 mL配制好的溶液中含有的n(HCl)=n(Na2CO3)=0.200 0 mol·L-1×0.02 L=0.004 mol,则250 mL溶液中含有Na2CO3的物质的量n(Na2CO3)=0.004 mol×=0.04 mol,其质量m(Na2CO3)=0.04 mol×106 g·mol-1=4.24 g,w(Na2CO3)=×100%=84.8 %。
侯氏制碱法5
典例1实验室利用下图装置模拟侯氏制碱法制备NaHCO3,下列说法正确的是
A. 实验时应先打开活塞a后打开活塞b
B. 装置B中应盛放饱和Na2CO3溶液以除去HCl杂质
C. 一段时间后,装置C中可观察到白色晶体析出
D. 装置 E 主要为了吸收多余的 CO2
【答案】C
【分析】氨气极易溶于水,使溶液显碱性,可以吸收更多二氧化碳,故先通入氨气再通入二氧化碳,通过饱和碳酸氢钠溶液除去二氧化碳中的氯化氢后,反应生成溶解度较小的碳酸氢钠晶体析出;
【解析】A.由分析可知,实验时应先打开活塞b通入氨气,后打开活塞a通入二氧化碳,A错误;B.二氧化碳能和碳酸钠溶液反应,装置B中应盛放饱和NaHCO3溶液以除去HCl杂质,B错误;C.反应生成溶解度较小的碳酸氢钠晶体析出,故一段时间后,装置C中可观察到白色晶体析出,C正确;D.氨气有毒,装置 E 主要为了吸收多余的氨气,D错误。
故选C。
变式1如图是模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3的部分装置。
(1)实验时向饱和食盐水中通入CO2、NH3的先后顺序是________________________。
(2)a通入__________,然后b通入__________,简述理由:____________________。
(3)c中放蘸有稀硫酸的脱脂棉,作用是________________________________________________________。
【答案】(1)先通入NH3,然后通入CO2
(2)NH3 CO2 由于CO2在水中的溶解度比较小,而NH3极易溶于水,为防止倒吸,通入NH3的导气管的末端不能伸入到溶液中,为增加二氧化碳的吸收率,通入CO2的导气管的末端应插入液面以下
(3)吸收氨气尾气,防止污染空气
碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的基本图像6
5
典例1向浓度相等、体积均为100 mL的A、B两份NaOH溶液中,分别通入一定量的CO2后,逐滴加入0.1 mol·L-1盐酸,产生CO2的体积(标准状况)与所加盐酸的体积关系如图所示。
(1) A曲线表明,原溶液通入CO2________mL(标准状况)。
(2) B曲线表明,原溶液通入CO2后,所得溶液中溶质的物质的量之比为________。
(3) 原NaOH溶液的物质的量浓度为________。
【答案】(1)134.4 (2)1∶1 (3)0.09 mol·L-1
【解析】(1)分析图中A曲线,有60 mL盐酸与NaHCO3反应生成CO2,根据元素质量守恒,A曲线对应的最终生成的CO2的体积等于之前通入NaOH溶液的CO2的体积,根据第二步反应物质的量关系,n(CO2)=n(NaHCO3)=n(HCl)=0.1 mol·L-1×0.06 L=0.006 mol,V(CO2)=Vm·n(CO2)=22.4 L·mol-1×0.006 mol=0.134 4 L=134.4 mL。
(2)分析图中B曲线,只有30 mL盐酸与NaHCO3反应生成CO2,而未生成气体时耗用盐酸60 mL,说明该混合溶液中有NaOH、Na2CO3,无NaHCO3,NaOH消耗30 mL盐酸,Na2CO3生成NaHCO3消耗30 mL盐酸,生成的NaHCO3又消耗30 mL盐酸生成CO2,根据NaOH+HCl===NaCl+H2O,Na2CO3生成NaHCO3消耗盐酸的量与NaOH消耗盐酸的量相等,则有n(NaOH)∶n(Na2CO3)=1∶1。(3)根据元素质量守恒,最终NaCl中Na+的来源就是NaOH,所以最终n(NaCl)等于最初n(NaOH),而NaCl中Cl-的来源是90 mL盐酸中的HCl,故n(NaCl)=n(HCl),那么n(NaOH)=n(HCl)=0.1 mol·L-1×0.09 L=0.009 mol,c(NaOH)===0.09 mol·L-1。
变式1将一定物质的量的Na2CO3、NaHCO3组成的混合物溶于水,配成1 L溶液,取出50 mL溶液,然后滴加一定物质的量浓度的盐酸,得到的图像如图所示。
按要求回答问题:
(1) 写出依次发生反应的化学方程式:_________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2) ①代表________的变化曲线;②代表________的变化曲线;③代表________的变化曲线。
(3) 盐酸的物质的量浓度为__________________________________________________。
(4) 加入盐酸为150 mL时,放出的CO2在标准状况下的体积为________。
【答案】(1)Na2CO3+HCl===NaCl+NaHCO3、NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑
(2)NaHCO3 NaCl Na2CO3
(3)0.05 mol·L-1 (4)0.112 L
【解析】(3)当加入150 mL盐酸时正好生成NaCl溶液,n(HCl)=n(NaCl)=2n(Na2CO3)+n(NaHCO3)=2.5×10-3×2 mol+2.5×10-3 mol=7.5×10-3 mol,c(HCl)==0.05 mol·L-1。(4)n(CO2)=n(Na2CO3)+n(NaHCO3)=(2.5+2.5)×10-3 mol=5×10-3 mol,标况下V(CO2)=5×10-3 mol×22.4 L·mol-1=0.112 L。
变式2向100mLNaOH溶液中通入一定量的CO2气体,充分反应后,再向所得溶液中逐滴加入0.2mol/L的盐酸,产生CO2的体积与所加盐酸体积之间关系如图所示。下列判断正确的是
A. 原NaOH溶液的浓度为0.2mol/L
B. 通入CO2的体积为448mL
C. 所得溶液的溶质成分的物质的量之比为n(NaOH):n(Na2CO3)=1:3
D. 所得溶液溶质成分的物质的量之比为n(NaHCO3):n(Na2CO3)=1:1
【答案】A
【分析】由图可知,加入盐酸未生成二氧化碳消耗盐酸的体积小于生成二氧化碳消耗盐酸的体积可知,氢氧化钠溶液与二氧化碳反应得到的是碳酸钠和碳酸氢钠的混合溶液,加入盐酸25mL时,碳酸钠与盐酸恰好反应生成碳酸氢钠和氯化钠,反应的方程式为Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl,由方程式可知,碳酸钠的物质的量为0.2mol/L×0.025L=0.005mol,加入100mL0.2mol/L盐酸时,碳酸氢钠与盐酸恰好反应生成氯化钠、二氧化碳和水,反应的方程式为NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O,由方程式可知,碳酸钠的物质的量为0.2mol/L×(0.1L—0.025L)—0.005mol=0.01mol。
【解析】A.由分析可知,加入100mL0.2mol/L盐酸时得到的溶液为氯化钠溶液,由电荷守恒和原子个数守恒可得氢氧化钠溶液的浓度为=0.2mol/L,故A正确;B.缺溶液的标准状况,无法计算二氧化碳的体积,故B错误;C.由分析可知,氢氧化钠溶液与二氧化碳反应得到的是碳酸钠和碳酸氢钠的混合溶液,故C错误;D.由分析可知,氢氧化钠溶液与二氧化碳反应得到的是碳酸钠和碳酸氢钠的混合溶液,混合溶液中碳酸钠和碳酸氢钠的物质的量比为0.005mol:0.01mol=1:2,故D错误。
故选A。
碱金属的相似性及递变性7
5
典例1已知有钠、钾及钠钾合金,对于它们三者熔点高低比较正确的是
A. 钠钾合金>钠>钾 B. 钠>钾>钠钾合金
C. 钠>钠钾合金>钾 D. 钾>钠钾合金>钠
【答案】B
【分析】合金的熔点比各成分金属的熔点低,碱金属的熔点随原子序数的增大而减小,以此来解答。
【解析】合金的熔点比各成分的熔点低,碱金属的熔点随原子序数的增大而减小,则熔点为钠>钾>钠和钾的合金。
故选B。
变式1碱金属单质及其化合物有广泛应用。回答下列问题:
(1) 锂是最轻的活泼金属,常用于制造高效锂电池。电解池中的电解液不能用水作溶剂,原因是________________________________________________________________________。
(2) 金属钾是一种活泼的金属,下列有关其性质的说法正确的是________(填字母)。
A. 钾在空气中燃烧时,只生成K2O
B. 钾与水反应,由于反应剧烈可能会发生爆炸
C. 1 mol·L-1KOH溶液比1 mol·L-1NaOH溶液碱性强
(3) KH是一种野外供氢剂,其电子式为________,与水反应放出氢气,化学方程式为________________
__________________________。生成1 mol氢气时,反应中转移的电子数为____________________。
(4) NaH在无水条件下可作为某些钢铁制品的脱锈剂(铁锈的成分表示为Fe2O3),脱锈过程中生成两种产物,其反应的化学方程式:__________________________________________________________________。
【答案】(1)锂可以与水反应 (2)B (3)K+[H ]- KH+H2O===KOH+H2↑ NA(或6.02×1023)
(4)3NaH+Fe2O3===2Fe+3NaOH
焰色试验8
5
典例1焰色试验过程中铂丝的清洗和灼烧与钾焰色反应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至与原来火焰颜色相同为止,再蘸取被检验的物质
B. 钾的焰色反应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. 没有铂丝可用光洁无锈铁丝代替
【答案】C
【解析】A.为防止其它离子干扰,每次实验中都要先将铂丝灼烧至与原来火焰颜色相同为止,再蘸取被检验的物质,故A正确;B.钾的焰色反应要透过蓝色钴玻璃观察,以排除钠离子的干扰,故B正确;C.为了能够更加突出被检验试剂的颜色,选用本身颜色较浅的火焰,最大限度的减少火焰本身颜色的干扰,故C错误;D.铁的焰色几乎为无色,对其它元素的焰色无影响,故可用铁丝进行焰色反应,故D正确。
故选C。
变式1下列有关焰色试验操作注意事项的说法正确的是
① 钾的火焰颜色要透过蓝色钴玻璃观察 ② 先将铂丝灼烧到与原来火焰的颜色相同,再蘸取被检验的物质 ③ 每次实验后,要将铂丝用盐酸洗净 ④ 实验时最好选择本身颜色较浅的火焰 ⑤ 没有铂丝时,也可以用光洁无锈的铁丝代替
A. 仅有③不正确 B. 仅有④不正确
C. 仅有⑤不正确 D. 全对
【答案】D
【解析】由于焰色试验是通过观察火焰颜色来检验金属元素是否存在的方法,所以实验时所用火焰和所用金属丝在灼烧时都不应该有很明显的颜色,否则将无法观察到被检验金属元素的真实焰色;观察钾的火焰颜色时要透过蓝色钴玻璃,目的是滤去黄光,避免钠的干扰。
金属钠与可溶性盐溶液反应1
Na2O2与CO2、H2O反应的定量关系233
电子转移关系
当Na2O2与CO2、H2O反应时,物质的量的关系为2Na2O2~O2~2e-,n(e-)=n(Na2O2)=2n(O2)
变化关系
CO2、水蒸气(或两混合气体)通过足量Na2O2时,气体体积的减少量是原来气体体积的,等于生成氧气的体积,即ΔV=V(O2)=V(混合)
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(CO)=28 g·mol-1×n(CO2),Δm(H2)=2 g·mol-1×n(H2O)
Na2CO3、NaHCO3与酸反应的图像分析333
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=2ab
◆能力强化练
1. 观察是研究物质性质的一种基本方法。某同学将一小块金属钠露置于空气中,观察到下列现象:银白色变灰暗变白色出现液滴白色固体,则下列说法正确的是
A. ①发生氧化还原反应生成了过氧化钠
B. ④只发生物理变化
C. ③是碳酸钠吸收空气中的水蒸气形成了溶液
D. ②④是非氧化还原反应
【答案】D
2. 在隔绝空气的条件下让钠与FeSO4溶液反应,实验时,往100 mL大试管中先加40 mL煤油,取三粒米粒大小的金属钠放入大试管后塞上橡胶塞,通过长颈漏斗加入FeSO4溶液使煤油的液面至橡胶塞,并夹紧弹簧夹(如图)。下列叙述错误的是
A. 剩余的钠放回原试剂瓶
B. 溶液中有气泡生成,下层溶液出现白色絮状沉淀
C. 大试管内和长颈漏斗中的液面都下降
D. 钠与硫酸亚铁溶液反应的化学方程式为2Na+FeSO4+2H2O===Fe(OH)2↓+Na2SO4+H2↑
【答案】C
【解析】钠与水反应生成NaOH和H2,NaOH与FeSO4溶液反应生成白色絮状沉淀,B正确;由于生成H2,反应一段时间后,大试管内液面下降,长颈漏斗中液面上升,C错误。
故选C。
3. 1 mol过氧化钠与2 mol碳酸氢钠固体混合后,在密闭的容器中加热充分反应,排出气体物质后冷却,残留的固体物质是
A. Na2CO3 B. Na2O2 Na2CO3
C. NaOH Na2CO3 D. Na2O2 NaOH Na2CO3
【答案】A
【解析】2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,
2 mol 1 mol 1 mol 1 mol
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,
1 mol 1 mol 1 mol
则过氧化钠恰好与碳酸氢钠分解生成的二氧化碳反应,排出气体物质后冷却,最终残留的固体物质为2 mol Na2CO3。
4. 某溶液含有①NO、②HCO、③SO、④CO、⑤SO五种阴离子。现向其中加入少量的Na2O2固体后,溶液中离子浓度增大的是(设溶液体积无变化)
A. ① B. ④ C. ①④⑤ D. ④⑤
【答案】D
【解析】Na2O2与水反应生成氢氧化钠和氧气,溶液呈碱性,HCO与OH-反应生成CO,则②HCO浓度减小,④CO浓度增大;Na2O2具有强氧化性,将SO氧化为SO,则③SO浓度减小,⑤SO浓度增大;只有①NO浓度基本不变,故选D。
5. 向100 mL NaOH溶液中通入一定量的CO2气体,充分反应后,再向所得溶液中逐滴加入0.2 mol/L的盐酸,产生CO2的体积与所加盐酸体积之间关系如图所示。下列判断正确的是
A. 原NaOH溶液的浓度为0.2 mol/L
B. 通入CO2的体积为448 mL
C. 所得溶液的溶质成分的物质的量之比为n(NaOH):n(Na2CO3)=1:3
D. 所得溶液溶质成分的物质的量之比为n(NaHCO3):n(Na2CO3)=1:1
【答案】A
【分析】由图可知,加入盐酸未生成二氧化碳消耗盐酸的体积小于生成二氧化碳消耗盐酸的体积可知,氢氧化钠溶液与二氧化碳反应得到的是碳酸钠和碳酸氢钠的混合溶液,加入盐酸25 mL时,碳酸钠与盐酸恰好反应生成碳酸氢钠和氯化钠,反应的方程式为Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl,由方程式可知,碳酸钠的物质的量为0.2 mol/L×0.025 L=0.005 mol,加入100 mL 0.2 mol/L盐酸时,碳酸氢钠与盐酸恰好反应生成氯化钠、二氧化碳和水,反应的方程式为NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O,由方程式可知,碳酸钠的物质的量为0.2 mol/L×(0.1 L—0.025 L)—0.005 mol=0.01 mol。
【解析】A.由分析可知,加入100 mL 0.2 mol/L盐酸时得到的溶液为氯化钠溶液,由电荷守恒和原子个数守恒可得氢氧化钠溶液的浓度为=0.2 mol/L,故A正确;B.缺溶液的标准状况,无法计算二氧化碳的体积,故B错误;C.由分析可知,氢氧化钠溶液与二氧化碳反应得到的是碳酸钠和碳酸氢钠的混合溶液,故C错误;D.由分析可知,氢氧化钠溶液与二氧化碳反应得到的是碳酸钠和碳酸氢钠的混合溶液,混合溶液中碳酸钠和碳酸氢钠的物质的量比为0.005 mol:0.01 mol=1:2,故D错误。
故选A。
6. 下列有关碳酸钠、碳酸氢钠的说法正确的是
A. 25 ℃时,碳酸氢钠在水中的溶解度比碳酸钠大
B. 常温下,分别向碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液中滴加等浓度的稀盐酸,立即产生气泡的是Na2CO3
C. 可利用图示装置来比较Na2CO3和NaHCO3的热稳定性
D. 常温下,浓度均为0.1 mol·L-1时,溶液的pH大小:Na2CO3>NaHCO3
【答案】D
【解析】25 ℃时,向饱和碳酸钠溶液中通入足量的CO2,会生成碳酸氢钠沉淀,则表明碳酸氢钠在水中的溶解度比碳酸钠小,A不正确;应小试管中放NaHCO3,大试管中放Na2CO3,C不正确;常温下,相同浓度的Na2CO3溶液的碱性比NaHCO3溶液的碱性强,即溶液的pH大小:Na2CO3>NaHCO3,D正确。
故选D。
7. 某化学实验小组探究Na2CO3和NaHCO3与碱的反应,实验过程及结果如下。
实验装置
试剂X
实验结果
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
①Ⅱ、Ⅲ均产生白色沉淀
②烧杯中溶液pH变化如下:
蒸馏水
0.05 mol·L-1
Na2CO3溶液
0.05 mol·L-1
NaHCO3溶液
已知:pH越大,c(OH-)越大,溶液碱性越强。
下列说法不正确的是
A. Ⅰ是空白实验,排除因体积变化对Ⅱ、Ⅲ溶液pH的影响
B. Ⅱ和Ⅰ的pH曲线基本重合,说明CO与OH-不反应,Ⅱ中发生反应:CO+Ca2+===CaCO3↓
C. Ⅲ比Ⅱ的pH曲线降低,说明HCO与OH-反应,Ⅲ中初期发生反应:HCO+OH-+Ca2+===CaCO3↓+H2O
D. Ⅲ中石灰水恰好完全反应时,溶液pH=7
【答案】D
【解析】Ⅱ和Ⅰ的pH曲线基本重合,说明加入的碳酸根离子只与石灰水中的钙离子反应,不与氢氧根离子反应,反应的离子方程式为CO+Ca2+===CaCO3↓,故B正确;Ⅲ的pH曲线逐渐降低,说明反应开始时,少量的碳酸氢钠与石灰水反应生成碳酸钙沉淀、氢氧化钠和水,反应的离子方程式为HCO+OH-+Ca2+===CaCO3↓+H2O,故C正确;石灰水恰好完全反应时,碳酸氢钠与石灰水反应生成碳酸钙沉淀、碳酸钠和水,碳酸钠是强碱弱酸盐,在溶液中水解使溶液呈碱性,故D错误。
故选D。
8. 向四只盛有一定量NaOH溶液的烧杯中通入不同量的CO2气体后,在所得溶液中逐滴加入盐酸至过量,并将溶液加热,产生的气体与HCl的物质的量的关系如图:
则下列分析都正确的是
选项
溶质的成分
对应图像
溶液中离子浓度关系
A
NaHCO3、Na2CO3
Ⅱ
c(CO)<c(HCO)
B
NaOH、Na2CO3
Ⅲ
c(OH-)>c(CO)
C
Na2CO3
Ⅳ
c(Na+)=c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)
D
NaHCO3
Ⅰ
c(Na+)=c(HCO)
【答案】A
9. 我国化学家侯德榜改进国外的纯碱生产工艺,生产流程可简要表示如图:
(1)分别写出沉淀池、煅烧炉中发生反应的化学方程式。
(2)写出上述流程中X物质的分子式。
(3)向母液中通氨气,加入细小食盐颗粒,冷却析出副产品。通氨气除了增大NH的浓度,使NH4Cl更多地析出外,还有什么作用?循环Ⅰ的作用是什么?
(4)如何检验产品碳酸钠中是否含有碳酸氢钠?
【答案】(1)NH3+CO2+NaCl+H2O===NH4Cl+NaHCO3↓、2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑ (2)CO2 (3)使NaHCO3转化为Na2CO3,提高析出的NH4Cl纯度 循环Ⅰ的作用是提高原料氯化钠的利用率
(4)加热,若产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,说明碳酸钠中含有碳酸氢钠,否则,不含有碳酸氢钠
10. 已知Na2O2可用作漂白剂和呼吸面具中的供氧剂。
(1) 写出Na2O2作供氧剂时发生反应的化学方程式:______________________________。
(2) Na2O2具有强氧化性,H2具有还原性,有同学猜想Na2O2与H2能反应。为了验证此猜想,该小组同学进行如下实验,实验步骤和现象如下。
步骤1:按图组装仪器(图中夹持仪器省略),检查气密性,装入药品;
步骤2:打开K1、K2,产生的氢气流经装有Na2O2的硬质玻璃管,一段时间后,没有任何现象;
步骤3:……,开始加热,观察到硬质玻璃管内Na2O2开始熔化,淡黄色的粉末变成了白色固体,干燥管内硫酸铜未变蓝色;
步骤4:反应后撤去酒精灯,待硬质玻璃管冷却后关闭K1。
① 盛装稀盐酸的仪器名称是________;B装置的作用是________________________。
② 步骤3在点燃C处酒精灯前必须进行的操作是_________________________________________________。
③ 设置装置D的目的是___________________________________________________。
④ 根据实验现象得到的结论是_______________________________________________(用化学方程式表示)。
【答案】(1)2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
(3) ①长颈漏斗 吸收氢气中的杂质气体(或除去氢气中的水蒸气和氯化氢气体) ②检验氢气纯度 ③检验是否有水生成 ④Na2O2+H22NaOH
11. 化工专家侯德榜发明的侯氏制碱法为我国纯碱工业和国民经济发展做出了重要贡献,某化学兴趣小组在实验室中模拟并改进侯氏制碱法制备NaHCO3,进一步处理得到产品Na2CO3和NH4Cl,实验流程如图:
回答下列问题:
(1) 从A~E中选择合适的仪器制备NaHCO3,正确的连接顺序是____________(按气流方向,用小写字母表示)。为使A中分液漏斗内的稀盐酸顺利滴下,可将分液漏斗上部的玻璃塞打开或____________________
_________________________________________________________________________________。
(2) B中使用雾化装置的优点是____________________________________________________________。
(3) 生成NaHCO3的总反应的化学方程式为__________________________________________________。
(4)反应完成后,将B中U形管内的混合物处理得到固体NaHCO3和滤液:
① 对固体NaHCO3充分加热,产生的气体先通过足量浓硫酸,再通过足量Na2O2,Na2O2增重0.14 g,则固体NaHCO3的质量为________g。
② 向滤液中加入NaCl粉末,存在NaCl(s)+NH4Cl(aq)―→NaCl(aq)+NH4Cl(s)过程。为使NH4Cl沉淀充分析出并分离,根据NaCl和NH4Cl溶解度曲线,需采用的操作为________、________、洗涤、干燥。
【答案】(1)aefbcgh 将玻璃塞上的凹槽对准漏斗颈部的小孔 (2)使氨盐水雾化,可增大与二氧化碳的接触面积,从而提高产率(或其他合理答案) (3)NH3·H2O+NaCl+CO2===NH4Cl+NaHCO3↓ (4)①0.84 ②冷却结晶 过滤
【解析】(1)要制备NaHCO3,需先选用装置A制备二氧化碳,然后通入饱和碳酸氢钠溶液中除去二氧化碳中的HCl,后与饱和氨盐水充分接触来制备NaHCO3,其中过量的二氧化碳可被氢氧化钠溶液吸收,所以按气流方向正确的连接顺序应为aefbcgh;为使A中分液漏斗内的稀盐酸顺利滴下,可将分液漏斗上部的玻璃塞打开或将玻璃塞上的凹槽对准漏斗颈部的小孔。
(4)①对固体NaHCO3充分加热,产生二氧化碳和水蒸气,反应的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,将气体先通过足量浓硫酸,吸收水蒸气,再通过足量Na2O2,Na2O2与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,反应的化学方程式为2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,根据化学方程式及差量法可知,当增重0.14 g(CO的质量)时,消耗的二氧化碳的质量为×44 g·mol-1=0.22 g,其物质的量为=0.005 mol,根据关系式2NaHCO3~CO2可知,消耗的NaHCO3的物质的量为2×0.005 mol=0.01 mol,所以固体NaHCO3的质量为0.01 mol×84 g·mol-1=0.84 g。②根据溶解度随温度的变化曲线可以看出,氯化铵的溶解度随着温度的升高而不断增大,而氯化钠的溶解度随着温度的升高变化并不明显,所以要想使NH4Cl沉淀充分析出并分离,需采用的操作为冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
◆综合拔高练
12. 下列叙述正确的是
A. 切开的金属Na暴露在空气中,光亮表面逐渐变暗:2Na+O2===Na2O2
B. 一定条件下,2.3 g Na完全与O2反应生成3.6 g产物,失去的电子数为0.2NA
C. 钠在空气中受热时,熔化为银白色的小球,产生黄色的火焰,生成白色粉末
D. 钠在空气中长期放置,最终主要生成物为碳酸钠
【答案】D
【解析】钠在常温下反应生成氧化钠,加热条件下生成过氧化钠,故A错误;2.3 g钠的物质的量为0.1 mol,而钠无论反应后产物是什么,钠元素反应后一定变为+1价,故0.1 mol钠失去0.1NA个电子,故B错误;钠在空气中加热,生成了淡黄色的过氧化钠,故C错误;钠在空气中长期放置,开始生成氧化钠,最终变成了碳酸钠,故D正确。
故选D。
13. 钠在液氨中溶剂化速度极快,生成蓝色的溶剂合电子,如图为钠投入液氨中的溶剂化示意图。钠沉入液氨中,快速得到深蓝色溶液,并慢慢产生气泡。下列说法错误的是
A. 钠的密度比液氨大
B. 溶液的导电性增强
C. 0.1 mol钠投入液氨中生成0.01 mol H2时,Na共失去0.02 mol电子
D. 钠和液氨可以发生的反应为2NH3 +2Na===2NaNH2 +H2↑
【答案】C
【解析】钠沉入液氨中说明钠的密度比液氨大,A正确;液氨中没有能导电的离子,而钠投入液氨中生成蓝色的溶剂合电子,能导电,说明溶液的导电性增强,B正确;钠投入液氨中先生成络合物,再反应得到H2,故0.1 mol钠反应失去0.1 mol电子,C错误;反应中钠失去电子,只能是氢元素得到电子,所以钠和液氨可以发生的反应为2NH3 +2Na===2NaNH2 +H2↑,D正确。
故选C。
14. 过氧化钠具有强氧化性,遇木炭、铝粉等还原性物质时可燃烧。下列有关说法不正确的是
A. Na2O2与CO2反应时,Na2O2是氧化剂,CO2是还原剂
B. 熔融过氧化钠时不可使用石英坩埚
C. 过氧化钠与木炭、铝粉反应时,过氧化钠均表现出强氧化性
D. 过氧化钠与二氧化硫反应时可生成硫酸钠
【答案】A
【解析】Na2O2与H2O、CO2反应时,都是Na2O2发生自身的歧化反应,A项错误;石英的主要成分是SiO2,而Na2O2能与SiO2反应生成Na2SiO3,B项正确;Na2O2具有强氧化性,而C、Al、SO2均具有还原性,故Na2O2可与C、Al、SO2发生氧化还原反应,可将C氧化成CO2,将Al氧化成Al2O3,将SO2氧化成SO,C、D项正确。
故选A。
15. 某实验小组通过如图所示实验,探究Na2O2与水的反应:
下列说法正确的是
A. ②中的大量气泡主要成分是氢气
B. ③中溶液变红,说明有酸性物质生成
C. ④中现象可能是溶液中含有强氧化性物质造成的
D. ⑤中MnO2的主要作用是降低水中氧气的溶解度
【答案】C
【解析】过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气,所以②中的大量气泡主要成分是氧气,A项错误;生成的氢氧化钠是碱,使溶液变红,B项错误;④中红色褪去,可能原因是过氧化钠和水反应生成过氧化氢,其具有强氧化性,能氧化有色物质,使其褪色,C项正确;过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下分解生成水和氧气,即二氧化锰的主要作用是作催化剂,D项错误。
故选C。
16. 过氧化钠与水反应后滴加酚酞,酚酞先变红后褪色。某小组欲探究其原因,进行如图所示实验。实验①取反应后的溶液加入二氧化锰,立即产生大量气体;实验②③中红色均不褪去。下列分析错误的是
A. 过氧化钠与水反应产生的气体为O2
B. 过氧化钠与水反应需要MnO2作催化剂
C. 实验②③可证明使酚酞褪色的不是氢氧化钠和氧气
D. 过氧化钠与水反应可能生成了具有漂白性的H2O2
【答案】B
【解析】过氧化钠与水反应不需要催化剂,B项错误;实验②③作为对照实验,可证明氢氧化钠和氧气不能使酚酞溶液褪色,C项正确;根据实验①的现象可判断过氧化钠与水反应可能生成了H2O2,H2O2在MnO2作催化剂的条件下分解产生O2,D项正确。
故选B。
17. 某同学结合所学知识探究Na2O2与H2能否反应,设计如图装置,下列说法正确的是
A. 装置A也可直接用于Cu与浓硫酸反应制取SO2
B. 装置B中盛放硅胶的作用只是除去A中挥发出来的少量水蒸气
C. 装置C加热前,用试管在装置D管口末端处收集气体点燃,通过声音判断气体纯度
D. 检查装置A气密性的方法:直接向长颈漏斗中加水,当漏斗中液面高于试管中液面且高度不变说明气密性良好
【答案】C
【解析】Cu与浓硫酸反应制取SO2需加热,故A错误;盐酸易挥发,则装置B中应为碱石灰,可除去HCl和水蒸气,而硅胶不能除去HCl,故B错误;氢气具有可燃性,不纯时加热易发生爆炸,则装置C加热前,应先收集气体并点燃,通过爆鸣声判断气体的纯度,故C正确;检查装置A气密性的方法:先关闭K1,然后直接向长颈漏斗中加水,当漏斗中液面高于试管中液面且一段时间内高度不变,说明气密性良好,故D错误。
故选C。
18. 下列物质均为a g,将它们在氧气中完全燃烧的产物全部通入到足量的过氧化钠固体中,则过氧化钠固体增重为 a g的是
① CO ② H2 ③ CH4 ④ HCHO ⑤ CH3COOH ⑥ HCOOH
A. ①②⑤⑥ B. ②③④⑤
C. ①②④⑤ D. ①②③⑤
【答案】C
【解析】H2、CO发生反应的化学方程式分别为2H2+O22H2O,2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑;2CO+O22CO2,2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,则过氧化钠增加的质量即为H2、CO的质量。因此只要是CO或H2或它们的混合气体或化学式组成符合(CO)m·(H2)n,过氧化钠固体增重的质量就等于原物质的质量,则①②符合;而④HCHO可以改写成CO·H2,⑤CH3COOH可以改写成(CO)2·(H2)2,⑥HCOOH可以改写成CO2·H2,故①②④⑤符合。
故选C。
19. 某同学用Na2CO3和NaHCO3溶液进行如图所示实验。下列说法不正确的是
A. 实验前pH(Na2CO3)>pH(NaHCO3)
B. 实验后两溶液中离子种类完全相同
C. Na2CO3溶液中生成的沉淀比NaHCO3溶液中生成的沉淀多
D. 两溶液中反应的基本类型相同
【答案】B
【解析】CO、HCO发生水解,溶液显碱性,相同浓度下,CO的水解程度比HCO的大,所以相同浓度的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液,pH(Na2CO3)>pH(NaHCO3),故A正确;实验后,碳酸钠溶液和氯化钙溶液恰好反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,溶液中的离子主要有Na+、Cl-,而碳酸氢钠溶液和氯化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠、碳酸,碳酸大部分分解为二氧化碳气体和水,氯化钙有剩余,溶液中的离子主要有Na+、Cl-、Ca2+,故两者的离子种类不完全相同,故B错误;加入氯化钙后,左侧试管中只有白色沉淀生成,则反应的化学方程式为Na2CO3+CaCl2===CaCO3↓+2NaCl,右侧试管中有白色沉淀和无色气体产生,则反应的化学方程式为2NaHCO3+CaCl2===CaCO3↓+2NaCl+CO2↑+H2O,由化学方程式可知起始CO、HCO的物质的量相同时,Na2CO3溶液中生成的沉淀比NaHCO3溶液中生成的沉淀多,故C正确;两试管中发生的反应均为复分解反应,故D正确。
故选B。
20. 碱金属元素是金属性表现的最鲜明和最有规律的一族元素。下列说法正确的是
A. 碱金属单质中锂的密度最小,熔点最低
B. 25 ℃时碳酸钾溶液的pH<7
C. 乙醇与金属钾反应生成氢气
D. 用电解铯盐溶液的方法冶炼金属铯
【答案】C
21. 向Na2CO3和NaHCO3的混合溶液中缓慢滴加盐酸。下列表示加入盐酸的体积和生成二氧化碳的物质的量的图像关系合理的是
【答案】D
【解析】Na2CO3先和盐酸反应,离子方程式为H++CO===HCO,H+和CO等物质的量反应;第二步盐酸和NaHCO3反应,离子方程式为H++HCO===H2O+CO2↑,H+和HCO也等物质的量反应。第一步生成的HCO和原有的HCO在第二步一起和H+反应,所以第二步消耗的H+大于第一步消耗的H+,故选D。
故选D。
22. 某兴趣小组的学生根据Mg与CO2反应的原理推测钠也能在CO2中燃烧,为了确定其产物并进行实验论证,某同学设计了下列装置进行实验(已知PdCl2能被CO还原为Pd),请回答下列问题:
(1) 上图装置2中应盛放________溶液。
(2) 为了使反应随开随用,随关随停,上图方框内应选用装置________(填字母)。
(3) 检查装置的气密性完好并装好药品后,在点燃酒精灯前,应先进行装置1的操作,待装置______(填数字)中出现______________的现象时,再点燃酒精灯。
(4) ①若装置6中有黑色沉淀(Pd)生成,装置4中残留固体(只有一种物质)加盐酸后有能使澄清石灰水变浑浊的气体放出,则钠与二氧化碳反应的化学方程式为______________________________________。
②若装置6中无明显现象,装置4中残留固体(有两种物质)加盐酸后有能使澄清石灰水变浑浊的气体放出,则钠与二氧化碳反应的化学方程式为________________________________________________________。
【答案】(1)饱和碳酸氢钠 (2)C (3)5 变浑浊
(4)①2Na+2CO2Na2CO3+CO ②4Na+3CO22Na2CO3+C
【解析】(1)根据二氧化碳的实验室制法可知,二氧化碳中可能含有HCl气体,所以应除去HCl,则装置B中盛放的是饱和碳酸氢钠溶液。(2)装置C可以达到固液分离的目的,起到随开随用,随关随停的作用。(3)因为该实验是验证二氧化碳与Na的反应,所以应排出装置中的空气,所以先通入二氧化碳使装置5中澄清石灰水变浑浊后,再点燃酒精灯。(4)①由题给信息分析知该固体是碳酸钠,则Na与二氧化碳反应生成CO和碳酸钠。②由题给信息分析知一种固体为碳酸钠,另一种是C单质,钠与二氧化碳反应的化学方程式是4Na+3CO22Na2CO3+C。
◆高考真题练
23. (2026 湖南)化学知识在生产、生活中应用广泛。下列反应方程式错误的是
A.
氢氟酸溶蚀玻璃生产磨砂玻璃:
B.
侯氏制碱法的主要反应:
C.
酸性高锰酸钾溶液测定空气中的含量:
D.
醋酸除去水垢中的:
【答案】D
【详解】A.玻璃主要成分为,与反应生成气体和,方程式书写正确,A不符合题意;
B.侯氏制碱法中,向饱和食盐水中先通再通,生成溶解度较小的沉淀,同时得到,方程式书写正确,B不符合题意;C.酸性条件下将氧化为,自身被还原为,该离子方程式满足电子守恒、电荷守恒、原子守恒,离子方程式书写正确,C不符合题意;D.醋酸为弱电解质,书写离子方程式时不能拆分为,需保留化学式,该离子方程式书写错误,正确的离子方程式为CaCO3+2CH3COOH=Ca2++2CH3COO−+H2O+CO2↑,D符合题意。
故选D。
24. (2026 云南)下列说法正确的是
A. 石油的分馏属于化学变化
B. 蔗糖属于二糖,水解产物为葡萄糖
C.
明矾可作净水剂,其水溶液呈碱性
D.
碳酸氢钠受热分解的化学方程式为
【答案】D
【详解】A.石油分馏是利用石油中各成分沸点不同,通过加热、冷凝实现分离的过程,由于过程中没有新物质生成,属于物理变化,而非化学变化,A项错误;B.蔗糖是典型的二糖,水解生成等物质的量葡萄糖和果糖,B项错误;C.明矾加入水中发生水解反应:,Al(OH)3胶体吸附水中杂质,可作净水剂,水解生成,溶液呈酸性,C项错误;D.NaHCO3热稳定性较差,受热易分解,D项正确。
故选D。
25. (2026 陕晋青宁卷)下列关于物质用途的说法错误的是
A. 乙烯用作水果催熟剂 B. 氧化钠用作呼吸面具供氧剂
C. 碘伏用作皮肤消毒剂 D. 金刚砂用作砂轮磨料
【答案】B
【详解】A.乙烯具有促进果实成熟的作用,可用作水果催熟剂,A正确;B.氧化钠与二氧化碳、水反应均无氧气生成,不能作呼吸面具供氧剂,常用作供氧剂的是过氧化钠,B错误;C.碘伏可使蛋白质变性,刺激性小,是常用的皮肤消毒剂,C正确;D.金刚砂(碳化硅)硬度大、耐磨性好,可用作砂轮磨料,D正确。
故选B。
26. (2026 广东)化学之美在于发现。陈述Ⅰ和陈述Ⅱ均正确但两者间没有关联的是
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
光束通过胶体,产生明亮通路
胶体粒子对光线有散射作用
B
天然水晶呈现规则外形
晶体中原子呈周期性有序排列
C
烟花绽放,焰色五彩缤纷
碱金属原子容易失去最外层电子
D
铜丝浸入溶液中可形成美丽银树
的还原性比的强
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【详解】A.丁达尔效应的本质是胶体粒子对光线的散射作用,两个陈述存在因果关联,A不符合题意;B.晶体具有规则几何外形的本质原因是晶体中原子呈周期性有序排列,两个陈述存在因果关联,B不符合题意;C.焰色反应是金属元素的电子受到激发后跃迁释放特定波长的光产生的,属于物理变化,和碱金属易失最外层电子的化学性质无关,两个陈述均正确但无关联,C符合题意;D.Cu能置换出中的Ag,依据氧化还原反应规律,还原剂的还原性强于还原产物,说明Cu还原性比Ag强,两个陈述存在因果关联,D不符合题意。
故选C。
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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
钠的性质及应用1
1. 钠的物理性质
银白色,有金属光泽的固体,质地柔软,熔点低(小于100 ℃),密度比水的小,但比煤油的大,即ρ(H2O)>ρ(Na)>ρ(煤油)。
2. 钠的化学性质——还原性
从钠原子的原子结构认识钠的化学性质——还原性
NaNa+
(1)与非金属单质(如O2、Cl2)的反应
O2:常温:4Na+O2===2Na2O,加热:2Na+O2Na2O2
Cl2:2Na+Cl22NaCl
(2)与水反应
① 离子方程式:2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑
② 与滴加酚酞的水反应的现象及解释
(3)与盐酸、硫酸反应:2Na+2H+===2Na++H2↑
(4)与盐反应
a.与熔融盐反应:4Na+TiCl44NaCl+Ti
Na+KClNaCl+K↑(制取金属钾,因为钾的沸点比钠的沸点低,使钾成为蒸汽而逸出)
b.与盐溶液反应(先与水反应,再与盐反应)
① 投入NaCl溶液中,只有H2放出:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
若投入饱和NaCl溶液中,有H2放出,还有NaCl晶体析出(温度不变)
② 投入NH4Cl溶液中有H2和NH3逸出:2Na+2NH4Cl===2NaCl+H2↑+2NH3↑
③ 投入CuSO4溶液中有H2逸出和蓝色沉淀生成:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
2NaOH+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4
总反应:2Na+CuSO4+2H2O===Na2SO4+H2↑+Cu(OH)2↓
注:Na先与酸反应,再与水反应即先酸后水;与盐溶液反应时先与水反应,生成的碱与盐可能发生复分解反应。
(5)与某些有机物(含羟基)反应:2Na+2CH3CH2OH―→2CH3CH2ONa+H2↑
(Na沉在乙醇底部,比Na与水的反应速率小)
2Na+2CH3COOH―→2CH3COONa+H2↑
注:(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。
3. 钠的制取及保存
(1)工业制取:2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑
(2)保存:密封保存,通常保存在石蜡油或煤油中,钠易与空气中的O2、H2O反应,且钠的密度比煤油的密度大,不与煤油反应,故通常将少量钠保存在煤油中,大量钠保存在石蜡中。
4. 钠的用途
(1)钠钾合金(液态)可用于原子反应堆的导热剂。
(2)用作电光源,制作高压钠灯。
(3)冶炼某些金属:钠能与钛、锆、铌、钽等氯化物(熔融)发生置换反应,金属钠具有强还原性,熔融状态下可以用于制取金属,如4Na+TiCl44NaCl+Ti。
钠的氧化物2
1. 氧化钠与过氧化钠的比较
Na2O
Na2O2
电子式
氧元素化合价
-2
-1
色、态
白色固体
淡黄色固体
阴、阳离子个数比
1∶2
1∶2
是否为碱性氧化物
是
不是(过氧化物)
热稳定性
不稳定(2Na2O+O22Na2O2)
稳定
与水反应
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=2NaCl+H2O
2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2↑
用途
用于制取少量Na2O2、烧碱
氧化剂、供氧剂、漂白剂,消毒剂
2. 过氧化钠的性质
从元素化合价角度分析Na2O2的性质
2 Na22
(1)强氧化性的五个表现
试剂
反应原理(化学方程式)
现象
SO2气体
Na2O2+SO2===Na2SO4
-
FeCl2溶液
4Na2O2+4FeCl2+6H2O===4Fe(OH)3↓+O2↑+8NaCl
有红褐色沉淀和气泡产生
Na2SO3溶液
Na2O2+Na2SO3+H2O===Na2SO4+2NaOH
-
氢硫酸(或S2-)
Na2O2+H2S===S↓+2NaOH
溶液变浑浊
酚酞溶液
与水反应生成NaOH,Na2O2的强氧化性使之褪色
先变红后褪色
品红溶液
Na2O2的强氧化性使之褪色
红色褪去
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。
注:(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 Na2O2转移的电子是1 而不是2 。
(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,量比关系为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”
氢氧化钠3
1. 物理性质
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
(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↑
碳酸钠、碳酸氢钠4
1. 碳酸钠、碳酸氢钠的比较
名称
碳酸钠
碳酸氢钠
俗名
纯碱或苏打
小苏打
主要性质
色、态
白色粉末
细小的白色晶体
水溶性
易溶于水(20 ℃,S=21.5 g)
可溶于水(20 ℃,S=9.6 g)
热稳定性
稳定,但结晶碳酸钠(Na2CO3·10H2O)易风化
受热易分解
与H+反应
CO+2H+===CO2↑+H2O(较快)
HCO+H+===CO2↑+H2O(更快)
与Ca(OH)2溶液反应
Ca2++CO===CaCO3↓
Ca(OH)2少量:Ca2++2OH-+2HCO===CaCO3↓+2H2O+CO
Ca(OH)2过量:Ca2++OH-+HCO===CaCO3↓+H2O
与盐反应
Al2(SO4)3
2Al3++3CO+3H2O===2Al(OH)3↓+3CO2↑
Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑
与水作用
水解,碱性较强
水解,碱性较弱
主要用途
用于制玻璃、制肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油、冶金等工业中
灭火器、治疗胃酸过多、发酵粉的主要成分之一
注:(1)NaHCO3与碱溶液反应的实质是HCO与OH-反应生成CO,CO有可能发生后续反应,如NaHCO3与Ca(OH)2溶液反应可以生成白色沉淀CaCO3;
(2)Na2CO3、NaHCO3与酸、碱、盐的反应均为复分解反应,因而反应能否进行应从复分解反应的条件来判断。
2. Na2CO3和NaHCO3的相互转化
(1)Na2CO3―→NaHCO3
① 通CO2 Na2CO3+H2O+CO2===2NaHCO3。
② 加少量盐酸 Na2CO3+HCl===NaHCO3+NaCl
(2) NaHCO3―→Na2CO3
① NaHCO3固体加热分解转化成Na2CO3 2NaHCO3===Na2CO3+H2O+CO2
② 加NaOH溶液 NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O
3. 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,无明显变化的是Na2CO3。
(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,开始不产生气泡的是Na2CO3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,pH小的是NaHCO3溶液。
注:(1)不能用澄清石灰水来鉴别Na2CO3与NaHCO3:Ca(OH)2溶液与二者反应均生成白色沉淀CaCO3,无法区别。
(2)用盐酸鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液时,要求两溶液浓度相差不大,且加入的盐酸等浓度且不宜过大。
4. Na2CO3、NaHCO3的除杂
序号
混合物(括号内为杂质)
除杂方法
①
Na2CO3(s)(NaHCO3)
加热法
②
NaHCO3(aq)(Na2CO3)
通入足量CO2
③
Na2CO3(aq)(NaHCO3)
滴加适量NaOH溶液
5. 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↑
6. Na2CO3的制备—侯氏制碱法
(1)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。
(2)反应原理
产生NaHCO3反应:NH3+NaCl+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl。
产生Na2CO3的反应:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。
(3)工艺流程
(4)循环使用的物质:CO2、饱和食盐水。
7. Na2CO3含量的测定方法
(1) 气体法
① 测定原理:Na2CO3+H2SO4===Na2SO4+H2O+CO2↑。
依据CO2的体积确定Na2CO3的物质的量,进而确定纯碱中Na2CO3的含量。
② 实验操作:向m g纯碱样品中加入足量的稀硫酸,准确测量产生的CO2气体的体积为V mL(已折算为标准状况)。
③ 数据处理:纯碱样品中Na2CO3的质量为 mol×106 g·mol-1= g,则纯碱样品中Na2CO3的质量分数为×100%=%。
(2) 沉淀法
① 测定原理:Na2CO3+BaCl2===BaCO3↓+2NaCl。
依据BaCO3沉淀的质量确定Na2CO3的物质的量,进而确定纯碱中Na2CO3的含量。
② 实验操作:先将m g纯碱样品溶于水配成溶液,向溶液中加入过量的BaCl2溶液,经过滤、洗涤、干燥得BaCO3沉淀的质量为n g。
③ 数据处理:纯碱样品中Na2CO3的质量为×106 g·mol-1= g,则纯碱样品中Na2CO3的质量分数为×100%=×100%。
(3) 滴定法
测定原理(用酚酞作指示剂,用盐酸滴定):当指示剂变色时,发生的反应为Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑,根据消耗标准盐酸的体积,求出Na2CO3的物质的量,进一步求其含量。
8. 金属钠露置在空气中发生的一系列变化
银白色金属钠表面变暗出现白色固体接着表面变稀白色块状固体白色粉末状物质
写出上述各步反应的化学方程式:
① 4Na+O2===2Na2O;
② Na2O+H2O===2NaOH;
③ 2NaOH+CO2+9H2O===Na2CO3·10H2O;
④ Na2CO3·10H2O===Na2CO3+10H2O。
碱金属、焰色试验5
1. 碱金属
(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。
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。
注:(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。
(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。
钠的性质及其应用1
典例1某小组同学探究溶液中的能否被金属钠还原,进行实验:
① 在干燥试管中加入绿豆大小的金属钠,逐滴滴加溶液,产生无色气体,溶液由紫红色变为浅绿色。
② 向溶液中持续通入,水浴加热,溶液颜色无明显变化。
③ 向溶液中加入固体,溶液由紫红色变为浅绿色。
下列说法不正确的是
A.实验①中还可能观察到钠块浮在溶液表面,剧烈燃烧,发出黄色火焰
B.实验②中的现象说明实验①中溶液变色的原因与产生的气体无关
C.实验③中的现象说明实验①中可能发生的反应:
D.上述实验能证明溶液中的可以被金属钠还原
典例2把一小块金属钠放入下列溶液中,说法正确的是
A.放入饱和NaOH溶液中:有氢气放出,恢复至原温度后溶液的pH增大
B.放入稀CuSO4溶液中:有氢气放出,有紫红色铜析出
C.放入MgCl2溶液中:有氢气放出,有白色沉淀生成
D.放入NH4NO3溶液中:有无色无味气体放出
变式1下列关于钠的实验现象的叙述不正确的是
选项
实验操作
实验现象
A
切开一小块钠,观察切面颜色的变化
钠切面颜色变暗,最后呈淡黄色
B
把一小块钠投入CuSO4溶液中
钠熔化成闪亮的小球,在液面上四处游动,发出“嘶嘶”的响声,产生蓝色沉淀
C
把一小块钠投入滴有紫色石蕊溶液的冷水中
钠熔化成闪亮的小球,在液面上四处游动,发出“嘶嘶”的响声,反应后溶液变蓝
D
把一小块钠迅速投入热坩埚中,继续加热坩埚片刻
钠熔成小球,然后剧烈燃烧,发出黄色火焰,生成淡黄色固体
变式2将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中,既有气体又有白色沉淀产生的是______(填序号)。
①MgSO4溶液 ②BaCl2溶液 ③饱和澄清石灰水 ④Ca(HCO3)2溶液 ⑤CuCl2溶液 ⑥饱和食盐水 ⑦浓盐酸
钠的氧化物及其应用2
典例1图示为证明过氧化钠可在呼吸面具和潜水艇中做供氧剂的实验装置图,其中a装置是实验室制备二氧化碳的装置,c中盛放的是过氧化钠。下列说法正确的是
A.a中可以用Na2CO3和稀盐酸来制备CO2
B.b装置中是饱和Na2CO3溶液,作用是除去a中产生的HCl
C.c中只发生2Na2O2 +2CO2=2Na2CO3+O2
D.f中收集的气体是纯净的O2
典例2在一密闭容器中有CO、H2、O2共16.5 g和足量的Na2O2,用电火花引燃,使其完全反应,Na2O2增重7.5 g,则原混合气体中O2的质量分数是
A.54.5% B. 40%
C. 36% D. 33.3%
变式1(1) 用单线桥分析Na2O2与水的反应中电子转移的方向和数目:________________________________;
其中氧化剂是__________,还原剂是__________,氧化产物是________,还原产物是_______________。
(2) Na2O2与CO2反应生成0.1 mol氧气时,转移的电子数为________。
变式2某化学兴趣小组在学校科技节活动中表演了“滴水生火”“吹气生火”的小魔术。如图所示,在蒸发皿上放一小团脱脂棉,在里面裹入一种淡黄色的化合物,对着脱脂棉吹气或者用胶头滴管滴几滴水,一会儿脱脂棉会燃烧起来。下列说法不正确的是
A.淡黄色化合物为Na2O2
B.“滴水生火”的小魔术本质上是发生了2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
C.“吹气生火”的小魔术中的火不可以用泡沫灭火器扑灭
D.在活动中为了更清楚地观察现象,需要近距离俯视蒸发皿
碳酸钠、碳酸氢钠的性质与检验3
典例1Na2CO3和NaHCO3混合溶液具有控制酸碱平衡的作用。室温下,通过下列实验探究一定浓度的Na2CO3和NaHCO3混合溶液的性质。
实验1:向混合溶液中滴几滴酚酞,溶液显红色;
实验2:向实验1所得溶液中滴加几滴稀盐酸,溶液红色变浅;
实验3:向混合溶液中通入过量的CO2,无明显现象;
实验4:向实验3所得溶液中滴加少量Ba(OH)2溶液,产生白色沉淀。
下列有关说法正确的是
A.实验1中溶液显红色的主要原因是CO+2H2OH2CO3+2OH-
B.实验2中溶液红色变浅的原因是HCO+H+H2O+CO2↑
C.实验3中无明显现象说明没有发生化学反应
D.实验4中产生白色沉淀的原因是2HCO+Ba2++2OH-===2H2O+CO+BaCO3↓
典例2为除去溶液中的下列杂质,所选用的试剂正确的是
选项
杂质
试剂
A
适量的NaOH溶液
B
NaOH
适量的溶液
C
NaCl
适量的盐酸
D
适量的溶液
变式1某校化学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实验,如图Ⅰ~Ⅳ所示。
(1)只根据图Ⅰ、Ⅱ所示实验,能够达到实验目的的是________(填装置序号)。
(2)图Ⅲ、Ⅳ所示实验均能鉴别这两种物质,其反应的化学方程式为_______________________________;
与实验Ⅲ相比,实验Ⅳ的优点是________(填字母)。
A.Ⅳ比Ⅲ复杂
B.Ⅳ比Ⅲ安全
C.Ⅳ比Ⅲ操作简便
D.Ⅳ可以做到用一套装置同时进行两个对比实验,而Ⅲ不行
(3)若用实验Ⅳ验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性,则试管B中装入的固体最好是___________________________________________________________________(填化学式)。
碳酸钠质量分数的测定4
典例1下列实验方案中,不能测定出和的混合物中质量分数的是
A.取ag混合物充分加热,质量减少bg
B.取ag混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得到bg固体
C.取ag混合物与足量溶液充分反应,过滤、洗涤、烘干、得到bg固体
D.取ag混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出气体用碱石灰吸收,质量增加bg
变式1实验室欲测定碳酸钠和碳酸氢钠混合物中碳酸钠的质量分数w(Na2CO3),称取此混合物5.0 g,溶于水中,配成250 mL溶液。
方案一:沉淀法。利用化学反应把HCO、CO完全转化为沉淀,称量干燥沉淀的质量,由此计算混合物中w(Na2CO3)。
(1)量取100 mL配制好的溶液于烧杯中,滴加足量沉淀剂,把溶液中HCO、CO完全转化为沉淀,应选用的试剂是________(填字母)。
A. CaCl2溶液 B. MgSO4溶液
C. NaCl溶液 D. Ba(OH)2溶液
(2)过滤,洗涤沉淀,判断沉淀是否洗净的方法是_______________________________________________。
(3)将所得沉淀充分干燥,称量沉淀的质量为m g,由此可以计算w(Na2CO3)。如果此步中,沉淀未充分干燥就称量,则测得w(Na2CO3)________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
方案二:气体法。某同学用下列实验流程测定。
按如图所示装置进行实验:
(1)在装置C中装碱石灰来吸收净化后的气体,装置D的作用是____________________________________。
(2)有的同学认为,为了减小实验误差,应在反应前后都通入N2,反应后通入N2的目的是______________
______________________________________________________。
方案三:滴定法。量取25.00 mL配制好的溶液加入锥形瓶中,滴加2滴酚酞溶液,摇匀,用0.2000 mol·L-1盐酸滴定到终点(已知终点时反应H++CO===HCO恰好反应完全)。重复此操作2次,消耗盐酸的平均体积为20.00 mL。
(1)量取25.00 mL配制好的溶液,应选择________仪器来完成。
(2)判断滴定终点的依据是________________________________________________________________。
(3)此法测得w(Na2CO3)=________。
侯氏制碱法5
典例1实验室利用下图装置模拟侯氏制碱法制备NaHCO3,下列说法正确的是
A.实验时应先打开活塞a后打开活塞b
B.装置B中应盛放饱和Na2CO3溶液以除去HCl杂质
C.一段时间后,装置C中可观察到白色晶体析出
D.装置 E 主要为了吸收多余的 CO2
变式1如图是模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3的部分装置。
(1)实验时向饱和食盐水中通入CO2、NH3的先后顺序是________________________。
(2)a通入__________,然后b通入__________,简述理由:____________________。
(3)c中放蘸有稀硫酸的脱脂棉,作用是________________________________________________________。
碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的基本图像6
5
典例1向浓度相等、体积均为100 mL的A、B两份NaOH溶液中,分别通入一定量的CO2后,逐滴加入0.1 mol·L-1盐酸,产生CO2的体积(标准状况)与所加盐酸的体积关系如图所示。
(1)A曲线表明,原溶液通入CO2________mL(标准状况)。
(2)B曲线表明,原溶液通入CO2后,所得溶液中溶质的物质的量之比为________。
(3)原NaOH溶液的物质的量浓度为________。
变式1将一定物质的量的Na2CO3、NaHCO3组成的混合物溶于水,配成1 L溶液,取出50 mL溶液,然后滴加一定物质的量浓度的盐酸,得到的图像如图所示。
按要求回答问题:
(1)写出依次发生反应的化学方程式:_________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)①代表________的变化曲线;②代表________的变化曲线;③代表________的变化曲线。
(3)盐酸的物质的量浓度为__________________________________________________。
(4)加入盐酸为150 mL时,放出的CO2在标准状况下的体积为________。
变式2向100mLNaOH溶液中通入一定量的CO2气体,充分反应后,再向所得溶液中逐滴加入0.2mol/L的盐酸,产生CO2的体积与所加盐酸体积之间关系如图所示。下列判断正确的是
A.原NaOH溶液的浓度为0.2mol/L
B.通入CO2的体积为448mL
C.所得溶液的溶质成分的物质的量之比为n(NaOH):n(Na2CO3)=1:3
D.所得溶液溶质成分的物质的量之比为n(NaHCO3):n(Na2CO3)=1:1
碱金属的相似性及递变性7
5
典例1已知有钠、钾及钠钾合金,对于它们三者熔点高低比较正确的是
A. 钠钾合金>钠>钾 B. 钠>钾>钠钾合金
C. 钠>钠钾合金>钾 D. 钾>钠钾合金>钠
变式1碱金属单质及其化合物有广泛应用。回答下列问题:
(1)锂是最轻的活泼金属,常用于制造高效锂电池。电解池中的电解液不能用水作溶剂,原因是________________________________________________________________________。
(2)金属钾是一种活泼的金属,下列有关其性质的说法正确的是________(填字母)。
A. 钾在空气中燃烧时,只生成K2O
B. 钾与水反应,由于反应剧烈可能会发生爆炸
C. 1 mol·L-1KOH溶液比1 mol·L-1NaOH溶液碱性强
(3)KH是一种野外供氢剂,其电子式为________,与水反应放出氢气,化学方程式为________________
__________________________。生成1 mol氢气时,反应中转移的电子数为____________________。
(4)NaH在无水条件下可作为某些钢铁制品的脱锈剂(铁锈的成分表示为Fe2O3),脱锈过程中生成两种产物,其反应的化学方程式:__________________________________________________________________。
焰色试验8
5
典例1焰色试验过程中铂丝的清洗和灼烧与钾焰色反应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至与原来火焰颜色相同为止,再蘸取被检验的物质
B.钾的焰色反应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.没有铂丝可用光洁无锈铁丝代替
变式1下列有关焰色试验操作注意事项的说法正确的是
① 钾的火焰颜色要透过蓝色钴玻璃观察 ② 先将铂丝灼烧到与原来火焰的颜色相同,再蘸取被检验的物质 ③ 每次实验后,要将铂丝用盐酸洗净 ④ 实验时最好选择本身颜色较浅的火焰 ⑤ 没有铂丝时,也可以用光洁无锈的铁丝代替
A.仅有③不正确 B. 仅有④不正确
C. 仅有⑤不正确 D. 全对
金属钠与可溶性盐溶液反应1
Na2O2与CO2、H2O反应的定量关系233
电子转移关系
当Na2O2与CO2、H2O反应时,物质的量的关系为2Na2O2~O2~2e-,n(e-)=n(Na2O2)=2n(O2)
变化关系
CO2、水蒸气(或两混合气体)通过足量Na2O2时,气体体积的减少量是原来气体体积的,等于生成氧气的体积,即ΔV=V(O2)=V(混合)
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(CO)=28 g·mol-1×n(CO2),Δm(H2)=2 g·mol-1×n(H2O)
Na2CO3、NaHCO3与酸反应的图像分析333
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=2ab
◆能力强化练
1.观察是研究物质性质的一种基本方法。某同学将一小块金属钠露置于空气中,观察到下列现象:银白色变灰暗变白色出现液滴白色固体,则下列说法正确的是
A.①发生氧化还原反应生成了过氧化钠
B.④只发生物理变化
C.③是碳酸钠吸收空气中的水蒸气形成了溶液
D.②④是非氧化还原反应
2.在隔绝空气的条件下让钠与FeSO4溶液反应,实验时,往100 mL大试管中先加40 mL煤油,取三粒米粒大小的金属钠放入大试管后塞上橡胶塞,通过长颈漏斗加入FeSO4溶液使煤油的液面至橡胶塞,并夹紧弹簧夹(如图)。下列叙述错误的是
A.剩余的钠放回原试剂瓶
B.溶液中有气泡生成,下层溶液出现白色絮状沉淀
C.大试管内和长颈漏斗中的液面都下降
D.钠与硫酸亚铁溶液反应的化学方程式为2Na+FeSO4+2H2O===Fe(OH)2↓+Na2SO4+H2↑
3.1 mol过氧化钠与2 mol碳酸氢钠固体混合后,在密闭的容器中加热充分反应,排出气体物质后冷却,残留的固体物质是
A.Na2CO3 B. Na2O2 Na2CO3
C. NaOH Na2CO3 D. Na2O2 NaOH Na2CO3
4.某溶液含有①NO、②HCO、③SO、④CO、⑤SO五种阴离子。现向其中加入少量的Na2O2固体后,溶液中离子浓度增大的是(设溶液体积无变化)
A.① B. ④ C. ①④⑤ D. ④⑤
5.向100 mL NaOH溶液中通入一定量的CO2气体,充分反应后,再向所得溶液中逐滴加入0.2 mol/L的盐酸,产生CO2的体积与所加盐酸体积之间关系如图所示。下列判断正确的是
A.原NaOH溶液的浓度为0.2 mol/L
B.通入CO2的体积为448 mL
C.所得溶液的溶质成分的物质的量之比为n(NaOH):n(Na2CO3)=1:3
D.所得溶液溶质成分的物质的量之比为n(NaHCO3):n(Na2CO3)=1:1
6.下列有关碳酸钠、碳酸氢钠的说法正确的是
A.25 ℃时,碳酸氢钠在水中的溶解度比碳酸钠大
B.常温下,分别向碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液中滴加等浓度的稀盐酸,立即产生气泡的是Na2CO3
C.可利用图示装置来比较Na2CO3和NaHCO3的热稳定性
D.常温下,浓度均为0.1 mol·L-1时,溶液的pH大小:Na2CO3>NaHCO3
7.某化学实验小组探究Na2CO3和NaHCO3与碱的反应,实验过程及结果如下。
实验装置
试剂X
实验结果
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
①Ⅱ、Ⅲ均产生白色沉淀
②烧杯中溶液pH变化如下:
蒸馏水
0.05 mol·L-1
Na2CO3溶液
0.05 mol·L-1
NaHCO3溶液
已知:pH越大,c(OH-)越大,溶液碱性越强。
下列说法不正确的是
A.Ⅰ是空白实验,排除因体积变化对Ⅱ、Ⅲ溶液pH的影响
B.Ⅱ和Ⅰ的pH曲线基本重合,说明CO与OH-不反应,Ⅱ中发生反应:CO+Ca2+===CaCO3↓
C.Ⅲ比Ⅱ的pH曲线降低,说明HCO与OH-反应,Ⅲ中初期发生反应:HCO+OH-+Ca2+===CaCO3↓+H2O
D.Ⅲ中石灰水恰好完全反应时,溶液pH=7
8.向四只盛有一定量NaOH溶液的烧杯中通入不同量的CO2气体后,在所得溶液中逐滴加入盐酸至过量,并将溶液加热,产生的气体与HCl的物质的量的关系如图:
则下列分析都正确的是
选项
溶质的成分
对应图像
溶液中离子浓度关系
A
NaHCO3、Na2CO3
Ⅱ
c(CO)<c(HCO)
B
NaOH、Na2CO3
Ⅲ
c(OH-)>c(CO)
C
Na2CO3
Ⅳ
c(Na+)=c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)
D
NaHCO3
Ⅰ
c(Na+)=c(HCO)
9.我国化学家侯德榜改进国外的纯碱生产工艺,生产流程可简要表示如图:
(1)分别写出沉淀池、煅烧炉中发生反应的化学方程式。
(2)写出上述流程中X物质的分子式。
(3)向母液中通氨气,加入细小食盐颗粒,冷却析出副产品。通氨气除了增大NH的浓度,使NH4Cl更多地析出外,还有什么作用?循环Ⅰ的作用是什么?
(4)如何检验产品碳酸钠中是否含有碳酸氢钠?
10.已知Na2O2可用作漂白剂和呼吸面具中的供氧剂。
(1) 写出Na2O2作供氧剂时发生反应的化学方程式:______________________________。
(2) Na2O2具有强氧化性,H2具有还原性,有同学猜想Na2O2与H2能反应。为了验证此猜想,该小组同学进行如下实验,实验步骤和现象如下。
步骤1:按图组装仪器(图中夹持仪器省略),检查气密性,装入药品;
步骤2:打开K1、K2,产生的氢气流经装有Na2O2的硬质玻璃管,一段时间后,没有任何现象;
步骤3:……,开始加热,观察到硬质玻璃管内Na2O2开始熔化,淡黄色的粉末变成了白色固体,干燥管内硫酸铜未变蓝色;
步骤4:反应后撤去酒精灯,待硬质玻璃管冷却后关闭K1。
① 盛装稀盐酸的仪器名称是________;B装置的作用是________________________。
② 步骤3在点燃C处酒精灯前必须进行的操作是_________________________________________________。
③ 设置装置D的目的是___________________________________________________。
④ 根据实验现象得到的结论是_______________________________________________(用化学方程式表示)。
11.化工专家侯德榜发明的侯氏制碱法为我国纯碱工业和国民经济发展做出了重要贡献,某化学兴趣小组在实验室中模拟并改进侯氏制碱法制备NaHCO3,进一步处理得到产品Na2CO3和NH4Cl,实验流程如图:
回答下列问题:
(1)从A~E中选择合适的仪器制备NaHCO3,正确的连接顺序是____________(按气流方向,用小写字母表示)。为使A中分液漏斗内的稀盐酸顺利滴下,可将分液漏斗上部的玻璃塞打开或____________________
_________________________________________________________________________________。
(2)B中使用雾化装置的优点是____________________________________________________________。
(3)生成NaHCO3的总反应的化学方程式为__________________________________________________。
(4)反应完成后,将B中U形管内的混合物处理得到固体NaHCO3和滤液:
① 对固体NaHCO3充分加热,产生的气体先通过足量浓硫酸,再通过足量Na2O2,Na2O2增重0.14 g,则固体NaHCO3的质量为________g。
② 向滤液中加入NaCl粉末,存在NaCl(s)+NH4Cl(aq)―→NaCl(aq)+NH4Cl(s)过程。为使NH4Cl沉淀充分析出并分离,根据NaCl和NH4Cl溶解度曲线,需采用的操作为________、________、洗涤、干燥。
◆综合拔高练
12.下列叙述正确的是
A.切开的金属Na暴露在空气中,光亮表面逐渐变暗:2Na+O2===Na2O2
B.一定条件下,2.3 g Na完全与O2反应生成3.6 g产物,失去的电子数为0.2NA
C.钠在空气中受热时,熔化为银白色的小球,产生黄色的火焰,生成白色粉末
D.钠在空气中长期放置,最终主要生成物为碳酸钠
13.钠在液氨中溶剂化速度极快,生成蓝色的溶剂合电子,如图为钠投入液氨中的溶剂化示意图。钠沉入液氨中,快速得到深蓝色溶液,并慢慢产生气泡。下列说法错误的是
A.钠的密度比液氨大
B.溶液的导电性增强
C.0.1 mol钠投入液氨中生成0.01 mol H2时,Na共失去0.02 mol电子
D.钠和液氨可以发生的反应为2NH3 +2Na===2NaNH2 +H2↑
14.过氧化钠具有强氧化性,遇木炭、铝粉等还原性物质时可燃烧。下列有关说法不正确的是
A.Na2O2与CO2反应时,Na2O2是氧化剂,CO2是还原剂
B.熔融过氧化钠时不可使用石英坩埚
C.过氧化钠与木炭、铝粉反应时,过氧化钠均表现出强氧化性
D.过氧化钠与二氧化硫反应时可生成硫酸钠
15.某实验小组通过如图所示实验,探究Na2O2与水的反应:
下列说法正确的是
A.②中的大量气泡主要成分是氢气
B.③中溶液变红,说明有酸性物质生成
C.④中现象可能是溶液中含有强氧化性物质造成的
D.⑤中MnO2的主要作用是降低水中氧气的溶解度
16.过氧化钠与水反应后滴加酚酞,酚酞先变红后褪色。某小组欲探究其原因,进行如图所示实验。实验①取反应后的溶液加入二氧化锰,立即产生大量气体;实验②③中红色均不褪去。下列分析错误的是
A.过氧化钠与水反应产生的气体为O2
B.过氧化钠与水反应需要MnO2作催化剂
C.实验②③可证明使酚酞褪色的不是氢氧化钠和氧气
D.过氧化钠与水反应可能生成了具有漂白性的H2O2
17.某同学结合所学知识探究Na2O2与H2能否反应,设计如图装置,下列说法正确的是
A.装置A也可直接用于Cu与浓硫酸反应制取SO2
B.装置B中盛放硅胶的作用只是除去A中挥发出来的少量水蒸气
C.装置C加热前,用试管在装置D管口末端处收集气体点燃,通过声音判断气体纯度
D.检查装置A气密性的方法:直接向长颈漏斗中加水,当漏斗中液面高于试管中液面且高度不变说明气密性良好
18.下列物质均为a g,将它们在氧气中完全燃烧的产物全部通入到足量的过氧化钠固体中,则过氧化钠固体增重为 a g的是
① CO ② H2 ③ CH4 ④ HCHO ⑤ CH3COOH ⑥ HCOOH
A.①②⑤⑥ B. ②③④⑤
C. ①②④⑤ D. ①②③⑤
19.某同学用Na2CO3和NaHCO3溶液进行如图所示实验。下列说法不正确的是
A.实验前pH(Na2CO3)>pH(NaHCO3)
B.实验后两溶液中离子种类完全相同
C.Na2CO3溶液中生成的沉淀比NaHCO3溶液中生成的沉淀多
D.两溶液中反应的基本类型相同
20.碱金属元素是金属性表现的最鲜明和最有规律的一族元素。下列说法正确的是
A.碱金属单质中锂的密度最小,熔点最低
B.25 ℃时碳酸钾溶液的pH<7
C.乙醇与金属钾反应生成氢气
D.用电解铯盐溶液的方法冶炼金属铯
21.向Na2CO3和NaHCO3的混合溶液中缓慢滴加盐酸。下列表示加入盐酸的体积和生成二氧化碳的物质的量的图像关系合理的是
22.某兴趣小组的学生根据Mg与CO2反应的原理推测钠也能在CO2中燃烧,为了确定其产物并进行实验论证,某同学设计了下列装置进行实验(已知PdCl2能被CO还原为Pd),请回答下列问题:
(1)上图装置2中应盛放________溶液。
(2)为了使反应随开随用,随关随停,上图方框内应选用装置________(填字母)。
(3)检查装置的气密性完好并装好药品后,在点燃酒精灯前,应先进行装置1的操作,待装置______(填数字)中出现______________的现象时,再点燃酒精灯。
(4)①若装置6中有黑色沉淀(Pd)生成,装置4中残留固体(只有一种物质)加盐酸后有能使澄清石灰水变浑浊的气体放出,则钠与二氧化碳反应的化学方程式为______________________________________。
②若装置6中无明显现象,装置4中残留固体(有两种物质)加盐酸后有能使澄清石灰水变浑浊的气体放出,则钠与二氧化碳反应的化学方程式为________________________________________________________。
◆高考真题练
23.(2026 湖南)化学知识在生产、生活中应用广泛。下列反应方程式错误的是
A.氢氟酸溶蚀玻璃生产磨砂玻璃:
B.侯氏制碱法的主要反应:
C.酸性高锰酸钾溶液测定空气中的含量:
D.醋酸除去水垢中的:
24.(2026 云南)下列说法正确的是
A. 石油的分馏属于化学变化
B. 蔗糖属于二糖,水解产物为葡萄糖
C.
明矾可作净水剂,其水溶液呈碱性
D.
碳酸氢钠受热分解的化学方程式为
25.(2026 陕晋青宁卷)下列关于物质用途的说法错误的是
A. 乙烯用作水果催熟剂 B. 氧化钠用作呼吸面具供氧剂
C. 碘伏用作皮肤消毒剂 D. 金刚砂用作砂轮磨料
26.(2026 广东)化学之美在于发现。陈述Ⅰ和陈述Ⅱ均正确但两者间没有关联的是
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
光束通过胶体,产生明亮通路
胶体粒子对光线有散射作用
B
天然水晶呈现规则外形
晶体中原子呈周期性有序排列
C
烟花绽放,焰色五彩缤纷
碱金属原子容易失去最外层电子
D
铜丝浸入溶液中可形成美丽银树
的还原性比的强
A. A B. B C. C D. D
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