内容正文:
2.1 钠及其化合物背诵默写知识清单
考点01 钠及其性质
(1)钠的物理性质:密度:ρ(H2O)>ρ(Na)>ρ(煤油);熔点:<100 ℃;硬度:质地柔软,可以用小刀切割。
(2)从钠原子的原子结构认识钠的化学性质——强还原性:1 mol Na参加反应时转移 1 mol e-
①与非金属单质(如O2、S、Cl2、H2、NH3)的反应
O2
常温
4Na+O2===2Na2O白色固体
加热
2Na+O2 Na2O2 淡黄色固体、黄色火焰
Cl2
2Na+Cl22NaCl (产生黄色火焰,生成白烟)
S
2Na+S===Na2S (研磨时容易爆炸)
H2
2Na+H2 2NaH(金属氢化物中,氢为-1价)
例.下列各组物质中的两种物质发生反应时,反应条件或反应物用量的改变,对生成物没有影响的是( C )
A.Ca(OH)2和CO2 B.Na和O2 C.Zn和盐酸 D.C和O2
②与水反应:a.化学方程式:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑。
2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑。
b.与滴加酚酞的水反应的现象及解释
③与盐酸反应离子方程式(先酸后水):2Na+2H+===2Na++H2↑。
④与盐(CuSO4)溶液反应(先水后盐):2Na+2H2O+Cu2+===Cu(OH)2↓+2Na++H2↑
⑤与CO2反应:4Na+CO2===2Na2O+C ;
CO2过量4Na+3CO2===2Na2CO3+C
金属氢化物(NaH、AlH3、NaBH4、NaAlH4):
CaH2+2H2O===Ca(OH)2+2H2↑
金属钠久置于空气中,最终固体为Na2CO3粉末。
(3)钠的制备与保存:①制备 2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑
②保存(煤油或石蜡油);③钠失火的处理:沙土盖灭。
(4)钠的用途:①NaK合金(液态)可用于原子反应堆的
导热剂,制高压钠灯,
②强还原剂冶炼某些金属,如4Na+TiCl4Ti+4NaCl。 Na+KClNaCl+K↑
1.正误判断:
(1)钾、钠、镁等活泼金属着火时,不能用泡沫灭火器灭火,应用沙土盖灭( √ )
(2)金属钠在石棉网上加热时,先熔化成银白色小球,然后剧烈燃烧,产生黄色火焰( √ )
(3)实验完毕后剩余的金属钠不能随意丢弃,应放回原试剂瓶( √ )
(4)钠与CuSO4溶液反应:2Na+Cu2+===Cu↓+2Na+( × )
(5)钠在空气中燃烧可生成多种氧化物。23 g钠充分燃烧时转移电子数为NA。( √ )
(6)钾能置换出NaCl溶液中的钠( × )
(7)高压钠灯发出的黄光透雾能力强、射程远,可用于道路照明( √ )
2.将绿豆大的钠块投入如图所示的烧杯中,可能出现的现象是( C )
A.钠块只在煤油层中游动,并放出气体
B.钠块只在水层中游动,钠块熔化,水层变红
C.钠块在煤油、水两液体界面处反应,熔化成小球并上下跳动,水层变红
D.钠块在四氯化碳、水两液体界面处反应,熔化成小球并上下跳动,水层变红
解析:金属钠的密度比水、四氯化碳的小,比煤油大,金属钠为活泼金属,金属钠与水反应,不与煤油、四氯化碳反应,金属钠与水反应2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,钠块在煤油、水两液体界面处反应,熔成小球并上下跳动,水层变红,故C项正确。
3.将少量的金属钠投入下列稀溶液中,充分反应后,最终不会产生沉淀的是( B )
A.硫酸铜溶液 B.氯化钠溶液 C.饱和氢氧化钠溶液 D.氯化镁溶液
解析 钠和水反应生成NaOH和氢气,NaOH和硫酸铜、氯化镁分别反应生成Cu(OH)2、Mg(OH)2沉淀,饱和NaOH溶液中溶剂水反应被消耗且有NaOH生成,会有NaOH析出;少量钠投入到氯化钠稀溶液中,不会产生沉淀,故选B。
4.若m g Na在足量氯气中燃烧,生成固体的质量为(m+3.55) g,则m g Na与氧气反应,生成固体的质量可能为( D ) ①(m+0.8) g ②(m+1.0) g ③(m+1.2) g ④(m+1.6) g ⑤(m+1.4) g
A.①④ B.①⑤ C.③④ D.①②③④⑤
解析:由题可知,m g Na的质量为2.3 g,2.3 g Na与O2反应可能生成(m+0.8) g Na2O;也可能生成(m+1.6) g Na2O2;或Na2O和Na2O2的混合物,固体的质量在(m+0.8) g和(m+1.6) g之间。故①②③④⑤均有可能。
5. 将少量金属钠分别投入下列物质的水溶液中,有气体放出,且溶液质量减轻的是( D )
A.HCl B.NaOH C.K2SO4 D.CuSO4
6.下列有关钠及其化合物的基础实验,判断正确的是( C )
A.焰火中红色来源于钠盐灼烧
B.向乙醇中加入一小粒钠,产生无色气体,证明:乙醇中含有水
C.分别向0.1mol·L-1Na2CO3和NaHCO3溶液中滴入两滴酚酞溶液,溶液颜色变为红色和浅红色
D.在玻璃表面皿上完成钠的燃烧实验
7. 金属钠与水反应的实验过程中没有涉及到的图标是( C )
A. B. C. D.
解析:用小刀切一块钠,将Na投入水中发生剧烈反应,并有H2生成,实验中需要佩戴护目镜,且需防止刀刺破手指,实验后要及时洗手,不涉及热源;故选C。
考点02 氧化钠与过氧化钠
1.氧化钠和过氧化钠的比较
物质
氧化钠(Na2O)
过氧化钠(Na2O2)
色态
白色固体
淡黄色固体
类别
碱性氧化物(碱性氧化物)
过氧化物(非碱性氧化物)
电子式
阴阳离子数之比
1:2
1:2
化
学
性
质
热稳定性
不稳定(2Na2O+O2 2Na2O2)
稳定
与水反应
Na2O+H2O===2NaOH
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
与CO2反应
Na2O+CO2===Na2CO3
2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2
与酸反应(盐酸)
Na2O+2HCl===2NaCl+H2O
2Na2O2+4HCl===4NaCl+2H2O+O2↑
主要用途
用于制取少量Na2O2、烧碱
强氧化剂、漂白剂、供氧剂、消毒剂
2. Na2O2的强氧化性与还原性:
Na2O2具有强氧化性,能氧化S2-、SO2、SO、Fe2+等。能漂白品红溶液、酸碱指示剂、有色布条等。
如Na2O2+SO2==Na2SO4 过氧乙酸(CH3COOOH)、过氧化钙(CaO2)、过氧化氢(H2O2)均具有强氧化性。
3. Na2O2与H2O、CO2的反应规律:2Na2O2~O2~2e-、n(e-)=n(Na2O2)=2n(O2)。 ΔV=V(O2)=V(混合)
正误判断:
(1)Na2O2与Na2O晶体中阳离子与阴离子的个数比均为2∶1( √ )
(2)Na2O2吸收CO2产生O2,可用作呼吸面具供氧剂( √ )
(3)将足量过氧化钠投入紫色石蕊溶液中,溶液先变蓝色后褪色,同时有气泡产生( √ )
(4)标准状况下,5.6 L CO2与足量Na2O2反应转移的电子数为0.5NA ( × )
(5)在过氧化钠与水的反应中,每生成0.1 mol氧气,转移电子的数目为0.4NA ( × )
1.下列关于钠及其化合物的说法正确的是( D )
A.Na和Na+都具有强还原性 B.Na2O和Na2O2长期露置于空气中,最终产物不相同
C.将足量的Na2O和Na2O2分别加入含有酚酞的水中,最终所得溶液均为红色
D.将少量Na和Na2O2分别加入CuSO4溶液中,均产生蓝色沉淀同时放出无色气体
解析:Na具有强还原性,Na+没有还原性,A错误;Na2O和Na2O2长期露置于空气中,最终产物都是碳酸钠,B错误;将足量的Na2O加入含有酚酞的水中,溶液为红色;将足量的Na2O2加入含有酚酞的水中,溶液先变红后褪色,C错误;将少量Na加入CuSO4溶液中,产生蓝色沉淀同时放出氢气;将少量Na2O2加入CuSO4溶液中,产生蓝色沉淀同时放出氧气,D正确。
2.下列判断不正确的是( A )
A. (山东)Na2O有两种单质直接反应生成,将其加入Ba(HCO3)2溶液中同时有气体和沉淀产生
B.(辽宁)把水滴入盛有少量Na2O2的试管中,立即把带火星木条放在管口,木条复燃说明生成了O2
C.(浙江)Na2O在空气中加热可得固体Na2O2
D.(海南)Na2O2与CO2反应放出O2可用于呼吸面具
3.下列反应与Na2O2+SO2―→Na2SO4相比较,Na2O2的作用相同的是( D )
A.2Na2O2+2CO2―→2Na2CO3+O2 B.2Na2O2+2SO3―→2Na2SO4+O2
C.Na2O2+H2SO4―→Na2SO4+H2O2 D.3Na2O2+Cr2O3―→2Na2CrO4+Na2O
4.在溶液中加入足量Na2O2后仍能大量共存的离子组是( B )
A.NH、Ba2+、Cl-、NO B.K+、Na+、Cl-、SO
C.Ca2+、Mg2+、NO、HCO D.Na+、Cl-、CO、SO
5.把过氧化钠投入含有NO、Na+、HCO、Ca2+的水溶液中,溶液中离子数目不变的是( A )
A.NO B.Na+ C.HCO D.Ca2+
解析:过氧化钠先和水反应生成氢氧化钠和氧气,氢氧化钠在水溶液中能电离出自由移动的氢氧根离子,氢氧根离子能和HCO反应生成CO,Ca2+和碳酸氢根离子反应生成碳酸钙沉淀,所以发生的离子方程式为2Na2O2+2H2O===4Na++4OH-+O2↑,OH-+HCO===CO+H2O,CO+Ca2+===CaCO3↓,所以溶液中减少的离子为HCO、Ca2+,增加的离子为Na+,不变的离子为NO,A正确。
6. 物质间的转化是认识化学的重要途径,下列物质之间的转化不能通过一步实现的是( B )
A.Na→Na2O2 B.Na→Na2CO3 C.Na→NaOH D.Na→NaCl
7.2.3 g纯净的金属钠在干燥的空气中被氧化后得到3.5 g固体,由此判断其产物是( C )
A.只有氧化钠 B.只有过氧化钠 C.氧化钠和过氧化钠 D.无法确定
8.(过氧化钠的性质与纯度测定)现有一定量含有Na2O杂质的Na2O2试样,用如图所示实验装置测定Na2O2试样的纯度。(可供选用的反应物只有CaCO3固体、6 mol·L-1盐酸、6 mol·L-1硫酸和蒸馏水)
回答下列问题:
(1)装置A中液体试剂选用______________________。
(2)装置B的作用是____________________________,
装置E中碱石灰的作用是________________________。
(3)装置D中发生反应的化学方程式为________________。
(4)若开始时测得样品的质量为2.0 g,反应结束后测得气
体体积为224 mL(标准状况),则Na2O2试样的纯度为___。
答案:(1)稀盐酸 硫酸与碳酸钙反应中生成的CaSO4微溶于水,会覆盖在CaCO3固体表面,使反应不能持续 (2)除去气体中HCl 吸收装置D中反应剩余的CO2
(3)2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2 Na2O+CO2===Na2CO3 (4)78%
解析:(4)根据反应2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,反应结束后测得气体体积为224 mL(标准状况),即生成的O2的物质的量为0.01 mol,Na2O2的物质的量为0.02 mol,过氧化钠的纯度为×100%=78%。
9.过量的NaHCO3与Na2O2混合,在密闭容器中充分加热后,最后排出气体,残留的物质应是 ( C )
A.Na2O和Na2O2 B.Na2O2和Na2CO3 C.Na2CO3 D.Na2O
10.(2023·湖南学业考试)在空气中,下列物质会变质且其变化不涉及氧化还原反应的是( D )
A.Na B.Na2O2 C.NaCl D.NaOH
11.过氧化钠可作呼吸面具中的供氧剂,实验室可用如图装置制取少量纯净过氧化钠。下列说法正确的是(B)
A.实验时先点燃酒精灯,再打开仪器①的开关
B.装置X也可以用于制取H2、CO2等气体的发生装置
C.②中所盛试剂为饱和NaHCO3溶液
D.③的作用是吸收尾气
解析:实验时先打开仪器①的开关,将装置中的空气排尽后,
再点燃酒精灯,防止空气中的水蒸气与钠直接反应,使制得的产品不纯,A错误;
装置X是固加液不需要加热的装置,实验室利用锌与稀硫酸制取H2,利用碳酸钙与稀盐酸制取CO2,均可利用装置X进行制取,B正确;
②中应盛浓硫酸,除去氧气中含有的水蒸气,C错误。
③中碱石灰的作用是防止空气中水蒸气等倒吸进入硬质玻璃管。
12.金属钠及其化合物在人类社会发展进程中起着重要的作用,请回答:
(1)将一小块金属钠投入盛有水的烧杯中:
①B中发生反应的化学方程式是 。
②下列现象与解释正确的是 (填字母)。
选项
实验现象
解释
A
钠浮在水面上
钠的密度比水小
B
钠熔成小球
钠与水反应放热且钠的熔点低
C
钠四处游动,嘶嘶作响
产生了气体
D
向烧杯C中滴入酚酞溶液,溶液变为红色
生成了碱性物质
(2)实验室利用如图所示的装置(夹持仪器略)研究潜水艇中供氧体系的反应原理。
①A装置为CO2的制备装置,反应的离子方程式为 。
②C装置为O2的制备装置,写出C中过氧化钠发生反应的化学方程式: 。
③D装置中盛放的试剂是 。
④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。
(3)过氧化钠若长期保存不当,容易生成 (填化学式),证明过氧化钠变质情况的一种实验方案如下。
操作
现象
结论
取少量样品于试管中,加水溶解,加入 溶液,充分振荡
有白色沉淀生成
另取少量样品于试管中,再加入适量的水,用带火星的木条靠近管口
带火星的木条复燃
答案:(1)①2Na+2H2O =2NaOH+H2↑ ②ABCD
(2)①CaCO3+2H+ = Ca2++CO2↑+H2O ②2Na2O2+2CO2 = 2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O = 4NaOH+O2↑
③NaOH溶液 ④使带火星的木条复燃
(3)Na2CO3 BaCl2 过氧化钠样品已经变质 过氧化钠样品部分变质
解析:(3)过氧化钠若长期保存不当,容易生成Na2CO3,碳酸根离子Ba2+生成碳酸钡沉淀,滴加氯化钡生成白色沉淀,证明含碳酸根离子,说明过氧化钠样品已经变质。另取少量样品于试管中,再加入适量的水,用带火星的木条靠近试管口,带火星的木条复燃说明生成了氧气,说明过氧化钠部分变质。
13.请选择适当的化学试剂和实验用品,用下图所示装置
(C中盛放的是过氧化钠)进行实验,证明过氧化钠可
在呼吸面具或潜水艇中做供氧剂(CO2和饱和NaHCO3
溶液不反应)。
(1)A是制取CO2的装置。仪器a的名称为________。
装置序号
加入的试剂
加入该试剂的目的
B
饱和NaHCO3溶液
①________
D
②________
③________
(2)填写表中空格:
(3)写出过氧化钠与二氧化碳反应的
化学方程式:_________________。
(4)F中得到的是________。如何验证:________________________________。
答案:(1)分液漏斗 (2)①除去CO2中混有的HCl气体 ②NaOH溶液 ③吸收未反应完的CO2
(3)2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
(4)O2 用带火星的木条伸进试管口,木条复燃,则证明F中得到的是O2
考点03碳酸钠与碳酸氢钠
1. Na2CO3与NaHCO3性质比较
物质性质
Na2CO3
NaHCO3
俗名
纯碱、苏打
小苏打
水溶性
均易溶,相同温度下,Na2CO3 >NaHCO3(Na2CO3粉末加少量H2O放热形成Na2CO3·xH2O)易风化。NaHCO3溶于水吸热。
溶液的酸碱性
均呈碱性,相同浓度时(滴入酚酞),Na2CO3溶液的碱性(红色) >NaHCO3(浅红色)
热稳定性
稳定
不稳定,受热易分解
2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
同浓度的盐酸反应
速率慢,放出CO2气体
CO32-+2H+ = CO2↑+H2O
速率快,放出CO2气体
HCO3-+H+== CO2↑+H2O
盐酸逐滴加入时的现象
CO32-+H+===HCO3-;开始不产生气体
HCO3-+H+===CO2↑+H2O,后来有气体
HCO3-+H+===CO2↑+H2O,立即产生气体
与足量CO2反应
Na2CO3(饱和)+CO2+H2O==2NaHCO3↓
不反应
与NaOH反应
不反应
NaHCO3+NaOH=== Na2CO3+H2O
HCO+OH-===CO+H2O
与Ca(OH)2反应
Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOH
2NaHCO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+Na2CO3+2H2O
与CaCl2溶液反应
Na2CO3+CaCl2=== CaCO3↓+2NaCl
HCO3-与Ca2+、Ba2+不反应
用途
化工原料、去油污
治疗胃酸过多、发酵粉
2.相互转化:Na2CO3NaHCO3
例. A~H为中学化学中常见的物质,转化关系如下图所示,其中“○”代表化合物,“□”代表单质,A为医学上治疗胃酸过多的一种药剂,G为淡黄色固体,C在通常状况下为无色液体。
请回答下列问题:
(1)G的化学式为________,每生成1 个G转移电子________个。
(2)反应①②③④中________(填序号)属于氧化还原反应。
(3)写出下列反应的化学方程式:
A→B+C+D:_______________________________________,
F+C:______________________________________________。
答(1) Na2O2 2 (2)②③ 2NaHCO3 Na2CO3 + H2O + CO2↑ 2Na + 2H2O =2NaOH + H2↑
由 A 为医学上治疗胃酸过多的一种药剂, G 为淡黄色固体, C 在通常状况下为无色液体,和框图可知A为 NaHCO3 , B 为 CO2 , C 为 H2O , D 为 Na2CO3 , F为 Na , E为 O2 , G 为 Na2O2 , H 为 NaOH。
3.碳酸钠与碳酸氢钠相混时的除杂方法;(除去CO2气体中的HCl气体,用饱和NaHCO3溶液)
1.Na2CO3固体(NaHCO3):加热至固体质量不再变化。2.Na2CO3溶液(NaHCO3):加适量的NaOH溶液。
3.NaHCO3溶液(Na2CO3):通足量的二氧化碳气体。
例.为除去括号内的杂质,所选用的试剂或方法错误的是( D )
A.Na2CO3固体(NaHCO3):加热至不再产生气体 B.CO2气体(HCl):饱和NaHCO3溶液
C.NaHCO3溶液(Na2CO3):通过量CO2 D.Na2CO3溶液(Na2SO4):加入适量Ba(OH)2溶液,过滤
解析:NaHCO3加热分解生成Na2CO3,Na2CO3受热不分解,则加热法可除杂;二氧化碳不与NaHCO3反应,氯化氢能,能达到除杂目的;Na2CO3溶液吸收二氧化碳转化为NaHCO3,则用二氧化碳能除去NaHCO3溶液中的Na2CO3;二者都与Ba(OH)2反应生成沉淀,主要物质也被除去了,D错误。
4.Na2CO3与NaHCO3鉴别:(1)滴入酚酞溶液、(2)逐滴加入稀盐酸、(3)滴加BaCl2溶液、(4)固体加热等
例. 某白色粉末由两种物质组成,为鉴别其成分进行如下实验:
①取少量样品加入足量水仍有部分固体未溶解;再加入足量稀盐酸,有气泡产生,固体全部溶解;
②取少量样品加入足量稀硫酸有气泡产生,振荡后仍有固体存在。该白色粉末可能为( C )
A.NaHCO3、Al(OH)3 B.AgCl、NaHCO3 C.Na2SO3、BaCO3 D.Na2CO3、CuSO4
试题分析:A.NaHCO3、Al(OH)3中加入足量稀硫酸有气泡产生,生成Na2SO4、Al2(SO4)3 、CO2和H2O,最终无固体存在,A项错误;B.AgCl不溶于酸,固体不能全部溶解,B项错误;C.Na2SO3、BaCO3 加入足量水时,碳酸钡不溶于水使部分固体不溶解,加入稀盐酸,BaCO3与盐酸反应生成BaCl2、CO2和H2O,固体全部溶解,再将样品加入足量稀硫酸,稀硫酸和BaCO3反应生成BaSO4沉淀和CO2和H2O,有气泡产生,振荡后仍有固体BaSO4存在,符合题意,C项正确;D.Na2CO3、CuSO4加入足量水固体全部溶解,再加入足量稀硫酸,振荡后无固体存在,D项错
5.固体质量差值法计算
例.为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度,现将W1g样品加热,其质量变为W2g,则该样品的纯度(质量分数)是( A )
A. B. C. D.
解析:根据碳酸氢钠加热分解,而碳酸钠在加热时不反应,则利用反应前后固体的质量差来计算碳酸氢钠的质量,再计算碳酸钠样品的纯度.
解答:解:设样品中含有NaHCO3杂质的质量为x,则
2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O △m(减少) CO2+H2O(g) = 44+18 = 62
2×84 106 62
x (w1g﹣w2g)
解得x= ,
则w(Na2CO3) = =。
考点04 侯氏制碱法
1.反应原理
(1)产生NaHCO3的反应:NH3+NaCl+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl
(2)产生Na2CO3的反应:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
2.绿色思想:循环使用的物质为CO2、饱和食盐水。
例:[河北]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0.14g,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) aefbcd 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
(3) NH3H2O+NaCl+CO2=NH4Cl+NaHCO3↓
(4)①0.84 ②蒸发浓缩冷却结晶 过滤
详解:(1)根据分析可知,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与挥发出来的氨气可被饱和食盐水吸收,也能充分利用二氧化碳制备得到少量NaHCO3,所以按气流方向正确的连接顺序应为:aefbcd;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,故答案为:aefbcd;将玻璃塞上的凹槽对准漏斗颈部的小孔;
(4)①2NaHCO3Na2CO3+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,2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,根据方程式可知,根据差量法可知,当增重时,消耗的二氧化碳的质量为0.22g,其物质的量为0.005mol,根据关系式
2NaHCO3 ~ CO2 可知,消耗的NaHCO3的物质的量为20.005mol=0.01mol,所以固体NaHCO3的质量为0.01mol84g/mol=0.84g;
②根据溶解度虽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,需采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥的方法,故答案为:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤;
变式. 下图是模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3的部分装置。下列操作正确的是(C)
A.a通入CO2,然后b通入NH3,c中放碱石灰
B.b通入NH3,然后a通入CO2,c中放碱石灰
C.a通入NH3,然后b通入CO2,c中放蘸稀硫酸的脱脂棉
D.b通入CO2,然后a通入NH3,c中放蘸稀硫酸的脱脂棉
试题分析:“候氏制碱法”制取NaHCO3的原理 是在饱和食盐水中通入氨气和二氧化碳,而得到NaHCO3;在这一实验过程中,由于CO2在水中的溶解度较小,而NH3的溶解度较大,为防止倒吸,b管通CO2,a管通NH3,所以要向食盐水中先通NH3再通CO2,否则CO2通入后会从水中逸出,再通NH3时溶液中CO2的量很少,得到的产品很少;在这个实验中的尾气主要是CO2和NH3,其中NH3对环境影响较大,要进行尾气处理,而NH3是碱性气体,所以在c装置中要装酸性物质,据此进行推断.
考点05 焰色试验
实验用品
铂丝或铁丝、稀盐酸、酒精灯
操作步骤
焰色
钠元素:黄色 钾元素:紫色(透过蓝色钴玻璃)
金属元素
锂
钠
钾
钙
钡
铜
焰色
紫红色
黄色
紫色
砖红色
黄绿色
绿色
注意:1.焰色反应产生的火焰颜色与元素的存在状态无关,如:灼烧钠的化合物和单质时,火焰颜色均为黄色。几种常见金属的焰色:钠:黄色,钾:紫色(透过蓝色钴玻璃)。
2.焰色反应是物理变化而不是化学变化。
例题1.下列有关焰色试验说法正确的是( B )
A.焰色试验是单质才有的性质 B.焰色试验是元素的性质
C.用焰色试验检验Na2CO3溶液中是否混有K2CO3时,可以直接观察火焰鉴别
D.焰色试验属于化学检验法
解析:A项,焰色反应是元素的性质,A错误;B项,焰色反应是元素的性质,B正确;C项,钾元素的焰色反应,需要隔着蓝色钴玻璃观察,避免钠元素的干扰,C错误;D项,焰色反应是元素的物理性质,而不是化学性质,D错误;故选B。
例题2.(江苏)下列关于焰色试验的说法不正确的是( C )
A.焰色试验中可用洁净的铁丝替代铂丝 B.利用某些金属的焰色试验可以制成五彩缤纷的烟花
C.焰色试验中可用浓硫酸替代稀盐酸 D.用焰色试验可以区分氯化钠和氯化钾
正误判断:
(1)向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2溶液变浑浊,析出了NaHCO3( √ )
(2)Na2CO3俗称小苏打,做发酵粉( × )
(3)将稀盐酸滴入碳酸钠与氢氧化钠的混合溶液中,立即产生气泡( × )
(4)澄清石灰水可用于鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液( × )
(5)Na、NaOH、Na2O、Na2CO3的焰色反应相同( √ )
(6)观察钾元素的焰色反应时一般透过蓝色钴玻璃观察以防止钠元素的干扰( √ )
(7)碳酸氢钠可做食品膨松剂(2022·全国乙卷,7B)( √ )
(8)面包师用小苏打作发泡剂烘焙面包,是因为Na2CO3可与酸反应(22·广东)( × )
(9)NaHCO3的热稳定性比Na2CO3强(20·浙江)( × )
(10)盐碱地(含较多Na2CO3等)不利于作物生长,可施加熟石灰进行改良(19·天津)( × )
(11)热的纯碱溶液可用于去除餐具的油污(18·全国Ⅱ)( √ )
(12)溶解度:Na2CO3<NaHCO3(18·天津)( × )
(13)用铂丝蘸取某碱金属的盐溶液灼烧,火焰呈黄色,证明其中含有Na+,无K+(18·全国Ⅲ改编)(×)
(14)用Na2CO3溶液可鉴别CaCl2溶液、NaCl溶液和稀硫酸(18·浙江)( √ )
(15)为除去NaHCO3固体中的Na2CO3,可将固体加热至恒重(17·天津改编)( × )
1.下列关于Na2CO3和NaHCO3的说法不正确的是( D )
A.分别向Na2CO3和NaHCO3固体中加入少量水,温度变化不同
B.相同温度下,溶解度:Na2CO3>NaHCO3
C.可以用加热的方法除去Na2CO3固体中的NaHCO3杂质
D.将澄清石灰水加入NaHCO3溶液中不产生白色沉淀,而加入Na2CO3溶液中则产生白色沉淀
解析 Na2CO3固体溶于水,溶液温度升高,NaHCO3固体溶于水,溶液温度降低,A正确;相同温度下,在水中的溶解度:NaHCO3<Na2CO3,B正确;NaHCO3受热易分解生成Na2CO3,可以用加热的方法除去Na2CO3固体中的NaHCO3杂质,C正确;Na2CO3和NaHCO3的溶液中加入澄清石灰水都能产生碳酸钙白色沉淀,D错误。
2.为鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体,有4位同学分别设计了以下四种不同的方案,其中方法和现象判断正确的是( D )
A.分别加入盐酸,看有无气泡产生 B.分别取样配成溶液,检验溶液是否呈碱性
C.用铂丝蘸取固体在酒精灯火焰上灼烧,观察火焰的颜色
D.分别取样配成溶液,再逐滴加入盐酸,立即产生气泡者为NaHCO3
解析:分别加入盐酸,Na2CO3和NaHCO3都能产生气泡,故不可以鉴别二者,A错误;两种溶液均呈碱性,故不可以鉴别二者,B错误;都是钠元素的化合物,所以焰色试验都是使火焰呈黄色,故不可以鉴别它们,C错误;Na2CO3与盐酸分步反应,滴加盐酸不能立即产生气泡,而NaHCO3与盐酸直接反应,即产生CO2气体,可以鉴别二者,D正确。
3.下列有关Na2CO3和NaHCO3比较中,不正确的是( D )
A.相同条件下在水中的溶解度:Na2CO3>NaHCO3
B.相同条件下与等浓度的盐酸反应的剧烈程度:Na2CO3<NaHCO3
C.热稳定性:Na2CO3>NaHCO3
D.等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量盐酸反应生成CO2的质量:Na2CO3>NaHCO3
解析:D项,根据反应Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑、NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑可知,106 g Na2CO3产生44 g CO2,84 g NaHCO3就能产生44 g CO2,故等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量盐酸反应生成CO2的质量:Na2CO3<NaHCO3,错误。
4.下列实验方案中,不能测定出Na2CO3和NaHCO3的混合物中Na2CO3质量分数的是( D )
①取a g混合物充分加热,剩余固体质量为b g
②取a g混合物与足量NaOH溶液充分反应,得到b g溶液
③取a g混合物与足量稀盐酸反应,加热、蒸干、灼烧,得到b g固体
④取a g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b g
A.①② B.③④ C.①③ D.②④
解析:①NaHCO3受热易分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,利用差量法即可计算出Na2CO3质量分数,不符合题意;②b g为碳酸钠、NaOH溶液的质量,无法计算碳酸钠的质量分数,符合题意;③Na2CO3、NaHCO3和HCl反应生成NaCl,加热、蒸干、灼烧,得到b g氯化钠,可列方程计算碳酸钠的质量分数,不符合题意;④碳酸钠、碳酸氢钠都能和稀硫酸反应产生二氧化碳和水,碱石灰能够吸收二氧化碳和水,增加的质量为二氧化碳和水的总质量,但是反应过程中溶液中也会溢出部分水蒸气,无法计算碳酸钠的质量分数,符合题意。
5.(2024·湖南常德一中高一段考)按如图装置通入X气体,并在管口P处点燃,实验结果是澄清石灰水变浑浊,则X、Y可能是( A )
A.H2和NaHCO3 B.H2和CuO C.H2和Fe2O3 D.CO和Na2CO3
解析:A项,氢气能燃烧,NaHCO3受热分解生成二氧化碳,会看到澄清石灰水变浑浊;
B项,H2和CuO反应生成水和Cu,不会看到澄清石灰水变浑浊;C项,H2和Fe2O3反
应生成水和Fe,不会看到澄清石灰水变浑浊;D项,CO能燃烧,但是碳酸钠受热不会
分解,不会看到澄清石灰水变浑浊。
6.化学与生活密切相关,下列物质与其用途不符合的是( C )
A.过氧化钠:呼吸面具的供氧剂 B.钠:冶炼稀有金属
C.纯碱:治疗胃酸过多 D.小苏打:制作馒头和面包的膨松剂
7.向100mL 0.1mol/L的Na2CO3溶液中逐滴滴加0.1mol/L的稀盐酸,用pH传感器测定混合溶液的pH随加入稀盐酸体积变化的曲线如图所示,下列说法错误的是( C )
A.从起始到A点过程中,几乎没有气体产生
B.A点的溶液显碱性
C.经测定B点溶液显酸性,原因是此时稀盐酸过量
D.B点之后,继续滴加盐酸,溶液中没有明显现象
解析:A项,由图可知,从1:1反应起始到A点过程中,碳酸钠
和盐酸转化为碳酸氢钠,无CO2气体产生,A正确;B项,由图可知,A点碳酸钠全部转化为碳酸氢钠,碳酸氢钠溶液显碱性,B正确;C项,由图可知,B点盐酸和碳酸氢钠反应全部转化为氯化钠和碳酸,所以溶液显酸性,不是因稀盐酸过量导致,C错误;D项,B点碳酸钠已经反应完,B点之后,继续滴加盐酸不再反应,溶液中没有明显现象,D正确;故选C。
8.下列叙述不正确的是( B )
A.NaHCO3的热稳定性弱于Na2CO3
B.向Na2CO3固体中加几滴水,Na2CO3凝结成块并伴随吸热现象
C.Na、Na2O、NaOH长期放置在空气中,最终都变成Na2CO3
D.保持温度不变,向Na2CO3饱和溶液中通入过量的CO2,有NaHCO3晶体析出
解析:A.碳酸氢钠受热易分解为碳酸钠、二氧化碳和水,稳定性弱于碳酸钠,故A正确;B.向 Na2CO3 固体中加几滴水,Na2CO3凝结成块,生成十水碳酸钠,并伴随放热现象,故B错误;C.Na与空气中的氧气、二氧化碳和水作用生成碳酸钠,氧化钠与空气中的二氧化碳和水作用生成碳酸钠,NaOH与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠,故C正确;D.保持温度不变,向Na2CO3饱和溶液中通入过量的CO2,碳酸钠、二氧化碳和水反应生成碳酸氢钠,相同温度下,碳酸氢钠的溶解度小与碳酸钠,有NaHCO3晶体析出,故D正确;故选:B。
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2.1 钠及其化合物背诵默写知识清单
考点01 钠及其性质
(1)钠的物理性质:密度:ρ(H2O)>ρ(Na)>ρ(煤油);熔点:<100 ℃;硬度:质地柔软,可以用小刀切割。
(2)从钠原子的原子结构认识钠的化学性质——强还原性:1 mol Na参加反应时转移 1 mol e-
①与非金属单质(如O2、S、Cl2、H2、NH3)的反应
O2
常温
4Na+O2===2Na2O白色固体
加热
2Na+O2 Na2O2 淡黄色固体、黄色火焰
Cl2
2Na+Cl22NaCl (产生黄色火焰,生成白烟)
S
2Na+S===Na2S (研磨时容易爆炸)
H2
2Na+H2 2NaH(金属氢化物中,氢为-1价)
例.下列各组物质中的两种物质发生反应时,反应条件或反应物用量的改变,对生成物没有影响的是( )
A.Ca(OH)2和CO2 B.Na和O2 C.Zn和盐酸 D.C和O2
②与水反应:a.化学方程式:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑。
2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑。
b.与滴加酚酞的水反应的现象及解释
③与盐酸反应离子方程式(先酸后水):2Na+2H+===2Na++H2↑。
④与盐(CuSO4)溶液反应(先水后盐):2Na+2H2O+Cu2+===Cu(OH)2↓+2Na++H2↑
⑤与CO2反应:4Na+CO2===2Na2O+C ;
CO2过量4Na+3CO2===2Na2CO3+C
金属氢化物(NaH、AlH3、NaBH4、NaAlH4):
CaH2+2H2O===Ca(OH)2+2H2↑
金属钠久置于空气中,最终固体为Na2CO3粉末。
(3)钠的制备与保存:①制备 2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑
②保存(煤油或石蜡油);③钠失火的处理:沙土盖灭。
(4)钠的用途:①NaK合金(液态)可用于原子反应堆的
导热剂,制高压钠灯,
②强还原剂冶炼某些金属,如4Na+TiCl4Ti+4NaCl。 Na+KClNaCl+K↑
1.正误判断:
(1)钾、钠、镁等活泼金属着火时,不能用泡沫灭火器灭火,应用沙土盖灭( )
(2)金属钠在石棉网上加热时,先熔化成银白色小球,然后剧烈燃烧,产生黄色火焰( )
(3)实验完毕后剩余的金属钠不能随意丢弃,应放回原试剂瓶( )
(4)钠与CuSO4溶液反应:2Na+Cu2+===Cu↓+2Na+( )
(5)钠在空气中燃烧可生成多种氧化物。23 g钠充分燃烧时转移电子数为NA。( )
(6)钾能置换出NaCl溶液中的钠( )
(7)高压钠灯发出的黄光透雾能力强、射程远,可用于道路照明( )
2.将绿豆大的钠块投入如图所示的烧杯中,可能出现的现象是( )
A.钠块只在煤油层中游动,并放出气体
B.钠块只在水层中游动,钠块熔化,水层变红
C.钠块在煤油、水两液体界面处反应,熔化成小球并上下跳动,水层变红
D.钠块在四氯化碳、水两液体界面处反应,熔化成小球并上下跳动,水层变红
3.将少量的金属钠投入下列稀溶液中,充分反应后,最终不会产生沉淀的是( )
A.硫酸铜溶液 B.氯化钠溶液 C.饱和氢氧化钠溶液 D.氯化镁溶液
4.若m g Na在足量氯气中燃烧,生成固体的质量为(m+3.55) g,则m g Na与氧气反应,生成固体的质量可能为( ) ①(m+0.8) g ②(m+1.0) g ③(m+1.2) g ④(m+1.6) g ⑤(m+1.4) g
A.①④ B.①⑤ C.③④ D.①②③④⑤
5. 将少量金属钠分别投入下列物质的水溶液中,有气体放出,且溶液质量减轻的是( )
A.HCl B.NaOH C.K2SO4 D.CuSO4
6.下列有关钠及其化合物的基础实验,判断正确的是( )
A.焰火中红色来源于钠盐灼烧
B.向乙醇中加入一小粒钠,产生无色气体,证明:乙醇中含有水
C.分别向0.1mol·L-1Na2CO3和NaHCO3溶液中滴入两滴酚酞溶液,溶液颜色变为红色和浅红色
D.在玻璃表面皿上完成钠的燃烧实验
7. 金属钠与水反应的实验过程中没有涉及到的图标是( )
A. B. C. D.
考点02 氧化钠与过氧化钠
1.氧化钠和过氧化钠的比较
物质
氧化钠(Na2O)
过氧化钠(Na2O2)
色态
白色固体
淡黄色固体
类别
碱性氧化物(碱性氧化物)
过氧化物(非碱性氧化物)
电子式
阴阳离子数之比
1:2
1:2
化
学
性
质
热稳定性
不稳定(2Na2O+O2 2Na2O2)
稳定
与水反应
Na2O+H2O===2NaOH
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
与CO2反应
Na2O+CO2===Na2CO3
2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2
与酸反应(盐酸)
Na2O+2HCl===2NaCl+H2O
2Na2O2+4HCl===4NaCl+2H2O+O2↑
主要用途
用于制取少量Na2O2、烧碱
强氧化剂、漂白剂、供氧剂、消毒剂
2. Na2O2的强氧化性与还原性:
Na2O2具有强氧化性,能氧化S2-、SO2、SO、Fe2+等。能漂白品红溶液、酸碱指示剂、有色布条等。
如Na2O2+SO2==Na2SO4 过氧乙酸(CH3COOOH)、过氧化钙(CaO2)、过氧化氢(H2O2)均具有强氧化性。
3. Na2O2与H2O、CO2的反应规律:2Na2O2~O2~2e-、n(e-)=n(Na2O2)=2n(O2)。 ΔV=V(O2)=V(混合)
正误判断:
(1)Na2O2与Na2O晶体中阳离子与阴离子的个数比均为2∶1( )
(2)Na2O2吸收CO2产生O2,可用作呼吸面具供氧剂( )
(3)将足量过氧化钠投入紫色石蕊溶液中,溶液先变蓝色后褪色,同时有气泡产生( )
(4)标准状况下,5.6 L CO2与足量Na2O2反应转移的电子数为0.5NA ( )
(5)在过氧化钠与水的反应中,每生成0.1 mol氧气,转移电子的数目为0.4NA ( )
1.下列关于钠及其化合物的说法正确的是( )
A.Na和Na+都具有强还原性 B.Na2O和Na2O2长期露置于空气中,最终产物不相同
C.将足量的Na2O和Na2O2分别加入含有酚酞的水中,最终所得溶液均为红色
D.将少量Na和Na2O2分别加入CuSO4溶液中,均产生蓝色沉淀同时放出无色气体
2.下列判断不正确的是( )
A. (山东)Na2O有两种单质直接反应生成,将其加入Ba(HCO3)2溶液中同时有气体和沉淀产生
B.(辽宁)把水滴入盛有少量Na2O2的试管中,立即把带火星木条放在管口,木条复燃说明生成了O2
C.(浙江)Na2O在空气中加热可得固体Na2O2
D.(海南)Na2O2与CO2反应放出O2可用于呼吸面具
3.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
4.在溶液中加入足量Na2O2后仍能大量共存的离子组是( )
A.NH、Ba2+、Cl-、NO B.K+、Na+、Cl-、SO
C.Ca2+、Mg2+、NO、HCO D.Na+、Cl-、CO、SO
5.把过氧化钠投入含有NO、Na+、HCO、Ca2+的水溶液中,溶液中离子数目不变的是( )
A.NO B.Na+ C.HCO D.Ca2+
6. 物质间的转化是认识化学的重要途径,下列物质之间的转化不能通过一步实现的是( )
A.Na→Na2O2 B.Na→Na2CO3 C.Na→NaOH D.Na→NaCl
7.2.3 g纯净的金属钠在干燥的空气中被氧化后得到3.5 g固体,由此判断其产物是( )
A.只有氧化钠 B.只有过氧化钠 C.氧化钠和过氧化钠 D.无法确定
8.(过氧化钠的性质与纯度测定)现有一定量含有Na2O杂质的Na2O2试样,用如图所示实验装置测定Na2O2试样的纯度。(可供选用的反应物只有CaCO3固体、6 mol·L-1盐酸、6 mol·L-1硫酸和蒸馏水)
回答下列问题:
(1)装置A中液体试剂选用______________________。
(2)装置B的作用是____________________________,
装置E中碱石灰的作用是________________________。
(3)装置D中发生反应的化学方程式为________________。
(4)若开始时测得样品的质量为2.0 g,反应结束后测得气
体体积为224 mL(标准状况),则Na2O2试样的纯度为___。
9.过量的NaHCO3与Na2O2混合,在密闭容器中充分加热后,最后排出气体,残留的物质应是 ( )
A.Na2O和Na2O2 B.Na2O2和Na2CO3 C.Na2CO3 D.Na2O
10.(2023·湖南学业考试)在空气中,下列物质会变质且其变化不涉及氧化还原反应的是( )
A.Na B.Na2O2 C.NaCl D.NaOH
11.过氧化钠可作呼吸面具中的供氧剂,实验室可用如图装
置制取少量纯净过氧化钠。下列说法正确的是( )
A.实验时先点燃酒精灯,再打开仪器①的开关
B.装置X也可以用于制取H2、CO2等气体的发生装置
C.②中所盛试剂为饱和NaHCO3溶液
D.③的作用是吸收尾气
12.金属钠及其化合物在人类社会发展进程中起着重要的作用,请回答:
(1)将一小块金属钠投入盛有水的烧杯中:
①B中发生反应的化学方程式是 。
②下列现象与解释正确的是 (填字母)。
选项
实验现象
解释
A
钠浮在水面上
钠的密度比水小
B
钠熔成小球
钠与水反应放热且钠的熔点低
C
钠四处游动,嘶嘶作响
产生了气体
D
向烧杯C中滴入酚酞溶液,溶液变为红色
生成了碱性物质
(2)实验室利用如图所示的装置(夹持仪器略)研究潜水艇中供氧体系的反应原理。
①A装置为CO2的制备装置,反应的离子方程式为 。
②C装置为O2的制备装置,写出C中过氧化钠发生反应的化学方程式: 。
③D装置中盛放的试剂是 。
④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。
(3)过氧化钠若长期保存不当,容易生成 (填化学式),证明过氧化钠变质情况的一种实验方案如下。
操作
现象
结论
取少量样品于试管中,加水溶解,加入 溶液,充分振荡
有白色沉淀生成
另取少量样品于试管中,再加入适量的水,用带火星的木条靠近管口
带火星的木条复燃
13.请选择适当的化学试剂和实验用品,用下图所示装置
(C中盛放的是过氧化钠)进行实验,证明过氧化钠可
在呼吸面具或潜水艇中做供氧剂(CO2和饱和NaHCO3
溶液不反应)。
(1)A是制取CO2的装置。仪器a的名称为________。
装置序号
加入的试剂
加入该试剂的目的
B
饱和NaHCO3溶液
①________
D
②________
③________
(2)填写表中空格:
(3)写出过氧化钠与二氧化碳反应的
化学方程式:_________________。
(4)F中得到的是________。如何验证:________________________________。
考点03碳酸钠与碳酸氢钠
1. Na2CO3与NaHCO3性质比较
物质性质
Na2CO3
NaHCO3
俗名
纯碱、苏打
小苏打
水溶性
均易溶,相同温度下,Na2CO3 >NaHCO3(Na2CO3粉末加少量H2O放热形成Na2CO3·xH2O)易风化。NaHCO3溶于水吸热。
溶液的酸碱性
均呈碱性,相同浓度时(滴入酚酞),Na2CO3溶液的碱性(红色) >NaHCO3(浅红色)
热稳定性
稳定
不稳定,受热易分解
2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
同浓度的盐酸反应
速率慢,放出CO2气体
CO32-+2H+ = CO2↑+H2O
速率快,放出CO2气体
HCO3-+H+== CO2↑+H2O
盐酸逐滴加入时的现象
CO32-+H+===HCO3-;开始不产生气体
HCO3-+H+===CO2↑+H2O,后来有气体
HCO3-+H+===CO2↑+H2O,立即产生气体
与足量CO2反应
Na2CO3(饱和)+CO2+H2O==2NaHCO3↓
不反应
与NaOH反应
不反应
NaHCO3+NaOH=== Na2CO3+H2O
HCO+OH-===CO+H2O
与Ca(OH)2反应
Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOH
2NaHCO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+Na2CO3+2H2O
与CaCl2溶液反应
Na2CO3+CaCl2=== CaCO3↓+2NaCl
HCO3-与Ca2+、Ba2+不反应
用途
化工原料、去油污
治疗胃酸过多、发酵粉
2.相互转化:Na2CO3NaHCO3
例. A~H为中学化学中常见的物质,转化关系如下图所示,其中“○”代表化合物,“□”代表单质,A为医学上治疗胃酸过多的一种药剂,G为淡黄色固体,C在通常状况下为无色液体。
请回答下列问题:
(1)G的化学式为________,每生成1 个G转移电子________个。
(2)反应①②③④中________(填序号)属于氧化还原反应。
(3)写出下列反应的化学方程式:
A→B+C+D:_______________________________________,
F+C:______________________________________________。
3.碳酸钠与碳酸氢钠相混时的除杂方法;(除去CO2气体中的HCl气体,用饱和NaHCO3溶液)
1.Na2CO3固体(NaHCO3):加热至固体质量不再变化。2.Na2CO3溶液(NaHCO3):加适量的NaOH溶液。
3.NaHCO3溶液(Na2CO3):通足量的二氧化碳气体。
例.为除去括号内的杂质,所选用的试剂或方法错误的是( )
A.Na2CO3固体(NaHCO3):加热至不再产生气体 B.CO2气体(HCl):饱和NaHCO3溶液
C.NaHCO3溶液(Na2CO3):通过量CO2 D.Na2CO3溶液(Na2SO4):加入适量Ba(OH)2溶液,过滤
4.Na2CO3与NaHCO3鉴别:(1)滴入酚酞溶液、(2)逐滴加入稀盐酸、(3)滴加BaCl2溶液、(4)固体加热等
例. 某白色粉末由两种物质组成,为鉴别其成分进行如下实验:
①取少量样品加入足量水仍有部分固体未溶解;再加入足量稀盐酸,有气泡产生,固体全部溶解;
②取少量样品加入足量稀硫酸有气泡产生,振荡后仍有固体存在。该白色粉末可能为( )
A.NaHCO3、Al(OH)3 B.AgCl、NaHCO3 C.Na2SO3、BaCO3 D.Na2CO3、CuSO4
5.固体质量差值法计算
例.为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度,现将W1g样品加热,其质量变为W2g,则该样品的纯度(质量分数)是( )
A. B. C. D.
考点04 侯氏制碱法
1.反应原理
(1)产生NaHCO3的反应:NH3+NaCl+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl
(2)产生Na2CO3的反应:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
2.绿色思想:循环使用的物质为CO2、饱和食盐水。
例:[河北]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0.14g,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。
变式. 下图是模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3的部分装置。下列操作正确的是( )
A.a通入CO2,然后b通入NH3,c中放碱石灰
B.b通入NH3,然后a通入CO2,c中放碱石灰
C.a通入NH3,然后b通入CO2,c中放蘸稀硫酸的脱脂棉
D.b通入CO2,然后a通入NH3,c中放蘸稀硫酸的脱脂棉
考点05 焰色试验
实验用品
铂丝或铁丝、稀盐酸、酒精灯
操作步骤
焰色
钠元素:黄色 钾元素:紫色(透过蓝色钴玻璃)
金属元素
锂
钠
钾
钙
钡
铜
焰色
紫红色
黄色
紫色
砖红色
黄绿色
绿色
注意:1.焰色反应产生的火焰颜色与元素的存在状态无关,如:灼烧钠的化合物和单质时,火焰颜色均为黄色。几种常见金属的焰色:钠:黄色,钾:紫色(透过蓝色钴玻璃)。
2.焰色反应是物理变化而不是化学变化。
例题1.下列有关焰色试验说法正确的是( )
A.焰色试验是单质才有的性质 B.焰色试验是元素的性质
C.用焰色试验检验Na2CO3溶液中是否混有K2CO3时,可以直接观察火焰鉴别
D.焰色试验属于化学检验法
例题2.(江苏)下列关于焰色试验的说法不正确的是( )
A.焰色试验中可用洁净的铁丝替代铂丝 B.利用某些金属的焰色试验可以制成五彩缤纷的烟花
C.焰色试验中可用浓硫酸替代稀盐酸 D.用焰色试验可以区分氯化钠和氯化钾
正误判断:
(1)向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2溶液变浑浊,析出了NaHCO3( )
(2)Na2CO3俗称小苏打,做发酵粉( )
(3)将稀盐酸滴入碳酸钠与氢氧化钠的混合溶液中,立即产生气泡( )
(4)澄清石灰水可用于鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液( )
(5)Na、NaOH、Na2O、Na2CO3的焰色反应相同( )
(6)观察钾元素的焰色反应时一般透过蓝色钴玻璃观察以防止钠元素的干扰( )
(7)碳酸氢钠可做食品膨松剂(2022·全国乙卷,7B)( )
(8)面包师用小苏打作发泡剂烘焙面包,是因为Na2CO3可与酸反应(22·广东)( )
(9)NaHCO3的热稳定性比Na2CO3强(20·浙江)( )
(10)盐碱地(含较多Na2CO3等)不利于作物生长,可施加熟石灰进行改良(19·天津)( )
(11)热的纯碱溶液可用于去除餐具的油污(18·全国Ⅱ)( )
(12)溶解度:Na2CO3<NaHCO3(18·天津)( )
(13)用铂丝蘸取某碱金属的盐溶液灼烧,火焰呈黄色,证明其中含有Na+,无K+(18·全国Ⅲ改编)( )
(14)用Na2CO3溶液可鉴别CaCl2溶液、NaCl溶液和稀硫酸(18·浙江)( )
(15)为除去NaHCO3固体中的Na2CO3,可将固体加热至恒重(17·天津改编)( )
1.下列关于Na2CO3和NaHCO3的说法不正确的是( )
A.分别向Na2CO3和NaHCO3固体中加入少量水,温度变化不同
B.相同温度下,溶解度:Na2CO3>NaHCO3
C.可以用加热的方法除去Na2CO3固体中的NaHCO3杂质
D.将澄清石灰水加入NaHCO3溶液中不产生白色沉淀,而加入Na2CO3溶液中则产生白色沉淀
2.为鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体,有4位同学分别设计了以下四种不同的方案,其中方法和现象判断正确的是( )
A.分别加入盐酸,看有无气泡产生 B.分别取样配成溶液,检验溶液是否呈碱性
C.用铂丝蘸取固体在酒精灯火焰上灼烧,观察火焰的颜色
D.分别取样配成溶液,再逐滴加入盐酸,立即产生气泡者为NaHCO3
3.下列有关Na2CO3和NaHCO3比较中,不正确的是( )
A.相同条件下在水中的溶解度:Na2CO3>NaHCO3
B.相同条件下与等浓度的盐酸反应的剧烈程度:Na2CO3<NaHCO3
C.热稳定性:Na2CO3>NaHCO3
D.等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量盐酸反应生成CO2的质量:Na2CO3>NaHCO3
4.下列实验方案中,不能测定出Na2CO3和NaHCO3的混合物中Na2CO3质量分数的是( )
①取a g混合物充分加热,剩余固体质量为b g
②取a g混合物与足量NaOH溶液充分反应,得到b g溶液
③取a g混合物与足量稀盐酸反应,加热、蒸干、灼烧,得到b g固体
④取a g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b g
A.①② B.③④ C.①③ D.②④
5.(2024·湖南常德一中高一段考)按如图装置通入X气体,并在管口P处点燃,实验结果是澄清石灰水变浑浊,则X、Y可能是( )
A.H2和NaHCO3 B.H2和CuO C.H2和Fe2O3 D.CO和Na2CO3
6.化学与生活密切相关,下列物质与其用途不符合的是( )
A.过氧化钠:呼吸面具的供氧剂 B.钠:冶炼稀有金属
C.纯碱:治疗胃酸过多 D.小苏打:制作馒头和面包的膨松剂
7.向100mL 0.1mol/L的Na2CO3溶液中逐滴滴加0.1mol/L的稀盐酸,用pH传感器测定混合溶液的pH随加入稀盐酸体积变化的曲线如图所示,下列说法错误的是( )
A.从起始到A点过程中,几乎没有气体产生
B.A点的溶液显碱性
C.经测定B点溶液显酸性,原因是此时稀盐酸过量
D.B点之后,继续滴加盐酸,溶液中没有明显现象
8.下列叙述不正确的是( )
A.NaHCO3的热稳定性弱于Na2CO3
B.向Na2CO3固体中加几滴水,Na2CO3凝结成块并伴随吸热现象
C.Na、Na2O、NaOH长期放置在空气中,最终都变成Na2CO3
D.保持温度不变,向Na2CO3饱和溶液中通入过量的CO2,有NaHCO3晶体析出
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