第5讲 钠及其化合物 讲义-2026-2027学年高一上学期化学人教版必修第一册
2026-09-10
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普通
摘要:
本高中化学讲义聚焦钠及其化合物核心知识点,系统梳理钠与氧气、水及溶液反应的性质,过氧化钠的氧化还原特性,碳酸钠与碳酸氢钠的转化、鉴别、除杂及定量计算,延伸至侯氏制碱法的工业应用,构建从单质到化合物再到实际生产的完整知识体系。
资料以高考考向为导向,分题型整合知识清单与解题方法,如钠与水反应的实验操作规范培养科学探究能力,差量法与守恒法计算强化科学思维,侯氏制碱法流程分析体现化学观念。课中辅助教师高效授课,课后通过例题与提升练习帮助学生查漏补缺,巩固知识应用。
内容正文:
第5讲 钠及其化合物
【考向预测】
高考对钠及其化合物板块,主要以选择题、工业流程及实验填空题形式考查,结合生活情境、化工生产,重点考查物质性质、反应实质、转化规律与定量计算。
一、选择题考向
以基础实验、陌生反应和物质转化为载体,考查钠的氧化、与水反应的现象和原理、过氧化钠的氧化性、碳酸盐与碳酸氢盐的性质差异、鉴别方法及简单计算,侧重基础概念辨析与正误判断。
二、非选择题考向
结合化学实验、工业流程与侯氏制碱法工艺,考查物质相互转化、除杂提纯、方程式书写、反应机理分析,依托守恒法、差量法开展碳酸盐相关定量计算,综合考查知识应用能力。
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知识梳理
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题型预览
)热点题型一:钠与氧气的反应
热点题型二:钠与水的反应
热点题型三:钠与溶液反应的实质
热点题型四:Na2O2的性质
热点题型五:碳酸钠与碳酸氢钠的相互转化
热点题型六:碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别与除杂
热点题型七:碳酸钠与碳酸氢钠的计算
热点题型八:侯氏制碱法
【题型归纳】
热点题型一:钠与氧气的反应
【知识清单】
1.4Na + O2=2Na2O (新切开的钠放在空气中容易变暗);
加热条件下:2Na+O2 Na2O2 。
2.钠在空气中的变化过程:Na→Na2O→NaOH→潮解(物理变化)→Na2CO3·10H2O(结晶)→Na2CO3(风化,化学变化),最终得到是一种白色粉末。(最终产物是Na2CO3)。
涉及到的反应:①4Na+O2=2Na2O;
②Na2O+H2O=2NaOH;
③2NaOH+CO2+9H2O=Na2CO3·10H2O
④Na2CO3·10H2O=Na2CO3+10H2O
【方法提炼】
1.钠与氧气反应的产物与反应温度有关,加热或点燃产物是过氧化钠。
2.不管生成氧化钠还是过氧化钠,金属钠失电子均变为+1价的阳离子,因而等量的钠完全反应失去的电子数相同。
1.(26-27高一上·浙江宁波·开学考试)下列关于钠的叙述中,不正确的是
A.钠燃烧时发出黄色的火焰
B.金属钠着火时,应立即用大量水进行灭火
C.实验室里,金属钠可以保存在煤油中
D.金属钠很软,能用刀切割
【答案】B
【详解】A.钠的焰色为黄色,因此钠燃烧时发出黄色火焰,A正确;
B.金属钠能与水反应生成可燃性气体,同时钠燃烧生成的与水反应会生成助燃性的,用水灭火会加剧火势甚至引发爆炸,钠着火应用干燥沙土盖灭,B错误;
C.钠的密度大于煤油,且与煤油不反应,保存在煤油中可以隔绝空气和水蒸气,防止钠变质,C正确;
D.金属钠硬度很小,质软,能用小刀切割,D正确;
故选B。
2.(26-27高三上·山东济南·开学考试)下列做法符合化学实验室安全要求的是
A.活泼金属着火时选用灭火器扑灭
B.精密仪器起火时最佳灭火方法是选用灭火毯盖灭
C.眼中溅入少量强碱溶液,立即用1%硼酸溶液冲洗
D.眼中溅入少量强酸溶液,立即用大量水冲洗,再用溶液冲洗
【答案】D
【详解】A.活泼金属(如等)着火生成的过氧化钠可与发生反应生成氧气,会加剧火势,不能用灭火器扑灭,A错误;
B.灭火毯盖灭精密仪器易造成仪器物理损毁,精密仪器起火应选用灭火后无残留的灭火器,B错误;
C.眼中溅入强碱溶液直接用硼酸冲洗,酸碱中和反应放热会灼伤眼球,正确操作是先使用大量流动清水持续冲洗后再用1%硼酸溶液冲洗,C错误;
D.眼中溅入少量强酸,先使用大量水冲洗稀释强酸,再用1%弱碱性溶液中和残留酸液,操作符合安全要求,D正确;
故选D。
3.(25-26高一上·陕西西安·期末)下列关于钠的说法正确的是
A.钠在空气中燃烧生成白色的氧化钠
B.钠与水反应时,钠熔化成小球,说明钠的熔点低,且反应放热
C.钠的密度比水大,比煤油小
D.钠可以从硫酸铜溶液中置换出铜
【答案】B
【详解】A.钠在空气中燃烧生成淡黄色的,常温下与氧气缓慢反应才生成白色,A错误;
B.钠与水反应放热,且钠的熔点低于,因此反应过程中放出的热量足以让钠熔化成小球,B正确;
C.钠的密度比水小,比煤油大,因此钠会浮在水面上,且通常保存在煤油中隔绝空气,C错误;
D.钠投入硫酸铜溶液时,首先与水反应生成和,之后与发生复分解反应生成沉淀,不能置换出铜单质,D错误;
故选B。
4.(25-26高一上·河南周口·阶段检测)下列关于金属钠的说法不正确的是
A.金属钠在空气中燃烧,生成淡黄色的过氧化钠固体
B.用小刀切下一小块金属钠备用,剩余的金属钠不应放回原试剂瓶中
C.少量的金属钠可保存在煤油中,大量的金属钠一般用石蜡油封存
D.金属钠有强还原性
【答案】B
【详解】A.金属钠在空气中燃烧生成淡黄色固体,A正确;
B.金属钠性质极活泼,随意丢弃剩余的钠易引发火灾、爆炸等危险,因此剩余的钠必须放回原试剂瓶,B错误;
C.金属钠易与空气中的氧气、水反应,密度大于煤油且不与煤油反应,因此少量钠保存在煤油中,大量钠一般用石蜡油封存隔绝空气,C正确;
D.钠原子最外层仅有1个电子,反应中易失去电子,因此金属钠具有强还原性,D正确;
故选B。
5.(26-27高一上·河南南阳·开学考试)某同学按如图所示实验装置进行钠跟水反应的实验,据此判断下列说法中正确的是
A.打开右端软塞,将一小块金属钠加入煤油中,反应前片刻,钠的位置在c处
B.开始反应后,能观察到的实验现象是钠在b处液面以下的水中反应
C.反应一段时间后,左端液面上升进入长颈漏斗,b处有无色气体产生
D.若用酒精来代替煤油,可观察到相同的实验现象
【答案】C
【详解】A.钠的密度大于煤油而小于水,所以钠会沉在煤油底部而漂浮在水面上,故反应前片刻,钠的位置在b处,故A错误;
B.Na的密度比水小,反应开始后,钠不可能在b处液面以下的水中反应,故B错误;
C.钠和水反应生成和氢气,U形管内压强增大,导致左端液面上升,进入长颈漏斗,故C正确;
D.乙醇和水互溶,所以不会出现相同的实验现象,故D错误。
答案选C。
热点题型二:钠与水的反应
【知识清单】
1.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
实验操作注意事项(高频考点)
1.钠块一定要取绿豆大小,不能太大。钠块过大,反应放热过多,会发生爆炸飞溅。
2.用镊子取钠,不能用手直接接触钠。手上有水,钠遇水放热灼伤皮肤;钠腐蚀皮肤。
3.用滤纸吸干钠表面煤油。煤油不吸干,实验会冒黑烟,煤油燃烧干扰现象。
4.多余的钠放回原试剂瓶,不能丢水槽、废液缸。丢入水会剧烈反应爆炸。
5.烧杯口不能盖盖子,防止氢气积聚发生爆炸。
6.实验后剩余溶液为\(\ce{NaOH}\)强碱,不要直接接触皮肤。
6.(25-26高一上·陕西榆林·阶段检测)将一小块金属钠投入如图所示的烧杯中,下列说法错误的是
A.近距离俯视烧杯,观察到钠浮在水面上 B.钠熔成光亮的小球
C.钠与水接触后立即产生气体 D.反应后的溶液变红
【答案】A
【详解】A.钠与水反应剧烈,反应过程中易出现液体飞溅,近距离俯视烧杯存在安全隐患,属于错误操作,A错误;
B.钠的熔点较低,钠与水反应放出大量热量,可使钠熔化为光亮的小球,现象描述正确,B正确;
C.钠化学性质非常活泼,与水接触即刻发生反应生成,会立即产生气体,C正确;
D.钠与水反应生成,溶液呈碱性,酚酞遇碱性溶液变红,因此反应后的溶液变红,D正确;
故答案选A。
7.(25-26高一上·新疆喀什·阶段检测)下列关于钠的叙述中,错误的是
A.钠在空气中燃烧生成氧化钠 B.钠与水反应放出氢气
C.钠应保存在煤油中 D.钠的焰色反应呈黄色
【答案】A
【详解】A.钠在常温下与氧气反应生成氧化钠,燃烧时生成过氧化钠,A错误;
B.钠与水发生反应,会放出氢气,B正确;
C.钠易与空气中的氧气、水发生反应,且钠的密度大于煤油、不与煤油反应,因此应保存在煤油中隔绝空气,C正确;
D.钠元素的焰色反应呈黄色,D正确;
故答案选A。
热点题型三:钠与溶液反应的实质
【知识清单】
1.与盐酸反应
离子方程式:2Na+2H+=2Na++H2↑。
3.与盐溶液反应
钠与盐溶液(除部分酸式盐溶液外,如NaHSO4溶液)反应时,先与水反应,生成的氢氧化钠再与盐反应,故不会生成金属单质。如钠投入硫酸铜溶液中,生成氢氧化铜沉淀。
【方法提炼】
1.钠与水、酸、盐溶液反应的本质与顺序:本质上均是与H+的反应,反应顺序是:有酸酸在前,无酸水为先。
2.钠与乙醇反应的特点-慢、沉
钠与乙醇反应,钠块先沉在液面下,后上下浮动、能看到表面冒出气泡,并不能熔化成小球。
3.钠与盐的反应
4.钠的制取、保存及用途
制取:化学方程式为2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑。
保存:密封保存,通常保存在石蜡或煤油中。
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:熔融状态下可以用于制取金属,如4Na+TiCl44NaCl+Ti
8.(25-26高一上·江苏连云港·阶段检测)下列说法错误的是
①金属钠失火可用干燥的沙土扑灭
②钠能从硫酸铜溶液中置换出金属铜
③Na2O2为碱性氧化物,能与水反应生成NaOH
④NaHCO3可作胃酸中和剂和食用碱
⑤用浓盐酸配制稀盐酸,量取浓盐酸时仰视刻度线所配制溶液浓度偏高
⑥泥水、食盐水、有色玻璃分别为浊液、溶液、胶体
A.①② B.①④ C.②③ D.⑤⑥
【答案】C
【详解】①金属钠与水、均能反应,失火可用干燥沙土扑灭,说法正确;
②钠投入硫酸铜溶液中先与水反应生成,再与反应生成沉淀,无法置换出,说法错误;
③是过氧化物,与酸反应除生成盐和水外还生成,不属于碱性氧化物,说法错误;
④碱性温和,可作胃酸中和剂和食用碱,说法正确;
⑤量取浓盐酸时仰视刻度线,实际量取的浓盐酸体积偏大,溶质物质的量偏大,所配溶液浓度偏高,说法正确;
⑥泥水为浊液、食盐水为溶液、有色玻璃为胶体,分类正确;
②③错误,故选C。
9.(26-27高一上·浙江台州·开学考试)下列有关钠及其化合物的说法正确的是
A.与反应的产物与反应条件有关
B.可以从稀溶液中置换出
C.与水反应生成和
D.溶液做焰色试验时需要透过蓝色钴玻璃,避免微量钾元素干扰
【答案】A
【详解】A.与反应,常温下生成,加热或点燃条件下生成,产物与反应条件有关,A正确;
B.投入稀溶液时,会先与水反应生成和,再和反应生成沉淀,无法置换出,B错误;
C.与水反应仅生成,无生成,与水反应才会生成,C错误;
D.焰色试验只有观察钾元素的焰色时需要透过蓝色钴玻璃,钠元素的焰色为黄色,无需透过蓝色钴玻璃,D错误;
故选A。
10.(第二章海水中的重要元素——钠和氯【章节专项提升】)将钠投入下列溶液中,既有气体产生又有白色沉淀生成的是
A.稀盐酸 B.CuSO4溶液 C.饱和澄清石灰水 D.NaCl溶液
【答案】C
【详解】A.钠与稀盐酸反应生成氯化钠和,仅产生气体,无沉淀生成,A错误;
B.钠先与水反应生成和,再与反应生成蓝色沉淀,不符合白色沉淀的要求,B错误;
C.钠与水反应消耗溶剂水,且反应放热,的溶解度随温度升高而降低,饱和澄清石灰水中会析出白色沉淀,同时有生成,C正确;
D.钠与溶液中的水反应生成和,反应产物均可溶,无沉淀生成,D错误;
故选C。
11.(25-26高一上·甘肃定西·期中)如图所示,将一小块钠投到溶液X中,有白色沉淀出现,则X可能是
A.硫酸铜 B.氯化镁 C.硝酸钡 D.硫酸
【答案】B
【详解】A.钠先与水反应生成,与硫酸铜反应生成蓝色的沉淀,不符合白色沉淀的要求,A错误;
B.钠先与水反应生成,与氯化镁反应生成白色的沉淀,符合题意,B正确;
C.钠与水反应生成的与硝酸钡不满足复分解反应发生条件,二者不反应,无沉淀生成,C错误;
D.钠与硫酸反应生成硫酸钠和氢气,无沉淀生成,D错误;
故选B。
热点题型四:Na2O2的性质
【知识清单】
1.氧化钠与过氧化钠的比较
Na2O
Na2O2
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
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
氧化剂、供氧剂、漂白剂
2.从元素化合价角度分析Na2O2的性质
(1)Na2O2的强氧化性:Na2O2
①向氢硫酸饱和溶液中加入少量Na2O2,产生浅黄色沉淀,Na2O2+3H2S=S↓+2NaHS+2H2O。
②Na2O2加入酚酞溶液先变红后褪色,同时产生气泡。
③Na2O2+SO2=Na2SO4
(2)Na2O2的还原性:Na2O2→O2
【解题方法】
1.物质的量的关系:无论是CO2或H2O的单一物质还是二者的混合物,通过足量的Na2O2时,CO2或H2O与放出O2的物质的量之比均为2∶1。
2.气体体积变化关系: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,等于生成氧气的量,即ΔV=V(O2)=V(混合)
3.电子转移关系:2 mol的Na2O2不论与H2O还是与CO2反应均生成1 mol的O2,转移2 mol的电子。
如:
即:2Na2O2~O2~2e-,n(e-)=n(Na2O2)=2n(O2)
12.(24-25高三上·山东菏泽·期末)利用如图所示的装置验证水对与的反应有催化作用。下列步骤设计不合理的是
A.步骤1:按图连接装置,检查装置气密性
B.步骤2:向装置中加入药品,其中试剂X、Y分别为碳酸钠、浓硫酸
C.步骤3:关闭打开,向①中滴加稀硫酸,一段时间后点燃酒精灯,观察到铜丝无明显变化
D.步骤4:关闭打开,一段时间后,铜丝变为黑色,说明水对与的反应有催化作用
【答案】D
【分析】证明干燥的二氧化碳不与过氧化钠反应,有水才能反应,从装置图可知,最左边装置制备二氧化碳,Y溶液应为浓硫酸,干燥管中盛放过氧化钠,通过观察铜丝颜色变化,得出结论。
【详解】A.有气体参与的实验,连接装置后需首先检查气密性,设计合理,A不符合题意;
B.用稀硫酸制取二氧化碳,选用碳酸钠比选用碳酸氢钠更便于控制反应,试剂X选择合理。干燥二氧化碳选用浓硫酸,试剂Y选用合理,B不符合题意;
C.关闭打开,先通一段时间干燥可排尽装置内空气,避免空气中氧化铜丝干扰实验,干燥与几乎不反应,无生成,铜丝无明显变化,设计合理,C不符合题意;
D.湿润中的可直接与反应生成使铜丝变黑,无法证明来自与在水催化下的反应,结论不严谨,设计不合理,D符合题意;
故本题选D。
13.(25-26高一上·天津滨海新区·阶段检测)下列关于和的叙述正确的是
A.都是白色固体 B.都可以作为呼吸面具的氧气来源
C.都能和水反应形成强碱溶液 D.氧元素的化合价都是
【答案】C
【详解】A.是白色固体,是淡黄色固体,A错误;
B.只有可与、反应生成,可作呼吸面具的氧气来源,参与对应反应无生成,不能作供氧剂,B错误;
C.与水反应生成,与水反应生成和,二者反应后都得到强碱溶液,C正确;
D.中氧元素化合价为,的过氧根中氧元素化合价为,D错误;
故选C。
14.(25-26高一上·天津东丽·阶段检测)下列关于钠及其化合物的说法正确的是
A.投入到紫色石蕊试液中,溶液先变红,后褪色
B.食盐的主要成分是
C.可以用澄清石灰水鉴别与溶液
D.取用金属钠时,剩余的钠应投入废液缸中,不得放回原试剂瓶中
【答案】B
【详解】A.与水反应生成使溶液呈碱性,会使紫色石蕊试液先变蓝,同时反应生成的具有漂白性使溶液褪色,不会出现变红的现象,A错误;
B.食盐的主要成分是,B正确;
C.与均可以和澄清石灰水反应生成白色沉淀,现象相同,无法用澄清石灰水鉴别二者,C错误;
D.金属钠化学性质非常活泼,易与水、氧气反应甚至引发火灾,剩余的钠必须放回原试剂瓶,不能投入废液缸,D错误;
故选B。
15.(26-27高三上·浙江·阶段检测)下列关于和的说法不正确的是
A.二者都能与反应 B.焰色试验时,二者的火焰均呈黄色
C.二者阴阳离子的个数比均为 D.不是碱性氧化物
【答案】C
【详解】A.与反应生成,与反应生成和,二者均可与反应,A正确;
B.二者均含有钠元素,钠元素的焰色试验为黄色,因此二者焰色试验的火焰均呈黄色,B正确;
C.由和构成,由和(过氧根离子)构成,二者阴阳离子的个数比均为,不是,C错误;
D.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,还生成,因此不是碱性氧化物,D正确;
故本题选C。
16.(25-26高一上·云南丽江·阶段检测)对于反应:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,下列说法中正确的是
A.Na2O2是氧化剂,H2O是还原剂
B.Na2O2既是氧化剂,又是还原剂
C.2个Na2O2参加反应时电子转移的数目为4个
D.每18 g H2O与足量Na2O2反应,则固体增重4 g
【答案】B
【详解】A.在反应中,中氧元素的化合价为-1价,反应后部分氧元素化合价升高到0价(生成),部分氧元素化合价降低到-2价(进入),而中氢、氧元素化合价均未发生变化,所以既不是氧化剂也不是还原剂,既是氧化剂又是还原剂,A错误;
B.由上述分析可知,中氧元素化合价既升高又降低,所以既是氧化剂,又是还原剂,B正确;
C.在该反应中,2个参加反应时,2个-1价的O失去电子生成,另外2个-1价的O得到电子转化为-2价,总共转移电子的数目为2个,C错误;
D.根据反应,将反应改写为,每2 mol(即36 g)参与反应时,固体从2 mol转化为4 mol,固体质量变化为,即每18 g与足量反应,固体增重为2g,并非4 g,D错误;
故选B。
17.(22-23高一上·浙江嘉兴·期中)分别将a克下列固体投入m克(足量)水中,所得溶液质量最小的是
A.Na2O2 B.Na C.Na2O D.NaCl
【答案】A
【详解】A.a g 与足量水发生反应,每156 g 反应会逸出32 g ,a g 反应逸出气体质量为 g,溶液增重为 g,最终溶液质量为 g;
B.a g 与足量水发生反应,每46 g 反应逸出2 g ,a g 反应逸出气体质量为 g,溶液增重为 g;
C.a g 与足量水发生反应,无气体逸出,溶液增重为a g,最终溶液质量为 g意;
D.a g 与水不发生反应,无气体逸出,溶液增重为a g,最终溶液质量为 g;
综上所述,溶液增重最小的为A,故选A。
18.(23-24高三上·海南·期末)把一定体积的H2、CO、CO2混合气体通入盛有足量Na2O2的密闭容器中,用电火花不断点燃,充分反应后,在相同条件下,测得气体体积变为原体积的1/9,则原混合气体中H2、CO、CO2物质的量之比为
A.2∶2∶5 B.4∶2∶3 C.6∶7∶5 D.3∶4∶2
【答案】D
【详解】Na2O2与CO2反应:2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2,CO与H2在氧气中完全燃烧,生成CO2和H2O,生成的CO2和H2O再与Na2O2反应。由2CO+O22CO2,可得总反应为CO+Na2O2=Na2CO3,相当于吸收CO;由2H2+O22H2O,2H2O+2Na2O2=4NaOH+O2,可得总反应为:H2+Na2O2=2NaOH,相当于吸收H2,故混合物气体反应,恢复到原温度,容器内的压强为原来的,剩余气体为O2,设原混合气体总物质的量为9mol,则反应后生成1mol氧气,根据反应2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2可知,n(CO2)=2n(O2)=2mol,说明H2、CO的总物质的量为:9mol-2mol=7mol,所以原混合气体中[n(H2)+n(CO)]:n(CO2)=7mol:2mol=7:2,选项中满足条件的只有D;
故选:D。
19.(15-16高三上·四川成都·阶段检测)在一密闭容器中有CO、H2、O2共16.5g和足量的Na2O2,用电火花引燃,使其完全反应,Na2O2增重7.5g,则原混合气体中O2的质量分数是
A.33.3% B.40% C.36% D.54.5%
【答案】D
【详解】CO燃烧生成二氧化碳,二氧化碳与过氧化钠发生反应2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2,方程式相加的CO+Na2O2=Na2CO3,固体增加的质量为相当于CO的质量,氢气燃烧生成水,反应方程式为2H2+O2═2H2O,水与过氧化钠发生反应2H2O+2Na2O2=4NaOH+O2↑,二者相加可得H2+Na2O2=2NaOH,固体增加的质量为相当于H2的质量,CO、H2、O2用电火花引燃,使其完全反应,Na2O2增重7.5g就是原混合气体中CO、H2的质量和,所以混合气体中氧气的质量为16.5g-7.5g=9g,氧气的质量分数为 9g/16.5g×100%=54.5%. D项正确;答案选D。
热点题型五:碳酸钠与碳酸氢钠的相互转化
1.物质基础
Na2CO3:碳酸钠,纯碱、苏打;正盐
NaHCO3:碳酸氢钠,小苏打;酸式盐
2.相互转化(核心方程式)
(1)Na2CO3→NaHCO3
①向溶液中Na2CO3通入足量CO2
Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3 离子方程式:CO32—+CO2+H2O=2HCO3—
②加入少量盐酸(分步反应)Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl
固体碳酸钠,通入CO2不反应,必须在水溶液中才能转化为碳酸氢钠。
(2)NaHCO3→Na2CO3
①固体加热分解(唯一固体转化方式)2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
②溶液中加NaOH强碱NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O
离子方程式:HCO3—+OH—=CO32—+H2O
转化网络图:
3.重点考点
(1)转化条件差异NaHCO3→Na2CO3
①Na2CO3变NaHCO3:溶液中通CO2;固体通CO2不反应。
②NaHCO3变Na2CO3:固体用加热;溶液加NaOH,加热NaHCO3溶液几乎不分解。
(2)除杂(高频考点)
①Na2CO3(NaHCO3)(固体):加热灼烧
②Na2CO3溶液(NaHCO3杂质):加适量NaOH溶液
③NaHCO3溶液(Na2CO3杂质):通入足量CO2
20.(25-26高一上·广东惠州·阶段检测)下列有关和性质的说法中,正确的是
A.向饱和溶液中通入过量,最终有白色沉淀生成
B.用澄清石灰水可以鉴别碳酸钠和碳酸氢钠溶液
C.相同条件下,溶液的碱性比溶液的碱性弱
D.等质量的固体分别与足量的相同浓度的盐酸反应时产生的速率:
【答案】A
【详解】A.向饱和溶液中通入过量,反应生成,同温下溶解度小于,且反应消耗溶剂水、溶质质量增大,因此有晶体析出,出现白色沉淀,A正确;
B.澄清石灰水与反应生成白色沉淀,与反应时,和反应生成,也会与结合生成白色沉淀,两者现象相同无法鉴别,B错误;
C.相同条件下,溶液的碱性强于溶液,C错误;
D.与盐酸反应时直接和反应生成,与盐酸反应需要先结合生成,再进一步反应生成,因此反应速率:,D错误;
故选A。
21.(26-27高一上·浙江台州·开学考试)下列除去括号中杂质的方法正确的是
A.():饱和食盐水
B.(HCl):饱和溶液
C.溶液():适量稀盐酸
D.固体():通入适量气体
【答案】B
【详解】A.极易溶于饱和食盐水,在饱和食盐水中溶解度小,该操作会吸收原物质,无法除去杂质,A错误;
B.可与饱和溶液反应生成,且在饱和溶液中溶解度极低,既除去杂质又不损耗原物质,B正确;
C.稀盐酸既会和杂质反应,也会和原物质反应,同时引入新杂质,C错误;
D.既会和杂质反应,也会和原物质反应,且生成新杂质,D错误;
故选B。
22.(第08讲碳酸钠和碳酸氢钠 焰色试验(暑假预习讲义)新高一化学人教版)下列有关Na2CO3与NaHCO3叙述中错误的是
A.相同状况下,等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应,Na2CO3产生的CO2气体体积小于NaHCO3
B.反应放出等量的CO2所消耗的酸:NaHCO3>Na2CO3
C.选用NaHCO3而不选择Na2CO3治疗胃酸过多,其原因为Na2CO3的碱性太强
D.Na2CO3溶液中混有少量NaHCO3杂质,可加入适量NaOH除去
【答案】B
【详解】A.因为M(NaHCO3)=84 g/mol、M(Na2CO3)= 106 g/mol,等质量的NaHCO3和Na2CO3,NaHCO3的物质的量更大,产生的CO2气体更多,所以Na2CO3产生的CO2气体体积小于NaHCO3,A正确;
B.反应放出等量的CO2,假设为1 mol,根据反应:NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O,Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O,可知NaHCO3消耗1mol盐酸,Na2CO3消耗2mol盐酸,所以NaHCO3<Na2CO3,B错误
C.碳酸钠碱性较强,会刺激胃黏膜,不能用于治疗胃酸过多,可以用碳酸氢钠,C正确
D.NaHCO3与NaOH反应生成Na2CO3,故Na2CO3溶液中混有少量NaHCO3杂质,可加入适量NaOH除去,D正确;
故选B。
23.(25-26高一下·河北唐山·期中)(多选)下列除杂方案正确的是
A.除去NaHCO3固体中的Na2CO3:加热
B.除去NaHCO3溶液中的少量Na2CO3:滴加适量盐酸
C.除去CO2中的HCl:通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶
D.除去MnO2中的铁粉:用磁铁吸引
【答案】CD
【详解】A.加热时受热分解生成,会消耗目标物质,无法除去杂质,A错误;
B.滴加盐酸时,也会与盐酸反应,且引入新杂质,B错误;
C.与饱和溶液反应生成,且在饱和溶液中溶解度极小,可除去杂质且不消耗目标物质,C正确;
D.铁粉可被磁铁吸引,不能被磁铁吸引,可实现杂质与目标物质的分离,D正确;
故选CD。
(25-26高一下·上海·期中)天然的弱碱性水中含有小苏打,因而也称为“苏打水”。
24.胃酸的主要成分是盐酸,胃酸过多时会胃疼,喝点苏打水可以缓解胃痛,写出该过程的离子方程式___________。
25.设计一个简单的实验证明“苏打水”中的溶质不是苏打___________。
苏打水会因储藏温度过高而分解产生少量使口感发涩。
26.上述过程产生的化学方程式为:___________。
27.除去“苏打水”中的,改善口感的方法是___________(用离子方程式表示)。
我国化学家侯德榜发明了联合制碱法,对世界制碱工业做出了巨大贡献。联合制碱法的主要流程如图所示(部分物质已略去)。
28.①~③所涉及的操作方法中,包含过滤的是___________。(不定项)
A.① B.② C.③
该操作需要用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和___________(填仪器名称)。
29.写出上述流程中制备的化学方程式:___________。该反应能发生的原因是___________。
30.纯碱在生产生活中一种用途是___________。
31.氯化铵在生产生活中一种用途是___________。
【答案】24. 25.取少量苏打水,滴加少量(或)溶液,若无白色沉淀生成,证明溶质不是苏打 26. 27. 28. AC 漏斗 29. 相同条件下的溶解度小于体系中其他溶质,以沉淀形式析出,推动反应正向进行 30.制玻璃(或作洗涤剂、造纸、纺织工业原料,合理即可) 31.作氮肥(或作焊接除锈剂,合理即可)
【分析】侯氏制碱法是依据离子反应发生的原理进行的,利用溶解度差异产生固体:先在饱和食盐水中通入氨气,形成饱和氨盐水,再向其中通入足量二氧化碳,在溶液中就有了大量的钠离子、铵根离子、氯离子和碳酸氢根离子,这其中溶解度最小,所以析出晶体,然后过滤出晶体和溶液A为,利用的不稳定性,煅烧分解产生、和水,可再通入沉淀池中循环利用。
【详解】24.小苏打是,不能拆,与胃酸中反应生成二氧化碳和水,离子方程式:;
25.苏打是,可与可溶性钙盐/钡盐生成碳酸盐沉淀,而不与氯化钙反应产生沉淀,可区分。
26.温度升高,碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,化学方程式:。
27.通入过量可将碳酸钠转化为需要的碳酸氢钠,不引入新杂质,离子方程式:。
28.操作①需要分离出固体和溶液,操作③需要分离出固体和溶液B,均包含过滤;操作②是碳酸氢钠加热分解,无过滤操作;过滤需要的玻璃仪器为烧杯、玻璃棒、普通漏斗。
29.联合制碱法的原理就是利用碳酸氢钠溶解度较小,析出晶体使反应持续进行,化学方程式:;反应能发生的原因:相同条件下的溶解度小于体系中其他溶质,以沉淀形式析出,推动反应正向进行。
30.纯碱的用途:制玻璃(或作洗涤剂、造纸、纺织工业原料,合理即可)。
31.氯化铵的用途:作氮肥(或作焊接除锈剂,合理即可)。
热点题型六:碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别与除杂
【知识清单】
【解题方法】
1.碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别方法
(1)固体鉴别法:加热法,产生使澄清石灰水变浑浊的气体的是NaHCO3。
(2)溶液鉴别法:
①沉淀法:加入BaCl2或CaCl2溶液产生沉淀的是Na2CO3。
②气体法:滴入盐酸立即产生气体的是NaHCO3。
③测pH法:用pH试纸测其相同浓度的稀溶液,pH大的是Na2CO3。
2.Na2CO3、NaHCO3的除杂方法
混合物(括号内为杂质)
除杂方法
Na2CO3(s)(NaHCO3)
加热法
NaHCO3(aq)(Na2CO3)
通入足量CO2
Na2CO3(aq)(NaHCO3)
滴加适量NaOH溶液
32.(25-26高一上·江西景德镇·期末)下列除杂方案设计正确的是
选项
物质(括号内为杂质)
除杂试剂/方法
A
(HCl)
通入饱和碳酸钠溶液后干燥
B
加热
C
Cu(CuO)
加入足量稀盐酸,过滤
D
溶液
过滤
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.饱和碳酸钠溶液会与CO2反应生成碳酸氢钠,导致CO2损失,A错误;
B.Na2CO3溶液能和二氧化碳反应生成碳酸氢钠,可通入足量的二氧化碳除杂,用加热的方法不能除去杂质,B错误;
C.稀盐酸与CuO反应生成可溶性CuCl2和水,而Cu不反应,过滤后得到Cu,C正确;
D.Fe(OH)3胶体和溶液均能透过滤纸,过滤无法除去杂质,D错误;
故答案选C。
33.(25-26高一上·河北保定·期末)下列各组物质的鉴别或除杂方法错误的是
选项
物质
鉴别或除杂方法
A
和
鉴别:分别加入稀盐酸
B
NaCl和KCl
鉴别:焰色试验
C
中含有HCl
除杂:用饱和溶液洗气
D
碳酸钠固体中含少量碳酸氢钠
除杂:加热
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.CaCO3与稀盐酸反应产生CO2气体,BaSO4不与稀盐酸反应,故稀盐酸可鉴别CaCO3和BaSO4,A正确;
B.NaCl焰色试验呈黄色,KCl焰色试验呈紫色(透过钴玻璃),故焰色试验可鉴别NaCl和KCl,B正确;
C.饱和NaHCO3溶液与HCl和SO2反应均生成CO2,导致SO2被除去,同时引入CO2杂质,无法达到除杂的目的,C错误;
D.加热时NaHCO3分解为Na2CO3、H2O和CO2,而Na2CO3稳定,故可除去Na2CO3固体中含少量NaHCO3杂质,D正确;
故答案选C。
34.(25-26高一上·江西南昌·期末)下列实验方案不能达到目的的是
A.用加热法除去固体中的
B.用NaOH溶液除去中的HCl气体
C.用溶液鉴别和溶液
D.用澄清石灰水鉴别和NaCl溶液
【答案】B
【详解】A.利用的热不稳定性,除去固体中的,A正确;
B.NaOH会同时与HCl和反应,导致目标气体被消耗,B错误;
C.与反应生成沉淀,而则不能,现象不同,可鉴别,C正确;
D.与反应生成沉淀,而NaCl与不反应,现象不同,可鉴别,D正确;
故答案选B。
35.(25-26高一上·甘肃兰州·期末)钠的价类二维图如下图所示,请完成下列问题。
(1)Na通常将其保存在____________中,常温下,钠与氧气反应的产物是____________(填化学式)。
(2)将一小块Na投入溶液中,观察到的现象是____________(填序号)。
①浮于液面上 ②熔化成小球 ③发出嘶嘶的响声,放出气体 ④有蓝色沉淀产生 ⑤析出大量红色的固体
(3)写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式并画出双线桥表示该反应电子转移的方向和数目:____________。
(4)除去粉末中少量的简单方法是____________,反应方程式为____________。下图可验证和的热稳定性,其中甲为____________。
(5)实验室中检验中存在常用的简单方法为____________(填实验名称)。
【答案】(1) 煤油(或石蜡油)
(2)①②③④
(3)
(4) 加热
(5)焰色试验
【分析】钠的价类二维图可知,Y为。
【详解】(1)钠通常保存在煤油(或石蜡油)中(隔绝空气和水);常温下,钠与氧气反应生成,故答案为:煤油(或石蜡油);;
(2)将Na投入溶液中,Na先与水反应(现象:浮于液面、熔化成小球、发出嘶嘶响声、放出气体),生成的与结合生成蓝色沉淀,不会析出Cu,故答案为:①②③④;
(3)
过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式及双线桥:,故答案为:;
(4)除去粉末中少量的简单方法:加热(受热分解),反应方程式:,验证热稳定性时,甲为,甲处于间接加热环境,温度较低,若甲中物质分解产生使澄清石灰水变浑浊的气体,说明热稳定性弱于,故答案为:加热;;;
(5)要检验中是否混有,核心是检验钾离子()的存在,最常用的简单方法是焰色试验,具体操作为:取少量样品于洁净的铂丝(或铁丝)上,在酒精灯火焰上灼烧,透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色。若火焰呈现紫色,就证明样品中含有钾离子,即存在,故答案为:焰色试验。
热点题型七:碳酸钠与碳酸氢钠的计算
【知识清单】
1.差量法(必考:固体加热型计算)
适用场景:碳酸钠和碳酸氢钠固体混合物加热分解。
原理:只有碳酸氢钠受热分解,碳酸钠加热不分解。固体减少的质量为生成的水蒸气和二氧化碳总质量。
规律:每2mol NaHCO₃分解,固体质量减少62 g。
解题:利用前后固体质量差,直接快速计算碳酸氢钠的质量和物质的量。
易错提醒:该方法只适用于固体加热,溶液加热不适用。
2.元素守恒法(万能解法,大题首选)
(1)钠守恒:体系中钠元素总量始终不变,最终全部转化为氯化钠。
(2)碳守恒:碳元素只存在于碳酸根、碳酸氢根、二氧化碳中。
适用场景:氢氧化钠通二氧化碳产物判断、混合盐与盐酸反应计算、多步反应计算。
优势:无需书写分步方程式,一步求解,计算准确率最高。
3.盐酸分段图像判断法(选择题高频)
碳酸钠与盐酸分步反应:先无气泡、后产生气泡。
(1)纯碳酸钠:无气体段盐酸体积 = 产气段盐酸体积。
(2)NaOH+Na₂CO₃混合:无气体段体积 > 产气段体积。
(3)Na₂CO₃+NaHCO₃混合:无气体段体积 < 产气段体积。
通过两段体积大小,可直接判断溶液溶质成分。
4.极值假设法(混合物判断专用)
适用:未知混合物成分、判断质量和气体体积范围。
方法:假设固体全部为碳酸钠、全部为碳酸氢钠,计算两种极端产生的二氧化碳量,实际数据介于两者之间,即可确定为混合物。
5.高频解题结论(直接秒杀题)
1. 等质量的碳酸钠、碳酸氢钠与足量盐酸反应:碳酸氢钠产生CO₂更多。
2. 等物质的量的碳酸钠、碳酸氢钠与足量盐酸反应:CO₂等量,消耗盐酸比例为2:1。
3. 除杂:固体除碳酸氢钠用加热;溶液除碳酸氢钠加适量NaOH;溶液除碳酸钠通足量CO₂。
36.(25-26高一上·四川巴中·阶段检测)常温下,向NaOH溶液中通入一定量的CO2,充分反应后得到溶液M。为探究溶液M中的溶质成分,向其中滴加稀盐酸,生成CO2的量随稀盐酸加入量的变化关系如图所示。下列说法错误的是
A.溶液M的溶质一定有NaOH和Na2CO3,且物质的量之比为2:1
B.a点、b点和c点对应溶液中,只有a点和b点溶液呈碱性
C.c点对应溶液中可大量共存离子:K+、Fe3+、、
D.将c点溶液进行蒸发结晶,理论上可得到23.4gNaCl固体
【答案】C
【详解】A.滴加盐酸生成消耗的物质的量为,可知的物质的量为,转化为消耗,则与反应的为,即为,二者物质的量之比为,A正确;
B.a点溶质为、、,溶液呈碱性;b点溶质为、,水解程度大于电离程度,溶液呈碱性;c点盐酸过量,溶质为、,溶液呈酸性,只有a、b点溶液呈碱性,B正确;
C.c点溶液中含大量和,酸性条件下与发生归中反应生成,不能大量共存,C错误;
D.根据元素守恒,总物质的量为,蒸发结晶时过量挥发,最终得到,质量为,D正确;
故本题答案选C。
37.(第08讲碳酸钠和碳酸氢钠 焰色试验(暑假预习讲义)新高一化学人教版)加热5.00 g碳酸钠和碳酸氢钠的混合物,使碳酸氢钠完全分解,混合物质量减少了0.93 g,则原混合物中碳酸钠的质量为
A.2.48 g B.2.58 g
C.4.16 g D.4.41 g
【答案】A
【详解】碳酸氢钠受热容易分解,由化学方程式分析可知,固体质量减少的部分就是CO2和H2O的质量,用差量法可快速解决问题:
则,解得m(NaHCO3)=2.52 g,m(Na2CO3)=5.00 g-2.52 g=2.48 g。
故选A。
38.(2026·北京·模拟预测)下列实验方案中,不能测定和混合物中质量分数的是
A.取a g混合物充分加热,减重b g
B.取a g混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得b g固体
C.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,增重b g
D.取a g混合物与足量溶液充分反应,过滤、洗涤、烘干,得b g固体
【答案】C
【详解】A.取a g混合物充分加热,减重b g,根据质量差可求出的质量,从而求出,A不符合题意;
B.取a g混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得b g固体氯化钠,列方程组即可求出,B不符合题意;
C.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,增重b g,由于逸出气体中含有,故无法求解,C符合题意;
D.由于二者都能与溶液反应生成沉淀,存在、的转化关系,列方程组即可求出混合物中的质量分数,D不符合题意;
故选C。
热点题型八:侯氏制碱法
【题型要点】
侯氏制碱法:在饱和食盐水中通入氨气,形成氨化的NaCl饱和溶液,再向其中通入二氧化碳,使溶液中存在大量的Na+、NH、Cl-和HCO,由于NaHCO3的溶解度最小,故可析出NaHCO3晶体,灼烧NaHCO3得纯碱,其余产品处理后可作肥料或循环使用。其反应原理为NH3+NaCl+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl;2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑;可循环使用的物质为CO2、饱和食盐水。工艺流程:
39.(25-26高一上·福建莆田·期末)侯德榜为我国化工事业的发展作出卓越贡献,是我国近代化学工业的奠基人之一,侯氏制碱法的主要过程如图所示,下列说法正确的是
A.该流程中若改成先通再通,有利于提高纯碱的产量
B.操作③中加细粉和通入均有利于固体析出
C.“碳酸化”过程放出大量的热,有利于提高碳酸化的速率和的析出
D.流程中仅产生的可循环利用
【答案】B
【分析】本实验流程为侯氏制碱法,精制饱和食盐水先吸氨,通入使溶液呈碱性,再进行碳酸化,通入发生反应析出,经操作①过滤得到碳酸氢钠固体,碳酸氢钠经过操作②煅烧分解生成纯碱与;碳酸化后的母液,加入细粉、通入,经冷析与操作③,析出固体,实现副产品氯化铵的获取,部分溶液循环回到前端工序继续利用。
【详解】A.在水中溶解度远大于,先通入氨气,溶液显碱性,能够吸收大量,生成较多;若改成先通再通,溶解度小,溶液中碳酸氢根浓度低,析出量减少,会降低纯碱产量,A错误;
B.操作③中加入细粉,可以增大溶液中浓度,通入,结合水生成,增大浓度,依据同离子效应,两种操作都能降低的溶解度,促进固体析出,B正确;
C.碳酸化过程放热,温度升高虽然加快反应速率,但溶解度随温度升高而变大,温度高不利于晶体析出,C错误;
D.流程里煅烧碳酸氢钠生成的可以循环到碳酸化步骤使用,析出之后剩余含有的溶液,也可以返回精制饱和食盐水工序循环利用,不只有可以循环,D错误;
故选B。
40.(25-26高一上·湖北武汉·期中)侯德榜是我国近代化学工业的奠基人之一,“侯氏制碱法”的主要过程如下图(部分物质已略去)。下列说法不正确的是
A.气体Y为CO2 B.操作b为过滤
C.氨盐水中通入气体Y后,溶液中Na+浓度不变 D.分离回收滤液可得NH4Cl
【答案】C
【分析】氨气极易溶于水,CO2在水中的溶解度较小,所以先将氨气通入饱和食盐水中得到氨盐水,再通入CO2可吸收更多的二氧化碳,则X为NH3、Y为CO2,发生反应:NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl,得到的悬浊液a中含有NaHCO3、NH4Cl,分离难溶性的固体和溶液采用过滤的方法,所以b为过滤,将得到的滤渣洗涤、低温干燥、加热分解得到Na2CO3、CO2、水,再将CO2通入氨盐水中,使CO2循环利用;向滤液中添加氯化钠可使氯化铵析出。
【详解】A.滤渣煅烧的产物之一为可循环通入氨盐水的,因此气体Y为,A正确;
B.操作b是分离悬浊液中的固体与溶液,该操作是过滤,B正确;
C.氨盐水中通入后发生反应,析出会消耗溶液中的,因此浓度减小,C错误;
D.反应生成的溶解在滤液中,对滤液进行分离回收可得到,D正确;
故选C。
41.(25-26高二下·河北衡水·期末)化学工业科学家侯德榜为我国的制碱工业做出了突出的贡献,他发明的“侯氏制碱法”在人类化学工业史上写下了光辉的一页,其工艺流程如图所示。
下列说法错误的是
A.流程中未涉及氧化还原反应
B.“过滤”过程析出NaHCO3,说明溶解度:NaHCO3<NH4Cl
C.本过程中可以循环的物质包括CO2和NaCl
D.“盐析”时添加NaCl,可使更多的NH4Cl析出,但会降低NaCl的利用率
【答案】D
【详解】A.流程中所有反应均无元素化合价变化,不存在电子转移,未涉及氧化还原反应,A正确;
B.相同条件下溶解度更小的溶质优先析出,“过滤”过程析出,说明溶解度,B正确;
C.煅烧生成的可返回碳酸化工序重复使用,盐析后含的母液Ⅱ可返回吸氨工序重复使用,二者均为可循环物质,C正确;
D.盐析时添加,既可以增大浓度促进析出,含的母液Ⅱ又可回到流程中重新利用,实际提高了的利用率,D错误;
答案选D。
(
课后提升
·
查漏补缺
)
1.(25-26高一上·新疆阿克苏·阶段检测)实验室保存金属钠时,需隔绝空气和水,下列说法错误的是
A.钠若暴露在空气中,会先变暗再形成白色粉末
B.煤油的密度比钠小,可起到隔绝空气的作用
C.四氯化碳密度比钠大,不能用于保存钠
D.钠可保存在水中,因反应生成的NaOH能保护内层钠
【答案】D
【详解】A.钠暴露在空气中首先与反应生成使表面变暗,后续经过与水、反应、风化等过程最终得到白色粉末,A正确;
B.钠的密度大于煤油,沉在煤油下方,密度更小的煤油可以隔绝空气,防止钠被氧化,B正确;
C.四氯化碳密度比钠大,若用其保存钠,钠会浮在四氯化碳表面,无法隔绝空气,因此不能用于保存钠,C正确;
D.钠会与水发生剧烈反应,不能保存在水中,D错误;
故选D。
2.(25-26高一上·广东茂名·阶段检测)下列说法错误的是
A.自然界中不存在单质钠 B.实验结束后剩余的钠要放回原试剂瓶中
C.实验室中用镊子夹取钠 D.少量的钠可以保存在水中
【答案】D
【详解】A.钠单质为活泼金属单质,钠元素在自然界中只以化合物形式存在,A正确;
B.实验后,将剩余药品放回原试剂瓶会污染瓶中药品,要放在指定的容器中,但是个别药品如金属钠,可以放回原试剂瓶中,B正确;
C.钠是块状固体,实验室中可用镊子夹取钠,C正确;
D.水会与金属钠反应生成氢氧化钠和氢气,故水不能用来保存钠,一般保存在煤油中,D错误;
故选D。
3.(21-22高一上·安徽芜湖·期中)关于钠的叙述中,正确的是
A.钠是活泼金属,将其投入硫酸铜溶液中,可置换出铜
B.钠与氧气反应时,产物是由O2的用量决定的
C.加热时,金属钠先熔化,再剧烈燃烧,产生黄色火焰
D.4.6g金属钠投入95.4g水中,所得溶液中溶质的质量分数为8%
【答案】C
【详解】A.钠投入硫酸铜溶液中,实质上是钠先与水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠再与硫酸铜发生复分解反应生成蓝色Cu(OH)2沉淀,不能置换出铜,故A错误;
B.常温下钠与氧气反应生成氧化钠,点燃下、钠与氧气反应生成过氧化钠,产物是由反应条件决定的,故B错误;
C.钠的熔点较低,加热时,金属钠先熔成闪亮的小球并剧烈燃烧,产生黄色火焰,故C正确;
D.4.6 g钠与水反应生成溶质氢氧化钠的质量为8 g,氢气的质量为0.2 g,溶液的质量为4.6 g+95.4 g-0.2 g=99.8 g,故溶液中溶质的质量分数大于8%,故D错误;
故选C。
4.(22-23高三·湖南长沙·阶段检测)下列5组物质相互混合反应后,最终有白色沉淀生成的有
①金属Na投入FeCl3溶液中
②过量Ba(OH)2溶液和Al2(SO4)3溶液混合
③少量Ca(OH)2投入过量NaHCO3溶液中
④向AlCl3溶液中通入过量NH3
⑤少量Na2O2固体加入Na2S溶液中
A.2组 B.3组 C.4组 D.5组
【答案】B
【详解】①金属Na投入溶液中,Na先与水反应生成NaOH等,NaOH再与反应生成红褐色沉淀,故不合;
②过量溶液和溶液混合,生成白色沉淀,起初生成的沉淀后来全部溶解,故符合;
③少量投入过量溶液中,生成白色沉淀,故符合;
④向溶液中通入过量,生成白色沉淀,故符合;
⑤少量固体加入溶液,先与水反应生成等,将氧化生成淡黄色S沉淀,故不合;;
综合以上分析,②③④符合题意,故选B。
5.(【鼎鑫教程2027一轮】第一章认识化学科学第一节钠及其化合物(鲁科版))向过氧化钠与水反应所得溶液中滴加酚酞溶液,酚酞先变红后褪色。某化学兴趣小组为探究其原因,进行了如图所示实验。实验①向反应后溶液加入,立即产生大量气体,气体能使带火星的木条复燃;实验②、③中红色均不褪色。下列分析错误的是
A.过氧化钠与水反应产生的气体为
B.过氧化钠与水反应需要作催化剂
C.实验②、③可证明使酚酞褪色的不是氢氧化钠溶液和氧气
D.过氧化钠与水反应可能生成了具有漂白性的
【答案】B
【详解】A.实验①中产生的气体能够使带火星的木条复燃,证明为,A正确;
B.过氧化钠与水反应不需要作催化剂,B错误;
C.酚酞滴入氢氧化钠溶液变红色,氢氧化钠的酚酞溶液中通入氧气红色不褪色,实验②、③证明使酚酞褪色的不是氢氧化钠溶液和氧气,C正确;
D.由实验①现象可知,反应过程中生成了过氧化氢,过氧化氢具有漂白性,D正确。
6.(2026·新疆·一模)用如图实验装置(夹持仪器已省略,忽略水蒸气的体积)测定已变质的(含杂质)的纯度。下列说法错误的是
A.支管能使分液漏斗内液体顺利滴下,同时使测量气体体积更加准确
B.干燥管b中可用代替碱石灰
C.大试管中产生气体的主要成分为
D.打开,最终测得量筒中气体的体积即为生成的体积
【答案】B
【详解】A.支管a的作用为平衡分液漏斗与大试管内气压,确保分液漏斗内液体顺利滴下,避免因液体加入导致系统内气体体积变化,提高氧气体积测量精度,A正确;
B.碱石灰作用为吸收,若换为,与反应会生成,使测得体积偏大,B错误;
C.大试管中发生以下反应:、,则产生气体的主要成分为,C正确;
D.大试管中产生的气体主要为和水蒸气,碱石灰吸收,仅进入量筒,排水法收集,最终测得量筒中气体的体积即为实际生成的体积,D正确;
故答案选B。
7.(26-27高一上·山西运城·开学考试)2026年春节档电影《飞驰人生3》中,主角团队改装的电动拉力赛车搭载钠离子电池,生产电池与赛车电路材料时会用到、等多种钠的化合物。下列说法正确的是
A.均为碱性氧化物 B.中阴、阳离子个数比为
C.均能与水反应生成氢氧化钠 D.均能用于呼吸面具供氧
【答案】C
【详解】A.碱性氧化物是与酸反应仅生成盐和水的氧化物,属于碱性氧化物,但与酸反应除生成盐和水外还有生成,不属于碱性氧化物,A错误;
B.中阳离子为,阴离子为过氧根离子,阴、阳离子个数比为,B错误;
C.与水反应:,与水反应:,二者均能生成氢氧化钠,C正确;
D.与、反应均不生成,不能用于呼吸面具供氧,仅可作呼吸面具的供氧剂,D错误;
故选C。
8.(23-24高一下·上海·期末)以下有关和的说法正确的是
A.溶解性:
B.澄清石灰水可用来鉴别二者
C.在一定条件下,二者可以相互转化
D.等质量的和分别与足量盐酸反应,放出多
【答案】C
【详解】A.相同温度下,碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠,A错误;
B.澄清石灰水分别与Na2CO3、NaHCO3反应,均会产生白色沉淀CaCO3,所以不能用澄清石灰水来鉴别Na2CO3和NaHCO3,B错误;
C.Na2CO3与少量酸反应可转化为NaHCO3,NaHCO3固体受热分解可转化为Na2CO3,C正确;
D.M(Na2CO3)=106g·mol-1,M(NaHCO3)=84g·mol-1,若二者等质量,则NaHCO3中含有的C元素更多,与足量盐酸反应放出的CO2更多,D错误;
故选C。
9.(2024高一下·湖南·学业考试)欲除去固体中的杂质,可采取的方法是
A.加水溶解后过滤 B.先加足量盐酸后过滤
C.将固体加热 D.配成溶液后通入足量气体
【答案】C
【详解】碳酸氢钠固体受热分解生成碳酸钠,所以直接加热即可除去。答案选C。
10.(23-24高一上·新疆乌鲁木齐·期末)下列有关Na2CO3和NaHCO3的性质,叙述错误的是
A.鉴别Na2CO3和NaHCO3可以用BaCl2溶液,不可用溶液
B.Na2CO3比NaHCO3更稳定
C.NaHCO3可以用于泡沫灭火器的反应物质
D.除去NaHCO3溶液中混有的少量Na2CO3,用加热法
【答案】D
【详解】A.因碳酸钠与氯化钡反应生成白色沉淀碳酸钡,而碳酸氢钠与氯化钡不反应,可以用氯化钡溶液鉴别碳酸钠和碳酸氢钠,但是氢氧化钡与两者均反应产生白色沉淀,不能鉴别,A正确;
B.相同条件下碳酸钠不易分解,碳酸氢钠易分解,B正确;
C.泡沫灭火器主要为硫酸铝溶液和碳酸氢钠溶液生成氢氧化铝和二氧化碳气体灭火,所以碳酸氢钠可以用于泡沫灭火器的反应物质,C正确;
D.因为碳酸钠溶液与二氧化碳可发生反应转化为碳酸氢钠,所以除去碳酸氢钠溶液中的少量碳酸钠,可通入足量二氧化碳,不能用加热法,因为碳酸氢钠受热易分解,且不能达到除杂目的,D错误;
故选D。
11.(25-26高一上·陕西西安·期中)1943年侯德榜发明联合制碱法,其生产流程可简要表示为下图:
下列说法错误的是
A.侯氏制碱法制备利用了物质溶解度差异
B.流程中先通入再通入可达同样效果
C.流程中可循环使用的物质是、NaCl
D.母液的主要成分是,可用于化肥工业
【答案】B
【分析】饱和食盐水中先通入氨气,营造碱性环境,再通入二氧化碳,由于碳酸氢钠溶解度较小,会析出晶体,析出时的化学方程式为:,过滤后得到碳酸氢钠晶体,加热得到纯碱。
【详解】A.的溶解度较小,析出时的化学方程式为:,将碳酸氢钠过滤出来,加热分解为碳酸钠,A正确;
B.极易溶于水生成,可电离产生和,溶液呈碱性,先通氨气,更有利于酸性气体二氧化碳的吸收,B错误;
C.由分析可知,流程中可循环使用的物质是、NaCl,C正确;
D.过滤出后得到的母液,其主要溶质是,含有氮元素,可用作氮肥,D正确;
故答案选B。
12.(25-26高一上·安徽滁州·期末)现有一份Na2CO3和NaHCO3固体混合物,某化学兴趣小组设计如图所示实验装置(夹持仪器省略),测定固体混合物中NaHCO3的质量分数。实验步骤如下:
①组装好实验装置,并 ;
②称取m g样品放入硬质玻璃管中;称量装有碱石灰的U形管D的质量为m1 g;
③打开K1、K2,关闭K3,缓缓鼓入空气数分钟;
④关闭K1、K2,打开K3,点燃酒精灯加热至不再产生气体;
⑤打开K1,缓缓鼓入空气数分钟后拆下装置,称量U形管D的质量为m2 g。
请回答下列问题:
(1)补充实验步骤①的操作_____________________________________________________。
(2)装置E中实验仪器的名称为____________________。
(3)装置B中发生反应的化学方程式为__________________。
(4)实验步骤③和⑤中“缓缓鼓入空气数分钟”的目的分别是______________________。
(5)若缺少实验步骤③会导致测定结果____(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(6)样品中NaHCO3的质量分数为_____×100%(用含m、m1、m2的式子表示)。
【答案】(1)检查装置的气密性
(2)球形干燥管
(3)2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
(4)步骤3是为了将原装置中的CO2及水蒸气排尽,步骤⑤是为了将生成的CO2及水蒸气排至后续装置完全被吸收
(5)偏大
(6)
【分析】装置A装有碱石灰,用于除去通入空气中的和;装置B为反应发生装置,加热使分解;装置C中的浓硫酸用于吸收反应生成的水蒸气;装置D中的碱石灰用于吸收生成的,其反应前后的质量差即为生成的质量;装置E用于防止外界空气中的和进入装置D引起误差。实验前需排尽装置内的空气,实验后需将残留在装置内的全部赶入吸收装置中。
【详解】(1)凡是有气体参与或生成的实验,在装入药品前必须首先进行的操作是检查装置的气密性。
(2)根据仪器的构造特征可知,装置E中实验仪器的名称为球形干燥管。
(3)装置B中加热时,混合物中的发生分解反应生成碳酸钠、二氧化碳和水,化学方程式为。
(4)装置内原有的空气中含有和水蒸气,若不排尽会在后续实验中进入装置D导致误差,故步骤③鼓入经装置A净化后的空气是为了排尽装置内的空气;反应结束后,装置B和C内会残留部分生成的,步骤⑤鼓入空气是为了将生成的全部排入装置D中被完全吸收,以保证测定结果的准确性。
(5)若缺少实验步骤③,装置内原有空气中的和水蒸气会在加热时被赶入后续装置,最终导致装置D吸收的质量偏大,测得的质量偏大,从而使计算出的质量分数偏大。
(6)装置D反应前后的质量差即为生成的质量,即。根据化学方程式可知,样品中的质量为。因此,样品中的质量分数为。
13.(25-26高一上·河南郑州·阶段检测)小苏打长期放置在空气中会变质(部分转变为),某研究小组欲测定某小苏打样品中的质量分数,设计如下实验方案:
(1)方案1:取m g样品溶于水配成溶液,置于装置B中,实验装置如图所示:
①实验过程中需要通入两次空气,第二次通空气的作用是___________________________。
②若无装置E,则实验结果将_______________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(2)方案2:取w g小苏打样品,利用图1装置充分加热到质量不再变化时,称量所得粉末质量为m g。
①仪器a的名称为_______________。
②样品中碳酸氢钠的质量分数为_______________。
③实验室验证碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性可利用图2所示装置,则试管A中装入的固体最好是_______________(填化学式)。
(3)方案3:取m g的样品进行如下实验(已知:该实验条件下碳酸氢钠与氯化钙不反应):
在操作Ⅱ中,为了判断加入氯化钙溶液是否过量,其中正确的是_______________(填字母)。
a.在加入氯化钙溶液后,振荡、静置,向溶液中继续加入少量氯化钙溶液
b.在加入氯化钙溶液后,振荡、静置,向溶液中再加入少量碳酸钠溶液
c.在加入氯化钙溶液后,振荡、静置,取上层清液再加入少量碳酸钠溶液
【答案】(1) 将装置B中产生的二氧化碳全部被装置D吸收,使测定结果更准确 偏高
(2) 坩埚
(3)a
【分析】方案1:该方案利用酸与样品反应释放,通过测定二氧化碳质量计算碳酸氢钠含量,装置A中溶液除去通入空气中的二氧化碳,避免空气中干扰测定,装置B中样品溶液与酸反应生成,装置C浓硫酸干燥,装置D碱石灰吸收反应生成的二氧化碳,第二次通入空气,能够把装置内残留的二氧化碳全部赶入D装置充分吸收,装置E的碱石灰防止外界空气中水蒸气和二氧化碳进入D装置造成测量误差;
方案2:该方案采用加热分解法测定样品,把w g小苏打样品放置于坩埚中充分加热,样品里受热发生分解反应,受热不分解,加热至固体质量不再变化,剩余固体全部为碳酸钠,利用加热前后固体质量差,通过差量法计算样品中碳酸氢钠的质量;另外利用套管实验图2比较二者热稳定性,温度较低的试管A盛放,温度高的试管B盛放,根据澄清石灰水是否变浑浊,对比证明热稳定性强于;
方案3:该方案利用沉淀法测定,将m g固体样品加水溶解配成溶液,向溶液加入氯化钙溶液,只有和反应生成碳酸钙白色沉淀,与氯化钙不发生反应,经过过滤、洗涤、干燥后称量得到碳酸钙沉淀n g,通过沉淀碳酸钙的质量计算样品中碳酸钠的质量,间接求出碳酸氢钠的含量,实验过程需要检验氯化钙溶液是否已经加至过量,保证溶液中碳酸根完全沉淀;
【详解】(1)①实验前后两次通入空气,第一次通入空气除去整套装置中原有的二氧化碳,排除装置内部原有气体的干扰,第二次通入空气,作用是将装置B中反应生成的二氧化碳全部排入装置D中被碱石灰完全吸收,确保测定生成二氧化碳质量的数据准确,减小实验误差;
②若无装置E,外界空气中的二氧化碳与水蒸气会进入装置D,会使D装置测得吸收的气体总质量偏大,计算得到碳酸氢钠的质量偏大,最终测定的实验结果将偏高;
(2)①仪器a的名称为坩埚,坩埚是用于高温灼烧固体的仪器;
②加热时发生反应,每2 mol 受热分解,固体质量减少,设碳酸氢钠物质的量为,固体质量变化,,解得碳酸氢钠质量,所以样品碳酸氢钠质量分数为;
③套管实验验证热稳定性,试管A处于间接加热位置,温度更低,试管A装入,低温下分解产生使石灰水变浑浊,B中高温依旧不分解,以此对比证明碳酸钠热稳定性更强;
(3)在操作Ⅱ中,为了判断加入氯化钙溶液是否过量,可在加入氯化钙溶液后,振荡、静置,向溶液中继续加入少量氯化钙溶液,若不再产生沉淀,说明氯化钙溶液已经过量,若还产生沉淀,说明氯化钙溶液未过量,故选a。
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第5讲 钠及其化合物
【考向预测】
高考对钠及其化合物板块,主要以选择题、工业流程及实验填空题形式考查,结合生活情境、化工生产,重点考查物质性质、反应实质、转化规律与定量计算。
一、选择题考向
以基础实验、陌生反应和物质转化为载体,考查钠的氧化、与水反应的现象和原理、过氧化钠的氧化性、碳酸盐与碳酸氢盐的性质差异、鉴别方法及简单计算,侧重基础概念辨析与正误判断。
二、非选择题考向
结合化学实验、工业流程与侯氏制碱法工艺,考查物质相互转化、除杂提纯、方程式书写、反应机理分析,依托守恒法、差量法开展碳酸盐相关定量计算,综合考查知识应用能力。
(
知识梳理
·
题型预览
)热点题型一:钠与氧气的反应
热点题型二:钠与水的反应
热点题型三:钠与溶液反应的实质
热点题型四:Na2O2的性质
热点题型五:碳酸钠与碳酸氢钠的相互转化
热点题型六:碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别与除杂
热点题型七:碳酸钠与碳酸氢钠的计算
热点题型八:侯氏制碱法
【题型归纳】
热点题型一:钠与氧气的反应
【知识清单】
1.4Na + O2=2Na2O (新切开的钠放在空气中容易变暗);
加热条件下:2Na+O2 Na2O2 。
2.钠在空气中的变化过程:Na→Na2O→NaOH→潮解(物理变化)→Na2CO3·10H2O(结晶)→Na2CO3(风化,化学变化),最终得到是一种白色粉末。(最终产物是Na2CO3)。
涉及到的反应:①4Na+O2=2Na2O;
②Na2O+H2O=2NaOH;
③2NaOH+CO2+9H2O=Na2CO3·10H2O
④Na2CO3·10H2O=Na2CO3+10H2O
【方法提炼】
1.钠与氧气反应的产物与反应温度有关,加热或点燃产物是过氧化钠。
2.不管生成氧化钠还是过氧化钠,金属钠失电子均变为+1价的阳离子,因而等量的钠完全反应失去的电子数相同。
1.(26-27高一上·浙江宁波·开学考试)下列关于钠的叙述中,不正确的是
A.钠燃烧时发出黄色的火焰
B.金属钠着火时,应立即用大量水进行灭火
C.实验室里,金属钠可以保存在煤油中
D.金属钠很软,能用刀切割
2.(26-27高三上·山东济南·开学考试)下列做法符合化学实验室安全要求的是
A.活泼金属着火时选用灭火器扑灭
B.精密仪器起火时最佳灭火方法是选用灭火毯盖灭
C.眼中溅入少量强碱溶液,立即用1%硼酸溶液冲洗
D.眼中溅入少量强酸溶液,立即用大量水冲洗,再用溶液冲洗
3.(25-26高一上·陕西西安·期末)下列关于钠的说法正确的是
A.钠在空气中燃烧生成白色的氧化钠
B.钠与水反应时,钠熔化成小球,说明钠的熔点低,且反应放热
C.钠的密度比水大,比煤油小
D.钠可以从硫酸铜溶液中置换出铜
4.(25-26高一上·河南周口·阶段检测)下列关于金属钠的说法不正确的是
A.金属钠在空气中燃烧,生成淡黄色的过氧化钠固体
B.用小刀切下一小块金属钠备用,剩余的金属钠不应放回原试剂瓶中
C.少量的金属钠可保存在煤油中,大量的金属钠一般用石蜡油封存
D.金属钠有强还原性
5.(26-27高一上·河南南阳·开学考试)某同学按如图所示实验装置进行钠跟水反应的实验,据此判断下列说法中正确的是
A.打开右端软塞,将一小块金属钠加入煤油中,反应前片刻,钠的位置在c处
B.开始反应后,能观察到的实验现象是钠在b处液面以下的水中反应
C.反应一段时间后,左端液面上升进入长颈漏斗,b处有无色气体产生
D.若用酒精来代替煤油,可观察到相同的实验现象
热点题型二:钠与水的反应
【知识清单】
1.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
实验操作注意事项(高频考点)
1.钠块一定要取绿豆大小,不能太大。钠块过大,反应放热过多,会发生爆炸飞溅。
2.用镊子取钠,不能用手直接接触钠。手上有水,钠遇水放热灼伤皮肤;钠腐蚀皮肤。
3.用滤纸吸干钠表面煤油。煤油不吸干,实验会冒黑烟,煤油燃烧干扰现象。
4.多余的钠放回原试剂瓶,不能丢水槽、废液缸。丢入水会剧烈反应爆炸。
5.烧杯口不能盖盖子,防止氢气积聚发生爆炸。
6.实验后剩余溶液为\(\ce{NaOH}\)强碱,不要直接接触皮肤。
6.(25-26高一上·陕西榆林·阶段检测)将一小块金属钠投入如图所示的烧杯中,下列说法错误的是
A.近距离俯视烧杯,观察到钠浮在水面上 B.钠熔成光亮的小球
C.钠与水接触后立即产生气体 D.反应后的溶液变红
7.(25-26高一上·新疆喀什·阶段检测)下列关于钠的叙述中,错误的是
A.钠在空气中燃烧生成氧化钠 B.钠与水反应放出氢气
C.钠应保存在煤油中 D.钠的焰色反应呈黄色
热点题型三:钠与溶液反应的实质
【知识清单】
1.与盐酸反应
离子方程式:2Na+2H+=2Na++H2↑。
3.与盐溶液反应
钠与盐溶液(除部分酸式盐溶液外,如NaHSO4溶液)反应时,先与水反应,生成的氢氧化钠再与盐反应,故不会生成金属单质。如钠投入硫酸铜溶液中,生成氢氧化铜沉淀。
【方法提炼】
1.钠与水、酸、盐溶液反应的本质与顺序:本质上均是与H+的反应,反应顺序是:有酸酸在前,无酸水为先。
2.钠与乙醇反应的特点-慢、沉
钠与乙醇反应,钠块先沉在液面下,后上下浮动、能看到表面冒出气泡,并不能熔化成小球。
3.钠与盐的反应
4.钠的制取、保存及用途
制取:化学方程式为2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑。
保存:密封保存,通常保存在石蜡或煤油中。
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:熔融状态下可以用于制取金属,如4Na+TiCl44NaCl+Ti
8.(25-26高一上·江苏连云港·阶段检测)下列说法错误的是
①金属钠失火可用干燥的沙土扑灭
②钠能从硫酸铜溶液中置换出金属铜
③Na2O2为碱性氧化物,能与水反应生成NaOH
④NaHCO3可作胃酸中和剂和食用碱
⑤用浓盐酸配制稀盐酸,量取浓盐酸时仰视刻度线所配制溶液浓度偏高
⑥泥水、食盐水、有色玻璃分别为浊液、溶液、胶体
A.①② B.①④ C.②③ D.⑤⑥
9.(26-27高一上·浙江台州·开学考试)下列有关钠及其化合物的说法正确的是
A.与反应的产物与反应条件有关
B.可以从稀溶液中置换出
C.与水反应生成和
D.溶液做焰色试验时需要透过蓝色钴玻璃,避免微量钾元素干扰
10.(第二章海水中的重要元素——钠和氯【章节专项提升】)将钠投入下列溶液中,既有气体产生又有白色沉淀生成的是
A.稀盐酸 B.CuSO4溶液 C.饱和澄清石灰水 D.NaCl溶液
11.(25-26高一上·甘肃定西·期中)如图所示,将一小块钠投到溶液X中,有白色沉淀出现,则X可能是
A.硫酸铜 B.氯化镁 C.硝酸钡 D.硫酸
热点题型四:Na2O2的性质
【知识清单】
1.氧化钠与过氧化钠的比较
Na2O
Na2O2
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
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
氧化剂、供氧剂、漂白剂
2.从元素化合价角度分析Na2O2的性质
(1)Na2O2的强氧化性:Na2O2
①向氢硫酸饱和溶液中加入少量Na2O2,产生浅黄色沉淀,Na2O2+3H2S=S↓+2NaHS+2H2O。
②Na2O2加入酚酞溶液先变红后褪色,同时产生气泡。
③Na2O2+SO2=Na2SO4
(2)Na2O2的还原性:Na2O2→O2
【解题方法】
1.物质的量的关系:无论是CO2或H2O的单一物质还是二者的混合物,通过足量的Na2O2时,CO2或H2O与放出O2的物质的量之比均为2∶1。
2.气体体积变化关系: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,等于生成氧气的量,即ΔV=V(O2)=V(混合)
3.电子转移关系:2 mol的Na2O2不论与H2O还是与CO2反应均生成1 mol的O2,转移2 mol的电子。
如:
即:2Na2O2~O2~2e-,n(e-)=n(Na2O2)=2n(O2)
12.(24-25高三上·山东菏泽·期末)利用如图所示的装置验证水对与的反应有催化作用。下列步骤设计不合理的是
A.步骤1:按图连接装置,检查装置气密性
B.步骤2:向装置中加入药品,其中试剂X、Y分别为碳酸钠、浓硫酸
C.步骤3:关闭打开,向①中滴加稀硫酸,一段时间后点燃酒精灯,观察到铜丝无明显变化
D.步骤4:关闭打开,一段时间后,铜丝变为黑色,说明水对与的反应有催化作用
13.(25-26高一上·天津滨海新区·阶段检测)下列关于和的叙述正确的是
A.都是白色固体 B.都可以作为呼吸面具的氧气来源
C.都能和水反应形成强碱溶液 D.氧元素的化合价都是
14.(25-26高一上·天津东丽·阶段检测)下列关于钠及其化合物的说法正确的是
A.投入到紫色石蕊试液中,溶液先变红,后褪色
B.食盐的主要成分是
C.可以用澄清石灰水鉴别与溶液
D.取用金属钠时,剩余的钠应投入废液缸中,不得放回原试剂瓶中
15.(26-27高三上·浙江·阶段检测)下列关于和的说法不正确的是
A.二者都能与反应 B.焰色试验时,二者的火焰均呈黄色
C.二者阴阳离子的个数比均为 D.不是碱性氧化物
16.(25-26高一上·云南丽江·阶段检测)对于反应:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,下列说法中正确的是
A.Na2O2是氧化剂,H2O是还原剂
B.Na2O2既是氧化剂,又是还原剂
C.2个Na2O2参加反应时电子转移的数目为4个
D.每18 g H2O与足量Na2O2反应,则固体增重4 g
17.(22-23高一上·浙江嘉兴·期中)分别将a克下列固体投入m克(足量)水中,所得溶液质量最小的是
A.Na2O2 B.Na C.Na2O D.NaCl
18.(23-24高三上·海南·期末)把一定体积的H2、CO、CO2混合气体通入盛有足量Na2O2的密闭容器中,用电火花不断点燃,充分反应后,在相同条件下,测得气体体积变为原体积的1/9,则原混合气体中H2、CO、CO2物质的量之比为
A.2∶2∶5 B.4∶2∶3 C.6∶7∶5 D.3∶4∶2
19.(15-16高三上·四川成都·阶段检测)在一密闭容器中有CO、H2、O2共16.5g和足量的Na2O2,用电火花引燃,使其完全反应,Na2O2增重7.5g,则原混合气体中O2的质量分数是
A.33.3% B.40% C.36% D.54.5%
热点题型五:碳酸钠与碳酸氢钠的相互转化
1.物质基础
Na2CO3:碳酸钠,纯碱、苏打;正盐
NaHCO3:碳酸氢钠,小苏打;酸式盐
2.相互转化(核心方程式)
(1)Na2CO3→NaHCO3
①向溶液中Na2CO3通入足量CO2
Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3 离子方程式:CO32—+CO2+H2O=2HCO3—
②加入少量盐酸(分步反应)Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl
固体碳酸钠,通入CO2不反应,必须在水溶液中才能转化为碳酸氢钠。
(2)NaHCO3→Na2CO3
①固体加热分解(唯一固体转化方式)2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
②溶液中加NaOH强碱NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O
离子方程式:HCO3—+OH—=CO32—+H2O
转化网络图:
3.重点考点
(1)转化条件差异NaHCO3→Na2CO3
①Na2CO3变NaHCO3:溶液中通CO2;固体通CO2不反应。
②NaHCO3变Na2CO3:固体用加热;溶液加NaOH,加热NaHCO3溶液几乎不分解。
(2)除杂(高频考点)
①Na2CO3(NaHCO3)(固体):加热灼烧
②Na2CO3溶液(NaHCO3杂质):加适量NaOH溶液
③NaHCO3溶液(Na2CO3杂质):通入足量CO2
20.(25-26高一上·广东惠州·阶段检测)下列有关和性质的说法中,正确的是
A.向饱和溶液中通入过量,最终有白色沉淀生成
B.用澄清石灰水可以鉴别碳酸钠和碳酸氢钠溶液
C.相同条件下,溶液的碱性比溶液的碱性弱
D.等质量的固体分别与足量的相同浓度的盐酸反应时产生的速率:
21.(26-27高一上·浙江台州·开学考试)下列除去括号中杂质的方法正确的是
A.():饱和食盐水
B.(HCl):饱和溶液
C.溶液():适量稀盐酸
D.固体():通入适量气体
22.(第08讲碳酸钠和碳酸氢钠 焰色试验(暑假预习讲义)新高一化学人教版)下列有关Na2CO3与NaHCO3叙述中错误的是
A.相同状况下,等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应,Na2CO3产生的CO2气体体积小于NaHCO3
B.反应放出等量的CO2所消耗的酸:NaHCO3>Na2CO3
C.选用NaHCO3而不选择Na2CO3治疗胃酸过多,其原因为Na2CO3的碱性太强
D.Na2CO3溶液中混有少量NaHCO3杂质,可加入适量NaOH除去
23.(25-26高一下·河北唐山·期中)(多选)下列除杂方案正确的是
A.除去NaHCO3固体中的Na2CO3:加热
B.除去NaHCO3溶液中的少量Na2CO3:滴加适量盐酸
C.除去CO2中的HCl:通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶
D.除去MnO2中的铁粉:用磁铁吸引
(25-26高一下·上海·期中)天然的弱碱性水中含有小苏打,因而也称为“苏打水”。
24.胃酸的主要成分是盐酸,胃酸过多时会胃疼,喝点苏打水可以缓解胃痛,写出该过程的离子方程式___________。
25.设计一个简单的实验证明“苏打水”中的溶质不是苏打___________。
苏打水会因储藏温度过高而分解产生少量使口感发涩。
26.上述过程产生的化学方程式为:___________。
27.除去“苏打水”中的,改善口感的方法是___________(用离子方程式表示)。
我国化学家侯德榜发明了联合制碱法,对世界制碱工业做出了巨大贡献。联合制碱法的主要流程如图所示(部分物质已略去)。
28.①~③所涉及的操作方法中,包含过滤的是___________。(不定项)
A.① B.② C.③
该操作需要用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和___________(填仪器名称)。
29.写出上述流程中制备的化学方程式:___________。该反应能发生的原因是___________。
30.纯碱在生产生活中一种用途是___________。
31.氯化铵在生产生活中一种用途是___________。
热点题型六:碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别与除杂
【知识清单】
【解题方法】
1.碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别方法
(1)固体鉴别法:加热法,产生使澄清石灰水变浑浊的气体的是NaHCO3。
(2)溶液鉴别法:
①沉淀法:加入BaCl2或CaCl2溶液产生沉淀的是Na2CO3。
②气体法:滴入盐酸立即产生气体的是NaHCO3。
③测pH法:用pH试纸测其相同浓度的稀溶液,pH大的是Na2CO3。
2.Na2CO3、NaHCO3的除杂方法
混合物(括号内为杂质)
除杂方法
Na2CO3(s)(NaHCO3)
加热法
NaHCO3(aq)(Na2CO3)
通入足量CO2
Na2CO3(aq)(NaHCO3)
滴加适量NaOH溶液
32.(25-26高一上·江西景德镇·期末)下列除杂方案设计正确的是
选项
物质(括号内为杂质)
除杂试剂/方法
A
(HCl)
通入饱和碳酸钠溶液后干燥
B
加热
C
Cu(CuO)
加入足量稀盐酸,过滤
D
溶液
过滤
33.(25-26高一上·河北保定·期末)下列各组物质的鉴别或除杂方法错误的是
选项
物质
鉴别或除杂方法
A
和
鉴别:分别加入稀盐酸
B
NaCl和KCl
鉴别:焰色试验
C
中含有HCl
除杂:用饱和溶液洗气
D
碳酸钠固体中含少量碳酸氢钠
除杂:加热
A.A B.B C.C D.D
34.(25-26高一上·江西南昌·期末)下列实验方案不能达到目的的是
A.用加热法除去固体中的
B.用NaOH溶液除去中的HCl气体
C.用溶液鉴别和溶液
D.用澄清石灰水鉴别和NaCl溶液
35.(25-26高一上·甘肃兰州·期末)钠的价类二维图如下图所示,请完成下列问题。
(1)Na通常将其保存在____________中,常温下,钠与氧气反应的产物是____________(填化学式)。
(2)将一小块Na投入溶液中,观察到的现象是____________(填序号)。
①浮于液面上 ②熔化成小球 ③发出嘶嘶的响声,放出气体 ④有蓝色沉淀产生 ⑤析出大量红色的固体
(3)写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式并画出双线桥表示该反应电子转移的方向和数目:____________。
(4)除去粉末中少量的简单方法是____________,反应方程式为____________。下图可验证和的热稳定性,其中甲为____________。
(5)实验室中检验中存在常用的简单方法为____________(填实验名称)。故答案为:煤油(或石蜡油);;
热点题型七:碳酸钠与碳酸氢钠的计算
【知识清单】
1.差量法(必考:固体加热型计算)
适用场景:碳酸钠和碳酸氢钠固体混合物加热分解。
原理:只有碳酸氢钠受热分解,碳酸钠加热不分解。固体减少的质量为生成的水蒸气和二氧化碳总质量。
规律:每2mol NaHCO₃分解,固体质量减少62 g。
解题:利用前后固体质量差,直接快速计算碳酸氢钠的质量和物质的量。
易错提醒:该方法只适用于固体加热,溶液加热不适用。
2.元素守恒法(万能解法,大题首选)
(1)钠守恒:体系中钠元素总量始终不变,最终全部转化为氯化钠。
(2)碳守恒:碳元素只存在于碳酸根、碳酸氢根、二氧化碳中。
适用场景:氢氧化钠通二氧化碳产物判断、混合盐与盐酸反应计算、多步反应计算。
优势:无需书写分步方程式,一步求解,计算准确率最高。
3.盐酸分段图像判断法(选择题高频)
碳酸钠与盐酸分步反应:先无气泡、后产生气泡。
(1)纯碳酸钠:无气体段盐酸体积 = 产气段盐酸体积。
(2)NaOH+Na₂CO₃混合:无气体段体积 > 产气段体积。
(3)Na₂CO₃+NaHCO₃混合:无气体段体积 < 产气段体积。
通过两段体积大小,可直接判断溶液溶质成分。
4.极值假设法(混合物判断专用)
适用:未知混合物成分、判断质量和气体体积范围。
方法:假设固体全部为碳酸钠、全部为碳酸氢钠,计算两种极端产生的二氧化碳量,实际数据介于两者之间,即可确定为混合物。
5.高频解题结论(直接秒杀题)
1. 等质量的碳酸钠、碳酸氢钠与足量盐酸反应:碳酸氢钠产生CO₂更多。
2. 等物质的量的碳酸钠、碳酸氢钠与足量盐酸反应:CO₂等量,消耗盐酸比例为2:1。
3. 除杂:固体除碳酸氢钠用加热;溶液除碳酸氢钠加适量NaOH;溶液除碳酸钠通足量CO₂。
36.(25-26高一上·四川巴中·阶段检测)常温下,向NaOH溶液中通入一定量的CO2,充分反应后得到溶液M。为探究溶液M中的溶质成分,向其中滴加稀盐酸,生成CO2的量随稀盐酸加入量的变化关系如图所示。下列说法错误的是
A.溶液M的溶质一定有NaOH和Na2CO3,且物质的量之比为2:1
B.a点、b点和c点对应溶液中,只有a点和b点溶液呈碱性
C.c点对应溶液中可大量共存离子:K+、Fe3+、、
D.将c点溶液进行蒸发结晶,理论上可得到23.4gNaCl固体
37.(第08讲碳酸钠和碳酸氢钠 焰色试验(暑假预习讲义)新高一化学人教版)加热5.00 g碳酸钠和碳酸氢钠的混合物,使碳酸氢钠完全分解,混合物质量减少了0.93 g,则原混合物中碳酸钠的质量为
A.2.48 g B.2.58 g
C.4.16 g D.4.41 g
38.(2026·北京·模拟预测)下列实验方案中,不能测定和混合物中质量分数的是
A.取a g混合物充分加热,减重b g
B.取a g混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得b g固体
C.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,增重b g
D.取a g混合物与足量溶液充分反应,过滤、洗涤、烘干,得b g固体
热点题型八:侯氏制碱法
【题型要点】
侯氏制碱法:在饱和食盐水中通入氨气,形成氨化的NaCl饱和溶液,再向其中通入二氧化碳,使溶液中存在大量的Na+、NH、Cl-和HCO,由于NaHCO3的溶解度最小,故可析出NaHCO3晶体,灼烧NaHCO3得纯碱,其余产品处理后可作肥料或循环使用。其反应原理为NH3+NaCl+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl;2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑;可循环使用的物质为CO2、饱和食盐水。工艺流程:
39.(25-26高一上·福建莆田·期末)侯德榜为我国化工事业的发展作出卓越贡献,是我国近代化学工业的奠基人之一,侯氏制碱法的主要过程如图所示,下列说法正确的是
A.该流程中若改成先通再通,有利于提高纯碱的产量
B.操作③中加细粉和通入均有利于固体析出
C.“碳酸化”过程放出大量的热,有利于提高碳酸化的速率和的析出
D.流程中仅产生的可循环利用
40.(25-26高一上·湖北武汉·期中)侯德榜是我国近代化学工业的奠基人之一,“侯氏制碱法”的主要过程如下图(部分物质已略去)。下列说法不正确的是
A.气体Y为CO2 B.操作b为过滤
C.氨盐水中通入气体Y后,溶液中Na+浓度不变 D.分离回收滤液可得NH4Cl
41.(25-26高二下·河北衡水·期末)化学工业科学家侯德榜为我国的制碱工业做出了突出的贡献,他发明的“侯氏制碱法”在人类化学工业史上写下了光辉的一页,其工艺流程如图所示。
下列说法错误的是
A.流程中未涉及氧化还原反应
B.“过滤”过程析出NaHCO3,说明溶解度:NaHCO3<NH4Cl
C.本过程中可以循环的物质包括CO2和NaCl
D.“盐析”时添加NaCl,可使更多的NH4Cl析出,但会降低NaCl的利用率
(
课后提升
·
查漏补缺
)
1.(25-26高一上·新疆阿克苏·阶段检测)实验室保存金属钠时,需隔绝空气和水,下列说法错误的是
A.钠若暴露在空气中,会先变暗再形成白色粉末
B.煤油的密度比钠小,可起到隔绝空气的作用
C.四氯化碳密度比钠大,不能用于保存钠
D.钠可保存在水中,因反应生成的NaOH能保护内层钠
2.(25-26高一上·广东茂名·阶段检测)下列说法错误的是
A.自然界中不存在单质钠 B.实验结束后剩余的钠要放回原试剂瓶中
C.实验室中用镊子夹取钠 D.少量的钠可以保存在水中
3.(21-22高一上·安徽芜湖·期中)关于钠的叙述中,正确的是
A.钠是活泼金属,将其投入硫酸铜溶液中,可置换出铜
B.钠与氧气反应时,产物是由O2的用量决定的
C.加热时,金属钠先熔化,再剧烈燃烧,产生黄色火焰
D.4.6g金属钠投入95.4g水中,所得溶液中溶质的质量分数为8%
4.(22-23高三·湖南长沙·阶段检测)下列5组物质相互混合反应后,最终有白色沉淀生成的有
①金属Na投入FeCl3溶液中
②过量Ba(OH)2溶液和Al2(SO4)3溶液混合
③少量Ca(OH)2投入过量NaHCO3溶液中
④向AlCl3溶液中通入过量NH3
⑤少量Na2O2固体加入Na2S溶液中
A.2组 B.3组 C.4组 D.5组
5.(【鼎鑫教程2027一轮】第一章认识化学科学第一节钠及其化合物(鲁科版))向过氧化钠与水反应所得溶液中滴加酚酞溶液,酚酞先变红后褪色。某化学兴趣小组为探究其原因,进行了如图所示实验。实验①向反应后溶液加入,立即产生大量气体,气体能使带火星的木条复燃;实验②、③中红色均不褪色。下列分析错误的是
A.过氧化钠与水反应产生的气体为
B.过氧化钠与水反应需要作催化剂
C.实验②、③可证明使酚酞褪色的不是氢氧化钠溶液和氧气
D.过氧化钠与水反应可能生成了具有漂白性的
6.(2026·新疆·一模)用如图实验装置(夹持仪器已省略,忽略水蒸气的体积)测定已变质的(含杂质)的纯度。下列说法错误的是
A.支管能使分液漏斗内液体顺利滴下,同时使测量气体体积更加准确
B.干燥管b中可用代替碱石灰
C.大试管中产生气体的主要成分为
D.打开,最终测得量筒中气体的体积即为生成的体积
7.(26-27高一上·山西运城·开学考试)2026年春节档电影《飞驰人生3》中,主角团队改装的电动拉力赛车搭载钠离子电池,生产电池与赛车电路材料时会用到、等多种钠的化合物。下列说法正确的是
A.均为碱性氧化物 B.中阴、阳离子个数比为
C.均能与水反应生成氢氧化钠 D.均能用于呼吸面具供氧
8.(23-24高一下·上海·期末)以下有关和的说法正确的是
A.溶解性:
B.澄清石灰水可用来鉴别二者
C.在一定条件下,二者可以相互转化
D.等质量的和分别与足量盐酸反应,放出多
9.(2024高一下·湖南·学业考试)欲除去固体中的杂质,可采取的方法是
A.加水溶解后过滤 B.先加足量盐酸后过滤
C.将固体加热 D.配成溶液后通入足量气体
10.(23-24高一上·新疆乌鲁木齐·期末)下列有关Na2CO3和NaHCO3的性质,叙述错误的是
A.鉴别Na2CO3和NaHCO3可以用BaCl2溶液,不可用溶液
B.Na2CO3比NaHCO3更稳定
C.NaHCO3可以用于泡沫灭火器的反应物质
D.除去NaHCO3溶液中混有的少量Na2CO3,用加热法
11.(25-26高一上·陕西西安·期中)1943年侯德榜发明联合制碱法,其生产流程可简要表示为下图:
下列说法错误的是
A.侯氏制碱法制备利用了物质溶解度差异
B.流程中先通入再通入可达同样效果
C.流程中可循环使用的物质是、NaCl
D.母液的主要成分是,可用于化肥工业
12.(25-26高一上·安徽滁州·期末)现有一份Na2CO3和NaHCO3固体混合物,某化学兴趣小组设计如图所示实验装置(夹持仪器省略),测定固体混合物中NaHCO3的质量分数。实验步骤如下:
①组装好实验装置,并 ;
②称取m g样品放入硬质玻璃管中;称量装有碱石灰的U形管D的质量为m1 g;
③打开K1、K2,关闭K3,缓缓鼓入空气数分钟;
④关闭K1、K2,打开K3,点燃酒精灯加热至不再产生气体;
⑤打开K1,缓缓鼓入空气数分钟后拆下装置,称量U形管D的质量为m2 g。
请回答下列问题:
(1)补充实验步骤①的操作_____________________________________________________。
(2)装置E中实验仪器的名称为____________________。
(3)装置B中发生反应的化学方程式为__________________。
(4)实验步骤③和⑤中“缓缓鼓入空气数分钟”的目的分别是______________________。
(5)若缺少实验步骤③会导致测定结果____(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(6)样品中NaHCO3的质量分数为_____×100%(用含m、m1、m2的式子表示)。
13.(25-26高一上·河南郑州·阶段检测)小苏打长期放置在空气中会变质(部分转变为),某研究小组欲测定某小苏打样品中的质量分数,设计如下实验方案:
(1)方案1:取m g样品溶于水配成溶液,置于装置B中,实验装置如图所示:
①实验过程中需要通入两次空气,第二次通空气的作用是___________________________。
②若无装置E,则实验结果将_______________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(2)方案2:取w g小苏打样品,利用图1装置充分加热到质量不再变化时,称量所得粉末质量为m g。
①仪器a的名称为_______________。
②样品中碳酸氢钠的质量分数为_______________。
③实验室验证碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性可利用图2所示装置,则试管A中装入的固体最好是_______________(填化学式)。
(3)方案3:取m g的样品进行如下实验(已知:该实验条件下碳酸氢钠与氯化钙不反应):
在操作Ⅱ中,为了判断加入氯化钙溶液是否过量,其中正确的是_______________(填字母)。
a.在加入氯化钙溶液后,振荡、静置,向溶液中继续加入少量氯化钙溶液
b.在加入氯化钙溶液后,振荡、静置,向溶液中再加入少量碳酸钠溶液
c.在加入氯化钙溶液后,振荡、静置,取上层清液再加入少量碳酸钠溶液
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