专题04 钠及其化合物(期中复习讲义)高一化学上学期人教版
2026-10-12
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内容正文:
专题04 钠及其化合物
01 期中考情透视
02 复习目标锚定
03 知识体系构建
04 核心考点精讲
考点一 钠的性质 / 考点二 氧化钠与过氧化钠 / 考点三 碳酸钠与碳酸氢钠 / 考点四 侯氏制碱法 / 考点五 焰色试验
05 重难题型突破
题型一 钠及其性质 / 题型二 氧化钠与过氧化钠的性质 / 题型三 过氧化钠性质实验探究 / 题型四 碳酸钠与碳酸氢钠的性质 / 题型五 碳酸钠与碳酸氢钠的相关计算 / 题型六 焰色试验 / 题型七 侯氏制碱法
06 限时分层演练
基础固本练 / 综合进阶练 / 创新思维练
基础识记类题型,重点考查钠单质的物理性质、保存方式,以及钠与水反应的“浮熔游响红”五大现象,结合浙江本地期中常考的钠与盐溶液反应辨析,设置“钠直接置换硫酸铜溶液中铜”这类经典易错选项,检验基础性质的掌握严谨度。
中档辨析类题型,聚焦氧化钠与过氧化钠、碳酸钠与碳酸氢钠的性质对比,高频考查二者的阴阳离子个数比、与水/二氧化碳反应的差异、热稳定性鉴别方法,常结合图像题考查反应过程中的质量变化、气体生成规律,是拉开基础分差的关键题型。
拔高综合类题型,常结合侯氏制碱法、焰色试验操作等教材拓展内容,设置小型实验探究题,考查钠及其化合物的转化关系、混合物的简单计算,整体命题严格贴合高一上学期考纲,极少出现超纲的复杂反应,核心考查物质分类观下的元素化合物转化逻辑。
层级
核心考点内容
期中命题形式
识记
钠是质软、密度小于水的活泼金属,保存在煤油中;常温生成Na2O、加热生成Na2O2;区分Na2CO3(苏打)、NaHCO3(小苏打)的基础性质
选择题考查钠的保存、物理性质,直接判断钠的化合物分类正误
理解
钠投入盐溶液先与水反应,无法直接置换金属;NaHCO₃溶解度、热稳定性弱于Na2CO3,与盐酸反应生成CO2速率更快
选择题判断钠与硫酸铜溶液的反应现象,比较两种钠盐的反应速率差异
应用
掌握两种钠盐的鉴别方法,熟悉钠及其化合物的完整转化路径,会用加热、通CO2完成对应除杂操作
实验题设计钠盐鉴别方案,流程推断题补全物质转化关系,判断除杂方案正误
考点一 钠的性质
1.物理性质
(1)色态:银白色固体。
(2)硬度:质地软,可以用小刀切割。
(3)密度:钠与水、煤油密度大小关系为ρ水>ρNa>ρ煤油。
(4)熔点:<100 ℃(填“>”“=”或“<”)。
2.化学性质
(1)与非金属单质(如O2、Cl2)的反应
O2
Cl2:2Na+Cl22NaCl
⚠️易混易错
钠露置在空气中的变化
金属钠长期露置于空气中最终完全转变为Na2CO3粉末,此过程中的主要变化与现象有:
发生的主要变化的化学方程式
①4Na+O2=2Na2O;②Na2O+H2O=2NaOH;④2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O,Na2CO3+10H2O=Na2CO3·10H2O;⑤Na2CO3·10H2O=Na2CO3+10H2O。
(2)与H2O反应
离子方程式:2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑
⚠️记忆口诀
钠与水反应核心五字口诀:浮、熔、游、响、红。
(3)与盐酸反应
离子方程式:2Na+2H+===2Na++H2↑。
(4)与盐的反应
①与熔融盐的反应
4Na+TiCl44NaCl+Ti
Na+KClNaCl+K↑
②与盐溶液的反应(以CuSO4溶液为例)
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
CuSO4+2NaOH===Cu(OH)2↓+Na2SO4
总方程式为:2Na+CuSO4+2H2O===Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑。
⚠️易混易错
(1)钠与水、酸反应的本质与顺序: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)钠与盐溶液的反应
钠与盐溶液反应时一般先考虑与水的反应,生成的NaOH与盐可能发生复分解反应。
3.制取与保存
(1)制取:化学方程式为2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑。
(2)保存:密封保存,通常保存在石蜡油或煤油中。
4.用途
(1)钠、钾合金(液态)可用作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。
⚠️记忆口诀
遇氧两产物,白黄要分清;浮熔游响红,遇水剧烈动;遇酸反应猛,强还原本性。
考点二 氧化钠与过氧化钠
1.氧化钠和过氧化钠
物质
氧化钠(Na2O)
过氧化钠(Na2O2)
颜色、状态
白色固体
淡黄色固体
类别
碱性氧化物
过氧化物(非碱性氧化物)
氧的价态
-2
-1
电子式
阴、阳离子个数比
1∶2
1∶2
化学性质
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
与酸(盐酸)反应
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
从元素化合价角度分析Na2O2的性质
2Na22
(1)Na2O2表现强氧化性
Na2O2+SO2===Na2SO4;
Na2O2+Na2SO3+H2O===Na2SO4+2NaOH;
Na2O2+H2S===S↓+2NaOH;
Na2O2+品红溶液→品红溶液褪色;
Na2O2+酚酞溶液→溶液先变红后褪色。
(2)Na2O2表现还原性
当遇KMnO4等强氧化剂时,Na2O2被氧化,其氧化产物为O2。
(3)Na2O2既表现氧化性又表现还原性
遇CO2、H2O、H+则发生自身的氧化还原反应。
3.Na2O2与H2O、CO2反应的氧化还原关系
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
(1)Na2O2中氧的化合价为-1,在两个反应中Na2O2的作用是既做氧化剂又做还原剂,从电子转移角度分析,每生成一分子氧气转移2个电子。每消耗一个Na2O2转移1个电子。
(2)从化学方程式的计量数分析可知,无论是CO2、H2O还是二者的混合物,与足量的Na2O2反应时,参与反应的CO2或H2O与放出O2的分子个数之比均为2∶1。
4.Na2O2与CO2、H2O反应的质量关系
(1)2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2 Δm(2CO)
2×78 2×44 2×106 2×28
固体增加2个碳原子和2个氧原子,固体增加的质量相当于与CO2等分子数的CO的质量。
(2)2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑ Δm(4H)
2×78 2×18 4×40 2×2
固体增加4个氢原子,固体增加的质量相当于与H2O等分子数的H2的质量。
考点三 碳酸钠与碳酸氢钠
1.碳酸钠、碳酸氢钠与酸、碱的反应
(1)与过量盐酸的反应(写离子方程式,下同):
①碳酸钠:CO+2H+=== CO2↑+H2O;
②碳酸氢钠:HCO+H+=== CO2↑+H2O。
(2)与NaOH溶液的反应:
①碳酸钠:不反应;
②碳酸氢钠:HCO+OH-=== CO+H2O。
(3)与某些盐溶液的反应(如CaCl2):
①碳酸钠:CO+Ca2+===CaCO3↓;
②碳酸氢钠:不反应。
2.碳酸钠与碳酸氢钠化学性质比较
碳酸钠
碳酸氢钠
与盐酸
放出二氧化碳气体
放出二氧化碳气体(剧烈)
与烧碱溶液
不反应
生成碳酸钠和水
与澄清石灰水
产生白色沉淀
产生白色沉淀
与氯化钙溶液
生成白色沉淀
不反应
与CO2
生成NaHCO3
不反应
热稳定性
稳定、受热不易分解
不稳定、受热易分解
相互转化
3.常用的鉴别方法
4.常用的除杂(提纯)方法
混合物(括号内为杂质)
除杂方法或试剂
Na2CO3固体(NaHCO3)
加热
NaHCO3溶液(Na2CO3)
通入足量CO2气体
Na2CO3溶液(NaHCO3)
加入适量NaOH溶液
⚠️易混易错
(1)碳酸钠很稳定,固体和溶液中受热都不发生分解,碳酸氢钠固体受热易发生分解,但其溶液受热不易分解。
(2)书写碳酸氢钠参与的离子反应方程式时,HCO不能拆开。
(3)在反应2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑中,利用差量法计算时,要注意固体质量减少的是二氧化碳和水的质量,而非仅仅是二氧化碳的质量。
(4)不能用氢氧化钙溶液鉴别碳酸钠和碳酸氢钠溶液,因为二者均能与氢氧化钙反应产生白色沉淀。
考点四 侯氏制碱法
1.制备原料
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.工艺流程
3.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
4.绿色思想:循环使用的物质为CO2、饱和食盐水。
考点五 焰色试验
1.概念
很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特征颜色。根据火焰呈现的特征颜色,可以判断试样所含的金属元素,化学上把这样的定性分析操作称为焰色试验。
2.操作
3.几种金属元素的焰色
金属元素
锂
钠
钾
铷
钙
锶
钡
铜
焰色
紫红色
黄色
紫色(透过蓝色钴玻璃)
紫色
砖红色
洋红色
黄绿色
绿色
⚠️易混易错
(1)铂丝不能用稀硫酸洗涤。
(2)焰色反应是物理变化而不是化学变化。
(3)不能用玻璃棒醮取待测液进行焰色试验。
⚠️记忆口诀
洗烧蘸烧洗,操作五步骤;钠黄钾紫钴玻璃透,钙砖红钡黄绿;铜绿锶洋红,物理变化记心头。
题型一 钠及其性质
典例1 (25-26高一上·四川巴中期中)某化学兴趣小组完成《钠与水的反应》实验,下列有关说法正确的是( )
A.该实验方案中出现与等图标
B.实验中可观察到:钠熔化并在水下四处游动
C.向反应后的溶液中滴加石蕊试液,溶液变红
D.实验剩余的钠,不能随意丢弃,应放入废液缸中
【答案】A
【解析】A项,钠与水反应剧烈,所以要佩戴护目镜;该实验中要用到小刀,所以要注意防止割伤,A正确;B项,钠的密度小于水,应该浮在水面上,B错误;C项,钠和水反应生成氢氧化钠溶液,滴入石蕊溶液变蓝,C错误;D项,钠是一种比较活泼的金属,剩余的金属钠,应该放回原试剂瓶中,D错误;故选A。
💡破题要诀
(1)先根据温度区分钠与氧气产物,常温氧化钠、加热过氧化钠;钠入水按 “浮熔游响红” 规范作答。
(2)钠投入盐溶液牢记先和水反应,无法置换金属单质;遇酸优先与氢离子反应。
(3)计算依托电子守恒,1molNa 失1mol电子。
迁移应用
1.(25-26高一·湖南学业水平考试模拟)下图是实验室完成钠燃烧的实验装置,该实验没有用到的仪器是( )
A.三脚架 B.泥三角 C.坩埚 D.蒸发皿
【答案】D
【解析】A项,作为整个加热装置的支撑底座,放置酒精灯和泥三角,A错误;B项,放在三脚架上,用来支撑坩埚,防止坩埚受热不均或直接接触三脚架而破裂,B错误;C项,是钠燃烧的反应容器,耐高温,适合直接加热固体钠,观察其燃烧现象,C错误;D项,主要用于溶液的蒸发浓缩、结晶,而不是固体的高温燃烧反应,因此该实验中完全用不到蒸发皿,D正确;故选D。
2.(25-26高一上·浙江宁波高一月考)为了钠与水反应实验的安全,标注的图标中不需要的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】A项,(防护眼镜图标):钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,反应剧烈,并且氢氧化钠具有腐蚀性,需要标注;B项,(腐蚀性图标):反应生成的NaOH具有强腐蚀性,需要标注;C项,(触电图标):钠与水反应实验一般不需要用电,不会涉及触电风险,是不需要的图标;D项,(洗手图标):实验后需要洗手,避免残留的NaOH腐蚀皮肤,需要标注;故选C。
3.(25-26高一上·浙江杭州高一期中)将一小块钠投入如图所示的试管中,一定不能观察到( )
A.钠浮在水面上方 B.钠熔成光亮的小球
C.溶液变红 D.溶液中有白色固体析出
【答案】C
【解析】A项,钠的密度比水小,而饱和食盐水的密度比水更大,因此能观察到钠浮在水面上方,A不符合题意;B项,钠与水反应放出大量的热,而钠的熔点较低,因此能观察到钠熔成光亮的小球,B不符合题意;C项,钠与水反应生成氢氧化钠,但溶液中并未加入酚酞试剂,因此不能观察到溶液变红,C符合题意;D项,该反应消耗了水使饱和食盐水中的氯化钠析出,因此能观察到溶液中有白色固体析出,D不符合题意;故选C。
题型二 氧化钠与过氧化钠的性质
典例2 (25-26高一上·浙江杭州高一期中)关于氧化钠和过氧化钠的性质比较中,正确的是( )
A.两者均为白色固体
B.高温下氧化钠比过氧化钠稳定
C.过氧化钠可与水及二氧化碳反应,而氧化钠则不能
D.两者都是金属氧化物
【答案】D
【解析】A项,氧化钠为白色固体,过氧化钠为淡黄色固体,A错误;B项,高温下氧化钠可继续与氧气反应生成过氧化钠,过氧化钠比氧化钠更稳定,B错误;C项,过氧化钠可与水、二氧化碳反应,氧化钠也能与二者分别反应,生成氢氧化钠、碳酸钠,C错误;D项,氧化钠和过氧化钠都是金属钠与氧元素形成的氧化物,二者都属于金属氧化物,D正确;故选D。
💡破题要诀
(1)先区分氧化钠与过氧化钠:白色无氧化性、淡黄色有强氧化性,过氧化钠不属于碱性氧化物。
(2)与水、二氧化碳反应时,过氧化钠发生歧化,每生成1mol氧气转移2mol电子。
(3)固体增重计算技巧:增重等效吸收CO、H2。
(4)遇酚酞先变红后褪色为过氧化钠特征;供氧、漂白均用过氧化钠。
迁移应用
1.(25-26高一上·江西景德镇高一期中)下列关于过氧化钠和氧化钠性质异同点的叙述中错误的是( )
A.长期置于空气中最终所得固体产物相同
B.都能与二氧化碳或水发生化合反应
C.与水反应都有氢氧化钠生成
D.过氧化钠是强氧化剂,而氧化钠只是一种碱性氧化物
【答案】B
【解析】A项,长期置于空气中,过氧化钠和氧化钠最终都转化为碳酸钠,A正确;B项,氧化钠与二氧化碳或水反应是化合反应Na2O2 +2CO2 = Na2CO3,但过氧化钠与二氧化碳或水反应不是化合反应2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2,B错误;C项,氧化钠与水反应生成氢氧化钠Na2O2+H2O===2NaOH,过氧化钠与水反应也生成氢氧化钠2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,C正确;D项,过氧化钠具有强氧化性,是强氧化剂;氧化钠无氧化性,仅是碱性氧化物,D正确;故选B。
2.(25-26高一上·吉林长春高一月考)下列说法错误的是( )
A.Na2O和Na2O2中阳离子、阴离子个数比都为2:1
B.Na2O和Na2O2都是碱性氧化物
C.Na2O和Na2O2长期露置于空气中最终所得固体产物相同
D.Na2O2分别与足量的H2O和CO2充分反应时,每生成1个O2均转移2个电子
【答案】B
【解析】A项,Na2O中构成微粒是Na+、O2-,二者的个数比是2:1;Na2O2中构成微粒是Na+、O22-,二者的个数也是2:1,因此Na2O和Na2O2中阳离子、阴离子的个数比均为2∶1,A正确;B项,碱性氧化物需与酸反应只生成盐和水,Na2O是碱性氧化物,但Na2O2与酸反应只生成盐、氧气和水,不属于碱性氧化物,B错误;C项,Na2O和Na2O2长期露置于空气中,最终均与CO2和H2O反应生成Na2CO3,C正确;D项,Na2O2与H2O或CO2反应生成O2时,每生成1个O2分子,氧的化合价从-1升至0,转移2个电子,D正确;故选B。
3.(25-26高一上·安徽安庆期中)130℃时将2.0g由CO2、H2O组成的混合气体通入盛有足量Na2O2 的密闭容器中,充分反应后容器中残留固体的质量比反应前增加0.8g。下列说法错误的是( )
A.反应过程中生成O2的质量为1.2g
B.反应过程中被氧化的元素的质量为1.2g
C.该混合气体中CO2的质量分数为55%
D.将一定量的CO2、CO2组成的混合气体与一定量Na2O2 反应,残留固体中可能只含有NaOH
【答案】D
【解析】反应过程中涉及反应:2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2、2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑。A项,反应过程中混合气体与固体反应同时生成氧气,氧气质量:,A正确;B项,过氧化钠与混合气体反应,氧元素由-1价变为-2和0价,被氧化的O和被还原的O等量,均为1.2g,B正确;C项,反应过程中固体增重的是混合气体中C、H元素质量,设二氧化碳质量为x,水的质量为,,解得,则二氧化碳质量分数:,C正确;D项,一定量的CO2、H2O组成的混合气体与一定量的Na2O2 反应,CO2先与Na2O2 反应生成Na2CO3,CO2完全反应后H2O才与过氧化钠反应,故固体中不可能仅含NaOH,D错误;故选D。
题型三 过氧化钠性质实验探究
典例3 (江苏省南京师范大学附属中学2024-2025学年高一上学期12月月考化学试卷)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中现象可能是由于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】向Na2O2中加入足量水,产生大量气泡;向反应后溶液中加入1-2滴酚酞试液,溶液变为红色,说明反应产生了碱性物质,则Na2O2与H2O发生了反应:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,后溶液逐渐由红色变为无色,再向褪色后的溶液中加入少量MnO2,又产生较多气泡,气体为O2,证明反应后的溶液中含有H2O2,H2O2具有强氧化性,将红色物质氧化为无色,其可以在MnO2催化下分解产生H2O、O2。A项,根据上述分析可知:②中的大量气泡主要成分是氧气,A错误;B项,酚酞遇碱性物质变为红色,③中溶液变红,说明有碱性物质生成,B错误;C项,向反应后溶液中加入1-2滴酚酞试液,溶液先变红,后褪色,再向褪色后的溶液中加入少量MnO2,又产生较多气泡,证明反应后的溶液中含有H2O2,H2O2在MnO2催化下分解产生O2而具有气泡。H2O2具有强氧化性,将红色物质氧化为无色,C正确;D项,⑤中MnO2的主要作用是作H2O2分解产生H2O、O2的催化剂,而不是降低水中氧气的溶解度,D错误;故选C。
💡破题要诀
(1)抓住“-1价氧的歧化特性”这个关键主线:先从价态预判产物:-1价氧处于中间价态,既易升为0价生成氧气,也易降为-2价生成氢氧根。
(2)实验验证分两步走:用水反应时,通过试管发烫证明放热、带火星木条复燃验证氧气生成,再借助酚酞先红后褪的现象,同时验证碱性和中间产物过氧化氢的漂白性。
迁移应用
1.(25-26高一上·浙江杭州高一期中)学校化学兴趣小组对过氧化钠的相关反应进行了探究。该小组设计如图实验装置,验证“二氧化碳与水接触时才能和过氧化钠反应”。
实验1:打开弹簧夹K1,关闭K2,打开分液漏斗活塞加入盐酸,将带火星的木条放在b处,观察实验现象。
实验2:打开弹簧夹K2,关闭K1,打开分液漏斗活塞加入盐酸,将带火星的木条放在b处,观察实验现象。
请回答下列问题:
(1)仪器a的名称是_______。
(2)写出Na2O2与H2O反应的化学方程式_______。
(3)装置③中存放的试剂是_______。
(4)若本小组的假设正确,本实验预期的现象是_______。
(5)实际做实验时,两次实验均没有看到带火星的木条复燃的现象。同学们经过讨论,将装置⑥中的试剂改成_______后,顺利看到了预期的现象。
【答案】(1)分液漏斗
(2)2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
(3)浓硫酸
(4)步骤1中不会使木条复燃;步骤2中使带火星的木条复燃
(5)碱石灰
【解析】验证“二氧化碳与水接触时才能和过氧化钠反应” ,就要分别观察有水、无水时的实验现象,①盐酸和碳酸钙反应生成水和二氧化碳,盐酸具有挥发性,②中饱和碳酸氢钠溶液吸收挥发出的盐酸,K1打开时观察到的是有水时的实验现象,那么K2过程就要去除水,则③可以用浓硫酸吸收水。
(1)盛放盐酸的a仪器是分液漏斗;
(2)过氧化钠和水生成氢氧化钠和氧气:2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑;
(3)由分析,装置③中存放的试剂是浓硫酸,用于干燥二氧化碳气体;
(4)步骤1无水参与,根据题意不会和过氧化钠反应,则不会使木条复燃;步骤2是二氧化碳与水接触时和过氧化钠反应,过氧化钠和二氧化碳反应生成O2,使带火星的木条复燃;故若本小组的假设正确,本实验预期的现象是:步骤1中不会使木条复燃;步骤2中使带火星的木条复燃;
(5)实验中过量的二氧化碳会影响带火星木条的复燃,故将装置⑥中的试剂改成碱石灰,吸收过量的二氧化碳后,顺利看到了预期的现象。
2.(25-26高一上·云南西双版纳高一开学考试)从物质分类的角度看,Na2O和Na2O2都属于氧化物,但二者的性质存在很大差异。查阅资料得知,Na2O2可在呼吸面具和潜水艇中做供氧剂,某实验小组欲通过实验探究Na2O2的性质与用途。
【实验I】探究 Na2O2与水的反应
(1)如图,将1 ~2mL水滴入盛有1 ~2g过氧化钠固体的试管中,立即把带火星的小木条伸入试管中,观察到带火星的小木条复燃,说明生成了_______(填化学式),用手触摸 试管外壁,感觉发烫,说明该反应是_______(填“吸热”或“放热”)反应。用pH计测得溶液呈碱性,说明该反应还生成了 _______。
【实验Ⅱ】探究Na2O2与CO2的反应
(2)装置A用于制备_______气体,盛装稀盐酸的仪器名称是_______。
(3)装置B的作用是_______。
(4)写出D中发生反应的化学方程式:_______。
(5)装置E的作用是除去过量的CO2,则装置E中盛装的试剂是 _______。
(6)G中得到的物质是_______,证明Na2O2可用作呼吸面具和潜水艇的_______。
【答案】(1) O2 放热 NaOH
(2) CO2 分液漏斗
(3)除去二氧化碳中HCl气体
(4)2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2
(5)氢氧化钠
(6) O2 供氧剂
【解析】利用碳酸钙和盐酸反应制备二氧化碳,其中混有杂质氯化氢和水蒸气,通过饱和碳酸氢钠溶液除去氯化氢,通过浓硫酸除去水蒸气,二氧化碳在装置D中与过氧化钠反应产生氧气和碳酸钠,通过E装置除去过量的二氧化碳,最后由F装置收集产生的氧气。
(1)观察到带火星的小木条复燃,说明生成了O2,用手触摸试管外壁,感觉发烫,说明该反应是放热反应。用pH计测得溶液呈碱性,说明该反应还生成了NaOH。
(2)装置A用于利用碳酸钙和盐酸制备二氧化碳气体,盛装稀盐酸的仪器名称是分液漏斗。
(3)由分析,装置B的作用是除去二氧化碳中的HCl气体;
(4)D中发生反应为二氧化碳和过氧化钠生成氧气和碳酸钠,化学方程式:2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2;
(5)装置E的作用是除去过量的CO2,则装置E中盛装的试剂是氢氧化钠,氢氧化钠能吸收二氧化碳;
(6)由分析,G中得到的物质是氧气,证明Na2O2可用作呼吸面具和潜水艇的供氧剂。
32.(1) ③⑤⑥⑦⑧ ①② ③④
(2)Na2CO3 盐
(3)Na2CO3=2Na++CO32-
(4) 饱和 不属于
【解析】(1)电解质判断:③熔融NaCl:属于化合物,熔融状态下能电离出自由移动的离子导电,是电解质;⑤NaHCO3、⑦Na2CO3、⑧NH4Cl均为盐类化合物,在水溶液或熔融状态下能导电,属于电解质。 ⑥水可以电离出H+和OH-,属于电解质。因此属于电解质的是③⑤⑥⑦⑧。非电解质判断:①NH3、②CO2本身不能电离出离子,溶于水后是与水反应生成的NH3·H2O、H2CO3导电,所以二者属于非电解质。因此属于非电解质的是①②。含自由移动阴阳离子的物质:③熔融NaCl电离出Na+和Cl-,存在自由移动的离子;④饱和食盐水是NaCl的水溶液,完全电离出自由移动的Na+和Cl-;题目要求除⑥水外,因此符合条件的是③④。
(2)“侯氏制碱法”中“碱”的“碱”是Na2CO3,俗称纯碱;它由Na+和2CO2构成,符合盐的定义,即金属阳离子与酸根阴离子组成的化合物,因此属于盐。
(3)Na2CO3是强电解质,在水溶液中完全电离,生成Na+和2CO2,电离方程式为:Na2CO3=2Na++CO32-。
(4)反应ⅰ中生成了NaHCO3沉淀,说明溶液中已达到饱和状态,无法继续溶解,因此剩余溶液是NaHCO3的饱和溶液。反应ⅱ为2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,反应前后各元素化合价均未发生变化,Na为+1、C为+4、O为-2、H为+1,因此该反应不属于氧化还原反应。
题型四 碳酸钠与碳酸氢钠的性质
典例4 (26-27高一上·黑龙江鸡西阶段检测)Na2CO3和NaHCO3是生产生活中的常见物质,下列关于两者的说法正确的是( )
A.常温下,Na2CO3比NaHCO3的溶解度小
B.能用Ba(OH)2溶液鉴别Na2CO3和NaHCO3
C.等质量的Na2CO3和NaHCO3分别与盐酸反应,Na2CO3放出气体更多
D.向饱和的碳酸钠溶液中通入足量CO2,有白色晶体析出
【答案】D
【解析】A项,常温下Na2CO3的溶解度大于NaHCO3,A错误;B项,Ba(OH)2与NH4Cl反应生成白色BaCO3沉淀;与NaHCO3反应时,NH4Cl-和OH-反应生成CO32-,同样会生成BaCO3白色沉淀,现象相同无法鉴别,B错误;C项,Na2CO3摩尔质量为106g·molˉ1,NaHCO3摩尔质量为84g·molˉ1,等质量时NaHCO3的物质的量更大,与足量盐酸反应放出的CO2更多,C错误;D项,向饱和碳酸钠溶液中通入足量CO2,发生反应 Na2CO3+CO2+H2O═2NaHCO3↓,反应消耗溶剂水,且同温下NaHCO3溶解度小于Na2CO3,生成的NaHCO3质量大于原溶质质量,因此有白色NaHCO3晶体析出,D正确;故选D。
💡破题要诀
(1)先从核心差异切入:同温下碳酸钠溶解度、溶液碱性、热稳定性均强于碳酸氢钠,与酸反应时,碳酸钠分步出气泡、碳酸氢钠一步直接冒气泡。
(2)鉴别优先选加热法、氯化钙沉淀法,避开用澄清石灰水的误区;除杂时,固体内混杂质用加热法,溶液内混杂质通过量CO₂转化。
(3)牢记两者双向转化的反应条件,就能快速避开“滴加盐酸不分阶段”这类高频失分点。
迁移应用
1.(2025高二上·江苏南京五校共同体高二学业考试)下列关于Na2CO3、NaHCO3的叙述不正确的是
A.用加热的方法除去NaHCO3中混有少量的Na2CO3
B.室温下,NaHCO3和Na2CO3在水中的溶解性,前者小
C.等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量的盐酸反应,产生的CO2质量前者大
D.等浓度NaHCO3和Na2CO3溶液分别与等浓度等体积的盐酸反应,前者反应更剧烈
【答案】A
【解析】加热时,NaHCO3分解为Na2CO3(2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O),是除去Na2CO3中混有少量的NaHCO3,若要除去NaHCO3溶液中混有少量的Na2CO3可通入足量二氧化碳,故A项不正确; 室温下,NaHCO3溶解度小于Na2CO3,故B项正确; 等质量时,NaHCO3的物质的量更多,根据碳原子守恒可知,NaHCO3产生CO2质量更大,故C项正确; NaHCO3与盐酸反应直接生成CO2(NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑ ),反应剧烈;Na2CO3反应分两步(Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3,后NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑),初始反应平缓,故前者产生气体的速率更快,故D项正确;故选A。
2.(25-26高一上·北京八一教育集团高一期末)某课外小组为了鉴别Na2CO3和两种白色固体,设计了如下几种实验方法。下列说法不正确的是( )
A.装置I中的Na2CO3和NaHCO3均能与盐酸反应,生成气体速率快的是NaHCO3
B.当稀盐酸足量时,装置I中气球鼓起体积较大的是
C.加热装置Ⅱ,澄清石灰水变浑浊一侧的白色固体是Na2CO3
D.装置Ⅲ也可用来鉴别Na2CO3和
【答案】C
【解析】碳酸钠和碳酸氢钠均与盐酸反应生成二氧化碳气体,盛放碳酸氢钠的气球鼓得更快,说明产生气体速率快的是碳酸氢钠,A项正确;等质量的碳酸钠和碳酸氢钠,碳酸氢钠的物质的量更大,结合碳元素守恒,与足量盐酸反应时,碳酸氢钠产生的二氧化碳量多,故气球鼓起体积较大的是碳酸氢钠,B项正确;碳酸氢钠受热分解生成二氧化碳,使澄清石灰水变浑浊,而碳酸钠加热不反应,澄清石灰水变浑浊一侧的白色固体是NaHCO3,C项错误;碳酸钠受热不反应,碳酸氢钠受热分解生成二氧化碳,能使澄清石灰水变浑浊,故可以用来鉴别两者,D项正确;故选C。
3.(25-26高一上·浙江杭州高一期中)NaHCO3是生活中常见的物质,请回答下列问题:
(1)写出NaHCO3治疗胃酸的离子方程式:_________。
(2)NaHCO3属于“酸”、“碱”、“盐”中的_________。
(3)除去NaHCO3溶液中Na2CO3杂质的离子方程式_________。Na2CO3固体中含有少量的NaHCO3杂质,除去杂质发生反应的化学方程式为_________。
(4)用如图所示装置能否得出Na2CO3比NaHCO3稳定的结论,填_________(能或否)。
【答案】(1)HCO3-+H+=CO2↑+H2O
(2)盐
(3)CO2+CO32-+H2O=2HCO3- 2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
(4)否
【解析】(1)NaHCO3能和胃酸中的HCl反应生成NaCl、CO2和H2O,离子反应方程式为HCO3-+H+=CO2↑+H2O。
(2)酸是指在水溶液中电离时产生的阳离子全部是氢离子的化合物,碱是指在水溶液中电离时产生的阴离子全部是氢氧根离子的化合物,盐是指由金属阳离子或铵根离子与酸根离子构成的化合物,NaHCO3是由钠离子和碳酸氢根离子构成的化合物,属于盐。
(3)除去NaHCO3溶液中的Na2CO3,可以往溶液中通入过量的二氧化碳,发生反应的离子方程式为CO2+CO32-+H2O=2HCO3-;Na2CO3固体中含有少量的NaHCO3,可以加热使碳酸氢钠分解从而达到除杂的目的,发生反应的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。
(4)用如图所示装置不能得出Na2CO3比NaHCO3稳定的结论,应将Na2CO3装在大试管中,NaHCO3装在小试管中,若观察到与小试管连接的烧杯变浑浊,而另一只烧杯无明显现象,可证明Na2CO3比NaHCO3稳定。
题型五 碳酸钠与碳酸氢钠的相关计算
典例5 (25-26高一上·浙江杭州期中)下列实验方案中,不能测定出Na2CO3和NaHCO3混合物中各物质的质量分数的是( )
A.取ag该混合物与足量稀盐酸反应,加热、蒸干、灼烧,得到bmol固体
B.取ag该混合物充分加热,质量减少bg
C.取ag该混合物与足量稀硫酸反应,逸出气体经干燥后测出体积为bL(标准状况)
D.取ag该混合物与足量NaOH溶液充分反应,得到bg溶液
【答案】D
【解析】设ag固体中Na2CO3和NaHCO3的物质的量分别为xmol、ymol。A项,取ag混合物与足量稀盐酸反应,最终得到bmol NaCl固体。根据反应关系,2x+y=b,106x+84y=a,可求解两者质量分数,A不符合题意;B项,取ag混合物加热,减少的bg为NaHCO3分解产生的CO2和H2O总质量。根据差量法:,NaHCO3的质量为:,进而求出Na2CO3的质量分数,B不符合题意;C项,取ag混合物与足量稀硫酸反应,生成bL CO2(标准状况),CO2物质的量为x+y=,106x+84y=a,可求解两者质量分数,C不符合题意;D项,取ag混合物与过量NaOH溶液反应,得到bg溶液。溶液质量包含原混合物、过量NaOH及生成物,但无法确定过量NaOH的具体量,无法建立有效方程计算两者质量分数,D符合题意;故选D。
💡破题要诀
1.测定纯碱中碳酸钠质量分数的常用方法
(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%。
2.Na2CO3、NaHCO3与酸反应的图像分析
(1)向碳酸氢钠溶液中逐滴滴入盐酸
①现象: 立即产生气泡。
②离子方程式:HCO+H+===H2O+CO2↑。
③画出产生CO2的物质的量随n(HCl)的变化图像。
(2)向Na2CO3溶液中逐滴滴入盐酸
①写出反应的离子方程式:CO+H+===HCO、HCO+H+===H2O+CO2↑
②画出产生CO2的物质的量随n(HCl)的变化图像。
迁移应用
1.(25-26高一上·黑龙江大庆高一期中)某样品由Na2CO3、NaHCO3和其他可溶惰性杂质组成,下列实验方案中,能测定其中NaHCO3量分数的是( )
A.取a g混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应,过滤、洗涤、烘干,得b g固体
B.取a g混合物与足量NaOH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混合物充分加热灼烧,剩余固体b g
【答案】D
【解析】Na2CO3、NaHCO3均与Ba(OH)2反应生成BaCO3沉淀,无法区分二者的贡献,不能计算NaHCO3的质量分数,A项错误;NaHCO3与NaOH反应生成Na2CO3,但原混合物中含Na2CO3和惰性杂质,最终固体(Na2CO3+杂质+过量的氢氧化钠+由氢氧化钠吸收二氧化碳生成的碳酸钠)的质量差无法单独对应NaHCO3的量,B项错误;稀硫酸与二者反应生成的CO2会携带水蒸气,碱石灰吸收的增重(CO2+H2O)无法单独对应CO2的量,C项错误;加热时只有NaHCO3分解(2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O),固体质量差(a-b)对应分解生成的CO2和H2O的总质量,可通过差量法计算NaHCO3的质量,进而得到其质量分数,D项正确;故选D。
2.(25-26高一上·四川广安期中)甲、乙、丙、丁四个烧杯中分别盛有一定量溶液,向其中分别通入不同量的,再向所得溶液中分别滴加相同浓度的稀盐酸至过量,加热溶液,甲、乙、丙、丁四个烧杯中产生的质量与加入盐酸的体积关系如图Ⅰ~Ⅳ所示(忽略的溶解和的挥发):
则下列分析正确的是( )
A.Ⅰ图对应溶液中的溶质为
B.Ⅱ图a~b段生成的质量与之前通入乙烧杯溶液中的质量相等
C.Ⅲ图对应溶液中的溶质为和
D.Ⅳ图段离子方程式为
【答案】B
【解析】溶液中逐滴加入盐酸依次发生反应:、;Ⅲ图段和段加入盐酸体积相等,溶质只有;若消耗盐酸体积:,则溶质为和;若消耗盐酸体积:,则溶质为和。A项,Ⅰ图加入盐酸立即生成,溶液中的溶质只能为,发生反应,A错误;B项,结合Ⅱ图可知段消耗的盐酸是段的2倍,说明溶液中存在等物质的量的,反应后最终生成和,生成的质量与通入溶液中的质量相等,B正确;C项,结合Ⅲ图可知溶液中对应溶质为,C错误;D项,结合Ⅳ图可知,段先是酸碱中和,然后转化为,离子方程式依次为和,D错误;故选B。
3.(25-26高一上·广东湛江期中)现有一份总质量为wg的Na2CO3和NaHCO3混合样品,为了测定该样品中Na2CO3的质量分数,同学们设计了如图所示实验装置(部分夹持装置省略)。
请回答下列问题:
(1)组装好实验装置后,需要进行的操作是___________。实验开始时应___________(填标号)。
a.先通入N2,再点燃酒精灯 b.先点燃酒精灯,再通入N2
(2)装置乙的作用是___________,装置丁中盛放碱石灰的仪器名称是___________。
(3)点燃酒精灯后,写出装置甲硬质玻璃管中发生反应的化学方程式:___________。
(4)对装置甲中的混合样品充分加热后,撤去酒精灯,持续通入干燥的N2一段时间,待装置冷却至室温后,测得装置丙的质量增加了xg。
①装置丙质量增加的原因是___________(用离子方程式表示)。
②该样品中Na2CO3的质量分数为___________%(用含w、x的代数式表示)。
(5)装置丁的作用是___________;若该实验没有装置丁,会造成Na2CO3的质量分数测定结果___________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
【答案】(1) 检查装置的气密性 a
(2) 干燥二氧化碳 球形干燥管
(3)2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
(4)CO2+2OH-═CO32--+H2O
(5) 防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入丙中影响测定结果 偏小
【解析】由题意可知,测定样品中Na2CO3的质量分数要先通入一段时间的氮气,将装置中的空气排尽后,接上盛有碱石灰的干燥管,然后点燃酒精灯进行反应,装置乙用于干燥二氧化碳,装置丙用于吸收二氧化碳,装置丁可以防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入丙中影响测定结果。
(1)组装好实验装置后,需要进行的操作是检查装置的气密性。实验开始时应先通入N2排尽装置内的空气,再点燃酒精灯,以防止装置内空气中的CO2对实验结果产生干扰,故选a。
(2)浓硫酸具有吸水性,装置乙的作用是干燥二氧化碳;装置丁中盛放碱石灰的仪器名称是球形干燥管;
(3)点燃酒精灯后,装置甲中碳酸氢钠加热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O;
(4)装置丙中盛过量NaOH溶液,质量增加是因为生成的CO2被NaOH吸收,离子方程式为:CO2+2OH-═CO32--+H2O ;装置丙增重为 x g, 即为样品中 NaHCO3分解所放出的 CO2的质量,则NaHCO3的质量为,的质量分数=。
(5)装置丁的作用是防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入丙中影响测定结果;若没有装置丁,则导致测得二氧化碳的质量偏大,碳酸氢钠的质量偏大,会造成Na2CO3的质量分数偏小。
题型六 焰色试验
典例6 (25-26高一上·天津静海期中)焰色试验过程中铂丝的清洗和灼烧与钾焰色试验的观察两项操作如图所示:
下列叙述中不正确的是( )
A.每次实验中都要先将铂丝灼烧到火焰无色,再蘸取被检验物质
B.钾的焰色试验要透过蓝色钴玻璃观察
C.实验时最好选择本身颜色较深的火焰
D.没有铂丝可用无锈铁丝代替进行实验
【答案】C
【解析】A.取一根铂丝,用盐酸洗净后,放在酒精灯上灼烧至无色,再蘸取被检验物质,进行焰色试验, A正确;B.在观察钾的焰色试验时要透过蓝色钴玻璃片,滤去钠的黄光的干扰, B正确;C.实验最好选择颜色较浅的,最好无色的火焰,易于观察,C错误;D.洁净的细铁丝,放在酒精灯上灼烧至无色,本身无颜色,故可用无锈铁丝进行焰色试验, D正确;故选C。
💡破题要诀
(1)焰色试验属于物理变化,操作牢记洗、烧、蘸、烧、洗五步,只用稀盐酸清洗铂丝,硫酸盐难挥发不可用硫酸。
(2)钠火焰呈黄色,检验钾必须透过蓝色钴玻璃消除黄光干扰。
(3)答题常考仪器、操作目的与元素检验,仅能判断元素种类,无法区分单质、离子。
(4)烟花显色、物质鉴别为常见情境,避开铂丝未灼烧至无色、漏用钴玻璃等典型失分点。
迁移应用
1.(25-26高三上·海南海口阶段检测)焰火“迎客松”、“天下一家”,让北京冬奥会开闭幕式更加辉煌、浪漫,这与高中化学中“焰色试验”知识相关。下列说法中正确的是( )
A.焰色试验是化学变化
B.用稀硫酸清洗做焰色试验的铂丝
C.焰色试验就是金属燃烧时火焰的颜色
D.利用焰色试验可区分KCl与NaCl固体
【答案】D
【解析】A.焰色试验没有生成新物质,是物理变化,故A错误;B.用稀盐酸清洗做焰色试验的铂丝,故B错误;C.焰色试验是金属元素的性质,无论是金属单质还是该金属的化合物焰色试验都相同,因此焰色试验不一定是金属燃烧时火焰的颜色,故C错误;D.钠、钾的焰色不同,利用焰色试验可区分KCl与NaCl固体,故D正确;故选D。
2.(25-26高三上·吉林阶段检测)在新中国成立70周年国庆联欢晚会上,最后的烟花表演用璀璨的焰火点亮了北京的夜空,惊艳了无数国人。这与高中化学中“焰色试验”知识相关,下列说法中正确的是( )
A.利用焰色试验可区分NaOH与Na2SO4固体
B.焰色试验是化学变化
C.透过蓝色钴玻璃观察到焰色为紫色,则待测液一定是钾盐
D.用稀盐酸清洗做焰色试验的铂丝(或铁丝)
【答案】D
【解析】A.NaCl与Na2CO3固体含钠元素,焰色反应为黄色,不能区分NaCl与Na2CO3固体,故A错误;B.焰色反应是一种元素的物理性质,而不是化学性质,故B错误;C.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,其他元素的焰色反应不需要,故C错误;D.盐酸可以溶解氧化物等杂质,且易挥发,不会残留痕迹,故D正确;故选D。
3.(25-26高一上·广东揭阳高一期末)2025年12月28日,历时半个月的普宁市中小学科技文化节圆满落下帷幕。在闭幕式科学实验展演中,普宁华附参加展演的实验“铁粉造星河”运用了焰色试验。下列关于该实验的说法正确的是( )
A.铝箔容器可替换为铜容器,不影响实验现象
B.所有金属元素都能呈现特征焰色
C.焰色反应实验结束后,铂丝可用稀硫酸洗涤
D.实验中金属盐的阳离子决定了火焰的颜色
【答案】D
【解析】铜容器在火焰中会产生绿色焰色,会干扰实验现象,不能替换铝箔容器,A项错误;并非所有金属元素都能呈现特征焰色,例如铁就没有明显的焰色,B项错误;焰色反应结束后,铂丝应该用稀盐酸洗涤,因为盐酸盐易挥发,而硫酸盐难挥发,会残留杂质干扰后续实验,C项错误;焰色反应的本质是金属元素的原子或离子在火焰中受热激发,从而发射出特定颜色的光,因此是金属盐的阳离子决定了火焰的颜色,D项正确;故选D。
题型七 侯氏制碱法
典例7 (25-26高一上·云南玉溪高一期末)侯德榜是我国近代著名的化学家,他提出的联合制碱法得到世界各国的认可。实验室以粗盐(含Mg2+、SO42-、Ca2+等杂质)为主要原料,模拟工业生产纯碱和NH4Cl 的工艺流程如图所示。下列说法错误的是( )
A.步骤①中欲除去粗盐中的Mg2+、SO42-、Ca2+杂质离子,可依次加入过量的NaOH、BaCl2、Na2CO3溶液,过滤后再在滤液中加入适量稀HCl
B.步骤②总反应可表达为Na++CO2+NH3+H2O═NaHCO3↓+NH4+
C.利用步骤③的原理,可以除去NaHCO3固体中混有的Na2CO3杂质
D.步骤③中生成的CO2可循环利用,步骤④中副产物NH4Cl 可用作氮肥
【答案】C
【解析】由题给流程可知,粗盐经步骤①除杂得到饱和食盐水,步骤②向饱和食盐水中先通入溶解度大的氨气得到氨化的食盐水,再通入二氧化碳,二氧化碳与氨气、食盐水反应生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵,过滤得到碳酸氢钠晶体和含有氯化铵的母液;步骤③碳酸氢钠晶体受热分解制得碳酸钠;步骤④向母液中加入氯化钠固体,将溶液中的氯化铵转化为晶体析出,过滤得到可用于化肥工业的氯化铵和含有氯化钠的溶液,制备过程中,碳酸氢钠受热分解生成的二氧化碳和分离出氯化铵得到的溶液可以循环利用。步骤①向粗盐溶液中依次加入过量NaOH、BaCl2、Na2CO3溶液,可除去Mg2+、SO42-、Ca2+杂质离子,A项正确;图中步骤②的总反应可表达为Na++CO2+NH3+H2O═NaHCO3↓+NH4+,B项正确;利用图中步骤③的原理,即:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O ,不可以除去NaHCO3固体中混有的Na2CO3杂质,反而将所需物质转化为杂质,C项错误;步骤③NaHCO3受热分解生成CO2气体,可用于步骤②,副产物NH4Cl 含氮元素可作氮肥,D项正确;故选C。
💡破题要诀
(1)先牢记关键操作顺序:向饱和食盐水中先通足量NH3使溶液显碱性,再通过量CO2,才能生成高浓度HCO3-,让溶解度最小的NaHCO3优先结晶析出,加热分解后得到纯碱。
(2)副产物处理是得分关键:母液通过降温结晶、加食盐利用同离子效应,析出NH4Cl用作氮肥,剩余母液循环回反应体系,把食盐利用率提升至96%。
(3)避开“先通CO2再通NH3”“直接析出Na2CO3”这类高频易错点,就能快速理清流程逻辑。
迁移应用
1.(25-26高一上·贵州安顺高一期末)某制碱工厂以粗盐为原料制纯碱,部分工艺流程如图:
有关说法正确的是( )
A.流程I中加入三种溶液的先后顺序不能调整
B.流程Ⅱ通入氨气的目的是碳酸化步骤中能充分吸收CO2
C.流程Ⅲ中m(t)NaHCO3,完全灼烧理论上生成纯碱的质量是
D.常温下,Na2CO3的溶解度小于NaHCO3
【答案】B
【解析】粗盐中含有氯化镁、氯化钙、硫酸钠杂质,通过流程I除掉镁离子、硫酸根、钙离子;过滤后得到氯化钠溶液,先通入氨气再通入二氧化碳得到碳酸氢钠固体,最后加热分解得到碳酸钠。流程I加入的三种溶液为BaCl2(除SO42-)、NaOH(除Mg2+)、Na2CO3(除Ca2+及过量Ba2+),关键是Na2CO3需在BaCl2之后加入以除去过量Ba2+,而NaOH与BaCl2顺序可调整,A项错误;流程Ⅱ中先通入氨气,氨气极易溶于水且与水反应生成一水合氨,使溶液呈碱性。二氧化碳是酸性氧化物,在碱性溶液中更易被吸收,所以通入氨气的目的是使溶液呈碱性,从而在碳酸化步骤中能充分吸收二氧化碳,提高原料利用率,B项正确;流程Ⅲ中发生的反应为2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O ,设完全灼烧理论上生成纯碱的质量为,,解得,C项错误;常温下,碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠,D项错误;故选B。
2.(25-26高一上·安徽芜湖高一期末)精盐是侯氏制碱法中需要用到的原料。从海水提取的粗盐中含有CaCl2、MgCl2和Na2SO4杂质,净化后的食盐可用于制碱工业:
下列有关说法中,正确的是( )
A.试剂①、②、③分别是过量的NaOH、Na2CO3、BaCl2溶液
B.“滤液”中逐渐加入盐酸时可以观察到立刻产生大量气泡
C.第Ⅲ步操作所得的滤液中,溶质只有NH4Cl
D.第Ⅰ步和第Ⅱ步的总反应为:CO2+NH3+H2O+Na+═NaHCO3↓+NH4+
【答案】D
【解析】食盐工厂中粗盐提纯需除去CaCl2、MgCl2、Na2SO4对应的杂质离子为为Ca2+、Mg2+、SO42-,除杂原则:BaCl2用于除去SO42- (生成BaSO4沉淀),NaOH用于除去Mg2+ (生成Mg(OH)2沉淀),Na2CO3用于除去为Ca2+及过量的Ba2+ (生成CaCO3、BaCO3沉淀),关键:Na2CO3必须在BaCl2之后加入;纯碱工厂中向饱和NaCl溶液中通入NH3、CO2,生成NaHCO3沉淀和NH4Cl,离子方程式为:CO2+NH3+H2O+Na+═NaHCO3↓+NH4+,因为NaHCO3溶解度较小,析出沉淀。A项,粗盐提纯需除去CaCl2、MgCl2、Na2SO4对应杂质离子为Ca2+、Mg2+、SO42-,除杂原则:BaCl2用于除去SO42- (生成BaSO4沉淀),NaOH用于除去Mg2+ (生成Mg(OH)2沉淀),Na2CO3用于除去为Ca2+及过量的为Ba2+ (生成CaCO3、BaCO3沉淀),关键:Na2CO3必须在BaCl2之后加入,否则过量Ba2+无法除去,选项中BaCl2在Na2CO3之后,A错误;B项,“滤液”中含过量的Na2CO3和NaOH,逐滴加入盐酸时,盐酸先与NaOH反应(无气泡:NaOH+HCl=NaCl+H2O),待NaOH完全反应后,盐酸再与Na2CO3反应(先生成NaHCO3,无气泡:Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3),继续加盐酸,NaHCO3与HCl反应生成CO2(有气泡:NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑),不会立刻产生大量气泡,而是先无气泡,后逐渐产生气泡,B错误;C项,第III步操作是过滤NaHCO3后的滤液,溶质包括:生成的NH4Cl (侯氏制碱法中NH3、CO2与NaCl反应生成NaHCO3和NH4Cl),滤液中溶质不止NH4Cl,还有NaCl,C错误;D项,第I步和第II步是侯氏制碱法的核心反应:向饱和NaCl溶液中通入NH3、CO2,生成NaHCO3沉淀和NH4Cl,离子方程式为:CO2+NH3+H2O+Na+═NaHCO3↓+NH4+,说明NaHCO3溶解度较小,析出沉淀,D正确。故选D。
3.(25-26高一上·安徽六安高一期中)下图是工业生产纯碱的工艺流程示意图。
已知:①粗盐水中含有MgCl2、CaCl2;
②常温下,NH3极易溶于水,CO2能溶于水。
完成下列填空:
(1)粗盐水加入沉淀剂NaOH、Na2CO3分别除去MgCl2、CaCl2,固体C为 (填化学式),书写其中一个反应的化学方程式 ;
(2)在工业生产纯碱工艺流程中,先“氨化”后“碳酸化”的目的是 ,“碳酸化”时,NaCl、NH3、CO2和H2O相互作用析出NaHCO3,写出该反应的化学方程式 。
(3)“碳酸化”后过滤获得的NH4Cl可用作 肥。
(4)“煅烧”时,发生反应的方程式 ;该工艺流程可循环利用的物质是 。
(5)加热100克产品纯碱(含少量小苏打),产生了0.11克CO2,则产品中纯碱的质量百分数是 。(保留小数点后两位)
【答案】(1)Mg(OH)2和CaCO3 MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaCl或 CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl
(2) 可以大量吸收CO2或增大NaHCO3产率 CO2+NH3+H2O+NaCl═NaHCO3↓+NH4Cl
(3)氮
(4)NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O CO2
(5)99.58%
【解析】粗盐水中含有NaCl、MgCl2、 CaCl2,加入沉淀剂NaOH、Na2CO3,形成Mg(OH)2和CaCO3沉淀,过滤后去除粗盐水中的杂质,向所得溶液中通入NH3和CO2,发生反应CO2+NH3+H2O+NaCl═NaHCO3↓+NH4Cl,过滤得到NaHCO3固体,煅烧该固体生成气体D(CO2)和纯碱Na2CO3。
(1)加入沉淀剂NaOH、Na2CO3,形成Mg(OH)2和CaCO3沉淀,固体C为Mg(OH)2和CaCO3,反应方程式为MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaCl、CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl;
(2)氨气在水中溶解度更大,先通氨气是为了创造碱性环境,提高二氧化碳的吸收效率,最终提升目标产物碳酸氢钠的产量;NaCl、NH3、CO2和H2O相互作用后可析出NaHCO3,反应的化学方程式为CO2+NH3+H2O+NaCl═NaHCO3↓+NH4Cl;
(3)氯化铵属于铵态氮肥;
(4)煅烧时发生的反应为NaHCO3受热分解:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O ;由图知,CO2可以循环利用,用于前面碳酸化工序;
(5),则,,故。
基础固本练(限时:15分钟)
1.(25-26高一上·江苏南京期中)下列物质的俗名与化学式对应不正确的是( )
A.烧碱:NaOH B.纯碱:Na2CO3 C.大理石:CaO D.熟石灰:Ca(OH)2
【答案】C
【解析】A项,烧碱是NaOH的俗名,对应正确,A正确;B项,纯碱是Na2CO3的俗名,对应正确,B正确;C项,大理石的主要成分是CaCO3,而CaO是生石灰的化学式,对应错误,C错误;D项,熟石灰是Ca(OH)2的俗名,对应正确,D正确;故选C。
2.(25-26高一上·浙江杭州高一期中)下列金属元素的单质或化合物在火焰上灼烧时,焰色为黄色的是( )
A.钠 B.钾 C.钙 D.铜
【答案】A
【解析】A项,钠的单质或化合物灼烧时焰色反应为黄色,A正确;B项,钾的单质或化合物灼烧时焰色反应为紫色(需透过蓝色钴玻璃观察以滤去钠元素的黄光干扰),B错误;C项,钙的单质或化合物灼烧时焰色反应为砖红色,C错误;D项,铜的单质或化合物灼烧时焰色反应为绿色,D错误;故选A。
3.(25-26高一上·福建漳州高一月考)Na久置于空气中最终变为( )
A.Na2O B.NaOH C.Na2CO3·10H2O D.Na2CO3
【答案】D
【解析】A项,Na2O是钠与氧气反应的初始产物,但Na2O不稳定,会迅速与空气中的水蒸气反应生成NaOH,因此不是最终产物,A错误;B项, NaOH是Na2O与空气中水蒸汽反应的产物,但NaOH会进一步与空气中的二氧化碳、水蒸气反应形成Na2CO3·10H2O,因此不是最终产物,B错误;C项,Na2CO3·10H2O久置于空气中会风化脱水,转化为无水碳酸钠,因此不是最终稳定产物,C错误;D项, Na2CO3(无水碳酸钠)是钠在空气中经过氧化、水合、碳酸化等一系列反应后的最终稳定产物,D正确;故选D。
4.(25-26高一上·安徽六安高一期末)Na2O、Na2O2是钠与氧气反应生成的两种不同产物,下列关于二者的说法正确的是( )
A.Na2O2中阴阳离子的数目之比为1:1 B.Na2O与Na2O2均属于碱性氧化物
C.Na2O2可用作潜艇中的供氧剂 D.Na2O是淡黄色固体
【答案】C
【解析】A项,Na2O2中阳离子为Na+,阴离子为O22-,每个Na2O2含2个Na+和1个O22-,阳离子与阴离子的数目之比为2:1,A错误;B项,Na2O属于碱性氧化物,但Na2O2与水反应生成NaOH和O2,不符合碱性氧化物定义,B错误;C项,Na2O2能与CO2或H2O反应生成O2,可用作潜艇供氧剂,C正确;D项,Na2O是白色固体,淡黄色固体是Na2O2的特征,D错误;故选C。
5.(25-26高一上·浙江杭州高一期中)在比较Na2CO3和NaHCO3热稳定性的实验中,与下列图标无关的是( )
A.护目镜 B.洗手 C.明火 D.锐器
【答案】D
【解析】A项,比较Na2CO3和NaHCO3热稳定性的实验中需要通过加热并产生气体,需要用护目镜,A不符合题意;B项,实验结束后需要洗手,B不符合题意;C项,加热需用酒精灯,有明火,C不符合题意;D项,该实验过程不需要用到锐器,D符合题意;故选D。
6.(25-26高一上·天津河西高一期末)下列有关NaHCO3和Na2CO3的叙述正确的是( )
A.NaHCO3比Na2CO3热稳定性强
B.NaHCO3和Na2CO3固体分别溶于水,前者放热后者吸热
C.等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应,放出等量的CO2
D.向等体积等物质的量浓度两种溶液中分别滴加等量酚酞溶液,Na2CO3溶液红色较深
【答案】D
【解析】碳酸氢钠(NaHCO3)受热易分解,而碳酸钠(Na2CO3)热稳定性强,A项错误;碳酸氢钠(NaHCO3)固体溶于水吸热,碳酸钠(Na2CO3)溶于水放热,B项错误;等质量的碳酸氢钠(NaHCO3,摩尔质量84 g/mol)和碳酸钠(Na2CO3,摩尔质量106 g/mol)与足量盐酸反应,前者物质的量更大,产生的二氧化碳更多,C项错误;碳酸钠(Na2CO3)溶液碱性更强,滴加酚酞后红色较深,D项正确;故选D。
7.(25-26高一上·河北石家庄高一期中)Na2O和Na2O2是金属钠的两种氧化物,下列有关说法正确的是( )
A.均能与水反应且产物完全相同 B.阳离子与阴离子个数比均为2:1
C.氧元素化合价均为-2 D.都可以作为呼吸面具中的供氧剂
【答案】B
【解析】A项,Na2O与水反应生成NaOH,Na2O2与水反应生成NaOH和O2,产物不同,A错误;B项,Na2O中阳离子(Na+)与阴离子(O2-)个数比为2:1;Na2O2中阳离子(Na+)与阴离子(O22-)个数比也为2:1,B正确;C项,Na2O中氧为-2价,Na2O2中氧为-1价,C错误;D项,只有Na2O2能与CO2或水反应生成O2,可作为供氧剂,Na2O不能,D错误;故选B。
8.(25-26高一上·浙江宁波高一期中)下列对于Na2O2的叙述中正确的是( )
A.Na2O2能与酸反应生成盐和水,所以是碱性氧化物
B.Na2O2能与水反应,所以可作气体干燥剂
C.Na2O2固体中阴阳离子个数比为1:1
D.Na2O2与足量二氧化碳反应时,既是氧化剂又是还原剂
【答案】D
【解析】A项,Na2O2与酸反应生成盐、水和氧气,不符合碱性氧化物定义,过氧化钠不属于碱性氧化物,A错误;B项,Na2O2与水反应生成氧气,会引入新杂质,无法作干燥剂,B错误;C项,Na2O2是由Na+和O22-构成的离子化合物,阴阳离子比为1:2,C错误;D项,Na2O2与CO2反应时,过氧化钠中氧元素既被氧化又被还原,D正确;故选D。
9.(25-26高一上·广东湛江期中)钠及其化合物的转化过程如图所示(反应条件未标注)。下列说法错误的是( )
A.反应1需要在加热的条件下进行
B.反应2中,白色固体逐渐变为淡黄色固体
C.反应3中,H2O作氧化剂
D.Na2O是一种碱性氧化物
【答案】C
【解析】钠和氧气生成氧化钠,氧化钠和氧气转化为过氧化钠,钠和氧气加热生成过氧化钠,过氧化钠和水生成氢氧化钠和氧气。A项,反应1为钠与O2反应生成Na2O2,常温下钠与O2反应生成Na2O,生成Na2O2需要加热条件,A正确;B项,反应2为白色固体Na2O与O2反应生成淡黄色固体Na2O2,可观察到白色固体逐渐变为淡黄色固体,B正确;C项,反应3的化学方程式为2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑,该反应中仅Na2O2中-1价的O发生歧化反应,H2O中各元素化合价均未变化,既不是氧化剂也不是还原剂,C错误;D项,Na2O可与酸反应仅生成盐和水,属于碱性氧化物,D正确;故选C。
10.(25-26高一上·湖南娄底高一期末)联合制碱法(又称侯氏制碱法),因其提高了食盐的转化率,减少了对环境的污染,从而赢得了国际化工界的高度评价。联合制碱法的主要过程如图所示:
下列说法错误的是( )
A.加料时,在饱和食盐水中先通入NH3,再通入CO2
B.向母液中加入细小食盐颗粒,可促进副产品的析出
C.主要反应方程式为 NaCl + CO2 +NH3 +H2O=NaHCO3↓+ NH4Cl
D.上述流程中,可循环使用的物质只有CO2
【答案】D
【解析】CO2在饱和食盐水中的溶解度较小,故向饱和食盐水中先通入氨气,使其溶液呈碱性,再通入CO2,充分反应使溶解度较小的以固体形式析出NaHCO3,同时生成NH4Cl,经过滤得到NaHCO3固体和主要含NaCl、NH4Cl的母液,煅烧NaHCO3固体生成纯碱(Na2CO3)、CO2和水,CO2可循环使用,通入饱和食盐水中;向母液中加入食盐粉末,经降温过滤可得到NH4Cl固体,同时含NaCl的母液可循环至饱和食盐水中。A项,由分析可知,加料时,在饱和食盐水中先通入NH3,再通入CO2,A正确;B项,母液中主要含NaCl、NH4Cl,向母液中加入细小食盐颗粒,会增大Cl−浓度,根据同离子效应,可促进副产品NH4Cl的析出,B正确;C项,侯氏制碱法的反应方程式为 NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl,C正确;D项,由分析可知,含NaCl的母液可循环至饱和食盐水中,煅烧NaHCO3固体生成的CO2也可循环通入饱和食盐水中,则上述流程中,可循环使用的物质为NaCl、CO2,D错误;故选D。
11.(25-26高一上·浙江杭州高一期中)过氧化钠可用作呼吸面具、潜水艇等中的供氧剂。请选择适当的化学试剂和实验仪器,用如图所示的实验装置进行实验,以证明过氧化钠可作供氧剂(C装置中为淡黄色固体)。
(1)A是制取CO2的装置。写出装置A中反应的离子方程式:___________。
(2)装置B中盛有___________溶液,其作用是___________。
(3)装置D中盛放的试剂是NaOH溶液,其目的是___________。
(4)当观察到试管F中收集满气体,如何证明收集的气体是O2:___________
【答案】(1)CaCO3+2H+ ═Ca2+ +H2O+CO2↑
(2) 饱和NaHCO3溶液 除去CO2中混有的HCl杂质
(3)吸收O2中混有的未反应的CO2,防止干扰O2检验
(4)取下试管F,将带火星的木条伸入试管中,若木条复燃,证明收集的气体是O2
【解析】本实验的核心原理是:制备CO2→除杂→CO2与过氧化钠反应生成O2→除杂→收集检验O2,据此解答。
(1)实验室用碳酸钙和稀盐酸制备CO2,碳酸钙难溶,书写离子方程式时不能拆分,得到对应离子方程式 CaCO3+2H+ ═Ca2+ +H2O+CO2↑。
(2)盐酸易挥发,制得的CO2中混有HCl杂质,用饱和碳酸氢钠溶液除杂:饱和碳酸氢钠不吸收CO2,同时可以与HCl反应生成CO2,不损失目标气体。
(3)反应后未反应完的CO2会混入生成的O2中,NaOH溶液可吸收CO2,得到纯净的O2便于检验。
(4)利用氧气的助燃性,用带火星的木条检验,若木条复燃即可证明气体为O2。
综合进阶练(限时:15分钟)
1.(25-26高一上·陕西宝鸡期中)实验是研究化学的基础,下图中所示的实验方法、装置或操作完全正确的是
A.检验化合物中是否含钾元素
B.比较Na2CO3与NaHCO3的热稳定性
C.检验氯气是否有漂白性
D.钠燃烧
【答案】C
【解析】A项,检验钾元素的焰色反应需要透过蓝色钴玻璃观察,以排除钠元素黄色焰色的干扰,图中未使用蓝色钴玻璃,A错误;B项,比较Na2CO3与NaHCO3热稳定性时,热稳定性更强的Na2CO3应置于温度更高的外管(大试管),NaHCO3置于温度更低的内管(小试管),图中试剂放置顺序错误,无法合理验证热稳定性强弱,B错误;C项,氯气依次通过干燥有色布条(不褪色,证明干燥氯气无漂白性)、湿润有色布条(褪色,证明反应生成的HClO有漂白性),最后用NaOH溶液吸收尾气,装置导管长进短出,设计合理,C正确;D项,钠的燃烧实验应在坩埚中进行,烧杯不能用于灼烧固体,D错误;故选C。
2.(26-27高一上·黑龙江鸡西阶段检测)对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及两者间是否具有因果关系的判断都正确的是( )
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
判断
A
小苏打可用于治疗胃病
NaHCO3可与盐酸反应
Ⅰ对;Ⅱ对;有关系
B
向滴有酚酞的水溶液中加入Na2CO3,溶液变红
Na2CO3俗名为纯碱
Ⅰ对;Ⅱ对;无关系
C
金属钠具有强还原性
高压钠灯发出透雾性强的黄光
Ⅰ对;Ⅱ对;有关系
D
过氧化钠可用作航天员的供氧剂
Na2O2能和CO2、H2O反应生成O2
Ⅰ对;Ⅱ对;无关系
【答案】A
【解析】A项,胃酸的主要成分为HCl,NaHCO3可与盐酸反应降低胃酸浓度,因此小苏打可用于治疗胃病,Ⅰ、Ⅱ均正确,二者存在因果关系,A正确;B项,Na2CO3水溶液呈碱性,可使酚酞溶液变红,故Ⅰ正确;Na2CO3俗名为纯碱是客观事实,故Ⅱ正确;溶液变红的本质原因是水解显碱性,与俗名有一定的关系,B错误;C项,金属钠最外层1个电子易失去,具有强还原性,故Ⅰ正确;高压钠灯发出透雾性强的黄光是钠元素的焰色反应,属于物理性质,与钠的还原性无关,判断中“有关系”表述错误,C错误;D项,Na2O2能和CO2、H2O反应生成CO2,因此可作航天员的供氧剂,Ⅰ、Ⅱ均正确,二者存在因果关系,判断中“无关系”表述错误,D错误;故选A。
3.(25-26高一上·福建厦门期中)以不同类别物质间的转化为线索,认识钠及其化合物,如图所示。
下列分析不正确的是( )
A.反应③表明CO2具有酸性氧化物的性质
B.反应④说明NaHCO3的稳定性强于Na2CO3
C.反应②中说明钠的金属性强
D.上述转化中发生的反应有分解反应、化合反应、置换反应
【答案】B
【解析】该转化图展示Na及其各类化合物的转化,Na与O2在加热条件下化合生成Na2O2;Na与H2O发生置换反应生成NaOH;NaOH和CO2反应得到Na2CO3;NaHCO3受热分解生成Na2CO3;Na2O2与H2O反应生成NaOH,Na2O2和CO2直接反应生成Na2CO3,完成单质、氧化物、碱、盐之间的物质转化。A项,反应③:2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O,CO2与碱反应生成盐和H2O,体现CO2属于酸性氧化物的性质,A正确;B项,反应④:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,NaHCO3受热可以分解,Na2CO3受热不分解,证明热稳定性:Na2CO3>NaHCO3,B错误;C项,反应②:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,常温条件下Na可以和H2O剧烈反应置换出H2,说明Na失电子能力强,金属性强,C正确;D项,反应④2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O是分解反应;反应①2Na+O2Na2O2是化合反应;反应②2Na+2H2O=2NaOH+H2↑是置换反应,转化包含分解、化合、置换反应,D正确;故选B。
4.(25-26高一上·广东深圳高一期中)某样品由NaCl、K2CO3、K2SO4三种物质组成,实验小组取适量的该样品溶于水配成溶液,并对该样品的组成进行验证。下列所选试剂错误的是( )
A.试剂X:稀盐酸 B.试剂Y:稀硝酸
C.试剂Z:BaCl2溶液 D.试剂W:AgNO3溶液
【答案】C
【解析】实验1焰色反应用于洗涤铂丝的试剂X为稀盐酸,由于样品中可能有Cl-或SO42-,所以加入过量酸Y不能为硫酸或盐酸,只能为稀硝酸,生成的气体为CO2,说明含有K2CO3,再加入过量硝酸钡Z,得到的不溶硝酸的白色沉淀2为BaSO4,溶液2中可能有Cl-,使用W硝酸银检验,生成白色沉淀3。做焰色试验,洗涤铂丝应选用稀盐酸,用盐酸洗涤这些物质,形成对应的金属氯化物熔沸点较低,在火焰上烧的时候可以将这些物质分解挥发,无残留,不会干扰实验现象,所以试剂X为稀盐酸,故A项正确;根据加入过量Y后有气体生成,可知Y应为酸,为了防止对Cl-和SO42-的检验造成干扰,Y应选硝酸,而不能选择盐酸和硫酸,故B项正确;加入BaCl2溶液,向溶液中引入Cl-,对样品中Cl-的检验会造成干扰,故试剂Z应为Ba(NO3)2溶液,故C项错误;检验溶液中的Cl-,应使用AgNO3溶液,故D项正确;故选C。
5.(25-26高一上·河北保定高一月考)侯氏制碱法是一种高效、低成本的制碱方法,侯氏制碱法的原料是饱和食盐水、氨气和二氧化碳。反应原理为:
ⅰ.CO2+NH3+H2O+NaCl═NaHCO3↓+NH4Cl;
ⅱ.2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。
回答下列问题:
(1)下列给出的各种状态下的物质,其中属于电解质的有___________(填序号,下同);属于非电解质的有___________;除⑥外,在题给状态下有自由移动的阴、阳离子的有___________。
①NH3 ②CO2 ③熔融NaCl ④饱和食盐水 ⑤NaHCO3 ⑥水 ⑦Na2CO3 ⑧NH4Cl
(2)“侯氏制碱法”中的“碱”指的是___________(填化学式);该物质在物质分类上属于___________(填“酸”“碱”“盐”或“氧化物”)。
(3)写出Na2CO3在水溶液中的电离方程式:___________。
(4)将反应ⅰ生成的NaHCO3晶体过滤后,剩余的溶液是NaHCO3的___________(填“饱和”或“不饱和”)溶液。反应ⅱ___________(填“属于”或“不属于”)氧化还原反应。
【答案】(1) ③⑤⑥⑦⑧ ①② ③④
(2)Na2CO3 盐
(3)Na2CO3=2Na++CO32-
(4) 饱和 不属于
【解析】(1)电解质判断:③熔融NaCl:属于化合物,熔融状态下能电离出自由移动的离子导电,是电解质;⑤NaHCO3、⑦Na2CO3、⑧NH4Cl均为盐类化合物,在水溶液或熔融状态下能导电,属于电解质。 ⑥水可以电离出H+和OH-,属于电解质。因此属于电解质的是③⑤⑥⑦⑧。非电解质判断:①NH3、②CO2本身不能电离出离子,溶于水后是与水反应生成的NH3·H2O、H2CO3导电,所以二者属于非电解质。因此属于非电解质的是①②。含自由移动阴阳离子的物质:③熔融NaCl电离出Na+和Cl-,存在自由移动的离子;④饱和食盐水是NaCl的水溶液,完全电离出自由移动的Na+和Cl-;题目要求除⑥水外,因此符合条件的是③④。
(2)“侯氏制碱法”中“碱”的“碱”是Na2CO3,俗称纯碱;它由Na+和2CO2构成,符合盐的定义,即金属阳离子与酸根阴离子组成的化合物,因此属于盐。
(3)Na2CO3是强电解质,在水溶液中完全电离,生成Na+和2CO2,电离方程式为:Na2CO3=2Na++CO32-。
(4)反应ⅰ中生成了NaHCO3沉淀,说明溶液中已达到饱和状态,无法继续溶解,因此剩余溶液是NaHCO3的饱和溶液。反应ⅱ为2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,反应前后各元素化合价均未发生变化,Na为+1、C为+4、O为-2、H为+1,因此该反应不属于氧化还原反应。
6.(25-26高一上·青海西宁高一期末)以不同类别物质间转化和物质用途为线索,认识钠及其化合物。
回答下列问题:
(1)将钠投入足量含有酚酞的水中来探究转化②,做了如下记录,将实验现象与匹配的实验结论连线 。
实验现象
实验结论
A.钠浮在水面上
B.钠四处游动并伴随“嘶嘶”声
C.溶液变红
D.钠熔成光亮的小球
a.有气体产生
b.有碱性物质生成
c.钠的密度比水小
d.反应放热,钠熔点低
(2)依据反应②推测,将金属钠投入溶液中最终生成的沉淀为 (填化学式)。
(3)下列物质均能与反应,其中反应不属于碱的通性的有_________(填字母)。
A.Cl2 B.HCl C.紫色石蕊溶液 D.CuCl2
(4)转化⑤的离子方程式为 。
(5)用金属钠制取Na2O通常采用2NaNO2+6Na=4Na2O-+N2而不采用钠在氧气中燃烧的理由为 。
(6)下列关于Na2CO3与NaHCO3的说法正确的是_________(填字母)。
A.Na2CO3与NaHCO3固体溶解时均放热
B.可用 Ba(OH)2溶液鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液
C.可用加热的方法除去Na2CO3固体中混有的NaHCO3
D.相同条件下,等物质的量的Na2CO3、NaHCO3与足量稀盐酸反应,生成CO2的质量相等
【答案】(1)A——c B——a C——b D——d
(2)Cu(OH)2
(3)A
(4)2Na2O2+2H2O===4Na++4OH-+O2↑
(5)Na在O2中燃烧生成Na2O2,而NaNO2与Na反应伴随有N2生成,N2可以防止Na2O进一步被氧化
(6)CD
【解析】①2Na+O2Na2O2,②2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,③2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O,④Na2CO3+CO2+H2O═2NaHCO3,⑤2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,⑥2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2。
(1)钠浮在水面上,说明钠的密度比水小,故A-c;钠四处游动说明钠受到“浮力”,该浮力作用来自于产生的气体,故B-a;溶液变红,说明有碱性物质生成,故C-b;钠融化,说明钠与水的反应放热,且钠熔点较低,故D-d;故选:A——c B——a C——b D——d;
(2)反应②可知,钠投入CuSO4溶液中先与水反应生成NaOH,NaOH再与CuSO4反应生成Cu(OH)2蓝色沉淀;
(3)碱的通性主要为氢氧根离子的性质,能与酸碱指示剂显色,能与酸反应,能与部分盐溶液(与OH-反应的盐)反应,故选:A;
(4)根据分析⑤中的化学方程式,只有NaOH可拆,故选:2Na2O2+2H2O===4Na++4OH-+O2↑;
(5)根据反应①,钠在氧气中燃烧的产物是过氧化钠而不是氧化钠,故选:Na在O2中燃烧生成Na2O2,而NaNO2与Na反应伴随有N2生成,N2可以防止Na2O进一步被氧化;
(6)碳酸钠溶解时放热,碳酸氢钠溶解时吸热,A项错误; Ba(OH)2与碳酸钠和碳酸氢钠溶液都会产生BaCO3白色沉淀,故无法用来鉴别碳酸钠和碳酸氢钠,B项错误;碳酸氢钠的热稳定性差,加热后会分解产生碳酸钠、水和二氧化碳,C项正确;Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O反应中,碳酸钠与二氧化碳的化学计量数之比为1:1,NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O反应中,碳酸氢钠与二氧化碳的化学计量数之比也为1:1,D项正确;故选CD。
创新思维练(限时:10分钟)
1.(25-26高一上·宁夏石嘴山高一期中)下列实验设计,不能达到实验目的的是( )
A.检验Na2O2与H2O反应有O2生成
B.观察K2CO3的焰色
C.比较Na2CO3和NaHCO3与等浓度盐酸反应的快慢
D.比较Na2CO3和NaHCO3的稳定性
【答案】D
【解析】Na2O2与H2O反应生成O2,O2能使带火星的木条复燃,用带火星的木条检验可证明O2生成,实验设计合理,A项正确;观察钾元素的焰色需透过蓝色钴玻璃以排除钠元素黄色火焰的干扰,实验设计合理,B项正确;等浓度盐酸与NaHCO3、Na2CO3反应时,NaHCO3反应更剧烈(直接生成CO2),通过观察气泡产生速率可比较反应快慢,实验设计合理,C项正确;比较Na2CO3和NaHCO3的稳定性时,应将NaHCO3置于温度较低的内层试管,Na2CO3置于温度较高的外层试管,若内层NaHCO3分解产生CO2使石灰水变浑浊,而外层Na2CO3不分解,可说明NaHCO3稳定性差,但图示装置中NaHCO3和Na2CO3位置放反了,D项错误;故选D。
2.(25-26高一上·河南部分名校高一期中)钠及其部分化合物转化的关系(反应条件省略)如图所示,其中X和Y分别表示两种含钠化合物。下列说法正确的是( )
A.反应①中H2O发生氧化反应 B.若是一种白色固体,则反应②是氧化还原反应
C.Y的化学式为Na2CO3 D.若反应④的条件是加热,则X是一种碱性氧化物
【答案】C
【解析】Na与氧气反应可能生成Na2O,也可能生成Na2O2,若X是一种白色固体,X是Na2O,若反应④的条件是加热,X是Na2O2,X与CO2反应生成Y,X无论是Na2O,还是Na2O2,与CO2反应都生成Na2CO3,则Y是Na2CO3。反应①为2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,其中Na的化合价从0价变+1价,化合价升高发生氧化反应,H2O中H的化合价从+1价变0价,化合价降低,发生还原反应,A项错误;据分析可知,若X是一种白色固体,X是Na2O,反应②是Na2O+2H2O==2NaOH,该反应不是氧化还原反应,B项错误;X与CO2反应生成Y,X无论是Na2O,还是Na2O2,与CO2反应都生成Na2CO3,则Y是Na2CO3,C项正确;若反应④的条件是加热,则X是Na2O2,Na2O2不是碱性氧化物,D项错误;故选C。
3.(25-26高一上·河南南阳高一期中)实验室模拟“侯氏制碱法”原理制取NaHCO3,反应为CO2+NH3+H2O+NaCl═NaHCO3↓+NH4Cl(NH3极易溶于水)。下列说法正确的是
A.装置A中使用“多孔球泡”的作用是防止倒吸
B.装置B中X溶液为饱和Na2CO3溶液,主要作用是吸收混合气中的HCl
C.装置C中发生反应的离子方程式为CO32-+2H+ ═H2O+CO2↑
D.应先向装置A中通入足量NH3,再打开弹簧夹
【答案】D
【解析】由实验装置图可知,装置C中碳酸钙与稀盐酸反应制备二氧化碳,装置B中盛有的饱和碳酸氢钠溶液用于除氯化氢气体,由实验原理可知,制备碳酸氢钠时,应向盛有饱和食盐水的装置A中先通入氨气制得氨化的饱和食盐水,然后打开弹簧夹,向A中通入二氧化碳,二氧化碳与氨化的饱和食盐水反应生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵,装置A中悬浊液经过滤、洗涤、干燥得到碳酸氢钠,碳酸氢钠焙烧分解制得碳酸钠。使用“多孔球泡”可增大气体与溶液的接触面积,加快氨气的吸收速率,不能防止倒吸,A项错误;碳酸钠溶液与二氧化碳、HCl均能发生反应,X溶液应为饱和碳酸氢钠溶液,B项错误;装置C中发生反应为碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,碳酸钙难溶,不能拆成离子,离子方程式为CaCO3+2H+ ═Ca2+ +H2O+CO2↑,C项错误;据分析,A中先通氨气再通二氧化碳,D项正确;故选D。
4.(25-26高一上·福建厦门期中)某校化学课外小组为了鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体,以及测定某Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3的质量分数,用不同的方法开展了实验,具体情况如图所示。
Ⅰ.鉴别碳酸钠和碳酸氢钠固体
(1)根据图Ⅰ、Ⅱ所示实验,能够达到实验目的的是___________(填数字)。
(2)若用图Ⅳ所示实验确定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)。
Ⅱ.测定某Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3的质量分数
方案一:用沉淀分析法,按如下图所示的实验流程进行实验:
(3)该方案中涉及有关反应的离子方程式为___________。
方案二:按如下图所示主要流程及装置进行实验:
(4)装置B盛放的物质是___________,能否用盐酸代替稀硫酸进行实验___________(填“能”或“不能”)。
(5)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___________。
(6)有同学认为,为了减少实验误差,在反应前和反应后都要通入N2,反应后通入N2的目的是___________。
【答案】(1)Ⅱ
(2)NaHCO3
(3)Ba2++CO32--=BaCO3↓
(4) 浓硫酸 不能
(5)防止空气中的水和二氧化碳干扰实验
(6)将生成的二氧化碳全部赶入C中被吸收
【解析】两种物质都可以与酸反应产生CO2气体使石灰水变浑浊,不能鉴别;等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与过量盐酸反应产生的CO2的量多少不同,气球膨胀程度不同,可以鉴别。根据玻璃导热性差,NaHCO3不稳定,受热分解产生CO2气体使石灰水变浑浊,确定内管盛放物质是NaHCO3。
方案一中,xg固体配成溶液后加过量的氯化钡溶液,碳酸钠与氯化钡反应生成碳酸钡沉淀,经过操作Ⅰ过滤后得到溶液M和沉淀A(碳酸钡),经过操作Ⅱ:洗涤、干燥、称量得到yg固体。根据产生沉淀质量确定Na2CO3的质量,进而确定NaHCO3中Na2CO3的含量。
方案二中,向一定质量的Na2CO3和NaHCO3混合物中加入过量H2SO4,二者反应产生CO2气体,经浓硫酸干燥后通入盛有足量监事会的U型管中被充分吸收,根据装置C增加质量确定CO2的质量,为防止空气中CO2及H2O的干扰,要先通入N2,排出装置的空气,同时使用了装置D吸收空气中CO2及H2O,为保证反应产生的CO2全部被C装置吸收,反应完毕继续向装置中鼓入N2。
(1)图Ⅰ中盐酸与碳酸钠和碳酸氢钠反应均产生二氧化碳,均能让澄清石灰水变浑浊,不能鉴别;图Ⅱ中,相同质量的碳酸钠和碳酸氢钠固体,碳酸氢钠的物质的量多,产生二氧化碳的量多,且产生气体的速率快,能鉴别碳酸钠和碳酸氢钠,故实验Ⅱ能够鉴别碳酸钠和碳酸氢钠;
(2)图Ⅳ的套管实验中,由于玻璃导热性比较弱,B管受热较弱,温度较低,应该放稳定性较差的碳酸氢钠,若能产生让澄清石灰水变浑浊的气体,则证明碳酸氢钠的热稳定性笔碳酸钠差,故装置B中盛放的物质是NaHCO3;
(3)向Na2CO3和NaHCO3混合物中加入过量BaCl2溶液,Na2CO3发生反应:Na2CO3+BaCl2=CaCO3↓+2NaCl,产生白色沉淀,该反应的离子方程式为Ba2++CO32--=BaCO3↓;
(4)装置B盛有浓硫酸,作用是干燥CO2气体;
尽管盐酸也能够与Na2CO3和NaHCO3反应产生CO2气体,但HCl有挥发性,导致制取的CO2气体中混入杂质HCl,HCl也能被碱石灰吸收,从而影响CO2的质量的测定,干扰实验,因此实验中不能盐酸代替稀硫酸进行实验;
(5)在装置C中装碱石灰来吸收净化后的CO2气体。在装置D中也盛有碱石灰,其作用是吸收空气中的水和二氧化碳,防止空气中的水和二氧化碳进入装置C被吸收而干扰实验;
(6)为了减少实验误差,在反应前和反应后都要通入N2,反应后通入N2的目的是将生成的CO2全部赶入装置C中被充分吸收,减小实验误差。
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专题04 钠及其化合物
01 期中考情透视
02 复习目标锚定
03 知识体系构建
04 核心考点精讲
考点一 钠的性质 / 考点二 氧化钠与过氧化钠 / 考点三 碳酸钠与碳酸氢钠 / 考点四 侯氏制碱法 /
考点五 焰色试验
05 重难题型突破
题型一 钠及其性质 / 题型二 氧化钠与过氧化钠的性质 / 题型三 过氧化钠性质实验探究 /
题型四 碳酸钠与碳酸氢钠的性质 / 题型五 碳酸钠与碳酸氢钠的相关计算 / 题型六 焰色试验 /
题型七 侯氏制碱法
06 限时分层演练
基础固本练 / 综合进阶练 / 创新思维练
基础识记类题型,重点考查钠单质的物理性质、保存方式,以及钠与水反应的“浮熔游响红”五大现象,结合浙江本地期中常考的钠与盐溶液反应辨析,设置“钠直接置换硫酸铜溶液中铜”这类经典易错选项,检验基础性质的掌握严谨度。
中档辨析类题型,聚焦氧化钠与过氧化钠、碳酸钠与碳酸氢钠的性质对比,高频考查二者的阴阳离子个数比、与水/二氧化碳反应的差异、热稳定性鉴别方法,常结合图像题考查反应过程中的质量变化、气体生成规律,是拉开基础分差的关键题型。
拔高综合类题型,常结合侯氏制碱法、焰色试验操作等教材拓展内容,设置小型实验探究题,考查钠及其化合物的转化关系、混合物的简单计算,整体命题严格贴合高一上学期考纲,极少出现超纲的复杂反应,核心考查物质分类观下的元素化合物转化逻辑。
层级
核心考点内容
期中命题形式
识记
钠是质软、密度小于水的活泼金属,保存在煤油中;常温生成Na2O、加热生成Na2O2;区分Na2CO3(苏打)、NaHCO3(小苏打)的基础性质
选择题考查钠的保存、物理性质,直接判断钠的化合物分类正误
理解
钠投入盐溶液先与水反应,无法直接置换金属;NaHCO₃溶解度、热稳定性弱于Na2CO3,与盐酸反应生成CO2速率更快
选择题判断钠与硫酸铜溶液的反应现象,比较两种钠盐的反应速率差异
应用
掌握两种钠盐的鉴别方法,熟悉钠及其化合物的完整转化路径,会用加热、通CO2完成对应除杂操作
实验题设计钠盐鉴别方案,流程推断题补全物质转化关系,判断除杂方案正误
考点一 钠的性质
1.物理性质
(1)色态:________色固体。
(2)硬度:质地________,可以用小刀切割。
(3)密度:钠与水、煤油密度大小关系为________________。
(4)熔点:________100 ℃(填“>”“=”或“<”)。
2.化学性质
(1)与非金属单质(如O2、Cl2)的反应
O2
Cl2:2Na+Cl22NaCl
⚠️易混易错
钠露置在空气中的变化
金属钠长期露置于空气中最终完全转变为Na2CO3粉末,此过程中的主要变化与现象有:
发生的主要变化的化学方程式
①4Na+O2=2Na2O;②Na2O+H2O=2NaOH;④2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O,Na2CO3+10H2O=Na2CO3·10H2O;⑤Na2CO3·10H2O=Na2CO3+10H2O。
(2)与H2O反应
离子方程式:2Na+2H2O===________________________
⚠️记忆口诀
钠与水反应核心五字口诀:浮、熔、游、响、红。
(3)与盐酸反应
离子方程式:2Na+2H+===________________。
(4)与盐的反应
①与熔融盐的反应
4Na+TiCl44NaCl+Ti
Na+KClNaCl+K↑
②与盐溶液的反应(以CuSO4溶液为例)
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
CuSO4+2NaOH===Cu(OH)2↓+Na2SO4
总方程式为:________________________________________________。
⚠️易混易错
(1)钠与水、酸反应的本质与顺序: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)钠与盐溶液的反应
钠与盐溶液反应时一般先考虑与水的反应,生成的NaOH与盐可能发生复分解反应。
3.制取与保存
(1)制取:化学方程式为2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑。
(2)保存:密封保存,通常保存在________________。
4.用途
(1)钠、钾合金(液态)可用作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。
⚠️记忆口诀
遇氧两产物,白黄要分清;浮熔游响红,遇水剧烈动;遇酸反应猛,强还原本性。
考点二 氧化钠与过氧化钠
1.氧化钠和过氧化钠
物质
氧化钠(Na2O)
过氧化钠(Na2O2)
颜色、状态
________固体
________固体
类别
________氧化物
________(非碱性氧化物)
氧的价态
________
________
电子式
阴、阳离子个数比
________
________
化学性质
热稳定性
不稳定(2Na2O+O22Na2O2)
稳定
与水反应
Na2O+H2O===________________
2Na2O2+2H2O==________________
与CO2反应
Na2O+CO2==________________
2Na2O2+2CO2===________________
与酸(盐酸)反应
Na2O+2HCl==________________
2Na2O2+4HCl===________________
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
从元素化合价角度分析Na2O2的性质
2Na22
(1)Na2O2表现强氧化性
Na2O2+SO2===________________;
Na2O2+Na2SO3+H2O===________________;
Na2O2+H2S===________________;
Na2O2+品红溶液→品红溶液褪色;
Na2O2+酚酞溶液→溶液先变红后褪色。
(2)Na2O2表现还原性
当遇KMnO4等强氧化剂时,Na2O2被氧化,其氧化产物为O2。
(3)Na2O2既表现氧化性又表现还原性
遇CO2、H2O、H+则发生自身的氧化还原反应。
3.Na2O2与H2O、CO2反应的氧化还原关系
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
(1)Na2O2中氧的化合价为-1,在两个反应中Na2O2的作用是既做氧化剂又做还原剂,从电子转移角度分析,每生成一分子氧气转移2个电子。每消耗一个Na2O2转移1个电子。
(2)从化学方程式的计量数分析可知,无论是CO2、H2O还是二者的混合物,与足量的Na2O2反应时,参与反应的CO2或H2O与放出O2的分子个数之比均为2∶1。
4.Na2O2与CO2、H2O反应的质量关系
(1)2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2 Δm(2CO)
2×78 2×44 2×106 2×28
固体增加2个碳原子和2个氧原子,固体增加的质量相当于与CO2等分子数的CO的质量。
(2)2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑ Δm(4H)
2×78 2×18 4×40 2×2
固体增加4个氢原子,固体增加的质量相当于与H2O等分子数的H2的质量。
考点三 碳酸钠与碳酸氢钠
1.碳酸钠、碳酸氢钠与酸、碱的反应
(1)与过量盐酸的反应(写离子方程式,下同):
①碳酸钠:CO+2H+=== ________________;
②碳酸氢钠:HCO+H+=== ________________。
(2)与NaOH溶液的反应:
①碳酸钠:不反应;
②碳酸氢钠:HCO+OH-=== ________________。
(3)与某些盐溶液的反应(如CaCl2):
①碳酸钠:CO+Ca2+===________________;
②碳酸氢钠:不反应。
2.碳酸钠与碳酸氢钠化学性质比较
碳酸钠
碳酸氢钠
与盐酸
放出________气体
放出________气体(剧烈)
与烧碱溶液
不反应
生成碳酸钠和水
与澄清石灰水
产生________沉淀
产生________沉淀
与氯化钙溶液
生成________沉淀
不反应
与CO2
生成NaHCO3
不反应
热稳定性
稳定、受热________分解
不稳定、受热________分解
相互转化
3.常用的鉴别方法
4.常用的除杂(提纯)方法
混合物(括号内为杂质)
除杂方法或试剂
Na2CO3固体(NaHCO3)
________________
NaHCO3溶液(Na2CO3)
________________
Na2CO3溶液(NaHCO3)
________________
⚠️易混易错
(1)碳酸钠很稳定,固体和溶液中受热都不发生分解,碳酸氢钠固体受热易发生分解,但其溶液受热不易分解。
(2)书写碳酸氢钠参与的离子反应方程式时,HCO不能拆开。
(3)在反应2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑中,利用差量法计算时,要注意固体质量减少的是二氧化碳和水的质量,而非仅仅是二氧化碳的质量。
(4)不能用氢氧化钙溶液鉴别碳酸钠和碳酸氢钠溶液,因为二者均能与氢氧化钙反应产生白色沉淀。
考点四 侯氏制碱法
1.制备原料
________、________、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.工艺流程
3.反应原理
(1)产生NaHCO3的反应:NH3+NaCl+CO2+H2O===________________________
(2)产生Na2CO3的反应:2NaHCO3________________________
4.绿色思想:循环使用的物质为________、________________________。
考点五 焰色试验
1.概念
很多________________________在灼烧时都会使火焰呈现出特征颜色。根据火焰呈现的特征颜色,可以判断试样所含的金属元素,化学上把这样的定性分析操作称为焰色试验。
2.操作
3.几种金属元素的焰色
金属元素
锂
钠
钾
铷
钙
锶
钡
铜
焰色
紫红色
___色
____色(透过______钴玻璃)
紫色
砖红色
洋红色
黄绿色
绿色
⚠️易混易错
(1)铂丝不能用稀硫酸洗涤。
(2)焰色反应是物理变化而不是化学变化。
(3)不能用玻璃棒醮取待测液进行焰色试验。
⚠️记忆口诀
洗烧蘸烧洗,操作五步骤;钠黄钾紫钴玻璃透,钙砖红钡黄绿;铜绿锶洋红,物理变化记心头。
题型一 钠及其性质
典例1 (25-26高一上·四川巴中期中)某化学兴趣小组完成《钠与水的反应》实验,下列有关说法正确的是( )
A.该实验方案中出现与等图标
B.实验中可观察到:钠熔化并在水下四处游动
C.向反应后的溶液中滴加石蕊试液,溶液变红
D.实验剩余的钠,不能随意丢弃,应放入废液缸中
💡破题要诀
(1)先根据温度区分钠与氧气产物,常温氧化钠、加热过氧化钠;钠入水按 “浮熔游响红” 规范作答。
(2)钠投入盐溶液牢记先和水反应,无法置换金属单质;遇酸优先与氢离子反应。
(3)计算依托电子守恒,1molNa 失1mol电子。
迁移应用
1.(25-26高一·湖南学业水平考试模拟)下图是实验室完成钠燃烧的实验装置,该实验没有用到的仪器是( )
A.三脚架 B.泥三角 C.坩埚 D.蒸发皿
2.(25-26高一上·浙江宁波高一月考)为了钠与水反应实验的安全,标注的图标中不需要的是( )
A. B. C. D.
3.(25-26高一上·浙江杭州高一期中)将一小块钠投入如图所示的试管中,一定不能观察到( )
A.钠浮在水面上方 B.钠熔成光亮的小球
C.溶液变红 D.溶液中有白色固体析出
题型二 氧化钠与过氧化钠的性质
典例2 (25-26高一上·浙江杭州高一期中)关于氧化钠和过氧化钠的性质比较中,正确的是( )
A.两者均为白色固体
B.高温下氧化钠比过氧化钠稳定
C.过氧化钠可与水及二氧化碳反应,而氧化钠则不能
D.两者都是金属氧化物
💡破题要诀
(1)先区分氧化钠与过氧化钠:白色无氧化性、淡黄色有强氧化性,过氧化钠不属于碱性氧化物。
(2)与水、二氧化碳反应时,过氧化钠发生歧化,每生成1mol氧气转移2mol电子。
(3)固体增重计算技巧:增重等效吸收CO、H2。
(4)遇酚酞先变红后褪色为过氧化钠特征;供氧、漂白均用过氧化钠。
迁移应用
1.(25-26高一上·江西景德镇高一期中)下列关于过氧化钠和氧化钠性质异同点的叙述中错误的是( )
A.长期置于空气中最终所得固体产物相同
B.都能与二氧化碳或水发生化合反应
C.与水反应都有氢氧化钠生成
D.过氧化钠是强氧化剂,而氧化钠只是一种碱性氧化物
2.(25-26高一上·吉林长春高一月考)下列说法错误的是( )
A.Na2O和Na2O2中阳离子、阴离子个数比都为2:1
B.Na2O和Na2O2都是碱性氧化物
C.Na2O和Na2O2长期露置于空气中最终所得固体产物相同
D.Na2O2分别与足量的H2O和CO2充分反应时,每生成1个O2均转移2个电子
3.(25-26高一上·安徽安庆期中)130℃时将2.0g由CO2、H2O组成的混合气体通入盛有足量Na2O2 的密闭容器中,充分反应后容器中残留固体的质量比反应前增加0.8g。下列说法错误的是( )
A.反应过程中生成O2的质量为1.2g
B.反应过程中被氧化的元素的质量为1.2g
C.该混合气体中CO2的质量分数为55%
D.将一定量的CO2、CO2组成的混合气体与一定量Na2O2 反应,残留固体中可能只含有NaOH
题型三 过氧化钠性质实验探究
典例3 (江苏省南京师范大学附属中学2024-2025学年高一上学期12月月考化学试卷)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中现象可能是由于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
💡破题要诀
(1)抓住“-1价氧的歧化特性”这个关键主线:先从价态预判产物:-1价氧处于中间价态,既易升为0价生成氧气,也易降为-2价生成氢氧根。
(2)实验验证分两步走:用水反应时,通过试管发烫证明放热、带火星木条复燃验证氧气生成,再借助酚酞先红后褪的现象,同时验证碱性和中间产物过氧化氢的漂白性。
迁移应用
1.(25-26高一上·浙江杭州高一期中)学校化学兴趣小组对过氧化钠的相关反应进行了探究。该小组设计如图实验装置,验证“二氧化碳与水接触时才能和过氧化钠反应”。
实验1:打开弹簧夹K1,关闭K2,打开分液漏斗活塞加入盐酸,将带火星的木条放在b处,观察实验现象。
实验2:打开弹簧夹K2,关闭K1,打开分液漏斗活塞加入盐酸,将带火星的木条放在b处,观察实验现象。
请回答下列问题:
(1)仪器a的名称是_______。
(2)写出Na2O2与H2O反应的化学方程式_______。
(3)装置③中存放的试剂是_______。
(4)若本小组的假设正确,本实验预期的现象是_______。
(5)实际做实验时,两次实验均没有看到带火星的木条复燃的现象。同学们经过讨论,将装置⑥中的试剂改成_______后,顺利看到了预期的现象。
2.(25-26高一上·云南西双版纳高一开学考试)从物质分类的角度看,Na2O和Na2O2都属于氧化物,但二者的性质存在很大差异。查阅资料得知,Na2O2可在呼吸面具和潜水艇中做供氧剂,某实验小组欲通过实验探究Na2O2的性质与用途。
【实验I】探究 Na2O2与水的反应
(1)如图,将1 ~2mL水滴入盛有1 ~2g过氧化钠固体的试管中,立即把带火星的小木条伸入试管中,观察到带火星的小木条复燃,说明生成了_______(填化学式),用手触摸 试管外壁,感觉发烫,说明该反应是_______(填“吸热”或“放热”)反应。用pH计测得溶液呈碱性,说明该反应还生成了 _______。
【实验Ⅱ】探究Na2O2与CO2的反应
(2)装置A用于制备_______气体,盛装稀盐酸的仪器名称是_______。
(3)装置B的作用是_______。
(4)写出D中发生反应的化学方程式:_______。
(5)装置E的作用是除去过量的CO2,则装置E中盛装的试剂是 _______。
(6)G中得到的物质是_______,证明Na2O2可用作呼吸面具和潜水艇的_______。
题型四 碳酸钠与碳酸氢钠的性质
典例4 (26-27高一上·黑龙江鸡西阶段检测)Na2CO3和NaHCO3是生产生活中的常见物质,下列关于两者的说法正确的是( )
A.常温下,Na2CO3比NaHCO3的溶解度小
B.能用Ba(OH)2溶液鉴别Na2CO3和NaHCO3
C.等质量的Na2CO3和NaHCO3分别与盐酸反应,Na2CO3放出气体更多
D.向饱和的碳酸钠溶液中通入足量CO2,有白色晶体析出
💡破题要诀
(1)先从核心差异切入:同温下碳酸钠溶解度、溶液碱性、热稳定性均强于碳酸氢钠,与酸反应时,碳酸钠分步出气泡、碳酸氢钠一步直接冒气泡。
(2)鉴别优先选加热法、氯化钙沉淀法,避开用澄清石灰水的误区;除杂时,固体内混杂质用加热法,溶液内混杂质通过量CO₂转化。
(3)牢记两者双向转化的反应条件,就能快速避开“滴加盐酸不分阶段”这类高频失分点。
迁移应用
1.(2025高二上·江苏南京五校共同体高二学业考试)下列关于Na2CO3、NaHCO3的叙述不正确的是
A.用加热的方法除去NaHCO3中混有少量的Na2CO3
B.室温下,NaHCO3和Na2CO3在水中的溶解性,前者小
C.等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量的盐酸反应,产生的CO2质量前者大
D.等浓度NaHCO3和Na2CO3溶液分别与等浓度等体积的盐酸反应,前者反应更剧烈
2.(25-26高一上·北京八一教育集团高一期末)某课外小组为了鉴别Na2CO3和两种白色固体,设计了如下几种实验方法。下列说法不正确的是( )
A.装置I中的Na2CO3和NaHCO3均能与盐酸反应,生成气体速率快的是NaHCO3
B.当稀盐酸足量时,装置I中气球鼓起体积较大的是
C.加热装置Ⅱ,澄清石灰水变浑浊一侧的白色固体是Na2CO3
D.装置Ⅲ也可用来鉴别Na2CO3和
3.(25-26高一上·浙江杭州高一期中)NaHCO3是生活中常见的物质,请回答下列问题:
(1)写出NaHCO3治疗胃酸的离子方程式:_________。
(2)NaHCO3属于“酸”、“碱”、“盐”中的_________。
(3)除去NaHCO3溶液中Na2CO3杂质的离子方程式_________。Na2CO3固体中含有少量的NaHCO3杂质,除去杂质发生反应的化学方程式为_________。
(4)用如图所示装置能否得出Na2CO3比NaHCO3稳定的结论,填_________(能或否)。
题型五 碳酸钠与碳酸氢钠的相关计算
典例5 (25-26高一上·浙江杭州期中)下列实验方案中,不能测定出Na2CO3和NaHCO3混合物中各物质的质量分数的是( )
A.取ag该混合物与足量稀盐酸反应,加热、蒸干、灼烧,得到bmol固体
B.取ag该混合物充分加热,质量减少bg
C.取ag该混合物与足量稀硫酸反应,逸出气体经干燥后测出体积为bL(标准状况)
D.取ag该混合物与足量NaOH溶液充分反应,得到bg溶液
💡破题要诀
1.测定纯碱中碳酸钠质量分数的常用方法
(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%。
2.Na2CO3、NaHCO3与酸反应的图像分析
(1)向碳酸氢钠溶液中逐滴滴入盐酸
①现象: 立即产生气泡。
②离子方程式:HCO+H+===H2O+CO2↑。
③画出产生CO2的物质的量随n(HCl)的变化图像。
(2)向Na2CO3溶液中逐滴滴入盐酸
①写出反应的离子方程式:CO+H+===HCO、HCO+H+===H2O+CO2↑
②画出产生CO2的物质的量随n(HCl)的变化图像。
迁移应用
1.(25-26高一上·黑龙江大庆高一期中)某样品由Na2CO3、NaHCO3和其他可溶惰性杂质组成,下列实验方案中,能测定其中NaHCO3量分数的是( )
A.取a g混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应,过滤、洗涤、烘干,得b g固体
B.取a g混合物与足量NaOH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混合物充分加热灼烧,剩余固体b g
2.(25-26高一上·四川广安期中)甲、乙、丙、丁四个烧杯中分别盛有一定量溶液,向其中分别通入不同量的,再向所得溶液中分别滴加相同浓度的稀盐酸至过量,加热溶液,甲、乙、丙、丁四个烧杯中产生的质量与加入盐酸的体积关系如图Ⅰ~Ⅳ所示(忽略的溶解和的挥发):
则下列分析正确的是( )
A.Ⅰ图对应溶液中的溶质为
B.Ⅱ图a~b段生成的质量与之前通入乙烧杯溶液中的质量相等
C.Ⅲ图对应溶液中的溶质为和
D.Ⅳ图段离子方程式为
3.(25-26高一上·广东湛江期中)现有一份总质量为wg的Na2CO3和NaHCO3混合样品,为了测定该样品中Na2CO3的质量分数,同学们设计了如图所示实验装置(部分夹持装置省略)。
请回答下列问题:
(1)组装好实验装置后,需要进行的操作是___________。实验开始时应___________(填标号)。
a.先通入N2,再点燃酒精灯 b.先点燃酒精灯,再通入N2
(2)装置乙的作用是___________,装置丁中盛放碱石灰的仪器名称是___________。
(3)点燃酒精灯后,写出装置甲硬质玻璃管中发生反应的化学方程式:___________。
(4)对装置甲中的混合样品充分加热后,撤去酒精灯,持续通入干燥的N2一段时间,待装置冷却至室温后,测得装置丙的质量增加了xg。
①装置丙质量增加的原因是___________(用离子方程式表示)。
②该样品中Na2CO3的质量分数为___________%(用含w、x的代数式表示)。
(5)装置丁的作用是___________;若该实验没有装置丁,会造成Na2CO3的质量分数测定结果___________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
题型六 焰色试验
典例6 (25-26高一上·天津静海期中)焰色试验过程中铂丝的清洗和灼烧与钾焰色试验的观察两项操作如图所示:
下列叙述中不正确的是( )
A.每次实验中都要先将铂丝灼烧到火焰无色,再蘸取被检验物质
B.钾的焰色试验要透过蓝色钴玻璃观察
C.实验时最好选择本身颜色较深的火焰
D.没有铂丝可用无锈铁丝代替进行实验
💡破题要诀
(1)焰色试验属于物理变化,操作牢记洗、烧、蘸、烧、洗五步,只用稀盐酸清洗铂丝,硫酸盐难挥发不可用硫酸。
(2)钠火焰呈黄色,检验钾必须透过蓝色钴玻璃消除黄光干扰。
(3)答题常考仪器、操作目的与元素检验,仅能判断元素种类,无法区分单质、离子。
(4)烟花显色、物质鉴别为常见情境,避开铂丝未灼烧至无色、漏用钴玻璃等典型失分点。
迁移应用
1.(25-26高三上·海南海口阶段检测)焰火“迎客松”、“天下一家”,让北京冬奥会开闭幕式更加辉煌、浪漫,这与高中化学中“焰色试验”知识相关。下列说法中正确的是( )
A.焰色试验是化学变化
B.用稀硫酸清洗做焰色试验的铂丝
C.焰色试验就是金属燃烧时火焰的颜色
D.利用焰色试验可区分KCl与NaCl固体
2.(25-26高三上·吉林阶段检测)在新中国成立70周年国庆联欢晚会上,最后的烟花表演用璀璨的焰火点亮了北京的夜空,惊艳了无数国人。这与高中化学中“焰色试验”知识相关,下列说法中正确的是( )
A.利用焰色试验可区分NaOH与Na2SO4固体
B.焰色试验是化学变化
C.透过蓝色钴玻璃观察到焰色为紫色,则待测液一定是钾盐
D.用稀盐酸清洗做焰色试验的铂丝(或铁丝)
3.(25-26高一上·广东揭阳高一期末)2025年12月28日,历时半个月的普宁市中小学科技文化节圆满落下帷幕。在闭幕式科学实验展演中,普宁华附参加展演的实验“铁粉造星河”运用了焰色试验。下列关于该实验的说法正确的是( )
A.铝箔容器可替换为铜容器,不影响实验现象
B.所有金属元素都能呈现特征焰色
C.焰色反应实验结束后,铂丝可用稀硫酸洗涤
D.实验中金属盐的阳离子决定了火焰的颜色
题型七 侯氏制碱法
典例7 (25-26高一上·云南玉溪高一期末)侯德榜是我国近代著名的化学家,他提出的联合制碱法得到世界各国的认可。实验室以粗盐(含Mg2+、SO42-、Ca2+等杂质)为主要原料,模拟工业生产纯碱和NH4Cl 的工艺流程如图所示。下列说法错误的是( )
A.步骤①中欲除去粗盐中的Mg2+、SO42-、Ca2+杂质离子,可依次加入过量的NaOH、BaCl2、Na2CO3溶液,过滤后再在滤液中加入适量稀HCl
B.步骤②总反应可表达为Na++CO2+NH3+H2O═NaHCO3↓+NH4+
C.利用步骤③的原理,可以除去NaHCO3固体中混有的Na2CO3杂质
D.步骤③中生成的CO2可循环利用,步骤④中副产物NH4Cl 可用作氮肥
💡破题要诀
(1)先牢记关键操作顺序:向饱和食盐水中先通足量NH3使溶液显碱性,再通过量CO2,才能生成高浓度HCO3-,让溶解度最小的NaHCO3优先结晶析出,加热分解后得到纯碱。
(2)副产物处理是得分关键:母液通过降温结晶、加食盐利用同离子效应,析出NH4Cl用作氮肥,剩余母液循环回反应体系,把食盐利用率提升至96%。
(3)避开“先通CO2再通NH3”“直接析出Na2CO3”这类高频易错点,就能快速理清流程逻辑。
迁移应用
1.(25-26高一上·贵州安顺高一期末)某制碱工厂以粗盐为原料制纯碱,部分工艺流程如图:
有关说法正确的是( )
A.流程I中加入三种溶液的先后顺序不能调整
B.流程Ⅱ通入氨气的目的是碳酸化步骤中能充分吸收CO2
C.流程Ⅲ中m(t)NaHCO3,完全灼烧理论上生成纯碱的质量是
D.常温下,Na2CO3的溶解度小于NaHCO3
2.(25-26高一上·安徽芜湖高一期末)精盐是侯氏制碱法中需要用到的原料。从海水提取的粗盐中含有CaCl2、MgCl2和Na2SO4杂质,净化后的食盐可用于制碱工业:
下列有关说法中,正确的是( )
A.试剂①、②、③分别是过量的NaOH、Na2CO3、BaCl2溶液
B.“滤液”中逐渐加入盐酸时可以观察到立刻产生大量气泡
C.第Ⅲ步操作所得的滤液中,溶质只有NH4Cl
D.第Ⅰ步和第Ⅱ步的总反应为:CO2+NH3+H2O+Na+═NaHCO3↓+NH4+
3.(25-26高一上·安徽六安高一期中)下图是工业生产纯碱的工艺流程示意图。
已知:①粗盐水中含有MgCl2、CaCl2;
②常温下,NH3极易溶于水,CO2能溶于水。
完成下列填空:
(1)粗盐水加入沉淀剂NaOH、Na2CO3分别除去MgCl2、CaCl2,固体C为 (填化学式),书写其中一个反应的化学方程式 ;
(2)在工业生产纯碱工艺流程中,先“氨化”后“碳酸化”的目的是 ,“碳酸化”时,NaCl、NH3、CO2和H2O相互作用析出NaHCO3,写出该反应的化学方程式 。
(3)“碳酸化”后过滤获得的NH4Cl可用作 肥。
(4)“煅烧”时,发生反应的方程式 ;该工艺流程可循环利用的物质是 。
(5)加热100克产品纯碱(含少量小苏打),产生了0.11克CO2,则产品中纯碱的质量百分数是 。(保留小数点后两位)
基础固本练(限时:15分钟)
1.(25-26高一上·江苏南京期中)下列物质的俗名与化学式对应不正确的是( )
A.烧碱:NaOH B.纯碱:Na2CO3 C.大理石:CaO D.熟石灰:Ca(OH)2
2.(25-26高一上·浙江杭州高一期中)下列金属元素的单质或化合物在火焰上灼烧时,焰色为黄色的是( )
A.钠 B.钾 C.钙 D.铜
3.(25-26高一上·福建漳州高一月考)Na久置于空气中最终变为( )
A.Na2O B.NaOH C.Na2CO3·10H2O D.Na2CO3
4.(25-26高一上·安徽六安高一期末)Na2O、Na2O2是钠与氧气反应生成的两种不同产物,下列关于二者的说法正确的是( )
A.Na2O2中阴阳离子的数目之比为1:1 B.Na2O与Na2O2均属于碱性氧化物
C.Na2O2可用作潜艇中的供氧剂 D.Na2O是淡黄色固体
5.(25-26高一上·浙江杭州高一期中)在比较Na2CO3和NaHCO3热稳定性的实验中,与下列图标无关的是( )
A.护目镜 B.洗手 C.明火 D.锐器
6.(25-26高一上·天津河西高一期末)下列有关NaHCO3和Na2CO3的叙述正确的是( )
A.NaHCO3比Na2CO3热稳定性强
B.NaHCO3和Na2CO3固体分别溶于水,前者放热后者吸热
C.等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应,放出等量的CO2
D.向等体积等物质的量浓度两种溶液中分别滴加等量酚酞溶液,Na2CO3溶液红色较深
7.(25-26高一上·河北石家庄高一期中)Na2O和Na2O2是金属钠的两种氧化物,下列有关说法正确的是( )
A.均能与水反应且产物完全相同 B.阳离子与阴离子个数比均为2:1
C.氧元素化合价均为-2 D.都可以作为呼吸面具中的供氧剂
8.(25-26高一上·浙江宁波高一期中)下列对于Na2O2的叙述中正确的是( )
A.Na2O2能与酸反应生成盐和水,所以是碱性氧化物
B.Na2O2能与水反应,所以可作气体干燥剂
C.Na2O2固体中阴阳离子个数比为1:1
D.Na2O2与足量二氧化碳反应时,既是氧化剂又是还原剂
9.(25-26高一上·广东湛江期中)钠及其化合物的转化过程如图所示(反应条件未标注)。下列说法错误的是( )
A.反应1需要在加热的条件下进行
B.反应2中,白色固体逐渐变为淡黄色固体
C.反应3中,H2O作氧化剂
D.Na2O是一种碱性氧化物
10.(25-26高一上·湖南娄底高一期末)联合制碱法(又称侯氏制碱法),因其提高了食盐的转化率,减少了对环境的污染,从而赢得了国际化工界的高度评价。联合制碱法的主要过程如图所示:
下列说法错误的是( )
A.加料时,在饱和食盐水中先通入NH3,再通入CO2
B.向母液中加入细小食盐颗粒,可促进副产品的析出
C.主要反应方程式为 NaCl + CO2 +NH3 +H2O=NaHCO3↓+ NH4Cl
D.上述流程中,可循环使用的物质只有CO2
11.(25-26高一上·浙江杭州高一期中)过氧化钠可用作呼吸面具、潜水艇等中的供氧剂。请选择适当的化学试剂和实验仪器,用如图所示的实验装置进行实验,以证明过氧化钠可作供氧剂(C装置中为淡黄色固体)。
(1)A是制取CO2的装置。写出装置A中反应的离子方程式:___________。
(2)装置B中盛有___________溶液,其作用是___________。
(3)装置D中盛放的试剂是NaOH溶液,其目的是___________。
(4)当观察到试管F中收集满气体,如何证明收集的气体是O2:___________
综合进阶练(限时:15分钟)
1.(25-26高一上·陕西宝鸡期中)实验是研究化学的基础,下图中所示的实验方法、装置或操作完全正确的是
A.检验化合物中是否含钾元素
B.比较Na2CO3与NaHCO3的热稳定性
C.检验氯气是否有漂白性
D.钠燃烧
2.(26-27高一上·黑龙江鸡西阶段检测)对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及两者间是否具有因果关系的判断都正确的是( )
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
判断
A
小苏打可用于治疗胃病
NaHCO3可与盐酸反应
Ⅰ对;Ⅱ对;有关系
B
向滴有酚酞的水溶液中加入Na2CO3,溶液变红
Na2CO3俗名为纯碱
Ⅰ对;Ⅱ对;无关系
C
金属钠具有强还原性
高压钠灯发出透雾性强的黄光
Ⅰ对;Ⅱ对;有关系
D
过氧化钠可用作航天员的供氧剂
Na2O2能和CO2、H2O反应生成O2
Ⅰ对;Ⅱ对;无关系
3.(25-26高一上·福建厦门期中)以不同类别物质间的转化为线索,认识钠及其化合物,如图所示。
下列分析不正确的是( )
A.反应③表明CO2具有酸性氧化物的性质
B.反应④说明NaHCO3的稳定性强于Na2CO3
C.反应②中说明钠的金属性强
D.上述转化中发生的反应有分解反应、化合反应、置换反应
4.(25-26高一上·广东深圳高一期中)某样品由NaCl、K2CO3、K2SO4三种物质组成,实验小组取适量的该样品溶于水配成溶液,并对该样品的组成进行验证。下列所选试剂错误的是( )
A.试剂X:稀盐酸 B.试剂Y:稀硝酸
C.试剂Z:BaCl2溶液 D.试剂W:AgNO3溶液
5.(25-26高一上·河北保定高一月考)侯氏制碱法是一种高效、低成本的制碱方法,侯氏制碱法的原料是饱和食盐水、氨气和二氧化碳。反应原理为:
ⅰ.CO2+NH3+H2O+NaCl═NaHCO3↓+NH4Cl;
ⅱ.2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。
回答下列问题:
(1)下列给出的各种状态下的物质,其中属于电解质的有___________(填序号,下同);属于非电解质的有___________;除⑥外,在题给状态下有自由移动的阴、阳离子的有___________。
①NH3 ②CO2 ③熔融NaCl ④饱和食盐水 ⑤NaHCO3 ⑥水 ⑦Na2CO3 ⑧NH4Cl
(2)“侯氏制碱法”中的“碱”指的是___________(填化学式);该物质在物质分类上属于___________(填“酸”“碱”“盐”或“氧化物”)。
(3)写出Na2CO3在水溶液中的电离方程式:___________。
(4)将反应ⅰ生成的NaHCO3晶体过滤后,剩余的溶液是NaHCO3的___________(填“饱和”或“不饱和”)溶液。反应ⅱ___________(填“属于”或“不属于”)氧化还原反应。
6.(25-26高一上·青海西宁高一期末)以不同类别物质间转化和物质用途为线索,认识钠及其化合物。
回答下列问题:
(1)将钠投入足量含有酚酞的水中来探究转化②,做了如下记录,将实验现象与匹配的实验结论连线 。
实验现象
实验结论
A.钠浮在水面上
B.钠四处游动并伴随“嘶嘶”声
C.溶液变红
D.钠熔成光亮的小球
a.有气体产生
b.有碱性物质生成
c.钠的密度比水小
d.反应放热,钠熔点低
(2)依据反应②推测,将金属钠投入溶液中最终生成的沉淀为 (填化学式)。
(3)下列物质均能与反应,其中反应不属于碱的通性的有_________(填字母)。
A.Cl2 B.HCl C.紫色石蕊溶液 D.CuCl2
(4)转化⑤的离子方程式为 。
(5)用金属钠制取Na2O通常采用2NaNO2+6Na=4Na2O-+N2而不采用钠在氧气中燃烧的理由为 。
(6)下列关于Na2CO3与NaHCO3的说法正确的是_________(填字母)。
A.Na2CO3与NaHCO3固体溶解时均放热
B.可用 Ba(OH)2溶液鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液
C.可用加热的方法除去Na2CO3固体中混有的NaHCO3
D.相同条件下,等物质的量的Na2CO3、NaHCO3与足量稀盐酸反应,生成CO2的质量相等
创新思维练(限时:10分钟)
1.(25-26高一上·宁夏石嘴山高一期中)下列实验设计,不能达到实验目的的是( )
A.检验Na2O2与H2O反应有O2生成
B.观察K2CO3的焰色
C.比较Na2CO3和NaHCO3与等浓度盐酸反应的快慢
D.比较Na2CO3和NaHCO3的稳定性
2.(25-26高一上·河南部分名校高一期中)钠及其部分化合物转化的关系(反应条件省略)如图所示,其中X和Y分别表示两种含钠化合物。下列说法正确的是( )
A.反应①中H2O发生氧化反应 B.若是一种白色固体,则反应②是氧化还原反应
C.Y的化学式为Na2CO3 D.若反应④的条件是加热,则X是一种碱性氧化物
3.(25-26高一上·河南南阳高一期中)实验室模拟“侯氏制碱法”原理制取NaHCO3,反应为CO2+NH3+H2O+NaCl═NaHCO3↓+NH4Cl(NH3极易溶于水)。下列说法正确的是
A.装置A中使用“多孔球泡”的作用是防止倒吸
B.装置B中X溶液为饱和Na2CO3溶液,主要作用是吸收混合气中的HCl
C.装置C中发生反应的离子方程式为CO32-+2H+ ═H2O+CO2↑
D.应先向装置A中通入足量NH3,再打开弹簧夹
4.(25-26高一上·福建厦门期中)某校化学课外小组为了鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体,以及测定某Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3的质量分数,用不同的方法开展了实验,具体情况如图所示。
Ⅰ.鉴别碳酸钠和碳酸氢钠固体
(1)根据图Ⅰ、Ⅱ所示实验,能够达到实验目的的是___________(填数字)。
(2)若用图Ⅳ所示实验确定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)。
Ⅱ.测定某Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3的质量分数
方案一:用沉淀分析法,按如下图所示的实验流程进行实验:
(3)该方案中涉及有关反应的离子方程式为___________。
方案二:按如下图所示主要流程及装置进行实验:
(4)装置B盛放的物质是___________,能否用盐酸代替稀硫酸进行实验___________(填“能”或“不能”)。
(5)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___________。
(6)有同学认为,为了减少实验误差,在反应前和反应后都要通入N2,反应后通入N2的目的是___________。
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