碳酸钠有关计算

1、碱金属元素人们把锂、钠、钾、锄、葩等叫作碱金属，放在一起研究，是由于它们之间存在某种内在的联系。这种内在的联系是什么呢？下面我们将从它们的结特征和性质等来进行探讨。一.碱金属元素的原子结构和碱金属的性质碱金属是一类化学性质非常活泼的金属，因此，它们在自然界中都以化合态存在，碱金属的单质都由人工制得。表21中给出了碱金属元素的主要物理性质。表21碱金属的主要物理性质元素名称TOft符号核电荷数颜色和状态密度g.cm-3熔点c沸点c锂Li3银白色，柔软0.534180.51347钠Na11银白色，柔软0.9797.81882.9钾K19银白色，柔软0.8663.65774锄Rb37银白色，柔软1.

2、53238.89688葩Cs55略带金色光泽，柔软1.87928.40678.4密度是指常温时的数据。由表21可以看出，碱金属除葩略带金色光泽外，其余的都是银白色。碱金属都比较柔软，有展性。碱金属的密度都较小，尤其是锂、钠、钾。碱金属的熔点都较低，如1的数据葩在气温稍高时就是液态。此外，碱金属的导热、导电性能也都很强。由表分析中还可得到一些规律性的知识：随着碱金属元素核电荷数的增加，它们的密度呈增大趋势，熔点和沸点逐渐降低。我们再来分析碱金属元素的原子结构情况。表2-2碱金属元素的原子结构元素元素核电原子半径电子层结构名称符号荷数nmLiNa1119Rb37Cs550.13602652EI0锂

3、、钠、钾等金属的原子半径，是指固态金属里2个邻近原子核间距离的1/2。由表22,我们也可以得出一些规律性的知识：碱金属元素的原子，其最外电子层上都只有1个电子，随着核电荷数的增多，它们的电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大。根据上述事实，我们可以作如下推论：第一，元素的性质与原子最外电子层中的电子数目有密切关系。碱金属元素原子的最外层上都只有1个电子，因此，可以推论它们具有相似的化学性质。如果以钠作为参照物，可以预测锂、钾、锄、葩等碱金属也能与氧气等非金属以及与水等起反应。第二，由于随着核电荷数的增加，碱金属元素原子的电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，因此，碱金属元素的原子失去最外电子层中电子

4、的能力逐渐增强。也就是说，碱金属元素的性质也具有差异性，从锂到葩，它们的金属性逐渐增强。因此，钾、锄、葩与氧气或水的反应，将比钠更剧烈。上述这些推论是否正确，需要通过实验和事实进行论证。1 .碱金属与非金属的反应【实验29】取一小块钾，擦干表面的煤油后，放在石棉网上稍加热（图214）。观察发生的现象，并跟钠在空气中的燃烧现象进行对比。同钠一样，钾也能与氧气起反应，而且反应比钠的更剧烈。大量实验证明，碱金属都能与氧气起反应。锂与氧气的反应不如钠剧烈，生成氧化占燃锂：4Li+O2=2Li2O在室温时，锄和葩遇到空气就会立即燃烧。钾、锄等碱金属与氧气反应，生成比过氧化物更复杂的氧化物。除与氧气反应外

5、，碱金属还能与氯气等大多数非金属起反应，表现出很强的金属性，且金属性从锂到葩逐渐增强。2 .碱金属与水的反应【实验2-10在一个盛有水的锥形瓶里滴入几滴酚酗:试液。取像黄豆那样大小的一小块钾，擦干表面的煤油后放入锥形瓶里，迅速用玻璃片盖好（图2-15）。观察所发生的现象，并跟钠与水的反应现象进行对比。反应完毕后，取下玻璃片，迅速将燃着的小木条靠近锥形瓶口，检验反应所生成的气体。实验证明，同钠一样，钾也能与水起反应生成氢气和氢氧化钾。钾与水的反应比钠与水的反应更剧烈，反应放出的热可以使生成的氢气燃烧，并发生轻微的爆炸，证明钾比钠的金属性更强。2K+2H2O=2KOH+H2T大量实验还证明，碱金属

6、都能与水起反应，生成氢氧化物并放出氢气。例如，锄、葩与水的反应比钾与水的反应还要剧烈。它们遇水立即燃烧，甚至爆炸。上面实验及大量事实都证明，前面所作的推论是合理的，也是正确的。题型示例一：碱金属元素性质的相似性和递变性及焰色反应例1:下列叙述正确的是（）A.碱金属性质相似均为银白色金属B.按原子序数增加则碱金属的密度依次增大C.钠可保存在煤油中而锂不能D.碳酸氢盐的溶解度大于其正盐的溶解度1）相似性：碱金属元素在结构上的相似性，决定了锂、钠、钾、锄、葩在性质上的相似性，碱金属都是强还原剂，性质活泼。具体表现在都能与O2、Cl2、水、稀酸溶液反应，生成含R+（R为碱金属）的离子化合物；他们的氧化

7、物对应水化物均是强碱；2）递变性：随着原子序数的增加，电子层数递增，原子半径渐大，失电子渐易，还原性渐强，又决定了他们在性质上的递变性。具体表现为：与02反应越来越剧烈，产物越来越复杂，与H2。反应越来越剧烈，随着核电荷数的增强，其最高价氧化物对应的水化物的碱性增强：CsOH>RbOH>KOH>NaOH>LiOH。【变式训练1某碱金属0.575g与足量水反应，得到标准状况下280mL氢气，则该金属的相对原子质量是（）A.23B.39C.85D.133有关碳酸钠的题型整理一、知识结构体系及要注意的几点问题1 .Na2O的稳定性要小于Na2O2,所以NaQ在加热情况下与02

8、反应变成Na2O22 .NaHC03溶解度Na2CO3溶解度，所以向饱和Na2CO3溶液中通CO2会析出NaHCO3晶体3 .NaHCO3受热易分解，Na2CO3则不易4 .有时向Na2O2固体上滴加酚配试液，开始变红，后来褪色，那是因为Na2O2的强氧化性和漂白作用5 .将Na2CO3溶液逐滴加入稀盐酸中，马上就会释放出气体。Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2T,而将稀盐酸逐滴加入NazCO3溶液中则开始无气泡，后来产生气泡。Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaClNaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2T可利用这种正反滴加来鉴别盐酸与Na2CO36 .NaOH与N

9、aHCO3不能共存，无论混溶于水或加热，首先考虑二者之间的反应NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O7 .向Na2CO3与NaOH的混合溶液中逐滴滴加稀盐酸，首先考虑HCl+NaOH=NaCl+H2O再考虑58 .碱金属从Li-Rb熔沸点逐渐降低9 .焰色反应为物理变化而不是化学变化，它体现了元素的性质10 .将Na2CO3转变为NaHCO3,可采取持续不断的通入CO2气体的方法Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3,NaHCO3转变为Na2CO3可采取加热的方法，也可以采取滴力口适量NaOH的方法NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O11 .Na2O2的电子式Na+:O:O

10、:2-Na+其中O的化合价为-1价2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2T2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2T均为自身的氧化还原反应，而Na2O2+SO2=Na2SO4则为Na2O2与SO2间的氧化还原反应12 .将NaHCO3加热时，固体质量的减少并不单为CO2,而为CO2与H2O的质量之和，所以可利用2NaHCO3=N2CO3+H2O+CO2T16810662m1m2m对应成比例来解决具体问题.题型示仞一：Na2CO3和NaHCO3性质、转化及制法例1:某干燥粉末可能由Na2O、Na2O2、Na2co3、NaHCO3、NaCl中的一种或几种组成。将该粉末与足量的盐酸反应，有气体

11、X逸出，X通过足量的NaOH溶液后体积缩小（同温、同压下测定）。若将原来混合粉末在空气中用酒精灯加热，也有气体放出，且剩余固体的质量大于原混合粉末的质量，下列判断正确的是A.粉末中一定有Na2O、Na2O2、NaHCO3B.粉末中一定不含有Na2cO3和NaClC.粉末中一定不含有Na?O和NaClD.无法肯定粉末里是否含有Na2cO3和NaCl点评：此题中混合物经加热后质量增大”是分析的难点。另外这些实验无法证实NaCl的存在与否，思考中易将NaCl忽略。碳酸钠与碳酸氢钠的性质比较。Na2CO3和NaHCO3作为碳酸的正盐和酸式盐.二者既有区别又有联系.分析如下：1 .向饱和的Na2CO3溶

12、液中通足量的CO2有晶体NaHCO3析出。2 .Na2CO3溶液与稀HCl的反应红狗Na2CO3溶液中滴加稀HCl,先无气体，后有气体，如果n(HCl)小于n(Na2CO3)时反应无气体放出。发生的反应：先Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3,后NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2.向稀HCl中滴加Na2CO3溶液，先有气体，反应是：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2.如果用2mol的Na2CO3和2.4mol的稀HCl反应，采用方法放出CO2是0.4mol;采用方法放出CO2为1.2mol。希望同学们在解题时要留意。3 .Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的

13、鉴别：取两种试?少量，分别滴加CaCl2或BaCl2溶液，有白色沉淀的原取溶液为Na2CO3,另一无明显现象的原取溶液为NaHCO3。4 .侯氏制碱法反应式：NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3J+NH4Cl.注意：在生产中应先在饱和的NaCl溶液中先通入NH3,后通入CO2,NaHCO3晶体析出过滤，在滤液中加入NaCl细末和通NH3析出NH4Cl晶体为副产品。NH4Cl晶体析出后的母液进行循环试用，提高原料的利用率。【变式训练1有关纯碱和小苏打的叙述正确的是()A.等质量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量稀H2SO4反应，NaHCO3产生的CO2多B.等质量的Na2CO3、N

14、aHCO3分别与足量的同种盐酸反应，NaHCO3消耗的盐酸多C.向NaHCO3溶液中滴入Ba(OH)2溶液无沉淀，而Na2CO3溶液中加入Ba(OH)2溶液出现白色沉淀D.Na2CO3和NaHCO3都既能与酸反应，又能与氢氧化钠反应【变式训练2我国化工专家侯德榜的侯氏制碱法”曾为世界制碱工业做出了突出贡献。他以NaCl、NH3、CO2等为原料先制得NaHCO3,进而生产出纯碱。有关反应的化学方程式为：NH3+CO2+H2ONH4HCO3;NH4HCO3+NaClNaHCO3HNH4C1;2NaHCO3Na2CO3+CO2?+H2O(1)碳酸氢钱与饱和食盐水反应，能析出碳酸氢钠晶体的原因是(填字

15、母标号)。a.碳酸氢钠难溶于水b.碳酸氢钠受热易分解c.碳酸氢钠的溶解度相对较小，所以在溶液中首先结晶析出(2)某探究活动小组根据上述制碱原理，进行碳酸氢钠的制备实验，同学们按各自设计的方案实验。一位同学将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠，实验装置如下图所示(图中夹持、固定用的仪器未画出)。试回答下列有关问题：(I)乙装置中的试剂是;(n)丁装置中稀硫酸的作用是；(出)实验结束后，分离出NaHCO3晶体的操作是(填分离操作的名称)另一位同学用图中戊装置(其它装置未画出)进行实验。(I)实验时，须先从管通入气体，再从管中通入体;(n)有同学建议在戊装置的b管下端连接己装置，理由是；

16、(3)请你再写出一种实验室制取少量碳酸氢钠的方法：。题型示例二：相关计算例2：有NaHCO3>Na2CO3、CaO、NaOH组成的混合物27.2g,把它们溶于水后，溶液中Ca2+、CO：-HCO均转化为沉淀，将反应后的溶液蒸干，最后得到白色固体物质共29g,则原混合物中Na2CO3的质量是A.10.6gB.5.3gC.5.9gD.无法确定解析：发生反应的方程式为：(l)CaO+H2O=Ca(OH)2,(2)2NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3J+2HO,Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3J+2NaOH.设Na2CO3为amol,NaHCO3为bmol,贝UCaO为(a+b)m

17、ol。由于CaO+H2O=Ca(OH)2,使混合物增加了(a+b)mol水的质量；由NaHCO3转化成CaCO3使混合物减轻了bmol水的质量，所以反应前后的质量差为amol水的质量。依题意a=1.8/18mol=0.1mol小结：解此类题目的要诀是合理分析反应的进行顺序，按方程式逐一分析。有关钠的化合物的混合物的计算：(1) NaHCO3和Na2CO3固体混合物加热。仅发生反应2NaHCO3-Na2CO3+CO2T+H2O,反应的差量即为分解产生的H2O和CO2,由差量法求解.(2) amolNa2O2和bmolNaHCO3固体混合物在密闭容器中加热。发生的反应按下列方式处理：2NaHCO3

18、=Na2CO3+CO2HH20T分解产生的CO2与Na2O2反应完后，若Na2O2过量，H2O再与Na2O2反应.OHa/b<1/2时，剩余固体为Na2CO3,排出气体为O2、H2O、CO2当a/b=1/2,剩余固体为Na2CO3,排出气体为O2、H2O1/2<a/b<1,剩余固体为Na2CO3、NaOH,排出气体为O2、H2Oa/b=1时，剩余固体为Na2CO3、NaOH,排出气体为O2(5Ha/b>1时，剩余固体为Na2CO3、NaOH、Na2O2,排出气体为O2(3) NaHCO3和NaOH的混合物在密闭容器中加热NaHCO3和NaOH在密闭容器中加热所发生的反应

19、按下列方式处理；首先考虑NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2ONaHCO3过量贝U再考虑2NaHCO3=Na2CO3+CO2T+H20T。反应的差量可能是造成的，也可能是共同造成，主要是看两者相对量的关系，所以首先讨论何者在中过量是重要问题，然后再根据差量法进行进一步的计算。讨论过量一般采用的方法是假设两者等物质的量按反应，由差量法求得理论失重值，再进行判断：若实际失重值小于或等于理论失重值，则n(NaHCO3)：n(NaOH)w1：核反应由差量法求算，质量减少为H2O的质量；b、若实际失重值大于理论失重值，则n(NaHCO3)：n(NaOH)>1:1,按反应和由差量法求算，质量减

20、少由两部分组成：NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O产生的水和由2NaHCO3-Na2CO3+CO2件H20T生成的HQ和CO2.【变式训练1某碳酸钾样品中的杂质含有纯碱、硝酸钾、硝酸钢中的一种或两种。取7.8g该样品溶于适量水中得到澄清溶液，再加入过量CaCl2溶液得到沉淀5.0g。下列对原样品中所含杂质的判断正确的是A. 一定没有Na2CO3和Ba(NO3)B. 一定有Na2CO3而没有Ba(NO3)C.没有Na2(CO3)2但有KNO3可能还有Na2CO3D.没有Na2CO3但有Na2(CO3)2和KNO3【变式训练2有50mLNaOH溶液，向其中逐渐通入一定量的CO2,随后取此溶液10mL将其稀释到100mL，并向此稀释后的溶液中逐滴加入0.1mol/L的HCl溶液，产生的CO2气体体积(标准状况下)与所加入的HCl的体积之间的关系如图所示：试分析：NaOH在吸收CO2气体后，在甲、乙两种情况下，所得溶液中存在的溶质是甲：其物质的量之比是：乙:其物质的量之比是：且在两种情况下产生的CO2气体(标准状况)各是甲：mL;乙：mL。(3原NaOH溶液的物质的量浓度是;若以Na2O2固体溶于水配得100mL溶液需Na2O2g答案：NaOH,N