广东省雷州市2023年高三化学一轮复习-元素化合物-专题一-钠及其化合物-精

专题一钠及其化合物【考纲要求】1.知道Na及其氧化物的性质。2.能利用Na及其氧化物分别与水反应的化学方程式进行相关计算。3.能规范解答以Na及其氧化物为载体的实验探究。4.了解Na2CO3和NaHCO3的性质。5.能正确鉴别Na2CO3和NaHCO3，并能用实验的方法实现它们之间的相互转化。6.从原子的核外电子排布，理解ⅠA族元素(单质、化合物)的相似性和递变性。7.了解碱金属的主要物理性质和化学性质及其应用。8.记住Na、K等重要金属元素的焰色反应【教学重难点】钠及其化合物的化学性质及综合应用【教学内容】【重点知识部分】一.物理性质1.碱金属的物理性质物理性质锂（Li）钠（Na）钾（K）铷（Rb）Cs(铯)颜色硬度熔点密度2.氧化钠与过氧化钠的物理性质（主要是从颜色与状态方面掌握）3.氢氧化钠的物理性质俗称烧碱、火碱、苛性钠，为一种具有强腐蚀性的强碱，一般为片状或颗粒形态，易溶于水（溶于水时放热）并形成碱性溶液，另有潮解性，易吸取空气中的水蒸气（潮解）和二氧化碳（变质）。4.碳酸钠与碳酸氢钠的物理性质（主要从色态和水溶性方面掌握）二.钠及其重要化合物的转化关系【问题讨论部分】1.从上面重要物质的化学性质与制备掌握物质间的转化关系。2.将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中，既有气体，又有白色沉淀产生的是____________。①MgSO4溶液②NaCl溶液③Na2SO4溶液④饱和澄清石灰水⑤Ca(HCO3)2溶液⑥CuSO4溶液⑦饱和NaCl溶液3.硼氢化钠(NaBH4)在化工等领域具有重要的应用价值。某研究小组采用偏硼酸钠(NaBO2)为主要原料制备NaBH4,其流程如下:已知:NaBH4常温下能与水反应,可溶于异丙胺(沸点33℃)。(1)在第①步反应加料之前,需要将反应器加热至100℃以上并通入氩气,该操作的目的是,原料中的金属钠通常保存在中,实验室取用少量金属钠需要用到的实验用品有、、玻璃片和小刀等。(2)写出第①步反应的化学方程式并配平:4.向Na2O2固体中通入气体或者将Na2O2固体加入某溶液中，填写下列表格中的空白：试剂现象解释（可以用离子方程式表示）SO2FeCl2溶液Na2SO3溶液氢硫酸酚酞溶液品红溶液5.写出下列物质间的离子反应方程式(1)NaOH溶液与NaHCO3溶液的离子反应方程式：。(2)NaOH溶液与NH4HCO3溶液的离子反应方程式：。(3)NaOH溶液与Ca(HCO3)2溶液的离子反应方程式：。(4)Ca(OH)2溶液与NaHCO3溶液的离子反应方程式：。【习题部分】【题型一】过氧化钠的性质与应用1.过氧化钠是一种淡黄色固体，在潜水艇中用作制氧剂，供人类呼吸之用．某学生为了验证这一实验，以足量的大理石、足量的盐酸和1.95g过氧化钠样品为原料，制取O2，设计出如下实验装置：（1）A中制取CO2的装置，应从下列图①②③中选哪个图；（2）B装置的作用是除CO2中的；（3）为了检验E中收集到的气体，在取出集气瓶后，用的木条伸入集气瓶内，木条会出现；（4）若E中石灰水出现轻微白色浑浊，请说明原因；（5）当D中的1.95g过氧化钠样品接近反应完毕时，你预测E装置内有何现象？。（6）反应完毕时，若测得E中的集气瓶收集到的气体为250mL，又知氧气的密度为1.43g/L，当装置的气密性良好的情况下，实际收集到的氧气体积比理论计算值小（大或小），相差约mL（取整数值，所用数据均在标准状况下测定），这是由于Na2O2可能含有其它杂质；D装置可能有氧气未被排出．2.有两个实验小组的同学为探究过氧化钠与二氧化硫的反应，都用如下图所示的装置进行实验。通入SO2气体，将带余烬的木条插入U型管C中，木条复燃。请回答下列问题：(1)第1小组同学认为Na202与SO2反应生成了Na2SO3和O2，该反应的化学方程式是：____。(2)请设计一种实验方案证明Na202与SO2反应生成的白色固体中含有Na2S03。(3)第2小组同学认为Na202与SO2反应除了生成Na2SO3和O2外，还有Na2SO4生成。为检验是否有Na2SO4生成，他们设计了如下方案：上述方案是否合理?___________。请简要说明两点理由：①______________；②_____________。3.某小组同学向过氧化钠与水反应的溶液中滴加酚酞，发现溶液先变红后褪色，针对导致溶液褪色的原因提出两种假设：假设一：因氢氧化钠溶液的浓度过大而使溶液褪色假设二：因生成了过氧化氢而使溶液褪色·······实验验证：向等体积浓度分别为5mol•L-1，2mol•L-1，1mol•L-1，0.01mol•L-1的氢氧化钠溶液中滴加酚酞试液，观察到溶液变红后褪色的时间如下：氢氧化钠浓度（mol•L-1）5210.01变红后褪色的时间（s）894450长时间不褪色本实验得出的结论是_____________________________，设计实验验证假设二_______________________________________________。【题型二】碳酸钠与碳酸氢钠的性质与应用4.某同学在实验室探究NaHCO3的性质：常温下，配制0.10mol/LNaHCO3溶液，测其pH为8.4；取少量该溶液滴加CaCl2溶液至pH＝7，滴加过程中产生白色沉淀，但无气体放出。下列说法不正确的是A.NaHCO3溶液呈碱性的原因是HCO3-的水解程度大于电离程度B.加入CaCl2促进了HCO3-的水解C.反应的离子方程式是2HCO3-＋Ca2+=CaCO3↓＋H2CO3D.反应后的溶液中存在：c(Na+)＋2c(Ca2+)＝c(HCO3-)＋2c(CO32-)＋c(Cl－)5.实验小组欲探究Na2CO3和NaHCO3的性质，发现实验室里盛放两种固体的试剂瓶丢失了标签。于是，他们先对固体A、B进行鉴别，再通过实验进行性质探究。（1）分别加热固体A、B，发现固体A受热产生的气体能使澄清石灰水变浑浊。A受热分解的化学方程式为。（2）称取两种固体各2g，分别加入两个小烧杯中，再各加10mL蒸馏水，振荡，测量温度变化；待固体充分溶解，恢复至室温，向所得溶液中各滴入2滴酚酞溶液。①发现Na2CO3固体完全溶解，而NaHCO3固体有剩余，由此得出结论。②同学们在两烧杯中还观察到以下现象。其中，盛放Na2CO3的烧杯中出现的现象是（填字母序号）。a．溶液温度下降b．溶液温度升高c．滴入酚酞后呈浅红色d．滴入酚酞后呈红色（3）如图所示，在气密性良好的装置=1\*ROMANI和=2\*ROMANII中分别放入药品，将气球内的固体同时倒入试管中。①两试管中均产生气体，（填“=1\*ROMANI”或“=2\*ROMANII”）的反应程度更为剧烈。②反应结束后，气球均有膨胀，恢复至室温，下列说法正确的是。a．装置=1\*ROMANI的气球体积较大b．装置=2\*ROMANII的气球体积较大c．生成气体的体积根据盐酸计算d．生成气体的体积根据固体计算（4）同学们将两种固体分别配制成0.5mol·L-1的溶液，设计如下方案并对反应现象做出预测：实验方案预测现象预测依据操作1：向2mLNa2CO3溶液中滴加1mL0.5mol·L-1CaCl2溶液有白色沉淀Na2CO3溶液中的CO32-浓度较大，能与CaCl2发生反应（写离子方程式）。操作2：向2mLNaHCO3溶液中滴加少量的澄清石灰水白色沉淀反应的离子方程式为6.某中学研究性学习小组为探究碳酸钠和碳酸氢钠两种物质的性质、制法和用途，进行了如下实验：实验一、如图Ⅰ~Ⅳ所示。（1）若用实验Ⅳ来验证碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性，则试管B中装入的固体最好是，能说明碳酸钠比碳酸氢钠稳定的实验现象是。（2）若用实验来鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种固体，能达到实验目的的是（填装置序号）。其中能够说明泡沫灭火器中选择碳酸氢钠与酸反应制CO2而不选择碳酸钠的实验是。（3）若测定Na2CO3固体中混有的少量NaHCO3的质量分数，采用实验Ⅲ能否达到实验目的？若能，请说明其计算所需的数据；若不能，请简要说明理由。实验二、将碳酸氢钠溶液与澄清石灰水混合并充分反应。（1）当石灰水过量时，反应的离子方程式为。（2）当碳酸氢钠与氢氧化钙物质的量之比为2：1时，所得溶液中溶质的化学式为。实验三、检验“侯氏制碱法”制得的纯碱中是否混有食盐和小苏打。（1）检验纯碱中是否混有食盐的试剂是；（2）证明纯碱中混有小苏打的实验方法是。7.向某NaOH溶液中通入CO2气体后得溶液M，因CO2通入量的不同，溶液M的组成也不同。若向M中逐滴加入盐酸，产生的气体体积V(CO2)与加入盐酸的体积V(HCl)的关系有下列图示四种情况，且(2)、(3)、(4)图中分别为OA<AB，OA＝AB，OA>AB，则下列分析与判断正确的是(不计CO2的溶解)A．M中只有一种溶质的只有(1)B．M中有两种溶质的有(2)和(4)C．(2)图显示M中c(NaHCO3)>c(Na2CO3)D．(4)图显示M中c(NaHCO3)>c(Na2CO3)【题型三】碳酸钠纯度的测定8.为测定某碳酸氢钠样品的纯度(含有少量氯化钠)，实验小组同学提出下列实验方案：甲方案：沉淀法乙方案：重量法丙方案：气体体积法丁方案：滴定法(已知：每个方案均称取m1g样品)继而进行下列判断和实验：(1)甲方案用下图装置进行实验：①实验过程中需持续缓缓通入空气。其作用除了可搅拌B、C中的反应物外，还有__________。②C中反应生成BaCO3的化学方程式是__________。③下列各项措施中，不能提高测定准确度的是________。a．在加入盐酸之前，应排尽装置内的CO2气体b．滴加盐酸不宜过快c．在A、B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置d．在B、C之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置(2)乙方案用下图装置进行实验：①A装置中NaOH溶液的作用是____________，若直接向试样溶液中鼓入空气会导致实验测定结果__________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)；②该方案需直接测定的物理量是________。(3)丙方案用如图装置进行实验：①为了减小实验误差，量气管中加入的液体X为______溶液；②使Y形管中的硫酸溶液与试样反应的正确操作是将________转移到________中；③反应完毕，每间隔1min读取气体体积、气体体积逐渐减小，直至不变。气体体积逐次减小的原因是__________________(排除仪器和实验操作的影响因素)；④通过实验，测得该试样中碳酸氢钠质量分数偏低，产生这种现象的原因可能是________。a．测定气体体积时未冷却至室温b．测定气体体积时水准管的液面高于量气管的液面c．Y形管中留有反应生成的气体d．气体进入量气管前未用浓硫酸干燥(4)丁方案为称取m1g样品，配成100mL溶液，取出20mL，用cmol·L－1的标准HCl溶液滴定至终点，平行测定三次，有关实验数据记录如下表，则该试样中碳酸氢钠质量分数的计算式为________。实验编号待测液体积(mL)标准液体积(mL)滴定前读数终点时读数120.000.0030.02220.000.2033.80320.001.4031.38【题型四】“侯氏制碱法”的应用9.以食盐为原料进行生产并综合利用的某些过程如下图所示。(1)除去粗盐中的Ca2+、Mg2+和SO42-离子，加入下列沉淀剂的顺序是（填字母）。a．Na2CO3b．NaOHc．BaCl2(2)将滤液的pH调至酸性除去的离子是。(3)电解饱和食盐水可得到H2和另外两种产物，这两种物质相互反应的离子方程式为，欲从饱和食盐水中获得食盐晶体，可采用的实验方法是。(4)气体X可增大饱和食盐水吸收CO2的量，有利于NaHCO3晶体的生成和析出，X的化学式是。(5)下列有关NaHCO3和纯碱的说法正确的是(填字母)A.NaHCO3属于盐类，纯碱属于碱B.分别往同浓度的NaHCO3溶液和纯碱溶液中滴加稀盐酸，产生气泡的速率相同C.常温下在水中的溶解度，NaHCO3大于纯碱D.除去NaHCO3溶液中的纯碱，应往溶液中通入足量的CO210.下图是模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3的部分装置。下列操作正确的是()A．a通入CO2，然后b通入NH3，c中放碱石灰B．a通入NH3，然后b入CO2，c中放蘸稀硫酸的脱脂棉C．b通入NH3，然后a通入CO2，c中放碱石灰D．b通入CO2，然后a通入NH3，c中放蘸稀硫酸的脱脂棉【小结】1.盐酸逐滴加入Na2CO3溶液(1)现象：开始无明显现象，后有无色气体放出。(2)反应：无明显现象时反应的离子方程式：COeq\o\al(2－,3)＋H＋=HCOeq\o\al(－,3)，无色气体放出时反应的离子方程式：HCOeq\o\al(－,3)＋H＋=CO2↑＋H2O。2.Na2CO3溶液逐滴加入稀盐酸中(1)现象：有无色气体放出。(2)反应的离子方程式：COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=CO2↑＋H2O。3.碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的基本图像的归纳总结(1)向Na2CO3中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图1所示；(2)向NaHCO3中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图2所示；(3)向NaOH、Na2CO3的混合物中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图3所示(设NaOH、Na2CO3的物质的量之比x∶y＝1∶1，其他比例时的图像略)；(4)向Na2CO3、NaHCO3的混合物中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图4所示(设Na2CO3、NaHCO3的物质的量之比m∶n＝1∶1，其他比例时的图像略)。4.“侯氏制碱法”的工艺流程【问题讨论部分】1.略2.①④⑤⑦3.（1）除去反应器中的水蒸气和空气；煤油、镊子、滤纸（2）NaBO2+2SiO2+4Na+2H2＝NaBH4+2Na2SiO34.(略)5.（略）【习题部分】1.(1)②(2)除CO2中的HCl(3)带火星复燃(4)未反应的二氧化碳与石灰水反应所致；(5)由于生成氧气的量减少，E中可能会因二氧化碳与石灰水反应而倒吸；(6)小,30,Na2O2可能含有其它杂质；D装置可能有氧气未被排出．2.（1）2Na2O2+2SO2=2Na2SO3+O2（2）取白色固体，加稀硫酸，产生能使品红溶液褪色的气体（3）不合理；稀硝酸能将亚硫酸钡氧化为硫酸钡；如果反应后的固体中还残留Na2O2，它溶于水后能将亚硫酸根氧化成硫酸根3.酚酞在浓的NaOH溶液中先变红后褪色,且碱浓度越大、褪色越快。（合理即可）取两份等量的反应液于试管中，向其中一支试管加入少量二氧化锰并微热，滴几滴酚酞，溶液变红且不褪色，另一支试管中直接加入几滴酚酞，溶液变红后又褪色，说明假设二成立(或其他合理答案)4.B5.（1）2NaHCO3===Na2CO3+CO2↑+H2O（2分）（2）①同温度下，Na2CO3比NaHCO3易溶于水（2分，不说明温度条件的扣1分）②b、d（2分）（3）①I（2分）②a、c（2分）（4）Ca2++CO32-===CaCO3↓（2分）Ca2++2OH-+2HCO3-===CaCO3↓+CO32-+2H2O（2分）6.7.B8.5.(1)①把生成的CO2全部排入C中，使之完全被Ba(OH)2溶液吸收②CO2＋Ba(OH)2=BaCO3↓＋H2O③cd(2)①吸收空气中的CO2酸性气体等偏高②装置C反应前后的质量(3)①饱和碳酸氢钠②试样硫酸③反应放热，气体冷却过程中体积减小④b(4)eq\f(5×c×30×10－3×84,m1)×100%9.10.B过氧化钠可做航天飞船的供氧剂，对其纯度要求很高，某小组同学为了测定过氧化钠的纯度（杂质为碳酸钠），设计了如下方案：方案一：取m1g样品，加入足量的CaCl2溶液，充分反应后过滤、洗涤、干燥，测得CaCO3沉淀质量为m2g；方案二：取m1g样品，用如下装置测得生成二氧化碳质量为m3g；方案三：取m1g样品，加水充分溶解并微热至不再产生气体，用cmol/L的盐酸标准溶液滴定所得溶液（甲基橙作指示剂），终点时消耗盐酸的体积为VmL。回答下列问题：（1）方案一中，经正确操作后，测得的过氧化钠的纯度比实际的偏低，其原因是_________；（2）方案二中气囊要使用两次，第二次使用的目的是_____________，C干燥管的作用是_____________，若用稀盐酸代替稀硫酸，则测定结果偏_____（填“高”、“低”或“不影响”）（3）方案三中，滴定终点的现象是_____________，测得过氧化钠的纯度为_________。（用含m1、c、V的式子表示）（1）生成微溶的Ca(OH)2，致使m2数值偏大（2分）（2）使生成的CO2完全被碱石灰吸收（1分）防止空气中水和二氧化碳进入b中（1分）低（因稀盐酸易挥发，使m3数值偏大）（1分）（3）溶液由黄色变成橙色，且半分钟内不变黄（2分）（53×ｃV×10-3-m1）×39/14m1×100%（3分）1.碳酸钠与工农业生产、日常生活紧密相关。工业碳酸钠大多采用侯氏制碱法制取，所得碳酸钠样品中往往含有少量NaCl，现欲测定样品中Na2CO3的质量分数，某探究性学习小组分别设计了如下实验方案。请回答下列有关问题：方案一：沉淀分析法。(1)把一定质量的样品溶解后加入过量的CaCl2溶液，将所得沉淀________(填操作)、洗涤、烘干、称量。洗涤沉淀的操作是______________________________。方案二：气体分析法。(2)把一定量的样品与足量盐酸反应后，用如图所示装置测定产生CO2气体的体积，为了使测量结果准确，B中的溶液最好采用____________，但选用该溶液后实验结果仍然不够准确，其原因是________________________________________。方案三：质量差分析法。(3)把一定质量的样品和足量的稀硫酸反应，采用如图所示装置，通过称量反应前后盛有碱石灰的干燥管的质量，利用其质量差求算样品的纯度。该实验的操作步骤有：①在干燥管内填满碱石灰，质量为mg；②取ng样品装入广口瓶中；③检验装置的气密性；④缓慢鼓入空气数分钟，再称量干燥管质量为wg；⑤关闭止水夹；⑥打开止水夹；⑦缓慢加入稀硫酸至不再产生气体为止；⑧缓慢鼓入空气数分钟。Ⅰ.正确的操作顺序是(填写序号)：③→________→⑥→________→⑤→________→⑦→________→④。Ⅱ.若去掉装置A，测定结果________(填“偏大”“偏小”或“无影响”，下同)；若去掉装置B，测定结果______________________________________。