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文档简介
第08讲钠及其重要化合物
目录
考性分析本图象
网络构建知识点4金属钠露置在空气中发生的一系
1考点一钠及其氧化物列变化
【夯基・必备基础知识梳理】【提升•必考题型归纳】
知识点1钠的性质及应用考向1考查碳酸钠和碳酸氢钠性质与检验
知识点2钠的氧化物与氢氧化物考向2考查侯氏制碱法
3
【提升•必考题型归纳】考点三碱金属焰色试验
考向考查钠的性质及其应用
1【夯基•必备基础知识梳理】
考向考查钠的氧化物及其应用
2知识点1碱金属的一般性与特殊性
2考点二碳酸钠、碳酸氢钠知识点2焰色试验
【夯基・必备基础知识梳理】【提升•必考题型归纳】
知识点1Na2c03、NaHCCh的性质、用途及考向1考查碱金属的相似性、递变性
制法考向2考查焰色试验
知识点2Na2c03和NaHCCh性质的应用真题感悟
知识点3Na2c03、NaHCCh与盐酸反应的基
考点要考题统计考情分析
求
2023浙江1月5题,2分1.分析近三年高考试题,高考命题在本讲有以下规律:
钠及其2022浙江6月9题,2分1)从考查题型和内容上看,高考命题以选择题和非选择题呈现,主要选
氧化物2021浙江6月9题,2分择一些重要的金属、非金属化合物或新型化合物结合氧化还原反应、盐
碳酸钠2023浙江1月7题,2分类水解、难溶物的溶解平衡等核心考点进行考查。
碳酸氢2022广东卷6题,2分2)从命题思路上看,高考试题中元素化合物不单独出现,而是分散到不
钠2021江苏卷11题,3分同题型和题目中。选择题一般直接考查元素化合物的性质和应用,填空
题一般有两种形式,一是直接考查元素及其化合物的性质,通常以物质
的判断、化学式的书写、微粒的检验和鉴定等形式;二是与基本概念和
基本理论的知识相结合,如氧化还原反应、电化学、实验、计算等。
3)新的一年高考可能会在选择题中考查钠与氧气反应时的电子转移数
碱金属2022海南卷5题,2分
目、钠与水或乙醇反应的原理、过氧化钠的电子式、过氧化钠的性质或
焰色试2021河北卷5题,3分
用途等,题目难度较小。
验2021海南卷6题,2分
2.根据高考命题的特点和规律,复习时要注意以下几点:
1)注重常见金属和非金属元素及其化合物性质,构建知识网络化、系统化
的模型。
2)元素化合物是考查基本概念、基本理论、化学实验、化学计算等的载体。
浮
熔
与水反应的现象游
嘶
氧化钠红
一屋7“小钠的氧化物
生成氧化钠
与氧气反应
碳酸钠化学性质生成过氧化钠
钠的盐钠的重要化合物
碳酸氢钠与氯气反应
氢氧化钠碱与硫酸反应
与乙醇反应
概念
仪器种类
操作焰色试验.3餐相似性
碱金属一般规律/
常见的焰色试验递变性
特殊性
考点一钠及其氧化物
・夯基•必备基础知识梳理
知识点1钠的性质及应用
1.钠的物理性质
银白色,有金属光泽的固体,质地柔软,熔点低(小于100℃),密度比水的小,但比煤油的大,即
p(H2。)邛(Na)>p(煤油)。
2.从钠原子的原子结构认识钠的化学性质还原性
鸣力1。2、。2、H2O>才等028
Na7-----------E——>Na+'
(1)与非金属单质(如。2、C12)的反应
O2:常温:4Na+O2=2Na2O.加热:ZNa+Ch^NazO,
点燃
Cl2:2Na+Cb^^2NaCl
(2)与水反应
①离子方程式:2Na+2H2O=2Na++20IT+H2T。
②与滴加酚醐的水反应的现象及解释
(3)与盐酸、硫酸反应
离子方程式:2Na+2H+=2Na++H2T。
(4)与盐反应
a.与熔融盐反应
如:4Na+TiCL邈4NaCl+Ti
Na+KCl包NaCl+Kf(制取金属钾,因为钾的沸点比钠的沸点低,使钾成为蒸汽而逸出)
b.与盐溶液反应
①投入NaCl溶液中,只有H2放出
2Na+2H2O===2NaOH+H2T
若投入饱和NaCl溶液中,有H2放出,还有NaCl晶体析出(温度不变)
②投入NH4C1溶液中有七和NH3逸出
2Na+2NH4cl===2NaCl+H2?+2NH3T
③投入CuSO4溶液中有压逸出和蓝色沉淀生成
2Na+2H2O===2NaOH+H2T
2NaOH+CUSO4===CU(OH)2;+Na2SO4
总反应:2Na+CuSO4+2H2O=Na2SO4+H2T+CU(OH)2;0
(5)与某些有机物(含羟基)反应
如:2Na+2cH3cH20H—>2CH3cHzONa+H2T
2Na+2cH3COOH—>2CH3coONa+H2T
2Na+2(Q^OH——>2<^Q^ONa+H2f
【易错提醒】Na先与酸反应,再与水反应即先酸后水;与盐溶液反应时先与水反应,生成的碱与盐可能发
生复分解反应。
3.钠的制取及保存
(1)工业制取:2NaCl(熔融)^fe2Na+CLT。
(2)保存:密封保存,通常保存在石蜡油或煤油中,钠易与空气中的。2、HzO反应,且钠的密度比煤油的密
度大,不与煤油反应,故通常将少量钠保存在煤油中,大量钠保存在石蜡中。
4.钠的用途
(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:钠能与钛、错、胃、留等氯化物(熔融)发生置换反应,金属钠具有强还原性,熔融状
熔融
态下可以用于制取金属,如4Na+TiCl4^^4NaCl+Ti0
【特别提醒】
1.钠燃烧时不能用水灭火,应用沙土盖灭。
2.取用金属钠时,用镶子夹取金属钠,用滤纸擦干表面的煤油,放在洁净干燥的玻璃片上用小刀切割,不
能用手直接接触金属钠,并且将剩余的钠放回原试剂瓶中保存。
3.钠与溶液反应的共同现象
①浮:钠浮在液面上;②熔:钠熔化成光亮的小球;③游:在液面上不停地游动直至反应完全;④响:反
应中不停地发出“嘶嘶嘶”的响声。若溶液中H+浓度较大,与水相比反应更加剧烈,最后钠可能在液面上燃
烧。
4.钠性质的巧记口诀:银白轻低软,传导热和电;遇氧产物变,遇氯生白烟;遇水记五点,浮熔游响红;遇
酸酸优先,遇盐水在前。
5.考虑钠与酸、碱、盐的水溶液反应时,要注意Na与水反应的同时,生成的NaOH还可能继续与部分溶质
反应。
6.对钠与酸反应的计算问题,勿忽略Na若过量还可与H2O反应。
知识点2钠的氧化物与氢氧化物
1.氧化钠与过氧化钠的比较
Na2ONazCh
电子式Na+[:0:¥-Na+Na+D():():]2-Na十
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1:21:2
是否为碱性氧化物是不是
与水反应
Na2O+H2O=2NaOH2Na2O2+2H2O=4NaOH+02T
与C02反应Na2。+CO2=Na2cO32Na2C)2+2co2=2Na2cO3+O2
与盐酸反应
Na2O+2HCl=2NaCl+H2O2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+02T
用途氧化剂、供氧剂、漂白剂
2.过氧化钠的性质:
(1)强氧化性的五个表现
1S()2或SO;-so)
H2s或S?-一S
|Fe2+\电()二Fe3+|
1品红溶液一一褪色1
酚酰溶液-——后褪色|
说明:①遇KMnCU等强氧化剂时,表现出还原性,氧化产物为金。
②遇H2O、H+则发生自身的氧化还原反应。
③遇还原性氧化物(即低价非金属氧化物),表现强氧化性,一般不生成氧气,而生成高价钠盐,如NazCh
+SC)2=^Na2so4。
④遇最高价金属氧化物(酸酎)发生自身的氧化还原反应,有氧气生成,如2Mn2O7+2Na2O2=4NaMnO4
+O2o
⑤无论是过氧化钠还是其他过氧化物,具有强氧化性、漂白性等特殊性质的根本原因是这些物质中都含有
过氧键。
⑵理解Na2O2强氧化性的两个角度
①从结构角度
Na2O2的结构中含有过氧键(—0—0—),含有过氧键结构的物质有较强的氧化性,以此类推,如H2O2>
H2so5(过硫酸,相当于H2O2中的一个H被一SO3H取代)、Na2s2。8(过二硫酸钠)中都有过氧键结构,都是很
强的氧化剂。
②从化合价的角度
2
NazCh中的氧元素为一1价,有很强的氧化性,能氧化一些常见的还原剂,如502、Fe2+、SO3\HSO3\
H2S>S2—、Io同时一1价的0也有还原性,如遇到强氧化剂KMnO4也可以被氧化成02。
【特别提醒】(1)过氧化钠是常用的工业漂白剂,但是不能用于食品的漂白;
(2)NazCh既有氧化性又有还原性,但主要表现为氧化性。当遇到KMnCU等强氧化剂时,可表现出还原性,
氧化产物为。2;
(3)NazCh遇至UC02、H20>才发生自身氧化还原反应。NazCh既是氧化剂又是还原剂,且ImolNazCh转
移的电子是1mol而不是2molo
(4)Na2O>Na2O2中阴、阳离子个数比均为1:2。
(5)NazCh与H2O、C02的反应规律
当NazCh与CCh、H2O反应时,物质的量关系为2Na2O2〜。2〜2e「,n(e")=n(Na2O2)
电子转移关系
=2几(O2)
若、水蒸气(或两混合气体)通过足量气体体积的减少量是原气体体积的
气体体积变化C02Na2O2,
关系g,等于生成氧气的量,△丫=胃(。2)=/
CO2、水蒸气分别与足量NazCh反应时,固体相当于吸收了CO2中的“CO”、水蒸气
固体质量变化
中的“H2”,所以固体增加的质量Am(CO)=28gmo「x〃(CO2)、Am(HO)=2g-moF
关系22
1(Hz。)
3.氢氧化钠
(1)物理性质:NaOH的俗名为烧碱、火碱或苛性钠;它是一种白色固体,易溶于水并放出大量的热,有吸
水性;吸收空气中的水分而潮解;有很强的腐蚀性。
(2)化学性质
①具有碱的通性:能使酸碱指示剂变色;与强酸反应;与酸性氧化物、两性氧化物反应;与盐反应(强碱
制弱碱)。
②其他反应
与金属铝反应:2A1+2OIT+2H2O=2A1O亍+3H2T
与非金属单质反应:Cl2+20H=C1+CIO+H20
酯类水角电CH3coOC2H5+NaOHACH3coONa+CH3cH20H
(3)NaOH的制取
①实验室(土法)制烧碱:Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3;+2NaOH
②现代工业制碱:2NaCl+2H2O空叫2NaOH+H2T+Cl2T
(4)NaOH在有机反应中的应用
提供碱性环境,如卤代燃的水解和消去反应、酯类的水解和油脂的皂化等。
一提升•必考题型归纳
考向1考查钠的性质及其应用
例1.(2023•北京海淀•统考二模)某小组同学探究溶液中的MnO,能否被金属钠还原,进行实验:
①在干燥试管中加入绿豆大小的金属钠,逐滴滴加ImLO.OOlmoLLTKMnO,溶液,产生无色气体,溶液由紫
红色变为浅绿色(MnO:)。
②向ImLO.OOlmol.LTKMnO,溶液中持续通入H小水浴加热,溶液颜色无明显变化。
③向ImLO.OOlmollTKMnO,溶液中加入NaOH固体,溶液由紫红色变为浅绿色。
下列说法不正确的是
A.实验①中还可能观察到钠块浮在溶液表面,剧烈燃烧,发出黄色火焰
B.实验②中的现象说明实验①中溶液变色的原因与产生的气体无关
C.实验③中的现象说明实验①中可能发生的反应:4MnO;+4OH=4MnO;+O2T+2H.O
D.上述实验能证明溶液中的MnO1可以被金属钠还原
【解析】A.钠与水反应时钠浮在水面,然后熔化成闪亮黄色小球,在水面游动,并发出嘶嘶的响声,反应
放热,故还可能观察到剧烈燃烧,发出黄色火焰,A正确;B.实验②为对照实验,探究H2对KMnCU的影
响,实验②中的现象说明实验①中溶液变色的原因与产生的H2无关,B正确;C.实验③为对照实验,探
究NaOH对KMnCU的影响,溶液由紫红色变为浅绿色,说明实验①中可能发生的反应:4MnO4+4OH=MnOj
+O2T+2H2。,C正确;D.上述三个实验证明碱性条件下高镒酸根离子可以生成镒酸根离子,4MnO4+4OH-
MnO:+O2T+2H2O,不能说明溶液中的MnO4可以被金属钠还原,D错误;故答案为:D。
【答案】D
【变式训练】(2022吉林长春实验中学模拟)把一小块金属钠放入下列溶液中,说法正确的是()
A.放入饱和NaOH溶液中:有氢气放出,恢复至原温度后溶液的pH增大
B.放入稀CuSO4溶液中:有氢气放出,有紫红色铜析出
C.放入MgCL溶液中:有氢气放出,有白色沉淀生成
D.放入NH4NO3溶液中:有无色无味气体放出
【解析】饱和NaOH溶液中放入钠,钠与水反应消耗水且生成NaOH,从而会有部分NaOH晶体析出,同时生成
氢气,由于溶液仍是饱和NaOH溶液,故溶液的pH不变,A项错误;钠先与水反应生成比和NaOH,然后生成的
NaOH与CuSO4反应生成Cu(OH)2蓝色沉淀,B项错误;钠先与水反应生成比和NaOH,然后生成的NaOH与
MgCb反应生成Mg(OH)2白色沉淀,C项正确;钠先与水反应生成员和NaOH并放出热量,然后生成的NaOH
与铁离子反应生成NH3H2O,NH3H2O分解产生的氨会与氢气同时放出,故放出的气体有刺激性气味,D项错
误。
【答案】C
【思维建模】金属钠与可溶性盐溶液反应的思维模板
减少一对溶剂质量的影响
超加4Na+一生成NaOH—与溶质是否反应
孽扁心。反应
f生成H2f对装置的要求
f放热f对实验环境的影响或对
溶质的溶解度的影响
考向2考查钠的氧化物及其应用
例2.(2023・上海•一模)NazO和NazCh具有相似的性质是
A.颜色B.水溶液的酸碱性C,氧化性D.漂白性
【解析】A、氧化钠是白色的,但是过氧化钠是黄色的固体,故A错误;B、氧化钠和水反应生成氢氧化钠,
过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气,水溶液呈碱性,故B正确;C、氧化钠无氧化性,过氧化钠具有强
氧化性,故C错误;D、氧化钠无氧化性,无漂白性,过氧化钠具有强氧化性,能用于漂白,具有漂白作用,
故D错误;故选B。
【答案】B
【变式训练11(2023.河南开封・统考二模)图示为证明过氧化钠可在呼吸面具和潜水艇中做供氧剂的实验装
置图,其中a装置是实验室制备二氧化碳的装置,c中盛放的是过氧化钠。下列说法正确的是
A.a中可以用Na2c03和稀盐酸来制备CO2
B.b装置中是饱和Na2cO3溶液,作用是除去a中产生的HC1
C.c中只发生2Na2Ch+2CCh=2Na2co3+O2
D.f中收集的气体是纯净的O2
【分析】该实验的目的是证明过氧化钠可在呼吸面具和潜水艇中做供氧剂,a装置是实验室用盐酸和碳酸钙
制备CO2的装置,由于盐酸具有挥发性,制得的二氧化碳中含有HCL通过装置b中的溶液目的是除去HC1,
通入装有过氧化钠的装置c中的二氧化碳气体未干燥,含有少量水蒸气,则装置c中发生的反应有
2Na2O2+2CO2=2Na2co3+。2、2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2t,实验过程中二氧化碳不能完全反应,装置d中应
盛装氢氧化钠来吸收未反应的二氧化碳,避免干扰e中收集的气体的验证试验,用带火星的木条可检验e
中试管内收集的气体,若木条复燃,证明收集到的是氧气,则可以证明过氧化钠可在呼吸面具和潜水艇中
做供氧剂。
【解析】A.碳酸钠与盐酸反应生成二氧化碳、氯化钠和水,则a装置可以用碳酸钠和稀盐酸制备CO2,选
项A正确;B.由于a中的盐酸易挥发,制得的二氧化碳中含有HC1,则b装置中应盛放饱和NaHCCh溶液,
其作用是除去a中产生的HC1,不能盛放碳酸钠,因为碳酸钠也会与二氧化碳反应,选项B错误;C.从装
置b中出来的气体为干燥,二氧化碳中混有水蒸气,c中不仅仅发生反应2Na2O2+2CO2=2Na2co3+02,还有
反应2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2f,选项C错误;D.根据分析,f中用排水法收集的气体是湿润的。2,不纯,
选项D错误;答案选A。
【答案】A
【变式训练2】(2022.长沙模拟)1mol过氧化钠与2mol碳酸氢钠固体混合后,在密闭的容器中加热充分反
应,排出气体物质后冷却,残留的固体物质是()
A.Na2CO3B.Na2O2Na2cO3
C.NaOHNa2cO3D.Na2O2NaOHNa2cO3
【解析】2NaHCCh=^Na2cO3+CO2T+H2O,
2mol1mol1mol1mol
2Na2O2+2co2=2Na2cO3+O2,
1mol1mol1mol
则过氧化钠恰好与碳酸氢钠分解生成的二氧化碳反应,排出气体物质后冷却,最终残留的固体物质为2moi
Na2co3。
【答案】A
【变式训练3】(2022•日照模拟)某化学兴趣小组在学校科技节活动中表演了“滴水生火”“吹气生火”的小魔术。
如图所示,在蒸发皿上放一小团脱脂棉,在里面裹入一种淡黄色的化合物,对着脱脂棉吹气或者用胶头滴
管滴几滴水,一会儿脱脂棉会燃烧起来。下列说法不正确的是()
A.淡黄色化合物为Na2O2
B.“滴水生火,的小魔术本质上是发生了2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2T
C.“吹气生火”的小魔术中的火不可以用泡沫灭火器扑灭
D.在活动中为了更清楚地观察现象,需要近距离俯视蒸发皿
【解析】A.依据题意可知,淡黄色固体为过氧化钠,故A正确;B.过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,
方程式为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2T,故B正确;C.过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,氧气
助燃,所以“吹气生火”的小魔术中的火不可以用泡沫灭火器扑灭,故C正确;D.反应过程中有明火,近距
离俯视存在安全隐患,故D错误。
【答案】D
【归纳总结】Na2O2与CO?、H2O反应的定量关系
电子
当NazCh与CO2、FLO反应时,物质的量的关系为2Na2O2〜。2〜2e-,n(e~)=
转移
川(Na2()2)=2〃(O2)
关系
、水蒸气(或两混合气体)通过足量时,气体体积的减少量是原来气体
变化CO2NazCh
关系体积的等于生成氧气的体积,即3=丫(02)=某混合)
固体
CCh、水蒸气分别与足量NazCh反应时,固体相当于吸收了CO2中的“CO”、水蒸
质量
l
气中的“包”,所以固体增加的质量△机(CO)=28g-molxn(CO2),Am(H2)=2g-mol
变化
-1
xn(H2O)
关系
考点二碳酸钠、碳酸氢钠
・夯基•必备基础知识梳理
知识点1Na2cCh、NaH(X)3的性质、用途及制法
1、Na2co3、NaHCCh的物理性质
名称碳酸钠碳酸氢钠
化学式
Na2CO3NaHCO3
俗名纯碱或苏打小苏打
颜色、状态白色粉末细小白色晶体
水溶性易溶于水水中易溶,但比Na2cCh的溶解度小
2、Na2co3、NaHCCh的化学性质
(1)热稳定性
①Na2cCh性质稳定,受热难分解。
②NaHCCh性质不稳定,受热易分解,化学方程式为2NaHCO32Na2cO3+H2O+CO2T。
(2)与足量盐酸反应
+
①Na2cCh:COr+2H=H2O+CO2To
+
@NaHCO3:HCOF+H=H,0+CO2f0
(3)与碱(NaOH溶液)反应
①Na2co3:与NaOH溶液不反应。
②NaHCCh:NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O»
(4)相互转化
①Na2cCh—>NaHCO3
向Na2c。3溶液中通入C02,化学方程式为Na2CO3+H20+CO2=2NaHCO30
②NaHCCh—>Na2CO3
NaHCCh固体加热分解转化成Na2co3。
3、Na2cO3、NaHCCh的主要用途
(1)碳酸钠:用于造纸、制造玻璃、制皂、洗涤等。
(2)碳酸氢钠:用于制发酵粉、医药、灭火剂等。
4、Na2cCh的制备一侯氏制碱法
①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)=S^=CO+H2,CO+H2O(g)=^=CO2+H2„
②反应原理
产生NaHCCh反应:NH3+NaCl+CO2+H2O===NaHCO3;+NH4C1=
产生Na2cCh的反应:2NaHCC)3ANa2cO3+CO2T+H2O。
③工艺流程
H碳酸氢钠晶朝蕨
反应后混合液过,烧----
(含NaCl、NaHCC)3、
湾।母液(主要含H食盐粉
NH」C1、NH|HCCMRNaCl'NHCDLl氨气
降温二滤
-母液(含NaCD-H氯化钱
④循环使用的物质:CO2、饱和食盐水。
知识点2Na2c。3和NaHCCh性质的应用
1.Na2co3、NaHCCh的鉴另(J
①固体的鉴别用加热法:产生使澄清石灰水变浑浊的气体的是NaHCO3固体。
②溶液的鉴别可用沉淀法、气体法和测pH法。
a.沉淀法:加入BaCb溶液或CaCL溶液,产生沉淀的是Na2c。3溶液。
b.气体法:滴入稀盐酸,立即产生气泡的是NaHCCh溶液。
c.测pH法:用pH试纸测相同浓度的稀溶液,pH大的是Na2c。3溶液。
2.Na2c。3、NaHCCh的除杂
序号混合物(括号内为杂质)除杂方法
加热法
Na2CO3(s)(NaHCO3)
②通入足量co
NaHCO3(aq)(Na2CO3)2
③滴加适量NaOH溶液
Na2CO3(aq)(NaHCO3)
【特别提醒】①NaHCCh与碱溶液反应的实质是HCO?与0IT反应生成COF,COM有可能发生后续反应,
如NaHCO3与Ca(0H)2溶液反应可以生成白色沉淀CaCO3;
②不能用澄清石灰水来鉴别Na2cO3与NaHCCh:Ca(0H)2溶液与二者反应均生成白色沉淀CaCCh,无法区
别;
③用盐酸鉴别Na2c。3溶液和NaHCCh溶液时,要求两溶液浓度相差不大,且加入的盐酸等浓度且不宜过大;
④Na2cCh、NaHCCh与酸、碱、盐的反应均为复分解反应,因而反应能否进行应从复分解反应的条件来判
断。
知识点3Na2cCh、NaHCCh与盐酸反应的基本图象
若V(Oa)=V(a6)(即Oa
溶液中的溶质为涉及离子方程式COF+H+=HCOr;
段与岫段消耗盐酸的体
+
Na2c。3ab:HCO?+H=H2O+CO2t
积相同)
+
若V(O«)>V(aZ?)(BPOa段涉及离子方程式OH+H=H2O>
溶液中的溶质为
消耗盐酸的体积大于abcor+H+=Hcor;
Na2cCh和NaOH
+
段消耗盐酸的体积)ab:HCOF+H=H2O+CO2t
若y(Oa)<V(a6)(即Oa段
溶液中的溶质为涉及离子方程式Oa:COF+H+=HCOr;
消耗盐酸的体积小于必
+
Na2cCh和NaHCOab:HCO?+H=H2O+CO2t
段消耗盐酸的体积)3
若。=0(即图像从原点溶液中的溶质为
+
涉及离子方程式:HCOF+H=H2O+CO2t
开始)
NaHCO3
知识点4金属钠露置在空气中发生的一系列变化
银白色金属钠一工表面变暗上-出现白色固体接着表面变稀上-白色块状固体一二白色粉末状物质
写出上述各步反应的化学方程式:
①4Na+O2=2Na2。;
@Na2O+H2O=2NaOH;
③2NaOH+C02+9H2O=Na2CO310H2O;
@Na2CO3-l0H2O=Na2CO3+1OH2Oo
一提升•必考题型归纳
考向1考查碳酸钠和碳酸氢钠性质与检验
例1.(2023•天津南开•统考一模)下列实验方案中,不能测定出Na2c和NaHCOs的混合物中Na2c质量
分数的是
A.取ag混合物充分加热,质量减少bg
B.取ag混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得到bg固体
C.取ag混合物与足量Ba(OH)z溶液充分反应,过滤、洗涤、烘干、得到bg固体
D.取ag混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出气体用碱石灰吸收,质量增加bg
【解析】A.只有碳酸氢钠加热分解,由差量法可计算碳酸氢钠的质量,然后再计算碳酸钠的质量分数,能
够测出混合物中碳酸钠的质量分数,故A不选;B.加热后bg固体为氯化钠的质量,设碳酸钠的物质的量
为X、碳酸氢钠的物质的量为y,则106x+84y=a,2x+y=-^-,解方程计算出a、b,然后可计算出混合物中
58.5
碳酸钠的质量分数,故B不选;C.碳酸钠和碳酸氢钠均能与Ba(OH)2反应生成碳酸领沉淀,结合B项分
析,也可以计算出混合物中碳酸钠的质量分数,故C不选;D.ag混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出气
体主要是二氧化碳和水,所以质量增加bg两种气体的质量,故无法求出混合物中碳酸钠的质量分数,故D
选;故选:D。
【答案】D
【变式训练1】(2022•上海浦东新•统考模拟预测)为除去Na2cO3溶液中的下列杂质,所选用的试剂正确的
是
选项杂质试剂
ANaHCO3适量的NaOH溶液
BNaOH适量的K2c溶液
CNaCl适量的盐酸
DNa2so4适量的Ba(0H)2溶液
【解析】A.NaHCOs和NaOH溶液反应生成Na2c。3和水,可以用适量的NaOH溶液除Na2cO3溶液中的
NaHCO3,故A正确;B.NaOH和K2cO3不能反应,不能用K2cO3溶液除Na2cO3溶液中的NaOH,故B
错误;C.Na2c和盐酸反应生成NaCl、二氧化碳、水,不能用盐酸除Na2cO3溶液中的NaCl,故C错误;
D.Na2so八Na2cO3都能与Ba(OH)2反应,分别生成硫酸钢、碳酸钢沉淀,不能用Ba(OH),溶液除Na2cO3
溶液中的Na2so「故D错误;选A。
【答案】A
【变式训练2】(2022•陕西西安・长安一中校考模拟预测)向lOOmLNaOH溶液中通入一定量的CO2气体,充
分反应后,再向所得溶液中逐滴加入0.2mol/L的盐酸,产生CO?的体积与所加盐酸体积之间关系如图所示。
下列判断正确的是
A.原NaOH溶液的浓度为0.2mol/L
B.通入CO2的体积为448mL
C.所得溶液的溶质成分的物质的量之比为”(NaOH):”(Na2co3)=1:3
D.所得溶液溶质成分的物质的量之比为"(NaHCCh):"(Na2co3)=1:1
【分析】由图可知,加入盐酸未生成二氧化碳消耗盐酸的体积小于生成二氧化碳消耗盐酸的体积可知,氢
氧化钠溶液与二氧化碳反应得到的是碳酸钠和碳酸氢钠的混合溶液,加入盐酸25mL时,碳酸钠与盐酸恰好
反应生成碳酸氢钠和氯化钠,反应的方程式为Na2cCh+HCUNaHCCh+NaCl,由方程式可知,碳酸钠的物质
的量为0.2mol/Lx0.025L=0.005mol,加入lOOmLO.2moi/L盐酸时,碳酸氢钠与盐酸恰好反应生成氯化钠、二
氧化碳和水,反应的方程式为NaHCCh+HCkNaCl+CChf+HzO,由方程式可知,碳酸钠的物质的量为
0.2mol/Lx(0.1L一0.025L)—0.005mol=0.01molo
【解析】A.由分析可知,加入lOOmLO.2moi/L盐酸时得到的溶液为氯化钠溶液,由电荷守恒和原子个数守
0.2mol/Lx0.1L
恒可得氢氧化钠溶液的浓度为=0.2mol/L,故A正确;B.缺溶液的标准状况,无法计算二
0.1L
氧化碳的体积,故B错误;C.由分析可知,氢氧化钠溶液与二氧化碳反应得到的是碳酸钠和碳酸氢钠的混
合溶液,故C错误;D.由分析可知,氢氧化钠溶液与二氧化碳反应得到的是碳酸钠和碳酸氢钠的混合溶液,
混合溶液中碳酸钠和碳酸氢钠的物质的量比为0.0。5mol:0.01mol=l:2,故D错误;故选A。
【答案】A
【思维建模】(1)Na2co3、NaHCCh的鉴别与除杂
市H二…—产生使澄清石灰水变浑浊气体的是
画闻一涉垓生NaHCO3
稀溶液中滴加BaC12(或CaCl2)溶液,
一;处医注.;产生沉淀的是Na2c(无溶液
滴加入盐酸,立即产生气泡的是
溶液送件法NaHCOs溶液
等浓度时,用H试纸测其pH,pH
1-迪班_史大的是Na?cpo3溶液
(2)Na2cCh和NaHCO3混合物的除杂方法
混合物(括号内为杂质)除杂方法或试剂
Na2cCh固体(NaHCCh)加热至恒重
NaHCO3溶液(Na2co3)通入足量C02气体
考向2考查侯氏制碱法
例2.(2023•江苏•模拟预测)实验室利用下图装置模拟侯氏制碱法制备NaHC03,下列说法正确的是
A.实验时应先打开活塞a后打开活塞b
B.装置B中应盛放饱和Na2cCh溶液以除去HC1杂质
C.一段时间后,装置C中可观察到白色晶体析出
D.装置E主要为了吸收多余的CO2
【分析】氨气极易溶于水,使溶液显碱性,可以吸收更多二氧化碳,故先通入氨气再通入二氧化碳,通过
饱和碳酸氢钠溶液除去二氧化碳中的氯化氢后,反应生成溶解度较小的碳酸氢钠晶体析出;
【解析】A.由分析可知,实验时应先打开活塞b通入氨气,后打开活塞a通入二氧化碳,A错误;B.-
氧化碳能和碳酸钠溶液反应,装置B中应盛放饱和NaHCCh溶液以除去HC1杂质,B错误;C.反应生成
溶解度较小的碳酸氢钠晶体析出,故一段时间后,装置C中可观察到白色晶体析出,C正确;D.氨气有毒,
装置E主要为了吸收多余的氨气,D错误;故选C。
【答案】C
【变式训练】(2023•广东梅州・统考模拟预测)侯氏制碱法以NaCl、NH3,CO2为原料制取纯碱,将制碱技
术发展到一个新的水平。下列实验室模拟侯氏制碱法制取纯碱的步骤对应的装置或操作不正确的是
A.制取NH3B.制取NaHCO?C.过滤NaHCC^固体D.灼烧分解NaHCC^
【解析】A.实验室利用氯化镂和氢氧化钙共热可制备氨气,上述实验装置科学合理,A不符合题意;B.利
用碳酸氢钠的溶解度较小性质,向饱和食盐水中先后通入氨气、二氧化碳来制备碳酸氢钠晶体,装置和操
作无误,B不符合题意;C.碳酸氢钠晶体析出后,利用过滤步骤从混合物中分离出来,过滤操作无误,C
不符合题意;D.灼烧碳酸氢钠可转化为纯碱,但实验室加热碳酸氢钠时试管需略向下倾斜,否则可能会有
水蒸气回流试管底部引起炸裂,D符合题意;故选D。
【答案】D
【思维建模】在饱和食盐水中先通入氨气进行氨化,再通入二氧化碳,可制得小苏打,否则得不到小苏打。
考点三碱金属焰色试验
・夯基•必备基础知识梳理
知识点1碱金属的一般性与特殊性
1.一般性
相似性递变性(由Li-Cs)
电子层数逐渐增多
原子结构最外层均为1个电子核电荷数逐渐增大
原子半径逐渐增大
都具有较强的金属性,最高正价
元素性质金属性逐渐增强
均为+1价
物理(除Cs外)都呈银白色,密度较密度逐渐增大(钾反常),熔、沸点
单质性质小,熔、沸点较低逐渐降低
性质化学还原性逐渐增强;与02反应越来
都具有较强的还原性
性质越剧烈,产物越来越复杂
2.特殊性
①碱金属的密度一般随核电荷数的增大而增大,但钾的密度比钠的小。
②碱金属一般都保存在煤油中,但由于锂的密度小于煤油的密度而将锂保存在石蜡中。
③碱金属跟氢气反应生成的碱金属氢化物都是离子化合物,其中氢以H-形式存在,显一1价,碱金属氢化
物是强还原剂。
④试剂瓶中的药品取出后,一般不能放回原瓶,但Na、K等需放回原瓶。
⑤锂与反应与钠不同,只生成Li2。,与反应条件、氧气的量等无关。
知识点2焰色试验
1.焰色试验的概念
很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊颜色,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,属于物理变化,是元素的性质。
2.焰色试验的操作
洛川酒精灯壬在蘸取法.讪[枷酒精灯而短廿吐时否用盐酸牯"酒精灯不在
粕丝贻嫁〉无色----->待测物始烧〉观察火焰颜色洗涤〉柏丝向烧〉无色
3.常见元素的焰色
钠元素:黄色;钾元素:紫色(透过蓝色钻玻璃观察);铜元素绿色;领元素:黄绿色;钙元素:砖红色。
【特别提醒】(1)焰色试验是物理变化,是金属元素的性质,既可以是单质,也可以是化合物,如不论灼烧
Na2co3、NaChNa2s。4还是钠的单质,均发出黄色火焰。
(2)用稀盐酸清洗的原因:生成金属氯化物,而金属氯化物在高温时可挥发。
(3)焰色反应中所用的火焰应是无色或浅色的。
(4)灼烧钳丝时应一直烧至火焰恢复到原来的颜色。
(5)可用洁净无锈的铁丝代替钳丝,不能用铜丝代替。
一提升•必考题型归纳
考向1考查碱金属的相似性、递变性
例1.(2021•全国•模拟预测)“锄(Rb)原子钟”被誉为卫星的“心脏”。下列说法正确的是
A.金属锄的熔点高于钾B.;;Rb的中子数为48
C.:;Rb和;;Rb化学性质不同D.锄元素属于IB族
【解析】A.锄和钾属于碱金属,碱金属的熔沸点随原子序数的递增而减小,锄原子序数大于钾,故金属钢
的熔点低于钾,A错误;B.;;Rb的中子数为85-37=48,B正确;C.号Rb和*Rb互为同位素,化学性质几
乎完全相同,C
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