高考化学一轮复习3.1钠镁及其化合物3含解析

PAGE钠、镁及其化合物碳酸钠、碳酸氢钠的性质1.有两支试管分别装有Na2CO3和NaHCO3溶液,下列操作或判断正确的是 ()选项操作判断A分别加入澄清石灰水产生沉淀者为Na2CO3B分别加入2滴酚酞红色较浅者为Na2CO3C分别加入CaCl2溶液产生沉淀者为Na2CO3D逐滴加入等浓度的盐酸立即产生气泡者为Na2CO3【解析】选C。A项,都产生白色沉淀;B项,Na2CO3溶液中红色深;D项,Na2CO3溶液中开始时无气泡产生(发生反应:Na2CO3+HClNaCl+NaHCO3)。2.(2020·衡阳模拟)Na2CO3又名苏打,NaHCO3又名小苏打,俗名相近,但二者在性质上有着区别。下列有关Na2CO3和NaHCO3比较中,不正确的是 ()A.热稳定性:Na2CO3>NaHCO3B.相同温度下,0.1mol·L-1盐溶液的pH:Na2CO3>NaHCO3C.等质量的碳酸钠和碳酸氢钠分别与足量盐酸反应放出气体的量:Na2CO3<NaHCO3D.相同温度下,0.1mol·L-1盐溶液分别与0.1mol·L-1HCl反应的剧烈程度:Na2CO3>NaHCO3【解析】选D。热稳定性:Na2CO3>NaHCO3,A正确;相同温度、相同浓度情况下,C的水解程度大于HC,0.1mol·L-1两种盐溶液的pH:Na2CO3>NaHCO3,B正确;相同质量的两种盐与足量的HCl反应产生CO2气体的量是Na2CO3<NaHCO3,C正确;在相同浓度、相同温度情况下,碳酸氢钠与盐酸反应比碳酸钠与盐酸反应剧烈,D错误。【归纳提升】1.鉴别Na2CO3和NaHCO3的四大方法(1)利用热稳定性不同(2)相同条件下利用反应速率不同(3)利用阴离子的不同(4)利用溶液的碱性不同2.Na2CO3、NaHCO3与酸反应的定量比较(1)速率:相同条件下,NaHCO3放出CO2的速率比Na2CO3快。(2)耗酸量:等质量或等物质的量的Na2CO3与NaHCO3均为前者耗酸量多。(3)CO2生成量比较①等物质的量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量的盐酸反应,产生CO2的量相等。②等质量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量的盐酸反应,NaHCO3产生的CO2多。③等物质的量的HCl与足量的Na2CO3、NaHCO3分别反应,NaHCO3产生的CO2多。碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应图象3.(2020·岳阳模拟)向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1mol·L-1稀盐酸,CO2的生成量与加入盐酸的体积(V)的关系如图所示。下列判断正确的是 ()A.在0～a范围内,只发生中和反应B.ab段发生反应的离子方程式为C+2H+CO2↑+H2OC.a=0.3D.原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为1∶2【解析】选C。向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加稀盐酸,NaOH先与稀盐酸反应。在0～a范围内,先发生OH-+H+H2O,后发生C+H+HC,A错误;ab段发生反应的离子方程式为HC+H+H2O+CO2↑,B错误;因a～0.4范围内发生的反应是H++HCCO2↑+H2O,n(CO2)=0.01mol,n(H+)=n(CO2)=0.01mol,所以a=0.3,C正确;由碳元素守恒可知溶液中n(C)=n(CO2)=0.01mol,在0～a范围内,生成0.01molHC消耗0.01molHCl,则NaOH消耗0.02molHCl,n(OH-)=0.02mol,原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为2∶1,D错误。4.向四只盛有一定量NaOH溶液的烧杯中通入不同量的CO2气体,再在所得溶液中逐滴加入稀盐酸至过量,并将溶液加热,产生的CO2气体与HCl物质的量的关系如图(忽略CO2的溶解和HCl的挥发): 则下列分析都正确的组合是 ()①Ⅰ图对应溶液中的溶质为NaHCO3②Ⅱ图对应溶液中的溶质为Na2CO3和NaHCO3,且二者的物质的量之比为1∶1③Ⅲ图对应溶液中的溶质为NaOH和Na2CO3,且二者的物质的量之比为1∶1④Ⅳ图对应溶液中的溶质为Na2CO3A.①②B.①③C.②④D.②③【解析】选A。图象Ⅰ中从O点即开始产生CO2气体,对应溶液中的溶质为NaHCO3,①正确;图象Ⅱ中Oa段消耗HCl的量小于ab段消耗HCl的量,对应的溶液中的溶质为Na2CO3和NaHCO3,且二者的物质的量之比为=,②正确;图象Ⅲ中,Oa段消耗HCl的量等于ab段消耗HCl的量,对应溶液中的溶质为Na2CO3,③错误;图象Ⅳ中,Oa段消耗HCl的量大于ab段消耗HCl的量,对应溶液中的溶质为Na2CO3、NaOH,且二者的物质的量之比为=,④错误。【归纳提升】用数形结合思想理解Na2CO3、NaHCO3与盐酸的反应(1)向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸,第一步:C转化为HC,无气体产生;第二步:HC与H+反应产生CO2。消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图1所示。(2)向NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸,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的混合溶液中逐滴加入盐酸,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,其他比例时的图象略)。(4)向Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中逐滴加入盐酸,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,其他比例时的图象略)。碳酸钠、碳酸氢钠质量分数的测定5.(2020·衡水模拟)过碳酸钠(Na2CO4)是一种很好的供氧剂,其与稀盐酸反应的化学方程式为2Na2CO4+4HCl4NaCl+2CO2↑+O2↑+2H2O。市售过碳酸钠一般都含有碳酸钠,为测定某过碳酸钠样品(只含Na2CO4和Na2CO3)的纯度,某化学兴趣小组采用以下两种方案实施:方案一:样品样品m1g溶液固体固体m2g(1)操作①和③的名称分别为___。

(2)上述操作中,使用到玻璃棒的有____________(填操作序号)。

(3)请简述操作③的操作过程___。

方案二:按下图安装好实验装置,Q为一塑料气袋,随意取适量样品于其中,打开分液漏斗活塞,将稀盐酸滴入气袋中至充分反应。(4)为测定反应生成气体的总体积,滴稀盐酸前必须关闭____________,打开____________(填“K1”“K2”或“K3”)。导管A的作用是___。

(5)当上述反应停止后,使K1、K3处于关闭状态,K2处于打开状态,再缓缓打开Kl。B中装的固体试剂是___,

为何要缓缓打开K1?___。

(6)实验结束时,量筒Ⅰ中有xmL水,量筒Ⅱ中收集到了ymL气体,则样品中过碳酸钠的质量分数是____________。

【解析】样品称量可以得到样品质量为m1g,加入稀盐酸溶解后,过滤得到溶液为氯化钠溶液,蒸发结晶得到氯化钠,称量得到固体氯化钠的质量为m2g。(1)操作①为称量固体质量,操作③为结晶得到氯化钠固体。(2)固体溶解需要玻璃棒搅拌加速溶解,溶液中得到溶质固体需要在蒸发皿中加热蒸发结晶,过程中需要玻璃棒搅拌,受热均匀,上述操作中,使用到玻璃棒的有②③。(3)溶液中得到溶质固体的方法是加热蒸发结晶,具体操作为得到的溶液在蒸发皿中加热蒸发,用玻璃棒不断搅拌到大量晶体析出,停止加热靠余热蒸发剩余的水分得到氯化钠固体。(4)实验开始后,反应产生的CO2、O2使气球变大,将广口瓶中气体排出,水进入量筒Ⅰ中,所以量筒Ⅰ中水的体积即为产生的CO2、O2的体积,所以滴稀盐酸前必须关闭K1、K2打开K3,为使分液漏斗内液体顺利流下,应使分液漏斗内外压强相等,所以导管A的作用是平衡分液漏斗上下的压强,使液体顺利流下。(5)用碱石灰吸收二氧化碳,量筒Ⅱ中排出液体的体积为氧气体积,缓缓打开K1,让生成的二氧化碳能充分被B中碱石灰吸收,使量筒内收集到纯净的氧气。(6)量筒Ⅰ中有xmL水,则CO2、O2的总体积为xmL,量筒Ⅱ中收集到了ymL气体,则O2总体积为ymL,则反应2Na2CO4+4HCl4NaCl+2CO2↑+O2↑+2H2O,生成的二氧化碳为2ymL,碳酸钠反应生成二氧化碳为(x-y-2y)=(x-3y)mL,生成二氧化碳物质的量之比为2y∶(x-3y),则Na2CO4与碳酸钠的物质的量之比为2y∶(x-3y),故样品中过碳酸钠的质量分数是×100%=×100%。答案:(1)称量和蒸发结晶(2)②③(3)得到的溶液在蒸发皿中加热蒸发,用玻璃棒不断搅拌到大量晶体析出,停止加热靠余热蒸发剩余的水分得到氯化钠固体(4)K1、K2K3平衡分液漏斗上下的压强,使液体顺利流下(5)碱石灰让生成的二氧化碳能充分被B中碱石灰吸收,使量筒内收集到纯净的氧气(6)×100%6.已知某纯碱样品中含有少量NaCl杂质,为测定该样品中纯碱的质量分数,可用如图所示的装置进行实验。主要实验步骤如下:①按如图所示装置来组装仪器,并检查装置的气密性;②将ag纯碱样品放入锥形瓶中,加入适量蒸馏水溶解,得到纯碱样品溶液;③称量盛有碱石灰的U形管的质量为bg;④通过分液漏斗滴入6mol·L-1的硫酸,直到不再产生气体为止;⑤从导管A处缓缓鼓入一定量的空气;⑥再次称量盛有碱石灰的U形管的质量为cg;⑦重复步骤⑤和⑥的操作,直到U形管的质量基本不变,为dg。请回答下列问题:(1)在用托盘天平称量样品时,如果天平的指针向左偏转,说明___________。

(2)装置中干燥管B的作用是____________。

(3)如果将分液漏斗中的硫酸换成物质的量浓度相同的盐酸,测量结果将____________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。

(4)步骤⑤的目的是____________。

(5)步骤⑦的目的是____________。

(6)该样品中纯碱的质量分数为__________________。

(7)还可以用其他实验方法测定该样品中纯碱的质量分数。请简述一种不同的实验方法。___________________________

【解析】(1)用托盘天平称量样品时,如果天平的指针向左偏转,说明样品质量较大。(2)根据U形管的增重计算纯碱的质量,装置中干燥管B的作用是防止空气中的CO2与水蒸气进入U形管。(3)如果将分液漏斗中的硫酸换成物质的量浓度相同的盐酸,因盐酸有挥发性,使U形管的质量增重,测量结果将偏高。(4)步骤⑤的目的是将反应产生的CO2全部赶入U形管中。(5)步骤⑦的目的是保证产生的CO2被充分吸收、减小误差。(6)U形管反应前后质量增加(d-b)g,n(CO2)=mol,该样品中纯碱的质量分数是×100%。(7)也可以向一定量的纯碱样品溶液中加入足量BaCl2溶液,经过滤、洗涤、烘干、称量沉淀质量的方法测定样品中纯碱的质量分数。答案:(1)样品质量较大(2)防止空气中的CO2与水蒸气进入U形管(3)偏高(4)将反应产生的CO2全部赶入U形管中(5)保证产生的CO2被充分吸收、减小误差(6)×100%(7)向一定量的纯碱样品溶液中加入足量BaCl2溶液,经过滤、洗涤、烘干、称量沉淀质量的方法测定样品中纯碱的质量分数(其他合理答案均可)【归纳提升】差量法在化学方程式计算中的应用(1)所谓“差量”就是指反应过程中反应物的某种物理量之和(始态量)与同一状态下生成物的相同物理量之和(终态量)的差,这种物理量可以是质量、物质的量、气体体积、气体压强、反应过程中的热效应等。(2)计算依据:化学反应中反应物或生成物的量与差量成正比。(3)解题关键:一是明确产生差量的原因,并能根据化学方程式求出理论上的差值(理论差量)。二是结合题中的条件求出或表示出实际的差值(实际差量)。(4)解题步骤【加固训练】1.下列说法中正确的是 ()A.发酵粉中主要含有氢氧化钠,能使焙制出的糕点疏松多孔B.碘盐中的碘可以直接用淀粉检验C.碳酸氢钠可以用于治疗胃酸过多D.硫酸氢钠属于盐类,其水溶液显中性【解析】选C。发酵粉的主要成分