第二章+海水中的重要元素-钠和氯 单元活动构建 讲义 高一上学期化学人教版（2019）必修第一册+

单元活动2利用“海洋资源(NaCl)的应用”解决钠和氯及其化合物的问题及有关物质的量的计算任务内容任务一碳酸钠和碳酸氢钠的制备、鉴别与转化任务二氯气的制备、含氯化合物的性质探究任务三以物质的量为中心的相关计算浩瀚的海洋号称“蓝色的聚宝盆”，从海面到海底，蕴藏着种类繁多、数量巨大的资源。钠和氯既是海水中含量较高的元素，也是典型的金属和非金属元素。让我们以食盐的利用为例，来感受一下海水综合利用的价值吧！(一)侯氏制碱法(Na2CO3和NaHCO3)侯氏制碱法是我国化学工程专家侯德榜于1943年创立的，他以食盐(“海水晒盐”得到的氯化钠)、水、氨气、二氧化碳为原料，先制得碳酸氢钠和氯化铵，进而生产出纯碱。其工业流程如图所示：(二)氯碱工业(氯及其化合物的性质、物质的量)工业上用电解饱和NaCl溶液的方法来制取NaOH、Cl2和H2。电解饱和食盐水反应的化学方程式为2NaCl＋2H2O电解Cl2↑＋H2↑＋2NaOH。在常温下饱和食盐水的溶质的质量分数为26.5％，密度是1.33g·cm－碳酸钠和碳酸氢钠的制备、鉴别与转化活动1根据【任务导引】中(一)写出制备纯碱的化学方程式：______________________________。活动2侯氏制碱法最终制得的碳酸氢钠中含有碳酸钠。(1)______(填“能”或“不能”)用氢氧化钡溶液或澄清石灰水鉴别碳酸钠和碳酸氢钠溶液，原因是________________。(2)分别向等浓度的碳酸钠、碳酸氢钠的稀溶液中滴加同浓度的CaCl2溶液，产生的实验现象______(填“相同”或“不相同”)，原因是______。活动3制得的碳酸钠中含有碳酸氢钠，除去的方法是______。氯气的制备、含氯化合物的性质探究活动1侯氏制碱法得到的碳酸氢钠晶体中，可能含有的杂质离子有Cl－，实验室鉴定碳酸氢钠中含有氯化钠的方法是______________________________。活动2(1)实验室制备氯气的离子方程式为______。氯气与Ca(OH)2溶液反应的化学方程式为______。(2)漂白粉的有效成分是______。漂白粉失效时发生的主要反应是________________________________。活动3有同学查阅资料了解到，将漂白粉与浓盐酸混合会有氯气产生，请你写出反应的化学方程式：______。若反应中生成1mol氯气，转移电子的物质的量是______。以物质的量为中心的相关计算活动1NaCl的摩尔质量是______；根据【任务导引】(二)中饱和食盐水的数据计算该饱和食盐水的物质的量浓度约为________________。活动2取1L上述饱和食盐水，加入等体积的水稀释，所得溶液的溶质质量分数______(填“大于”“小于”或“等于”)13.25％，物质的量浓度为______(忽略混合前后溶液体积的变化)。活动3在【任务导引】(二)中若消耗1L的饱和NaCl溶液，理论上制得的氢氧化钠的物质的量是______；转移电子的物质的量是______；产生的气体在标准状况下的体积是______。[知识链接]以物质的量为中心的相关计算应用上述关系可解决不同量之间的转化，计算时可把已知量先换算成物质的量，再利用物质的量去转化，即“见量化摩”，使计算变得简单。1.下列关于Na2CO3和NaHCO3性质的说法不正确的是()A.热稳定性：NaHCO3＜Na2CO3B.在水中的溶解性：NaHCO3＜Na2CO3C.与盐酸反应的速率：NaHCO3＜Na2CO3D.等质量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量盐酸反应产生的CO2质量不同2.如图所示的“价－类”二维图中，a～f均为含氯元素的物质。下列叙述错误的是()A.若要使a→b，可加入氧化剂B.c的化学式为ClO2，可用作自来水消毒剂C.e的钾盐在MnO2催化下受热分解可制备O2D.f和空气中的CO2反应生成的d具有消毒功能，但f本身无氧化性3.(1)0.5mol某固体A的质量是30g，A的摩尔质量为______。(2)在同温同压同体积的条件下，H2与气体B的密度之比是1∶8，则B的相对分子质量为______。(3)在25℃、101kPa的条件下，同质量的CH4和C气体的体积之比是15∶8，则1molC的质量为______。(4)等质量的O2和O3所含原子个数比为______；等温等压下，等体积的O2和O3所含原子个数比为______，质量比为______。(5)10.8gR2O5中氧原子的数目为3.01×1023，则元素R的名称是______。(6)将10mL1.00mol·L－1Na2CO3溶液与10mL1.00mol·L－1CaCl2溶液相混合，则混合溶液中Na＋的物质的量浓度为______，混合溶液中Cl－的物质的量为______。(忽略混合前后溶液体积的变化)第二章质量评估(时间：90分钟分值：100分)一、选择题：本题共12小题，每小题2分，共24分。每小题只有一个选项符合题意。1.在指定条件下，下列选项所示的物质间转化能实现的是()A.Cl2(g)FeCl2(s)B.Cl2漂白粉C.HClO(aq)光照ClD.干燥红色布条红色布条褪色2.下列关于配制一定物质的量浓度溶液的说法，正确的组合是()①托盘天平可读取到小数点后一位(以克为单位)②托盘天平只能粗略地称量物质的质量，量筒只能粗略地量取液体的体积，严格地说，它们都不能与容量瓶——精确仪器配套使用③量筒内的残液必须冲洗下来，倒入容量瓶中④称量的固体(或量取的液体)可直接放入容量瓶中溶解(或稀释)⑤引流时，玻璃棒不能靠在瓶口上⑥定容摇匀后，若液面低于刻度线，可再次加水补齐A.①②⑤ B.①③④C.②④⑥ D.④⑤⑥3.将Cl2持续通入紫色石蕊溶液中，溶液颜色呈如图所示变化：下列关于导致溶液变色的粒子Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的判断正确的是()A.H＋、HClO、Cl2B.H＋、ClO－、Cl－C.HCl、ClO－、Cl－D.HCl、HClO、Cl24.(2022·广东卷)实验室用MnO2和浓盐酸反应生成Cl2后，按照净化、收集、性质检验及尾气处理的顺序进行实验。下列装置(“→”表示气流方向)不能达到实验目的的是()5.甲醛(HCHO)是室内污染物之一，可利用光催化将HCHO氧化为CO2和H2O。下列说法正确的是()A.1molO2含有12mol电子B.1molHCHO的质量为30gC.22gCO2分子含有0.5NA(用NA表示阿伏加德罗常数的值)氧原子D.标准状况下，1mol乙醇的体积为22.4L6.标准状况下，某种O2和N2的混合气体mg含有b个分子，则ng该混合气体在相同状况下所占的体积是()A.VmnbmNC.VmnNA7.以不同类别物质间的转化为线索，认识钠及其化合物。下列分析错误的是()A.反应③说明CO2具有酸性氧化物的性质B.反应④说明NaHCO3的热稳定性强于Na2CO3C.反应⑤、⑥可用于潜水艇中O2的供给D.常温下，Na和H2O反应生成NaOH和H2，说明Na是活泼金属8.我国科学家在人工合成淀粉方面取得重大颠覆性、原创性突破，首次在实验室实现以二氧化碳(CO2)为原料人工合成淀粉[(C6H10O5)n]。下列有关二氧化碳和淀粉的说法正确的是()A.常温常压下，1molCO2的体积约为22.4LB.等温等压下，同体积的CO和CO2的原子数之比为3∶2C.淀粉中C、H、O的质量之比为6∶10∶5D.22gCO2的物质的量为0.5mol9.用如图所示实验装置进行相关实验探究，不能达到实验目的的是()A.装置甲：称取一定质量的NaOH固体B.装置乙：验证Na2CO3和NaHCO3的热稳定性C.装置丙：验证Na2O2与水反应放热D.装置丁：证明Na能与水反应，且Na的密度比煤油大10.下列各组数据中，前者刚好是后者两倍的是()A.2molH2O的摩尔质量和1molH2O的摩尔质量B.200mL1mol·L－1氯化钙溶液中c(Cl－)和100mL2mol·L－1氯化钾溶液中c(Cl－)C.64g二氧化硫中氧原子数和标准状况下22.4L一氧化碳中氧原子数D.20％NaOH溶液中NaOH的物质的量浓度和10％NaOH溶液中NaOH的物质的量浓度11.已知反应：C＋2CuO高温Cu2O＋XA.X的化学式为CO2B.Cu2O的摩尔质量为144gC.每消耗0.2molCuO生成X的体积为2.24LD.消耗12gC时，转移电子数为2NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)12.氯及其化合物的“价－类”二维图体现了化学变化之美。下列说法不正确的是()A.a在水中完全电离B.新制的b的水溶液光照一段时间后酸性增强C.在c的水溶液中加入几滴紫色石蕊溶液，观察到的现象是溶液变红D.实验室可以用f固体制取氧气二、选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题有一个或两个选项符合题意，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。13.某实验小组通过如图所示实验探究Na2O2与水的反应。下列说法不正确的是()A.②中的大量气泡主要成分是氧气B.③中溶液变红，说明有碱性物质生成C.④中现象可能是由振荡时溶液与空气中二氧化碳反应造成的D.⑤中气体是H2O2分解产生的氧气14.在探究新制氯水成分及性质的实验中，依据下列方法和现象，不能得出相应结论的是()选项实验方法实验现象实验结论A观察氯水颜色氯水呈浅黄绿色氯水中含氯气B向饱和NaHCO3溶液中加入足量氯水有无色气体产生氯水中含HClOC向红色纸条上滴加氯水红色纸条褪色氯水具有漂白性D向FeCl2溶液中滴加氯水溶液变成棕黄色氯水具有氧化性15.配制一定物质的量浓度的NaOH溶液，下列操作正确的是()A.称量时，应将NaOH固体放在称量纸上称量B.为减小误差，容量瓶必须干燥才可使用C.定容时若加水超过了刻度线，可用胶头滴管直接将多余溶液吸出D.将称量的NaOH固体置于小烧杯中溶解，待溶液冷却至室温再转移16.用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列有关说法正确的是()A.25.0g质量分数为34％的H2O2溶液中，含氧原子数为0.5NAB.常温常压下，11gCO2中含有0.75NA个原子C.标准状况下，0.1NAH2、0.2NAO2、0.3NAN2和0.4NACO2组成的混合气体的体积约为22.4LD.1L0.3mol·L－1的NaCl溶液中含有0.3NA个NaCl分子17.为探究碳酸氢钠溶液作为植物光合作用的碳源，并测定碳酸氢钠的分解率。某兴趣小组同学在乙瓶中装入100mL0.5mol·L－1的碳酸氢钠溶液，利用下图所示装置进行实验。下列说法正确的是()A.甲、丁瓶中氢氧化钠溶液的作用完全相同B.反应结束后，乙瓶溶液pH减小C.丙中发生反应的离子方程式为CO2＋2OH－CO32－D.若反应结束丙瓶产生0.197g沉淀，则碳酸氢钠的分解率为4％三、非选择题：本题共5小题，共56分。18.(9分)物质类别和核心元素的价态是学习元素及其化合物性质的两个重要认识视角。如图所示分别为钠和氯及其化合物的“价－类”二维图，请回答下列问题：(1)填写二维图中缺失的化学式：①______、②______。(2)物质③常用于实验室制取O2，则③的化学式是______。(3)从物质类别角度看，HClO属于______，一般能与下列______(填字母序号)类别的物质发生反应。a.金属单质b.非金属单质c.酸性氧化物d.碱性氧化物e.酸f.碱g.盐从化合价角度看，HClO______(填“有还原性”“有氧化性”或“既有氧化性又有还原性”)。已知少量HClO与Na2SO3溶液反应有Na2SO4生成，该反应的离子方程式为______。(4)氢化钠(NaH)可在野外用作生氢剂，NaH用作生氢剂时的化学反应原理为NaH＋H2ONaOH＋H2↑，标准状况下生成4.48LH2，转移电子的物质的量是______(5)二氧化氯(ClO2)是一种新型自来水消毒剂，用ClO2代替Cl2对饮用水进行消毒可避免产生对人体有害的有机氯化物。ClO2能杀死水中的病菌，起到消毒的作用，是因为ClO2具有______(填“强还原性”或“强氧化性”)。19.(12分)钠元素在自然界中都以化合物的形式存在，钠的单质和化合物用途广泛，回答下列问题：Ⅰ.(1)采用空气和Na为原料可制备Na2O2。空气与熔融的金属Na反应前需依次通过的试剂为______、______(填字母序号)。a.浓硫酸b.饱和食盐水c.NaOH溶液d.KMnO4溶液(2)向酸性KMnO4溶液中加入Na2O2粉末，观察到溶液褪色，发生反应：______MnO4－＋______Na2O2＋________Mn2＋＋______Na＋＋______O2↑＋______。配平上述离子方程式，并用单线桥法表示电子转移的方向和数目该反应说明Na2O2具有______(填“氧化性”“还原性”或“漂白性”)。Ⅱ.某研究性学习小组的同学，为测定某种含有少量Na2O的Na2O2试样中Na2O2的含量，称取wg样品与足量的水反应，测定生成气体在通常状况(约20℃，1.01×105Pa)下的体积，设计了如图所示的实验装置进行探究。(3)装置中导管a的作用是______________________________。(4)反应前后量气管中液面读数分别为V1mL、V2mL(实验条件下的气体摩尔体积为VmL·mol－1)，试计算试样中Na2O2的质量分数：______。(5)通过实验，测得该试样中Na2O2的质量分数偏高，产生这种现象的原因可能是______(填字母序号)。a.反应后测定气体体积时水准管的水面低于量气管的水面b.锥形瓶中留有反应生成的气体c.测定气体体积时未冷却至室温20.(12分)某学生欲配制6.0mol·L－1的H2SO4溶液1000mL，实验室有三种不同体积、不同浓度的H2SO4溶液：①480mL0.5mol·L－1的H2SO4溶液；②150mL25％的H2SO4溶液(ρ＝1.18g·mL－1)；③足量的18mol·L－1的H2SO4溶液。有三种规格的容量瓶：250mL、500mL、1000mL。老师要求把①②两种H2SO4溶液全部用完，不足的部分用③来补充。请回答下列问题：(1)实验所用25％的H2SO4溶液的物质的量浓度为______mol·L－1(保留1位小数)。(2)配制该H2SO4溶液应选用的容量瓶的规格为______mL。(3)配制时，该同学的操作顺序如下，请将操作步骤B、D补充完整。A.将①②两溶液全部倒入烧杯中混合均匀；B.用量筒准确量取所需的18mol·L－1的H2SO4溶液______mL，沿烧杯内壁倒入上述混合液中，并用玻璃棒搅拌，使其混合均匀；C.将混合均匀的H2SO4溶液沿玻璃棒注入所选的容量瓶中；D.________________；E.振荡，继续向容量瓶中加水，直到液面接近刻度线1～2cm处；F.改用胶头滴管加水，使溶液的凹液面最低处恰好与刻度线相切；G.将容量瓶盖紧，摇匀。(4)如果省略操作D，对所配溶液浓度有何影响？______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。(5)进行操作C前还需注意________________。21.(10分)Na2CO3和NaHCO3在生产、生活中应用广泛。请回答下列问题：(1)实验室有两瓶丢失了标签的Na2CO3固体和NaHCO3固体(标记为A、B)。某实验小组通过以下实验方案探究A、B的成分：实验操作实验现象实验结论在两支试管中分别加入少量A、B，再分别滴加几滴水，振荡，将温度计分别插入其中A：温度计读数下降B：温度计读数上升A为______(填化学式)，B为______(填俗称)(2)取8.40gNaHCO3固体，加热一段时间，将剩余固体分成三等份，分别取三份固体进行实验。下列能够说明NaHCO3固体已经完全分解的是______(填字母序号)。A.加水溶解，向其中滴加澄清石灰水，有白色沉淀产生B.称量固体，然后继续加热，冷却后再次称量所得固体，质量不变C.加入过量的盐酸，充分反应后将溶液蒸干，所得固体质量为1.95g(3)称取3.80gNa2CO3和NaHCO3的固体混合物，加热至恒重，然后用足量稀盐酸溶解残留固体，收集到1.32g气体，则原混合物中Na2CO3的质量分数为______。22.(13分)某化学兴趣小组在实验室制取漂白粉，并探究氯气与石灰乳反应的条件和产物。已知：氯气和碱的反应为放热反应，温度较高时，氯气和碱还能发生反应：3Cl2＋6OH－△5Cl－＋ClO3－＋3H请回答下列问题：(1)①甲装置用于制备氯气，反应的化学方程式是______。乙装置的作用是______。②该兴趣小组用100mL12mol·L－1盐酸与8.7gMnO2反应制备氯气，并将所得氯气与过量的石灰乳反应，则理论上最多可制得______gCa(ClO)2。(2)该小组成员发现，产物中Ca(ClO)2的质量明显小于理论值。为了探究反应条件对产物的影响，他们另取一定量的石灰乳，向其中缓慢、匀速地通入足量氯气，得出了ClO－、ClO3－两种离子的物质的量(n)与反应时间(t)的关系曲线，表示为下图(不考虑氯气和水的反应①图中曲线Ⅱ表示______(填离子符号)的物质的量随反应时间变化的情况。②所取石灰乳中含有Ca(OH)2的物质的量为______mol。(3)为了提高Ca(ClO)2的产率，可对丙装置进行适当改进。请你给出一种改进方法：______________________________。

单元活动构建单元活动2利用“海洋资源（NaCl）的应用”解决钠和氯及其化合物的问题及有关物质的量的计算【任务导引】任务一1.提示：NH3＋CO2＋NaCl＋H2ONH4Cl＋NaHCO3↓、2NaHCO3△Na2CO3＋CO2↑＋2.提示：（1）不能。碳酸钠和碳酸氢钠溶液均与它们反应产生白色沉淀。（2）不相同。碳酸钠溶液中产生白色沉淀，而碳酸氢钠溶液中无明显现象。3.提示：取产品加热至恒重。任务二1.提示：取样品少许，溶解，加入硝酸酸化的AgNO3溶液，若出现白色沉淀，则说明碳酸氢钠中含有氯化钠。2.提示：（1）MnO2＋4H＋＋2Cl－△Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O；2Cl2＋2Ca（OH）2CaCl2＋Ca（ClO）（2）Ca（ClO）2；CO2＋Ca（ClO）2＋H2OCaCO3↓＋2HClO，2HClO光照2HCl＋3.提示：Ca（ClO）2＋4HCl（浓）CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O；1mol任务三1.提示：58.5g·mol－1；6mol·L－1。c＝1000mL·L－1×1.33g·m2.提示：大于；3mol·L－1。NaCl溶液的密度大于水，取1L饱和NaCl溶液，加入等体积的水稀释，所得溶液的质量小于原来的2倍，则溶质质量分数大于13.25％；忽略混合前后溶液体积的变化，体积变为原来的2倍，物质的量浓度变为原来的一半，即3mol·L－1。3.提示：6mol；6mol；134.4L。1L饱和食盐水中含有NaCl的物质的量为1L×6mol·L－1＝6mol，由化学方程式2NaCl＋2H2O电解Cl2↑＋H2↑＋2NaOH知，生成6molNaOH，转移6mol电子，生成3molCl2、3molH2，产生气体在标准状况下的体积是6mol×22.4L·mol－1＝134.4【活动达标】1.C解析：Na2CO3加热不易分解，NaHCO3加热易分解：2NaHCO3△Na2CO3＋H2O＋CO2↑，A项正确；相同条件下Na2CO3的溶解度大于NaHCO3的溶解度，B项正确；NaHCO3与盐酸反应的速率比Na2CO3大，C项错误；由反应Na2CO3＋2HCl