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文档简介

第二单元金属钠及融的化合物

【课标要求】1.结合真实的情境中的应用实例或通过实验探究,了解钠及其重

要化合物的主要性质,了解这些物质在生产、生活中的应用。

2.结合实例,认识钠及其化合物的多样性,了解通过化学反应可以探索物质性质,

实现物质的转化。

夯•必备知识

一、钠和钠的氧化物

(一)钠的性质与制备

I.钠的物理性质

颜色银白色,有金属光泽

密度p(H20)2p(Na)2M煤油)

熔点低于100C

硬度质地软,可以用小刀切割

传导性可导电、导热

2.钠的化学性质

从原子结构认识钠的还原性:

Na@})y'02>02、既、PT等Na®},

(1)与非金属单质反应

[常温:4Na+O2=2Na2。

①。2△

[加热:2Na+O2q=Na2O2

②Cb:2Na+Cbq=2NaCl(黄色火焰,白烟)

③S:2Na+S=Na2s(研磨爆炸)

(2)与水反应

,、作氧化剂

离子方程式:2Na+2H2O=2Na++2OFT+H2t。

(3)与盐酸反应

离子方程式:2Na+2H'=2Na++H2f。

(4)钠与盐反应

①钠与盐溶液反应

''»理解成先与水反应,生成的碱再与盐反应

如Na投入CuSCh溶液中,反应的离子方程式为2Na+2H2O+CF=2Na++

Cu(0H)2I+H2to

②钠与熔融盐反应:

4Na+TiCk熔^融^Ti+4NaCl。

3.钠的制取及保存

邈尸电解熔砸氯化钠:2NaCl(熔融)理2Na+Cy

命尸密封保存,通常保存在煤辿或石蜡油中

4.钠的用途

制取Na?。?等钠、钾合金可用于原

化合物『子反应堆的导热剂

用作电光源,人人作强还原剂,冶炼钛

制作高压钠灯等金属

(二)钠的氧化物——氧化钠、过氧化钠

属于过氧化物不是碱性氧化物

1.氧化钠与过氧化钠的比较

NA2.Q2

♦**

*

化学式Na?O

阳离子与阴离子数之比

是2:1而不走1:1

••

电子式Na[:():了NaNa[:():():]2Na

氧兀素化合价-2-1

色、态亘色固体淡黄色固体

与水反应Na2O+H2O=2NaOH2NaO+2H20==4NaOH+Cht

与C02反应Na2O+CO2=Na2cO32Na2O2+2CCh=—2Na2co3+O2

Na2O+2HCI=2NaCl+2Na2O2+4HCl=4NaCI+2H2O

与盐酸反应

H2O+O2t

用途氧化剂、供氧剂、漂白剂

I提醒,

1molNa2O2与足量水(或CCh)反应时转移电子数是NA而不是2NA。

2.Na2O2的强氧化性与还原性

从元素化合价角度分析Na2O2的性质:

X失去电子,化合价升直X得到电子,化合价降低

5表现为还原性""5"0

(l)Na2O2的强氧化性

遇SO2、Fe2\SOF>S2一等还原剂时能被Na2O2氧化。

⑵遇KMnCh等强氧化剂时,表现出还原性,氧化产物为Q。

⑶遇CO?、H2。、H'时则会发生自身的氧化还原反应。

【诊断1】判断下列叙述的正误(正确的划“J”,错误的划“X”)。

(1)金属钠在石棉网上加热时,先熔化成银白色小球,然后剧烈燃烧,产生黄色火

焰(J)

(2)金属钠着火时,可用泡沫灭火器灭火(X)

(3)1molNa与足量。2分别在加热和常温条件下充分反应失去电子数一样多(J)

(4)1molNa2(h固体中含离子总数是4NA(X)

二、碳酸钠和碳酸氢钠

1.物理性质和用途

名称碳酸钠碳酸氢钠

化学式Na2co3NaHCCh

俗名纯碱或苏打小苏打

水溶性易溶于水易溶于水,溶解度比Na2c03小

水溶液酸碱性碱性弱碱性

用于玻璃、肥皂、合成洗涤灭火器、治疗胃酸过多、发酵粉

主要用途

剂、造纸等工业中的主要成分之一

2.化学性质(书写化学方程式)

过量

NaCO.+2HCl=2NaCl+HO+COf

Ca(0H)22t22

溶液一

1Na2CO3+Ca(()H)2=CaCO.J+2Na()H

BaCl

|溶液2

Na2CO,+BaCL^=BaCOj+2NaCI

NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2t

Ca(OH),过量HCO「OH-+Ca”=

Ca(OH),

溶液CaCOJ+H2。

离子Ca(OH)?少坡Ca2*+2OH+2HC0;

NaHCO-

3反应-

CaCOj+COj+2H2O

BaCI;稀迸液.无明显现象

受执分解

・2NaHCO=Na2CO,+H2O+CO2f

3.相互转化

z八八①CO2+H2O;②适量H+zoUkc

NazCCh①固体加热;②适量OH-NaHCO3

向饱和Na2c03溶液中通入足量C02的化学方程式:

Na2cCh+H2O+CO2=2NaHCO3I。

向NaHCCh溶液中加入适量NaOH溶液的离子方程式:HCO》+OH==CO^+

H2Q0

4.碳酸钠的制备——侯氏制碱法

(1)制备原理

产生NaHCCh的反应:NH3+NaCl+CO2+H2O=NaHCO3I+NH4CI。

产生Na2cO3的反应:2NaHCO3^=Na2CO3+CO2t+H2O。

(2)工艺流程

(3)绿色化学理念

①二氧化碳使用合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气,从而减少了温室气体的排

放。

②工艺流程中循环使用的物质是CQz、母液(含NaCD。

【诊断21判断下列叙述的正误(正确的划“J”,错误的划“X”)。

(1)苏打是面包发酵粉的主要成分之一(X)

(2)相同温度下溶解度:小苏打〈苏打,热稳定性:Na2CO3>NaHCO3(V)

⑶向Na2co3饱和溶液中通入足量CO2,会有NaHCO3晶体析出(J)

(4)NaHCCh能与酸反应,故可用作胃酸中和剂(

三、碱金属元素、焰色反应

1.碱金属的相似性和递变性(由Li->Cs)

依据对角线规则,Li的性质与Mg相似

相似性递变性

电子层数逐渐增多

原子结构最外层均有1个电子核电荷数逐渐增大

原子半径逐渐增大

具有较强的金属性,最高正

元素性质金属性逐渐增强

价均为+1价

Na、K反例,钠的密度大于钾

单物理(除Cs外)都呈银白色,密度

质性质较小,熔、沸点较低密度总体上增大,熔、沸点逐

性渐降低

质化学

都具有较强的还原性还原性逐渐增强

性质

2.焰色反应

(1)焰色反应:杲些金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特征颜色,属

于物理变化,是元素的性质。

(2)焰色反应的操作

将洁净的铝丝在酒精灯火焰上灼烧

干烧一

至与原火焰颜色相同为止

,蘸取待测溶液,在酒精灯外焰I:灼

蘸烧一

烧,并观察火焰的颜色

,川稀盐酸洗净伯丝•并在酒精灯外

洗烧—

焰上灼烧至与原来火焰颜色相同

(3)常见金属元素的焰色

钾遗过蓝色钻玻璃)

金属

钠钙银铜

元素

作用是滤去黄光

焰色黄色紫色砖红色黄绿色绿色

【诊断3】判断下列叙述的正误(正确的划“J”,错误的划“X”

(l)Li、Na、K、Rb、Cs的熔、沸点依次减小,密度依次增大(X)

(2)用钳丝蘸取某碱金属的盐溶液灼烧,火焰呈黄色,证明其中含有Na,(J)

⑶碱金属元素Li、Na、K都可以保存在煤油中(X)

(4)Li在空气中加热可快速反应生成Li2O2(X)

提•关键能力

考点一钠和其氧化物的性质与应用

【典例1】20()°C时,11.6gCO2和水蒸气的混合气体与足量的Na2O2充分反应

后固体质量增加了3.6g,则原混合气体的总物质的量是()

A.0.125molB.O.25mol

C.0.5molD.0.1mol

答案C

解析CO2、水蒸气分别与足量Na2O2反应时,固体相当于吸收了CO2中的“CO”、

水蒸气中的“H2”。根据质量守恒定律可知,生成02的质量为11.6g—3.6g=8g,

8.

n(O2)=—―4^=0.251X01,根据NazCh与HzO(g)、CCh反应的物质的量的关系

3乙g-moi

可知,CO2和1120(g)的物质的量之和为0.25molX2=0.5molo

I规律方法,

NazCh与C02、氏0反应的四个角度

角度一“氧化还原”角度

Imol的NazCh不论与水还是与CO?反应均生成0.5mol的O2,转移1mol的电

子。

角度二“物质的量”角度

若CO2和水蒸气的混合气体(或单一气体)通过足量的Na2O2,则气体体积减小的

量等于原混合气体体积的/且等于生成氧气的体积。

角度三“先后顺序”角度

Na2O2与水蒸气、CO2混合气体反应时,Na2O2应视为先与CO2反应生成Na2co3,

CO2反应完后,剩余的Na2O2再与水蒸气反应生成NaOHo

角度四“固体质量”角度

1moINazCh与足量CO2、H2O分别完全反应时相当于吸收了28g“CO”、2g“比”。

题组一钠的性质与应用

1.金属钠是一种活泼金属,除了具有金属的一般性质外,还具有自己的特性。下

列关于钠的叙述中正确的是()

A.钠是银白色金属,熔点低,硬度大

B.钠放置在空气中,会迅速被氧化而生成淡黄色的Na20

C.在氧气中加热时,金属钠剧烈燃烧,发出黄色火焰

D.金属钠着火时,可用泡沫灭火器或干燥的沙土灭火

答案C

解析钠可用小刀切割,硬度小,A错误;钠放置在空气中,被缓慢氧化生成白

色的Na2O,B错误;Na能与H2O、CCh反应,故钠着火时只能用细沙盖灭,D

错误。

2.Q021J月福建适应性考试)钠在液氨中溶剂化速度极快,生成蓝色的溶剂合电子,

如图为钠投入液氨中的溶剂化图。钠沉入液氨中,快速得到深蓝色溶液,并慢慢

产生气泡。下列说法错误的是()

Na

A.钠的密度比液氨大

B.溶液的导电性增强

C.0.1mol钠投入液氨生成0.01molH2时,Na共失去0.02mol电子

D.钠和液氨可发生以下反应:2NH3+2Na=2NaNH2+H2t

答案C

解析钠沉入液氨说明钠的密度比液氨大,A正确;液氨中没有能导电的离子,

而钠投入液氨中生成蓝色的溶剂合电子,能导电,说明溶液的导电性增强,B正

确;0.1mol钠投.入液氨中,由于溶剂化速度极快,生成01moib(NH3M氨合电

子)时钠已经失去0.1mole-,故生成0.01molH2时,Na失去0.1mole,C错误;

反应中钠失去电子,只能是氢元素得到电子,所以钠和液氨可发生以下反应:

2NH3+2Na=2NaNH2+H2t,D正确。

题组二钠的氧化物的性质与应用

3.下列对Na2O2的叙述中,正确的是()

A.NazCh能与酸反应生成盐和水,所以NazCh是碱性氧化物

B.NazCh能与水反应,所以NazCh可以作气体的干燥剂

C.NazCh与C02反应产生氧气,可用于呼吸面具中供氧剂

D.N32O2与C02反应时,Na2O2只作氧化剂

答案C

解析Na2€h能与酸反应生成盐、水和氧气,所以不是碱性氧化物,A错误;NazCh

能与水反应,但生成氧气,引入杂质,NazCh不能作气体的干燥剂,B错误;NazO2

与CO2反应时,Na2O2既是氧化剂又是还原剂,D错误。

考点二碳酸钠和碳酸氢钠的性质及应用

【典例2](2021•青岛模拟)有两试管分别装有Na2c03和NaHCCh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的为Na2cCh

B分别加入等浓度的稀盐酸反应较剧烈的为Na2cCh

C分别加入CaCb溶液产生沉淀的为Na2co3

D逐滴加入等浓度的盐酸立即产生气泡的为Na2cCh

答案c

解析NaHC03和Na2c03的溶液均与澄清石灰水反应产生白色沉淀,A项错误;

NaHCCh溶液与稀盐酸反应更剧烈,B项错误;滴加等浓度的盐酸,立即产生气

泡的是NaHCCh,D项错误。

|规律方法,

❶鉴别Na2c03和NaHCO?的四种方法

(1)利用热稳定性不同

无明显变化的是Na2C()3

m•加热

固体----

放出无色且能使澄清石灰水变

浑浊气体的是NaHC()3

(2)相同条件下利用反应速率不同

产生气泡速率快的是\aIIC()3

固体

盐酸产生气泡速率慢的是Na2c(%

(或

<滴加盐酸立即产生气泡的是NaHC(八

溶液)

滴加盐酸开始不产生气泡的是、a2c(%

(3)利用阴离子<的不同

产生白色沉淀的是

f-►

曹BaCl2溶液"('()

液或CaCl?溶液不产生白色沉淀的是

―►

NaHC()3

(4)利用溶液的碱性不同

、六液测相同浓度「PH大的是Na2C():1

浴溶液的pHLpH小的是NaHCO3

❷Na2co3、NaHCCh与酸反应的比较

(1)速率:相同条件下,NaHCCh放出C02的速率比Na2c03快。

(2)耗酸量:等质量或等物质的量的Na2c03与NaHCCh均为前者耗酸量多。

(3)CCh的生成量

①等物质的量的Na2c03、NaHCCh分别与足量的盐酸反应,产生CCh的量相等。

②等质量的Na2co3、NaHCCh分别与足量的盐酸反应,NaHCCh产生的CCh多。

③等物质的量的HCI与足量的Na2co3、NaHCCh分别反应,NaHCCh产生的CCh

多。

【题组训练】

1.某同学用Na2c03和NaHCCh溶液进行如图所示实验。下列说法中正确的是

()

1inL0.5mul、LTCuCl2溶液

1mL().5mol•L_|

1mL0.5mol,L_|

Na2co苒液'NaHCO,;溶液

白色沉淀白1色沉淀

产生气泡

A.实验前两溶液的pH相等

B.实验前两溶液中离子种类完全相同

C.加入CaCb溶液后生成的沉淀一样多

D.加入CaCb溶液后反应的离子方程式都是COr-FCa2+=CaCO3\

答案B

解析CO歹的水解程度大于HCO1,Na2c03溶液的pH较大,A项错误;实验前

两溶液中都存在Na-、COM、HCO£H+、OH,B项正确;题图中左、右两支

试管中发生反应的离子方程式分别为COr+Ca24=CaCO3\.Ca2++2HCO3

=CaC0.3I+H2O+CO2t,右边试管中HC03不足,生成的沉淀比左边试管中

的沉淀少,故C、D项均错误。

2.下列可以用来判定碳酸氢钠粉末中混有碳酸钠的实验方法是()

A.溶于水后,滴加稀的氯化钢溶液有白色沉淀生成

B.溶于水后,滴加澄清石灰水有白色沉淀生成

C.加热时有无色气体放出

D.滴加盐酸时有气泡产生

答案A

解析溶于水后,滴加稀的氯化钢溶液有白色沉淀生成,白色沉淀为碳酸铁,故

A选;B.二者均与石灰水反应生成白色沉淀,不能判定,故B不选;C.加热时生

成气体,证明有NaHCCh,但无法确定是否有Na2co3,故C不选;D.均与盐酸反

应生成无色气体,故D不选。

考点三碱金属元素性质的递变性和焰色反应

题组一碱金属元素性质的递变规律

1.下列有关铀及其化合物的说法不正确的是()

A.CsOH的碱性比KOH的强

B.铜与水或稀盐酸反应剧烈,都生成H?

C.Cs的还原性比Na的强,故Na+的氧化性强于Cs+

D.Li的金属性比Cs的强

答案D

解析根据元素周期律,Cs的金属性比K强,故CsOH的碱性比KOH强,A项

正确;Cs的性质与钠相似,Na能与水或稀盐酸反应产生H2,故Cs也能与水或

稀盐酸反应产生H2,且反应更剧烈,B项正确;Cs的还原性强于Na,则Na+得

电子能力比Cs+强,即氧化性:Na+>Cs+,C项正确;Li、Cs均为碱金属元素,

Cs的电子层数多,更容易失去最外层电子,故金属性:Cs>Li,D项错误。

2.碱金属钻(Fr)具有放射性,它是碱金属元素中最重的元素,根据碱金属元素性质

的递变规律预测其性质,其中不正确的是()

A.在碱金属元素中它具有最大的原子半径

B.钻在空气中燃烧时,只生成化学式为Fr2O的氧化物

C.它的氢氧化物的化学式为FrOH,这是一种极强的碱

D.它能与水反应生成相应的碱和氢气,由于反应强烈而发生爆炸

答案B

解析根据同主族元素性质的递变规律,从金属锂到金属物随原子序数的递增,

原子半径逐渐增大,元素的金属性逐渐增强,最高价氧化物对应的水化物的碱性

逐渐增强,与水反应的剧烈程度逐渐增强,与氧气反应的产物越来越复杂,可以

生成过氧化物、超氧化物甚至臭氧化物等。

I名师点拨t----------------

碱金属的特殊性

❶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。

❷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。

❸碱金属跟氢气反应生成的碱金属氨化物都是离子化合物,其中氢以H一形式存在,

显一1价,碱金属氢化物是强还原剂。

如NaH与水反应:NaH+H2O=NaOH+Hzto

❹与O2反应4Li+O20=2Li2。、2Na+O2=^=Na2O2,K、Rb、Cs与O2反应

生成结构更复杂的物质。

题组二焰色反应

3.用光洁的钳丝蘸取某无色溶液在无色火焰上灼烧,直接观察到火焰呈黄色,下

列判断正确的是()

A.只含有Na+

B.一定含有Na+,可能含有K+

C.既含有Na=又含有K+

D.可能含有Na+,可能还含有K—

答案B

解析Na元素的焰色为黄色,K元素的焰色为紫色,但黄色会遮盖紫色,所以不

能判断是否含有K元素。

4.利用焰色反应,人们在烟花中有意识地加入特定金属元素,使焰火更加绚丽多

彩。下列说法中正确的是()

A.非金属单质燃烧时火焰均为无色

B.NaCl与Na2c03灼烧时火焰颜色相同

C.焰色反应均应透过蓝色钻玻璃观察

D.只有金属单质灼烧时火焰才有颜色

答案B

解析氢气在氧气中燃烧发生淡蓝色火焰,在氯气中燃烧发出苍白色火焰,A错

误;NaCl与Na2cCh灼烧时均表现为钠元素的焰色,均为黄色,B正确;只有钾

元素的焰色反应需要透过蓝色钻玻璃观察,以避免钠元素的干扰,C错误;很多

非金属单质燃烧时火焰也会有颜色,D错误。

微专题7碳酸钠质■分数测定的实验探究

【核心归纳】

测定碳酸钠质量分数的常用方法

1.气体法

(1)测定原理:Na2cCh+H2sCh=Na2sO4+H2O+CO2f。

依据CO2的体积确定Na2c03的物质的量,进而确定纯碱中Na2co3的含量。

(2)实验操作:向mg纯碱样品中加入足量的稀硫酸,准确测量产生C02气体的体

积为VmL(已折算为标准状况)。

(3)数据处理

纯碱样品中Na2co3的质量为少为imolX106g,mo「1=」)器)g,则纯碱样品中

106V

ME0八3M22400g53V

Na2cO3的质量分数为〃-X1()()%=市五%。

2.沉淀法

⑴测定原理:Na2cO3+BaCb=BaCO3I+2NaClo

依据BaCCh沉淀的质量,确定Na2c03的质量,进而确定纯碱中NazCCh的含量。

⑵实验操作:先将纯碱样品溶于水配成溶液,向溶液中加入过量的BaCb溶

液,经过滤、洗涤、干燥得BaCCh沉淀的质量为〃g。

(3)数据处理

纯碱样品中Na2cCh的质量为而蠡户X106gmol「=¥^g,则纯碱样品中

106〃

----g

Na2CO3的质量分数为乎?义1。。%=舞X10()%=嚅*%。

3.双指示剂滴定法(酚猷、甲基橙)

(1)Na2cCh、NaHCCh、混合物

①测定原理:

先以酚St作指示剂:Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3

再以甲基橙作指示剂:NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2t

②实验操作:

a.准确称量样品mg加蒸馀水配成溶液。

b.向所得溶液中先滴入1〜2滴酚酸试液,然后逐滴加入1mol/L的稀盐酸,当溶

液由红色变成浅红色且半分钟颜色不发生变化时,消耗盐酸的体积为VimLo

c.再向溶液中滴入1〜2滴甲基橙试液,然后逐滴加入1mol/L的稀盐酸,当溶液

由黄色变成橙色且半分钟颜色不发生变化时,消耗盐酸的体积为V2,且

>0o

③数据处理:

样品中Na2c。3的物质的量:1mol/T,XViX10_3T.=ViX10-3mol

vxlO-moix106g-mol「10.6W

则样品中Na2co3的质量分数为:X10()%=%。

〃2gm

(2)Na2co3、NaOH的混合物

①测定原理:

先以酚酝作指示剂:NaOH+HCl=NaCl+H2O

Na2cO3+HCl=NaHC03+HC1

再以甲基橙作指示剂:NaHC03+HCl=NaCl+H2O+CO2t

②实验操作

a.准确称量样品mg加蒸馀水配成溶液。

b.向所得溶液中先滴入1〜2滴酚酸试液,然后逐滴加入Imol/L的稀盐酸,当溶

液由红色变成浅红色且半分钟颜色不发生变化时,消耗盐酸的体积为VimLo

c.再向溶液中滴入1〜2滴甲基橙试液,然后逐滴加入1mol/L稀盐酸,溶液由黄

色变成橙色,且半分钟颜色不发生变化时,消耗盐酸的体积为3mL,且

>0o

③数据处理

3

样品中〃(Na2co3)=NaHCO3消耗盐酸的物质的量=1mol/LXWXl(rL=V2X1()

3mol,

31

,vnMV2X10molX106g-mol10.6V2

样品中Na2cCh的质量分数为--------------息-------X100%=——%o

【典例】为了测定NaCKNa2CO3l0H2O和NaHCCh的混合物中各组分的含量,

某同学设计如下实验:取一定质量的混合物,通过测量反应前后②和③装置质量

的变化,测定该混合物中各组分的质量分数。下列说法中错误的是()

A.①②③中可以依次盛装碱石灰、无水Ca02、碱石灰

B.硬质玻璃管加热前,应关闭b,打开a,缓缓通入空气,直至a处出来的空气不

再使澄清石灰水变浑浊为止

C.若将①装置换成盛放NaOH溶液的洗气瓶,则测得的NaCl含量偏小

D.实验过程中先停止通入空气,再停止加热

答案D

解析根据实验目的和装置的连接顺序可知:装置①用于吸收空气中的CO2和水

蒸气,可以使用碱石灰;装置②吸收Na2co3」()凡。和NaHCCh分解生成的水蒸

气,可以使用无水CaCL;装置③吸收碳酸氢钠分解生成的CO2,使用碱石灰,A

项正确;实验前必须将装置中的水蒸气和CO2赶净,避免影响测定结果,硬质玻

璃管加热前,应关闭b,打开a,缓缓通入空气,直至a处出来的空气不再使澄清

石灰水变浑浊为止,B项正确;若将①装置换成盛放NaOH溶液的洗气瓶,则会

增加水的质量,使测得Na2CO310H2O和NaHCOa的含量偏高,NaCl的含量偏低,

C项正确;实验过程中一直通入空气,停止加热后继续通入空气使存留在装置中

的C02和水蒸气完全被吸收,D项错误。

【图解分析】

【专题精练】

1.为精确测定工业纯碱中碳酸钠的质量分数(含少量NaCl),准确称量Wg样品进

行实验,下列实验方法所对应的实验方案和测量数据合理的是()

选项实验方法实验方案测量数据

将样品配成100mL溶液,取10mL,力口

A滴定法消耗盐酸的体积

入酚献,用标准盐酸滴定

将样品与盐酸反应,生成的气体全部被碱碱石灰增加的质

B量气法

石灰吸收量

将样品放入烧瓶中,置于电子天平上,加

C重量法减少的质量

入足量盐酸

将样品与盐酸反应,气体通过排水量气装

D量气法排出水的体积

置量气

答案A

解析用酚献作指示剂时,Na2co3与盐酸发生反应Na2cCh+HCl=NaCl+

NaHCO"依据消耗盐酸的量可以计算出样品中7a的量,进而确定样品中

Na2c03的质量分数,A项正确;测量碱石灰增重的方法是重量法而不是量气法,

碱石灰增加的质量还包括水蒸气、氯化氢等,B项错误;样品中加入足量盐酸,

因盐酸的质量未知,无法通过重量法测量Na2cCh的质量,C项错误;因部分CCh

能溶解到水里,与水反应生成H2c03,故排出水的体积并不是CO2的体积,D项

错误。

2.(2021.湖南卷节选)碳酸钠俗称纯碱,是一种重要的化工原料。以碳酸氢核和氯

化钠为原料制备碳酸钠,并测定产品中少量碳酸氢钠的含量,过程如下:

步骤I.Na2c03的制备

蒸播水碳酸氢氨粉末

溶搅拌一滤液

化麻置

钠30-35七

抽滤

水浴■•晶体A-洗涤抽干-

碳酸钠卜|3°。一加热一

步骤H.产品中NaHCCh含量测定

①称取产品2.500g,用蒸储水溶解,定容于250mL容量瓶中;

②移取25.00mL上述溶液于锥形瓶,加入2滴指示剂M,用0.1000mol-L-1&

酸标准溶液滴定,溶液由红色变至近无色(第一滴定终点),消耗盐酸0mL;

③在上述锥形瓶中再加入2滴指示剂N,继续用0.1000molL-,盐酸标准溶液滴

定至终点(第二滴定终点),又消耗盐酸LmL:

④平行测定三次,0平均值为22.45,%平均值为23.51。

已知:(i)当温度超过35c时,NH4HCO3开始分解。

(ii)相关盐在不同温度下的溶解度表(g/100gH2O)

温度/℃0102030405060

NaCI35.735.836.036.336.637.037.3

NII4IICO311.915.821.027.0

NaHCOs6.98.29.611.112.714.516.4

NH4CI29.433.337.241.445.850.455.2

回答下列问题:

⑴步骤I中晶体A的化学式为,晶体A能够析出的原因是

⑵指示剂N为,描述第二滴定终点前后颜色变化

(3)产品中NaHCCh的度量分数为(保留三位有效数字)。

答案(l)NaHCO330〜35℃,NaHCOs的溶解度小于-NaCl、NH4HCO3和NH4C1

的溶解度

(2)甲基橙溶液由黄色变为橙色,且半分钟内不变色

(3)3.56%

解析(1)依据分析可知,晶体A为NaHCCh,根据表中数据可知:在相同的温度

下,碳酸氢钠的溶解度较小,所以实验中只析出NaHCCh晶体;(2)依据提示“溶

液由红色变至近无色”可知,指示剂M为酚猷,由于发生反应Na2CO3+

HCl=NaCl+NaHCO3,在快接近第二滴定终点时,由于生成的二氧化碳溶于水,

使滴定终点不再显中性而显酸性,故换用指示剂N甲基橙,继续滴定时,终点前

后的现象为溶液由黄色变为橙色;(3)滴定过程中依次发生反应Na2cCh+

HCl=NaCl+NaHC03,NaHCCh+HCh=NaCl+H2O+CO2f,其中HC1的体

积为V2-Vi=23.51mL-22.45mL=1.06mL,比为样品中NaHCCh消耗的HC1

m(碳酸色钠)

的溶液体积,则碳酸氢钠的质量分数=藕,=

0.100niol/LX1.06X10-3LX84x2500mL

231X100%^3.56%o

力练・高考真题

1.(2020•浙江选考组合)下列说法不正确的是()

A.钠着火不能用泡沫灭火器灭火

B.NaHCCh的热稳定性比Na2cCh强

C.高压钠灯可用于道路照明

D.Na2O属于碱性氧化物

答案B

解析钠与水、CO2均能发生反应,所以钠着火不能用泡沫灭火器灭火,A项正

确;NaHCCh加热分解,而Na2c03加热不分解,B项错误;高压钠灯射程远、透

雾能力强,可用于道路照明,C项正确;NazO属于碱性氧化物,D项正确。

2.(2019•全国卷H)利用焰色反应的原理既可制作五彩缤纷的节日烟花,亦可定性

鉴别某些金属盐。灼烧立德粉(ZnS、BaSCh)样品时,钢的焰色为()

A.黄色B.红色

C.紫色D.黄绿色

答案D

解析钢焰色反应的颜色为黄绿色。

3.下列有关叙述正确的是()

A.(2020・山东卷)用二氧化碳灭火器扑灭金属钾的燃烧

B.(202()•山东卷)小苏打用作食品膨松剂中涉及氧化还原反应

C.(202()•浙江7月选考)NazO在空气中加热可得固体Na2O2

D.(2019・全国卷H)Na2C)2在空气中放置后由淡黄色变为白色2Na2O2=2Na2O+

O2t

答案C

解析钾燃烧后有K2O2、K02生成、它们能与C02反应生成02而助燃,A错误;

NaHCOM小苏打)加热分解后能生成无毒的C02,故可用作食品膨松剂,与氧化还

原反应无关,B错误;NazO在空气中加热可生成Na2O2,C正确;NazCh在空气

中放置后变为白色的原因是生成Na2co3,D项错误。

4.(2021.浙江1月选考)下列“类比”合理的是()

A.Na与HiO反应生成NaOH和H2,则Fe与H20反应生成Fe(OH)3和H2

B.NaClO溶液与C02反应生成NaHCCh和HCIO,则NaCIO溶液与SCh反应生成

NaHSCh和HC10

C.Na3N与盐酸反应生成NaCl和NH4C1,则Mg3Nz与盐酸反应生成MgCb利NH4cl

D.NaOH溶液与少量AgNO3溶液反应生成Ag2O和NaNCh,则氨水与少量AgNCh

溶液反应生成Ag2O和NH4NO3

答案C

解析A.Na与水反应生成NaOH和H2,而Fe与水蒸气反应生成FesCU和H2,A

错误;B.由于酸性H2c03>HQ0>HC0K所以NaCIO与CO2反应,不论CCh是

否过量,都会生成NaHCCh和HC10,而NaCIO具有强氧化性,SO2具有还原性,

二者发生氧化还原反应,不会生成NaHSCh,B错误;C.由于Na3N+4HCl=3NaCl

+NHC1、Mg3N2+8HCl=3MgCI2+2NH4C1,故C正确;D.NaOH与少量AgNO3

反应会生成Ag?O和NaNCh,而氨水与少量AgNCh反应可以制备银氨溶液,D错

误。

5.(2021.河北卷节选)化学专家侯德榜发明的侯氏制碱法为我国纯碱工业和国民经

济发展做出了重要贡献。某化学兴趣小组在实验室中模拟并改进侯氏制碱法制备

NaHCCh,进一步处理得到产品Na2cO3和NH4CL实验流程如图:

回答下列问题:

⑴从A〜E中选择合适的仪器制备NaHCCh,正确的连接顺序是_______(按气流

方向,用小写字母表示)。为使A中分液漏斗内的稀盐酸顺利滴下,可将分液漏

斗上部的玻璃塞打开或_______________________________________________

'雾化饱和

装置"氨盐水

稀盐酸

CaCO,

颗粒饱和食盐水

H20饱和氨盐水

BC

饱和NaHCO:,溶液NaOH溶液

DE

(2)B中使用雾化装置的优点是,

(3)生成NaHCCh的总反应的化学方程式为

(4)反应完成后,将B中U形管内的混合物处理得到固体NaHCCh和滤液:

对固体NaHCO3充分加热,产生的气体先通过足量浓硫酸,再通过足量Na2O2,

Na2O2增重().14g,则固体NaHCCh的质量为g。

答案(l)aefbcg将分液漏斗上部玻璃塞上的凹槽与分液漏斗上端的小孔对齐

(2)增大接触面积,使反应更充分

(3)00?+NH?+NaCl+H2O=NaHCO3I+NH4cl

(4)0.84

解析(1)制备NaHCOa的具体过程为先制备C02,再除去杂质H。,然后将纯净

的C02通入饱和氨盐水中制得NaHCCh,最后用NaOH溶液处理多余的COj所

以装置的连接顺序为aefbcg。分液漏斗使用前需要让其与大气连通,否则液体无

法滴落,所以为使A中分液漏斗内的稀盐酸顺利滴下,需要打开分液漏斗上部的

玻璃塞,或者将分液漏斗上部玻璃塞上的凹槽与分液漏斗上端的小孔对齐。(2)雾

化装置可以增大接触面积,使饱和氨盐水与CO2充分接触,使反应更充分。(3)

生成NaHCCh的总反应的化学方程式为CO2+NH3+NaCl+H2O=NaHCO3I

+NH4C1O(4)ImolCO2与足量NazCh反应,最终Na2C)2增重的质量相当于1molCO

的质量,假设固体NaHCCh的质量为x,可列如下关系式:

2NaHCO3〜CO2〜NazCh〜CO2X8428

x0.14g

?X84OR

则幡?解得x—0-84g。

成•学科素养

A级基础巩固

1.(2020・山东师范大学附中测试)下列关于钠的说法中错误的是()

A.金属钠和氧气反应,条件不同,产物则不同

B.若钠着火,可以用沙子灭火

C.钠的化学性质比较活泼,少量的钠可以保存在煤油中

D.做完实验多余的钠,不能放回原来的试剂瓶

答案D

解析因钠活泼,易与水、氧气反应,如在实验室随意丢弃,可引起火灾,因此

实验时剩余的钠粒需要放回原试剂瓶中,D错误。

2.(2022•福建泉州科技中学商三月考)下列叙述正确的是()

A.Na2O与Na2O2都是碱性氧化物

B.向饱和烧碱溶液中加入2gNa2Ch,充分反应完全并恢复至室温后,溶液中〃(Na

+)不变

C.NazCh用于呼吸面具,活性炭用于防毒面具,两者原理相同

D.62gNa2O和78gNa2O2分别溶于等量且足量的水中,所得溶液中溶质质量分数

相等

答案D

解析氧化钠与水反应生成氢氧化钠,属于碱性氧化物,而NazOz与水反应产生

NaOH和02,因此不属于碱性氧化物,A错误;NazCh与水反应产生NaOH和Ch,

NaOH电离产生Na二原来的溶液是饱和溶液,故离子浓度不变,但是反应过程

中消耗了水,溶液的体积减小,故〃(Na+)减小,B错误;Na2Ch用于呼吸面具是

由于与C02反应产生02;而活性炭用于防毒面具,是由于其具有较强的吸附作用,

因此两者原理不相同,C错误;62gNazO的物质的量是1mol,与足量水反应产

生2moiNaOH,消耗ImolHzO;78gNazCh的物质的量是1mol,与足量水反应

产生2moiNaOH,同时消耗ImolPhO,溶液中溶质的质量、溶剂的质量相等,

则所得溶液中溶质质量分数相等,D正确。

3.等质量的两块钠,第一块在足量氧气中加热,第二块在足量氧气(常温)中充分反

应,则下列说法正确的是()

A.第一块钠失去电子多

B.两块钠失去电子一样多

C.第二块钠的反应产物质量大

D.两块钠的反应产物质量一样大

答案B

解析金属钠失电子均变为+1价的阳离子,等质量的两块钠,失电子是一样的。

根据4Na+Ch=2Na2O,则1mol金属钠完全反应得氧化钠的质量是31g,根据

反应2Na+O2^=Na:O2,则1mol金属钠完全反应得过氧化钠的质量是39g,

等质量的两块钠,即金属钠的物质的量是相等的,所以生成过氧化钠的质量大,

即第一块钠的反应产物质量大。

4.两种固体,分别是碳酸钠和碳酸氢钠,下列鉴别方法不合理的是()

A.取两种固体分别滴入少量水,用温度计测量温度变化,升温的是碳酸钠

B.取两种固体溶于水,分别加入Ca(OH)2溶液,产生白色沉淀的是碳酸钠

C.取两种固体溶于水,分别加入少量稀盐酸,立即产生气体的是碳酸氢钠

AB

D4%b图a叨取两种固体分别装入A、B两试管,按如图装置进行实验,

若b中的澄清石灰水出现浑浊而a中无明显现象,说明B试管中的固体是碳酸氢

答案B

解析A.碳酸氢钠溶于水吸热,碳酸钠溶于水放热,取两种固体分别滴入少量水,

用温度计测量温度变化,升温的是碳酸钠,故A正确;B.碳酸氢根与氢氧根反应,

得到碳酸根和水,与钙离子反应,得到碳酸钙的沉淀,取两种固体溶于水,分别

加入Ca(OH”溶液,碳酸钠和碳酸氢钠都产生白色沉淀,故B错误;C.取两种固

体溶于水,分别加入少量稀盐酸,碳酸钠要先生戌碳酸氢钠,再生成C02,所以

立即产生气体的是碳酸氢钠,故C正确;D.取两种固体分别装入A、B两试管,

按如图装置进行实验,若b中的澄清石灰水出现浑浊而a中无明显现象,说明试

管B物质分解了,为碳酸氢钠,故D正确。

5.某实验小组通过如图所示实验,探究Na2Ch与水的反应:

———

1气泡加入少W

消失后轻轻振荡

足量水MnO2

百滴1~2滴一

目酚限溶液

9-Na,O.»隹

大量气泡溶液变红红色褪去较多气泡

①②③④⑤

下列说法正确的是()

A.②中的大量气泡主要成分是氢气

B.③中溶液变红,说明有酸性物质生成

C.④中现象可能是由于溶液中含有强氧化性物质造成的

D.⑤中MnCh的主要作用是降低水中氧气的溶解度

答案C

解析过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气,化学方程式为2Na2O2+

2H2O=4NaOH+O2f,所以②中的大量气泡主要成分是氧气,A错误;氢氧化

钠是碱,使酚漱变红,B错误;④中溶液红色褪去,可能原因是过氧化钠和水反

应生成的过氧化氢具有强氧化性,能氧化有色物质,使溶液褪色,C正确;过氧

化氢在二氧化镭作催化剂的条件下分解生成水和氧气,即加入MnCh的目的是验

证过氧化钠和水反应生成过氧化氢,而不是降低水中氧气的溶解度,D错误。

6.(2022•河北衡水十四中学高三一调)如图为制取NaHCCh的实验装置,下列说法

正确的是()

A.a装置中稀盐酸可用稀硫酸代替

B.b装置中的溶液最好是饱和食盐水,为了吸收CO2中HC1的作用

+

C.制取NaHCCh反应的离子方程式为CO2+H2O+Na=NaHCO3I

D.装置c中含氨的饱和食盐水提高了CO2的吸收效率

答案D

解析稀硫酸与CaCO?反应生成微溶的CaSCX,阻止反应的进一步进行,A错误;

为了除去CO?中的HC1气体,装置b中应盛装饱和NaHCCh溶液,B错误;制取

NaHCCh

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