高中人教版 (2019)第一节 钠及其化合物精品习题
展开高一化学 专题三 钠及其化合物
专题检测卷(B卷)
(考试时间:90分钟 试卷满分:100分)
第Ⅰ卷(选择题 共48分)
一、选择题:本题共16个小题,每小题3分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.(2020·福建省南平市高级中学高一期中)下列关于金属钠性质和保存的叙述中,正确的是( )
A.钠是密度小、硬度大、熔点高的银白色金属
B.钠在纯净的氧气中充分燃烧,生成白色固体Na2O
C.将金属钠放入CuSO4溶液中,可观察到大量红色的铜析出
D.实验室中,少量的金属钠保存在盛有煤油的广口试剂瓶中
【答案】D
【详解】
A.钠是密度小、质软,熔点低的银白色金属,故A错误;
B.钠在纯净的氧气中充分燃烧,生成淡黄色固体Na2O2,故B错误;
C.Na与水反应生成NaOH,再与CuSO4反应生成蓝色氢氧化铜沉淀,则不会观察到大量红色的铜析出,故C错误;
D.钠与煤油不反应,且密度比煤油的大,则实验室中,少量的金属钠保存在盛有煤油的广口试剂瓶中,隔绝空气防止Na被氧化,故D正确;
故答案为D。
2.(2020·浙江效实中学高一期中)下列关于钠及其化合物的说法正确的是
A.金属钠在空气中极易被氧化,因此常保存在水中
B.过氧化钠是碱性氧化物,与水反应可使酚酞试液变红
C.碳酸钠俗称纯碱,用于纺织、制皂、造纸、制玻璃等
D.碳酸氢钠与少量盐酸反应无气泡产生,可用于治疗胃酸过多
【答案】C
【详解】
A.金属钠在空气中极易被氧化,也易与水反应,因此常保存在煤油中,A错误;
B.过氧化钠与酸反应除了生成盐和水之外还放出O2,且发生氧化还原反应,故不是碱性氧化物,与水反应可使酚酞试液先变红后褪色,B错误;
C.碳酸钠俗称纯碱,用于纺织、制皂、造纸、制玻璃等,C正确;
D.碳酸氢钠与少量盐酸反应立即有气泡产生,可用于治疗胃酸过多,D错误;
故答案为:C。
3.(2020·哈尔滨市·黑龙江实验中学高一期中)下列有关焰色反应操作的描述正确的是( )
A.在观察焰色反应时均要透过蓝色钴玻璃片,以便排除钠元素的黄光的干扰
B.取一根洁净的细铂丝,放在酒精灯上灼烧至无色,再蘸取少量NaCl溶液,进行焰色反应
C.铂丝在做完氯化钠溶液的焰色反应后,用稀硫酸洗净,再蘸取少量的K2SO4溶液,重复以上实验
D.用洁净的铂丝蘸取某溶液,放在火焰上灼烧,观察到黄色火焰,则该溶液中一定有Na+,没有K+
【答案】B
【详解】
A.在观测钾的焰色反应时要透过蓝色钴玻璃片,其他元素不需要,故A错误;
B.取一根洁净的细铁丝,放在酒精灯上灼烧至无色,排除气体颜色的干扰,再蘸取NaCl溶液,进行焰色反应,故B正确;
C.做焰色反应实验结束后铂丝要用稀盐酸洗涤,而不是稀硫酸,故C错误;
D.黄光能掩盖紫光,该实验只能说明含有Na+,无法确定是否含有K+,故D错误;
综上所述答案为B。
4.(2020·北京北京师范大学附中高一期中)钠的下列性质中与钠和水反应时的现象无关的是( )
A.钠的熔点较低 B.钠的密度小于水
C.钠的硬度较小 D.钠的还原性强
【答案】C
【详解】
A.钠熔化是其熔点很低,与水反应放出的热量让其熔化,故A与钠和水反应时的现象有关;
B.钠浮在水面上是其密度比水小,故B与钠和水反应时的现象有关;
C.钠的硬度较小,用小刀就可将其切开,硬度大小与反应现象无关,故C与钠和水反应时的现象无关;
D.钠与水反应比较剧烈能置换出氢气,在反应中做还原剂,其还原性很强,故D与钠和水反应时的现象有关;
答案选C。
5.(2020·石首市第一中学)下列叙述正确的是
①Na2O与Na2O2都能和水反应生成碱,它们都是碱性氧化物
②Na2O与CO2发生化合生成Na2CO3,Na2O2与CO2发生置换生成O2
③Na2O与Na2O2都是白色的固体
④Na2O和Na2O2晶体中的阴离子与阳离子的物质的量之比都为1∶2
⑤Na2O2和Na2O在空气中久置都会发生变质
A.只有⑤ B.②③④⑤ C.②③⑤ D.④⑤
【答案】D
【详解】
①.Na2O和水反应只生成碱,是碱性氧化物,Na2O2和水反应生成氢氧化钠和氧气,不是碱性氧化物,故①错误;
②.Na2O与CO2发生化合反应生成Na2CO3,Na2O2与CO2发生氧化还原反应生成O2,不符合置换反应的定义,故②错误;
③.Na2O为白色固体,Na2O2为淡黄色固体,故③错误;
④.Na2O2中含有钠离子和过氧根离子,阴、阳离子的物质的量之比为1:2,Na2O中含有钠离子和氧离子,阴、阳离子的物质的量之比为1:2,故④正确;
⑤. Na2O2和Na2O均可以和空气中的水等物质反应,在空气中久置都会发生变质,故⑤正确,答案选D。
【点睛】
本题考查钠的化合物的性质,试题难度不大,第④项为易错点,解题时要注意过氧化钠是由钠离子和过氧根离子构成的离子化合物。
6.(2020·重庆市实验中学高一月考)关于Na2CO3和NaHCO3性质的说法错误的是
A.热稳定性:NaHCO3<Na2CO3
B.与同浓度盐酸反应的剧烈程度:NaHCO3<Na2CO3
C.相同温度时,在水中的溶解性:NaHCO3<Na2CO3
D.等质量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量盐酸反应产生的CO2质量:Na2CO3<NaHCO3
【答案】B
【详解】
A.NaHCO3不稳定,受热分解产生Na2CO3、H2O、CO2,而Na2CO3受热不分解,因此热稳定性:NaHCO3<Na2CO3,A正确;
B.向等浓度的NaHCO3、Na2CO3溶液中同时滴加同浓度的盐酸,NaHCO3中立即产生气泡放出二氧化碳气体,而Na2CO3则是开始无现象,后来才有气泡,说明与同浓度盐酸反应的剧烈程度:NaHCO3>Na2CO3,B错误;
C.相同温度时,NaHCO3能溶于水,而Na2CO3易溶于水,说明二者在水中的溶解性:NaHCO3<Na2CO3,C正确;
D.根据C元素守恒可知:与足量盐酸反应,1 mol(即106 g)Na2CO3反应产生1 mol CO2气体,1 mol(即84 g)NaHCO3反应产生1 mol CO2气体,可见:当两种盐等质量时,放出气体:Na2CO3<NaHCO3,D正确;
故合理选项是B。
7.(2020·辽宁育英高级中学高一期中)某同学将金属钠露置于空气中,观察到下列现象:银白色变灰暗变白色出现液滴白色晶体白色粉末,根据钠及其化合物的性质分析,下列说法正确的是
A.①发生了氧化还原反应
B.①钠表面变灰暗是因为生成了过氧化钠
C.③是碳酸钠吸收空气中的水蒸气形成了溶液
D.④⑤只发生物理变化
【答案】A
【分析】
Na的性质活泼,易与空气中氧气反应生成Na2O,Na2O易与水反应生成NaOH,NaOH吸收空气中的水和CO2生成Na2CO3•xH2O,Na2CO3•xH2O风化脱水生成Na2CO3。
【详解】
A.①为金属钠氧化为氧化钠的反应,属于氧化还原反应,A说法正确;
B.①为金属钠氧化为氧化钠的反应,钠表面变灰暗是因为生成了氧化钠,B说法错误;
C.③是NaOH吸收空气中的水和CO2生成Na2CO3•xH2O,C说法错误;
D.Na2CO3•xH2O风化脱水生成Na2CO3,属于化学变化,D说法错误;
答案为A。
8.(2020·北京101中学高一期中)已知Fe(OH)3为红褐色,下列关于钠的反应现象的叙述中,不正确的是( )
选项
反应内容
反应现象
A
切开钠,观察其颜色的变化
钠切面颜色变暗,最后呈淡黄色
B
把小块钠投入硫酸铁溶液中
钠浮在水面上、四处游动、产生红褐色沉淀
C
把小块钠投入饱和氢氧化钠溶液中
钠浮在水面上、四处游动、产生白色浑浊
D
把燃着的钠伸入盛有氯气的集气瓶中
钠与氯气剧烈反应,产生大量白烟
【答案】A
【详解】
A.金属钠在常温下与氧气反应生成白色的Na2O,故钠切面颜色变暗是因为失去金属光泽,最后呈白色,A错误;
B.金属钠与盐溶液的反应首先是钠与水反应,再考虑生成的NaOH与盐的反应,故把小块钠投入硫酸铁溶液中可观察到钠与水反应的现象,同时NaOH与硫酸铁反应生成红褐色的Fe(OH)3沉淀,故现象为钠浮在水面上、四处游动、产生红褐色沉淀,B正确;
C.金属钠与碱溶液的反应就是钠与水反应,由于原来NaOH溶液是饱和溶液,反应过程中消耗了水,同时生成NaOH,故有NaOH晶体析出,故可以观察到钠浮在水面上、四处游动、产生白色浑浊,C正确;
D.钠伸入盛有氯气的集气瓶中,钠与氯气剧烈反应生成白色的氯化钠,则钠与氯气剧烈反应,产生大量白烟,D正确;
故答案为:A。
9.(2020·河北石家庄市·石家庄二中高一期中)化学是以实验为基础的自然学科,用如图所示装置验证和的热稳定性。下列有关说法错误的是
A.试管乙中应加入固体
B.B中的澄清石灰水变浑浊
C.澄清石灰水改为溶液,仍能检验的生成
D.棉花团可以起到防止堵塞的作用
【答案】C
【详解】
A.乙中的温度高,甲中的温度低,试管乙中应加入Na2CO3固体,温度较高时,仍然不分解,说明Na2CO3比NaHCO3稳定,故A正确;
B.甲中为NaHCO3,受热分解生成的二氧化碳进入B中,使B中的澄清石灰水变浑浊,故B正确;
C.二氧化碳与CaCl2溶液不反应,澄清石灰水改为CaCl2溶液,不能检验CO2的生成,故C错误;
D.棉花团可以防止固体药品堵塞导管,即棉花团可以起到防止堵塞的作用,故D正确。
故选C。
10.(2020·河北石家庄市·石家庄二中高一期中)如图模拟“侯氏制碱法”的部分过程。下列说法不正确的是
A.中通入,中通入
B.中放入蘸有稀硫酸的棉花团用于的尾气吸收
C.工业上常以海水为原料,经过净化、浓缩得到饱和食盐水
D.先通,再通
【答案】D
【分析】
因二氧化碳在水中溶解度不大,氨气极易溶于水易发生倒吸,则a中通入NH3,且先通入NH3,可增大CO2的溶解,与食盐水反应可制备碳酸氢钠,c中吸收氨气,防止污染环境,以此来解答。
【详解】
A.氨气极易溶于水易发生倒吸,则a中通入NH3,b中通入CO2,故A正确;
B.氨气能与硫酸反应,c中放入蘸有稀硫酸的棉花团用于NH3的尾气吸收,故B正确;
C.海水中盐类物质主要为NaCl,还含钙离子、镁离子、硫酸根离子等杂质,经过净化、浓缩得到饱和食盐水,故C正确;
D.先通入NH3,可增大CO2的溶解,后通CO2,故D错误;
故选D。
11.(2020·天水一中高一期末)某溶液中含有大量Fe2+、Al3+、Fe3+、Na+、Cl-、SO42-离子,其中加入足量Na2O2固体后,再加入足量的盐酸溶解沉淀,最后溶液中的离子数目与反应前相比保持不变的是
A.Na+、Fe2+ B.Al3+、SO42- C.Fe3+、SO42- D.Al3+、Cl-
【答案】B
【详解】
A.因为Na2O2是强氧化剂,而且遇水生成NaOH,钠离子浓度增大,故A错误;
B.Na2O2是强氧化剂,而且遇水生成NaOH,铝离子能和过量的氢氧化钠反应生成四羟基合铝酸根离子,在盐酸作用下又会生成铝离子,根据铝元素守恒,则铝离子量不变,硫酸根离子自始至终不发生变化,故B正确;
C.因为Na2O2是强氧化剂,而且遇水生成NaOH,Fe2+氧化成Fe3+,并沉淀,再和盐酸反应生成三价铁离子,所以三价铁离子浓度增大,故C错误;
D.加入足量的盐酸溶解沉淀,氯离子浓度增大,故D错误;
故选B。
【点晴】
可以根据所学知识进行回答,难度不大,注意亚铁离子被氧化为三价铁离子是解题的易错点,溶液中加入足量的Na2O2固体,充分反应后,再加入过量的稀盐酸,Fe2+氧化成Fe3+,减少的是亚铁离子,增加的是三价铁离子。
12.(2020·广州市南武中学高一月考)向Na2CO3、NaHCO3混合溶液中逐滴加入稀盐酸,生成气体的量随盐酸加入量的变化关系如图所示。则下列离子组在对应的溶液中,一定能大量共存的是
A.a点对应的溶液中:Na+、OH-、SO、NO
B.b点对应的溶液中:Mg2+、H+、NO、Cl-
C.c点对应的溶液中:Na+、Ca2+、NO、Cl-
D.d点对应的溶液中:Ca2+、Na+、ClO-、NO
【答案】C
【分析】
向Na2CO3、NaHCO3混合溶液中逐滴加入稀盐酸,首先发生反应:Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl,然后才发生反应:NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O,a点溶液中含有和,b点全部为,c点恰好完全反应生成NaCl,溶液呈中性,d点盐酸过量,呈酸性.
【详解】
A.ob段,发生反应:Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl,a点溶液中含有和,与OH-反应不能大量共存,故A错误;
B.b点全部为,H+与HCO能发生反应生成二氧化碳气体而不能大量共存,故B错误;
C.c点恰好完全反应生成NaCl,溶液呈中性,离子之间不发生任何反应,可大量共存,故C正确;
D.d点呈酸性,酸性条件下,ClO-与Cl-发生氧化还原反应而不能大量共存,故D错误;
故选:C。
13.(2020·河南南阳中学高一月考)取ag某物质在氧气中完全燃烧,于150℃时将所有产物通过足量的Na2O2固体完全反应,反应后固体的质量恰好也增加了ag。下列物质中不能满足上述结果的是(提示:C6H12O6、C2H6O完全燃烧产物都为CO2、H2O)
A.H2 B.CO C.C6H12O6 D.C2H6O
【答案】D
【详解】
物质足量的O2中充分燃烧后生成CO2、H2O,通过过量的Na2O2,发生反应2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2,2H2O+2Na2O2=4NaOH+O2↑,由方程式可知,过氧化钠增重的质量=与CO2同物质的量的CO质量+与H2O同物质的量的H2质量,组成增重质量的组成可以表示为nCO•mH2,即化学式可以改写成nCO•mH2,完全燃烧后过氧化钠增重等于该物质的质量,则选项A、B中H2、CO均可以可拆写成nCO•mH2的形式,能满足上述结果,选项中C可拆写成6(CO)•6H2,但D不能满足。
故答案选:D。
14.(2020·湖南湘潭一中高一期中)4.6g纯净金属钠在干燥空气中被氧化后,得到6.2g固体,由此可判断其氧化产物是
A.只有Na2O B.只有Na2O2 C.Na2O2和Na2O D.无法确定
【答案】A
【详解】
4.6g纯净金属钠若完成被氧化为Na2O,则氧化产物的质量为=6.2g;4.6g纯净金属钠若完成被氧化为Na2O2,则氧化产物的质量为=7.8g;实际得到6.2g固体,所以可判断其氧化产物是Na2O,故选A。
15.(2020·河南安阳一中高一期末)为探究Na2O2与H2O的反应,进行了如下实验:
有关说法不正确的是( )
A.实验ⅰ中发生反应的化学方程式为2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
B.实验ⅲ中MnO2做H2O2分解反应的催化剂
C.综合实验ⅰ和ⅲ可以说明Na2O2与H2O反应有H2O2生成
D.综合实验ⅱ和ⅲ可以说明使酚酞褪色的是O2
【答案】D
【分析】
A.过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气;
B.过氧化氢在二氧化锰做催化剂作用下分解生成水和氧气;
C.过氧化钠和水反应生成过氧化氢和氢氧化钠,过氧化氢分解生成水和氧气;
D.过氧化钠、氧气具有氧化性也可以使酚酞褪色。
【详解】
A.实验ⅰ中固体溶解有大量气泡产生,试管壁发热,说明过氧化钠与水发生反应生成氢氧化钠放出氧气,反应的化学方程式为:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,故A正确;
B.实验ⅲ迅速产生大量使带火星木条复燃的气体,而二氧化锰并没有明显的变化,说明MnO2做H2O2分解反应的催化剂,使反应速率加快,故B正确;
C.对比实验ⅰ和ⅲ,说明Na2O2与H2O反应除与水发生反应生成氢氧化钠放出氧气外,还有H2O2生成,故C正确;
D.对比实验ⅱ和ⅲ,说明使酚酞试液褪色是溶液中存在H2O2的缘故,故D错误。
故选D。
【点睛】
本题考查化学实验方案的设计与评价。解题关键:过氧化钠、过氧化氢的性质,主要是过氧化钠和水反应过程和过氧化氢分解反应等。
16.(2020·浙江效实中学高一期中)为了测定NaCl、Na2CO3·10H2O和NaHCO3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。下列说法中正确的是
A.②和③中应依次盛装碱石灰和无水CaCl2
B.若将①装置换成盛有NaOH溶液的洗气瓶,则测得的NaCl含量偏小
C.实验时应先点燃酒精灯,再关闭b、打开a,一段时间后测定②和③的质量变化
D.若测得②和③的增重分别为m2和m3,则混合物中Na2CO3·10H2O的质量为28.6×
【答案】B
【分析】
装置①除去空气中的二氧化碳和水,样品加热分解,装置②吸收反应生成的水蒸气,装置③吸收反应生成的二氧化碳,干燥管中的碱石灰吸收空气中的二氧化碳和水,据此解答。
【详解】
加热发生反应:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑、Na2CO3•10H2ONa2CO3+10H2O,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,由实验装置可知,①中盛放碱石灰等,吸收空气中的水、二氧化碳,通过碱石灰后的空气主要为氮气,用来排尽装置中空气,此时需要关闭b、打开a,而后关闭a、打开b,进行加热,②中盛放氯化钙等,吸收分解生成的水,③中盛放碱石灰等,吸收分解生成二氧化碳,最后球形干燥管中碱石灰吸收空气中二氧化碳、水蒸气,防止进入③中影响二氧化碳质量测定;
A.由以上分析可知,②用于吸收分解生成的水、③用于吸收分解生成二氧化碳,则②、③中可以依次盛装无水CaCl2、碱石灰,故A错误;
B.若将①装置换成盛放NaOH溶液的洗气瓶,则②测定的水的质量偏大,即Na2CO3·10H2O和NaHCO3含量均偏大,导致测得的NaCl含量将偏小,故B正确;
C.加热前关闭弹簧夹b,打开弹簧夹a,向装置中通入空气,可排出装置内的二氧化碳,以免引起实验误差,直至a处出来的空气不再使澄清石灰水变浑浊为止,说明装置中空气被排尽,再点燃酒精灯,故C错误;
D.由上述分析可知,m2g、m3g即分别为反应生成的水、二氧化碳的质量,则设碳酸氢钠分解生成的水为xg,
解得x=
Na2CO3•10H2O分解生成的水为m2g-,设Na2CO3•10H2O的质量为y,则
解得y=,故D错误;
故答案选B。
第II卷(非选择题 共52分)
二、非选择题:包括第17题~第21题5个大题,共52分。
17.(10分)(2020·安徽芜湖一中高一月考)某小组同学探究碳酸钠和碳酸氢钠的性质,请你与他们一起完成,并回答问题。
(1)预测:从物质的类别来看,碳酸钠属于_______类,可以与_______等类别(至少写出两类)的物质发生反应。
(2)设计实验并得出结论:
实验步骤
实验现象
结论或解释(用离子方程式表示)
①分别向盛有Na2CO3溶液和NaHCO3的试管中滴加少量澄清石灰水
均产生浑浊
碳酸钠溶液:
碳酸氢钠溶液:_______
②向盛有Na2CO3溶液的试管中滴加稀盐酸
开始无气泡产生一段时间后产生气泡
①
②_______
(3)下列试剂在一定条件下可以鉴别出Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的是_______
A.澄清石灰水 B.稀盐酸 C.酚酞
(4)下列实验方案中,不能测定出Na2CO3和NaHCO3的混合物中Na2CO3质量分数的是_______
A.取a g混合物充分加热,质量减少b g
B.取a g混合物与足量的稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得到b g固体
C.取a g混合物与足量的NaOH溶液充分反应,得到b g溶液
D.取a g混合物与足量的稀硫酸充分反应,逸出气体经干燥后用碱石灰吸收,质量增加b g
(5)除去Na2CO3粉末中混有的少量NaHCO3固体的方法是_______,所涉及的化学反应方程式为_______。
【答案】盐 酸、碱、盐 Ca2++2OH-+2=CaCO3↓++2H2O +H+=CO2↑+H2O BC CD 加热法 2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
【分析】
碳酸钠、碳酸氢钠都是碳酸的钠盐,与其它物质反应时符合复分解反应的规律。两种物质的水溶液显碱性,二者都可以与碱Ca(OH)2发生反应产生碳酸钙白色沉淀,碳酸钠与盐酸反应分步进行,第一步先反应转化为酸式盐碳酸氢钠,第二步是碳酸氢钠与酸反应转化为正盐NaCl,滴加盐酸量不同,反应现象不同。碳酸氢钠溶液中加入盐酸立即产生二氧化碳气体。同时二者的稳定性不同,碳酸氢钠不稳定,受热分解,而碳酸钠稳定受热不分解。
【详解】
(1)碳酸钠属于钠盐、碳酸盐,可与酸、氢氧化钙或氢氧化钡、氯化钙或氯化钡等盐类物质反应,则Na2CO3属于盐类,可以与酸、碱、盐等类别的物质发生反应;
(2)①分别向盛有Na2CO3溶液和NaHCO3的试管中滴加少量澄清石灰水,二者都与碱发生反应产生CaCO3沉淀,使溶液变浑浊。在Na2CO3溶液中发生反应产生CaCO3沉淀和NaOH,反应的离子反应为:Ca2++=CaCO3↓;在NaHCO3溶液中发生反应产生CaCO3、Na2CO3、H2O,反应的离子反应为:Ca2++2OH-+2=CaCO3↓++2H2O;
②在碳酸钠溶液中加入盐酸,开始与盐酸反应生成碳酸氢钠,后碳酸氢钠再与盐酸反应生成CO2气体,发生的反应的离子方程式为:+H+ =、 +H+=CO2↑+H2O;
(3)A.澄清石灰水与Na2CO3溶液和NaHCO3溶液都会反应产生CaCO3沉淀,反应现象相同,不能鉴别二者,A不符合题意;
B.将稀盐酸加入到Na2CO3溶液中,开始无现象,后来有气泡产生,而将稀盐酸加入到NaHCO3溶液中时立即产生气泡,二者与盐酸反应现象不相同,可以鉴别,B符合题意;
C.Na2CO3溶液和NaHCO3溶液显碱性,等浓度的两种溶液的碱性:Na2CO3>NaHCO3,滴入酚酞试液时,Na2CO3溶液红色深,而NaHCO3溶液红色浅,可以鉴别,C符合题意;
故合理选项是BC;
(4)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,然后可计算碳酸钠的质量分数,能够测量碳酸钠的质量分数,A不符合题意;
B.加热后b g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 =,然后可计算碳酸钠的质量分数,B不符合题意;
C.b g为碳酸钠、NaOH溶液的质量,无法计算碳酸钠的质量分数,C符合题意;
D.b g为二氧化碳和水的质量,无法计算,不能测定Na2CO3质量分数,D符合题意;
故合理选项是CD;
(5)NaHCO3不稳定,受热分解产生Na2CO3、CO2、H2O,CO2、H2O会挥发逸出,因此除去Na2CO3粉末中混有的少量NaHCO3固体的方法是加热法,发生反应的化学方程式为:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。
【点睛】
本题考查物质的性质实验及含量测定。把握物质的性质、发生的反应及实验设计为解答的关键,注意元素化合物知识的应用。
18.(10分)(2020·黑龙江大庆中学高一期中)钠和钠的化合物有许多重要的用途,碳酸钠可与氯气发生反应,涉及的反应如下:
(1)用双线桥法标出电子转移的方向和数目_______________。
(2)该反应的离子方程式为___________________。
(3)该反应中氧化剂与还原剂的个数之比是_________,若1个被氧化时,转移的电子是_________个。
(4)少量的钠应保存在_____中;钠着火时应采取的灭火措施是_________,不能用水灭火,原因是_________________涉及反应的离子方程式。
(5)在实验室配制好的NaOH溶液中通入过量的二氧化碳时发生的离子反应是______。
【答案】 :1 10 煤油 干的细沙扑灭
【详解】
(1)由方程式可知,反应中氯元素的化合价既升高被氧化,又降低被还原,氯气既是氧化剂又是还原剂,氯化钠为还原产物,氯酸钠是氧化产物,反应中转移电子数目为5,用双线桥标出电子转移的方向和数目为;
(2)由化学方程式可知,该反应的离子方程式为,故答案为:;
(3)由方程式可知,还原产物氯化钠和氧化产物氯酸钠的物质的量比为5:1,则反应中氧化剂与还原剂的个数之比是5:1,若1个被氧化时,转移的电子是5×2个=10个,故答案为:5:1;10;
(4)金属钠易与空气中的氧气和水蒸气反应,由金属钠的密度小于水大于煤油可知,少量的钠应保存在煤油中,以隔绝与空气中的氧气和水蒸气接触;金属钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,反应的离子方程式为,则金属钠着火时,不能用水灭火,应用干的细沙覆盖灭火,故答案为:煤油;干的细沙扑灭;;
(5)过量的二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成碳酸氢钠,反应的离子方程式为,故答案为:。
19.(8分)(2020·河南鹤壁市·鹤壁高中高一月考)分类法是研究化学物质的重要分析方法。下列三组物质中,均有一种物质的类别与其他三种不同。
①MgO、Na2O、CO2、CuO;②HCl、H2O、H2SO4、HNO3;③NaOH、Na2CO3、KOH、Cu(OH)2
(1)三种物质依次是(填化学式):
①___________;②___________;③___________。
(2)(1)中的这三种物质相互作用可生成一种新物质酸式盐,该反应的化学方程式为___________。
(3)写出Na2CO3与少量稀硫酸反应的离子方程式:___________。
(4)HCO与H+、OH-在溶液都不能大量共存,试用离子方程式解释其原因:___________、___________。
【答案】CO2 H2O Na2CO3 Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3 CO+H+=HCO HCO+H+=CO2↑+H2O HCO+OH-=CO+H2O
【详解】
(1)①MgO、Na2O、CO2、CuO只有CO2是非金属氧化物,CO2与其他三种不同;②HCl、H2O、H2SO4、HNO3只有是H2O中性物质,H2O与其他三种不同;③NaOH、Na2CO3、KOH、Cu(OH)2只有Na2CO3是盐,Na2CO3与其他三种不同;
(2)(1) CO2、H2O、Na2CO3反应生成酸式盐NaHCO3,反应的方程式是Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3;
(3) Na2CO3与少量稀硫酸反应生成碳酸氢钠、硫酸钠,反应的离子方程式是CO+H+=HCO;
(4) HCO+H+=CO2↑+H2O、HCO+OH-=CO+H2O,所以HCO与H+、OH-在溶液都不能大量共存。
20.(10分)(2021·黑龙江高一月考)钠、碳及它们的化合物在生产、生活中有着重要的用途。
(1)某汽车安全气囊的产气药剂主要含有NaN3、Fe2O3、KClO4、NaHCO3等物质。当汽车发生碰撞时,NaN3迅速分解产生N2和Na,同时放出大量的热。N2使气囊迅速膨胀,从而起到保护作用。
① KClO4的名称是___________,具有___________(填“还原性”或“氧化性”)。
② Fe2O3可处理产生的Na,反应为6Na+Fe2O3 =3Na2O+2Fe,反应中Na作___________(填“还原剂”或“氧化剂”)。
反应过程中氧化产物与还原产物的个数比为:___________。
(2)Na2O2可用于呼吸面具或潜水艇中氧气的来源。某实验小组利用下图装置探究Na2O2与CO2的反应。请回答下列问题:
①根据实验目的,虚线框中的装置所用的试剂为___________。
②装置C中观察到的现象是___________,反应的化学方程式是___________。
③装置A的作用是制备CO2,写出A中发生反应的化学方程式是___________。
【答案】高氯酸钾 氧化性 还原剂 3:2 浓硫酸 固体由淡黄色变为白色 2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2 2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
【详解】
(1)①在 KClO4中Cl元素化合价为+7价,是高氯酸的钾盐,名称是高氯酸钾;该物质是Cl元素最高化合价的盐,只能得到电子,表现强的氧化性;
②Fe2O3可处理产生的Na,反应为6Na+Fe2O3=3Na2O+2Fe,在该反应中,Na元素化合价升高,失去电子被氧化,所以Na作还原剂,氧化产物是Na2O;Fe2O3中的Fe得到电子,化合价降低,被还原,Fe2O3作氧化剂,还原产物是Fe,根据电子守恒可知:反应过程中氧化产物与还原产物的个数比为3:2;
(2)①NaHCO3不稳定,受热分解产生Na2CO3、H2O、CO2,为探究Na2O2与CO2的反应,应该先除去装置中的水,但不吸收CO2,所以B为干燥装置,使用试剂是浓硫酸;
②在C中CO2与Na2O2反应产生Na2CO3、O2,反应方程式为:2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2;
③在装置A中NaHCO3不稳定,受热分解产生Na2CO3、H2O、CO2,故A的作用是制备CO2,则A中发生反应的化学方程式是:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。
21.(14分)(2020·天津一中)碳酸钠的用途很广,可用做冶金、纺织、漂染等工业的基本原料。请根据题意回答下列问题:
I.世界最早工业生产碳酸钠的方法是路布兰(N.Leblanc)法。其流程如下:
(1)流程II的反应分步进行: a. Na2SO4+4CNa2S +4CO↑ b. Na2S与石灰石发生复分解反应,总反应方程式可表示为_______________________________
II.1862 年,比利时人索尔维( ErnestSolvay)用氨碱法生产碳酸钠。反应原理如下:
20℃时一些物质在水中的溶解度/g·( 100gH2O)
NaCl
NH4Cl
NaHCO3
NH4HCO3
Na2CO3
35.9
37.2
9.6
21.7
21.5
III. 我国化工专家_________对索尔维制碱法进行了改进,将合成氨工业与纯碱工业联合,发明了联合制碱法。与索尔维制碱法相比,联合制碱法最突出的优点是___________。
A.华罗庚 B.钱学森 C.侯德榜 D.钱三强
E.原料利用率高 F.设备少 G.循环利用的物质多 H.原料易得.
(1)“联合制碱法”,其生产过程中发生的反应主要是:
①NH3+CO2+H2O =NH4HCO3.
②NH4HCO3+ NaCl =NaHCO3↓+ NH4Cl
③2NaHCO3 Na2CO3+ H2O+CO2↑
在上述反应中没有涉及到的基本反应类型是(_________)
A.置换反应 B.化合反应 C.分解反应 D.复分解反应
(2)实验室模拟工业上联合制碱法原理制备纯碱,下列操作未涉及的是(_________)
A.B.C.D.
联合制碱法改进国外的纯碱生产工艺,使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上,该生产方法在制得纯碱的同时,还可得到一种副产品。生产流程可简要表示如图:
(3)上述沉淀池中分离出沉淀操作使用的玻璃仪器有_______________________________________________________________________。
(4)为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠,可取少量试样溶于水后,还需要的试剂有_______________________________________________________________________。
(5)碳酸氢钠分解产生的二氧化碳可循环使用,但必须要补充,补充的主要原因是__________________________________________________________________________,
(6)生产中需向分离出NaHCO3后所得的溶液中加入NaCl固体并通入NH3,在__________(填温度范围)下析出 _____________________________ (填化学式)。
【答案】Na2SO4+4C+CaCO3Na2CO3+CaS+4CO↑ C E A B 三角漏斗、玻璃棒和烧杯 稀硝酸和硝酸银溶液 部分CO2转化为碳酸钠,使CO2的量不断下降 0~10℃ NH4Cl
【分析】
路布兰法是利用食盐晶体和浓硫酸在高温下反应生成硫酸钠和氯化氢,再利用C与石灰石和硫酸钠高温加热生成碳酸钠;根据侯氏制碱法的原理分析;
【详解】
I.(1)流程II的反应分步进行:a.Na2SO4+4CNa2S+4CO↑;b.Na2S与石灰石发生复分解反应的化学方程式为Na2S+CaCO3Na2CO3+CaS,将两方程式相加即可得到总反应式 Na2SO4+4C+CaCO3Na2CO3+CaS+4CO↑;
III.我国化工专家侯德榜发明了联合制碱法,故答案为C;索尔维法缺点:大量CaCl2用途不大,NaCl利用率只有70%,约有30%的NaCl留在母液中,侯氏制碱法的优点:把合成氨和纯碱两种产品联合生产,提高了食盐利用率,缩短了生产流程,减少了对环境的污染,降低了纯碱的成本。保留了氨碱法的优点,消除了它的缺点,使食盐的利用率提高到96%,故答案为E;
(1)①NH3+CO2+H2O =NH4HCO3.是化合反应;②NH4HCO3+ NaCl =NaHCO3↓+ NH4Cl是复分解反应;③2NaHCO3 Na2CO3+ H2O+CO2↑是分解反应;没有涉及到的基本反应类型是置换反应,故答案为A;
(2)A.实验室模拟工业上侯德榜制碱原理制备纯碱过程中需要加热固体碳酸氢钠,装置A是固体加热灼烧的装置,涉及此操作,故A正确;
B.装置B是蒸发溶液得到晶体的过程,侯德榜制碱原理中不需要蒸发溶液操作,故B错误;
C.装置未过滤操作,溶液中析出碳酸氢钠晶体需要过滤得到晶体,涉及此操作,故C正确;
D.装置工业上侯德榜制碱原理制备纯碱,向氨化的饱和食盐水中通入足量二氧化碳气体析出碳酸氢钠,涉及此操作,故D正确;
故答案为B;
(3)沉淀池中分离出沉淀操作是过滤,使用的玻璃仪器有三角漏斗、玻璃棒和烧杯;
(4)Cl-与Ag+反应生成不溶于硝酸的AgCl沉淀,所以检验Cl-方法为:取少量试样溶于水后,再滴加硝酸酸化的硝酸银溶液,看是否产生白色沉淀,则还需要的试剂有稀硝酸和硝酸银溶液;
(5)碳酸氢钠分解生成CO2、碳酸钠和水,其中CO2可循环利用,因部分CO2转化为碳酸钠,使CO2的量不断下降,则仍需要不断补充CO2;
(6)在含有氯化铵的滤液中,加入氯化钠并通NH3,可提高溶液中Cl-和NH4+的浓度,促进NH4Cl(s)⇌NH4+(aq)+Cl-(aq)溶解平衡逆向移动,析出晶体氯化铵;因NH4Cl低温下溶解度比较小,低温更易NH4Cl晶体析出,并以防止析出其他晶体。
【点睛】
探究三种不同情况制备纯碱碳酸钠的实验原理,涉及反应原理、溶解度及混合物的分离操作,难点为反应原理的分析,其中侯德榜制碱的原理:向氨化的饱和食盐水中通入足量二氧化碳气体析出碳酸氢钠,加热分解碳酸氢钠来制备碳酸钠。
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