高考化学一轮复习第3章金属及其重要化合物第1讲钠及其重要化合物学案
展开1.结合真实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、实现物质转化,认识物质及其转化在促进社会文明进步、自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。
考点一 钠的主要性质及应用
1.物理性质
(1)颜色:银白色,具有金属光泽。
(2)密度:ρ(H2O)>ρ(Na)>ρ(煤油)。
(3)熔点:低于100 ℃。
(4)硬度:质地柔软,可以用小刀切割。
(5)传导性:可导电、导热。
2.化学性质——强还原性
从原子结构认识钠的化学性质:
(1)与非金属单质(如O2、Cl2)反应
与O2反应eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(常温下,化学方程式为4Na+O2===2Na2O,加热时,化学方程式为2Na+O2\(=====,\s\up7(△))Na2O2))
(2)与水反应
①化学方程式:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑。
②与滴加酚酞溶液的水反应的现象与解释
(3)与酸(如HCl)反应
离子方程式:2Na+2H+===2Na++H2↑,钠与酸的反应比与水的反应更剧烈。
(4)与盐(如CuSO4)溶液的反应
离子方程式:2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑,Cu2++2OH-===Cu(OH)2↓。
(5)与乙醇反应:2Na+2C2H5OH―→2C2H5ONa+H2↑。
[点拨] ①钠与酸及水解显酸性的金属盐溶液反应时,由于溶液中H+浓度较大,最后钠可能在液面上燃烧。
②钠与盐的饱和溶液反应时,由于溶剂H2O减少,盐溶液中会有晶体析出。
3.制取、保存与用途
[点拨] ①钠不能保存在CCl4中,因为CCl4的密度比钠的大,钠浮在CCl4表面,与空气接触而变质。
②用钠冶炼金属时,是钠与熔融盐反应,不能与水溶液反应,如4Na+TiCl4eq \(=====,\s\up7(高温))4NaCl+Ti;Na+KCleq \(=====,\s\up7(高温))NaCl+K↑(制取金属钾时,因为钾的沸点比钠的低,使钾成为钾蒸气而逸出)。
4.焰色试验(也称焰色反应)
(1)概念
很多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。根据火焰呈现的特征颜色,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。
(2)操作步骤
铂丝eq \(――→,\s\up7(酒精灯),\s\d5(灼烧))与原来的火焰颜色相同―→蘸取无色待测物eq \(――→,\s\up7(酒精灯),\s\d5(灼烧))观察火焰颜色eq \(――→,\s\up7(用盐酸),\s\d5(洗涤))洗净的铂丝eq \(――→,\s\up7(酒精灯),\s\d5(灼烧))与原来的火焰颜色相同。
(3)常见元素的焰色
钠元素:黄色;钾元素:紫色(透过蓝色钴玻璃观察)。
题组一 钠的重要性质及应用
1.下列有关钠的说法中,不正确的是( )
A.工业上通过电解氯化钠溶液制取金属钠
B.高压钠灯常用于道路和广场的照明
C.钠钾合金可在快中子反应堆中做热交换剂
D.钠可以从钛、铌等金属的氯化物中置换出金属单质
解析:选A。钠是活泼金属,工业上通过电解熔融氯化钠制取金属钠,A错误;高压钠灯常用于道路和广场的照明,B正确;钠钾合金可在快中子反应堆中做热交换剂,C正确;钠可以从钛、铌等金属的氯化物中置换出金属单质,D正确。
2.(2021·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MgCl2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:选C。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H2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H2和NaOH,然后生成的NaOH与MgCl2反应生成 Mg(OH)2白色沉淀,C项正确;钠先与水反应生成H2和NaOH,然后生成的NaOH与NHeq \\al(+,4)反应生成NH3·H2O,NH3·H2O部分分解产生的少量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。
题组二 焰色试验的概念理解和判断
3.下列关于焰色试验的理解正确的是( )
A.只有金属单质才有焰色试验
B.只有金属化合物才有焰色试验
C.只有某些金属或其化合物才有焰色试验
D.只有金属离子才有焰色试验
解析:选C。焰色试验体现的是某些金属元素的性质。
4.用光洁的铂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+,还可能含有K+
解析:选B。Na+的焰色为黄色,而K+的焰色为紫色(需透过蓝色钴玻璃观察),黄色会干扰紫色,所以无法判断是否含有K+。
考点二 氧化钠和过氧化钠
1.氧化钠和过氧化钠的比较
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:
eq \(O,\s\up6(0))2eq \(――→,\s\up7(失去电子,化合价升高),\s\d5(表现为还原性))Na2eq \(O,\s\up6(-1))2eq \(――→,\s\up7(得到电子,化合价降低),\s\d5(表现为氧化性))eq \(O,\s\up6(-2))
(1)Na2O2的强氧化性
(2)遇KMnO4等强氧化剂时,Na2O2表现出还原性,氧化产物为O2。
(3)遇CO2、H2O、H+时,H元素和C元素都处于最高价态,不能被氧化,Na2O2发生自身的氧化还原反应。
题组一 钠的氧化物的性质
1.Na2O2是常用的供氧剂,下列说法不正确的是( )
A.Na2O2可由Na在空气中加热而生成
B.Na2O2中阴、阳离子的个数比为1∶2
C.Na2O2与水反应有1 ml O2 生成时,转移1 ml 电子
D.Na2O2与CO2反应生成O2的化学方程式:2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
解析:选C。Na在空气中加热生成Na2O2,故A正确;Na2O2中阳离子为Na+、阴离子为Oeq \\al(2-,2),所以Na2O2中阴、阳离子个数比为1∶2,故B正确;Na2O2与水反应的化学方程式为2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2 ↑,有1 ml O2 生成时,转移2 ml 电子,故C错误;Na2O2与CO2反应生成碳酸钠和O2,反应的化学方程式为2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,故D正确。
2.下列关于钠的氧化物的说法正确的是( )
A.Na2O2是白色固体,与冷水作用放出氧气,生成氢氧化钠
B.在Na2O2与CO2的反应中,氧化剂是Na2O2,还原剂是CO2
C.Na和O2在常温下反应生成Na2O
D.Na2O2能与水反应生成NaOH,所以Na2O2是碱性氧化物
解析:选C。过氧化钠是淡黄色固体,与冷水反应能生成氢氧化钠和氧气,故A错误。Na2O2与CO2反应生成碳酸钠和氧气,在反应过程中只有氧元素化合价发生变化,Na2O2既是氧化剂又是还原剂,故B错误。Na和O2的反应产物与反应温度有关,在加热时反应生成Na2O2,在常温下反应生成Na2O,故C正确。碱性氧化物是能和水反应只生成碱的氧化物,而Na2O2与水反应除了生成NaOH外还生成氧气,所以Na2O2不是碱性氧化物,故D错误。
题组二 Na2O2与CO2、H2O反应的定量分析
3.(2021·安阳一中模拟)1 ml过氧化钠与2 ml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.Na2O2、Na2CO3
C.NaOH、Na2CO3D.Na2O2、NaOH、Na2CO3
解析:选A。本题涉及的反应有2NaHCO3eq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3+CO2↑+H2O;2CO2+2Na2O2===2Na2CO3+O2;2H2O+2Na2O2===4NaOH+O2↑;Na2O2与CO2和H2O反应时,实际上是先与CO2反应。2 ml NaHCO3分解产生的1 ml CO2恰好与1 ml Na2O2反应,无Na2O2与水的反应,所以残留固体只有Na2CO3。
4.200 ℃时,11.6 g CO2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3.6 g,则原混合气体的总物质的量是( )
A.0.125 mlB.0.25 ml
C.0.5 mlD.1 ml
解析:选C。根据质量守恒定律可知,生成O2的质量为11.6 g-3.6 g=8 g,n(O2)=eq \f(8 g,32 g·ml-1)=0.25 ml,根据Na2O2与H2O(g)、CO2反应的物质的量的关系可知,CO2和H2O(g)的总物质的量为0.25 ml×2=0.5 ml。
eq \a\vs4\al()
Na2O2与CO2、H2O的反应规律
考点三 碳酸钠和碳酸氢钠
1.碳酸钠和碳酸氢钠的物理性质及应用
2.碳酸钠和碳酸氢钠的化学性质
(1)热稳定性
①Na2CO3性质稳定,受热难分解。
②NaHCO3性质不稳定,受热易分解,化学方程式为2NaHCO3eq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3+H2O+CO2↑。
(2)与酸(足量盐酸)反应(填化学方程式)
①Na2CO3:Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑。
②NaHCO3:NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑。
(3)与碱(NaOH溶液)反应(填化学方程式)
①Na2CO3:与NaOH溶液不反应。
②NaHCO3:NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O。
(4)相互转化
①Na2CO3→NaHCO3
向Na2CO3溶液中通入CO2,化学方程式为Na2CO3+H2O+CO2===2NaHCO3。
②NaHCO3→Na2CO3
NaHCO3固体加热分解转化成Na2CO3。
3.碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别和除杂
(1)鉴别
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BaCl2溶液或CaCl2溶液,产生沉淀的是Na2CO3溶液。
b.气体法:滴入稀盐酸,立即产生气泡的是NaHCO3溶液。
c.测pH法:常温下用pH试纸测相同浓度的稀溶液,pH大的是Na2CO3溶液。
(2)除杂
4.侯氏制碱法
(1)制备原料
食盐,氨,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)eq \(=====,\s\up7(高温))CO+H2,CO+H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高温))CO2+H2。
(2)工艺流程
(3)反应原理
①产生NaHCO3的反应:NH3+NaCl+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl。
②产生Na2CO3的反应:2NaHCO3eq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3+H2O+CO2↑。
题组一 Na2CO3、NaHCO3的鉴别和除杂
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( )
解析:选C。A项,发生的反应分别为Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOH,2NaHCO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+Na2CO3+2H2O,二者现象相同,都产生白色沉淀;B项,加入等体积等浓度的稀盐酸时,NaHCO3溶液反应更剧烈;C项,Na2CO3与CaCl2发生反应:Na2CO3+CaCl2===CaCO3↓+2NaCl,产生白色沉淀,NaHCO3与CaCl2不反应;D项,逐滴加入等浓度的稀盐酸时,NaHCO3立即产生气泡,Na2CO3开始无气泡产生,过一会儿才产生气泡。
2.(2021·莆田一中模拟)为除去括号内的杂质,下列所选用的试剂或方法不正确的是( )
A.Na2CO3溶液(NaHCO3),加入适量的NaOH溶液
B.NaHCO3溶液(Na2CO3),通入过量的CO2气体
C.Na2O2粉末(Na2O),将混合物在氧气中加热
D.Na2CO3溶液(Na2SO4),加入适量的Ba(OH)2溶液,过滤
解析:选D。 Na2CO3和Na2SO4均能与Ba(OH)2反应,且加Ba(OH)2会引入新的杂质,不能达到除杂的目的。
题组二 Na2CO3、NaHCO3与酸反应的定量关系
3.(2021·洛阳模拟)有关NaHCO3和Na2CO3与盐酸的反应,以下叙述错误的是( )
A.等质量的NaHCO3和Na2CO3与足量盐酸反应,在相同条件下Na2CO3产生的CO2体积小
B.等物质的量的两种盐与同浓度盐酸完全反应,所消耗盐酸的体积Na2CO3是NaHCO3的两倍
C.等质量的NaHCO3和Na2CO3与盐酸完全反应,前者消耗盐酸较多
D.等物质的量的NaHCO3和Na2CO3与足量盐酸反应,二者产生的CO2一样多
解析:选C。由题意可知,发生的反应为Na2CO3+2HCl===2NaCl+CO2↑+H2O,NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O,解答此类题目用归“1”法。A项,假设二者均为1 g,则n(NaHCO3)=n(CO2)=eq \f(1,84) ml,n(Na2CO3)=n(CO2)=eq \f(1,106) ml,正确;B项,假设二者均为1 ml,则消耗的HCl的物质的量:Na2CO3为2 ml,NaHCO3为1 ml,正确;C项,假设二者均为1 g,则Na2CO3消耗HCl的物质的量为2×eq \f(1,106) ml=eq \f(1,53) ml,NaHCO3消耗HCl的物质的量为eq \f(1,84) ml,错误;D项,假设二者均为1 ml,则均产生1 ml CO2,正确。
4.(双选)(2021·潍坊一中质检)向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1 ml·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O~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COeq \\al(2-,3)+2H+===H2O+CO2↑
C.a=0.3
D.原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为2∶1
解析:选CD。向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1 ml·L-1稀盐酸,发生的反应依次为OH-+H+===H2O,COeq \\al(2-,3)+H+===HCOeq \\al(-,3),HCOeq \\al(-,3)+H+===CO2↑+H2O,据此解答。在O~a范围内,发生的反应是OH-+H+===H2O,COeq \\al(2-,3)+H+===HCOeq \\al(-,3),不只是发生中和反应,A错误;ab段发生反应的离子方程式为HCOeq \\al(-,3)+H+===CO2↑+H2O,B错误;从图像知生成0.01 ml CO2,根据离子方程式HCOeq \\al(-,3)+H+===CO2↑+H2O可知,消耗HCl的物质的量为0.01 ml,故a=0.3,C正确;根据离子方程式和图像可知Na2CO3的物质的量为0.01 ml,共计消耗HCl的物质的量为0.02 ml,所以与氢氧化钠反应的HCl的物质的量为0.04 ml-0.02 ml=0.02 ml,则氢氧化钠的物质的量为0.02 ml,因此原混合溶液中,NaOH与Na2CO3的物质的量之比为2∶1,D正确。
eq \a\vs4\al()
依据图像特点判断溶液溶质成分的方法
考点四 碳酸钠质量分数的测定
1.气体法
(1)测定原理:Na2CO3+H2SO4===Na2SO4+H2O+CO2↑(杂质不与酸反应产生CO2)。
依据CO2的体积确定Na2CO3的物质的量,进而确定Na2CO3的含量。
(2)实验操作:向m g样品中加入足量的稀硫酸,准确测量产生CO2气体的体积为V mL(已折算为标准状况)。
(3)数据处理
样品中Na2CO3的质量为eq \f(V,22 400) ml×106 g·ml-1=eq \f(106V,22 400) g,则样品中Na2CO3的质量分数为eq \f(\f(106V,22 400) g,m g)×100%=eq \f(53V,112m)%。
2.沉淀法
(1)测定原理:Na2CO3+BaCl2===BaCO3↓+2NaCl(杂质不与BaCl2反应产生沉淀)。
依据BaCO3沉淀的质量,确定Na2CO3的物质的量,进而确定Na2CO3的含量。
(2)实验操作:先将m g样品溶于水配成溶液,向溶液中加入过量的BaCl2溶液,经过滤、洗涤、干燥得 BaCO3 沉淀的质量为n g。
(3)数据处理
样品中Na2CO3的质量为eq \f(n g,197 g·ml-1)×106 g·ml-1=eq \f(106n,197) g,则样品中Na2CO3的质量分数为eq \f(\f(106n,197) g,m g)×100%=eq \f(106n,197m)×100%。
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W g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( )
解析:选A。用酚酞做指示剂时,Na2CO3与盐酸发生反应Na2CO3+2HCl===2NaCl+CO2↑+H2O,依据消耗盐酸的量可以计算出样品中Na2CO3的量,进而确定样品中Na2CO3的质量分数,A项正确;生成的气体中混有H2O和HCl,均被碱石灰吸收,B项错误;逸出的CO2中混有HCl和H2O,C项错误;因部分CO2能溶于水,与水反应生成H2CO3,故排出水的体积并不是CO2的体积,D项错误。
2.(双选)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,通过测量反应前后装置②和③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.装置①②③中可以依次盛装碱石灰、碱石灰、无水CaCl2
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.若将装置①换成盛放NaOH溶液的洗气瓶,则测得的NaCl含量偏高
D.实验过程中一直通入空气,停止加热后再停止通入空气
解析:选AC。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用于吸收Na2CO3·10H2O和NaHCO3分解生成的水蒸气,可以使用无水CaCl2;装置③用于吸收碳酸氢钠分解生成的CO2,可以使用碱石灰,A项错误;实验前必须将装置中的水蒸气和CO2赶尽,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;若将装置①换成盛放NaOH溶液的洗气瓶,则会增加水的质量,使测得Na2CO3·10H2O和NaHCO3的含量偏高,NaCl的含量偏低,C项错误;实验过程中一直通入空气,停止加热后再停止通入空气,使H2O和CO2被充分吸收,D项正确。
3.小苏打长期放置在空气中会变质(部分转变为Na2CO3),某研究小组欲测定某小苏打样品中NaHCO3的质量分数,设计如下实验方案:
Ⅰ.加热分解法
利用图甲装置,充分加热小苏打样品。
(1)仪器A的名称为________。
(2)在实验过程中,需要测量的实验数据有
①仪器A的质量;
②________________________________________________________________________;
③________________________________________________________________________。
Ⅱ.测量气体体积法
利用图乙装置,测定反应生成气体的体积。
(3)组装好仪器后,首先进行的操作为________________________________________________________________________。
(4)导管的作用为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)为了减小实验误差,B、C中最好选用的试剂为____________。
(6)待反应结束,气体冷却至室温后,利用图示装置读取气体体积时,应注意的事项有
①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________。
(7)若所取样品的质量为m g,反应前滴定管C的读数为V1 mL,反应结束后滴定管C的读数为V2 mL,则样品中NaHCO3和Na2CO3的物质的量之和为____________(气体体积均已换算为标准状况下的体积)。
解析:Ⅰ.(1)仪器A是坩埚。(2)还需要测定的实验数据有加热前仪器A和样品的总质量以及加热冷却后仪器A和残留物的总质量。
Ⅱ.(3)涉及气体的实验,仪器连接好后首先进行的操作是检查装置气密性。(4)导管的作用是平衡分液漏斗与锥形瓶内的气压,使液体顺利流下;滴入锥形瓶的稀硫酸体积等于进入分液漏斗的气体体积,从而消除由于加入稀硫酸引起的气体体积误差。(5)由于生成的二氧化碳能溶于水,会产生误差,所以B、C中最好选用饱和NaHCO3溶液。(6)①读数时上下移动C管,使B、C两管液面相平,减小由于压强不同引起的体积误差;②视线与凹液面最低处相平,减小由于读数引起的体积误差。(7)根据碳原子守恒,1 ml碳原子对应1 ml二氧化碳,二氧化碳的物质的量为eq \f(V1-V2,22 400) ml,所以样品中 NaHCO3和Na2CO3的物质的量之和为eq \f(V1-V2,22 400) ml。
答案:Ⅰ.(1)坩埚 (2)加热前仪器A和样品的总质量 加热冷却后仪器A和残留物的总质量
Ⅱ.(3)检查装置气密性 (4)平衡分液漏斗与锥形瓶内的气压,使液体顺利流下;滴入锥形瓶的稀硫酸体积等于进入分液漏斗的气体体积,从而消除由于加入稀硫酸引起的气体体积误差 (5)饱和NaHCO3溶液
(6)①读数时上下移动C管,使B、C两管液面相平
②视线与凹液面最低处相平
(7)eq \f(V1-V2,22 400) ml
1.下列关于钠及其化合物的说法中正确的是( )
A.(2020·浙江7月选考)Na2O在空气中加热可得固体Na2O2
B.(2019·高考全国卷Ⅱ)Na2O2在空气中放置后由淡黄色变为白色,反应的化学方程式为2Na2O2===2Na2O+O2↑
C.(2020·高考江苏卷)室温下,Na在空气中反应生成Na2O2
D.(2018·高考江苏卷)NaHCO3受热易分解,所以可用于制胃酸中和剂
解析:选A。Na2O不稳定,在空气中加热可以生成Na2O2,A正确;Na2O2在空气中放置后由淡黄色变为白色,反应的化学方程式为2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,B错误;室温下,Na与空气中的氧气反应生成Na2O;加热条件下,钠与氧气反应生成Na2O2,C错误;NaHCO3能与HCl反应,所以可用于制胃酸中和剂,与受热易分解没有关系,D错误。
2.(2018·高考海南卷)下列食品添加剂中,常用作防腐剂的是( )
A.碘酸钾B.碳酸氢钠
C.苯甲酸钠D.磷酸氢钙
解析:选C。苯甲酸钠常用作防腐剂。
3.下列说法错误的是( )
A.(2018·高考全国卷Ⅱ)碳酸钠可用于去除餐具的油污
B.(2018·高考全国卷Ⅲ)用铂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+
C.(2018·高考海南卷)Na2O2可与CO2反应放出氧气,可用于制作呼吸面具
D.(2017·高考江苏卷)钠与水反应的离子方程式: Na+2H2O===Na++2OH-+H2↑
解析:选D。D项离子方程式中,电荷和得失电子不守恒。
4.(双选)下列有关叙述正确的是( )
A.(2016·高考天津卷)碳酸氢钠药片是抗酸药,服用时喝些醋能提高药效
B.(2016·高考全国卷Ⅱ)分别将少量钠投入盛有水和乙醇的烧杯中,可比较水与乙醇中氢的活泼性
C.(2016·高考浙江卷)钾、钠、镁等活泼金属着火时,不能用泡沫灭火器灭火
D.(2015·高考天津卷)灼烧白色粉末,火焰呈黄色,证明原粉末中有Na+,无K+
解析:选BC。醋酸能与碳酸氢钠反应产生二氧化碳,降低药效,A错误;钠在水中反应的速率比在乙醇中的大,可比较二者中氢原子的活泼性,B正确;钠、钾的燃烧产物都能与二氧化碳反应产生氧气,镁能在二氧化碳中燃烧,因而不能用泡沫灭火器灭火,C正确;钠的焰色试验为黄色,可掩盖钾的火焰的紫色,D错误。
1.膨松剂是一种食品添加剂,能使面胚在焙烤过程中变得松软或酥脆。NaHCO3既可作为碱性膨松剂单独使用,也可以与酒石酸氢钾、淀粉按一定比例混合制成复合膨松剂,复合膨松剂遇水会产生CO2,起到膨松作用。下列说法正确的是( )
A.任何受热分解能产生气体的物质都可以做食品膨松剂
B.碳酸氢钠受热分解的化学方程式:NaHCO3eq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3+H2O+CO2↑
C.碳酸氢钠做膨松剂时,必须与酒石酸氢钾、淀粉混合使用
D.复合膨松剂应在干燥的环境中保存
解析:选D。 A项,受热分解产生无毒气体的物质才可以做食品膨松剂,错误;B项,化学方程式未配平,应为2NaHCO3eq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3+H2O+CO2↑,错误;C项,NaHCO3做膨松剂时,也可以与有机酸混合使用,错误;D项,复合膨松剂遇水产生CO2,所以应在干燥的环境中保存,正确。
2.以下是在实验室模拟“侯氏制碱法”生产流程的示意图:
eq \x(\a\al(气体A,的饱和,溶液))eq \(――→,\s\up7(Ⅰ),\s\d5(加入食盐))eq \x(\a\al(A与食盐的,饱和溶液))eq \(――→,\s\up7(Ⅱ),\s\d5(通入足量气体B))eq \x(悬浊液)
eq \(――→,\s\up7(Ⅲ),\s\d5(过滤))eq \x(晶体)eq \(――→,\s\up7(Ⅳ))eq \x(纯碱)
则下列叙述错误的是( )
A.气体A是NH3,气体B是CO2
B.侯氏制碱法的生产流程中应用了物质溶解度的差异
C.操作Ⅲ用到的主要玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒
D.操作Ⅳ是将晶体溶于水后加热、蒸发、结晶
解析:选D。A项,NH3极易溶于水,且水溶液显碱性,可以促进CO2的吸收,因此先通入NH3后通入CO2,正确;B项,NaHCO3的溶解度小于Na2CO3,应用了溶解度的差异,正确;C项,操作Ⅲ是过滤,因此用到的主要玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒,正确;D项,晶体是NaHCO3,利用NaHCO3的不稳定性加热制Na2CO3:2NaHCO3eq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3+CO2↑+H2O,错误。制取
化学方程式为2NaCl(熔融)eq \(=====,\s\up7(电解))2Na+Cl2↑
保存
通常保存在石蜡油或煤油中
用途
(1)钠钾合金(液态)用于原子反应堆的导热剂;
(2)做强还原剂,熔融状态下冶炼某些金属(如钛);
(3)做电光源,制作高压钠灯
名称
氧化钠
过氧化钠
电子式
氧元素化合价
-2价
-1价
色、态
白色固体
淡黄色固体
阴、阳离子个数比
1∶2
1∶2
是否为碱性氧化物
是
不是
与水反应的化学方程式
Na2O+H2O===2NaOH
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
与CO2反应的化学方程式
Na2O+CO2===Na2CO3
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
与盐酸反应的化学方程式
Na2O+2HCl===2NaCl+H2O
2Na2O2+4HCl===4NaCl+2H2O+O2↑
用途
—
氧化剂、供氧剂、漂白剂、杀菌剂
试剂
现象
反应原理
SO2气体
-
Na2O2+SO2===Na2SO4
FeCl2溶液
产生气体和红褐色沉淀
4Na2O2+4FeCl2+6H2O===4Fe(OH)3↓+O2↑+8NaCl
Na2SO3溶液
-
Na2O2+Na2SO3+H2O===Na2SO4+2NaOH
氢硫酸
溶液变浑浊
Na2O2+H2S===S↓+2NaOH
酚酞溶液
产生气体,溶液先变红后褪色
与水反应生成O2和NaOH,使溶液变红,Na2O2的强氧化性又使之褪色
品红溶液
红色褪去
Na2O2的强氧化性使之褪色
反应先后关系
当CO2、水蒸气的混合气体与少量Na2O2反应时,Na2O2先与CO2反应,再与H2O反应
电子转移关系
当Na2O2与CO2、H2O反应时,物质的量的关系为2Na2O2~O2~2e-,n(e-)=n(Na2O2)=2n(O2)
气体体积变化关系
CO2、水蒸气(或二者的混合气体)通过足量Na2O2时,气体体积的减少量是原来气体体积的eq \f(1,2),等于生成氧气的量,即ΔV=V(O2)=eq \f(1,2)V(混合)
固体质量变化关系
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”,所以固体增加的质量分别为28 g·ml-1×n(CO2)、2 g·ml-1×n(H2O)
名称
碳酸钠
碳酸氢钠
化学式
Na2CO3
NaHCO3
俗名
纯碱或苏打
小苏打
色、态
白色粉末
细小的白色晶体
水溶性
易溶于水
能溶于水,但比Na2CO3的溶解度小
应用
用于纺织、造纸、制玻璃、制皂等
用于制药、焙制糕点等
混合物(括号内为杂质)
除杂方法
Na2CO3(s)(NaHCO3)
加热法
NaHCO3(aq)(Na2CO3)
通入足量CO2
Na2CO3(aq)(NaHCO3)
滴加适量NaOH溶液
选项
操作
判断
A
分别加入澄清石灰水
产生沉淀的为Na2CO3
B
分别加入等体积等浓度的稀盐酸
反应较剧烈的为Na2CO3
C
分别加入CaCl2溶液
产生沉淀的为Na2CO3
D
逐滴加入等浓度的稀盐酸
立即产生气泡的为Na2CO3
若a=0(即图像从原点开始)
溶液中的溶质为NaHCO3
若V(Oa)=V(ab)(即Oa段与ab段消耗盐酸的体积相同)
溶液中的溶质为Na2CO3
若V(Oa)>V(ab)(即Oa段消耗盐酸的体积大于ab段消耗盐酸的体积)
溶液中的溶质为Na2CO3和NaOH
若V(Oa)
选项
实验方法
实验方案
测量数据
A
滴定法
将样品配成100 mL溶液,取10 mL,加入酚酞,用标准盐酸滴定
消耗盐酸的体积
B
重量法
将样品与足量盐酸反应,生成的气体全部被碱石灰吸收
碱石灰增加的质量
C
重量法
将样品放入烧杯中,置于电子天平上,加入足量盐酸
减少的质量
D
量气法
将样品与足量盐酸反应,气体通过排水量气装置量气
排出水的体积
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