![2025版高考化学一轮总复习第3章金属及其化合物第8讲钠及其重要化合物碱金属课件01](http://www.enxinlong.com/img-preview/3/7/15633617/0-1713543385895/0.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794/sharpen,100)
![2025版高考化学一轮总复习第3章金属及其化合物第8讲钠及其重要化合物碱金属课件02](http://www.enxinlong.com/img-preview/3/7/15633617/0-1713543385925/1.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794/sharpen,100)
![2025版高考化学一轮总复习第3章金属及其化合物第8讲钠及其重要化合物碱金属课件03](http://www.enxinlong.com/img-preview/3/7/15633617/0-1713543385943/2.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794/sharpen,100)
![2025版高考化学一轮总复习第3章金属及其化合物第8讲钠及其重要化合物碱金属课件04](http://www.enxinlong.com/img-preview/3/7/15633617/0-1713543385957/3.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794/sharpen,100)
![2025版高考化学一轮总复习第3章金属及其化合物第8讲钠及其重要化合物碱金属课件05](http://www.enxinlong.com/img-preview/3/7/15633617/0-1713543385976/4.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794/sharpen,100)
![2025版高考化学一轮总复习第3章金属及其化合物第8讲钠及其重要化合物碱金属课件06](http://www.enxinlong.com/img-preview/3/7/15633617/0-1713543385987/5.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794/sharpen,100)
![2025版高考化学一轮总复习第3章金属及其化合物第8讲钠及其重要化合物碱金属课件07](http://www.enxinlong.com/img-preview/3/7/15633617/0-1713543386004/6.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794/sharpen,100)
![2025版高考化学一轮总复习第3章金属及其化合物第8讲钠及其重要化合物碱金属课件08](http://www.enxinlong.com/img-preview/3/7/15633617/0-1713543386013/7.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794/sharpen,100)
2025版高考化学一轮总复习第3章金属及其化合物第8讲钠及其重要化合物碱金属课件
展开考点1 钠及其氧化物
知识梳理1.钠的物理性质(1)颜色:__________、有________光泽。(2)密度:钠、水和煤油的密度大小为______________________。(3)熔点:________(填“大于”“小于”或“等于”)100 ℃。(4)硬度:质地________,可以用小刀切割。(5)传导性:可导______、导______。[微点归纳] 实验室中通常将少量金属钠保存在石蜡油或煤油中,以隔绝空气中的O2和H2O(g)。
ρ(水)>ρ(钠)>ρ(煤油)
2.钠的化学性质 在自然界中都以化合态形式存在钠元素在元素周期表中处于第______周期第_____族,其原子最外层有1个电子,在反应中易________电子,表现出很强的________性。
(1)与非金属单质(如O2、Cl2)反应的化学方程式②Cl2:_____________________。
(2)与水反应①离子方程式:____________________________________。②与含有酚酞的水反应的实验现象及解释
2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑
[微点归纳] 钠在空气中的变化过程
(3)与酸(HCl)反应___________________________。酸过量时:钠与酸电离出的_____反应;酸不足时:先与酸电离出的_____反应,过量的钠再与H2O反应,且消耗的钠与产生的氢气存在定量关系:2Na~H2↑。
2Na+2HCl===2NaCl+H2↑
(4)钠与盐的反应①与盐溶液反应如Na投入到CuSO4溶液中,反应的离子方程式为___________________________________________。钠与盐溶液反应时,钠先与水反应生成氢气和氢氧化钠,然后氢氧化钠与盐溶液再反应。钠不能把盐溶液中的金属阳离子置换出来。②与熔融盐反应例如,高温下,钠与熔融TiCl4反应置换出Ti,化学方程式为____________________________。(5)与乙醇反应___________________________________。
2Na+2H2O+Cu2+===2Na++Cu(OH)2↓+H2↑
2Na+2C2H5OH―→2C2H5ONa+H2↑
3.钠的制取和用途(1)制取:采用电解熔融NaCl的方法冶炼金属钠,化学方程式为___________________________。(2)用途
[微点归纳] (1)因为CCl4的密度比钠大,钠不能保存在CCl4中,另外常考的试剂保存还有:NaOH溶液(用橡胶塞)、氯水和浓硝酸(棕色试剂瓶、玻璃塞)、氢氟酸(塑料瓶)等。(2)钠与水、醇和酸反应的实质钠与水、醇和酸反应的实质都是钠与H+发生置换反应,反应速率的大小取决于H+浓度的大小,钠与这三种物质反应的速率大小关系为:酸>水>醇。
4.氧化钠与过氧化钠的比较
Na2O+H2O===2NaOH
Na2O+CO2===Na2CO3
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3
Na2O+2HCl===2NaCl
自主小练1.易错辨析:正确的打“√”,错误的打“×”。(1)金属Na表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化。( )[提示] 金属Na表面自然形成的氧化层是疏松的,不能保护内层金属。(2)钠与CuSO4溶液反应的化学方程式为2Na+CuSO4===Cu↓+Na2SO4。( )[提示] 钠与CuSO4溶液反应的化学方程式为2Na+2H2O+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑。
(3)金属钠露置在空气中最后生成小苏打。( )[提示] 金属钠露置在空气中最后生成碳酸钠。(4)1 ml Na与足量O2分别在加热和常温条件下充分反应失去电子数一样多。( )[提示] 1 ml Na被完全氧化,失去NA个电子。(5)钠着火燃烧时可用泡沫灭火器扑灭。( )[提示] Na及其燃烧产物可与泡沫灭火器喷出泡沫中的水和二氧化碳反应释放出氢气和氧气而助燃,所以Na着火不可用泡沫灭火器扑灭。
(6)实验室中常将金属钠保存在煤油或四氯化碳中。( )(7)钠具有强还原性,可与TiCl4溶液反应冶炼金属Ti。( )(8)1 ml Na2O和1 ml Na2O2固体中含有的离子总数均为3NA。( )(9)Na2O2吸收CO2产生O2可用作呼吸面具供氧剂。( )[提示] 人呼出CO2经Na2O2反应生成O2,故可作供氧剂。
(10)用Na2O2与H2O反应,制取1 ml O2转移电子数4NA。( )[提示] Na2O2中O元素化合价为-1价,反应中O元素化合价由-1价分别变化为0价和-2价,则Na2O2既是氧化剂又是还原剂,2 ml Na2O2参加反应生成1 ml O2,转移电子2 ml,转移电子数为2NA。(11)Na2O2与Na2O中所含化学键完全相同。( )[提示] Na2O2中含有离子键和非极性共价键,Na2O中只含有离子键。
(12)Na2O与Na2O2的组成元素相同,与CO2反应产物也相同。( )[提示] 氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠;过氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气。(13)将足量过氧化钠投入紫色石蕊溶液中,溶液先变蓝色后褪色,同时有气泡产生。( )
2.下列叙述正确的是( )A.切开的金属Na暴露在空气中,光亮表面逐渐变暗2Na+O2===Na2O2B.一定条件下,2.3 g的Na完全与O2反应生成3.6 g产物,失去的电子数为0.2NAC.钠在空气中受热时,熔化为银白色的小球,产生黄色的火焰,生成白色粉末D.钠在空气中长期放置,最终主要生成物为碳酸钠
[提示] 钠在通常条件下反应生成氧化钠,点燃条件生成过氧化钠,故A错误;2.3 g钠的物质的量为0.1 ml,而钠无论反应后产物是什么,钠元素反应后一定变为+1价,故0.1 ml钠失去0.1NA电子,故B错误;钠在空气中加热,生成了淡黄色的过氧化钠,故C错误;钠在空气中长期放置,开始生成氧化钠,最终变成了碳酸钠,故D正确。
3.(1)将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中,既有气体又有白色沉淀产生的是__________ (填序号)。①MgSO4溶液 ②BaCl2溶液 ③饱和澄清石灰水 ④Ca(HCO3)2溶液 ⑤CuSO4溶液 ⑥饱和食盐水 ⑦浓盐酸
(2)国庆节晚会上,某同学表演了“吹气生火”的魔术。该同学用玻璃管向包着过氧化钠的脱脂棉上吹气。过一会,脱脂棉燃烧了起来,你知道这是怎么回事吗?[提示] 过氧化钠与CO2反应产生氧气:2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,同时该反应放热,所以脱脂棉燃烧了起来。
(3)用双线桥分析Na2O2与水反应中电子转移的方向和数目:______________________________________。①氧化剂和还原剂是__________,氧化产物是___,还原产物是____________。②1 ml Na2O2与水完全反应时转移的电子数:________________。生成1 ml O2转移电子数:_______________________。
NA(或6.02×1023)
2NA(或1.204×1024)
(4)将一小块金属钠分别投入盛有:a.水、B.乙醇、c.稀H2SO4的三个小烧杯中,反应速率由快到慢的顺序为__________(填字母)。解释反应速率不同的原因:__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
钠与题述三种物质反应的实质都是钠与H+的反应,H+浓度的大小决定了反应速率的快慢,由三种物质电离出H+的能力可知H+浓度的大小顺序为c>a>b,因而反应速率为c>a>b
(5)(2024·山东滨州检测)如图表示A~E五种物质间的相互转化关系,其中A为淡黄色固体,B为单质。①写出下列物质的化学式A:_________;B.________;C:____________;D.___________;E.____________。
②写出下列反应的化学方程式:a.A→C:______________________________;b.A→D:_______________________________;c.B→A:_________________________。
[提示] A是淡黄色固体,可知是Na2O2;B是单质可制取A,知B是Na;A与CO2反应生成D,知D为Na2CO3;B与Cl2反应生成E,知E为NaCl;Na2O2、Na都能生成C,知C为NaOH。
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
(2024·河北衡水高三检测)向分别盛有100 mL水、100 mL 0.1 ml·L-1盐酸、100 mL 0.01 ml·L-1 NaOH溶液的X、Y、Z三个烧杯中各加入0.05 ml Na。下列有关说法不正确的是( )A.三个烧杯中均先发生的反应为2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑B.三个烧杯中钠均在液面上剧烈反应,且Y烧杯中的反应最剧烈C.三个烧杯发生反应后,溶质的物质的量浓度不同D.三个烧杯发生反应后,生成气体在相同条件下的体积相同
微考点1 钠与水及酸、碱、盐溶液的反应
[解析] 钠与盐酸反应时,钠先与盐酸反应:2Na+2H+===2Na++H2↑,若钠剩余再与水反应,A错误;钠与水及酸、碱溶液反应的实质都是Na与H+反应,盐酸中c(H+)最大,故Y烧杯中反应最剧烈,B正确;X烧杯中生成的溶质为NaOH,Y烧杯中生成的溶质为NaCl和NaOH,Z烧杯中生成NaOH,且原溶液中含NaOH,据Na元素守恒推知,三个烧杯中溶质的物质的量浓度不同,C正确;钠与反应生成的H2存在关系式:2Na~H2,三个烧杯中加入n(Na)相同且均完全反应,故生成H2的量相同,在相同条件下气体的体积相同,D正确。
钠与水、酸、碱、盐溶液及乙醇的反应规律
【对点训练】 1.(2024·天津高三检测)分别向CuSO4溶液和FeSO4溶液中加入等量的金属钠,下列说法一定正确的是( )A.两溶液中均有金属单质析出B.CuSO4溶液中最终有蓝色沉淀生成C.FeSO4溶液中最终有白色沉淀生成D.钠在CuSO4溶液中的反应更剧烈
[解析] 钠是活泼金属,投入盐溶液中首先与水反应生成NaOH和H2,两溶液中均没有金属单质析出,A错误;CuSO4溶液中最终生成蓝色沉淀Cu(OH)2,B正确;FeSO4溶液中首先产生白色沉淀Fe(OH)2,最终转化为红褐色沉淀Fe(OH)3,C错误;钠在溶液中反应的剧烈程度与溶液中c(H+)有关,不能确定两溶液中的c(H+),不能比较二者反应的剧烈程度,D错误。
2.金属钠分别与下列溶液反应时,既有沉淀析出,又有气体逸出的是( )A.BaCl2溶液 B.K2SO4溶液C.CuSO4溶液 D.NH4NO3溶液
[解析] 金属钠先和BaCl2溶液中的水反应生成氢氧化钠并放出氢气:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,但是生成的氢氧化钠和氯化钡不反应,即只有气体生成,A错误;金属钠先和硫酸钾溶液中的水反应生成氢氧化钠并放出氢气:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,但是生成的氢氧化钠和硫酸钾不反应,只有气体生成,B错误;金属钠先和硫酸铜溶液中的水反应生成氢氧化钠并放出氢气:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,生成的氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀,既有沉淀析出又有气体逸出,C正确;Na首先和水反应生成氢氧化钠并放出氢气:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,NaOH与硝酸铵溶液反应会生成一水合氨和硝酸钠,没有沉淀生成,钠和水的反应是放热的,使一水合氨分解产生氨气,即有气体生成,D错误。
1.(2024·辽宁锦州模拟)某化学实验小组为探究过氧化物的性质,进行如图所示实验。经检验实验①③中的白色沉淀为BaO2。下列说法合理的是( )
微考点2 Na2O2的性质及应用
2.(2024·河北衡水高三检测)有关Na2O2性质实验如图:已知:①Na2O2与水反应经历了Na2O2+2H2O===2NaOH+H2O2;②酚酞褪色原因与溶液的强碱性或强氧化性有关。根据上述实验可以得出的结论是( )A.H2O2溶液能使酚酞褪色B.浓氢氧化钠溶液能使酚酞褪色C.H2O2溶液和浓氢氧化钠溶液都能使酚酞褪色D.可利用二氧化锰和水来完善实验方案
[解析] 根据实验现象和已知信息①可知,滴加酚酞前,溶液中的溶质为NaOH和H2O2,根据已知信息②可知,两者都可能使变红的溶液褪色,故A、B、C错误;若要确定褪色原因,还必须补充向反应后的试管中加二氧化锰除去过氧化氢、加水稀释浓氢氧化钠溶液的实验来验证,故D正确。
Na2O2与CO2、H2O(g)反应的“三大规律”
【对点训练】 1.(2024·山东青岛高三检测)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中的大量气泡的主要成分是氧气B.③中的溶液变红,说明有碱性物质生成C.④中现象可能是溶液中的强酸性物质造成的D.⑤中MnO2的主要作用是催化
[解析] 向Na2O2中加入足量水,反应生成的气体只能是O2,故②中大量气泡的主要成分是O2,A正确;气泡消失后,滴加酚酞溶液,溶液变红,说明溶液呈碱性,有碱性物质生成,B正确;③中溶液轻轻振荡,红色褪去,说明溶液中存在强氧化性物质,使酚酞褪色,C错误;向④溶液中加入少量MnO2,产生较多气泡,说明④中溶液存在H2O2,在MnO2催化下分解生成H2O和O2,D正确。
2.(2024·辽宁沈阳一二零中学质检)某些氧化物在一定条件下能与Na2O2反应,且反应极有规律,如Na2O2+SO2===Na2SO4、2Na2O2+2SO3(g)===2Na2SO4+O2。据此判断下列化学方程式错误的是( )A.2Na2O2+2N2O3===4NaNO2+O2B.Na2O2+2NO2===2NaNO3C.2Na2O2+2N2O5===4NaNO3+O2D.2Na2O2+2Mn2O7===4NaMnO4+O2
[解析] 由题给信息可知,过氧化钠与最高价态的氧化物反应生成对应的盐和氧气,过氧化钠具有强氧化性,与不是最高价态的氧化物反应生成其最高价的盐,没有氧气生成。N2O3和NO2中氮元素不是最高价态,与过氧化钠反应生成硝酸钠,故A错误,B正确;五氧化二氮中氮元素是最高价态,与过氧化钠反应生成硝酸钠和氧气,故C正确;七氧化二锰中锰元素是最高价态,与过氧化钠反应生成高锰酸钠和氧气,故D正确。
3.(2024·海南高三检测)金属钠与二氧化碳反应的实验步骤及现象如下表:
(1)为检验集气瓶瓶壁上白色物质的成分,取适量滤液于2支试管中,向一支试管中滴加1滴酚酞溶液,溶液变红,加过量CaCl2红色褪去;向第二支试管中滴加澄清石灰水,溶液变浑浊。据此推断,白色物质的主要成分是______(填字母)。A.Na2O B.Na2O2C.NaOH D.Na2CO3
(2)为检验黑色固体的成分,将其与浓硫酸反应,生成的气体具有刺激性气味。据此推断黑色固体是_________。(3)本实验中金属钠与二氧化碳反应的化学方程式为_________________________________。
考点2 碳酸钠和碳酸氢钠 碱金属
知识梳理1.碳酸钠和碳酸氢钠的性质比较
Na2CO3+H2O+CO2↑
2Al(OH)3↓+3CO2↑
[微点归纳] (1)NaHCO3的溶解度较小,将过量CO2通入到饱和Na2CO3溶液中,有沉淀析出。(2)可从NaHCO3溶解度较小的角度分析侯氏制碱法的原理。
2.联合制碱法——侯氏制碱法(1)制备原料:食盐、氨气、二氧化碳。(2)反应原理把足量氨气和二氧化碳通入氯化钠饱和溶液中,使溶解度较小的碳酸氢钠从溶液中析出,过滤得到碳酸氢钠晶体,碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠。
①产生NaHCO3的反应:___________________________________________________;②产生Na2CO3的反应:___________________________________________________。
NaCl+NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl
(4)绿色思想①二氧化碳使用合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气:_____________________________________________________;②工艺中循环使用的物质:_________、______________。
3.Na2CO3、NaHCO3的除杂
加入适量的NaOH溶液
4.碱金属和焰色试验(1)碱金属的相似性和递变性
[微点归纳] 铂丝在使用前要用盐酸将其表面物质洗净,而不用稀H2SO4洗涤,其原因是金属氯化物在灼烧时易挥发,而硫酸盐的熔、沸点较高,难以挥发,会对后续实验造成干扰。
自主小练1.易错辨析:正确的打“√”,错误的打“×”。(1)碳酸钠可用于去除餐具的油污。( )[提示] 碳酸钠溶液显碱性,会使油污中的油脂发生水解生成可溶性的物质而除去。(2)NaHCO3受热易分解,故可用于制胃酸中和剂。( )[提示] NaHCO3可以与胃酸中的HCl反应,不是因为其受热易分解的性质。
(3)向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2,会有NaHCO3晶体析出。( )[提示] NaHCO3的溶解度小,向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2,会有NaHCO3晶体析出。(4)向某溶液中加入稀盐酸,产生的气体通入澄清石灰水中,石灰水变浑浊,该溶液一定是碳酸盐溶液。( )[提示] 能使澄清石灰水变浑浊的气体有SO2、CO2等,故溶液可以为碳酸盐、碳酸氢盐、亚硫酸盐、亚硫酸氢盐等。
(5)向等浓度的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液中分别滴加稀盐酸,均立即产生大量气泡。( )(6)进行焰色试验时,火焰呈黄色,则待测溶液中含有Na+,不含K+。( )(7)碱金属元素从Li到Cs,随着核电荷数增大,单质的还原性增强,与水反应剧烈程度增大。( )
(8)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+。( )[提示] 用铂丝蘸取某碱金属的盐溶液在火焰上灼烧,进行焰色试验,火焰为黄色,说明该盐溶液中一定有Na+。(9)焰色试验是金属化合物的性质。( )[提示] 焰色试验是某些金属元素的性质。(10)碱金属都可以保存在煤油中。( )[提示] 金属锂的密度小于煤油的密度,会浮在煤油的上面,不能保存在煤油中。
(11)碱金属与水反应,均漂浮在水面上。( )[提示] 铷、铯的密度比水的密度大,与水反应时,沉入水的下面。(12)每次焰色试验后都要用硫酸清洗铂丝。( )[提示] 用稀硫酸洗涤,反应生成沸点很高的硫酸盐,不容易除去;用稀盐酸洗涤,反应生成的氯化物加热灼烧容易除去。(13)用澄清石灰水能够鉴别NaHCO3与Na2CO3溶液。( )[提示] Ca(OH)2与NaHCO3、Na2CO3溶液均反应生成CaCO3沉淀。
(14)侯氏制碱法的工艺过程中应用了物质溶解度的差异。( )[提示] 侯氏制碱法利用了NaHCO3溶解度比NaCl小的特点,说法正确。(15)用酚酞溶液可鉴别饱和食盐水和饱和纯碱溶液。( )[提示] 食盐、纯碱溶液分别显中性、碱性,说法正确。
2.比较下列两个装置,回答下列问题:(1)为了更好地探究NaHCO3和Na2CO3的热稳定性,如图1所示,试管B中装入的固体最好是哪种物质?试解释其原因。[提示] Na2CO3。加热试管B时,能间接加热试管A,B试管中的温度更高,根据烧杯内澄清石灰水是否变浑浊,可以看出Na2CO3在更高温度下不分解,而NaHCO3在稍低温度下已经分解,从而说明Na2CO3热稳定性更好。
(2)哪套装置能够更好地探究NaHCO3和Na2CO3的热稳定性?[提示] 图2。图2所示装置中NaHCO3和Na2CO3的受热温度相同,对比现象更明显,更能说明Na2CO3比NaHCO3稳定。(3)若开始时加入A、B试管中的药品物质的量相同,则经充分加热后再冷却至室温,A、B试管中所得药品的物质的量关系是什么?
(2024·湖南雅礼中学检测)Na2CO3和NaHCO3是常见的两种盐,它们广泛地应用于生产和生活中。下列有关碳酸钠和碳酸氢钠的说法正确的是( )A.在水中的溶解性:NaHCO3>Na2CO3B.分别加热两种样品,没有残留物质的是NaHCO3C.可以用澄清石灰水来鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液D.等质量的NaHCO3、Na2CO3分别与足量盐酸反应,前者产生CO2多
微考点1 Na2CO3和NaHCO3的相互转化及应用
[解析] 相同温度下,Na2CO3在水中的溶解度大于NaHCO3,A错误;NaHCO3受热分解生成Na2CO3、CO2和H2O,剩余固体是Na2CO3,Na2CO3受热不易分解,最后都有残留物质,B错误;Na2CO3溶液和NaHCO3溶液与澄清石灰水反应,均产生白色沉淀CaCO3,不能鉴别,C错误;NaHCO3、Na2CO3分别与足量盐酸发生反应:NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O、Na2CO3+2HCl===2NaCl+CO2↑+H2O,84 g NaHCO3反应生成44 g CO2,106 g Na2CO3反应生成44 g CO2,故等质量两种物质分别与足量盐酸反应,NaHCO3产生的CO2多,D正确。
【对点训练】 1.(2024·河北衡水高三检测)纯碱和小苏打在日常生活中都可以找到。若要在家中将它们区分开来,下面的方法可行的是( )A.分别放在炒锅中加热,观察是否有残留物B.分别用干净铁丝蘸取样品在煤气炉的火焰上灼烧,观察火焰颜色C.在水杯中各加入相同质量的样品,分别加入等体积、等浓度的白醋,观察反应的剧烈程度D.将样品溶解,分别加入澄清石灰水,观察是否有白色沉淀
[解析] Na2CO3加热不分解,NaHCO3加热分解生成Na2CO3,都有残留物,不能鉴别,A错误;二者都含有Na元素,焰色试验都呈黄色,不能鉴别,B错误;NaHCO3与酸反应比Na2CO3剧烈,可用食醋进行鉴别,C正确;二者都能与澄清石灰水反应生成沉淀,不能鉴别,D错误。
2.(2024·湖南岳阳调研)某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体,用不同的方法做了以下实验,如图Ⅰ~Ⅳ所示。(1)只根据图Ⅰ、Ⅱ所示实验,能够达到实验目的的是_______(填装置序号)。
(2)图Ⅲ、Ⅳ所示实验均能鉴别这两种物质,其反应的化学方程式为_____________________________________________________________________ (填字母)。A.Ⅳ比Ⅲ复杂B.Ⅳ可以做到用一套装置同时进行两个对比实验,而Ⅲ不行C.Ⅳ比Ⅲ操作简便D.Ⅳ比Ⅲ安全
(3)若用实验Ⅳ验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性,则试管B中装入的固体最好是___________(填化学式),现象是____________________________________________。
a试管中澄清石灰水变浑浊,
(3)实验Ⅳ试管B装入碳酸氢钠,试管A装入碳酸钠,这样直接加热的是碳酸钠,温度高,不分解,不能使澄清石灰水变浑浊,而间接加热的碳酸氢钠分解,产生的气体使澄清石灰水变浑浊,表明了碳酸氢钠不稳定。
1.(2024·山东肥城模拟)实验室利用下列反应装置模拟侯氏制碱法制备NaHCO3,反应原理为NH3+CO2+H2O+NaCl===NaHCO3↓+NH4Cl,下列说法错误的是( )A.通过活塞K可控制CO2的流速B.装置b、d依次盛装饱和Na2CO3溶液、稀硫酸C.装置c中含氨的饱和食盐水提高了CO2吸收效率D.反应后将装置c中的锥形瓶浸入冷水充分冷却,过滤得到NaHCO3晶体
微考点2 实验探究侯氏制碱法原理
[解析] 关闭活塞K时,气压增大,可使碳酸钙脱离液面,反应停止,通过调节活塞K可控制CO2的流速,A正确;装置b的作用是除去二氧化碳中混有的氯化氢,故装置b内应盛装饱和NaHCO3溶液,B错误;装置c中含氨的饱和食盐水呈碱性,CO2的溶解度增大,C正确;反应后将装置c中的锥形瓶浸入冷水,NaHCO3降温结晶,过滤得NaHCO3晶体,D正确。
2.(2024·河北衡水高三检测)侯德榜为了提高食盐的利用率,降低生产成本,提出侯氏制碱法,其流程如下:
下列说法错误的是( )A.向饱和食盐水中,先通NH3,再通CO2B.“母液Ⅰ”吸收NH3是将NaHCO3转化为Na2CO3,提高NH4Cl的纯度,同时还增加产量C.“盐析”中加入细小NaCl颗粒只是通过循环使用提高利用率D.“煅烧”时需要的主要仪器有坩埚、泥三角、三脚架、酒精灯、玻璃棒等
[解析] 侯氏制碱法原理为向饱和食盐水中通入NH3、CO2,析出NaHCO3沉淀,再加热获得纯碱Na2CO3。题图中,精制饱和食盐水中首先通入NH3,相对CO2来说,NH3在水中溶解度更大,且NH3溶解后溶液显碱性,可促进CO2溶解,A正确;母液Ⅰ中主要含NH4Cl、NaCl、NaHCO3,通入NH3,可将NaHCO3转化为Na2CO3,溶解度增大,防止冷析析出NH4Cl时,同时析出NaHCO3,提高NH4Cl纯度,B正确;冷析后溶液中主要含NaCl、Na2CO3、NH4Cl(少量),再加入NaCl固体进一步促进NH4Cl析出,提高NH4Cl产率,C错误;煅烧固体时需要用到坩埚,坩埚配套泥三角使用,放在三脚架上加热,加热时需用到酒精灯,同时需要用玻璃棒适当搅拌,防止受热不均,引起固体迸溅,D正确。
【对点训练】 1.(2024·湖南岳阳高三检测)我国制碱工业先驱侯德榜发明了将制碱与制氨结合起来的联合制碱法,即“侯氏制碱法”。模拟其生产工艺流程图如下,下列说法中错误的是( )
[解析] 氯化钡除去粗盐中的硫酸根离子,氯化钡需要放在碳酸钠的前面加入,碳酸钠才能除去过量的氯化钡和粗盐中的钙离子,过滤之后再加入适量盐酸中和氢氧根离子和除去碳酸根离子,故A项错误;饱和食盐水中应该先通入氨气,再通二氧化碳,这样有利于二氧化碳的充分吸收,过滤可以将不溶性固体从溶液中分离出来,故B项正确;由图可知,可用于循环使用的物质有CO2、NH3,故C项正确;母液中的溶质有NH4Cl和没有析出的碳酸氢钠,NH4Cl可用作氮肥,故D项正确,不符合题意。
2.(2024·湖北鄂东南省级示范高中教改联盟联考)碳酸钠俗称纯碱,是一种重要的化工原料。以碳酸氢铵和氯化钠为原料制备碳酸钠的流程如图所示。下列说法正确的是( )A.为加快反应速率,可将“30~35 ℃水浴”改为酒精灯直接加热B.晶体A的主要成分是Na2CO3C.“300 ℃加热”所选用的硅酸盐仪器有坩埚、泥三角、三脚架、酒精灯等D.碳酸钠产品中滴加少量盐酸,有气泡生成,说明碳酸钠中混有NaHCO3
[解析] 酒精灯直接加热,温度较高,NH4HCO3易分解,故A错误;晶体A的主要成分是NaHCO3,故B错误;三脚架是金属材料,不属于硅酸盐,故C错误;碳酸钠产品中滴加少量盐酸,有气泡生成,说明碳酸钠中混有NaHCO3,故D正确。
微考点3 碱金属与焰色试验原理及应用
[解析] 碱金属单质随元素核电荷数的增多,熔、沸点逐渐降低,最高的是锂,故A项正确;在元素周期表中,同主族从上到下,金属性越强,金属单质与水反应的剧烈程度越强,故B项正确;碱金属单质随元素核电荷数的增多还原性逐渐增强,故C项正确;钠的金属性比钾弱,故D项错误。
2.(2024·辽宁东北育才学校等五校联考)利用焰色试验,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。下列说法正确的是( )A.非金属单质燃烧时火焰均为无色B.Na2SO4与NaOH灼烧时火焰颜色相同C.焰色试验均应透过蓝色钴玻璃观察D.只有金属单质灼烧时火焰才有颜色
[解析] 某些非金属单质燃烧时火焰也有颜色,如H2燃烧产生淡蓝色火焰,单质硫在空气中燃烧产生淡蓝色火焰,在纯氧中燃烧产生蓝紫色火焰,A错误;焰色试验是金属元素的性质,与元素的存在形式(化合态或游离态)无关,同种金属元素的焰色试验相同,Na2SO4、NaOH均含钠元素,火焰颜色均为黄色,B正确;只有观察钾元素的焰色试验时需要透过蓝色钴玻璃,其他金属元素不需要,C错误;焰色试验是金属元素的性质,可以是金属单质或金属化合物,D错误。
【对点训练】 1.(2024·广东清远期末)Li、Na、K、Rb、Cs都是第ⅠA族的元素。下列关于第ⅠA族的元素的叙述正确的是( )A.锂在空气中燃烧生成Li2O2B.KOH的碱性比NaOH的弱C.常温下,Rb、Cs露置在空气中不易变质D.K与水反应比Na与水反应更剧烈
[解析] 锂与氧气反应只生成Li2O,故A错误;金属性K>Na,则KOH的碱性比NaOH的强,故B错误;Rb、Cs性质比Na更活泼,更易与氧气反应,故C错误;K的金属性比Na的强,则K与水反应比Na与水反应更剧烈,故D正确。
2.(2024·山东滨州高三检测)下列有关焰色试验操作注意事项的说法正确的是( )①钾元素的火焰颜色要透过蓝色钴玻璃观察 ②先将铂丝灼烧到与原来火焰的颜色相同,再蘸取被检验的物质 ③每次实验后,要将铂丝用盐酸洗净 ④实验时最好选择本身颜色较浅的火焰 ⑤没有铂丝时,也可以用光洁无锈的铁丝代替A.仅有③不正确 B.仅有④不正确C.仅有⑤不正确 D.全正确
[解析] 由于焰色试验是通过观察火焰颜色来检验元素是否存在;所以实验时所用火焰和金属丝在灼烧时都不应该有很明显的颜色,否则将无法观察到被检验元素的真实焰色情况;观察钾的火焰颜色时要透过蓝色钴玻璃,目的是滤去黄光,避免钠的干扰。
焰色试验操作步骤“五字诀”:洗、烧、蘸、烧、洗。焰色试验属于物理变化,是元素的性质,与元素种类有关,与元素的存在形式无关。焰色试验的应用(1)检验试样所含金属元素的种类,如鉴别NaCl和KCl溶液。(2)利用锂、钠、钾、锶、钡等金属化合物的火焰呈现特征颜色制节日烟花。
命 题 分 析在近几年的高考中,钠盐的考查形式较多,主要以碳酸钠、碳酸氢钠在生产、生活中的应用为背景,考查其稳定性、与酸碱的反应等基本性质,在实验题和流程题中往往涉及物质制备、分离、检验、含量的计算等;高考题中对碱金属的考查,多与元素周期律相结合,考查其性质、在生产中的应用及物质的制备等。
真 题 演 练1.(2022·广东卷,6,2分)劳动开创未来。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是( )
[解析] 小苏打是碳酸氢钠的俗称,小苏打作发泡剂,是因为碳酸氢钠受热分解产生二氧化碳气体,A项无关联。熟石灰是Ca(OH)2的俗称,可用来处理酸性废水;铁与H2O在高温下反应生成Fe3O4和H2,则模具干燥后才能注入熔融钢水;铝在空气中能形成致密氧化膜故镀铝钢板耐腐蚀,B、C、D项均有关联。
作助熔剂,降低NaCl的熔点,节省能耗
(3)Na2O2的电子式为______________________。在25 ℃和101 kPa时,Na与O2反应生成1 ml Na2O2放热510.9 kJ,写出该反应的热化学方程式:______________________________________________________。(4)采用空气和Na为原料可直接制备Na2O2。空气与熔融金属Na反应前需依次通过______、______(填序号)a.浓硫酸 b.饱和食盐水c.NaOH溶液 d.KMnO4溶液
2Na(s)+O2(g)===Na2O2(s) ΔH=-510.9 kJ·ml-1
(5)钠的某氧化物晶胞如下图,图中所示钠离子全部位于晶胞内。由晶胞图判断该氧化物的化学式为_________。(6)天然碱的主要成分为Na2CO3·NaHCO3·2H2O,1 ml Na2CO3·NaHCO3·2H2O经充分加热得到Na2CO3的质量为__________g。
[解析] (1)基态Na原子的价层电子排布式为3s1,则价层电子轨道表示式为↑。(2)NaCl的熔点为800.8 ℃,但电解时温度只有580 ℃,说明加入CaCl2的目的是降低NaCl的熔点,减少能耗。(3)书写热化学方程式时注意两点,一是生成1 ml Na2O2时放出510.9 kJ能量,注意物质的量与能量的对应性;二是物质状态的正确标注。(4)空气中有水蒸气和CO2,要制备Na2O2需要除去二者,则要依次通过NaOH溶液和浓硫酸。
3.(2021·河北卷)化工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NaHCO3,进一步处理得到产品Na2CO3和NH4Cl。实验流程如图:
(1)从A~E中选择合适的仪器制备NaHCO3,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_____________________________________________________________。
塞上的凹槽对准分液漏斗上口颈部的小孔
(2)B中使用雾化装置的优点是_____________________________________________________________________________________。(3)生成NaHCO3的总反应的化学方程式为________________________________________________。
使氨盐水雾化,增大饱和氨盐水和
CO2的接触面积,增加CO2的吸收效率(或其他合理答案)
NaCl+NH3·H2O+CO2
===NaHCO3↓+NH4Cl
(4)反应完成后,将B中U形管内的混合物处理得到固体NaHCO3和滤液:①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0.14 g,则固体NaHCO3的质量为______g。②向滤液中加入NaCl粉末,存在NaCl(s)+NH4Cl(aq)―→NaCl(aq)+NH4Cl(s)过程。为使NH4Cl沉淀充分析出并分离,根据NaCl和NH4Cl溶解度曲线,需采用的操作为____________、________、洗涤、干燥。
(5)无水Na2CO3可作为基准物质标定盐酸浓度。称量前,若无水Na2CO3保存不当,吸收了一定量水分,用其标定盐酸浓度时,会使结果______(填标号)。A.偏高 B.偏低 C.不变
[解析] (1)制备NaHCO3的原理是向饱和氨盐水中通入CO2,A为CO2的发生装置,制得的CO2中含有H2O、HCl,通过装置D除去HCl,再通过装置B制备NaHCO3,最后用装置C吸收多余的NH3,正确的连接顺序为aefbcd。(2)B中使用雾化装置,可以增大饱和氨盐水和CO2的接触面积,增加CO2的吸收效率。
②根据NaCl和NH4Cl的溶解度曲线可知,NH4Cl的溶解度受温度影响较大,而NaCl的溶解度受温度影响不大,要使NH4Cl沉淀充分析出并分离,需采取的操作为降温结晶、过滤、洗涤、干燥。(5)若无水Na2CO3保存不当,吸收了一定量水分,用其标定盐酸浓度时,消耗的Na2CO3溶液的体积偏大,会使结果偏高。
5.必记的五个反应(1)2Na+2H2O===2NaOH+H2↑。(2)2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑。(3)2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2。(4)Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑。(5)Na2CO3+H2O+CO2===2NaHCO3。
6.Na2CO3和NaHCO3的鉴别方法
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