(江蘇專版)2022年高考化學一輪復習 專題二 第七講 鈉及其化合物講義(含解析)
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1、(江蘇專版)2022年高考化學一輪復習 專題二 第七講 鈉及其化合物講義(含解析) [江蘇考綱要求] ———————————————————————————————————— 1.理解并能應用常見金屬的活動順序。 2.了解常見金屬鈉、鎂及其重要化合物的主要性質和重要應用。 3.認識化學在金屬礦物等自然資源綜合利用和實現物質間轉化等方面的實際應用。 4.了解金屬材料在生產和生活中的重要應用。認識常見無機物在生產中的應用和對生態(tài)環(huán)境的影響。 鈉的性質及應用 [教材基礎—自熱身] 1.物理性質 顏色狀態(tài) 密度 硬度 熔點 銀白色固體 比水小,比煤油大 較小
2、 較低,低于100 ℃ 2.化學性質 鈉在化學反應中易失去最外層的一個電子,表現還原性。 (1)與非金屬單質(如O2、Cl2)的反應 O2 常溫:4Na+O2===2Na2O(白色固體) 點燃:2Na+O2Na2O2(淡黃色固體) Cl2 2Na+Cl22NaCl (2)與水的反應 化學方程式:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑; 離子方程式:2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑。 鈉與水(含酚酞)反應的實驗現象分析: (3)與酸的反應 2Na+2H+===2Na++H2↑。 [注意] Na先與酸反應,再與水反應——先酸后水。 (4)與鹽
3、的反應 與熔融鹽 與熔融鹽發(fā)生置換反應: 4Na+TiCl44NaCl+Ti,Na+KClNaCl+K↑ [注意] Na能夠制取K并不能說明Na的還原性比K強,因為K的沸點比Na低,使K成為蒸氣逸出 與鹽溶液 與鹽溶液反應時先與水反應,生成的堿與鹽可能發(fā)生復分解反應: 如與CuSO4溶液反應: 2Na+2H2O===2NaOH+H2↑, 2NaOH+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4。 總反應為2Na+2H2O+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑ (5)與羥基化合物的反應 2Na+2C2H5OH―→2C2H5ONa+H2↑ 3.工業(yè)制備
4、 2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑ 4.保存 鈉易與空氣中的O2、H2O反應,且鈉的密度比煤油的密度大,不與煤油反應,故通常將鈉保存在煤油中。 5.鈉的用途 (1)制鈉鉀合金,用于原子反應堆的導熱劑。 (2)作還原劑來制取活潑金屬。如4Na+TiCl44NaCl+Ti。 (3)制作高壓鈉燈。 [知能深化—掃盲點] 鈉與鹽溶液的反應原理分析 離子方程式為 2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑。 (1)與NaCl、Na2SO4、NaNO3溶液反應:實質是與水反應。 (2)與CuSO4溶液反應:鈉先與水反應,生成的NaOH再與CuSO4反應,2OH-+Cu2
5、+===Cu(OH)2↓。 (3)與鋁鹽溶液反應:要考慮鈉與鋁鹽的量的問題,因為過量的NaOH溶液能溶解Al(OH)3,OH-+Al(OH)3===AlO+2H2O。 (4)與NaHCO3溶液反應:鈉先與水反應,生成的NaOH再與NaHCO3反應,OH-+HCO===H2O+CO。 (5)與NH4Cl溶液反應:鈉先與水反應,生成的NaOH再與NH4Cl反應,OH-+NH===NH3·H2O。 [注意] 鈉不能從鹽溶液中置換出金屬單質。 [對點練] 將金屬鈉放入盛有下列溶液的小燒杯中,既有氣體,又有白色沉淀產生的是________。 ①MgSO4溶液 ②NaCl溶液?、跱a2SO4
6、溶液?、茱柡统吻迨宜、軨a(HCO3)2溶液?、轈uSO4溶液?、唢柡蚇aCl溶液 解析:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,①中Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓;④中反應消耗水,溶液溫度升高,Ca(OH)2的溶解度降低,析出Ca(OH)2產生沉淀;⑤中Ca2++HCO+OH-===CaCO3↓+H2O;⑥中生成的Cu(OH)2是藍色沉淀,不符合題意;⑦中水減少,c(Na+)增大,使NaCl(s)Na+(aq)+Cl-(aq)平衡向左移動,析出NaCl(s)。 答案:①④⑤⑦ [題點全練—過高考] 題點一 鈉的性質與應用 1.下列關于金屬鈉的敘述中,說法正確的是
7、( ) A.在氧氣中加熱時,金屬鈉劇烈燃燒,發(fā)出黃色火焰,產物是Na2O B.金屬鈉著火時,可用泡沫滅火器或干燥的沙土滅火 C.金屬鈉具有強還原性,可與TiCl4溶液反應制取金屬Ti D.實驗后剩余的鈉粒,需要放回原試劑瓶中 解析:選D A項,鈉在氧氣中加熱時,產物是Na2O2,錯誤;B項,鈉能與CO2反應,所以鈉著火時,不能用泡沫滅火器滅火,錯誤;C項,鈉與熔融的TiCl4反應制取金屬Ti,錯誤。 2.(2019·江蘇南菁高中月考)某化學教師為“氯氣與金屬鈉反應”設計了如下裝置與操作以替代相關的課本實驗。 實驗操作:先給鈉預熱,到鈉熔融成圓球時,撤火,通入氯氣,即可見鈉著
8、火燃燒,并產生大量白煙。以下敘述錯誤的是( ) A.鈉著火燃燒產生蒼白色火焰 B.反應生成的大量白煙是氯化鈉晶體 C.管中部塞一團浸有NaOH溶液的棉球是用于吸收過量的氯氣,以免其污染空氣 D.管右端棉球處顏色變化可判斷氯氣是否被堿液完全吸收 解析:選A A項,鈉的火焰為黃色,不是蒼白色,錯誤;B項,鈉與氯氣反應生成氯化鈉白色固體,現象為產生大量白煙,正確;C項,氯氣有毒,能夠被NaOH溶液吸收,防止空氣污染,正確;D項,氯氣具有強的氧化性,能夠氧化KI生成單質碘,碘遇到淀粉變藍,所以管右端棉球處顏色變化可判斷氯氣是否被堿液完全吸收,正確。 題點二 鈉與水、鹽溶液的反應 3.取
9、一支大試管,加入20 mL飽和澄清石灰水(ρ=1.6 g·cm-3),再加入5 mL苯(ρ=0.87 g·cm-3),靜置后緩慢加入黃豆粒大小的鈉塊(ρ=0.97 g·cm-3)。下列實驗現象中,能觀察到的有( ) ①鈉在飽和澄清石灰水層反應并四處游動?、谟袣怏w產生?、鄢吻迨宜儨啙帷、茆c在石灰水與苯的界面處反應并上下跳動?、葩c停留在苯層不反應 ⑥鈉塊最后消失 A.①②⑥ B.②③④⑥ C.⑤ D.①②③⑥ 解析:選B 金屬鈉的密度小于飽和澄清石灰水大于苯,將金屬鈉投入盛有澄清石灰水和苯的大試管中,鈉會處于二者的界面處;同時由于鈉與水反應生成H2,H2對金屬鈉產生
10、推動作用,金屬鈉在界面處上下跳動。由于有NaOH生成,并放出熱量,Ca(OH)2的溶解度減小,飽和澄清石灰水中有Ca(OH)2析出,溶液變渾濁。 4.將0.05 mol Na分別投入到盛有100 mL 水、100 mL 鹽酸、100 mL 硫酸銅溶液的X、Y、Z三個燒杯中,下列有關說法錯誤的是( ) A.三個燒杯中一定均會發(fā)生的離子反應有:2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑ B.三個燒杯中鈉均在液面上劇烈反應,相比而言,X燒杯中的反應平緩些 C.Z燒杯中一定會有沉淀生成,但沉淀不是單質銅 D.三個燒杯中置換生成氣體的物質的量一定相同 解析:選A 鹽酸與Na反應的實質
11、為2Na+2H+===2Na++H2↑,A錯誤;鹽酸為酸,硫酸銅溶液顯酸性,三種溶液中,c(H+)由大到小的順序為Y、Z、X,水中c(H+)最小,反應最平緩,B正確;Na與CuSO4溶液反應生成Cu(OH)2沉淀,C正確;相同物質的量的鈉失去的電子數相同,生成氫氣的物質的量相同,D正確。 5.(2019·蘇州一中質檢)某廠用Na除掉苯中的水分。某次生產誤將甲苯當成苯投進反應釜中,由于甲苯中含水量少,最后反應釜中還殘留大量的Na。下列處理方法更合理、更安全的是( ) A.打開反應釜,將Na暴露在空氣中與氧氣反應 B.向反應釜通入Cl2,Na在Cl2中燃燒生成NaCl C.向反應釜加大量
12、H2O,通過化學反應“除掉”金屬鈉 D.向反應釜滴加C2H5OH,并設置放氣管,排出氫氣和熱量 解析:選D A、B、C項的反應都會放出大量熱,當達到甲苯的著火點時,甲苯燃燒,引發(fā)火災,因此處理方法不當,錯誤;D項,鈉與乙醇反應,反應速率相對緩慢,因此該處理方法更安全、更合理,正確。 氧化鈉和過氧化鈉 [教材基礎—自熱身] 1.氧化鈉與過氧化鈉的比較 氧化鈉(Na2O) 過氧化鈉(Na2O2) 顏色狀態(tài) 白色固體 淡黃色固體 電子式 陰、陽離子個數比 1∶2 1∶2 是否為堿性氧化物 是 不是 與H2O反應 Na2O+H2O===
13、2NaOH 2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑ 與CO2反應 Na2O+CO2===Na2CO3 2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2 與鹽酸反應 Na2O+2HCl===2NaCl+H2O 2Na2O2+4HCl===4NaCl+O2↑+2H2O 穩(wěn)定性 不穩(wěn)定 較穩(wěn)定 主要用途 可制燒堿 漂白劑、消毒劑、供氧劑 2.Na2O2的強氧化性與還原性 從元素化合價角度分析Na2O2的性質 (1)強氧化性的五個表現 (2)遇KMnO4等強氧化劑時,表現出還原性,氧化產物為O2。 (3)遇CO2、H2O、H+則發(fā)生自身的氧化還原反應
14、。 [知能深化—掃盲點] Na2O2與CO2、H2O的反應分析 (1)從氧化還原角度 ①Na2O2與H2O、CO2反應均有O2生成,在反應中Na2O2既表現氧化性又表現還原性,H2O、CO2在此反應中既不是氧化劑,也不是還原劑。 ②2 mol的Na2O2不論是與H2O還是與CO2反應均生成1 mol的O2,轉移2 mol電子。 (2)從物質的量的角度 ①2 mol Na2O2不論是與H2O還是與CO2反應均生成1 mol O2,消耗2 mol的H2O或2 mol CO2。 ②若CO2和水蒸氣的混合氣體(或單一氣體)通過足量的Na2O2,氣體體積減小的量等于原混合氣體體積的,且等
15、于生成氧氣的體積。 (3)從反應先后順序的角度 Na2O2與水蒸氣、CO2混合氣體反應時,Na2O2應視為首先與CO2反應生成Na2CO3,CO2反應完后,剩余的Na2O2再與水蒸氣反應生成NaOH。 (4)從質量的角度 ①Na2O2Na2CO3(Na2O2·CO),Na2O22NaOH(Na2O2·H2),1 mol Na2O2與足量CO2、H2O分別完全反應時相當于吸收了28 g CO、2 g H2。 ②w g化學式符合通式為(CO)m(H2)n的物質(其中m、n為自然數),在O2中充分燃燒后,將其產物通過足量的Na2O2固體,反應完畢,固體增重w g。 中學階段常見符合這一關
16、系的物質有: a.無機物:H2、CO及H2和CO的混合氣體; b.有機物:CH3OH(甲醇)、HCHO(甲醛)、CH3COOH(乙酸)、HCOOCH3(甲酸甲酯)、C6H12O6(葡萄糖)等。 [題點全練—過高考] 題點一 過氧化鈉的結構與性質 1.下列關于Na2O2的說法正確的是( ) A.氧化鈉、過氧化鈉均為堿性氧化物 C.Na2O2與H2O反應時,Na2O2既是還原劑又是氧化劑 D.Na2O2在潮濕的空氣中放置一段時間,最終產物是NaOH 解析:選C A項,Na2O2不是堿性氧化物,錯誤;B項,Na2O2的電子式為錯誤;D項,Na2O2在潮濕的空氣中放置一段時
17、間,最終產物是Na2CO3,錯誤。 2.(2019·江蘇泰州中學質檢)某溶液中含有HCO、SO、CO、CH3COO-4種陰離子。向其中加入足量的Na2O2固體后,溶液中離子濃度基本保持不變的是(假設溶液體積無變化)( ) A.CH3COO- B.SO C.CO D.HCO 解析:選A Na2O2與水反應生成NaOH,HCO+OH-===CO+H2O,HCO濃度減小,CO濃度增大;SO具有還原性,被Na2O2氧化,濃度減??;CH3COO-濃度幾乎不變。 3.下列反應與Na2O2+SO2===Na2SO4相比較,Na2O2的作用相同的是( ) A.2Na2O2+2
18、CO2===2Na2CO3+O2 B.2Na2O2+2SO3===2Na2SO4+O2 C.Na2O2+H2SO4===Na2SO4+H2O2 D.3Na2O2+Cr2O3===2Na2CrO4+Na2O 解析:選D 題給反應中,Na2O2作氧化劑,SO2作還原劑。2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,Na2O2自身發(fā)生氧化還原反應,故A錯誤;2Na2O2+2SO3===2Na2SO4+O2,Na2O2自身發(fā)生氧化還原反應,故B錯誤;Na2O2+H2SO4===Na2SO4+H2O2,元素化合價沒有發(fā)生變化,發(fā)生的是復分解反應,故C錯誤;3Na2O2+Cr2O3===2Na
19、2CrO4+Na2O,Na2O2中氧元素由-1價變?yōu)椋?價,Na2O2在反應中作氧化劑,故D正確。 題點二 過氧化鈉與H2O、CO2反應的定量關系 4.200 ℃時,11.6 g CO2和水蒸氣的混合氣體與足量的Na2O2充分反應后固體質量增加了3.6 g,則原混合氣體的總物質的量是( ) A.0.125 mol B.0.25 mol C.0.5 mol D.1 mol 解析:選C 根據質量守恒定律可知,生成O2的質量為11.6 g-3.6 g=8 g,n(O2)==0.25 mol,根據Na2O2與H2O(g)、CO2反應的物質的量的關系可知CO2和H2O(g)的物質的量
20、之和為0.25 mol×2=0.5 mol。 5.呼吸面具中有Na2O2,可吸收CO2放出O2,若用超氧化鉀(KO2)代替Na2O2也可起到同樣的作用。 (1)寫出KO2與CO2反應的化學方程式:______________________________。 (2)1 kg Na2O2和1 kg KO2分別和CO2反應,生成的O2的體積比(同溫、同壓下)為________。 (3)等物質的量的CO2分別與足量的Na2O2、KO2反應,生成的O2的體積比(同溫、同壓下)為________。 (4)你認為選用________作補氧劑更合適,理由是____________________
21、__________。 解析:(2)2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2 156 g 1 mol 1 000 g n(O2) n(O2)= mol 4KO2+2CO2===2K2CO3+3O2 284 g 3 mol 1 000 g n(O2) n(O2)= mol 所以1 kg Na2O2和1 kg KO2產生的氧氣的體積比為71∶117。 答案:(1)4KO2+2CO2===2K2CO3+3O2 (2)71∶117 (3)1∶3 (4)KO2 等量的KO2和Na2O2,KO2釋放出
22、的氧氣多 碳酸鈉和碳酸氫鈉 [教材基礎—自熱身] 1.Na2CO3與NaHCO3性質的比較 Na2CO3 NaHCO3 俗名 純堿、蘇打 小蘇打 顏色狀態(tài) 白色粉末 白色晶體 溶解性 易溶于水 易溶于水(溶解度比Na2CO3小) 水解 CO+H2OHCO+OH- HCO+H2OH2CO3+OH- 與鹽酸反應 CO+2H+===CO2↑+H2O HCO+H+===H2O+CO2↑ 與NaOH反應 不反應 HCO+OH-===CO+H2O 與足量Ca(OH)2反應 Ca2++CO===CaCO3↓ Ca2++OH-+HCO
23、===CaCO3↓+H2O 與BaCl2反應 CO+Ba2+===BaCO3↓ 不反應 與CO2反應 CO+CO2+H2O===2HCO 不反應 熱穩(wěn)定性 較穩(wěn)定 2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O 相互轉化 Na2CO3NaHCO3 2.Na2CO3、NaHCO3的用途 (1)Na2CO3是一種非常重要的化工原料,在玻璃、肥皂、合成洗滌劑、造紙、紡織、石油、冶金、食品等工業(yè)中有著廣泛的應用。 (2)NaHCO3是焙制糕點所用的發(fā)酵粉的主要成分之一;在醫(yī)療上,它是治療胃酸過多的一種藥劑。 [知能深化—掃盲點] 提能點(一) Na2CO3、NaHCO
24、3的鑒別 (1)利用熱穩(wěn)定性不同 (2)利用和酸反應生成氣體的速率不同(相同條件下) (3)利用陰離子不同 (4)利用溶液的酸堿性不同 [對點練] 1.(2019·常州一中月考)現有兩瓶失去標簽的同濃度的Na2CO3和NaHCO3無色溶液,請?zhí)岢龊啽愕蔫b別方法,其中不合理的是( ) ①用干燥的pH試紙檢驗,pH大的是Na2CO3 ②取同量的溶液于兩支試管中,各滴入酚酞溶液,紅色較深的是Na2CO3 ③取同量的溶液于兩支試管中,加熱,有氣泡產生的是NaHCO3 ④取同量的溶液于兩支試管中,逐滴加入稀鹽酸,開始就有氣體放出的是NaHCO3 ⑤取同量的溶液于兩
25、支試管中,滴加BaCl2溶液,生成白色沉淀的是Na2CO3 ⑥取同量的溶液于兩支試管中,滴加Ba(OH)2溶液,生成白色沉淀的是Na2CO3 A.①② B.③⑥ C.④⑤ D.②⑤ 解析:選B?、貼a2CO3、NaHCO3溶液均因水解呈堿性,同溫度相同物質的量濃度兩溶液,Na2CO3水解程度大于NaHCO3,前者溶液中c(OH-)大,pH大,正確;②因Na2CO3溶液中c(OH-)大,分別滴加酚酞溶液,紅色較深的是Na2CO3溶液,正確;③取同量的溶液于兩支試管中,加熱,均沒有氣體生成,錯誤;④同濃度的兩溶液中,分別逐滴加入稀鹽酸,NaHCO3開始就有氣體放出,
26、正確;⑤向同濃度的兩溶液中分別滴加BaCl2溶液,生成白色沉淀的是Na2CO3,正確;⑥二者均與Ba(OH)2溶液反應,生成白色沉淀,不能鑒別二者,錯誤。 提能點(二) Na2CO3的工業(yè)制備——侯氏制堿法 (1)制備原理 把二氧化碳通入氨的氯化鈉飽和溶液中,使溶解度較小的碳酸氫鈉從溶液中析出;過濾得到碳酸氫鈉晶體,碳酸氫鈉受熱分解生成碳酸鈉。 (2)反應的化學方程式 ①生成NaHCO3: NaCl+NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl。 ②生成Na2CO3:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。 提能點(三) Na2CO3、NaHCO3、NaOH
27、及其混合物與鹽酸反應的4類圖像 (1)向Na2CO3溶液中逐滴加入鹽酸 消耗鹽酸的體積與產生CO2的體積關系(如圖所示)。 圖像特點 Oa段、ab段消耗鹽酸的體積相等 反應原理 Oa段離子方程式:CO+H+===HCO; ab段離子方程式:HCO+H+===H2O+CO2↑ (2)向NaHCO3溶液中逐滴加入鹽酸 消耗鹽酸的體積與產生CO2的體積關系(如圖所示)。 圖像特點 從O點開始即產生CO2氣體 反應原理 離子方程式:HCO+H+===H2O+CO2↑ (3)向Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中逐滴加入鹽酸 消耗鹽酸的體積與產生CO2的體
28、積關系(如圖所示,設Na2CO3、NaHCO3的物質的量之比為m∶n=1∶1,其他比例時的圖像略)。 圖像特點 Oa段消耗鹽酸的體積小于ab段消耗鹽酸的體積 反應原理 Oa段離子方程式:CO+H+===HCO; ab段離子方程式:HCO+H+===H2O+CO2↑ (4)向NaOH、Na2CO3的混合物中逐滴加入鹽酸 消耗鹽酸的體積與產生CO2的體積關系(如圖所示,設NaOH、Na2CO3的物質的量之比x∶y=1∶1,其他比例時的圖像略)。 圖像特點 Oa段消耗鹽酸的體積大于ab段消耗鹽酸的體積 反應原理 Oa段離子方程式:H++OH-===H2O,CO+H+==
29、=HCO; ab段離子方程式:HCO+H+===H2O+CO2↑ [對點練] 2.(2019·南京一中質檢)向100 mL NaOH溶液中通入一定量的CO2氣體,充分反應后,再向所得溶液中逐滴加入0.2 mol·L-1的鹽酸,產生CO2的體積與所加鹽酸體積之間關系如圖所示。 下列判斷正確的是( ) A.原NaOH溶液的濃度為0.2 mol·L-1 B.通入CO2在標準狀況下的體積為448 mL C.所得溶液的溶質成分的物質的量之比為 n(NaOH)∶n(Na2CO3)=1∶3 D.所得溶液的溶質成分的物質的量之比為 n(NaHCO3)∶n(Na2CO3)=1∶1
30、 解析:選A 當向100 mL NaOH溶液中通入一定量的CO2氣體時,反應有兩種可能情況:2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O或NaOH+CO2===NaHCO3,再加入鹽酸100 mL時,無論溶液中溶質是NaOH、NaHCO3還是Na2CO3,最終都會生成NaCl,因n(Na+)=n(Cl-),所以n(NaOH)=n(HCl)=0.02 mol,NaOH和鹽酸的體積相同,那么濃度也相同,即原NaOH溶液的濃度為0.2 mol·L-1,A項正確;鹽酸由25 mL滴至100 mL時,發(fā)生的反應為NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O,消耗鹽酸0.015 mol,生成CO2
31、 0.015 mol,即通入CO2在標準狀況下的體積為336 mL,B項錯誤;設所得溶液中的Na2CO3為x mol,NaHCO3為y mol,根據原子守恒:2x mol+y mol=0.02 mol,x mol+y mol=0.015 mol,解得x=0.005,y=0.01,所得溶液的溶質成分的物質的量之比為n(NaHCO3)∶n(Na2CO3)=2∶1,C、D項錯誤。 [題點全練—過高考] 題點一 Na2CO3、NaHCO3的性質與應用 1.下列說法正確的是( ) A.用試管加熱碳酸氫鈉固體時,使試管口豎直向上 B.蘇打是面包發(fā)酵粉的主要成分之一 C.用熱的燒堿溶液洗去油污
32、,是因為Na2CO3可直接與油污反應 D.NaHCO3溶液中加足量Ba(OH)2溶液: HCO+Ba2++OH-===BaCO3↓+H2O 解析:選D A項,試管口應略向下傾斜,避免生成的水蒸氣遇冷凝結、回流到試管底部使試管炸裂,錯誤;B項,面包發(fā)酵粉的主要成分之一是小蘇打,錯誤;C項,燒堿是NaOH而不是Na2CO3,錯誤。 2.(2019·江蘇泰州中學質檢)下列關于Na2CO3和NaHCO3的比較中,說法不正確的是( ) A.NaHCO3 固體受熱容易分解,而Na2CO3固體受熱不容易分解 B.等物質的量的Na2CO3和NaHCO3分別與足量的鹽酸反應,前者消耗鹽酸的物質的量
33、比后者多 C.向等體積等物質的量濃度的Na2CO3和NaHCO3溶液分別滴加2滴酚酞溶液,前者顏色比后者深 D.Na2CO3溶液和NaHCO3溶液分別與Ba(OH)2溶液反應的離子方程式相同 解析:選D Na2CO3溶液和NaHCO3溶液分別與Ba(OH)2溶液反應的離子方程式不相同,Na2CO3與Ba(OH)2溶液:CO+Ba2+===BaCO3↓,NaHCO3與Ba(OH)2溶液反應,當NaHCO3少量時:HCO+OH-+Ba2+===BaCO3↓+H2O;當NaHCO3過量時:2HCO+Ba2++2OH-===BaCO3↓+CO+2H2O。 題點二 Na2CO3、NaHCO3的鑒
34、別和除雜 3.為除去括號內的雜質,所選用的試劑或方法不正確的是( ) A.Na2CO3溶液(NaHCO3),選用適量的NaOH溶液 B.NaHCO3溶液(Na2CO3),應通入過量的CO2氣體 C.Na2O2粉末(Na2O),將混合物在氧氣中加熱 D.Na2CO3溶液(Na2SO4),加入適量Ba(OH)2溶液,過濾 解析:選D Ba(OH)2與Na2CO3和Na2SO4均發(fā)生化學反應生成白色沉淀,不符合除雜的要求。 4.某校化學課外小組為了鑒別碳酸鈉和碳酸氫鈉兩種白色固體,用不同的方法做了以下實驗,如圖所示。 (1)只根據圖Ⅰ所示實驗,不能夠達到實驗目的的原因是____
35、_____________________。 (2)圖Ⅱ、Ⅲ所示實驗均能鑒別這兩種物質,其反應的化學方程式為________________________________________________________________________。 (3)若用實驗Ⅱ驗證碳酸鈉和碳酸氫鈉的熱穩(wěn)定性,則試管B中裝入的固體最好是_______________________________________________________________(填化學式)。 解析:(1)NaHCO3、Na2CO3都與鹽酸反應放出CO2,不能達到目的。 (2)Ⅱ、Ⅲ中發(fā)生的反應均為2NaHCO3
36、Na2CO2+CO2↑+H2O,CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O。 (3)試管B中裝入碳酸氫鈉,試管A中裝入碳酸鈉,直接加熱的碳酸鈉溫度高,不分解,不能使澄清石灰水變渾濁,而間接加熱的碳酸氫鈉分解,使澄清石灰水變渾濁,表明了碳酸氫鈉不穩(wěn)定。 答案:(1)無論是Na2CO3還是NaHCO3均可以與鹽酸反應產生CO2,均使澄清石灰水變渾濁,達不到實驗目的 (2)2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O (3)NaHCO3 題點三 Na2CO3、NaHCO3與酸反應的定量關系 5.將0.4 g NaOH和1.06 g N
37、a2CO3混合并配成溶液,向溶液中滴加0.1 mol·L-1稀鹽酸。下列圖像能正確表示加入鹽酸的體積和生成CO2的物質的量的關系的是( ) 解析:選C 向NaOH與Na2CO3的混合溶液中滴加鹽酸,鹽酸首先與NaOH反應,然后與Na2CO3反應轉化為NaHCO3:CO+H+===HCO,之后與HCO反應生成CO2,因n(OH-)=n(CO)=0.01 mol,故加入0.02 mol HCl 后開始有氣體生成。結合各種物質的量分析圖像可知,選項C符合題意。 6.分別取等物質的量濃度的氫氧化鈉溶液各100 mL,再通入一定量的CO2,隨后分別各取20 mL溶液,向其中逐滴滴入0.2
38、mol·L-1的鹽酸,在標準狀況下產生CO2的體積(y軸)與所加入鹽酸的體積(x軸)的關系如下圖(分A、B兩種情況): (1)在A情況下,溶質是__________________(填化學式),其物質的量之比為________。 (2)在B情況下,溶質是__________________(填化學式),其物質的量之比為________。 (3)原氫氧化鈉溶液的物質的量濃度為________________________________________。 解析:(1)CO2與NaOH溶液反應后,其溶質可能為NaOH和Na2CO3、Na2CO3、Na2CO3和NaHCO3、NaHCO
39、3;A中,x=100時開始生成CO2,x=150時反應完全,溶質為Na2CO3與NaOH,且n(Na2CO3)∶n(NaOH)=1∶1。 (2)B圖像中,開始無CO2生成,含有Na2CO3,至無氣體放出時消耗鹽酸150 mL-50 mL=100 mL,是50 mL的2倍,則含有NaHCO3,n(Na2CO3)∶n(NaHCO3)=1∶1。 (3)當加入150 mL鹽酸時,恰好完全反應,此時溶液中溶質為NaCl。據物料守恒有n(NaOH)=n(Na+)=n(Cl-)=0.2 mol·L-1×0.15 L=0.03 mol,所以c(NaOH)==1.5 mol·L-1。 答案:(1)NaOH
40、、Na2CO3 1∶1 (2)Na2CO3、NaHCO3 1∶1 (3)1.5 mol·L-1 堿金屬元素 焰色反應 [教材基礎—自熱身] 1.堿金屬 (1)堿金屬的一般性質 原子結構與性質 相同點 最外層上都只有1個電子具有相似的化學性質 不同點 從Li→Cs電子層數逐漸增多,原子半徑逐漸增大從Li到Cs金屬性逐漸增強 物理性質 相同點 堿金屬除Cs略帶金色光澤外,其他都是銀白色有金屬光澤的固體,密度較小,硬度較小,熔、沸點較低,導電、導熱性較強 遞變性 從Li→Cs密度逐漸增大(Na、K反常),熔、沸點逐漸降低 化學性質 與O2等非金屬的反應
41、堿金屬都能與O2等非金屬反應,Li、Na與O2反應的化學方程式為 4Li+O22Li2O,2Na+O2Na2O2。 K、Rb、Cs與O2反應生成比過氧化物結構更復雜的物質 與H2O的反應 堿金屬單質與水均能發(fā)生反應,生成氫氧化物和H2。反應的化學方程式可表示為(用M代表堿金屬)2M+2H2O===2MOH+H2↑,但反應的劇烈程度不同:從Li→Cs反應越來越劇烈,證明它們的金屬性逐漸增強 (2)堿金屬的特殊性質 ①堿金屬的密度一般隨核電荷數的增大而增大,但鉀的密度比鈉小。 ②堿金屬一般都保存在煤油中,但由于鋰的密度小于煤油的密度而將鋰保存在石蠟中。 ③堿金屬可與H2發(fā)生反應生成
42、RH(R代表堿金屬),屬于離子化合物,H元素顯-1價,堿金屬氫化物是強還原劑。如NaH+H2O===NaOH+H2↑,NaH是還原劑,H2O是氧化劑,氧化產物為 H2,還原產物也為 H2。 2.焰色反應 (1)概念:很多金屬或它們的化合物在灼燒時都會使火焰呈現特殊顏色的現象,屬于元素的物理性質。 (2)操作步驟 鉑絲無色待測物觀察火焰顏色鉑絲無色。 (3)常見元素焰色反應的顏色 鈉元素:黃色;鉀元素:紫色(透過藍色鈷玻璃);銅元素:綠色。 [題點全練—過高考] 1.下列對堿金屬性質的敘述中,正確的是( ) A.都是銀白色的柔軟金屬,其密度都較小 B.單質在空氣中燃燒生
43、成的都是過氧化物 C.堿金屬單質與水劇烈反應生成堿和氫氣 D.單質的熔沸點隨著原子序數的增加而升高 解析:選C 堿金屬中除Cs外都呈銀白色,密度較小;鋰在空氣中燃燒生成氧化鋰;單質的熔沸點隨著原子序數的增加而降低。 2.用光潔的鉑絲蘸取某無色溶液在無色火焰上灼燒,直接觀察到火焰呈黃色,下列各判斷正確的是( ) 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+,可能還含有K+ 解析:選B Na元素的焰色為黃色,而K元素的焰色為紫色,而且黃色會干擾紫色,所以不能判斷是否含有K元素。 3.最近,德國科學家實現了銣原子氣體超流體
44、態(tài)與絕緣態(tài)的可逆轉換,該成果將在量子計算機研究方面帶來重大突破。已知銣是第37號元素,質量數是85。根據材料回答下列問題: (1)銣37Rb位于元素周期表的第________周期第________族。 (2)關于銣的結構和性質,判斷正確的是________(填序號)。 ①與水反應比鈉劇烈 ②它的原子半徑比鈉小?、鬯难趸锉┞对诳諝庵幸孜誄O2?、芩年栯x子最外層電子數和鎂原子相同?、菟沁€原劑 (3)氫化銣與水反應可放出氫氣,則下列敘述正確的是________(填序號)。 A.氫化銣溶于水顯酸性 B.氫化銣中H+被還原為氫氣 C.氫化銣與水反應時,水是還原劑 D.氫化銣中H
45、+核外有兩個電子 (4)現有銣和另一種堿金屬形成的合金50 g,當它與足量水反應時,放出標準狀況下的氫氣22.4 L,這種堿金屬可能是________(填序號)。 A.Li B.Na C.K D.Cs 解析:(2)同主族元素,從上至下原子半徑逐漸增大,②錯誤;由Rb的原子結構示意圖可知④錯誤;Na、Rb同主族,根據同主族元素的性質遞變規(guī)律知,①③⑤正確。 (3)由反應RbH+H2O===RbOH+H2↑可知,水中氫元素的化合價由+1價降低為0價,水作氧化劑,而RbH中的氫元素的化合價升高,由-1價變?yōu)?價,被氧化,RbH作還原劑,H-核外有兩個電子,D項正
46、確。 (4)設該合金的平均摩爾質量為M g·mol-1,則根據電子得失守恒可得: =×2 M=25 因Rb的相對原子質量大于25,則另一種堿金屬的相對原子質量應小于25,可能為Li或Na。 答案:(1)五?、馎 (2)①③⑤ (3)D (4)AB [課堂真題集訓—明考向] 1.判斷下列說法的正誤(正確的打“√”,錯誤的打“×”)。 (1)(2018·江蘇高考)NaHCO3受熱易分解,故可用于制胃酸中和劑( ) (2)(2017·江蘇高考)Na2O2吸收CO2產生O2,可用作呼吸面具供氧劑(
47、 ) (3)(2017·天津高考)為了除去NaHCO3固體中的Na2CO3,將固體加熱至恒重( ) (4)(2017·天津高考)用石灰、碳酸鈉等堿性物質處理廢水中的酸( ) (5)(2016·全國卷Ⅱ)分別將少量鈉投入到盛有水和乙醇的燒杯中,比較水與乙醇中氫的活潑性( ) (6)(2015·全國卷Ⅰ)過氧化鈉與水反應時,生成0.1 mol O2轉移的電子數為0.2NA( ) (7)(2015·全國卷Ⅱ)鈉在空氣中燃燒可生成多種氧化物。23 g鈉充分燃燒時轉移電子數為1NA( ) (8)(2015·全國卷Ⅱ)1 L 0.1 mol·L-1的NaHCO3溶液中HCO和CO離
48、子數之和為 0.1NA( ) (9)(2015·全國卷Ⅱ)將稀鹽酸滴入碳酸鈉與氫氧化鈉的混合溶液,立即產生氣泡( ) (10)(2014·全國卷Ⅱ)CO2通過Na2O2粉末后固體物質增重( ) (11)(2014·全國卷Ⅱ)碳酸氫鈉受熱分解實驗如圖所示( ) (12)(2014·全國卷Ⅱ)用熱堿水清除炊具上殘留的油污,沒有發(fā)生化學反應( ) 答案:(1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)√ (6)√ (7)√ (8)× (9)× (10)√ (11)× (12)× 2.(2016·江蘇高考)根據侯氏制堿原理制備少量NaHCO3的實驗,經過制取氨氣、制取NaHCO3、分離NaHCO3、干燥NaHCO3四個步驟。下列圖示裝置和原理能達到實驗目的的是( ) 解析:選C A項中,制取NH3應用Ca(OH)2和NH4Cl固體加熱,不正確;B項中,CO2氣體應長管進、短管出,不正確;C項中,析出的NaHCO3晶體用過濾的方法分離,正確;D項中NaHCO3應低溫烘干,不能直接加熱,易發(fā)生反應2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,不正確。
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