新高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)鈉及其重要化合物課件（79張）

第1講鈉及其重要化合物內(nèi)容索引0102強(qiáng)基礎(chǔ)增分策略增素能精準(zhǔn)突破研專項(xiàng)前沿命題03【本章體系構(gòu)建】【課程標(biāo)準(zhǔn)】1.結(jié)合真實(shí)情境中的應(yīng)用實(shí)例或通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究,了解鈉及其重要化合物的性質(zhì)。2.了解鈉及其重要化合物在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。3.了解鈉及其重要化合物的制備方法。強(qiáng)基礎(chǔ)增分策略一、活潑的金屬單質(zhì)——鈉1.鈉的物理性質(zhì)微點(diǎn)撥實(shí)驗(yàn)室中通常將少量金屬鈉保存在石蠟油或煤油中,以隔絕空氣中的O2和H2O(g)。2.鈉的化學(xué)性質(zhì)

在自然界中都以化合態(tài)形式存在鈉元素

在元素周期表中處于第

三

周期第

ⅠA

族,其原子最外層有1個(gè)電子,在反應(yīng)中易

失去

電子,表現(xiàn)出很強(qiáng)的

還原

性。

(1)鈉與非金屬單質(zhì)的反應(yīng)

(2)鈉與水的反應(yīng)

(3)鈉與酸的反應(yīng)鈉與酸反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是鈉與酸電離出的H+發(fā)生置換反應(yīng)生成H2,如鈉與鹽酸反應(yīng)的離子方程式為

2Na+2H+

===

2Na++H2↑

。

微點(diǎn)撥鈉與酸溶液反應(yīng)時(shí),若酸消耗完,鈉還會(huì)繼續(xù)與水反應(yīng),且消耗的鈉與產(chǎn)生的氫氣存在定量關(guān)系:2Na~H2↑。(4)鈉與鹽的反應(yīng)①與鹽溶液反應(yīng)先考慮鈉與水反應(yīng),再考慮生成的NaOH是否與鹽發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)。例如,將鈉投入CuSO4溶液中,總反應(yīng)方程式為

2Na+2H2O+CuSO4===

Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑

。

②與熔融鹽反應(yīng)例如,高溫下,鈉與熔融TiCl4反應(yīng)置換出Ti,化學(xué)方程式為3.鈉的制取和用途(1)制取:采用電解熔融NaCl的方法冶煉金屬鈉:(2)用途易錯(cuò)辨析

判斷正誤:正確的畫(huà)“√”,錯(cuò)誤的畫(huà)“×”。(1)室溫下,Na在空氣中發(fā)生緩慢氧化,并最終生成Na2O。(

×

)(2)高壓鈉燈可用于道路照明。(

√

)(3)將金屬鈉投入FeCl2溶液中,析出銀白色金屬,溶液顏色變成無(wú)色。(

×

)(4)乙醇、水都可與金屬鈉反應(yīng)產(chǎn)生氫氣,前者反應(yīng)比后者緩和得多,則乙醇分子中羥基氫原子比水中羥基氫原子活性弱。(

√

)二、鈉的氧化物1.氧化鈉和過(guò)氧化鈉的比較2.從元素化合價(jià)角度分析Na2O2的性質(zhì)(1)Na2O2的強(qiáng)氧化性向氫硫酸飽和溶液中加入少量Na2O2,產(chǎn)生淺黃色沉淀:Na2O2+3H2S

===S↓+2NaHS+2H2O。(2)Na2O2的還原性在酸性高錳酸鉀溶液中加入適量Na2O2粉末,溶液褪色,并產(chǎn)生無(wú)色氣體,Na2O2表現(xiàn)出

還原

性,氧化產(chǎn)物是

O2

。

易錯(cuò)辨析

判斷正誤:正確的畫(huà)“√”,錯(cuò)誤的畫(huà)“×”。(1)淡黃色的過(guò)氧化鈉敞口放置變成白色:2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2;2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑。(

√

)(2)Na2O2投入品紅溶液中,溶液褪色,體現(xiàn)Na2O2的漂白性。(

√

)(3)過(guò)氧化鈉與CO2反應(yīng)生成0.1molO2時(shí),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為NA。(

×

)(4)Na2O2投入滴加酚酞的水中,溶液先變紅后褪色,并產(chǎn)生大量無(wú)色氣泡。(

√

)三、碳酸鈉和碳酸氫鈉1.列表比較碳酸鈉和碳酸氫鈉(寫(xiě)出反應(yīng)的離子方程式)2.Na2CO3、NaHCO3在日常生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用(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(yīng)用。(2)NaHCO3是焙制糕點(diǎn)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(guò)多的一種藥劑(但胃潰瘍病人慎用)。

旁欄邊角

必修第一冊(cè)P37閱讀教材“科學(xué)史話·侯德榜和侯氏制堿法”,判斷下列說(shuō)法的正誤。(1)侯氏制堿法將氨堿法制取碳酸鈉與合成氨聯(lián)合起來(lái),又稱聯(lián)合制堿法。(

√

)(2)侯氏制堿法提高了食鹽的轉(zhuǎn)化率,縮短了生產(chǎn)流程,減少了對(duì)環(huán)境的污染。(

√

)(3)侯氏制堿法制取NaHCO3的反應(yīng)原理:NH3+NaCl+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl。(

√

)(4)生成Na2CO3的反應(yīng)原理:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。(

√

)應(yīng)用提升

侯氏制堿法的工藝流程及原理

(1)制備原料:食鹽水、氨氣、二氧化碳[來(lái)自合成氨廠用水煤氣制取氫氣時(shí)的廢氣,其反應(yīng)為C+H2O(g)CO+H2,CO+H2O(g)CO2+H2]。(2)工藝流程

(3)循環(huán)利用:循環(huán)利用的物質(zhì)為CO2、飽和食鹽水。

易錯(cuò)辨析

判斷正誤:正確的畫(huà)“√”,錯(cuò)誤的畫(huà)“×”。(1)NaHCO3受熱分解生成Na2CO3,則熱穩(wěn)定性:Na2CO3>NaHCO3。(

√

)(2)NaHCO3和Na2CO3都能與胃酸(主要成分為鹽酸)反應(yīng),故都可用于治療胃酸過(guò)多。(

×

)(3)制純堿時(shí),向飽和食鹽水中先通入CO2,后通入NH3,可析出NaHCO3晶體。(

×

)(4)除去Na2CO3固體中少量的NaHCO3,可將固體加熱至恒重。(

√

)四、堿金屬

焰色試驗(yàn)1.堿金屬的相似性和遞變性(由Li→Cs)項(xiàng)目相似性遞變性(由Li→Cs)原子結(jié)構(gòu)最外層均為

1個(gè)

電子電子層數(shù)逐漸增多;核電荷數(shù)逐漸

增大

;

原子半徑逐漸

增大

元素性質(zhì)都具有較強(qiáng)的

金屬

性,最高正價(jià)均為

+1

價(jià)

金屬性逐漸

增強(qiáng)

單質(zhì)性質(zhì)物理性質(zhì)(除Cs外)都呈銀白色,密度較小,熔、沸點(diǎn)

較低

密度逐漸增大(鉀反常),熔、沸點(diǎn)逐漸

降低

化學(xué)性質(zhì)都具有較強(qiáng)的

還原

性還原性逐漸

增強(qiáng)

;

與O2反應(yīng)越來(lái)越劇烈,產(chǎn)物越來(lái)越復(fù)雜2.焰色試驗(yàn)(1)定義:很多金屬或它們的化合物在灼燒時(shí)都會(huì)使火焰呈現(xiàn)特殊的顏色,根據(jù)火焰呈現(xiàn)的特征顏色,可以判斷試樣所含的金屬元素,化學(xué)上把這樣的定性分析操作稱為焰色試驗(yàn)。

元素的性質(zhì),與電子躍遷有關(guān)(2)實(shí)驗(yàn)操作(3)重要元素的焰色

金屬元素鈉鉀(透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃)鈣銅火焰顏色

黃色

紫色

磚紅色綠色應(yīng)用提升

堿金屬的特殊性總結(jié)(1)堿金屬的密度一般隨核電荷數(shù)的增大而增大,但鉀的密度比鈉的小。(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)堿金屬跟氫氣反應(yīng)生成的堿金屬氫化物都是離子化合物,其中氫以H-形式存在,堿金屬氫化物是強(qiáng)還原劑。(4)鋰與O2反應(yīng)只生成Li2O,與反應(yīng)條件、氧氣的量等無(wú)關(guān)。易錯(cuò)辨析

判斷正誤:正確的畫(huà)“√”,錯(cuò)誤的畫(huà)“×”。(1)加熱時(shí),堿金屬單質(zhì)均與O2反應(yīng)生成相應(yīng)的過(guò)氧化物。(

×

)(2)堿金屬單質(zhì)都能與水反應(yīng)生成相應(yīng)的堿和H2。(

√

)(3)做焰色試驗(yàn)前,鉑絲用稀鹽酸清洗并灼燒至火焰與原來(lái)的火焰顏色相同。(

√

)(4)用鉑絲蘸取某鹽溶液灼燒,火焰呈黃色,證明其中含有Na+,一定不含K+。(

×

)(5)用鉑絲蘸取某鹽溶液灼燒,透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃觀察,火焰呈紫色,證明其中含有K+,一定不含Na+。(

×

)增素能精準(zhǔn)突破考點(diǎn)一鈉和鈉的氧化物【能力概述】【新教材·新高考】新教材變化

增加“探究·鈉與水的反應(yīng)”,涉及預(yù)測(cè)、實(shí)驗(yàn)、結(jié)論等,引導(dǎo)從物質(zhì)組成和氧化還原反應(yīng)的角度認(rèn)識(shí)鈉及其變化新高考高頻考點(diǎn)

從近兩年新高考試題來(lái)看,鈉及其氧化物的性質(zhì)和應(yīng)用仍是新高考的命題點(diǎn)。預(yù)測(cè)考向

預(yù)測(cè)2023年高考可能會(huì)在選擇題中考查鈉及其氧化物的性質(zhì)和應(yīng)用,題目難度較小考向1.鈉與酸、堿、鹽溶液的反應(yīng)典例突破(2021安徽“皖南八校”聯(lián)考)向分別盛有100mL水、100mL0.1mol·L-1鹽酸、100mL0.01mol·L-1NaOH溶液的X、Y、Z三個(gè)燒杯中各投入0.05molNa。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(

)A.三個(gè)燒杯中均先發(fā)生的離子反應(yīng)為2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑B.三個(gè)燒杯中鈉均在液面上劇烈反應(yīng),且X燒杯中的反應(yīng)最劇烈C.三個(gè)燒杯反應(yīng)后,溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度相同D.三個(gè)燒杯反應(yīng)后,生成的氣體的質(zhì)量一定相同答案

D解析

鈉與鹽酸反應(yīng)時(shí)鈉先與酸反應(yīng),離子方程式表示為2Na+2H+===2Na++H2↑,A錯(cuò)誤;三個(gè)燒杯中,Y燒杯中的氫離子濃度最大,反應(yīng)最劇烈,B錯(cuò)誤;X燒杯中生成的溶質(zhì)為NaOH,Y燒杯中生成的溶質(zhì)為NaCl、NaOH,Z燒杯中生成NaOH,且Z燒杯中原溶質(zhì)為NaOH,故三個(gè)燒杯中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度不同,C錯(cuò)誤;因向三個(gè)燒杯中加入鈉的物質(zhì)的量相同且鈉全部反應(yīng)完,故生成H2的量相同,D正確?？碱}點(diǎn)睛

針對(duì)訓(xùn)練1.下列關(guān)于鈉的敘述不正確的是(

)A.鈉原子的最外層只有一個(gè)電子,在反應(yīng)中極易失去電子B.鈉在氧氣中燃燒時(shí)火焰呈黃色,生成淡黃色固體C.鈉的還原性強(qiáng)于銅,可從CuSO4溶液中置換出金屬銅D.鈉與稀鹽酸反應(yīng)比鈉與水反應(yīng)更迅速答案

C解析

鈉具有強(qiáng)還原性,投入CuSO4溶液中,鈉先與水反應(yīng)生成NaOH和H2,CuSO4與NaOH發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成Cu(OH)2沉淀,不能置換出銅,C錯(cuò)誤。稀鹽酸中c(H+)比水中c(H+)大,故鈉與稀鹽酸反應(yīng)比鈉與水反應(yīng)更迅速,D正確。答案

D解析

鈉的密度介于煤油和水的密度之間,剛投入的鈉塊落在二者界面上,鈉的下半部分與水接觸并反應(yīng),產(chǎn)生H2推動(dòng)鈉向上游動(dòng),進(jìn)入煤油層后,反應(yīng)停止,由于鈉受到的重力大于浮力,隨后鈉塊下沉,又回落到煤油和水的界面上,重復(fù)上述過(guò)程,故鈉塊在水層與煤油層界面處游動(dòng)并上下跳動(dòng),因反應(yīng)生成NaOH,滴有少量酚酞的水層變紅。歸納總結(jié)鈉與水、乙醇、酸、堿、鹽溶液的反應(yīng)規(guī)律(1)鈉與水、酸、鹽溶液反應(yīng)的本質(zhì)均是與H+的反應(yīng),反應(yīng)順序是有酸酸在前,無(wú)酸水為先。(2)鈉與乙醇反應(yīng)時(shí),鈉的密度大于乙醇,鈉塊先沉在液面下,后上下浮動(dòng)、能看到有氣泡產(chǎn)生,但鈉不能熔化成小球。(3)鈉與酸反應(yīng)時(shí),由于液體中c(H+)較大,反應(yīng)較迅速,甚至可能燃燒或爆炸。(4)鈉投入堿溶液中,鈉與水反應(yīng)生成NaOH和H2,再考慮反應(yīng)生成NaOH對(duì)堿溶液的影響?？枷?.過(guò)氧化鈉與水(或CO2)的反應(yīng)典例突破(2021河北卷,14節(jié)選)對(duì)固體NaHCO3充分加熱,產(chǎn)生的氣體先通過(guò)足量濃硫酸,再通過(guò)足量Na2O2,Na2O2增重0.14g,則固體NaHCO3的質(zhì)量為

g。

答案

解析

固體NaHCO3受熱分解生成Na2CO3、CO2和H2O(g),將產(chǎn)生的氣體先通過(guò)足量濃硫酸,除去H2O(g),再通過(guò)足量Na2O2,Na2O2與CO2反應(yīng)生成Na2CO3和O2。(解法一)利用“差量法”進(jìn)行計(jì)算:2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2

Δm(固體)2×78

g

2

mol

2×106

g

56

gn(CO2)

g列式:,解得n(CO2

mol,結(jié)合反應(yīng)2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O推知,n(NaHCO3)=2n(CO2

mol,故有m(NaHCO3

mol×84

g·mol-1

g。(解法二)利用“反應(yīng)規(guī)律”進(jìn)行計(jì)算:CO2通過(guò)Na2O2固體時(shí),固體增重相當(dāng)于與CO2等物質(zhì)的量的CO的質(zhì)量,則有n(CO2)=n(CO)==

mol。結(jié)合NaHCO3的分解反應(yīng)推知,n(NaHCO3)=2n(CO2

mol,故有m(NaHCO3

mol×84

g·mol-1

g。針對(duì)訓(xùn)練1.(2021遼寧撫順六校聯(lián)考)向過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)后的溶液中滴加酚酞溶液,溶液先變紅后褪色。某小組欲探究其原因,進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn):①取反應(yīng)后的溶液加入二氧化錳后迅速產(chǎn)生大量氣體;實(shí)驗(yàn)②③中紅色均不褪去。下列分析錯(cuò)誤的是(

)A.過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)產(chǎn)生的氣體為O2B.過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)需要MnO2作催化劑C.實(shí)驗(yàn)②③證明使溶液褪色的不是氫氧化鈉和氧氣D.過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)可能生成了具有漂白性的H2O2答案

B解析

過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)產(chǎn)生的氣體為O2,A正確;過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)不需要催化劑,過(guò)氧化氫分解需要MnO2作催化劑,B錯(cuò)誤;實(shí)驗(yàn)②③作為對(duì)照實(shí)驗(yàn),能證明使溶液褪色的不是氫氧化鈉和氧氣,C正確;向反應(yīng)后的溶液加入二氧化錳后迅速產(chǎn)生大量氣體,據(jù)此可判斷過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)可能生成了具有漂白性的H2O2,D正確。2.(2021湖北鄂東南協(xié)作體聯(lián)考)在一密閉容器中有CO、H2、O2共16.5g,以及足量的Na2O2,用電火花引燃,已知CO、H2完全反應(yīng),最終Na2O2增重7.5g,則原混合氣體中O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為(

)

A.54.5% B.40%C.36% %答案

A解析

CO、H2、O2完全反應(yīng)后生成的二氧化碳、水與過(guò)氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉、氫氧化鈉,所以過(guò)氧化鈉固體增加的質(zhì)量等于CO、H2的質(zhì)量,所以原混合氣體中CO、H2的質(zhì)量之和為

g,則O2的質(zhì)量是

g

g,所以原混合氣體中O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是

×100%≈54.5%。歸納總結(jié)Na2O2與CO2、H2O(g)反應(yīng)的“四大規(guī)律”反應(yīng)先后規(guī)律從反應(yīng)結(jié)果看,Na2O2與CO2、H2O(g)的混合氣體反應(yīng)時(shí),可看作Na2O2先與CO2反應(yīng),后與H2O(g)反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移關(guān)系當(dāng)Na2O2與CO2、H2O(g)反應(yīng)時(shí),物質(zhì)的量關(guān)系為2Na2O2~O2~2e-,n(e-)=n(Na2O2)=2n(O2)氣體體積的變化關(guān)系若CO2、H2O(g)(或二者的混合氣體)通過(guò)足量的Na2O2,氣體體積的減少量是原來(lái)氣體體積的

,也等于生成氧氣的量,ΔV=V(O2)=V(混合)固體質(zhì)量的變化關(guān)系CO2、H2O(g)分別與足量Na2O2反應(yīng)時(shí),固體相當(dāng)于吸收了CO2中的“CO”和H2O(g)中的“H2”,則CO2或H2O(g)或二者的混合氣體與Na2O2反應(yīng)時(shí),固體增加的質(zhì)量為28g·mol-1×n(CO2)或2g·mol-1×n(H2O)或二者之和考點(diǎn)二碳酸鈉和碳酸氫鈉【能力概述】【新教材·新高考】新教材變化

將舊教材中“科學(xué)探究”拆分成“實(shí)驗(yàn)2-4”(探究Na2CO3和NaHCO3的溶解性)、“實(shí)驗(yàn)2-5”(探究Na2CO3和NaHCO3的熱穩(wěn)定性),在“練習(xí)與應(yīng)用”第6題設(shè)置探究Na2CO3性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)題新高考高頻考點(diǎn)

有關(guān)Na2CO3和NaHCO3的鑒別、除雜及實(shí)驗(yàn)探究仍是新高考命題的熱點(diǎn)。預(yù)測(cè)考向

預(yù)測(cè)2023年高考可能會(huì)繼續(xù)考查Na2CO3和NaHCO3的性質(zhì)及轉(zhuǎn)化答案

D解析

相同溫度下,Na2CO3在水中的溶解度大于NaHCO3,A錯(cuò)誤;NaHCO3受熱分解生成Na2CO3、CO2和H2O,剩余固體是Na2CO3,Na2CO3受熱不易分解,最后都有殘留物質(zhì),B錯(cuò)誤;Na2CO3溶液和NaHCO3溶液與澄清石灰水反應(yīng),均產(chǎn)生白色沉淀CaCO3,不能鑒別,C錯(cuò)誤;NaHCO3、Na2CO3分別與足量鹽酸發(fā)生反應(yīng):NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O、Na2CO3+2HCl===2NaCl+CO2↑+H2O,84

g

NaHCO3反應(yīng)生成44

g

CO2,106

g

Na2CO3反應(yīng)生成44

g

CO2,故等質(zhì)量?jī)煞N物質(zhì)分別與足量鹽酸反應(yīng),NaHCO3產(chǎn)生的CO2多,D正確?？碱}點(diǎn)睛

針對(duì)訓(xùn)練1.(2021山東日照校際聯(lián)考)下列有關(guān)Na2CO3和NaHCO3的敘述正確的是(

)A.向Na2CO3溶液中通入等物質(zhì)的量的HCl,生成的CO2與原Na2CO3的物質(zhì)的量之比為1∶2B.等濃度的NaHCO3溶液和Na2CO3溶液分別與足量鹽酸反應(yīng),在同溫同壓下,生成的CO2體積相同C.物質(zhì)的量濃度相同時(shí),Na2CO3溶液的pH小于NaHCO3溶液D.向Na2CO3飽和溶液中持續(xù)通入CO2,有NaHCO3晶體析出答案

D解析

根據(jù)化學(xué)方程式Na2CO3+HCl===NaCl+NaHCO3,當(dāng)碳酸鈉和HCl的物質(zhì)的量相等時(shí),不會(huì)產(chǎn)生二氧化碳,A錯(cuò)誤;NaHCO3溶液和Na2CO3溶液的體積未知,無(wú)法確定生成CO2的體積,B錯(cuò)誤;在Na2CO3、NaHCO3溶液中,碳酸根離子和碳酸氫根離子均能水解,導(dǎo)致溶液呈堿性,但是碳酸根離子水解程度大,所以碳酸鈉溶液的堿性強(qiáng)于碳酸氫鈉溶液,即Na2CO3溶液的pH大于NaHCO3溶液,C錯(cuò)誤;向Na2CO3飽和溶液中持續(xù)通入CO2,會(huì)發(fā)生反應(yīng)Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3↓,常溫下Na2CO3比NaHCO3易溶,所以會(huì)析出碳酸氫鈉晶體,D正確。2.(2021華中師大附中檢測(cè))鑒別K2CO3和NaHCO3兩種白色固體,4名同學(xué)分別設(shè)計(jì)了4種不同的方法,其中不可行的是(

)A.分別配成1mol·L-1的溶液,各取1mL滴加1滴酚酞溶液,比較顏色深淺B.分別取樣在試管中加熱,將可能產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水,觀察石灰水是否變渾濁C.分別取樣配成溶液,滴加Ba(OH)2溶液,觀察有無(wú)白色沉淀生成D.分別配成溶液,用鉑絲蘸取溶液在酒精燈火焰上灼燒,觀察火焰的顏色(必要時(shí)可透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃)答案

C解析

K2CO3的水解程度比NaHCO3的大,溶液堿性較強(qiáng),滴加酚酞檢驗(yàn),碳酸鉀溶液的顏色更深,A正確;NaHCO3不穩(wěn)定,受熱易分解生成二氧化碳?xì)怏w,將氣體通入澄清石灰水會(huì)觀察到石灰水變渾濁,B正確;K2CO3和NaHCO3均能與氫氧化鋇溶液反應(yīng)生成碳酸鋇白色沉淀,C錯(cuò)誤;K2CO3和NaHCO3分別含有鉀元素、鈉元素,焰色試驗(yàn)現(xiàn)象不同,D正確。歸納總結(jié)1.Na2CO3和NaHCO3的鑒別方法注意:不可用Ca(OH)2溶液鑒別Na2CO3溶液和NaHCO3溶液,因?yàn)镃a(OH)2溶液與這兩種溶液反應(yīng)時(shí)都產(chǎn)生白色沉淀,現(xiàn)象相同。2.Na2CO3和NaHCO3的除雜方法

序號(hào)混合物(括號(hào)中為雜質(zhì))除雜方法①Na2CO3固體、(NaHCO3)加熱法②NaHCO3溶液、(Na2CO3)通入足量CO2③Na2CO3溶液、(NaHCO3)加入適量NaOH溶液研專項(xiàng)前沿命題實(shí)驗(yàn)探究碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)定

題型考查內(nèi)容選擇題、非選擇題考查知識(shí)考查“氣體法”“沉淀法”“滴定法”等測(cè)定產(chǎn)品含量,涉及實(shí)驗(yàn)儀器、操作及分析、定量測(cè)定及數(shù)據(jù)分析等核心素養(yǎng)科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)例題.(2021湖南卷,15)碳酸鈉俗稱純堿,是一種重要的化工原料。以碳酸氫銨和氯化鈉為原料制備碳酸鈉,并測(cè)定產(chǎn)品中少量碳酸氫鈉的含量。過(guò)程如下:步驟Ⅰ.Na2CO3的制備步驟Ⅱ.產(chǎn)品中NaHCO3含量測(cè)定①稱取產(chǎn)品2.500g,用蒸餾水溶解,定容于250mL容量瓶中;②移取25.00mL上述溶液于錐形瓶,加入2滴指示劑M,用0.1000mol·L-1鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,溶液由紅色變至近無(wú)色(第一滴定終點(diǎn)),消耗鹽酸V1mL;③在上述錐形瓶中再加入2滴指示劑N,繼續(xù)用0.1000mol·L-1鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)(第二滴定終點(diǎn)),又消耗鹽酸V2mL;④平行測(cè)定三次,V1平均值為22.45mL,V2平均值為23.51mL。已知:(ⅰ)當(dāng)溫度超過(guò)35℃時(shí),NH4HCO3開(kāi)始分解。(ⅱ)相關(guān)鹽在不同溫度下的溶解度表(g/100gH2O)回答下列問(wèn)題:(1)步驟Ⅰ中晶體A的化學(xué)式為

,晶體A能夠析出的原因是

;

(2)步驟Ⅰ中“300℃加熱”所選用的儀器是

(填標(biāo)號(hào));

溫度/℃0102030405060NaCl35.735.836.036.336.637.037.3NH4HCO311.915.821.027.0

NaHCO36.98.29.611.112.714.516.4NH4Cl29.433.337.241.445.850.455.2(3)指示劑N為

,描述第二滴定終點(diǎn)前后顏色變化

;

(4)產(chǎn)品中NaHCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

(保留三位有效數(shù)字);

(5)第一滴定終點(diǎn)時(shí),某同學(xué)俯視讀數(shù),其他操作均正確,則NaHCO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算結(jié)果

(填“偏大”“偏小”或“無(wú)影響”)。

思路指導(dǎo)步驟Ⅰ:Na2CO3的制備步驟Ⅱ:產(chǎn)品中NaHCO3含量的測(cè)定

解析

(1)根據(jù)流程圖及最終產(chǎn)品是碳酸鈉可推知晶體A的成分是碳酸氫鈉。根據(jù)已知(ⅱ)中相關(guān)鹽在不同溫度下的溶解度表可知碳酸氫鈉的溶解度在35

℃下與氯化鈉、碳酸氫銨、氯化銨的溶解度相差較大且最小。所以當(dāng)將碳酸氫銨粉末和氯化鈉溶液混合時(shí),溶液中易析出碳酸氫鈉晶體。(2)給固體加熱所用的儀器一般為坩堝。(3)用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定含有碳酸氫鈉雜質(zhì)的碳酸鈉溶液時(shí),由于開(kāi)始時(shí)溶液呈堿性,且首先發(fā)生反應(yīng):Na2CO3+HCl===NaHCO3+NaCl,此時(shí)所用指示劑M為酚酞,終點(diǎn)的現(xiàn)象是:溶液由紅色變?yōu)榻鼰o(wú)色。第二個(gè)滴定階段發(fā)生的反應(yīng)為NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑,由于最終溶液呈弱酸性,所以可用甲基橙作指示劑(N)。滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是溶液由黃色變?yōu)槌壬?4)根據(jù)滴定過(guò)程中的反應(yīng)原理:Na2CO3+HCl===NaHCO3+NaCl、NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑可知

g產(chǎn)品中碳酸氫鈉所消耗的鹽酸的體積為(V2-V1)

mL×10=(23.51-22.45)

mL×10,則樣品中n(NaHCO3)=(23.51-22.45)

mL×10×10-3

L·mL-1

0

mol·L-1=1.06×10-3

mol。所以產(chǎn)品中碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(5)由于滴定管的刻度上小下大,當(dāng)?shù)谝坏味ńK點(diǎn)時(shí)俯視讀數(shù),會(huì)使所讀刻度值偏小,即V1偏小,引起(V2-V1)偏大,則最終所算得的碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大。答案

(1)NaHCO3相同溫度下,碳酸氫鈉與氯化鈉、碳酸氫銨、氯化銨的溶解度相差較大且最小(2)D(3)甲基橙溶液由黃色變?yōu)槌壬?4)3.56%(5)偏大突破方法實(shí)驗(yàn)測(cè)定碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)的三種方法1.氣體法(1)測(cè)定原理:Na2CO3+H2SO4===Na2SO4+H2O+CO2↑。依據(jù)CO2的體積確定Na2CO3的物質(zhì)的量,進(jìn)而確定純堿中Na2CO3的含量。(2)實(shí)驗(yàn)操作:向m

g純堿樣品中加入足量的稀硫酸,準(zhǔn)確測(cè)量產(chǎn)生CO2氣體的體積為V

mL(已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況)。(3)數(shù)據(jù)處理2.沉淀法(1)測(cè)定原理:Na2CO3+BaCl2===BaCO3↓+2NaCl。依據(jù)BaCO3沉淀的質(zhì)量,確定Na2CO3的物質(zhì)的量,進(jìn)而確定純堿中Na2CO3的含量。(2)實(shí)驗(yàn)操作:先將m

g純堿樣品溶于水配成溶液,向溶液中加入過(guò)量的BaCl2溶液,反應(yīng)停止后,經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥得BaCO3沉淀的質(zhì)量為n

g。(3)數(shù)據(jù)處理3.“滴定法”利用“雙指示劑法”(酚酞—甲基橙)測(cè)定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。(1)第一步使用酚酞作指示劑,滴定原理:Na2CO3+HCl===NaHCO3+NaCl,消耗標(biāo)準(zhǔn)鹽酸(V1

mL)用于物質(zhì)轉(zhuǎn)化:Na2CO3→NaHCO3,滴定終點(diǎn)現(xiàn)象是溶液由淺紅色變?yōu)闊o(wú)色。(2)第二步使用甲基橙作指示劑,滴定原理:NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑,消耗標(biāo)準(zhǔn)鹽酸(V2

mL)用于物質(zhì)轉(zhuǎn)化:NaHCO3→NaCl,滴定終點(diǎn)現(xiàn)象是溶液由黃色變?yōu)槌壬?3)數(shù)據(jù)處理:n(NaHCO3)=c(HCl)×(V2-V1)×10-3

L,m(NaHCO3)=c(HCl)×(V2-V1)×10-3

L×84

g·mol-1。選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)方案測(cè)量數(shù)據(jù)A將樣品配成100mL溶液,取10mL,加入酚酞溶液,用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸滴定消耗鹽酸的體積B將樣品與鹽酸反應(yīng),生成的氣體全部被堿石灰吸收堿石灰增加的質(zhì)量C將樣品放入燒瓶中,置于電子天平上,加入足量鹽酸減少的質(zhì)量D將樣品與鹽酸反應(yīng),氣體通過(guò)排水量氣裝置量氣排出水的體積答案

A解析

用酚酞作指示劑時(shí),Na2CO3與鹽酸發(fā)生反應(yīng)Na2CO3+HCl===NaCl+NaHCO3,依據(jù)消耗鹽酸的量可以計(jì)算出樣品中Na2CO3的量,