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第三章金屬及其化合物第1講鈉及其重要化合物【考綱要求】1.了解鈉及其重要化合物的制備方法。2.掌握鈉的主要性質及其應用。3.掌握鈉的重要化合物的主要性質及其應用??键c一鈉的性質及用途基礎梳理·自我排查1.鈉的物理性質顏色:______色,有金屬光澤;密度:ρ(H2O)____ρ(Na)____ρ(煤油);硬度:質地________;熔點:低于____℃。2.鈉的化學性質(1)與非金屬單質(如O2、Cl2)的反應O2常溫:Cl2:__________________(2)與水反應①離子方程式:__________________。②鈉與水(含酚酞)反應的實驗現象及解釋(3)與鹽酸反應離子方程式:__________________________________________________________。(4)鈉與鹽反應①鈉與鹽溶液反應如Na投入CuSO4溶液中,反應的離子方程式為_________________________________。②鈉與熔融鹽反應:3.鈉的制取及保存(1)制?。夯瘜W方程式為______________。(2)保存:密封保存,通常保存在____________中。4.鈉的用途(1)制取Na2O2等化合物。(2)鈉、鉀合金(液態(tài))可用于原子反應堆的導熱劑。(3)用作電光源,制作高壓鈉燈。(4)冶煉某些金屬,如制取金屬鈦。[思考]金屬鈉與氧氣反應在不同條件下生成產物不同,據此回答下列問題。(1)1mol鈉與足量氧氣反應轉移電子數為________。(2)1mol氧氣與足量鈉反應轉移電子數范圍為________。(3)金屬鈉燃燒時火焰為黃色,但實驗時常伴有黑煙,原因是________________________________________________________________________________________________。[判斷](正確的打“√”,錯誤的打“×”)(1)鈉表面自然形成的氧化層能夠保護內層金屬不被空氣氧化()(2)鈉與CuSO4溶液的反應:2Na+Cu2+=Cu↓+2Na+()(3)1molNa被完全氧化生成Na2O2,失去2NA個電子()(4)鈉與足量O2反應生成Na2O,隨著溫度的升高,生成Na2O的速率逐漸加快()(5)根據反應,知Na的金屬性強于K()(6)實驗完畢后剩余的金屬鈉不能隨意丟棄,應放回原試劑瓶()微點撥鈉與鹽溶液(除部分酸式鹽溶液外,如NaHSO4溶液)反應時,先與水反應,生成的氫氧化鈉再與鹽反應,故不會生成金屬單質。如鈉投入硫酸銅溶液中,生成氫氧化銅沉淀。考點專練·層級突破練點一鈉的性質判斷1.等質量的兩塊鈉,第一塊在足量氧氣中加熱,第二塊在足量氧氣(常溫)中充分反應,則下列說法正確的是()A.第一塊鈉失去電子多B.兩塊鈉失去電子一樣多C.第二塊鈉的反應產物質量最大D.兩塊鈉的反應產物質量一樣大2.下列敘述正確的是()A.切開的金屬Na暴露在空氣中,光亮表面逐漸變暗:2Na+O2=Na2O2B.一定條件下,2.3g的Na完全與O2反應生成3.6g產物,失去的電子數為0.2NAC.鈉在空氣中受熱時,熔化為銀白色的小球,產生黃色的火焰,生成白色粉末D.鈉在空氣中長期放置,最終主要生成物為碳酸鈉3.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②Na2SO4稀溶液③飽和澄清石灰水④Ca(HCO3)2溶液⑤CuSO4溶液⑥飽和NaCl溶液A.①④⑤⑥B.③④⑤⑥C.②④⑤⑥D.①③④⑥練后歸納鈉與鹽溶液反應的思維流程練點二鈉的探究性實驗4.為探究鈉與鹽反應的規(guī)律,某實驗小組同學設計了下列兩組實驗:實驗1:如圖,在蒸發(fā)皿中放一小塊鈉,加熱至熔化時,用玻璃棒蘸取少量無水CuSO4與熔化的鈉接觸?,F象:瞬間產生耀眼的火花,同時有紅色物質生成。實驗2:如圖2,向盛有CuSO4溶液的小燒杯中加入一小塊鈉。現象:鈉浮在水面上,熔化成液態(tài)鈉球并四處游動,生成藍色沉淀。問題:(1)實驗2中反應的離子方程式為____________________________________________________________________________________________________________________。(2)比較實驗1、實驗2可知Na與CuSO4反應生成Cu的實驗條件為_________________________________________________________________________________________。5.如圖甲是演示金屬鈉與水的反應的重要實驗,為收集檢驗氣體產物,某興趣小組將甲裝置改進成如下乙或丙,請根據要求回答下列問題。(1)寫出鈉與水反應的離子方程式:____________________________________________________________________________________________________________________。(2)按乙裝置實驗,液體添加完畢后,關閉活塞,打開右邊膠塞,向煤油中加入一小塊鈉,立即塞好膠塞,可觀察到的現象是________(填字母)。A.鈉塊始終保持在a處,直至完全消失B.鈉沉入U形管b處而后又慢慢浮到a處C.鈉處于煤油和水的交界處上下浮動D.隨反應的進行煤油與膠塞處液面下降,漏斗中液面上升E.最終鈉塊在煤油中燃燒起來(3)乙裝置中漏斗在反應過程中的主要作用是___________________________________________________________________________________________________________。(4)用乙裝置實驗,點燃氣體產物時,是否需要檢驗純度________(填“是”或“否”)。(5)按圖丙所示方法來收集產生的氣體,需將鈉包好,再放入水中。取相同質量的鈉按下列兩種情況收集產生的氣體:①用鋁箔包住鈉;②用銅箔包住鈉。在相同條件下體積的關系是________(填字母)。a.二者收集氣體一樣多b.①收集氣體體積較大c.②收集氣體體積較大考點二氧化鈉與過氧化鈉基礎梳理·自我排查1.氧化鈉和過氧化鈉的比較物質氧化鈉(Na2O)過氧化鈉(Na2O2)色態(tài)____________________________________類別__________________過氧化物(非堿性氧化物)氧的價態(tài)____________________________________電子式生成條件常溫加熱或點燃化學性質與水反應____________________________________與CO2反應____________________________________與酸反應(鹽酸)__________________2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2↑主要性質具有堿性氧化物通性具有強氧化性主要用途用于制取少量Na2O2、燒堿強氧化劑、漂白劑、供氧劑、消毒劑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。[判斷](正確的打“√”,錯誤的打“×”)(1)氧化鈉、過氧化鈉均為堿性氧化物()(2)Na2O2的電子式為()(3)1molNa2O2固體中含離子總數為4NA()(4)Na2O2溶于水產生O2的離子方程式為Na2O2+H2O=2Na++2OH-+O2↑()(5)1mol鈉與氧氣反應生成Na2O或Na2O2時,失去的電子數目均為NA()(6)Na2O2與H2O反應時,Na2O2既是還原劑又是氧化劑()(7)7.8gNa2O2與足量的CO2反應,轉移電子的個數為0.2NA()微點撥金屬鈉露置在空氣中會發(fā)生一系列變化,其過程:銀白色金屬鈉①表面變暗②出現白色固體接著表面變稀上述各步反應的化學方程式為:①4Na+O2=2Na2O②Na2O+H2O=2NaOH③2NaOH+CO2+9H2O=Na2CO3·10H2O④Na2CO3·10H2O=Na2CO3+10H2O考點專練·層級突破練點一鈉的氧化物性質判斷與計算1.過氧化鈉可作為氧氣的來源。常溫常壓下二氧化碳和過氧化鈉反應后,若固體質量增加了28g,反應中有關物質的物理量正確的是(NA表示阿伏加德羅常數)()選項二氧化碳碳酸鈉轉移的電子A1mol2NAB22.4L1molC106g1molD106g2NA2.如圖所示,兩圓圈相交的部分表示圓圈內的物質相互發(fā)生的反應。已知鈉及其氧化物的物質的量均為0.1mol,水的質量為100g。下列說法正確的是()A.反應③最多能產生0.05molO2B.反應①的離子方程式為Na+2H2O=Na++2OH-+H2↑C.Na2O2中陰陽離子數目之比為1∶1D.①、②、③充分反應后所得溶液中溶質的質量分數:①>②>③方法技巧H2O、CO2與Na2O2反應的定量關系1.物質的量的關系無論是CO2或H2O的單一物質還是二者的混合物,通過足量的Na2O2時,CO2或H2O與放出O2的物質的量之比均為2∶1。2.氣體體積關系若CO2和水蒸氣的混合氣體(或單一氣體)通過足量的Na2O2,則氣體體積減少的量等于原混合氣體體積的12,3.轉移電子關系2mol的Na2O2不論與H2O還是與CO2反應均生成1mol的O2,轉移2mol的電子。如:練點二鈉的氧化物的探究性實驗3.下列判斷正確的是()A.可用水來確定某Na2O粉末中是否含有Na2O2B.可用CO2來確定某Na2O粉末中是否含有Na2O2C.可利用在空氣中加熱的方法除去Na2O中的Na2O2D.將足量的Na2O2、Na2O分別加到酚酞試液中,最終溶液均為紅色4.某課外活動小組設計如圖實驗裝置,驗證“二氧化碳與水接觸時才能和過氧化鈉反應”。(1)過氧化鈉與二氧化碳反應的化學方程式是__________________________________________________________________________________________________________,該反應中,反應物的總能量________(填“大于”或“小于”)生成物的總能量。(2)裝置Ⅰ中的試劑是________(填字母)。a.稀鹽酸b.稀硫酸c.小蘇打d.石灰石(3)實驗時,應先打開彈簧夾________(填“K1”或“K2”),觀察到預期現象后,關閉它,再打開另一個彈簧夾。(4)實驗過程中將帶火星的木條置于a口,觀察到帶火星的木條始終不復燃。①為觀察到最終木條復燃,甲建議在Ⅲ后安裝一個盛有堿石灰的干燥管,目的是________________________________________________________________________;②乙認為即使采納甲的建議且最終觀察到木條復燃,也不能證明CO2參與了反應,原因是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)為進一步達到實驗目的,應補充的實驗是:取最終反應后Ⅲ中所得固體,________________________________________________________________________。考點三碳酸鈉與碳酸氫鈉基礎梳理·自我排查1.Na2CO3和NaHCO3的性質2.相互轉化3.主要用途(1)碳酸鈉:用于造紙、制造玻璃、制皂、洗滌等。(2)碳酸氫鈉:用于發(fā)酵、醫(yī)藥、滅火劑等。[思考]Na2CO3的制備——侯氏制堿法(1)原料食鹽、氨氣、二氧化碳——合成氨廠用水煤氣制取氫氣時的廢氣其反應為(2)工藝流程(3)反應原理產生NaHCO3反應:_____________________________________________________。產生Na2CO3反應:______________________________________________________。(4)循環(huán)使用的物質:________、____________。[判斷](正確的打“√”,錯誤的打“×”)(1)用試管加熱碳酸氫鈉固體時,使試管口豎直向上()(2)分別加熱Na2CO3和NaHCO3固體,試管內壁均有水珠出現,則說明兩種物質均受熱分解()(3)蘇打是面包發(fā)酵粉的主要成分之一()(4)相同溫度下溶解度:小蘇打<蘇打,熱穩(wěn)定性:Na2CO3>NaHCO3()(5)用酚酞試液可鑒別飽和食鹽水和飽和純堿溶液()(5)確定NaCl溶液中是否混有Na2CO3的方法是取少量溶液滴加CaCl2溶液,觀察是否出現白色渾濁()(7)向某溶液中加入稀鹽酸,產生的氣體通入澄清石灰水中,石灰水變渾濁,該溶液一定是碳酸鹽溶液()考點專練·層級突破練點一Na2CO3、NaHCO3的性質判斷1.關于NaHCO3性質的有關敘述不正確的是()A.既能與強酸反應,又能與強堿反應B.醫(yī)療上可用于治療胃酸過多C.與足量的酸反應時放出的CO2比與等質量的Na2CO3要多D.同溫度時,NaHCO3的溶解度>Na2CO3的溶解度2.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,過濾方法總結1.碳酸鈉與碳酸氫鈉的鑒別方法(1)固體鑒別法加熱法,產生使澄清石灰水變渾濁的氣體的是NaHCO3。(2)溶液鑒別法①沉淀法:加入BaCl2或CaCl2溶液產生沉淀的是Na2CO3。②氣體法:滴入鹽酸立即產生氣體的是NaHCO3。③測pH法:用pH試紙測其相同濃度的稀溶液,pH大的是Na2CO3。2.Na2CO3、NaHCO3的除雜方法混合物(括號內為雜質)除雜方法Na2CO3(s)(NaHCO3)加熱法NaHCO3(aq)(Na2CO3)通入足量CO2Na2CO3(aq)(NaHCO3)滴加適量NaOH溶液練點二Na2CO3、NaHCO3的計算判斷3.有關NaHCO3和Na2CO3的性質,以下敘述錯誤的是()A.等質量的NaHCO3和Na2CO3與足量鹽酸反應,在相同條件下Na2CO3產生的CO2體積小B.等物質的量的兩種鹽與同濃度鹽酸完全反應,所消耗鹽酸的體積Na2CO3是NaHCO3的兩倍C.等質量NaHCO3和Na2CO3與鹽酸完全反應,前者消耗鹽酸較多D.等物質的量的NaHCO3和Na2CO3與足量鹽酸反應產生CO2一樣多4.(OH-、CO32-、HCO3-與H+反應順序的應用)分別取等物質的量濃度的氫氧化鈉溶液各100mL,再通入一定量的CO2,隨后分別各取20mL溶液,向其中逐滴滴入0.2mol·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、(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________。練后歸納利用數形思想分析碳酸鈉、碳酸氫鈉與鹽酸的反應(1)向Na2CO3溶液中逐滴加入鹽酸,消耗HCl的體積與產生CO2的體積的關系如圖甲所示。(2)向NaHCO3溶液中逐滴加入鹽酸,消耗HCl的體積與產生CO2的體積的關系如圖乙所示。(3)向NaOH、Na2CO3的混合物中逐滴加入鹽酸,消耗HCl的體積與產生CO2的體積的關系如圖丙所示(設NaOH、Na2CO3的物質的量之比為1∶1)。(4)向Na2CO3、NaHCO3的混合物中逐滴加入鹽酸,消耗HCl的體積與產生CO2的體積的關系如圖丁所示(設Na2CO3、NaHCO3的物質的量之比為1∶1)。練點三以Na2CO3、NaHCO3為載體的探究實驗5.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()6.某?;瘜W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、Ⅱ所示實驗,能夠達到實驗目的的是________(填裝置序號)。(2)圖Ⅲ、Ⅳ所示實驗均能鑒別這兩種物質,其反應的化學方程式為_________________________________________________________________________;與實驗Ⅲ相比,實驗Ⅳ的優(yōu)點是________(填序號)。A.Ⅳ比Ⅲ復雜B.Ⅳ比Ⅲ安全C.Ⅳ比Ⅲ操作簡便D.Ⅳ可以做到用一套裝置同時進行兩個對比實驗,而Ⅲ不行(3)若用實驗Ⅳ驗證碳酸鈉和碳酸氫鈉的穩(wěn)定性,則試管B中裝入的固體最好是______________________________________________(填化學式)??键c四堿金屬元素與焰色反應基礎梳理·自我排查1.堿金屬(1)相似性和遞變性相似性遞變性(由Li→Cs)原子結構最外層均為1個電子電子層數逐漸增多,核電荷數逐漸增大,原子半徑逐漸增大元素性質都具有較強的金屬性,最高正價均為+1價金屬性逐漸增強單質性質物理性質(除Cs外)都呈銀白色,密度較小,熔、沸點較低密度逐漸增大(鉀反常),熔、沸點逐漸降低化學性質具有較強的還原性①與O2反應②與H2O反應,反應方程式可表示為(用M代表堿金屬)2M+2H2O=2MOH+H2↑還原性逐漸增強。與O2反應越來越劇烈,產物越來越復雜。如與H2O反應越來越劇烈,如K與水反應可能會燃燒或輕微爆炸(2)特殊性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,堿金屬氫化物是強還原劑。④試劑瓶中的藥品取出后,一般不能放回原瓶,但Na、K等需放回原瓶。⑤鋰與O2反應與鈉不同,只生成Li2O。2.焰色反應(1)焰色反應的概念某些金屬或它們的化合物在灼燒時都會使火焰呈現出特殊的顏色,屬于____變化,是元素的性質。(2)焰色反應的操作(3)常見元素的焰色鈉元素____色;鉀元素____色(透過__________觀察);銅元素____色。[判斷](正確的打“√”,錯誤的打“×”)(1)ⅠA族元素又稱堿金屬元素()(2)堿金屬元素Li、Na、K都可保存在煤油中()(3)焰色反應是一種復雜的化學變化()(4)鈉、氧化鈉、碳酸鈉的焰色反應均顯黃色()(5)焰色反應是大多數金屬元素的性質,屬于化學變化()(6)用潔凈的鉑絲對某溶液進行焰色反應,火焰呈黃色,則溶液中一定含有Na+,不含K+()(7)進行焰色反應時,使用稀硫酸清洗鉑絲()(8)Li在空氣中燃燒生成Li2O2()微點撥1.焰色反應是物理變化,可以是單質,也可以是化合物的固體或溶液。2.用來清洗鉑絲的是鹽酸。3.Li、Na、K在空氣中燃燒主要產物分別是Li2O、Na2O2、KO2(超氧化鉀)??键c專練·層級突破練點一堿金屬元素的性質1.下列有關銫及其化合物的說法不正確的是()A.CsOH的堿性比KOH的強B.銫與水或稀鹽酸反應劇烈,都生成H2C.Cs的還原性比Na的強,故Na+的氧化性強于Cs+D.Li的金屬性比Cs的強2.堿金屬元素單質及化合物有廣泛用途。回答下列問題:(1)鋰是最輕的活潑金屬,常用于制造高效鋰電池。電解池中的電解液不能用水作溶劑,原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)金屬鉀是一種活潑的金屬,下列有關其性質說法中正確的是()A.鉀在空氣中燃燒時,只生成K2OB.鉀與水反應,由于反應劇烈可能會發(fā)生爆炸C.1mol·L-1KOH溶液比1mol·L-1NaOH溶液堿性強(3)KH是一種野外供氫劑,其電子式為________,與水反應放出氫氣,生成1mol氫氣時,反應中轉移電子數為________。(4)工業(yè)上用鈉制鉀,反應方程式為,其原理為______。練后歸納堿金屬問題設置的六個方面(1)堿金屬單質與水(或酸)反應的現象;(2)堿金屬單質的保存(注意堿金屬的密度);(3)堿金屬單質與氧氣反應產物的判斷;(4)堿金屬對應的氫氧化物堿性強弱的比較;(5)堿金屬的碳酸鹽性質的比較;(6)與最新的科學技術相關的堿金屬的應用。練點二焰色反應3.《本草經集注》中對鑒別硝石(KNO3)和樸硝(Na2SO4)的記載:“以火燒之,紫青煙起,乃真硝石也”,與其相關的化學原理正確的是()A.焰色反應 B.丁達爾效應C.顏色反應 D.熱穩(wěn)定性4.做焰色反應實驗時用到的鉑絲,應該用下列哪種溶液洗滌()A.稀HCl B.濃HNO3C.稀HNO3 D.稀H2SO45.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+練后歸納鉑絲洗滌劑的選擇鉑絲在使用前要用稀鹽酸將其表面物質洗凈,然后在火焰上灼燒至無色,這是因為金屬氯化物在灼燒時易揮發(fā),若用稀H2SO4洗滌鉑絲,由于硫酸鹽的熔、沸點較高難以揮發(fā),會對后面實驗造成干擾。真題演練·素養(yǎng)通關1.[高考選項組合]判斷下列說法是否正確,正確的打√,錯誤的打×。(1)室溫下,Na在空氣中反應生成Na2O2[2020·江蘇卷,6A]()(2)NaCl(aq)CO2gNaHCO3(s)加熱Na2CO3(s)[2020·江蘇卷(3)NaHCO3的熱穩(wěn)定性比Na2CO3強[2020·浙江卷,8B]()2.[2019·全國卷Ⅱ,26(1)]立德粉ZnS·BaSO4(也稱鋅鋇白),是一種常用白色顏料?;卮鹣铝袉栴}:利用焰色反應的原理既可制作五彩繽紛的節(jié)日煙花,亦可定性鑒別某些金屬鹽。灼燒立德粉樣品時,鋇的焰色為()A.黃色B.紅色C.紫色D.綠色3.正誤判斷(正確的打“√”,錯誤的打“×”)。(1)室溫下Na與空氣中O2反應制取Na2O2[2019·江蘇卷,6D]()(2)鹽堿地(含較多Na2CO3等)不利于作物生長,可施加熟石灰進行改良[2019·天津卷,3C]()(3)Na2O2在空氣中放置后由淡黃色變?yōu)榘咨虻姆匠淌绞?Na2O2=2Na2O+O2↑[2019·全國卷Ⅲ,11C]()(4)2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2屬于置換反應[2019·浙江4月,4C]()4.[高考選項組合]下列說法不正確的是()A.NaHCO3受熱易分解,可用于制胃酸中和劑[江蘇卷,3A]B.Na2O2可與CO2反應放出氧氣,可用于制作呼吸面具[海南卷,5A]C.碳酸鈉可用于去除餐具的油污[全國卷Ⅱ,7A]D.用鉑絲蘸取某堿金屬的鹽溶液灼燒,火焰呈黃色,證明其中含有Na+[全國卷Ⅲ,10C]5.[海南卷,16]鋰是最輕的活潑金屬,其單質及其化合物有廣泛的用途?;卮鹣铝袉栴}:(1)用碳酸鋰和________反應可制備氯化鋰,工業(yè)上可由電解LiCl-KCl的熔融混合物生產金屬鋰,陰極上的電極反應式為_______________________________________________。(2)不可使用二氧化碳滅火器撲滅因金屬鋰引起的火災,其原因是____________________________________________________________________________。(3)硬脂酸鋰是鋰肥皂的主要成分,可作為高溫潤滑油和油脂的稠化劑。鑒別硬脂酸鋰與硬脂酸鈉、硬脂酸鉀可采用的實驗方法和現象分別是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)LiPF6易溶于有機溶劑,常用作鋰離子電池的電解質。LiPF6受熱易分解,其熱分解產物為PF5和_________________________________________________________________。6.[2021·河北卷,14]化工專家侯德榜發(fā)明的侯氏制堿法為我國純堿工業(yè)和國民經濟發(fā)展做出了重要貢獻。某化學興趣小組在實驗室中模擬并改進侯氏制堿法制備NaHCO3,進一步處理得到產品Na2CO3和NH4Cl。實驗流程如圖:回答下列問題:(1)從A~E中選擇合適的儀器制備NaHCO3,正確的連接順序是________________(按氣流方向,用小寫字母表示)。為使A中分液漏斗內的稀鹽酸順利滴下,可將分液漏斗上部的玻璃塞打開或________________。(2)B中使用霧化裝置的優(yōu)點是______________________________________________________________________________________________________________________。(3)生成NaHCO3的總反應的化學方程式為________________________。(4)反應完成后,將B中U形管內的混合物處理得到固體NaHCO3和濾液:①對固體NaHCO3充分加熱,產生的氣體先通過足量濃硫酸,再通過足量Na2O2,Na2O2增重0.14g,則固體NaHCO3的質量為________g。②向濾液中加入NaCl粉末,存在NaCl(s)+NH4Cl(aq)→NaCl(aq)+NH4Cl(s)過程。為使NH4Cl沉淀充分析出并分離,根據NaCl和NH4Cl溶解度曲線,需采用的操作為________________、________________、洗滌、干燥。(5)無水Na2CO3可作為基準物質標定鹽酸濃度。稱量前,若無水Na2CO3保存不當,吸收了一定量水分,用其標定鹽酸濃度時,會使結果________(填標號)。A.偏高B.偏低C.不變第三章金屬及其化合物第1講鈉及其重要化合物考點一基礎梳理·自我排查1.銀白>>柔軟1002.(1)4Na+O2=2Na2O2Na+Cl22NaCl(2)2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑小低放H2NaOH(3)2Na+2H+=2Na++H2↑(4)2Na+2H2O+Cu2+=2Na++Cu(OH)2↓+H2↑3.(1)(2)石蠟油或煤油思考答案:(1)NA(2)2NA~4NA(3)鈉表面煤油未除盡,燃燒時冒黑煙判斷答案:(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)√考點專練·層級突破1.解析:金屬鈉失電子均變?yōu)椋?價的陽離子,等質量的兩塊鈉,失電子是一樣的。根據4Na+O2=2Na2O,則1mol金屬鈉完全反應得氧化鈉的質量是31g,根據反應2Na+O2Na2O2,則1mol金屬鈉完全反應得過氧化鈉的質量是39g,等質量的兩塊鈉,即金屬鈉的物質的量是相等的,所以生成過氧化鈉的質量大,即第一塊鈉的反應產物質量大。答案:B2.解析:鈉在通常條件下反應生成氧化鈉,點燃條件生成過氧化鈉,故A錯誤;2.3g鈉的物質的量為0.1mol,而鈉無論反應后產物是什么,鈉元素反應后一定變?yōu)椋?價,故0.1mol鈉失去0.1NA電子,故B錯誤;鈉在空氣中加熱,生成了淡黃色的過氧化鈉,故C錯誤;鈉在空氣中長期放置,開始生成氧化鈉,最終變成碳酸鈉,故D正確。答案:D3.解析:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,①中Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓;③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沉淀;④中Ca2++HCO3-+OH-=CaCO3↓+H2O;⑤生成的Cu(OH)2是藍色沉淀,不符合題意;⑥水減少,c(Na+)增大,使NaCl(s)?Na+(aq)+Cl答案:D4.答案:(1)2Na+Cu2++2H2O=2Na++Cu(OH)2↓+H2↑(2)加熱且無水5.解析:(2)因鈉的密度比水小,比煤油大,鈉與水接觸時反應產生氫氣,生成的氣體將鈉塊帶離水層,進入煤油層后停止反應又下沉,如此往復,直至鈉反應完,反應過程中沒有氧氣,鈉不可能燃燒,所以鈉處于煤油和水的交界處,上下浮動。(4)液體充滿U形管,反應過程中只產生氫氣,不可能含有氧氣,點燃時不會爆炸,因而不需要檢驗氫氣的純度。(5)Na和H2O反應產生H2的同時產生NaOH,NaOH可以和Al發(fā)生反應2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑,故用鋁箔包住Na時產生的H2的體積較大。答案:(1)2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑(2)CD(3)儲存反應過程中排出的水(4)否(5)b考點二基礎梳理·自我排查1.白色固體淡黃色固體堿性氧化物-2-1Na2O+H2O=2NaOH2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑Na2O+CO2=Na2CO32Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2Na2O+2HCl=2NaCl+H2O判斷答案:(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√(6)√(7)×考點專練·層級突破1.解析:由上述關系,不難得出C項正確。B項中未指明標準狀況,錯誤。答案:C2.解析:0.1molNa2O2與100gH2O反應,H2O過量,反應③最多能產生0.05molO2,選項A正確;反應①的離子方程式應為2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑,選項B錯誤;Na2O2中陰陽離子數目之比為1∶2,選項C錯誤;①、②、③充分反應后所得溶液中溶質(NaOH)的質量分數從大到?。孩郏舰?gt;①,選項D錯誤。答案:A3.解析:CO2、H2O與Na2O2、Na2O均能反應,但與Na2O2反應時能產生氣體,不過因氧氣是無色無味的氣體且CO2也是無色無味的氣體,故CO2與Na2O2的反應無明顯的現象產生,水與Na2O2反應則會因產生氣泡而有明顯的現象,故A項正確,B項錯誤;在空氣中加熱Na2O2與Na2O的混合物,Na2O會轉化為Na2O2,故C項錯誤;D項中兩種氧化物加到酚酞試液中后,均先與試液中的水反應生成堿而使試液變?yōu)榧t色,但因Na2O2具有漂白性,最后又會將變成紅色的溶液漂白,D項錯誤。答案:A4.解析:(1)此反應是放熱反應。(2)依據實驗目的,需要干燥CO2,所以裝置Ⅰ是制取CO2的裝置,因為鹽酸易揮發(fā)出HCl,所以應選擇稀硫酸、小蘇打。(3)先通干燥CO2,然后再通濕潤CO2進行對比。(5)證明反應后固體中含有CO3答案:(1)2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2大于(2)bc(3)K2(4)①除去未充分反應的CO2②水與Na2O2反應生成O2(5)加入稀鹽酸,將產生的氣體通入澄清石灰水中(答案合理即可)考點三基礎梳理·自我排查1.Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOHNa2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl小NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑HCO3-+Ca2++2OH-+2HCO3-思考答案:(3)NH3+NaCl+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl2NaHCO3△Na2CO3+CO2↑+H2O(4)CO2飽和食鹽水判斷答案:(1)×(2)×(3)×(4)√(5)√(6)√(7)×考點專練·層級突破1.解析:NaHCO3可與酸反應生成二氧化碳氣體,如與鹽酸反應生成二氧化碳、氯化鈉和水,也可與堿反應,如與氫氧化鈉反應生成碳酸鈉和水,故A正確;碳酸氫鈉和鹽酸反應,可用于中和胃酸,故B正確;等質量的碳酸鈉、碳酸氫鈉,n(NaHCO3)>n(Na2CO3),分別與足量的鹽酸反應,NaHCO3生成的二氧化碳多,故C正確;常溫下相同的溶劑時,Na2CO3較NaHCO3易溶,故D錯誤。答案:D2.解析: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。答案:D3.解析:Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2ONaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O解答此類題目用歸“1”法。A項,假設二者都是1g,則n(NaHCO3)=n(CO2)=184mol,n(Na2CO3)=n(CO2)=1106mol,正確;B項,假設二者均為1mol,則消耗的鹽酸:Na2CO3為2mol,NaHCO3為1mol,正確;C項,假設二者均為1g,Na2CO3需鹽酸的物質的量為2×1106mol=153mol,NaHCO3需鹽酸1答案:C4.解析:CO2與NaOH溶液反應時,據CO2與NaOH量的相對多少,有這樣兩個階段:①CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O,此時溶質可能為NaOH和Na2CO3或只有Na2CO3(剛好反應);②Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3,此時溶質可能為Na2CO3和NaHCO3或只有NaHCO3;據圖分析:B情況最終生成的CO2(其實就是最初通入的與NaOH溶液反應的CO2)是A情況的2倍。(3)當加入150mL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-)=0.2mol·L-1×0.15L=0.03mol,所以原氫氧化鈉溶液的物質的量濃度為0.03mol0.02L=1.5mol·L-1答案:(1)NaOH、Na2CO31∶1(2)Na2CO3、NaHCO31∶1(3)1.5mol·L-15.解析:NH4Cl在試管底部分解為NH3和HCl,溫度一降低又會生成NH4Cl,無法得到NH3,A錯誤;通入CO2的導管應長進短出,B錯誤;CO2通入氨化的飽和食鹽水生成NaHCO3沉淀:NH3+NaCl+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl,可用過濾方法分離NaHCO3,C正確;加熱NaHCO3會分解:,同時對固體加熱應在坩堝中進行,D錯誤。答案:C6.解析:(1)圖Ⅰ不能達到實驗目的,因為無論碳酸鈉還是碳酸氫鈉均可以與鹽酸反應產生二氧化碳,二氧化碳氣體與澄清石灰水作用變渾濁,故不可以;圖Ⅱ可以鑒別,因為等質量的碳酸鈉和碳酸氫鈉與足量的稀鹽酸反應,生成的二氧化碳氣體的量不同,可根據氣球膨脹程度來判斷。(2)圖Ⅲ、Ⅳ所涉及的化學方程式為2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O,實驗Ⅳ的優(yōu)點是可同時做對比實驗。(3)試管B裝入
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