第1讲 钠及其化合物[考纲要求] 1.知道Na及其氧化物的性质。2.能利用Na及其氧化物分别与水反应的化学方程式进行相关计算。3.能规范解答以Na及其氧化物为载体的实验探究、框图推断题。4.了解Na2CO3和NaHCO3的性质。5.能正确鉴别Na2CO3和NaHCO3，并能用实验的方法实现它们之间的相互转化。6.从原子的核外电子排布，理解ⅠA族元素(单质、化合物)的相似性和递变性。7.了解碱金属的主要物理性质和化学性质及其应用。8.了解碱金属及其化合物的典型计算。9.记住Na、K等重要金属元素的焰色反应。考点一 钠的性质及应用1．钠的物理性质颜色：银白色，有金属光泽；密度：ρ(H2O)>ρ(Na)>ρ(煤油)；熔点：低于100℃；硬度：质地柔软，可以用小刀切割。2．从钠原子的原子结构认识钠的化学性质——还原性Na(1)与非金属单质(如O2、Cl2)的反应O2Cl2：2Na＋Cl22NaCl(2)与水反应①离子方程式：2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑。②与滴加酚酞的水反应的现象及解释31\n(3)与盐酸反应离子方程式：2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑。3．钠的制取及保存(1)制取：化学方程式为2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑。(2)保存：密封保存，通常保存在石蜡油或煤油中。4．钠的用途(1)制取Na2O2等化合物。(2)钠、钾合金(液态)可用于原子反应堆的导热剂。(3)用作电光源，制作高压钠灯。(4)冶炼某些金属金属钠具有强的还原性，熔融状态下可以用于制取金属，如4Na＋TiCl44NaCl＋Ti。说明 工业上在850℃，钠与熔融状态的KCl反应可以制取金属钾：Na(l)＋KCl(l)NaCl(l)＋K(g)，反应发生是因为在反应温度下，体系中只有钾是气体，能从体系中逸出，利于反应正向进行，即在反应温度下，为熵增反应，该反应不能说明金属钠的还原性强于金属钾！深度思考1．钠能否保存在CCl4中？答案 否，因为CCl4的密度比钠的大。2．金属钠露置在空气中会发生一系列变化：银白色金属钠答案 Na2O NaOH 溶液 Na2CO33．金属钠着火，不能用H2O、干冰灭火的原因是_______________________________，通常用__________掩埋。答案 金属钠能与H2O或CO2反应 干燥沙土31\n4．与盐溶液的反应先与水反应生成碱，再考虑碱与盐的反应。将Na投入CuSO4溶液中，反应的化学方程式为________________________，_____________________________。总的离子方程式为____________________________________________________。答案 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑CuSO4＋2NaOH===Cu(OH)2↓＋Na2SO42Na＋2H2O＋Cu2＋===Cu(OH)2↓＋2Na＋＋H2↑题组一 金属钠与H2O、醇、酸反应的实质1．将一小块金属钠分别投入盛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______________。解释反应速率不同的原因：___________________。答案 c>a>b 钠与上述三种物质反应的实质都是钠与H＋间的置换反应，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总结 钠与水、酸反应的实质都是与H＋的反应。题组二 金属钠与盐溶液、碱溶液反应的实质2．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____________。①MgSO4溶液 ②NaCl溶液 ③Na2SO4溶液 ④饱和澄清石灰水 ⑤Ca(HCO3)2溶液 ⑥CuSO4溶液 ⑦饱和NaCl溶液答案 ①④⑤⑦解析 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，①中Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓；④中反应消耗水，溶液温度升高，Ca(OH)2的溶解度降低，析出Ca(OH)2产生沉淀；⑤中Ca2＋＋HCO＋OH－===CaCO3↓＋H2O；⑥生成的Cu(OH)2是蓝色沉淀，不符合题意；⑦水减少，c(Na＋)增大，使NaCl(s)Na＋(aq)＋Cl－(aq)平衡向左移动。3．有人设计出一种在隔绝空气条件下让钠与FeSO4溶液反应的方法以验证反应实质。实验时，往100mL大试管中先加40mL煤油，取3粒米粒大小的金属钠放入大试管后塞上橡皮塞，通过长颈漏斗加入FeSO4溶液使煤油的液面至胶塞，并夹紧弹簧夹(如图)。仔细观察，回答下列问题：(1)如何从试剂瓶中取用金属钠？剩余的Na能否放回原试剂瓶？31\n(2)有关钠反应的现象是________________________________________________。(3)大试管的溶液中出现的现象：________________________________________。(4)装置中液面的变化：大试管内________；长颈漏斗内____________。(5)写出钠与硫酸亚铁溶液反应的化学方程式：____________________________。答案 (1)用镊子从试剂瓶中取一块金属钠，用滤纸吸干表面上的煤油，用小刀在玻璃片上切米粒大小的钠做实验用，剩余的钠要放回原试剂瓶，不要随意丢弃。(2)有气泡生成，钠熔化成小球且在煤油和FeSO4溶液界面处上下跳动，最终完全溶解(3)下层溶液出现白色絮状沉淀(4)下降 上升(5)2Na＋FeSO4＋2H2O===Fe(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑ 1．金属钠与可溶性盐溶液反应的思维模板2．金属钠与溶液反应现象分析思维模板(1)共性：因为钠在上述反应中均属于剧烈的置换反应，故有共同的现象产生：①浮：钠浮在液面上；②熔：钠熔化成光亮的小球；③游：在液面上不停地游动直至反应完；④响：反应中不停地发出“嘶嘶嘶”的响声。(2)差异性：与酸及能形成弱碱的金属盐溶液反应时，由于溶液中H＋浓度较大，反应比钠与水剧烈，最后钠可能在液面上发生燃烧；与盐溶液反应时，还可能会生成沉淀(如生成难溶碱)、气体(NH3)等。考点二 氧化钠和过氧化钠完成下列表格化学式Na2ONa2O2氧元素化合价－2－1色、态白色固体淡黄色固体阴、阳离子个数比1∶21∶231\n是否为碱性氧化物是不是与水反应的化学方程式Na2O＋H2O===2NaOH2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑与CO2反应的化学方程式Na2O＋CO2===Na2CO32Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2与盐酸反应的化学方程式Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋2H2O＋O2↑深度思考1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”(1)Na2O2在潮湿的空气中放置一段时间，变成白色粘稠物的原因是2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2(×)(2022·北京理综，7C)(2)2Na2O2＋2H2O―→4NaOH＋O2↑H2O既不是氧化剂也不是还原剂(√)(2022·上海，18A)(3)Na2O2与H2O反应制备O2的离子方程式：Na2O2＋H2O===2Na＋＋2OH－＋O2↑(×)(2022·天津理综，5B)(4)Na2O、Na2O2组成元素相同，与CO2反应产物也相同(×)(2022·山东理综，13B)(5)Na2O2的电子式为(×)(2022·课标全国卷，7A)2．设阿伏加德罗常数的值为NA，下列说法正确的是( )A．1mol钠与氧气反应生成Na2O或Na2O2时，失电子数目均为NAB．1molNa2O2与足量CO2反应时，转移2NA个电子C．1mol·L－1的NaOH溶液中含Na＋数目为NAD．1molNa2O2晶体中含有的阴离子数目为2NA答案 A题组一 过氧化钠的强氧化性1．比较下列四组反应，回答下列问题。一组：①Na2O2＋CO2 ②Na2O2＋SO231\n二组：③Na2O2＋FeCl3(溶液)④Na2O2＋FeCl2(溶液)三组：⑤SO2通入品红溶液中，加热 ⑥Na2O2加入到品红溶液中，加热四组：⑦NaOH溶液滴入紫色石蕊试液中 ⑧Na2O2固体加入到紫色石蕊试液中问题：(1)写出①、②两反应的化学方程式。(2)判断③、④反应中可能发生的现象，为什么？(3)判断⑤、⑥反应中可能发生的现象，为什么？(4)判断⑦、⑧反应中可能发生的现象？答案 (1)①2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2②Na2O2＋SO2===Na2SO4(2)③、④反应均会有红褐色沉淀生成并有气体放出。④中气体明显少于③中气体，FeCl3与NaOH反应生成Fe(OH)3，Fe(OH)3是不溶性的红褐色沉淀；④中Fe2＋具有强还原性，易被Na2O2氧化并生成Fe(OH)3，Na2O2与溶液中的水剧烈反应会有O2产生。(3)⑤溶液红色褪去，加热后又恢复红色；⑥溶液红色褪去，加热后不能恢复红色。原因是SO2的漂白性不稳定，Na2O2的漂白性是因其具有强氧化性。(4)⑦溶液变蓝，⑧溶液先变蓝后褪色。原因是Na2O2与H2O反应生成NaOH，呈碱性，同时Na2O2又有漂白性。2．某溶液中含有HCO、SO、CO、CH3COO－4种阴离子。向其中加入足量的Na2O2固体后，溶液中离子浓度基本保持不变的是(假设溶液体积无变化)( )A．CH3COO－B．SOC．COD．HCO答案 A解析 Na2O2与水反应生成NaOH，HCO＋OH－===CO＋H2O，HCO浓度减小，CO浓度增大；SO具有还原性，被Na2O2氧化，浓度减小；CH3COO－几乎不变。题组二 有关Na2O2的定量计算3．往甲、乙、丙、丁四个烧杯内分别放入0.1mol的钠、氧化钠、过氧化钠和氢氧化钠，然后各加入100mL水，搅拌，使固体完全溶解，则甲、乙、丙、丁溶液中溶质的质量分数大小顺序是( )A．甲＜乙＜丙＜丁B．丁＜甲＜乙＝丙C．甲＝丁＜乙＝丙D．丁＜甲＜乙＜丙答案 B解析 (1)甲、丁相比：甲：Na→NaOH 消耗H2O，溶剂减少丁：NaOH无反应 溶剂不变故NaOH的质量分数：甲>丁。(2)乙、丙相比：31\nNaOH相等消耗H2O相等溶剂相等故乙、丙溶液完全等同。(3)乙、丙与甲相比甲：Na 乙：Na2O 丙：Na2O2当它们物质的量相等时，Na(甲)所得NaOH是乙、丙(Na2O、Na2O2)所得NaOH物质的量的，它们所消耗的水相等，故溶剂相等，因此甲的质量分数比乙、丙小。4．物质的量相同的N2、O2、CO2混合后，通过Na2O2颗粒一段时间，测得体积变为原混合气体体积的(同温同压下)，此时N2、O2、CO2的物质的量之比为( )A．1∶1∶0B．6∶9∶0C．3∶4∶1D．3∶3∶2答案 C解析 设反应前N2、O2、CO2的体积都为3，则反应前总体积为9，反应后总体积为8。2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 ΔV21121(9－8)＝1即反应消耗CO22体积，生成O21体积，故反应后：V(N2)＝3，V(O2)＝3＋1＝4 V(CO2)＝3－2＝1，三者的体积比即为物质的量之比，为3∶4∶1。5．取ag某物质在O2中完全燃烧，将生成物与足量Na2O2固体完全反应，反应后，固体质量恰好也增加了ag，下列物质不能满足上述结果的是( )A．H2B．COC．C6H12O6D．C12H22O11答案 D解析 2CO＋O22CO2①2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2②①＋②得：Na2O2＋CO===Na2CO3(虚拟的反应)即：CO可被Na2O2完全吸收2H2＋O22H2O③2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑④③＋④得：Na2O2＋H2===2NaOH(虚拟的反应)C项可变形为(CO)6(H2)6；D项变为C·(CO)11(H2)11，因而反应后质量增加大于ag。6．1mol过氧化钠与2mol碳酸氢钠固体混合后，在密闭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( )31\nA．Na2CO3B．Na2O2Na2CO3C．NaOHNa2CO3D．Na2O2NaOHNa2CO3答案 A解析 碳酸氢钠固体受热发生分解反应：2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O↑，生成的CO2和H2O均能与Na2O2反应：2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2、2H2O(g)＋2Na2O2===4NaOH＋O2，根据计量关系可知，2mol碳酸氢钠受热分解生成CO2和H2O(g)各1mol，Na2O2只有1mol，故其恰好和CO2反应生成Na2CO3和O2[要注意Na2O2与CO2、H2O(g)的反应先后顺序]，排出气体物质后，只剩余Na2CO3。1．Na2O2与CO2、H2O反应的四个角度探究(1)从氧化还原角度①Na2O2与H2O、CO2反应均有O2生成，在反应中Na2O2既表现氧化性也表现还原性，H2O、CO2在此反应中既不是氧化剂，也不是还原剂。②2mol的Na2O2不论与水还是与CO2反应均生成1mol的O2，转移2mol的电子。(2)从物质的量的角度①2mol的Na2O2不论与水还是与CO2反应均生成1mol的O2，消耗2mol的H2O或2mol的CO2。②若CO2和水蒸气的混合气体(或单一气体)通过足量的Na2O2，气体体积减少的量等于原混合气体体积的，且等于生成氧气的体积。(3)从先后顺序的角度Na2O2与水蒸气、CO2混合气体反应时，Na2O2应视为首先与CO2反应生成Na2CO3，CO2反应完后，剩余的Na2O2再与水蒸气反应生成NaOH。(4)从质量的角度每摩尔Na2O2与足量CO2、H2O分别完全反应时相当于吸收了28gCO、2gH2。2．增重量等于可燃物质量的规律凡分子组成符合(CO)m·(H2)n的物质，Wg该物质在O2中完全燃烧，将其产物(CO2和水蒸气)通过足量的Na2O2后，固体增重必为Wg。或是由C、H、O三种元素组成的物质，只要C、O原子个数比为1∶1，即可满足该条件。中学阶段常见的符合这一关系的物质有：(1)无机物：H2、CO及H2和CO的混合气体；(2)有机物：CH3OH(甲醇)、HCHO(甲醛)、CH3COOH(乙酸)、HCOOCH3(甲酸甲酯)、C6H12O6(葡萄糖)等。31\n题组三 过氧化钠——性质多重性的实验探究7．某研究性学习小组就Na2O2的有关性质探究如下：向滴有酚酞的水中投入一定量的Na2O2，观察到先有大量气泡产生，溶液变红，过一会儿溶液又变为无色。对上述实验中溶液变红，过一会儿又褪色的原因，甲、乙两同学提出了不同的解释：甲同学认为是Na2O2与水反应放出氧气，氧气有氧化性，将酚酞氧化而使溶液褪色；乙同学则认为是Na2O2与水反应时产生了H2O2，H2O2的强氧化性使酚酞褪色。(1)乙同学设计了如下实验来证明自己的猜想是正确的：在滴有酚酞的氢氧化钠溶液中滴加3%的H2O2溶液并振荡。①若乙同学的猜想正确，可观察到的现象是______________________________。②甲同学针对乙同学的上述验证实验提出还应增做实验才能更直接证明Na2O2与水反应生成了H2O2，甲同学提出要增加的实验是什么？(2)试设计简单实验证明甲同学的解释是否正确(画出简易装置图，说明简要步骤)。答案 (1)①溶液的红色褪去②在滴有酚酞的水中加入足量过氧化钠，待反应完成后向溶液中加入少量二氧化锰粉末，有气体放出，证明过氧化钠与水反应时有H2O2生成。(2)向滴有酚酞的氢氧化钠溶液中通入氧气，若红色褪去，证明甲同学的推测正确，反之，则不正确。实验装置图如图所示(可用广口瓶等其他仪器代替烧杯，合理即可)解析 (1)①溶液的红色褪去，是因为H2O2有漂白性，能漂白酚酞。②H2O2在MnO2催化下能放出氧气，可在加入过氧化钠后的水溶液中加入少量MnO2，有气泡放出可直接证明过氧化钠与水反应有H2O2生成。(2)如果要验证是氧气氧化酚酞，则可向滴有酚酞的氢氧化钠溶液中直接通入氧气来检验。8．(1)在呼吸面具和潜水艇中可用过氧化钠作为供氧剂。请选择适当的化学试剂和实验用品，用下图中的实验装置进行试验，证明过氧化钠可作供氧剂。①A是制取CO2的装置。写出A中发生反应的化学方程式：____________________。②B中盛饱和NaHCO3溶液，其作用是____________________________________。③写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式_____________________________。31\n④D中盛放的试剂是____________，其目的是____________________________。⑤试管F中收集满气体后，下一步实验操作是______________________________。(2)①某学生判断SO2和Na2O2反应能生成硫酸钠，你认为他的判断合理吗？__________，简要说明理由：___________________________________________________________________________________________________________________。②该同学无法断定反应中是否有氧气生成，拟使用如图所示装置进行实验(图中铁架台等装置已略去)。装置中B的作用是____________________________________________________________________________________________________________________，D的作用是__________________________________________________________________________________________________________________________。③为确认反应产物，该同学设计了以下实验步骤，你认为应进行的操作按顺序排列是________(选填序号)。A．用带火星的细木条靠近干燥管口a，观察细木条是否着火燃烧B．将C装置中反应后的固体物质溶于适量水配成溶液C．在配成的溶液中加入用硝酸酸化的硝酸钡溶液，观察是否有沉淀生成D．在配成的溶液中先加入盐酸，再加入氯化钡溶液，观察是否有气泡或沉淀生成答案 (1)①CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O②除去CO2气体中的HCl③2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2④NaOH溶液 吸收未反应的CO2⑤把E中的导管移出水面，关闭分液漏斗活塞，用拇指堵住试管口，取出试管，立即把带火星的木条伸入试管口内，木条复燃，证明试管中收集的气体是氧气(2)①合理 由于过氧化钠具有强氧化性，能将＋4价的硫氧化为＋6价的硫而生成硫酸钠②干燥SO2气体，防止水蒸气进入C装置与Na2O2反应防止空气中的水蒸气和CO2进入C装置与Na2O2反应生成氧气，同时吸收过量SO2气体，便于氧气的检验和防止污染空气③ABD31\nNa2O2结构和强氧化性的常考点(1)Na2O2的电子式为Na＋[]2－Na＋，O是个原子团。(2)Na2O2与H2O、CO2的反应都是Na2O2自身的氧化还原反应。(3)在研究Na2O2与其他溶液反应时，要注意Na2O2的强氧化性和溶液的强碱性。考点三 碳酸钠与碳酸氢钠1．性质2．转化Na2CO3NaHCO3深度思考1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”(1)向NaHCO3溶液中加入过量的澄清石灰水，出现白色沉淀：2HCO＋Ca2＋＋2OH－===CaCO3↓＋CO＋2H2O(×)(2022·北京理综，7D)(2)NaOH＋NaHCO3===Na2CO3＋H2O可用H＋＋OH－===H2O表示(×)(2022·大纲全国卷Ⅱ，6C)(3)向Na2CO3溶液中滴入酚酞试液，溶液变红CO＋H2OHCO＋OH－(√)(2022·北京理综，10D)(4)小苏打与氢氧化钠溶液混合HCO＋OH－===CO2↑＋H2O(×)(2022·广东理基，32B)31\n(5)向Na2CO3溶液中加入过量CH3COOH溶液CO＋2H＋―→CO2↑＋H2O(×)(2022·上海，20C)2．将CO2气体通入到饱和Na2CO3溶液中有何现象？原因是什么？答案 开始无明显现象，后有沉淀析出。原因是NaHCO3的溶解度小于Na2CO3的溶解度，而且反应消耗溶剂水。3．Na2CO3固体粉末中混有少量NaHCO3，用什么方法除杂？Na2CO3溶液中混有少量NaHCO3，用什么方法除杂？NaHCO3溶液中混有少量Na2CO3，用什么方法除杂？答案 用加热法可以将Na2CO3固体粉末中混有的NaHCO3转化为Na2CO3；向混合液中滴加适量的NaOH溶液，可以将其中的NaHCO3转化为Na2CO3；向混合液中通入过量的CO2气体，可以将Na2CO3转化为NaHCO3。题组一 Na2CO3、NaHCO3的鉴别1．下列几种试剂能把等物质的量浓度的Na2CO3、NaHCO3鉴别开的是__________。(1)CaCl2溶液 (2)澄清石灰水 (3)稀盐酸 (4)pH试纸答案 (1)(3)(4)2．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_ _____________________________________________________________；与实验Ⅲ相比，实验Ⅳ的优点是________(填选项序号)。31\nA．Ⅳ比Ⅲ复杂B．Ⅳ比Ⅲ安全C．Ⅳ比Ⅲ操作简便D．Ⅳ可以做到用一套装置同时进行两个对比实验，而Ⅲ不行(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)。答案 (1)Ⅱ(2)2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O D(3)NaHCO3解析 (1)图Ⅰ不能达到实验目的，因为无论碳酸钠还是碳酸氢钠均可以与盐酸反应产生二氧化碳，二氧化碳气体与澄清石灰水作用变浑浊，故不可以；图Ⅱ可以鉴别，因为等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量的稀盐酸反应，生成的二氧化碳气体的量不同，可根据气球膨胀程度来判断。(2)图Ⅲ、Ⅳ所涉及的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，实验Ⅳ的优点是可同时做对比实验。(3)试管B装入碳酸氢钠，试管A装入碳酸钠，这样直接加热的碳酸钠，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，使澄清石灰水变浑浊，表明了碳酸氢钠很不稳定。判断类别，用准方法，突破Na2CO3、NaHCO3的鉴别特别提醒 (1)当Na2CO3、NaHCO3溶液的浓度不同时，一般不用气体法。(2)不能用Ca(OH)2或Ba(OH)2溶液鉴别Na2CO3和NaHCO3，因为二者都能产生白色沉淀。题组二 有关Na2CO3、NaHCO3的定量计算3．(1)①纯净的Na2CO3ag ②Na2CO3与NaHCO3的混合物ag ③纯净的NaHCO3ag，按要求回答下列问题：31\nA．分别与盐酸完全反应时，耗酸量从大到小的顺序为__________。B．分别和盐酸完全反应时，放出CO2气体的量从大到小的顺序为_____________。C．分别溶于水，再加入足量的澄清石灰水，生成沉淀的质量从大到小的顺序为_____________________________________________________________________。D．分别配成等体积的溶液，c(Na＋)的浓度从大到小的顺序为_________________。(2)将agNa2CO3和NaHCO3的混合物充分加热，其质量变为bg，则Na2CO3的质量分数为__________。(3)若将问题(1)中的等质量改为等物质的量，回答上述A、B、C、D四问。答案 (1)A.①>②>③ B．③>②>① C．③>②>①D．①>②>③(2)×100%(3)A.①>②>③ B．①＝②＝③ C．①＝②＝③D．①>②>③4．(2022·上海，11)将0.4gNaOH和1.06gNa2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加0.1mol·L－1稀盐酸。下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系的是( )答案 C解析 滴加盐酸先发生反应OH－＋H＋―→H2O，再发生反应CO＋H＋―→HCO，最后发生反应：HCO＋H＋―→CO2↑＋H2O；因n(OH－)＝n(CO)＝0.01mol，故加入0.02molHCl后开始有气体生成，故C正确。31\n用数形结合思想理解Na2CO3、NaHCO3与盐酸的反应(1)盐酸逐滴加入Na2CO3溶液中①现象：开始无明显现象，后有无色气体放出。②反应：无明显现象时反应的离子方程式：CO＋H＋===HCO，无色气体放出时反应的离子方程式：HCO＋H＋===CO2↑＋H2O。(2)Na2CO3溶液逐滴加入稀盐酸中①现象：有无色气体放出。②反应的离子方程式：CO＋2H＋===CO2↑＋H2O。(3)碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的基本图像的归纳总结①向Na2CO3中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图1所示；②向NaHCO3中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图2所示；③向NaOH、Na2CO3的混合物中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图3所示(设NaOH、Na2CO3的物质的量之比x∶y＝1∶1，其他比例时的图像略)；④向Na2CO3、NaHCO3的混合物中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图4所示(设Na2CO3、NaHCO3的物质的量之比m∶n＝1∶1，其他比例时的图像略)。题组三 有关碳酸钠的制取及性质实验探究5．Na2CO3的制取方法及综合实验探究(1)我国化学家侯德榜改革国外的纯碱生产工艺，其生产流程可简要表示如下：①往饱和食盐水中依次通入足量的NH3、CO2(氨碱法)，而不先通CO2再通NH331\n的原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________________。②从生产流程图可知，可循环利用的物质是__________。③写出沉淀池中、煅烧炉中反应的化学方程式_____________________________。(2)如何用CO2和50mL2mol·L－1NaOH溶液制取50mL1mol·L－1Na2CO3溶液？①写出简要的实验步骤：___________________________________________________________________________________________________________________。②写出有关反应的化学方程式：________________________________________。答案 (1)①由于CO2在NaCl溶液中的溶解度很小，先通入NH3使食盐水呈碱性，能够吸收大量CO2气体，产生较高浓度的HCO，才能析出NaHCO3晶体②食盐水，CO2③NH3＋CO2＋H2O＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl、2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O(2)①将50mL2mol·L－1NaOH溶液等分成两份，在一份NaOH溶液中通入过量的CO2气体，再将两溶液混合，即得50mL1mol·L－1Na2CO3溶液②NaOH＋CO2===NaHCO3、NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O直接在NaOH溶液中通入CO2很难控制CO2的量，若CO2的量较少，得到的是NaOH和Na2CO3的混合液，若CO2的量较多，得到的是Na2CO3和NaHCO3的混合液。6．变量控制思想在实验探究中的应用设计以下探究实验：某一研究性学习小组做了以下实验：常温下，向某纯碱(Na2CO3)溶液中滴入酚酞，溶液呈红色。[提出问题] 产生上述现象的原因是什么？[提出猜想]①甲同学认为是配制溶液所用的纯碱样品中混有NaOH所至。②乙同学认为是________________________________________________________。[设计方案]请你设计一个简单的实验方案给甲和乙两位同学的说法以评判(包括操作、现象和结论)。31\n实验操作预期现象与结论步骤1：步骤2：……答案 ②Na2CO3水解产生的碱所致步骤1：取适量纯碱的酚酞红色溶液于试管中步骤2：滴加过量的BaCl2溶液预期现象与结论：若产生白色沉淀，溶液红色完全褪去，则乙同学说法正确；若产生白色沉淀，溶液仍呈红色，则甲同学说法正确。注意变量控制思想在实验设计中的应用。当物质的性质受到几种因素的影响时，必须想法排除其他因素对物质性质的影响。例如本题我们可以考虑加入一种本身不具有酸碱性，而又能沉淀CO的盐，排除CO水解产生碱性可能的实验方案。考点四 碱金属元素 焰色反应1．碱金属的一般性与特殊性(1)一般性相似性递变性(由Li→Cs)原子结构最外层均为1个电子电子层数逐渐增多核电荷数逐渐增大原子半径逐渐增大元素性质都具有较强的金属性，最高正价均为＋1价金属性逐渐增强单质性质物理性质(除Cs外)都呈银白色，密度较小，熔、沸点较低密度逐渐增大(钾反常)，熔、沸点逐渐降低化学性质都具有较强的还原性还原性逐渐增强；与O2反应越来越剧烈，产物越来越复杂(2)特殊性①碱金属的密度一般随核电荷数的增大而增大，但钾的密度比钠的小。②碱金属一般都保存在煤油中，但由于锂的密度小于煤油的密度而将锂保存在石蜡中。31\n③碱金属跟氢气反应生成的碱金属氢化物都是离子化合物，其中氢以H－形式存在，显－1价，碱金属氢化物是强还原剂。2．焰色反应(1)焰色反应的概念某些金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特殊的颜色，其属于物理变化，属于元素的性质。(2)焰色反应的操作铂丝无色待测物观察火焰颜色铂丝无色(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)；铜元素绿色。深度思考1．根据碱金属的性质规律思考下列问题(1)钠与氧气反应有Na2O、Na2O2两种氧化物生成，其他碱金属单质也只生成两种类似的氧化物吗？答案 不是，如Li与氧气反应只生成Li2O，K与O2反应还能生成更复杂的氧化物。(2)钠的还原性比钾的弱，但工业上制取钾却用钠置换钾的原因是_______________。答案 由于Na＋KClNaCl＋K是可逆反应，而K的熔、沸点比Na低，产生钾蒸气，使平衡向右移动2．焰色反应是物理变化还是化学变化？答案 物理变化题组一 碱金属元素性质规律的应用1．下列叙述正确的是( )A．碱金属性质相似均为银白色金属B．随原子序数的增大碱金属的密度依次增大C．钠可保存在煤油中而锂不能D．碳酸氢盐的溶解度大于其正盐的溶解度答案 C解析 碱金属中铯为略带金色光泽的金属，故A项不正确；钾的密度为0.86g·cm－3，比钠的密度(0.97g·cm－3)小，B项不正确；锂的密度为0.534g·cm－331\n，比煤油的密度小，可浮于煤油上，所以锂要用密度更小的石蜡密封保存；碳酸氢盐一般比其正盐易溶，但NaHCO3例外，D项不正确。2．有关碱金属的叙述正确的是( )A．随核电荷数的增加，碱金属单质的熔点逐渐降低，密度逐渐增大B．碱金属单质的金属性很强，均易与氯气、氧气、氮气等发生反应C．碳酸铯加热时不能分解为二氧化碳和氧化铯D．无水硫酸铯的化学式为Cs2SO4，它不易溶于水答案 C解析 钾的密度小于钠的密度，这是碱金属单质密度依次增大的一个例外。碱金属中除锂外，均不与氮气直接反应。Cs与Na同为碱金属元素，性质相似。由Na2SO4易溶于水，可得出Cs2SO4也易溶于水；由Na2CO3加热不分解，可得出Cs2CO3加热也不分解。3．金属活动性顺序表中K在Na的前面，K与Na在性质上具有很大的相似性。下面是根据Na的性质对K的性质的预测，其中不正确的是( )A．K在空气中可以被空气中的氧气氧化B．K可以与乙醇发生反应生成氢气C．K与水的反应不如钠与水的反应剧烈D．K也可放在煤油中保存答案 C解析 金属活动性顺序表中K在Na的前面，K比Na活泼，故K在空气中可以被氧气氧化，A项正确；Na与乙醇能够反应放出氢气，K也能与乙醇反应放出氢气，B项正确；K与水的反应比Na与水的反应剧烈，C项错误；Na、K均可放在煤油中保存，D项正确。题组二 焰色反应的应用4．焰火“脚印”、“笑脸”、“五环”，让北京奥运会开幕式更加辉煌、浪漫，这与高中化学中“焰色反应”知识相关。下列说法中正确的是( )A．非金属单质燃烧时火焰均为无色B．所有金属及其化合物灼烧时火焰均有颜色C．焰色反应均应透过蓝色钴玻璃观察D．NaCl与Na2CO3灼烧时火焰颜色相同答案 D5．某未知溶液X中可能含有K＋、Fe2＋、NH、Cl－。检验其中是否含有K＋，通常有如下两套实验方案。方案1：焰色反应法31\n用洁净的玻璃棒蘸取未知液X置于酒精灯外焰上灼烧，观察到火焰呈黄色，则证明其中不含K＋。对上述实验过程中的错误和疏漏之处加以纠正、补充：________________________________________________________________________________。方案2：亚硝酸钴钠法在CH3COOH酸化的溶液中，K＋与亚硝酸钴钠[Na3Co(NO2)6]反应生成黄色沉淀[K2NaCo(NO2)6]，该原理可用于K＋的检验。注意：NH也能与Na3Co(NO2)6反应生成黄色沉淀，会干扰K＋的检验。请你利用上述反应原理设计一个实验方案，检验未知溶液X中是否含有K＋：____________________________________________________________________________________________________________________。答案 方案1：应使用铂丝或无锈铁丝蘸取溶液，且应透过蓝色钴玻璃观察方案2：向未知溶液X中加入稍过量的NaOH溶液并加热，静置、冷却后取上层清液少许，用醋酸酸化后再加入亚硝酸钴钠，观察是否有黄色沉淀生成(或者取未知液X蒸干并灼烧，将所得固体溶于水，过滤；取少量滤液，用醋酸酸化后再加入亚硝酸钴钠，观察是否有黄色沉淀生成)解析 利用焰色反应检验钾元素通常需要透过蓝色的钴玻璃观察火焰的颜色，且玻璃的主要成分中含有钠元素，对实验会产生干扰；根据实验目的可知应先排除铵根离子的干扰，然后再加入亚硝酸钴钠溶液，观察是否产生黄色沉淀。碱金属常从以下几个方面设问题①碱金属单质与水(或酸)反应的现象；②碱金属单质的保存(注意碱金属的密度)；③碱金属单质与氧气反应产物的判断；④碱金属对应的氢氧化物碱性强弱的比较；⑤碱金属的碳酸盐性质的比较；⑥与最新的科学技术相关的碱金属的应用。1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”(1)饱和NaCl(aq)NaHCO3Na2CO3(√)(2022·江苏，7③)(2)某钾盐溶于盐酸，产生能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体，则说明该钾盐是K2CO3(×)(2022·江苏，10A)解析 HCO干扰。(3)Na2O2用作呼吸面具的供氧剂涉及氧化还原反应(√)31\n(2022·广东理综，10A)(4)小苏打的主要成分是碳酸钠(×)(2022·海南，2B)解析 小苏打的主要成分是NaHCO3。(5)NaHCO3的热稳定性大于Na2CO3(×)(2022·重庆理综，7B)解析 NaHCO3不稳定，受热易分解。(6)碳酸氢钠溶液中滴入氢氧化钙溶液：HCO＋OH－===CO＋H2O(×)(2022·海南，12A)解析 Ca2＋＋2OH－＋2HCO===CaCO3↓＋CO＋2H2O。(7)钠与水反应：Na＋2H2O===Na＋＋2OH－＋H2↑(×)(2022·四川理综，9A)解析 2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑。2．(2022·上海，20改编)过氧化钠可作为氧气的来源。常温常压下二氧化碳和过氧化钠反应后，若固体质量增加了28g，反应中有关物质的物理量正确的是(NA表示阿伏加德罗常数)( )二氧化碳碳酸钠转移的电子①1molNA②22.4L1mol③106g1mol④106g2NAA.①③B．②④C．①④D．②③答案 A解析 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 Δm＝2CO2－O2＝2CO由此可知：Na2O2与CO2反应后，固体增加的质量即是生成CO2时燃烧掉的CO的质量。故可采用以下反应方程式分析解决问题：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 转移2e－ Δm＝2CO1mol 1mol 1mol 1mole－ ＝1mol故可判断①、③物理量正确。3．(2022·海南，8改编)两种盐的固体混合物：①加热时有气体产生，②加水溶解时有沉淀生成，且沉淀溶于稀盐酸。满足上述条件的混合物是( )①BaCl2和(NH4)2SO3②AgNO3和NH4Cl31\n③FeCl3和NaHCO3④KCl和Na2CO3A．①④B．②③C．①③D．②④答案 C解析 选项①，加热时(NH4)2SO3分解为NH3、SO2和H2O，加水溶解时生成BaSO3沉淀，符合题中限定条件；选项②，加热时生成NH3和HCl，溶于水时生成的沉淀AgCl不溶于盐酸；选项③，加热时NaHCO3分解产生CO2气体，溶于水时发生双水解生成Fe(OH)3沉淀，符合题中条件；选项④，加热时无气体生成，溶于水也无沉淀生成。4．(2022·上海，17)120mL含有0.20mol碳酸钠的溶液和200mL盐酸，不管将前者滴加入后者，还是将后者滴加入前者，都有气体产生，但最终生成的气体体积不同，则盐酸的浓度合理的是( )A．2.0mol·L－1B．1.5mol·L－1C．0.18mol·L－1D．0.24mol·L－1答案 B解析 盐酸与碳酸钠分两步反应，第一步生成碳酸氢钠：Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl；第二步碳酸氢钠继续与盐酸反应生成CO2：NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑，若将Na2CO3溶液逐滴加入到盐酸中，则开始时盐酸足量，有气体生成；若将盐酸逐滴加入到Na2CO3溶液中，则开始时只发生第一步反应，直至CO完全转化为HCO时(理论上)才会发生第二步反应，产生CO2，所需盐酸浓度c(HCl)＞＝1.0mol·L－1，若c(HCl)≥＝2.0mol·L－1，则盐酸足量，两种滴加方式产生CO2的体积相同，因此选项B合理。5．(2022·上海，十一)钠是活泼的碱金属元素，钠及其化合物在生产和生活中有广泛的应用。完成下列计算：(1)叠氮化钠(NaN3)受撞击完全分解产生钠和氮气，故可应用于汽车安全气囊。若产生40.32L(标准状况下)氮气，至少需要叠氮化钠________g。(2)钠钾合金可在核反应堆中用作热交换液。5.05g钠钾合金溶于200mL水生成0.075mol氢气。①计算溶液中氢氧根离子的物质的量浓度(忽略溶液体积变化)。②计算并确定该钠钾合金的化学式。(3)氢氧化钠溶液处理铝土矿并过滤，得到含铝酸钠的溶液。向该溶液中通入二氧化碳，有下列反应：2NaAl(OH)4＋CO2―→2Al(OH)3↓＋Na2CO3＋H2O31\n已知通入二氧化碳336L(标准状况下)，生成24molAl(OH)3和15molNa2CO3，若通入溶液的二氧化碳为112L(标准状况下)，计算生成的Al(OH)3和Na2CO3的物质的量之比。(4)常温下，称取不同氢氧化钠样品溶于水，加盐酸中和至pH＝7，然后将溶液蒸干得氯化钠晶体，蒸干过程中产品无损失。氢氧化钠质量(g)氯化钠质量(g)①2.403.51②2.322.34③3.483.51上述实验①②③所用氢氧化钠均不含杂质，且实验数据可靠。通过计算，分析和比较上表3组数据，给出结论。答案 (1)78 (2)①c(OH－)＝×1000mol·L－1＝0.75mol·L－1②设上述合金中含amol钠、bmol钾，则解得a＝0.050 b＝0.10该钠钾合金化学式为NaK2(3)溶液含氢氧化钠。氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠的物质的量：15－×24＝3(mol)112L二氧化碳的物质的量：＝5(mol)n[Al(OH)3]∶n(Na2CO3)＝[(5－3)×2]∶5＝4∶5(4)由氯化钠质量推算，氢氧化钠样品摩尔质量为M1(氢氧化钠)＝×2.40g·mol－1＝40g·mol－1M2(氢氧化钠)＝×2.32g·mol－1＝58g·mol－1M3(氢氧化钠)＝×3.48g·mol－1＝58g·mol－1结论：实验①所取氢氧化钠样品是NaOH；实验②和实验③所取氢氧化钠样品应该是NaOH·H2O。解析 (1)解法一：叠氮化钠受撞击分解的化学方程式为2NaN3―→2Na＋3N2↑由此可知生成标准状况下40.32L氮气时需要NaN3的质量为31\n××65g·mol－1＝78g。解法二：根据氮元素守恒有n(NaN3)＝n(N2)＝×＝1.2mol，m(NaN3)＝1.2mol×65g·mol－1＝78g。1．下列关于钠的叙述错误的是( )A．钠易与非金属S、Cl2等反应B．钠在空气中燃烧生成Na2OC．钠燃烧时发出黄色的火焰D．钠的密度比水小，熔点低于100℃答案 B解析 钠在空气中燃烧生成Na2O2，只有在常温下才生成Na2O。2．下列各项中的“黄色”，不属于因化学反应而产生的是( )A．将钠在石棉网上加热熔化，冷却后得到淡黄色固体B．在氯化亚铁溶液中通入氯气，反应后得到黄色溶液C．久置的碘化钾溶液呈黄色D．食盐在无色的火焰上灼烧时，火焰呈黄色答案 D解析 焰色反应是物理变化。3．下列对于过氧化钠的叙述中，正确的是( )A．过氧化钠能与酸反应生成盐和水，所以过氧化钠是碱性氧化物B．过氧化钠能与水反应，所以过氧化钠可以作气体的干燥剂C．过氧化钠与水反应时，过氧化钠是氧化剂，水是还原剂D．过氧化钠与二氧化碳反应时，过氧化钠既是氧化剂又是还原剂答案 D解析 Na2O2与CO2或H2O反应过程中，Na2O2既是氧化剂又是还原剂，C错误，D正确；Na2O2与酸反应不仅生成盐和水，还生成O2，故Na2O2不是碱性氧化物，A错误；Na2O2与水反应生成O2，会引入新的杂质，B错误。4．下列关于Na2CO3和NaHCO3性质的说法错误的是( )A．热稳定性：NaHCO3＜Na2CO3B．与同浓度盐酸反应的剧烈程度：NaHCO3＜Na2CO3C．相同温度时，在水中的溶解性：NaHCO3＜Na2CO331\nD．等物质的量浓度溶液的pH：NaHCO3＜Na2CO3答案 B解析 与同浓度盐酸反应的剧烈程度：Na2CO3＜NaHCO3。5．下列化学实验事实及其解释不正确的是( )A．滴有酚酞的NaHCO3溶液呈浅红色，微热后红色加深，是因为NaHCO3分解生成了Na2CO3B．钠保存在煤油中，是因为煤油不与钠发生反应，钠比煤油密度大，煤油可以使钠隔绝空气和水蒸气C．用洁净的玻璃管向包有Na2O2的脱脂棉吹气，脱脂棉燃烧，说明CO2、H2O与Na2O2的反应是放热反应D．钠长期暴露在空气中的产物是Na2CO3，原因是钠与氧气生成的Na2O与水和二氧化碳反应答案 A解析 A项，对NaHCO3溶液微热，HCO水解程度增大，溶液碱性增强。6．为了使宇航员在飞船中得到一个稳定的、良好的生存环境，一般在飞船内安装盛有Na2O2或K2O2颗粒的装置，它的用途是产生氧气。下列关于Na2O2的叙述正确的是( )A．Na2O2中阴、阳离子的个数比为1∶1B．Na2O2分别与水及CO2反应产生相同量的O2时，需要水和CO2的质量相等C．Na2O2分别与水及CO2反应产生相同量的O2时，转移电子的物质的量相等D．Na2O2的漂白原理与SO2的漂白原理相同答案 C解析 Na2O2的电子式为，故阴、阳离子的个数比为1∶2，A错误；生成相同量的O2时消耗的水和二氧化碳的物质的量相同，但质量不同，B项错；由得失电子守恒知二者转移电子的物质的量相同，C项正确；Na2O2因具有强氧化性而有漂白性，SO2易与有色物质化合生成无色不稳定的物质，故二者原理不同，D项错误。7．(2022·北京理综，11)下列实验方案中，不能测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3质量分数的是( )A．取a克混合物充分加热，减重b克B．取a克混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b克固体C．取a克混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重b克D．取a克混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得b克固体31\n答案 C解析 取a克混合物充分加热，减重b克，根据差量法可求出NaHCO3的质量，从而求出Na2CO3的质量分数，故A正确；取a克混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b克固体氯化钠，列方程组即可求出，B正确；C中，取a克混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重b克，由于逸出气体中含有H2O，故无法求解；D中由于二者都能与Ba(OH)2溶液反应生成BaCO3沉淀，由Na2CO3→BaCO3、NaHCO3→BaCO3的转化关系，列方程组即可求出混合物中Na2CO3的质量分数，D正确。8．碱金属钫(Fr)具有放射性，它是碱金属元素中最重的元素，根据碱金属元素性质的递变规律预测其性质，其中不正确的是( )A．在碱金属元素中它具有最大的原子半径B．钫在空气中燃烧时，只生成化学式为Fr2O的氧化物C．它的氢氧化物的化学式为FrOH，这是一种极强的碱D．它能跟水反应生成相应的碱和氢气，由于反应剧烈而发生爆炸答案 B解析 根据同主族元素性质的递变规律，从金属锂到金属钫随原子序数的递增，原子半径逐渐增大，元素的金属性逐渐增强，最高价氧化物对应的水化物的碱性逐渐增强，与水反应的剧烈程度逐渐增强，与氧气反应的产物越来越复杂，可以产生过氧化物、超氧化物甚至臭氧化物等。9．有3份等质量的小苏打，第1份直接与盐酸恰好完全反应；第2份首先加热，使其部分分解后，再与盐酸恰好完全反应；第3份首先加热，使其完全分解后，再与盐酸恰好完全反应。假若盐酸的物质的量浓度相同，消耗盐酸的体积分别为V1、V2和V3，则V1、V2和V3的大小关系正确的是( )A．V1>V2>V3B．V1>V3>V2C．V2>V3>V1D．V1＝V2＝V3答案 D解析 3份小苏打质量相等，无论是直接与盐酸反应，还是部分分解或完全分解后与盐酸反应，最终得到的都是NaCl溶液，其中Cl－来自于盐酸，Na＋来自于NaHCO3,3份消耗盐酸的体积相同。10．将一定质量的钠、钾分别投入到盛有相同浓度和体积的盐酸的两个烧杯中，产生的气体随时间变化曲线如下图所示，则下列说法正确的是( )31\nA．投入的Na、K的质量一定相等B．投入的Na的质量小于K的质量C．曲线A表示Na与盐酸反应，曲线B表示K与盐酸反应D．参加反应的HCl的量不一定相等答案 B解析 本题考查活泼金属与酸反应产生氢气的多少及速率大小。由图可知，二者生成氢气的质量相等，两金属的物质的量相同，故需钾的质量要大；因K与氢离子反应剧烈、速率大，故生成等质量氢气所需时间短，曲线A为钾与盐酸反应。11．A、B、C是由周期表中短周期元素组成的三种常见化合物，甲、乙、丙是三种单质，这些单质和化合物之间存在如图所示的关系：完成下列空白：(1)A、B、C的化学式分别为________、______、______。(2)单质甲与化合物B反应的离子方程式为________________。(3)在A、B、C三种化合物中，必定含有的元素是________(用元素符号表示)。答案 (1)Na2O2 H2O NaOH(2)2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑(3)O解析 甲与B反应是化学反应四种基本类型中的置换反应，甲与乙是化合反应，丙与乙也是化合反应，据此三个反应推测甲是金属，根据其转化关系图，推出甲是Na，B是H2O，C是NaOH，A是Na2O2。12．钠在空气中燃烧(如下左图所示)生成产物的固体物质中除有淡黄色粉末外，还有黑色固体物质——碳。31\n(1)请假设黑色固体物质产生的可能原因是假设①__________________________________________________________；假设②__________________________________________________________；假设③__________________________________________________________。(2)为确认假设的正误，某同学进行如下推断：由于金属钠与氧的结合能力比碳强，因此黑色碳可能是二氧化碳与金属钠发生置换反应而生成。该同学设计实验如下：用打孔器钻取一段金属钠，取中间一小块钠放在充满二氧化碳气体的试管(如上右图所示)中加热，观察到钠燃烧发出黄色火焰，并有淡黄色固体和黑色固体生成，生成的淡黄色固体立即变成白色。请回答下列问题：①用打孔器取金属钠的原因是_______________________________________；②产生以上现象的化学反应方程式可能为_______________________________________________________________________________________________。答案 (1)①金属钠上有没擦干净的煤油，不完全燃烧后生成的碳 ②酒精不完全燃烧生成的碳 ③酒精燃烧产生的二氧化碳(或空气中的二氧化碳)与金属钠反应生成的碳 (2)①取得较纯的钠 ②2Na＋CO2C＋Na2O2,2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2(或Na2O2＋2Na===2Na2O)解析 (1)根据反应的条件及反应环境可知生成的黑色物质只能是碳单质。产生碳单质的原因可能是含碳物质的不完全燃烧，也可能是空气中的CO2与Na发生置换反应。(2)要想证明黑色的碳单质是CO2与钠发生置换反应而生成的，首先要排除含碳物质的不完全燃烧，所以用打孔器取金属钠，其表面不会有残留的煤油。13．已知某纯碱试样中含有NaCl杂质，为测定试样中纯碱的质量分数，可用下图中的装置进行实验。主要实验步骤如下：①按图组装仪器，并检查装置的气密性②将ag试样放入锥形瓶中，加适量蒸馏水溶解，得到试样溶液31\n③称量盛有碱石灰的U形管的质量，为bg④从分液漏斗滴入6mol·L－1的稀硫酸，直到不再产生气体时为止⑤从导管A处缓缓鼓入一定量的空气⑥再次称量盛有碱石灰的U形管的质量，为cg⑦重复步骤⑤和⑥的操作，直到U形管的质量基本不变，为dg请填空和回答问题：(1)在用托盘天平称量样品时，如果天平的指针向左偏转，说明______________。(2)装置中干燥管B的作用是____________。(3)如果将分液漏斗中的硫酸换成浓度相同的盐酸，测试的结果________(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。(4)步骤⑤的目的是__________________。(5)步骤⑦的目的是__________________。(6)该试样中纯碱的质量分数的计算式为________________________________(用含a、b、d的代数式表示)。(7)还可以用其他实验方法测定试样中纯碱的质量分数。请简述一种不同的实验方法。答案 (1)样品重，砝码轻(2)防止空气中的CO2和水蒸气进入U形管(3)偏高(4)把反应产生的CO2全部导入U形管中(5)判断反应产生的CO2是否全部被排出并被U形管中的碱石灰吸收(6)×100%(7)将ag样品溶解后加入硝酸酸化的AgNO3溶液，充分反应后过滤，将沉淀干燥后称量得bg沉淀。由NaCl～AgCl得NaCl的质量为bg，则Na2CO3的质量为(a－b)g，所以Na2CO3的质量分数为×100%。解析 本题为定量综合实验题，主要考查常用仪器托盘天平的使用操作、干燥管的作用及实验设计能力与评价能力。(1)托盘天平称量时，左盘放物品、右盘放砝码，若指针左偏，说明左盘较重，也就是物品质量大于砝码质量。(2)通过称量实验开始和结束时U形管的质量，可以确定产生CO2的质量，在U形管后接一个干燥管，可以防止空气中的CO231\n、水蒸气等进入U形管，使实验结果更为准确。(3)因盐酸是挥发性酸，生成的CO2中会混有HCl，它不能被浓H2SO4除去，但可以被碱石灰吸收，也就是实验结束后碱石灰的质量会偏大，测量的结果会偏高。(4)CO2的密度较大，生成的CO2可能会残留在锥形瓶中，鼓入空气可使生成的CO2全部导入U形管中。(5)如果两次称量U形管的结果基本不变，说明锥形瓶中所有的CO2都被碱石灰吸收了。(6)Na2CO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋CO2↑10644m(Na2CO3)(d－b)g所以，Na2CO3的质量分数为×100%＝×100%(7)该实验的方法较多，比如可以称量一定质量的样品，加入足量的稀HNO3使CO2全部放出后滴加足量AgNO3，过滤、洗净沉淀，称量后通过计算也能确定样品的纯度。其他方法只要原理正确，操作可行都是可以的。14．某化学兴趣小组的学生从网上查得如下信息：①钠能在CO2中燃烧。②常温下CO能与PdCl2溶液反应得到黑色的Pd。经过分析讨论，他们认为钠在CO2中燃烧时，还原产物可能是碳，也可能是CO，氧化产物可能是Na2CO3。为验证上述推断，他们设计如下方案进行实验，请回答下列问题。(1)他们欲用上述装置组装一套新装置：用石灰石与盐酸反应制取CO2(能随意控制反应的进行)来证明钠能在CO2中燃烧并检验其还原产物，所用装置接口连接顺序为__________________，制取CO2反应的离子方程式为______________________。(2)装置连接好后，首先要进行的实验操作是__________，点燃酒精灯前，应进行的操作是__________，等装置____________(填写装置字母代号及现象)时，再点燃酒精灯，这步操作的目的是_____________________________________________。31\n(3)若装置D的PdCl2溶液中有黑色沉淀，C中有残留固体(只有一种物质)，则C中反应的化学方程式为________________________________________________；若装置D的PdCl2溶液中无黑色沉淀，C中有残留固体(有两种物质)，则C中反应的化学方程式为_______________________________________________________。(4)后来有一位同学提出，钠的氧化产物也可能是Na2O，因此要最终确定钠的氧化产物是何种物质，还需要检验C中残留的固体是否含有Na2O，为此，他认为应较长时间通入CO2以确保钠反应完，然后按照如下方案进行实验，可确定残留固体中是否含有Na2O，他的实验方案是_______________________________________。答案 (1)jcdabefg(e与f可颠倒) CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑(2)检查装置的气密性 打开F中导管上的止水夹 D中澄清石灰水变浑浊 排尽装置内的空气(3)2Na＋2CO2Na2CO3＋CO 4Na＋3CO22Na2CO3＋C(4)将残留固体溶于水，在所得水溶液中加入过量BaCl2溶液，再向溶液中滴加2滴酚酞试液，若溶液变红色，则残留固体中含有Na2O，否则不含Na2O(其他合理答案也可)解析 (1)装置F可通过关闭或打开导管上的止水夹实现对制气反应的控制，制取的CO2中含有HCl、H2O(g)，可分别用饱和NaHCO3溶液、浓硫酸除去。(2)由于钠易与氧气反应，故点燃酒精灯前，先用CO2将装置内空气排出，当澄清石灰水变浑浊时，表明装置中空气已排尽。(3)当C中残留固体只有一种而D中的PdCl2溶液中有黑色沉淀时，表明反应的产物是Na2CO3与CO；当C中固体有两种而D中的PdCl2溶液中没有黑色固体出现时，表明生成物是Na2CO3与单质碳，由此可写出相应的化学方程式。(4)将C中残留固体溶于水，加过量钡盐除去CO，再检验溶液是否呈碱性，若呈碱性，则表明固体中有Na2O，否则不含Na2O。31
