资源描述
第4讲 钠及其化合物
课标要求
1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,了解钠及其重要化合物的主要性质;
2.了解钠及其化合物在生产、生活中的应用。
知识网络
知识详解
【钠的原子结构 钠与非金属单质的反应】
1.钠元素的原子结构及存在
2.钠与非金属单质的反应
(1)钠与氧气的反应
条件
常温
加热
实验步骤
实验现象
新切开的钠具有银白色的金属光泽,在空气中很快变暗
钠先熔化,然后剧烈燃烧,火焰呈黄色,生成淡黄色固体
结论
①钠具有银白色的金属光泽,硬度小,熔点低,密度大于煤油,通常保存在煤油或石蜡油中
②钠与氧气的反应(写出反应的化学方程式)
常温下:4Na+O2===2Na2O,白色
加热时:2Na+O2Na2O2,其中O为-1价
③条件不同,钠与氧气反应的产物不同
(2)钠与其他非金属单质化合生成的化合物中钠只显+1价,如Na与Cl2在点燃条件下可反应,化学方程式:2Na+Cl22NaCl。
【钠与水的反应】
1.实验探究
实验操作
实验现象
结论或解释
钠浮在水面上
钠的密度比水小
钠熔化成小球
钠的熔点低,反应放热
小球在水面上迅速游动
反应产生的氢气推动小球运动
与水反应发出“嘶嘶”的响声,逐渐变小,最后消失
钠与水剧烈反应,产生气体
反应后溶液的颜色逐渐变红
有碱性物质(氢氧化钠)生成
2.实验结论
(1)化学方程式:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑;
离子方程式:2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑。
(2)实质:钠置换水电离出的H+生成H2。
【氧化钠和过氧化钠的性质】
1.物理性质:氧化钠是一种白色固体,过氧化钠是一种淡黄色固体。
2.氧化钠的化学性质
氧化钠是碱性氧化物,写出下列反应的化学方程式:
(1)氧化钠与水反应:Na2O+H2O===2NaOH。
(2)氧化钠与盐酸反应:Na2O+2HCl===2NaCl+H2O。
(3)氧化钠与二氧化碳反应:Na2O+CO2===Na2CO3。
3.过氧化钠的化学性质
(1)实验探究过氧化钠与水的反应
实验操作
实验现象
①试管外壁发烫,带火星的木条复燃;②用pH试纸检验反应所得溶液呈碱性
实验结论
Na2O2与水反应放热,化学方程式为2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
(2)过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式:
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2。
【过氧化钠与水、二氧化碳反应的定量关系】
1.化学方程式
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
(1)Na2O2中氧的化合价为-1,在两个反应中Na2O2的作用是既做氧化剂又做还原剂,从电子转移角度分析,每生成一分子氧气转移2个电子。每消耗一个Na2O2转移1个电子。
(2)从化学方程式的计量数分析可知,无论是CO2、H2O还是二者的混合物,通过足量的Na2O2时,CO2或H2O与放出O2的分子个数之比均为2∶1。
2.Na2O2与CO2、H2O反应的质量关系
(1)2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2 Δm(固体)
2×78 2×44 2×106 56
即发生反应时,固体增加的质量等于与CO2等分子数的CO的质量。
(2)2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑ Δm(固体)
2×78 2×18 4×40 4
即发生反应时,固体增加的质量等于与H2O等分子数的H2的质量。
【碳酸钠和碳酸氢钠】
1.碳酸钠、碳酸氢钠的水溶性及酸碱性的实验探究
实验步骤
1 g Na2CO3
1 g NaHCO3
①观察两支试管中碳酸钠、碳酸氢钠的形态
白色粉末
细小的白色晶体
②加几滴水并将温度计伸入其中
加水后结块变成晶体,温度计示数升高
加水后部分溶解,温度计示数降低
③加5 mL水
振荡一段时间后可溶解
固体量减少
④加1~2滴酚酞
溶液变红,溶液碱性较强
溶液变浅红,溶液碱性较弱
初步结论
碳酸钠、碳酸氢钠均易溶于水,在水中的溶解度:Na2CO3>NaHCO3,Na2CO3溶于水放热,NaHCO3溶于水吸热,水溶液均显碱性,碱性:Na2CO3>NaHCO3
2.碳酸钠、碳酸氢钠热稳定性的实验探究
实验操作
实验现象
实验结论
澄清石灰水不变浑浊
Na2CO3很稳定,受热不易发生分解
澄清石灰水变浑浊
NaHCO3不稳定,受热容易分解;
化学方程式:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
3.碳酸钠、碳酸氢钠与酸、碱的反应
(1)与盐酸的反应:
碳酸钠、碳酸氢钠分别与过量盐酸反应的离子方程式:
①碳酸钠:CO+2H+===CO2↑+H2O;
②碳酸氢钠:HCO+H+===CO2↑+H2O。
(2)与NaOH溶液的反应:
①碳酸钠:不反应;
②碳酸氢钠:NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O。
碳酸钠与碳酸氢钠性质比较
碳酸钠
碳酸氢钠
俗名
苏打或纯碱
小苏打
颜色状态
白色粉末
细小的白色晶体
溶解性
易溶于水
易溶于水
水溶液酸碱性
都呈碱性(Na2CO3溶液碱性更强)
与盐酸
放出二氧化碳气体
放出二氧化碳气体(剧烈)
与烧碱溶液
不反应
生成碳酸钠和水
与澄清石灰水
产生白色沉淀
产生白色沉淀
与氯化钙溶液
生成白色沉淀
不反应
热稳定性
稳定、受热不易分解
受热易分解
【焰色试验】
1.定义:很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特征颜色。根据火焰呈现的特征颜色,可以判断试样所含的金属元素,化学上把这样的定性分析操作称为焰色试验。
2.操作
3.几种金属的焰色
金属元素
锂
钠
钾
铷
钙
锶
钡
铜
焰色
紫红色
黄色
紫色(透过
蓝色钴玻璃)
紫色
砖红色
洋红色
黄绿色
绿色
4.应用
(1)检验金属元素的存在,如鉴别NaCl和KCl溶液。
(2)利用焰色试验制节日烟花。
【碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别及除杂】
(一)常用鉴别方法
方法
原理
结论
加热法
2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,Na2CO3受热不分解
加热有气体产生的是NaHCO3,无变化的是Na2CO3
沉淀法(加BaCl2或CaCl2溶液)
CO+Ca2+===CaCO3↓、CO+Ba2+===BaCO3↓,HCO与Ca2+、Ba2+不反应
有沉淀生成的是Na2CO3,无变化的是NaHCO3
与盐酸反应的剧烈程度
Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑,NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑
生成气体剧烈的是NaHCO3,相对不剧烈的是Na2CO3
盐酸逐滴加入时的现象
CO+H+===HCO,HCO+H+===CO2↑+H2O
逐滴加入盐酸立即产生气体的是NaHCO3;开始不产生气体,滴加一定体积后才产生气体的是Na2CO3
(二)常用的除杂方法
1.除杂原则
(1)不影响主要物质;
(2)不引入新杂质;
(3)除杂剂易除去。
2.除杂方法
混合物(括号内为杂质)
除杂方法或试剂
Na2CO3固体(NaHCO3)
加热
NaHCO3溶液(Na2CO3)
通入足量CO2气体
Na2CO3溶液(NaHCO3)
加入适量NaOH溶液
典例分析 过氧化钠与水的反应
(2022·重庆一中模拟)规范的实验操作是保障实验安全和成功的重要前提。下列实验操作正确的是( )
A.图A是操作自如地添加酒精 B.图B是稀释浓硫酸
C.图C是启停自如地制备 D.图D是称量氢氧化钠固体
【答案】B
【解析】A.添加酒精时应先熄灭火再添加,A错误;B.稀释浓硫酸时,将浓硫酸沿烧杯壁慢慢倒入水中并用玻璃棒不断搅拌,使产生的热量迅速的散失,切不可将水直接倒入浓硫酸中,B正确;C.Na2O2是粉末状固体,多孔塑料片不能隔离固体和液体,不能启停自如地制备,C错误;D.NaOH具有腐蚀性和易潮解,应放在小烧杯中称量,D错误;故选:B。
举一反三
1.(2022·山东·泰安一中模拟)下列离子方程式书写正确的是( )
A.氢氧化亚铁溶于稀硝酸:
B.向胆矾溶液中加入少量过氧化钠:
C.烧碱溶液吸收少量二氧化硫:
D.在硫酸氢钠溶液中加入小钠块:
【答案】B
【解析】A.氢氧化亚铁和稀硝酸发生氧化还原反应生成铁离子、NO和水,离子方程式为3Fe(OH)2+NO+10H+=3Fe3++NO↑+8H2O,故A错误;B.过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气,反应方程式为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,少量NaOH和胆矾即CuSO4溶液反应生成Cu(OH)2沉淀,离子方程式为,故B正确;C.烧碱即NaOH溶液吸收少量SO2生成Na2SO3,离子方程式为:SO2+2OH-=H2O+SO,故C错误;D.钠和水反应生成氢氧化钠和氢气,反应方程式为2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,OH-与硫酸氢钠电离出H+反应生成H2O,离子方程式为:2Na+2H+=2Na++H2↑,故D错误;故选:B。
2.(2022·黑龙江·哈九中二模)下列过程中的化学反应相应的离子方程式正确的是( )
A.向Na2CO3溶液中通入少量SO2:CO+H2O+2SO2=2HSO+CO2
B.将Na2O2固体投入H2 18O中:2H2 18O+2Na2O2=4Na ++4OH-+18 O2↑
C.用NaOH溶液脱除烟气中的NO2:2NO2+2OH-=NO+NO+H2O
D.氨水检验氯气运输管道是否泄漏:2NH3+Cl2=2NH4Cl
【答案】C
【解析】A.向Na2CO3溶液中通入少量SO2的离子方程式为:2CO+H2O+SO2=SO+2,A错误;B.将Na2O2固体投入H2 18O中,反应中Na2O2中的部分O的化合价升高变为O2,部分O的化合价降低变为OH-:故离子方程式为:2H218O+2Na2O2=4Na ++2OH-+218OH-+ O2↑,B错误;C.用NaOH溶液脱除烟气中的NO2的离子方程式为:2NO2+2OH-=NO+NO+H2O,C正确;D.氨水检验氯气运输管道是否泄漏的反应原理为:8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2,D错误;故答案为:C。
3.(2022·山东青岛·模拟)某化学小组用如图装置,模拟呼吸面具中的有关反应测定样品中Na2O2的纯度。已知实验中Na2O2样品的质量为8.0g,实验结束后共收集到标准状况下1.12L气体,下列说法中错误的是( )
A.装置Ⅰ中a的作用是保持上下压强一致,使液体顺利滴下
B.装置Ⅲ中可观察到淡黄色固体颜色逐渐变浅,最后变为白色固体
C.装置Ⅱ的作用是除去挥发出来的HCl
D.样品中Na2O2的纯度为48.75%
【答案】D
【解析】A.装置I中a为恒压滴液漏斗,通过玻璃管平衡气压,使稀盐酸顺利滴下,A正确;B.装置III中发生反应2Na2O2+2CO2 = 2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O = 4NaOH+O2↑,淡黄色的Na2O2逐渐变为白色的Na2CO3和NaOH,B正确;C.根据分析,饱和碳酸氢钠,可除去氯化氢气体,C正确;D.实验结束后共收集到标准状况下1.12L气体,气体的物质的量为0.05mol,若气体全部为氧气,则消耗的过氧化钠的物质的量为0.1mol,即过氧化钠的质量为0.1mol×78g/mol=7.8g,,则样品中Na2O2的纯度为×100%=97.5%,若气体中含有CO2,则无法计算,D错误;故选D。
典例分析 碳酸钠与碳酸氢钠
(2022·江苏省溧阳中学二模)实验室用下列装置模拟侯氏制碱法制取少量NaHCO3固体。不能达到实验目的的是( )
A.装置Ⅰ制取CO2
B.装置Ⅱ中Na2CO3溶液可除去CO2中的少量HCl
C.装置Ⅲ中冰水浴有利于析出NaHCO3固体
D.装置Ⅳ可获得少量NaHCO3固体
【答案】B
【解析】A.在装置Ⅰ中利用稀盐酸与碳酸钙反应生成氯化钙、二氧化碳和水,可制取CO2,选项A正确;B.除去CO2中的少量HCl必须用饱和碳酸氢钠溶液,装置Ⅱ中Na2CO3溶液可与二氧化碳反应,选项B错误;C.装置Ⅲ中冰水浴使温度降低,有利于析出NaHCO3固体,选项C正确;D.通过过滤利用装置Ⅳ可获得少量NaHCO3固体,选项D正确;答案选B。
举一反三
1.(2022·陕西·长安一中模拟)向100mLNaOH溶液中通入一定量的CO2气体,充分反应后,再向所得溶液中逐滴加入0.2mol/L的盐酸,产生CO2的体积与所加盐酸体积之间关系如图所示。下列判断正确的是( )
A.原NaOH溶液的浓度为0.2mol/L
B.通入CO2的体积为448mL
C.所得溶液的溶质成分的物质的量之比为n(NaOH):n(Na2CO3)=1:3
D.所得溶液溶质成分的物质的量之比为n(NaHCO3):n(Na2CO3)=1:1
【答案】A
【解析】A.由分析可知,加入100mL0.2mol/L盐酸时得到的溶液为氯化钠溶液,由电荷守恒和原子个数守恒可得氢氧化钠溶液的浓度为=0.2mol/L,故A正确;B.缺溶液的标准状况,无法计算二氧化碳的体积,故B错误;C.由分析可知,氢氧化钠溶液与二氧化碳反应得到的是碳酸钠和碳酸氢钠的混合溶液,故C错误;D.由分析可知,氢氧化钠溶液与二氧化碳反应得到的是碳酸钠和碳酸氢钠的混合溶液,混合溶液中碳酸钠和碳酸氢钠的物质的量比为0.005mol:0.01mol=1:2,故D错误;故选A。
2.(2021·内蒙古呼和浩特·一模)在给定的条件下,下列选项所示物质间的转化不合理的是( )
A.海水提溴淡化海水
B.制硫酸
C.制铝铝土矿
D.制纯碱饱和
【答案】B
【解析】A.淡化海水中通入氯气将Br-氧化为Br2,还原为Br-后又被氯气氧化为Br2,实现溴的富集,故A正确;B.二氧化硫和水生成亚硫酸,不能生成硫酸,故B错误;C.铝土矿中的氧化铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠,偏铝酸钠和足量二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀,氢氧化铝受热分解生成氧化铝,电解氧化铝得到铝单质,故C正确;D.向饱和氯化钠溶液中通入氨气和二氧化碳得到碳酸氢钠沉淀,加热碳酸氢钠固体得到碳酸钠,故D正确;故选B。
3.(2021·浙江·模拟)新型洗涤剂过氧碳酸钠()固体,能瞬间清除衣服上的汗渍、果汁等顽固污渍。它与水反应生成碳酸钠和其他化合物,关于过氧碳酸钠()的性质,下列推测不合理的是( )
A.过氧碳酸钠也可作为水体供氧剂
B.过碳酸钠中的氧元素有-1、-2两种价态
C.过氧碳酸钠能使酸性高锰酸钾溶液褪色,体现了过氧碳酸钠的强氧化性
D.过碳酸钠的水溶液既有碱性也有强氧化性
【答案】C
【解析】A.过氧碳酸钠中含有过氧键,类比过氧化钠可知过氧碳酸钠可以和水反应生成氧气,故过氧碳酸钠也可作为水体供氧剂,A正确;B.根据正负化合价为零和氧元素的结构特征,可知过碳酸钠中的氧元素有-1、-2两种价态,B正确;C.过氧碳酸钠能使酸性高锰酸钾溶液褪色,此时过氧碳酸钠中氧的化合价升高变成氧气,C错误;D.与水反应生成碳酸钠可知过碳酸钠的水溶液既有碱性,过氧碳酸钠中含有过氧键,就有强氧化性,D正确;故选C。
典例分析 焰色实验
(2022·重庆·二模)化学助力北京2022年冬奥会。下列说法中错误的是( )
A.运动员的滑雪服面料(尼龙)属于有机合成高分子材料
B.晶体硅光伏发电将化学能转化为电能为冬奥场馆供电
C.颁奖礼服使用的智能发热材料石墨烯,属于新型无机非金属材料
D.火炬“飞扬”在出火口格栅喷涂碱金属,目的是利用焰色反应让火焰可视化
【答案】B
【解析】A.尼龙是聚酰胺纤维(锦纶),是有机合成高分子材料,A正确;B.光伏发电是将太阳能转变为电能,B错误;C.石墨烯为碳的同素异形体,是新型无机非金属材料,C正确;D.在出火口格栅涂碱金属,可看到黄色火焰,利用的是焰色反应原理让火焰可视化,D正确;故选B。
举一反三
1.(2022·河北·模拟)下列说法正确的是( )
A.利用油脂在酸性条件下水解可制得肥皂
B.乙醇可以与酸性高锰酸钾溶液反应,被氧化成乙醛
C.含硅4%的硅钢具有很高的导磁率,主要用作变压器铁芯
D.用铂丝蘸取白色粉末做焰色试验,火焰呈黄色,证明原粉末含有Na+,一定不含K+
【答案】C
【解析】A.油脂在碱性条件下的水解反应称为皂化反应,通过皂化反应可制得肥皂,A错误;B.因为酸性条件下高锰酸钾的氧化性极强,与乙醇反应时生成的乙醛立即被氧化成乙酸,B错误;C.含硅4%的硅钢具有很高的导磁率,主要用作变压器铁芯,C正确;D.焰色试验的火焰呈黄色,证明原粉末含有,但不能确定其中是否含有,需透过蓝色钴玻璃观察后才能确定,D错误;故选C。
2.(2022·福建福州·二模)2022年北京冬奥会和冬残奥会通过科技助力“碳中和”,体现绿色环保理念。下列说法错误的是( )
A.冬奥会火炬“飞扬”采用碳纤维与树脂复合材料,对比传统金属材质,碳纤维密度小、强度高
B.冬奥会火炬用加入金属盐类的氢气为燃料,火焰并非淡蓝色是由于金属盐类的焰色反应,焰色反应属于化学变化
C.冬奥会采用二氧化碳跨临界直冷制冰代替氟利昂等制冷剂,具备环保节能、来源广泛、安全无毒等优点
D.冬奥会颁奖花束所用的编织材料是以羊毛为原料的绒线,其主要成分为蛋白质
【答案】B
【解析】A.碳纤维与树脂复合材料,具有密度小、强度高的特点,故A正确;B.某些金属元素灼烧会发出颜色,焰色反应属于物理变化,不是化学变化,故B错误;C.氟利昂会破坏臭氧层,使用二氧化碳跨临界直冷制冰技术加大了二氧化碳的消耗,使大气中二氧化碳的浓度降低,减缓了气候变暖,故C正确
D.羊毛的主要成分是蛋白质,故D正确;故选:B。
3.(2021·吉林·通化县综合高级中学模拟)为检验溶液里的某种离子,分别取少量待测液进行下列实验,其中结论正确的是( )
A.先加适量的盐酸将溶液酸化,再加入AgNO3溶液,产生了白色沉淀,则原溶液中一定含有大量的Cl-离子
B.用洁净的铂丝蘸取溶液进行焰色反应,火焰呈黄色,则溶液有Na+,无K+
C.溶液中加入氢氧化钠溶液,加热后产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,则溶液中含有离子
D.溶液中加入盐酸,有能使澄清石灰水变浑浊的无色气体放出,则溶液中含有离子
【答案】C
【解析】A.加入盐酸酸化,引入氯离子,对检验原溶液中的氯离子产生干扰,A项错误;B.黄光遮挡紫光,检验钾离子,应透过蓝色钴玻璃,B项错误;C.能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体为氨气,则该溶液中一定含有,C项正确;D.和均能和H+反应生成二氧化碳,则溶液中可能含有或或二者都有,D项错误;答案选C。
巩固练习
一、单选题
1.下列关于物质或离子检验的叙述正确的是( )
A.向某溶液中加入稀盐酸酸化的溶液,有白色沉淀,证明原溶液中有
B.某溶液中加入溶液,产生白色沉淀,证明原溶液中含
C.灼烧白色粉末,火焰呈黄色,证明原粉末中有,无
D.向某固体样品中加入浓NaOH溶液并加热,产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,则证明样品中含有
【答案】D
【解析】A.加入稀盐酸酸化的溶液,有白色沉淀,该沉淀可能是氯化银,不能说明溶液中一定含有,故A错误;B.加入AgNO3溶液,产生白色沉淀,该白色沉淀可能为碳酸银,原溶液中可能含有碳酸根离子,不一定含有Cl-,故B错误;C.观察K的焰色反应需要透过蓝色的钴玻璃,则灼烧白色粉末,火焰呈黄色,证明原粉末中有Na+,但不能确定是否含K+,故C错误;D.向某溶液中加入NaOH溶液并加热,产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,该气体为氨气,则证明原溶液中一定含有NH4+,故D正确;答案选D;2.2022年4月16日,神舟十三号飞船成功着陆,此次飞行为中国建造“天宫”空间站打下重要基石。针对空间站中有关配置说法不正确的是( )
A.核心舱变轨动力依靠电推发动机:相对于化学燃料更加经济与环保
B.生活舱内配备环境控制与生命保障系统:航天员主要通过Na2O获取呼吸用氧
C.可再生水循环系统:从尿液分离出纯净水,可以采用多次蒸馏的方法
D.柔性砷化镓太阳能电池阵:砷化镓属于半导体,相对于硅电池,光电转化率更高
【答案】B
【解析】A.核心舱变轨动力依靠电推发动机,其电能来源于太阳能电池,化学燃料电池可能产生CO等污染物,而太阳能硅板能直接将太阳能转化为电能,更加经济环保,故A正确;B.Na2O与CO2、H2O等物质反应生成Na2CO3、NaOH,不能生成O2,不能提供呼吸所需的氧气,实际上航天员主要通过Na2O2获取呼吸用氧,故B错误;C.尿液中含有水和NaCl等物质,可采用蒸馏法分离水或多次蒸馏分离水,为宇航员提供生活用水,实现水循环再生,故C正确;D.砷化镓导电性介于导体与绝缘体之间,则砷化镓属于半导体材料,具有很高的电子迁移率,电子迁移率约为硅材料的5.7倍,相同条件下,砷化镓能更快地传导电流,故D正确;故选:B;3.能正确表示下列化学反应的离子方程式是( )
A.澄清石灰水跟稀硝酸反应 Ca(OH)2 + 2H+ = Ca2+ + 2H2O
B.大理石与盐酸反应 CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑
C.钠和水反应 Na+2H2O=Na++H2↑+2OH-
D.硫酸与氢氧化钡溶液反应 Ba2++OH-+H++SO=BaSO4↓+ H2O
【答案】B
【解析】A.Ca(OH)2应拆成离子形式,反应的离子方程式为H++OH-=H2O,A错误;B.大理石的主要成分为CaCO3,与HCl反应生成CaCl2、CO2和H2O,离子方程式为CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑,B正确;C.选项中方程式电荷不守恒,离子方程式为2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑,C错误;D.硫酸与氢氧化钡溶液反应生成硫酸钡和水,离子方程式为Ba2++2OH-+2H++SO=BaSO4↓+2H2O,D错误;故选B;4.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NaHCO3
C.“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
【答案】B
【解析】A.酒精灯直接加热,温度较高,NH4HCO3易分解,A项错误;B.根据分析可知,晶体A的主要成分是NaHCO3,B项正确;C.三脚架是金属材料,不属于硅酸盐,C项错误;D.碳酸钠中滴加少量盐酸,也有气泡生成,不能说明碳酸钠中混有NaHCO3,D项错误;故选B;
5.下列关于钠及其化合物的说法正确的是( )
A.与都具有强还原性
B.和长期露置于空气中最终产物不相同
C.将足量的、和分别加入含有酚酞的水中,最终溶液均变为红色
D.将少量和分别投入溶液中,均既有沉淀生成又有气体放出
【答案】D
【解析】A.钠具有强还原性,钠失去电子生成钠离子,钠离子没有还原性,只有微弱的氧化性,性质较稳定,A项错误;B.和长期置于空气中,最终都生成相同的产物:,B项错误 ;C.具有漂白性,故加入含有酚酞的水中,溶液先变红,最终红色褪去,C项错误;D.将少量和分别投入溶液中均先和水反应生成氢氧化钠和气体,然后再和硫酸铜生成氢氧化铜沉淀,D项正确;故选D;
6.中华古诗词精深唯美,下列有关说法错误的是( )
A.“东风夜放花千树,更吹落,星如雨”中所描述的场景中涉及焰色反应
B.“千门万户曈曈日,总把新桃换旧符”中“桃符”的主要成分是纤维素
C.“日照香炉生紫烟,遥看瀑布挂前川”中“紫烟”描述的是碘升华
D.“疏影横斜水清浅,暗香浮动月黄昏”中“暗香浮动”是分子运动的结果
【答案】C
【解析】A.“星如雨”是指燃放烟花的美丽景象,属于金属元素的焰色反应,A正确;B.最早的“桃符”是桃木做成的,桃木的主要成分是纤维素,B正确;C.含有尘埃的空气对阳光有散射作用,导致光线呈紫色,与碘单质升华无关,C错误;D.“暗香浮动”是由于梅花香味分子不停运动,在空气中进行扩散,所以会闻到梅花香味,D正确;答案选C;
7.中华优秀传统文化涉及到很多的化学知识。下列有关说法不正确的是( )
A.《天工开物》中记载:“凡白土曰垩土, 为陶家精美启用”,“陶” 是一种传统硅酸盐材料;B.宋·王希孟《千里江山图》卷中的绿色颜料铜绿的主要成分是氢氧化铜
C.《周易》记载:“泽中有火”、 “上火下泽” ,文中“火”指甲烷的燃烧
D.《本草经集注》中“以火烧之,紫青烟起,乃真硝石也”,“硝石” 中含有钾元素
【答案】B
【解析】A.陶瓷是传统硅酸盐材料,属于无机非金属材料,故A正确;B.铜绿的主要成分是碱式碳酸铜,不是氢氧化铜,故B错误;C.“泽中有火”是对湖泊池沼水面上起火现象的描述,这里的“火”指甲烷的燃烧,故C正确;D.由信息可知,焰色反应为紫色,为硝酸盐,则“硝石”指的是KNO3,含有钾元素,故D正确;故选:B;
8.对于下列实验描述其反应的离子方程式正确的是( )
A.澄清石灰水与过量NaHCO3溶液反应:
B.酸性高锰酸钾溶液中滴入双氧水:
C.向NH4HCO3溶液中加入足量的NaOH溶液并加热:
D.向偏铝酸钠溶液中通入过量的CO2:
【答案】D
【解析】A.澄清石灰水与过量NaHCO3溶液反应,采用“以少定多”法,参加反应的Ca2+与OH-的个数比应为1:2,离子方程式为:,A不正确;B.酸性高锰酸钾溶液中滴入双氧水,双氧水完全被氧化为O2,离子方程式为:,B正确;C.向NH4HCO3溶液中加入足量的NaOH溶液并加热,则、按1:1发生反应,离子方程式为:,C不正确;D.向偏铝酸钠溶液中通入过量的CO2,则生成Al(OH)3沉淀,同时生成,离子方程式为:,D正确;故选D;
9.下列离子方程式书写正确的是( )
A.氢氧化镁固体溶解于氯化铵溶液:Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O
B.SO2使酸性高锰酸钾褪色:5SO2 + 2MnO+ 4H+ =5SO+ 2Mn2+ + 2H2O
C.向小苏打中加入食醋:CO+2CH3COOH = 2CH3COO-+ CO2↑+ H2O
D.向硫代硫酸钠溶液中加入盐酸:S2O+ 2H+ = SO2↑+ H2O + S↓
【答案】D
【解析】A.氢氧化镁固体溶于氯化铵,溶液中铵根离子与氢氧化镁反应,离子方程式为,A错误;B.二氧化硫使酸性高锰酸钾褪色的离子方程式为,B错误;C.小苏打为碳酸氢钠,离子方程式为,C错误;D.D选项中离子方程式正确;故答案选D;
10.氨是一种重要的化工原料,主要用于化肥工业,也广泛用于硝酸、纯碱、制药等工业;合成氨反应为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1。实验室用加热NH4Cl和Ca(OH)2固体混合物的方法制取少量氨气;侯氏制碱法用氨气、二氧化碳,与饱和食盐水制备纯碱碳酸钠。侯氏制碱法制取NaHCO3的原理为NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4C1。实验室用如图所示的装置模拟侯氏制碱法制取少量NaHCO3固体。下列有关说法不正确的是( )
A.装置I中反应的离子方程式为CaCO3+2H++2Cl-=Ca2++CO2↑+H2O
B.向装置II洗气瓶中加入饱和NaHCO3溶液以除去CO2中的少量HCl
C.装置III中用冰水浴冷却试管内溶液有利于析出NaHCO3固体
D.析出NaHCO3固体的上层清液中一定仍旧存在HCO
【答案】A
【解析】A.装置I中碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳、水,反应的离子方程式为CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O,故A错误;B.碳酸氢钠和二氧化碳不反应,碳酸氢钠和HCl反应放出二氧化碳,向装置II洗气瓶中加入饱和NaHCO3溶液以除去CO2中的少量HCl,故B正确;C.碳酸氢钠的溶解度随温度降低而减小,装置III中用冰水浴冷却试管内溶液有利于析出NaHCO3固体,故C正确;D.析出NaHCO3固体的上层清液是碳酸氢钠的饱和溶液,一定仍旧存在HCO、Na+,故D正确;选A;
11.下列化学方程式或离子方程式不能解释所对应事实的是( )
A.金属钠露置在空气中,光亮的银白色表面逐渐变暗:4Na+O2→2Na2O
B.用小苏打治疗胃酸过多:HCO+ H+→CO2↑+H2O
C.硫酸铵溶液与氢氧化钡溶液混合,溶液变浑浊,产生气体:Ba2++SO+NH+OH-→ BaSO4↓+NH3↑+H2O
D.氢氧化铁悬浊液与HI溶液混合,得到绿色澄清溶液:2Fe(OH)3+6H++2I-→2Fe2++I2+6H2O
【答案】C
【解析】A.钠和氧气在常温下反应生成氧化钠,A正确;B.小苏打为碳酸氢钠,能和胃酸中的盐酸反应,即反应生成水和二氧化碳,离子方程式正确,B正确;C.硫酸铵和氢氧化钡反应生成硫酸钡和氨气和水,离子方程式为:Ba2++SO+2NH+2OH-=BaSO4↓+2NH3↑+2H2O ,C错误;D.氢氧化铁和碘化氢反应生成亚铁离子和碘单质,根据电子守恒得离子方程式为2Fe(OH)3+6H++2I-→2Fe2++I2+6H2O ,D正确;故选C;
12.在烧杯中加水和苯(密度:0.88 g/cm3)各50 mL,将一小粒金属钠(密度:0.97 g/cm3)投入烧杯中。观察到的现象可能是( )
A.钠在水层中反应并四处游动
B.钠停留在苯层中不发生反应
C.钠在苯的液面上反应并四处游动
D.钠在苯与水的界面处反应并做上下跳动
【答案】D
【解析】A.密度:H2O>Na>苯,由浮力原理可知,呈固态的钠粒在水与苯的界面处并与水发生反应,A错误;B.Na和苯不反应,但密度:H2O>Na>苯,因此钠应在水与苯的界面处并与水发生反应,B错误;C.钠的密度比苯大且不与苯反应,C错误;D.由A可知,呈固态的钠粒在水与苯的界面处并与水发生反应,与苯不反应,钠在两种液体的界面处跟水反应生成氢气,氢气不溶于水和苯,包围在钠粒周围的氢气使钠粒受的浮力大于重力而上浮,在钠粒上浮的过程中氢气脱离钠粒逸出液面,钠粒在重力作用下又落到了液体的界面处,在苯与水的界面处反应并做上下跳动,直到钠粒完全消失为止,D正确;答案选D;
13.关于下列实验装置的说法正确的是( )
A.图甲可用来制备小苏打
B.图乙能保证较长时间观察到白色沉淀
C.图丙可实现蒸发Na2CO3溶液得到Na2CO3固体
D.图丁可以实现石油分馏
【答案】A
【解析】A.向饱和NaCl溶液中先通入足量NH3,然后向其中再通入足量CO2,发生反应:NaCl+NH3+H2O+CO2=NaHCO3+NH4Cl,由于NaHCO3溶解度较小,反应消耗溶剂水,产生大量NaHCO3,因此装置甲中会有白色沉淀NaHCO3析出,A正确;B.盛有氢氧化钠溶液的胶头滴管应该深入到硫酸亚铁溶液中,故B错误;C.蒸发溶液应该在蒸发皿中进行,而图中为坩埚,故C错误;D.蒸馏实验中温度计的位置应该在蒸馏烧瓶的支管口处,故D错误;故选A;
14.下列有关物质性质与应用错误的是( )
A.碳酸钠与碳酸氢钠的溶液都显碱性,都可用作食用碱
B.乙醚、75%的乙醇、含氯消毒剂、过氧乙酸()、氯仿等有强氧化性,可以有效灭活新型冠状病毒
C.碱金属的熔点都较低,导热性都较好,可以用液态钠作核反应堆的传热介质
D.2021年10月16日中国发射神舟13号,于2022年4月16日返回地球,火箭飞天使用的燃料是偏二甲肼,氧化剂是四氧化二氨,两者反应剧烈放能多,且产物无污染
【答案】B
【解析】A.根据盐类水解的规律,强碱弱酸盐水解呈碱性,碳酸钠和碳酸氢钠分别是强碱碳酸盐和强碱碳酸氢盐,所以它们水解都呈碱性;食用碱是指有别于工业用碱的纯碱和小苏打,在厨房做面点,一般用小苏打作为面点的蓬松剂,也可用纯碱代替小苏打,故A正确;
B.乙醚、乙醇、氯仿灭活新型冠状病毒是破坏了蛋白质结构,不具有强氧化性,故B错误;C.碱金属元素金属性强,最外层电子受到原子核的吸引力小,因此物质的熔点都比较低,导热性都很好,如液态钠导热性强,可用作核反应堆的传热介质,故C正确;D.偏二甲肼 和四氧化二氮,在火箭发射导弹时,两者剧烈反应产生大量气体并释放出大量的热,该反应的化学方程,中元素化合价降低,是氧化剂,故D正确;故答案为B;
15.已知:①可与过氧化钠粉末发生化合反应生成,②能被酸性溶液氧化成。某兴趣小组设计了如下图所示的装置制备,下列说法不正确的是( )
A.装置A无需加热,滴入浓硝酸就能发生反应
B.装置B中铜的作用是提高NO的生成率
C.装置C中装的药品可以是氢氧化钠固体
D.装置E中的酸性溶液的主要作用是吸收多余的NO
【答案】A
【解析】A.浓硝酸和碳常温的时候不反应,加热的时候发生反应C+4HNO3(浓)=CO2+4NO2+2H2O,A错误;B.装置A中产生的二氧化氮,在装置B中和水反应生成硝酸和一氧化氮,其中硝酸和铜反应生成一氧化氮,这样可以提高NO的生成率,B正确;C.从装置B中出来的一氧化氮中混入了二氧化碳和水蒸气,这些都会和过氧化钠反应,需要除去,而一氧化氮不和氢氧化钠反应,二氧化碳和水蒸气可以被氢氧化钠固体吸收,C正确;D.含有一氧化氮的尾气对环境有害,由题意可知一氧化氮可以被酸性高锰酸钾溶液吸收,D正确;故选A;
16.下列离子方程式书写正确的是( )
A.向Mg(HCO3)2溶液中滴加足量NaOH溶液:Mg2++HCO+OH-=MgCO3↓+H2O
B.H218O中投入Na2O2固体:2H218O+2Na2O2=4Na++4OH-+18O2↑
C.向苯酚钠溶液中通入少量CO2:C6H5O-+H2O+CO2→C6H5OH+HCO
D.KHS溶液中加入CuCl2粉末:Cu2++S2-=CuS↓
【答案】C
【解析】A.向Mg(HCO3)2溶液中滴加足量NaOH溶液:,A错误;B.H218O中投入Na2O2固体,生成的氧气中氧原子有一半来自于水,一半来自过氧化钠,B错误;C.碳酸酸性比苯酚强,故离子方程式正确,C正确;D.HS-不可拆,Cu2++2HS-=CuS↓+2H+,D错误;故选C;17.一种利用有机胺(TBA)联合生产碳酸氢钠和二氯乙烷的工艺流程如图所示;
下列说法错误的是( )
A.“制碱过程”后通过加热蒸发结晶得到NaHCO3
B.该工艺原子利用率100%
C.“氯化过程”每生成lmolC2H4Cl2,总反应中消耗0.5molO2
D.“胺再生过程”反应为4CuCl+O2+4TBA·HCl=4CuCl2+4TBA+2H2O
【答案】A
【解析】A. NaHCO3热稳定性差,加热易分解,应通过降温结晶得到NaHCO3,故A错误;B.从生成工艺流程图可以看出,反应物全部转化成产物,该工艺原子利用率100%,故B正确;C. “氯化过程”的方程式为C2H4+2CuCl2=C2H4Cl2+2CuCl,再结合胺再生过程方程式4CuCl+O2+4TBA·HCl=4CuCl2
展开阅读全文