考點(diǎn)一 鈉的性質(zhì)及用途
知識(shí)梳理1.鈉的物理性質(zhì)顏色:______色,有金屬光澤;密度:ρ(H2O)____ρ(Na)____ρ(煤油);硬度:質(zhì)地________;熔點(diǎn):低于____ ℃。
4Na+O2===2Na2O
(2)與水反應(yīng)①離子方程式:________________________________。②鈉與水(含酚酞)反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及解釋
2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑
2Na+2H+===2Na++H2↑
2Na+2H2O+Cu2+===2Na++Cu(OH)2↓+H2↑
3.鈉的制取及保存(1)制?。夯瘜W(xué)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(yīng)堆的導(dǎo)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(yīng)在不同條件下生成產(chǎn)物不同,據(jù)此回答下列問題。(1)1 ml鈉與足量氧氣反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為________。(2)1 ml氧氣與足量鈉反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)范圍為________。(3)金屬鈉燃燒時(shí)火焰為黃色,但實(shí)驗(yàn)時(shí)常伴有黑煙,原因是_________________________________。
鈉表面煤油未除盡,燃燒時(shí)冒黑煙
[判斷] (正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)(1)鈉表面自然形成的氧化層能夠保護(hù)內(nèi)層金屬不被空氣氧化(  )(2)鈉與CuSO4溶液的反應(yīng):2Na+Cu2+===Cu↓+2Na+(  )(3)1 ml Na被完全氧化生成Na2O2,失去2NA個(gè)電子(  )(4)鈉與足量O2反應(yīng)生成Na2O,隨著溫度的升高,生成Na2O的速率逐漸加快(  )(5)根據(jù)反應(yīng)Na+KCl NaCl+K↑,知Na的金屬性強(qiáng)于K(  )(6)實(shí)驗(yàn)完畢后剩余的金屬鈉不能隨意丟棄,應(yīng)放回原試劑瓶(  )
[提醒]鈉與鹽溶液(除部分酸式鹽溶液外,如NaHSO4溶液)反應(yīng)時(shí),先與水反應(yīng),生成的氫氧化鈉再與鹽反應(yīng),故不會(huì)生成金屬單質(zhì)。如鈉投入硫酸銅溶液中,生成氫氧化銅沉淀。
對(duì)點(diǎn)速練練點(diǎn)一 鈉的性質(zhì)判斷1.等質(zhì)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(yīng),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(yīng)產(chǎn)物質(zhì)量最大D.兩塊鈉的反應(yīng)產(chǎn)物質(zhì)量一樣大
解析:金屬鈉失電子均變?yōu)椋?價(jià)的陽離子,等質(zhì)量的兩塊鈉,失電子是一樣的。根據(jù)4Na+O2===2Na2O,則1 ml金屬鈉完全反應(yīng)得氧化鈉的質(zhì)量是31 g,根據(jù)反應(yīng)2Na+O2 Na2O2,則1 ml金屬鈉完全反應(yīng)得過氧化鈉的質(zhì)量是39 g,等質(zhì)量的兩塊鈉,即金屬鈉的物質(zhì)的量是相等的,所以生成過氧化鈉的質(zhì)量大,即第一塊鈉的反應(yīng)產(chǎn)物質(zhì)量大。
2.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(chǎn)生的是(  )①M(fèi)gSO4溶液?、贜a2SO4稀溶液?、埏柡统吻迨宜蹸a(HCO3)2溶液?、軨uSO4溶液?、揎柡蚇aCl溶液A.①④⑤⑥ B.③④⑤⑥ C.②④⑤⑥ D.①③④⑥
3.向分別盛有100 mL水、100 mL 0.1 ml·L-1鹽酸、100 mL 0.01 ml·L-1硫酸銅溶液的X、Y、Z三個(gè)燒杯中各投入0.05 ml Na。下列有關(guān)說法正確的是(  )A.三個(gè)燒杯中均會(huì)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燒杯中反應(yīng)最劇烈C.三個(gè)燒杯反應(yīng)后,生成的溶質(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
解析:鈉與鹽酸反應(yīng)時(shí)鈉先與H+反應(yīng),離子方程式表示為2Na+2H+===2Na++H2↑,與CuSO4溶液反應(yīng)會(huì)生成沉淀,A錯(cuò)誤;X燒杯中,水中的氫離子濃度最小,反應(yīng)最慢,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,Z燒杯中生成的溶質(zhì)為Na2SO4,由于鈉的物質(zhì)的量相同,故Z燒杯中物質(zhì)的量濃度最小,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。
練點(diǎn)二 鈉的探究性實(shí)驗(yàn)4.為探究鈉與鹽反應(yīng)的規(guī)律,某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)設(shè)計(jì)了下列兩組實(shí)驗(yàn):實(shí)驗(yàn)1:如圖,在蒸發(fā)皿中放一小塊鈉,加熱至熔化時(shí),用玻璃棒蘸取少量無水CuSO4與熔化的鈉接觸?,F(xiàn)象:瞬間產(chǎn)生耀眼的火花,同時(shí)有紅色物質(zhì)生成。實(shí)驗(yàn)2:如圖2,向盛有CuSO4溶液的小燒杯中加入一小塊鈉?,F(xiàn)象:鈉浮在水面上,熔化成液態(tài)鈉球并四處游動(dòng),生成藍(lán)色沉淀。
問題:(1)實(shí)驗(yàn)2中反應(yīng)的離子方程式為______________________________________________________(2)比較實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)2可知Na與CuSO4反應(yīng)生成Cu的實(shí)驗(yàn)條件為_____________________________________________________
2Na+Cu2++2H2O===2Na++Cu(OH)2↓+H2↑
5.如圖甲是演示金屬鈉與水的反應(yīng)的重要實(shí)驗(yàn),為收集檢驗(yàn)氣體產(chǎn)物,某興趣小組將甲裝置改進(jìn)成如下乙或丙,請(qǐng)根據(jù)要求回答下列問題。
(1)寫出鈉與水反應(yīng)的離子方程式:______________________________________________________。(2)按乙裝置實(shí)驗(yàn),液體添加完畢后,關(guān)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(xiàn)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(xiǎn)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(dòng)D.隨反應(yīng)的進(jìn)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
解析:(2)因鈉的密度比水小,比煤油大,鈉與水接觸時(shí)反應(yīng)產(chǎn)生氫氣,生成的氣體將鈉塊帶離水層,進(jìn)入煤油層后停止反應(yīng)又下沉,如此往復(fù),直至鈉反應(yīng)完,反應(yīng)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(dòng)。
(3)乙裝置中漏斗在反應(yīng)過程中的主要作用是_____________________________________________________。(4)用乙裝置實(shí)驗(yàn),點(diǎn)燃?xì)怏w產(chǎn)物時(shí),是否需要檢驗(yàn)純度________(填“是”或“否”)。(5)按圖丙所示方法來收集產(chǎn)生的氣體,需將鈉包好,再放入水中。取相同質(zhì)量的鈉按下列兩種情況收集產(chǎn)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(guān)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
儲(chǔ)存反應(yīng)過程中排出的水
解析:(4)液體充滿U形管,反應(yīng)過程中只產(chǎn)生氫氣,不可能含有氧氣,點(diǎn)燃時(shí)不會(huì)爆炸,因而不需要檢驗(yàn)氫氣的純度。(5)Na和H2O反應(yīng)產(chǎn)生H2的同時(shí)產(chǎn)生NaOH,NaOH可以和Al發(fā)生反應(yīng)2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑,故用鋁箔包住Na時(shí)產(chǎn)生的H2的體積較大。
考點(diǎn)二 氧化鈉與過氧化鈉
知識(shí)梳理1.氧化鈉和過氧化鈉的比較
不穩(wěn)定(2Na2O+O22Na2O2)
Na2O+H2O===2NaOH
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
Na2O+CO2===Na2CO3
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
Na2O+2HCl===2NaCl+H2O
2.Na2O2的強(qiáng)氧化性與還原性從元素化合價(jià)角度分析Na2O2的性質(zhì)
(1)強(qiáng)氧化性的五個(gè)表現(xiàn)(2)遇KMnO4等強(qiáng)氧化劑時(shí),表現(xiàn)出還原性,氧化產(chǎn)物為O2。(3)遇CO2、H2O、H+則發(fā)生自身的氧化還原反應(yīng)。
[判斷] (正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)(1)氧化鈉、過氧化鈉均為堿性氧化物(  )(2)1 ml Na2O2固體中含離子總數(shù)為4NA(  )(3)Na2O2溶于水產(chǎn)生O2的離子方程式為Na2O2+H2O===2Na++2OH-+O2↑(  )(4)Na2O2的電子式為 (  )(5)1 ml鈉與氧氣反應(yīng)生成Na2O或Na2O2時(shí),失去的電子數(shù)目均為NA(  )(6)Na2O2與H2O反應(yīng)時(shí),Na2O2既是還原劑又是氧化劑(  )(7)7.8 g Na2O2與足量的CO2反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子的個(gè)數(shù)為0.2NA(  )(8)Na2O2在潮濕的空氣中放置一段時(shí)間,最終產(chǎn)物是NaOH(  )
對(duì)點(diǎn)速練練點(diǎn)一 鈉的氧化物性質(zhì)判斷與計(jì)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(yīng)后,若固體質(zhì)量增加了28 g,反應(yīng)中有關(guān)物質(zhì)的物理量正確的是(NA表示阿伏加德羅常數(shù))(  )
解析: +2CO2===2Na2CO3+O2 Δm 轉(zhuǎn)移電子 2 ml 2 ml 56 g 2 ml 1 ml 1 ml 28 g 1 ml由上述關(guān)系,不難得出C項(xiàng)正確。B項(xiàng)中未指明標(biāo)準(zhǔn)狀況,錯(cuò)誤。
2.200 ℃時(shí),11.6 g CO2和水蒸氣的混合氣體與足量的Na2O2充分反應(yīng)后固體質(zhì)量增加了3.6 g,則原混合氣體的總物質(zhì)的量是(  )A.0.125 ml  B.0.25 mlC.0.5 ml D.1 ml
3.如圖所示,兩圓圈相交的部分表示圓圈內(nèi)的物質(zhì)相互發(fā)生的反應(yīng)。已知鈉及其氧化物的物質(zhì)的量均為 0.1 ml,水的質(zhì)量為100 g。下列說法正確的是(  )A.反應(yīng)③最多能產(chǎn)生0.05 ml O2B.反應(yīng)①的離子方程式為Na+2H2O===Na++2OH-+H2↑C.Na2O2中陰陽離子數(shù)目之比為1∶1D.①、②、③充分反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù):①>②>③
解析:0.1 ml Na2O2與100 g H2O反應(yīng),H2O過量,反應(yīng)③最多能產(chǎn)生0.05 ml O2,選項(xiàng)A正確;反應(yīng)①的離子方程式應(yīng)為2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;Na2O2中陰陽離子數(shù)目之比為1∶2,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;①、②、③充分反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)(NaOH)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)從大到?。孩郏舰?①,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
3.轉(zhuǎn)移電子關(guān)系2 ml的Na2O2不論與H2O還是與CO2反應(yīng)均生成1 ml的O2,轉(zhuǎn)移2 ml的電子。
練點(diǎn)二 鈉的氧化物的探究性實(shí)驗(yàn)4.某課外活動(dòng)小組設(shè)計(jì)如圖實(shí)驗(yàn)裝置,驗(yàn)證“二氧化碳與水接觸時(shí)才能和過氧化鈉反應(yīng)”。
(1)過氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)的化學(xué)方程式是_______________________________,該反應(yīng)中,反應(yīng)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(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)先打開彈簧夾________(填“K1”或“K2”),觀察到預(yù)期現(xiàn)象后,關(guān)閉它,再打開另一個(gè)彈簧夾。
解析:(1)此反應(yīng)是放熱反應(yīng)。(2)依據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,需要干燥CO2,所以裝置Ⅰ是制取CO2的裝置,因?yàn)辂}酸易揮發(fā)出HCl,所以應(yīng)選擇稀硫酸、小蘇打。(3)先通干燥CO2,然后再通濕潤(rùn)C(jī)O2進(jìn)行對(duì)比。
(4)實(shí)驗(yàn)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(fù)燃。①為觀察到最終木條復(fù)燃,甲建議在Ⅲ后安裝一個(gè)盛有堿石灰的干燥管,目的是__________________________________________;②乙認(rèn)為即使采納甲的建議且最終觀察到木條復(fù)燃,也不能證明CO2參與了反應(yīng),原因是____________________。(5)為進(jìn)一步達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,?yīng)補(bǔ)充的實(shí)驗(yàn)是:取最終反應(yīng)后Ⅲ中所得固體,_________________________________________________。
除去未充分反應(yīng)的CO2 
水與Na2O2反應(yīng)生成O2
加入稀鹽酸,將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水中(答案合理即可)
解析:(1)由N元素的化合價(jià)降低可知,NaNO3是氧化劑。配平方程式:10Na+2NaNO3 6Na2O+N2↑,收集到1.12 m3(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)N2,n(N2)=50 ml,那么n(Na2O)=300 ml,故m(Na2O)=18.6 kg。
(2)制取Na2O時(shí)由于設(shè)備密封性不好而進(jìn)入了少量空氣,導(dǎo)致制得的Na2O產(chǎn)品中含有Na2O2雜質(zhì)?,F(xiàn)有Na2O產(chǎn)品m g(假設(shè)只含有Na2O2雜質(zhì)),請(qǐng)從下面選用合適的儀器和試劑,設(shè)計(jì)一種可選用的實(shí)驗(yàn)儀器組合,以完成樣品中Na2O含量的測(cè)定。
可選用的試劑:a.濃硫酸 b.水 c.鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液 d.NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液 e.酚酞 f.堿石灰 g.稀鹽酸
(以下三種方法任選一種,其他合理方法亦可)
解析:(2)測(cè)定樣品中氧化鈉的含量有多種方法,可通過測(cè)生成O2的體積來計(jì)算Na2O2的量;也可測(cè)反應(yīng)后錐形瓶和溶液的總質(zhì)量與反應(yīng)前錐形瓶、樣品和水的總質(zhì)量之差,還可以通過滴定法測(cè)錐形瓶中生成NaOH的量來計(jì)算。
(3)某學(xué)生設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)方案來測(cè)定該試樣中Na2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù),其操作流程和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下:該Na2O產(chǎn)品中Na2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為    。
考點(diǎn)三 碳酸鈉與碳酸氫鈉
知識(shí)梳理1.Na2CO3和NaHCO3的性質(zhì)
Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑
Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOH
Na2CO3+BaCl2===BaCO3↓+2NaCl
NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑
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(shí)的廢氣其反應(yīng)為C+H2O(g)CO+H2,CO+H2O(g)CO2+H2。
(3)反應(yīng)原理產(chǎn)生NaHCO3反應(yīng):______________________________________________________。產(chǎn)生Na2CO3反應(yīng):____________________________________________________。(4)循環(huán)使用的物質(zhì):    、      。
NH3+NaCl+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl
[判斷]?。ㄕ_的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)(1)用試管加熱碳酸氫鈉固體時(shí),使試管口豎直向上( ?。?)分別加熱Na2CO3和NaHCO3固體,試管內(nèi)壁均有水珠出現(xiàn),則說明兩種物質(zhì)均受熱分解( ?。?)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)向小蘇打和蘇打溶液中分別加入鹽酸,均有氣泡冒出,說明兩者均能與鹽酸反應(yīng)( ?。?)用酚酞試液可鑒別飽和食鹽水和飽和純堿溶液( ?。?br/>(7)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(xiàn)白色渾濁(  )(8)向某溶液中加入稀鹽酸,產(chǎn)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( ?。?)用熱的純堿溶液洗去油污,是因?yàn)镹a2CO3可直接與油污反應(yīng)( ?。?br/>對(duì)點(diǎn)速練練點(diǎn)一 Na2CO3、NaHCO3的性質(zhì)判斷1.關(guān)于NaHCO3性質(zhì)的有關(guān)敘述不正確的是( ?。〢.既能與強(qiáng)酸反應(yīng),又能與強(qiáng)堿反應(yīng)B.醫(yī)療上可用于治療胃酸過多C.與足量的酸反應(yīng)時(shí)放出的CO2比與等質(zhì)量的Na2CO3要多D.同溫度時(shí),NaHCO3的溶解度>Na2CO3的溶解度
解析:NaHCO3可與酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w,如與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳、氯化鈉和水,也可與堿反應(yīng),如與氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和水,故A正確;碳酸氫鈉和鹽酸反應(yīng),可用于中和胃酸,故B正確;等質(zhì)量的碳酸鈉、碳酸氫鈉,n(NaHCO3)>n(Na2CO3),分別與足量的鹽酸反應(yīng),NaHCO3生成的二氧化碳多,故C正確;常溫下相同的溶劑時(shí),Na2CO3較NaHCO3易溶,故D錯(cuò)誤。
2.下列可以用來判定碳酸氫鈉粉末中混有碳酸鈉的實(shí)驗(yàn)方法是( ?。〢.加熱時(shí)有無色氣體放出B.滴加鹽酸時(shí)有氣泡產(chǎn)生C.溶于水后,滴加稀的氯化鋇溶液有白色沉淀生成D.溶于水后,滴加澄清石灰水有白色沉淀生成
解析:NaHCO3與BaCl2不反應(yīng),而Na2CO3與BaCl2溶液反應(yīng)產(chǎn)生白色BaCO3沉淀,C項(xiàng)正確。
3.為除去括號(hào)內(nèi)的雜質(zhì),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(yīng)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:Ba(OH)2與Na2CO3和Na2SO4均發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成白色沉淀,不符合除雜的要求。
方法總結(jié)1.碳酸鈉與碳酸氫鈉的鑒別方法(1)固體鑒別法加熱法,產(chǎn)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(chǎn)生沉淀的是Na2CO3。②氣體法:滴入鹽酸立即產(chǎn)生氣體的是NaHCO3。③測(cè)pH法:用pH試紙測(cè)其相同濃度的稀溶液,pH大的是Na2CO3。
2.Na2CO3、NaHCO3的除雜方法
練點(diǎn)二 Na2CO3、NaHCO3的計(jì)算判斷4.有關(guān)NaHCO3和Na2CO3的性質(zhì),以下敘述錯(cuò)誤的是( ?。〢.等質(zhì)量的NaHCO3和Na2CO3與足量鹽酸反應(yīng),在相同條件下Na2CO3產(chǎn)生的CO2體積小B.等物質(zhì)的量的兩種鹽與同濃度鹽酸完全反應(yīng),所消耗鹽酸的體積Na2CO3是NaHCO3的兩倍C.等質(zhì)量NaHCO3和Na2CO3與鹽酸完全反應(yīng),前者消耗鹽酸較多D.等物質(zhì)的量的NaHCO3和Na2CO3與足量鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生CO2一樣多
(1)在A情況下,溶質(zhì)是       ?。ㄌ罨瘜W(xué)式),其物質(zhì)的量之比為    。(2)在B情況下,溶質(zhì)是       ?。ㄌ罨瘜W(xué)式),其物質(zhì)的量之比為    。(3)原氫氧化鈉溶液的物質(zhì)的量濃度為    。
NaOH、Na2CO3
Na2CO3、NaHCO3
練后歸納利用數(shù)形思想分析碳酸鈉、碳酸氫鈉與鹽酸的反應(yīng)
(1)向Na2CO3溶液中逐滴加入鹽酸,消耗HCl的體積與產(chǎn)生CO2的體積的關(guān)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(chǎn)生CO2的體積的關(guān)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(chǎn)生CO2的體積的關(guān)系如圖丙所示(設(shè)NaOH、Na2CO3的物質(zhì)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(chǎn)生CO2的體積的關(guān)系如圖丁所示(設(shè)Na2CO3、NaHCO3的物質(zhì)的量之比為1∶1)。
練點(diǎn)三 以Na2CO3、NaHCO3為載體的探究實(shí)驗(yàn)6.根據(jù)侯氏制堿原理制備少量NaHCO3的實(shí)驗(yàn),經(jīng)過制取氨氣、制取NaHCO3、分離NaHCO3、干燥NaHCO3四個(gè)步驟,下列圖示裝置和原理能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖牵ā 。?br/>解析:NH4Cl在試管底部分解為NH3和HCl,溫度一降低又會(huì)生成NH4Cl,無法得到NH3,A錯(cuò)誤;通入CO2的導(dǎo)管應(yīng)長(zhǎng)進(jìn)短出,B錯(cuò)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(huì)分解:2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O,同時(shí)對(duì)固體加熱應(yīng)在坩堝中進(jìn)行,D錯(cuò)誤。
7.如圖是模擬“侯氏制堿法”制取NaHCO3的部分裝置。下列操作正確的是( ?。〢.a(chǎn)通入CO2,然后b通入NH3,c中放堿石灰B.b通入NH3,然后a通入CO2,c中放堿石灰C.a(chǎn)通入NH3,然后b通入CO2,c中放蘸稀硫酸的脫脂棉D(zhuǎn).b通入CO2,然后a通入NH3,c中放蘸稀硫酸的脫脂棉
解析:由于CO2在水中的溶解度比較小,而NH3極易溶于水,所以在實(shí)驗(yàn)中要先通入溶解度較大的NH3,再通入CO2,由于NH3極易溶于水,在溶于水時(shí)極易發(fā)生倒吸現(xiàn)象,所以通入NH3的導(dǎo)氣管的末端不能伸入到溶液中,即a先通入NH3,然后b通入CO2,A、B、D均錯(cuò)誤;因?yàn)镹H3是堿性氣體,所以過量的NH3要用稀硫酸來吸收,故答案選C。
8.某?;瘜W(xué)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(shí)驗(yàn),如圖所示。
(1)只根據(jù)圖Ⅰ、Ⅱ所示實(shí)驗(yàn),能夠達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖恰   。ㄌ钛b置序號(hào))。(2)圖Ⅲ、Ⅳ所示實(shí)驗(yàn)均能鑒別這兩種物質(zhì),其反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________________________________;與實(shí)驗(yàn)Ⅲ相比,實(shí)驗(yàn)Ⅳ的優(yōu)點(diǎn)是   ?。ㄌ钚蛱?hào))。A.Ⅳ比Ⅲ復(fù)雜B.Ⅳ比Ⅲ安全C.Ⅳ比Ⅲ操作簡(jiǎn)便D.Ⅳ可以做到用一套裝置同時(shí)進(jìn)行兩個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn),而Ⅲ不行
解析:(1)圖Ⅰ不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,因?yàn)闊o論碳酸鈉還是碳酸氫鈉均可以與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳,二氧化碳?xì)怏w與澄清石灰水作用變渾濁,故不可以;圖Ⅱ可以鑒別,因?yàn)榈荣|(zhì)量的碳酸鈉和碳酸氫鈉與足量的稀鹽酸反應(yīng),生成的二氧化碳?xì)怏w的量不同,可根據(jù)氣球膨脹程度來判斷。(2)圖Ⅲ、Ⅳ所涉及的化學(xué)方程式為2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑,CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O,實(shí)驗(yàn)Ⅳ的優(yōu)點(diǎn)是可同時(shí)做對(duì)比實(shí)驗(yàn)。
(3)若用實(shí)驗(yàn)Ⅳ驗(yàn)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   ?。ㄌ罨瘜W(xué)式)。
解析:(3)試管B裝入碳酸氫鈉,試管A裝入碳酸鈉,這樣直接加熱的碳酸鈉,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,表明了碳酸氫鈉很不穩(wěn)定。
考點(diǎn)四 堿金屬元素與焰色反應(yīng)
知識(shí)梳理1.堿金屬(1)相似性和遞變性
(2)特殊性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(yīng)與鈉不同,只生成Li2O。
(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(cuò)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)Li在空氣中燃燒生成Li2O2(  ) (4)焰色反應(yīng)是一種復(fù)雜的化學(xué)變化(  ) (5)鈉、氧化鈉、碳酸鈉的焰色反應(yīng)均顯黃色(  ) (6)用潔凈的鉑絲對(duì)某溶液進(jìn)行焰色反應(yīng),火焰呈黃色,則溶液中一定含有Na+,不含K+(  ) (7)無水硫酸銫的化學(xué)式為Cs2SO4,它不易溶于水(  ) (8)進(jìn)行焰色反應(yīng)時(shí),使用稀硫酸清洗鉑絲(  )
[提醒]1.焰色反應(yīng)是物理變化,可以是單質(zhì),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(chǎn)物分別是Li2O、Na2O2、KO2(超氧化鉀)。
對(duì)點(diǎn)速練練點(diǎn)一 堿金屬元素的性質(zhì)1.下列有關(guān)銫及其化合物的說法不正確的是( ?。〢.CsOH的堿性比KOH的強(qiáng)B.銫與水或稀鹽酸反應(yīng)劇烈,都生成H2C.Cs的還原性比Na的強(qiáng),故Na+的氧化性強(qiáng)于Cs+D.Li的金屬性比Cs的強(qiáng)
解析:根據(jù)元素周期律,Cs的金屬性比K強(qiáng),故CsOH的堿性比KOH強(qiáng),A項(xiàng)正確;Cs的性質(zhì)與鈉相似,Na能與水或稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生H2,故Cs也能與水或稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生H2,且反應(yīng)更劇烈,B項(xiàng)正確;Cs的還原性強(qiáng)于Na,則Na+得電子能力比Cs+強(qiáng),即氧化性:Na+>Cs+,C項(xiàng)正確;Li、Cs均為堿金屬元素,Cs的電子層數(shù)多,更容易失去最外層電子,故金屬性:Cs>Li,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
2.堿金屬元素單質(zhì)及化合物有廣泛用途?;卮鹣铝袉栴}:(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(guān)其性質(zhì)說法中正確的是( ?。〢.鉀在空氣中燃燒時(shí),只生成K2OB.鉀與水反應(yīng),由于反應(yīng)劇烈可能會(huì)發(fā)生爆炸C.1 ml·L-1 KOH溶液比1 ml·L-1 NaOH溶液堿性強(qiáng)
(3)KH是一種野外供氫劑,其電子式為    ,與水反應(yīng)放出氫氣,生成1 ml氫氣時(shí),反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子數(shù)為    。(4)工業(yè)上用鈉制鉀,反應(yīng)方程式為Na+KCl K↑+NaCl,其原理為_________________________________________________。
高溫下,K變?yōu)檎羝莩?,濃度減小,平衡右移
練后歸納堿金屬問題設(shè)置的六個(gè)方面:(1)堿金屬單質(zhì)與水(或酸)反應(yīng)的現(xiàn)象;(2)堿金屬單質(zhì)的保存(注意堿金屬的密度);(3)堿金屬單質(zhì)與氧氣反應(yīng)產(chǎn)物的判斷;(4)堿金屬對(duì)應(yīng)的氫氧化物堿性強(qiáng)弱的比較;(5)堿金屬的碳酸鹽性質(zhì)的比較;(6)與最新的科學(xué)技術(shù)相關(guān)的堿金屬的應(yīng)用。
練點(diǎn)二 焰色反應(yīng)3.《本草經(jīng)集注》中對(duì)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(guān)的化學(xué)原理正確的是( ?。〢.焰色反應(yīng)  B.丁達(dá)爾效應(yīng)C.顏色反應(yīng) D.熱穩(wěn)定性
解析:鑒別硝石(KNO3)和樸硝(Na2SO4),由信息可知,Na、K的焰色反應(yīng)不同,則“以火燒之,紫青煙起,乃真硝石也”,該方法應(yīng)用了焰色反應(yīng),故A項(xiàng)正確。
4.做焰色反應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)用到的鉑絲,應(yīng)該用下列哪種溶液洗滌( ?。〢.稀HCl B.濃HNO3C.稀HNO3 D.稀H2SO4
解析:鉑絲應(yīng)用鹽酸洗滌,而不能利用硫酸洗滌,硫酸不揮發(fā),不能利用濃硝酸,濃硝酸容易分解。
5.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( ?。〢.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:鈉元素的焰色為黃色,而鉀元素的焰色為紫色,而且黃色會(huì)干擾紫色,所以不能判斷是否含有鉀元素。
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(zhì)洗凈,然后在火焰上灼燒至無色,這是因?yàn)榻饘俾然镌谧茻龝r(shí)易揮發(fā),若用稀H2SO4洗滌鉑絲,由于硫酸鹽的熔、沸點(diǎn)較高難以揮發(fā),會(huì)對(duì)后面實(shí)驗(yàn)造成干擾。
本講真題研練1.[2019·全國(guó)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(yīng)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(shí),鋇的焰色為( ?。〢.黃色 B.紅色 C.紫色 D.綠色
解析:重要金屬的焰色反應(yīng)的顏色平時(shí)要注意識(shí)記。
2.[2018·海南卷,1]下列食品添加劑中,常用作防腐劑的是(  )A.碘酸鉀 B.碳酸氫鈉C.苯甲酸鈉 D.磷酸氧鈉
3.正誤判斷(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)。(1)室溫下Na與空氣中O2反應(yīng)制取Na2O2[2019·江蘇卷,6D]( ?。?)鹽堿地(含較多Na2CO3等)不利于作物生長(zhǎng),可施加熟石灰進(jìn)行改良[2019·天津卷,3C]( ?。?)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(guó)卷Ⅲ,11C]( ?。?)2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2屬于置換反應(yīng)[2019·浙江4月,4C]( ?。?br/>4.[2018·高考選項(xiàng)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[2018·江蘇卷,3A]B.Na2O2可與CO2反應(yīng)放出氧氣,可用于制作呼吸面具[2018·海南卷,5A]C.碳酸鈉可用于去除餐具的油污[2018·全國(guó)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+[2018·全國(guó)卷Ⅲ,10C]
5.[2017·海南卷,16]鋰是最輕的活潑金屬,其單質(zhì)及其化合物有廣泛的用途?;卮鹣铝袉栴}:(1)用碳酸鋰和    反應(yīng)可制備氯化鋰,工業(yè)上可由電解LiCl-KCl的熔融混合物生產(chǎn)金屬鋰,陰極上的電極反應(yīng)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(zāi),其原因是_______________________________________________________。
解析:(1)碳酸鋰與鹽酸反應(yīng)生成LiCl,由電解LiCl-KCl的熔融混合物產(chǎn)生金屬鋰,陰極上鋰離子得到電子。(2)Li是活潑的金屬,與二氧化碳反應(yīng)。
Li++e-===Li

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