?第三單元　金屬及其化合物
第1節(jié)　鈉及其重要化合物

備考要點(diǎn)
素養(yǎng)要求
1.掌握鈉的主要性質(zhì)及其應(yīng)用。
2.掌握鈉的重要化合物的主要性質(zhì)及其應(yīng)用。
3.了解鈉及其重要化合物的制備方法。
1.宏觀辨識(shí)與微觀探析:認(rèn)識(shí)物質(zhì)的多樣性,能從鈉元素的原子結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)鈉的性質(zhì),理解“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的內(nèi)涵。
2.科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí):能發(fā)現(xiàn)和提出有探究?jī)r(jià)值的有關(guān)鈉及其化合物性質(zhì)的探究方案,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。
3.科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任:具有可持續(xù)發(fā)展意識(shí)和綠色化學(xué)觀念,能對(duì)與鈉性質(zhì)有關(guān)的社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題作出正確的價(jià)值判斷。


考點(diǎn)一　鈉的主要性質(zhì)及其應(yīng)用、堿金屬元素
必備知識(shí)自主預(yù)診　
知識(shí)梳理
1.鈉的物理性質(zhì)

顏　色
密　度
熔　點(diǎn)
硬　度
銀白色,有金屬光澤
ρ(水)　?
ρ(鈉)　?
ρ(煤油)
　　　100 ℃?
質(zhì)地　　?

2.鈉的化學(xué)性質(zhì)
(1)與非金屬單質(zhì)(如O2、Cl2)反應(yīng)的化學(xué)方程式:
①O2常溫:　　　　　　　　　　　　　　　　加熱:　　　　　　　　　　　　　　　　
②Cl2:　　　　　　　　　　　　　　　　　　?
(2)與水反應(yīng):
①離子方程式:　。?
②與含有酚酞的水溶液反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及解釋:

微點(diǎn)撥鈉在空氣中變化過(guò)程
銀白色金屬鈉表面變暗(生成Na2O)出現(xiàn)白色固體(生成NaOH)出現(xiàn)液滴(NaOH溶液)白色塊狀物質(zhì)(生成Na2CO3·10H2O)白色粉末狀物質(zhì)(生成Na2CO3)
3.鈉的制取、保存和用途
(1)制取:化學(xué)方程式為　。?

(2)保存:密封保存,在實(shí)驗(yàn)室中,通常保存在石蠟油或　　　　中。?
(3)用途:

微點(diǎn)撥因?yàn)镃Cl4的密度比鈉大,鈉不能保存在CCl4中,另外?？嫉脑噭┍４孢€有:NaOH溶液(用橡膠塞)、氯水和濃硝酸(用棕色試劑瓶、玻璃塞)、氫氟酸(用塑料瓶)等。
4.堿金屬的性質(zhì)
(1)堿金屬的一般性質(zhì):
原子
結(jié)構(gòu)
與性質(zhì)
相同點(diǎn)
最外層上都只有1個(gè)電子具有相似的化學(xué)性質(zhì)
不同點(diǎn)
從Li→Cs電子層數(shù)逐漸增多,原子半徑逐漸　　　?從Li到Cs金屬性逐漸　　　?
物理
性質(zhì)
相同點(diǎn)
堿金屬除Cs略帶金色光澤外,其他都是　　　　色有金屬光澤的固體,密度　　　　,硬度　　　　,熔、沸點(diǎn)　　　　,導(dǎo)電、導(dǎo)熱性　　　　?
遞變性
從Li→Cs密度呈　　　　趨勢(shì)(Na的密度比K　　),熔、沸點(diǎn)逐漸　　　　?


續(xù)　表
化學(xué)
性質(zhì)
與O2等
非金屬
單質(zhì)的
反應(yīng)
堿金屬都能與O2等非金屬單質(zhì)反應(yīng),Li、Na與O2反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Li+O22Li2O,4Na+O22Na2O,2Na+O2Na2O2。
K、Rb、Cs與O2在點(diǎn)燃時(shí)反應(yīng)生成比過(guò)氧化物結(jié)構(gòu)更復(fù)雜的物質(zhì)
與H2O
的反應(yīng)
堿金屬單質(zhì)與水均能發(fā)生反應(yīng),生成　　　　　　　　和H2。反應(yīng)的化學(xué)方程式可表示為(用M代表堿金屬)2M+2H2O2MOH+H2↑,但反應(yīng)的劇烈程度不同,從Li→Cs反應(yīng)越來(lái)越　　　　,證明它們的金屬性逐漸　　　　?

(2)堿金屬的特殊性質(zhì):
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堿金屬可與H2發(fā)生反應(yīng)生成RH(R代表堿金屬),RH屬于離子化合物,氫元素顯-1價(jià),堿金屬氫化物是強(qiáng)還原劑。如NaH+H2ONaOH+H2↑,　　　是還原劑,　　　是氧化劑,氧化產(chǎn)物是H2,還原產(chǎn)物也是H2。?
5.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)出特征顏色。
(2)操作步驟:
將鉑絲(或光潔無(wú)銹的鐵絲)在酒精燈(最好用煤氣燈)
外焰上灼燒至與原來(lái)的火焰顏色相同→蘸取某溶液→在外焰上灼燒并觀察火焰的顏色→將鉑絲(或鐵絲)用鹽酸清洗干凈→在外焰上灼燒至與原來(lái)的火焰顏色相同。
(3)常見(jiàn)元素的焰色:
鈉元素:　　　;鉀元素:　　　(透過(guò)　　　　觀察)。?
微點(diǎn)撥做焰色試驗(yàn)時(shí),用稀鹽酸洗滌鉑絲(或鐵絲)而不用稀硫酸。鉑絲(或鐵絲)在使用前要用稀鹽酸將其表面的物質(zhì)洗凈,然后在外焰上灼燒至與原來(lái)的火焰顏色相同,這是因?yàn)榻饘俾然镌谧茻龝r(shí)易揮發(fā),若用稀硫酸洗滌鉑絲,由于硫酸鹽的沸點(diǎn)較高而難以揮發(fā),會(huì)對(duì)焰色試驗(yàn)造成干擾。
自我診斷
1.判斷正誤,正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”。
(1)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+。(　　)
(2)乙醇和水都可以與金屬鈉反應(yīng)產(chǎn)生可燃性氣體,說(shuō)明乙醇分子中的氫與水分子中的氫具有相同的活性。(　　)
(3)比較水與乙醇中氫的活潑性的方法是分別將少量鈉投入到盛有水和乙醇的燒杯中。(　　)
(4)鉀、鈉、鎂等活潑金屬著火時(shí),不能用泡沫滅火器滅火。(　　)
(5)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。(　　)
(6)堿金屬元素Li、Na、K都可保存在煤油中。(　　)
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　　　　　　　(填序號(hào))。?
①M(fèi)gSO4溶液?、贐aCl2溶液　③飽和澄清石灰水
④Ca(HCO3)2溶液?、軨uSO4溶液?、揎柡褪雏}水?、邼恹}酸
關(guān)鍵能力考向突破　
考向1　鈉的性質(zhì)及應(yīng)用
【典例1】(2020河南周口中英文學(xué)校月考)下列關(guān)于鈉的敘述正確的是(　　)
A.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
B.鈉在空氣中燃燒生成Na2O
C.根據(jù)反應(yīng)Na+KCl(熔融)NaCl+K可知,Na的金屬性強(qiáng)于K
D.鈉燃燒時(shí)發(fā)出黃色(需要透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃)的火焰
易錯(cuò)警示(1)鈉與CuSO4溶液反應(yīng)不能置換出銅。
(2)鈉與水、酸反應(yīng)的實(shí)質(zhì)都是與H+的反應(yīng)。
(3)若涉及少量鈉與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的計(jì)算問(wèn)題時(shí),要注意產(chǎn)生氫氣的量一般與鹽酸中HCl的量無(wú)關(guān),只根據(jù)鈉的物質(zhì)的量計(jì)算即可。
對(duì)點(diǎn)演練1按下圖所示組合裝置,倒置的坩堝蓋子上放硫粉,在硫粉中央放一小塊鈉,用膠頭滴管向金屬鈉滴加一滴水,立即倒扣大燒杯,發(fā)現(xiàn)坩堝蓋子內(nèi)火星四濺,燒杯內(nèi)出現(xiàn)大量白煙,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)

A.水是鈉與硫反應(yīng)的催化劑
B.酚酞的水溶液可能變?yōu)榧t色
C.鈉與硫的反應(yīng)是放熱反應(yīng)
D.濾紙逐漸變黑
考向2　堿金屬元素、焰色試驗(yàn)
【典例2】最近,德國(guó)科學(xué)家實(shí)現(xiàn)了銣原子氣體超流體態(tài)與絕緣態(tài)的可逆轉(zhuǎn)換,該成果將在量子計(jì)算機(jī)研究方面帶來(lái)重大突破。已知銣?zhǔn)?7號(hào)元素,質(zhì)量數(shù)是85。根據(jù)材料回答下列問(wèn)題:
(1)銣37Rb位于周期表的第　　　　周期第　　　族。?
(2)關(guān)于銣的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),下列判斷正確的是　　　(填序號(hào))。?
①與水反應(yīng)比鈉劇烈　②它的原子半徑比鈉小?、鬯难趸锉┞对诳諝庵幸孜誄O2　④它是還原劑
(3)氫化銣與水反應(yīng)可放出氫氣,則下列敘述正確的是　　　(填字母,下同)。?
A.氫化銣溶于水顯酸性
B.氫化銣中氫離子被還原為氫氣
C.氫化銣與水反應(yīng)時(shí),水是還原劑
D.氫化銣中氫離子核外有兩個(gè)電子
(4)現(xiàn)有銣和另一種堿金屬形成的合金50 g,當(dāng)它與足量水反應(yīng)時(shí),放出標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氫氣22.4 L,這種堿金屬可能是　　　　　。?
　　　　　　　　　　　　　　　　
A.Li B.Na C.K D.Cs
對(duì)點(diǎn)演練2堿金屬及其化合物在生活和化工生產(chǎn)中具有廣泛的用途,下列說(shuō)法正確的是(　　)
A.五彩繽紛的焰火是由于K單質(zhì)的燃燒
B.碳酸鈉可用于制造洗滌劑,因?yàn)樘妓徕c是堿
C.用飽和碳酸氫鈉制造滅火劑比用飽和碳酸鈉制造滅火劑的效果好
D.鈉鉀合金能用作原子反應(yīng)堆的導(dǎo)熱劑是由于鈉和鉀是活潑金屬,易失電子
深度指津1.金屬鈉與可溶性鹽溶液反應(yīng)的思維模板

2.金屬鈉與水溶液反應(yīng)現(xiàn)象分析的思維模板
(1)共性:因?yàn)殁c與不同的水溶液反應(yīng)均為劇烈的置換反應(yīng),故有相似的現(xiàn)象產(chǎn)生。
①浮:鈉浮在液面上;②熔:鈉熔化成光亮的小球;③游:在液面上不停地游動(dòng)直至反應(yīng)完全;④響:反應(yīng)中不停地發(fā)出“嘶嘶”的響聲。
(2)差異性:鈉與酸及呈酸性的鹽溶液反應(yīng)時(shí),由于溶液中H+濃度較大,該反應(yīng)比鈉與水的反應(yīng)劇烈,可能導(dǎo)致鈉在液面上燃燒;與鹽溶液反應(yīng)時(shí),還可能會(huì)生成沉淀(如生成難溶性堿)、刺激性氣味氣體(如NH3)等。
考點(diǎn)二　鈉的氧化物
必備知識(shí)自主預(yù)診　
知識(shí)梳理
1.氧化鈉與過(guò)氧化鈉的比較

物質(zhì)
氧化鈉(Na2O)
過(guò)氧化鈉(Na2O2)
顏色、狀態(tài)
　　　　?
　　　　?
類別
　　　　?
過(guò)氧化物
(非堿性氧化物)
氧的價(jià)態(tài)
　　　　?
　　　　?
電子式
Na+[·×O·····×]2-Na+
Na+[·×O······O·····×]2-Na+
生成條件
常溫
加熱或點(diǎn)燃

熱穩(wěn)定性
　　　　?
穩(wěn)定
與水反應(yīng)
　　　　?
　　　　?
與CO2
反應(yīng)
　　　　?
　　　　?
與酸反應(yīng)
(鹽酸)
　　　　?
2Na2O2+4HCl
4NaCl+2H2O+O2↑
主要性質(zhì)
具有堿性氧化物通性
具有強(qiáng)氧化性
主要用途
用于制取少量Na2O2、燒堿
強(qiáng)氧化劑、漂白劑、供氧劑、消毒劑

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):
O02Na2O-12O-2
(1)強(qiáng)氧化性的表現(xiàn):
試劑
反應(yīng)原理
現(xiàn)象
SO2
氣體
Na2O2+SO2Na2SO4
-
FeCl2
溶液
4Na2O2+4FeCl2+6H2O4Fe(OH)3↓+O2↑+8NaCl
紅褐色沉淀,有無(wú)色氣體生成
Na2SO3
溶液
Na2O2+Na2SO3+H2ONa2SO4+2NaOH
-
氫硫酸
Na2O2+H2SS↓+2NaOH
溶液變渾濁
酚酞
溶液
與H2O反應(yīng)生成NaOH,Na2O2的強(qiáng)氧化性使之褪色
先變紅后褪色
品紅
溶液
Na2O2的強(qiáng)氧化性使之褪色
紅色褪去

(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)。
微點(diǎn)撥①氧化鈉、過(guò)氧化鈉都屬于氧化物,氧化鈉是堿性氧化物;②Na2O2具有強(qiáng)氧化性,但Na2O2與水、CO2反應(yīng)時(shí),因?yàn)樗械臍渑cCO2中的碳都處于最高價(jià)態(tài),不能被氧化,所以反應(yīng)為Na2O2自身的氧化還原反應(yīng)。
自我診斷
1.判斷正誤,正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”。
(1)Na2O、Na2O2都是易溶于水(與水反應(yīng))的白色固體。(　　)
(2)Na2O2在與CO2的反應(yīng)中既是氧化劑,又是還原劑。(　　)
(3)Na2O2能與CO2反應(yīng)產(chǎn)生O2,可用作呼吸面具供氧劑。(　　)
(4)將足量過(guò)氧化鈉投入紫色石蕊溶液中,溶液先變藍(lán)色后褪色,同時(shí)有氣泡產(chǎn)生。(　　)
(5)H2O2和Na2O2都屬于過(guò)氧化物,含有的化學(xué)鍵完全相同。(　　)
(6)7.8 g過(guò)氧化鈉含有的共用電子對(duì)數(shù)為0.2NA。(　　)
(7)室溫下Na與空氣中O2反應(yīng)制取Na2O2。(　　)
(8)淡黃色的過(guò)氧化鈉敞口放置變成白色:2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2,2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑。(　　)
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:
①向飽和氫硫酸溶液中加入少量Na2O2,產(chǎn)生淺黃色沉淀,其化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　。?
②Na2O2加入酚酞溶液中的現(xiàn)象:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(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　　　　性,氧化產(chǎn)物是　　　。?
3.某溶液中含有HCO3-、SO32-、CO32-、CH3COO-4種陰離子。向其中加入足量的Na2O2固體后,溶液中離子濃度基本保持不變的是　　　　　,增大的是　　　。?
關(guān)鍵能力考向突破　
考向1　Na2O2的性質(zhì)及應(yīng)用
【典例1】(2020四川遂寧二中月考)Na2O2是重要的化工原料,具有多種用途。
(1)寫出CO2和Na2O2反應(yīng)的化學(xué)方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(2)某學(xué)生判斷SO2和Na2O2反應(yīng)能生成硫酸鈉,你認(rèn)為他的判斷合理嗎?　　　　　　,簡(jiǎn)要說(shuō)明理由:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(3)該同學(xué)無(wú)法判斷反應(yīng)中是否有氧氣生成,打算使用如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(圖中鐵架臺(tái)等裝置已略去)。

裝置中B的作用是　　　　　　　　　　　　　　,D的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(4)將足量的Na2O2投入到含有下列離子的溶液中:NO3-、S2-、HCO3-、CO32-、Na+,若反應(yīng)完畢后無(wú)固體析出,則上述離子濃度減小的有　　　　　　　,濃度增大的離子有　　　　　　　。?
對(duì)點(diǎn)演練1(2020河北衡水中學(xué)期中)探究Na2O2與水的反應(yīng),實(shí)驗(yàn)如圖所示。已知:H2O2H++HO2-、HO2-H++O22-,下列分析不正確的是(　　)

A.①、⑤中產(chǎn)生的氣體能使帶火星的木條復(fù)燃
B.①、④中均發(fā)生了氧化還原反應(yīng)和復(fù)分解反應(yīng)
C.②、⑤中KMnO4與MnO2的作用不同,產(chǎn)生氣體的量也不同
D.通過(guò)③能比較酸性:HCl>H2O2
考向2　有關(guān)Na2O2與H2O、CO2反應(yīng)的定量計(jì)算
【典例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 mol B.0.25 mol
C.0.5 mol D.1 mol
深度指津過(guò)氧化鈉與CO2、H2O反應(yīng)中的定量關(guān)系

物質(zhì)的
量關(guān)系
無(wú)論是CO2或H2O的單一物質(zhì)還是二者的混合物,與足量的Na2O2反應(yīng)時(shí),反應(yīng)的CO2或H2O與放出O2的物質(zhì)的量之比均為2∶1
氣體體
積關(guān)系
若CO2和水蒸氣的混合氣體(或單一氣體)與足量的Na2O2反應(yīng)時(shí),氣體體積的減小量或反應(yīng)的氣體體積的12即為生成氧氣的體積
固體質(zhì)
量關(guān)系
相當(dāng)于固體Na2O2只吸收了CO2中的“CO”和H2O中的“H2”;可以看作發(fā)生相應(yīng)的反應(yīng):Na2O2+CONa2CO3,Na2O2+H22NaOH(實(shí)際上這兩個(gè)反應(yīng)都不能發(fā)生)。由此可推出凡分子組成符合(CO)m·(H2)n的物質(zhì),Wg該物質(zhì)在O2中完全燃燒,將其產(chǎn)物(CO2和水蒸氣)與足量的Na2O2反應(yīng)后,固體增重必為Wg。或是由C、H、O三種元素組成的物質(zhì),只要C、O原子個(gè)數(shù)比為1∶1,完全燃燒后的產(chǎn)物與Na2O2發(fā)生反應(yīng),均滿足上述質(zhì)量關(guān)系
電子轉(zhuǎn)
移關(guān)系
當(dāng)Na2O2與CO2、H2O反應(yīng)時(shí),物質(zhì)的量的關(guān)系為2Na2O2~O2~2e-
先后順
序關(guān)系
一定量的Na2O2與一定量的CO2和H2O(g)的混合物反應(yīng),可看成Na2O2先與CO2反應(yīng),待CO2反應(yīng)完全后,Na2O2再與H2O(g)發(fā)生反應(yīng)

對(duì)點(diǎn)演練2將一定量的Na2O2和NaHCO3混合后,在密閉容器中加熱充分反應(yīng),排出氣體,冷卻后有固體物質(zhì)剩余,下列選項(xiàng)不正確的是(　　)


選項(xiàng)
n(Na2O2)mol
n(NaHCO3)mol
剩余的固體物質(zhì)
A
1
2
Na2CO3
B
1.5
2
Na2O2、Na2CO3
C
2
1
Na2O2、NaOH、Na2CO3
D
2
2
NaOH、Na2CO3


考點(diǎn)三　碳酸鈉和碳酸氫鈉
必備知識(shí)自主預(yù)診　
知識(shí)梳理
1.碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質(zhì)比較
名稱
碳酸鈉(Na2CO3)
碳酸氫鈉(NaHCO3)
俗名
　　　　?
　　　　?
物理
性質(zhì)
顏色、狀態(tài)
白色粉末
細(xì)小的白色晶體
水溶性
易溶于水,
溶液呈　　?
易溶于水(但比Na2CO3溶解度　　　),溶液呈堿性?
化學(xué)
性質(zhì)
穩(wěn)定性
　　　　,但結(jié)晶碳酸鈉?
(Na2CO3·10H2O)
易　　　　　?
不穩(wěn)定,受熱易分解,化學(xué)方程式為　　　　　　?
與H+反應(yīng)
　　　　?
　　　　?
與堿反應(yīng)
[Ca(OH)2]
與OH-不反應(yīng),但與Ca2+發(fā)生反應(yīng):
Ca2++CO32-CaCO3↓
　(堿過(guò)量),?
　(堿不足)?
與
鹽
反
應(yīng)
CaCl2
　　　　?
不反應(yīng)
硫酸鋁
　　　　?
3HCO3-+Al3+
Al(OH)3↓+3CO2↑
主要用途
制玻璃、造紙、制皂、
紡織
焙制糕點(diǎn)、制藥、
滅火器
相互轉(zhuǎn)化
Na2CO3NaHCO3

微點(diǎn)撥(1)NaHCO3的溶解度較小,將過(guò)量CO2通入到飽和Na2CO3溶液中,有沉淀析出。
(2)可從NaHCO3溶解度較小的角度分析侯氏制堿法的原理。
2.Na2CO3、NaHCO3的鑒別
(1)利用熱穩(wěn)定性不同。

(2)利用與酸反應(yīng)生成氣體的速率不同(相同條件下)。

(3)利用陰離子不同。

(4)利用溶液的酸、堿性不同。

3.Na2CO3、NaHCO3的除雜
混合物(括號(hào)中為雜質(zhì))
除雜方法及試劑
Na2CO3固體(NaHCO3)
　　　　?
NaHCO3溶液(Na2CO3)
　　　　?
Na2CO3溶液(NaHCO3)
　　　　?

4.Na2CO3的制備和Na2CO3、NaHCO3的用途
(1)Na2CO3的工業(yè)制備——侯氏制堿法。
①制備原理:
把氨氣和二氧化碳通入氯化鈉飽和溶液中,使溶解度較小的碳酸氫鈉從溶液中析出,過(guò)濾得到碳酸氫鈉晶體,碳酸氫鈉受熱分解生成碳酸鈉。
②反應(yīng)的化學(xué)方程式:
a.NaCl+NH3+CO2+H2ONaHCO3↓+NH4Cl;
b.2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。
(2)Na2CO3、NaHCO3的用途。
①Na2CO3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。
②NaHCO3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。
自我診斷
1.判斷正誤,正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”。
(1)在用酒精燈加熱的條件下,Na2CO3、 NaHCO3固體都會(huì)分解。(　　)
(2)向Na2CO3飽和溶液中通入足量CO2,會(huì)有 NaHCO3晶體析出。(　　)
(3)用酚酞溶液可鑒別飽和食鹽水和飽和碳酸鈉溶液。(　　)
(4)將稀鹽酸滴入碳酸鈉與氫氧化鈉的混合溶液中,立即產(chǎn)生氣泡。(　　)
(5)用熱的純堿溶液清洗炊具上的油污時(shí),不涉及化學(xué)變化。(　　)
(6)向含有CaCO3沉淀的水中通入CO2至沉淀恰好溶解,再向溶液中加入NaOH飽和溶液,又有CaCO3沉淀生成。(　　)
2.(2020河北安平中學(xué)期末)(1)鑒別KCl溶液和K2CO3溶液的試劑名稱是　　　　　　　,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　。?
(2)除去NaCl溶液中混有的少量NaHCO3雜質(zhì)的試劑名稱是　　　　　　　　　　,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(3)除去Na2CO3粉末中混入的NaHCO3雜質(zhì)用　　　　　　　　　　　方法,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　　　　。?
(4)除去鐵粉中混有的鋁粉的試劑名稱是　　　　　,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　　。?
關(guān)鍵能力考向突破　
考向1　Na2CO3與NaHCO3的性質(zhì)、用途與鑒別
【典例1】某校化學(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Ⅰ~Ⅳ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　　?填裝置序號(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　　　　　(填字母)。?
A.Ⅳ比Ⅲ復(fù)雜
B.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)
C.Ⅳ比Ⅲ操作簡(jiǎn)便
D.Ⅳ比Ⅲ安全
(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中裝入的固體應(yīng)該是　　　　(填化學(xué)式)。?
對(duì)點(diǎn)演練1有兩試管分別裝有Na2CO3和NaHCO3溶液,下列操作和判斷均正確的是(　　)
選項(xiàng)
操作
判斷
A
分別加入澄清石灰水
產(chǎn)生沉淀的為Na2CO3
B
分別加入等濃度的稀鹽酸
反應(yīng)較劇烈的為Na2CO3
C
分別加入CaCl2溶液
產(chǎn)生沉淀的為Na2CO3
D
逐滴加入等濃度的鹽酸
立即產(chǎn)生氣泡的為Na2CO3

考向2　Na2CO3、NaHCO3、NaOH及其混合物與鹽酸反應(yīng)的計(jì)算及圖像分析
【典例2】(2020山東實(shí)驗(yàn)中學(xué)診斷)將x g NaHCO3和Na2O2的固體混合物放在密閉容器中加熱至250 ℃,充分反應(yīng)后排出氣體。將反應(yīng)后的固體溶于水,無(wú)氣體放出,再逐滴加入鹽酸,產(chǎn)生的氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)與所加鹽酸體積之間的關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)

A.HCl的濃度為0.2 mol·L-1
B.反應(yīng)后固體的成分為NaOH與Na2CO3
C.密閉容器中排出氣體的成分為O2和H2O
D.x的數(shù)值為6.09
歸納總結(jié)Na2CO3、NaHCO3與鹽酸的反應(yīng)
(1)與足量鹽酸反應(yīng)的比較。

兩種鹽等濃度時(shí),生成CO2的速率
NaHCO3快
耗酸量
二者等質(zhì)量
Na2CO3耗酸多
二者等物質(zhì)的量
Na2CO3耗酸多
生成CO2的體積
二者等質(zhì)量
NaHCO3產(chǎn)生的多
二者等物質(zhì)的量
相等

(2)Na2CO3、NaHCO3、NaOH及其混合物與鹽酸反應(yīng)的圖像。

實(shí)驗(yàn)操作
反應(yīng)圖像
向Na2CO3溶液中逐滴加入鹽酸

向NaHCO3溶液中逐滴加入鹽酸

向等物質(zhì)的量的NaOH、Na2CO3的混合溶液中逐滴加入鹽酸



續(xù)　表
實(shí)驗(yàn)操作
反應(yīng)圖像
向等物質(zhì)的量的Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中逐滴加入鹽酸


對(duì)點(diǎn)演練2(2020天津楊村第一中學(xué)月考)向NaOH和Na2CO3的混合溶液中滴加0.1 mol·L-1的稀鹽酸,CO2的生成量與加入鹽酸的體積(V)的關(guān)系如圖所示。下列判斷正確的是(　　)

A.在O~a范圍內(nèi),只發(fā)生中和反應(yīng)
B.ab段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為CO32-+2H+H2O+CO2↑
C.a=0.3
D.原混合溶液中NaOH與Na2CO3的物質(zhì)的量之比為1∶2
考向3　Na2CO3、NaHCO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)定
【典例3】(2020天津楊村第一中學(xué)月考)有一含有NaCl、Na2CO3·10H2O和NaHCO3的混合物,某同學(xué)設(shè)計(jì)如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置,通過(guò)測(cè)量反應(yīng)前后CO2和H2O的質(zhì)量,來(lái)確定該混合物中各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

(1)實(shí)驗(yàn)步驟:
①按上圖(夾持儀器未畫出)組裝好實(shí)驗(yàn)裝置后,首先進(jìn)行的操作是　　　　　　　　　　　　　　　。?
②稱取樣品,并將其放入硬質(zhì)玻璃管中;稱量裝濃硫酸的洗氣瓶C的質(zhì)量和裝堿石灰的U形管D的質(zhì)量。
③打開止水夾K1、K2,關(guān)閉K3,緩慢鼓入氮?dú)鈹?shù)分鐘,其目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
④關(guān)閉止水夾K1、K2,打開K3,點(diǎn)燃酒精燈加熱,加熱至不再產(chǎn)生氣體為止。
⑤打開止水夾K1,緩慢鼓入氮?dú)鈹?shù)分鐘,然后拆下裝置,再次稱量洗氣瓶C的質(zhì)量和U形管D的質(zhì)量。
(2)關(guān)于該實(shí)驗(yàn)方案,回答下列問(wèn)題。
①若加熱反應(yīng)后不鼓入氮?dú)?對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
②E處干燥管中盛放的藥品是　　　　　　　　　,其作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,如果實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有該裝置,則會(huì)導(dǎo)致NaHCO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)量結(jié)果　　　　　　(填“偏大”“偏小”或“無(wú)影響”)。?
③若樣品質(zhì)量為w g,反應(yīng)后C、D裝置增加的質(zhì)量分別為m g、n g,則混合物中Na2CO3·10H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為　　　(用含w、m、n的代數(shù)式表示)。?
深度指津碳酸鈉含量的測(cè)定方法
(1)氣體法:
測(cè)定
原理
Na2CO3+H2SO4Na2SO4+H2O+CO2
依據(jù)生成CO2的體積確定Na2CO3的物質(zhì)的量,進(jìn)而確定純堿樣品中Na2CO3的含量
實(shí)驗(yàn)
操作
向mg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VmL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)
數(shù)據(jù)
處理
純堿樣品中Na2CO3的質(zhì)量為V22400mol×106g·mol-1=106V22400g,則純堿樣品中Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為106V22400gmg×100%=53V112m%

(2)沉淀法:
測(cè)定
原理
Na2CO3+BaCl2BaCO3+2NaCl
依據(jù)BaCO3沉淀的質(zhì)量,確定Na2CO3的物質(zhì)的量,進(jìn)而確定純堿樣品中Na2CO3的含量
實(shí)驗(yàn)
操作
先將mg純堿樣品溶于水配成溶液,向溶液中加入過(guò)量的BaCl2溶液,經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥可得BaCO3沉淀的質(zhì)量為ng
數(shù)據(jù)
處理
純堿樣品中Na2CO3的質(zhì)量為ng197g·mol-1×106g·mol-1=106n197g
則純堿樣品中Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為106n197gmg×100%=106n197m×100%

對(duì)點(diǎn)演練3(2020安徽江淮十校聯(lián)考)下列實(shí)驗(yàn)方案中,不能測(cè)定碳酸鈉和碳酸氫鈉混合物中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的是(　　)
A.取a克混合物充分加熱至質(zhì)量不再變化,減重b克
B.取a克混合物加足量的鹽酸,產(chǎn)生的氣體用堿石灰吸收,稱量堿石灰增重的質(zhì)量為b克
C.取a克混合物與足量澄清石灰水反應(yīng),過(guò)濾、洗滌、干燥后稱量沉淀質(zhì)量為b克
D.取a克混合物與足量稀鹽酸充分反應(yīng),加熱、蒸干、灼燒得b克固體


網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建
核心速記

1.特殊的顏色:Na2O2——淡黃色固體。
2.特殊的存放:Na、K保存在煤油中。
3.鈉與水(或水溶液)反應(yīng)的四個(gè)共同現(xiàn)象——“浮、熔、游、響”。
4.必記的五個(gè)反應(yīng)
(1)2Na+2H2O2NaOH+H2
(2)2Na2O2+2H2O4NaOH+O2
(3)2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2
(4)Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2
(5)Na2CO3+H2O+CO22NaHCO3
5.Na2CO3與 NaHCO3鑒別的四種方法
(1)固體加熱法?！?2)加鹽酸法。
(3)加CaCl2溶液法。
(4)測(cè)等濃度溶液的pH法。











第三單元　金屬及其化合物
第1節(jié)　鈉及其重要化合物
考點(diǎn)一　鈉的主要性質(zhì)及其應(yīng)用、堿金屬元素
必備知識(shí)·自主預(yù)診
1.>　>　低于　軟
2.(1)①4Na+O22Na2O　2Na+O2Na2O2
②2Na+Cl22NaCl　(2)①2Na+2H2O2Na++2OH-+H2↑　②小　低　放熱　氣體　堿性物質(zhì)(NaOH)
3.(1)2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑　(2)煤油　(3)4Na+TiCl44NaCl+Ti
4.(1)增大　增強(qiáng)　銀白　較小　較小　較低　較強(qiáng)　增大　大　降低　氫氧化物　劇烈　增強(qiáng)　(2)NaH　H2O
5.(3)黃色　紫色　藍(lán)色鈷玻璃
自我診斷1.答案(1)√　(2)×　(3)√　(4)√　(5)×　(6)×
2.答案①③④⑥
解析鈉在溶液中與水發(fā)生反應(yīng)2Na+2H2O2NaOH+H2↑。①中還會(huì)發(fā)生反應(yīng)Mg2++2OH-Mg(OH)2↓;③中反應(yīng)消耗水,溶液溫度升高,Ca(OH)2的溶解度降低,析出Ca(OH)2白色沉淀;④中還會(huì)發(fā)生反應(yīng)Ca2++HCO3-+OH-CaCO3↓+H2O或Ca2++2HCO3-+2OH-CaCO3↓+CO32-+2H2O;⑤中生成的Cu(OH)2是藍(lán)色沉淀,不符合題意。⑥中反應(yīng)消耗水,使溶液過(guò)飽和,從而析出NaCl晶體。⑦中不會(huì)生成沉淀。
關(guān)鍵能力·考向突破
典例1A　因鈉性質(zhì)活潑,易與水、氧氣反應(yīng),如果在實(shí)驗(yàn)室隨意丟棄鈉,可能會(huì)引起火災(zāi),實(shí)驗(yàn)完畢后剩余的金屬鈉可放回原試劑瓶中,A正確;鈉在空氣中燃燒生成過(guò)氧化鈉,鈉在常溫下與氧氣反應(yīng)生成Na2O,B錯(cuò)誤;鈉的金屬性弱于鉀,C錯(cuò)誤;觀察鈉的焰色不需要透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃,鉀的焰色需要透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃觀察,D錯(cuò)誤。
對(duì)點(diǎn)演練1 A　A項(xiàng),鈉與水反應(yīng)放熱,放出的熱量引發(fā)鈉與硫的反應(yīng),所以水不是催化劑,錯(cuò)誤;B項(xiàng),Na2S水解使溶液顯堿性,所以酚酞的水溶液可能變?yōu)榧t色,正確;C項(xiàng),鈉與硫反應(yīng)被引發(fā)后,不需要加熱就能繼續(xù)反應(yīng)說(shuō)明其為放熱反應(yīng),正確;D項(xiàng),Na2S與CuSO4溶液反應(yīng)生成CuS黑色固體,正確。
典例2答案(1)五　ⅠA　(2)①③④　(3)D　(4)AB
解析(2)同主族元素,從上至下原子半徑逐漸增大,②錯(cuò)誤;Na、Rb同主族,根據(jù)同主族元素的性質(zhì)遞變規(guī)律知,Rb的金屬性比Na強(qiáng),故①③④正確。
(3)由反應(yīng)RbH+H2ORbOH+H2↑可知,水中氫元素的化合價(jià)由+1價(jià)降低為0價(jià),水是氧化劑,而RbH中氫元素的化合價(jià)由-1價(jià)升高為0價(jià),RbH是還原劑,H-核外有兩個(gè)電子,D項(xiàng)正確。
(4)設(shè)該合金的平均摩爾質(zhì)量為Mg·mol-1,則根據(jù)電子得失守恒可得50gMg·mol-1×1=22.4L22.4L·mol-1×2,則M=25,因Ar(Rb)>25,則另一種堿金屬的相對(duì)原子質(zhì)量應(yīng)小于25,可能為L(zhǎng)i或Na。
對(duì)點(diǎn)演練2 C　五彩繽紛的焰火是由于某些金屬元素在灼燒時(shí)能發(fā)出特征顏色,A錯(cuò)誤;碳酸鈉可用于制造洗滌劑,因?yàn)樘妓徕c溶液呈堿性,但碳酸鈉不是堿而是鹽,B錯(cuò)誤;用飽和碳酸氫鈉制造滅火劑比用飽和碳酸鈉制造滅火劑的效果好,因?yàn)樘妓釟溻c放出二氧化碳的速率快,且相同質(zhì)量時(shí),碳酸氫鈉釋放的二氧化碳多,C正確;鈉鉀合金能用作原子反應(yīng)堆的導(dǎo)熱劑,是由于鈉和鉀形成的合金的熔點(diǎn)低,常溫下呈液態(tài),與失電子的難易無(wú)關(guān),D錯(cuò)誤。
考點(diǎn)二　鈉的氧化物
必備知識(shí)·自主預(yù)診
1.白色固體　淡黃色固體　堿性氧化物　-2價(jià)　-1價(jià)
不穩(wěn)定(2Na2O+O22Na2O2)　Na2O+H2O2NaOH　2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑　Na2O+CO2Na2CO3　2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2　Na2O+2HCl2NaCl+H2O
自我診斷1.答案(1)×　(2)√　(3)√　(4)√　(5)×　(6)×　(7)×
(8)√
2.答案(1)①Na2O2+3H2SS↓+2NaHS+2H2O
②先變紅后褪色,同時(shí)產(chǎn)生氣泡　(2)還原　O2
3.答案CH3COO-　CO32-
解析Na2O2與水反應(yīng)生成NaOH,OH-能與HCO3-發(fā)生反應(yīng)HCO3-+OH-CO32-+H2O,HCO3-濃度減小,CO32-濃度增大;SO32-具有還原性,能被Na2O2氧化,SO32-濃度減小;CH3COO-濃度幾乎不變。
關(guān)鍵能力·考向突破
典例1答案(1)2CO2+2Na2O22Na2CO3+O2　(2)合理　由于過(guò)氧化鈉具有強(qiáng)氧化性,SO2和Na2O2反應(yīng)時(shí),能將+4價(jià)的硫氧化為+6價(jià)的硫,從而生成硫酸鈉　(3)干燥SO2氣體,防止水蒸氣進(jìn)入C裝置與Na2O2反應(yīng)　防止空氣中的水蒸氣和CO2進(jìn)入C裝置與Na2O2反應(yīng),同時(shí)吸收過(guò)量SO2氣體,便于檢驗(yàn)氧氣和防止污染空氣　(4)S2-、HCO3-　Na+、CO32-
解析(1)CO2和Na2O2反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣,化學(xué)方程式為2CO2+2Na2O22Na2CO3+O2。
(2)SO2有還原性,Na2O2有強(qiáng)氧化性,過(guò)氧化鈉與SO2反應(yīng)時(shí),能將+4價(jià)的硫氧化為+6價(jià)的硫,從而生成硫酸鈉,所以判斷合理。
(3)濃硫酸有吸水性,能吸收二氧化硫中的水分,防止水蒸氣與過(guò)氧化鈉反應(yīng)而對(duì)實(shí)驗(yàn)造成干擾;堿石灰是干燥劑,能吸收水分和CO2,防止空氣中的水蒸氣和CO2對(duì)實(shí)驗(yàn)造成干擾;堿石灰是堿性物質(zhì),能吸收二氧化硫等酸性氣體,防止污染大氣。
(4)Na2O2具有強(qiáng)氧化性,可與S2-發(fā)生氧化還原反應(yīng),則S2-濃度減小;Na2O2與水反應(yīng)生成的NaOH可與HCO3-反應(yīng),則溶液中HCO3-濃度減小,CO32-濃度增大,Na+濃度增大。
對(duì)點(diǎn)演練1 D　試管①中過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)最終生成氫氧化鈉和氧氣,試管⑤中過(guò)氧化氫在二氧化錳催化劑作用下分解生成水和氧氣,因此產(chǎn)生的氣體均能使帶火星的木條復(fù)燃,A項(xiàng)正確;①中的反應(yīng)機(jī)理可以認(rèn)為是過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)生成過(guò)氧化氫和氫氧化鈉,然后過(guò)氧化氫分解生成水和氧氣,發(fā)生的反應(yīng)為復(fù)分解反應(yīng)和氧化還原反應(yīng),④中過(guò)氧化鋇與稀硫酸反應(yīng)生成過(guò)氧化氫和硫酸鋇沉淀,過(guò)氧化氫分解產(chǎn)生水和氧氣,因此兩個(gè)試管中均發(fā)生了氧化還原反應(yīng)和復(fù)分解反應(yīng),B項(xiàng)正確;②中KMnO4與過(guò)氧化氫反應(yīng)生成氧氣,KMnO4體現(xiàn)氧化性,而⑤中MnO2則起催化作用,兩個(gè)試管中產(chǎn)生氧氣的量均由過(guò)氧化氫的量決定,溶液等分兩份,但②中的過(guò)氧化氫全部被氧化,⑤中的過(guò)氧化氫發(fā)生歧化反應(yīng),所以產(chǎn)生氣體的量不相同,C項(xiàng)正確;根據(jù)已知條件可知過(guò)氧化氫屬于二元弱酸,鹽酸屬于一元強(qiáng)酸。因?yàn)樵嚬堍壑挟a(chǎn)生的是過(guò)氧化鋇沉淀,不是可溶性的鹽溶液,則不能判斷鹽酸與過(guò)氧化氫的酸性強(qiáng)弱,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
典例2C　根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知,生成O2的質(zhì)量為11.6g-3.6g=8g,n(O2)=8g32g·mol-1=0.25mol,根據(jù)Na2O2與H2O(g)、CO2反應(yīng)的物質(zhì)的量的關(guān)系可知CO2和H2O(g)的物質(zhì)的量之和為0.25mol×2=0.5mol。
對(duì)點(diǎn)演練2 B　將Na2O2與NaHCO3的混合物加熱,有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式依次為2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O、2CO2+2Na2O22Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑。當(dāng)Na2O2與NaHCO3的物質(zhì)的量之比為1∶2時(shí),二者反應(yīng)的總方程式為2Na2O2+4NaHCO34Na2CO3+O2↑+2H2O;當(dāng)Na2O2與NaHCO3的物質(zhì)的量之比為1∶1時(shí),二者反應(yīng)的總方程式為2Na2O2+2NaHCO32Na2CO3+O2↑+2NaOH,即當(dāng)n(Na2O2)∶n(NaHCO3)≤1∶2時(shí),反應(yīng)后剩余固體為Na2CO3,當(dāng)1∶21∶1時(shí),反應(yīng)后剩余固體為Na2O2、NaOH、Na2CO3,由此可以判斷A、C、D正確,B錯(cuò)誤。
考點(diǎn)三　碳酸鈉和碳酸氫鈉
必備知識(shí)·自主預(yù)診
1.純堿或蘇打　小蘇打　堿性　小　穩(wěn)定　風(fēng)化
2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
CO32-+2H+H2O+CO2↑　HCO3-+H+H2O+CO2↑　Ca2++OH-+HCO3-CaCO3↓+H2O
Ca2++2OH-+2HCO3-CaCO3↓+CO32-+2H2O
Ca2++CO32-CaCO3↓
2Al3++3CO32-+3H2O2Al(OH)3↓+3CO2↑　
2.(1)Na2CO3　NaHCO3　(2)NaHCO3　Na2CO3　NaHCO3　Na2CO3　(3)Na2CO3　NaHCO3　(4)Na2CO3　NaHCO3
3.加熱　通入足量CO2氣體　加入適量NaOH
自我診斷1.答案(1)×　(2)√　(3)√　(4)×　(5)×　(6)√
2.答案(1)鹽酸(合理即可)　CO32-+2H+CO2↑+H2O　(2)鹽酸　HCO3-+H+CO2↑+H2O　(3)加熱　2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O　(4)氫氧化鈉溶液　2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑
關(guān)鍵能力·考向突破
典例1答案(1)Ⅱ　(2)2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O　B　(3)NaHCO3
解析(1)圖Ⅰ不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?因?yàn)闊o(wú)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使澄清石灰水變渾濁;圖Ⅱ能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?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),生成二氧化碳?xì)怏w的量不同,可根據(jù)氣球膨脹程度來(lái)判斷。
(2)圖Ⅲ、Ⅳ所涉及反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+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)實(shí)驗(yàn)Ⅳ中試管B裝入碳酸氫鈉,試管A裝入碳酸鈉,這樣直接加熱的是碳酸鈉,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,產(chǎn)生的氣體使澄清石灰水變渾濁,表明了碳酸氫鈉不穩(wěn)定。
對(duì)點(diǎn)演練1 C　A項(xiàng),加入澄清石灰水均可以產(chǎn)生碳酸鈣沉淀,錯(cuò)誤;B項(xiàng),加入等濃度的稀鹽酸,反應(yīng)劇烈的是碳酸氫鈉,錯(cuò)誤;D項(xiàng),逐滴加入等濃度的鹽酸,立即產(chǎn)生氣泡的為碳酸氫鈉,錯(cuò)誤。
典例2D　鹽酸體積由175mL到275mL是鹽酸與碳酸氫鈉反應(yīng),則n(Na2CO3)=n(NaHCO3)=n(CO2)=0.448L22.4L·mol-1=0.02mol,根據(jù)關(guān)系式NaHCO3~HCl可得,c(HCl)=0.02mol(275-175)×10-3L=0.2mol·L-1,A正確;由圖像分析可知,固體混合物含NaOH、Na2CO3,B正確;由前面分析可知,反應(yīng)后的固體中n(Na2CO3)∶n(NaOH)=4∶3,再根據(jù)固體溶于水無(wú)氣體放出及反應(yīng)2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O、2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑可知,密閉容器中排出氣體的成分為O2、H2O,C正確;根據(jù)碳原子守恒可知,n(NaHCO3)=n(CO2)=0.02mol,鹽酸體積為275mL時(shí)溶質(zhì)是單一的氯化鈉,根據(jù)鈉原子守恒可知n(Na2O2)=0.2mol·L-1×0.275L-0.02mol2=0.0175mol,則固體混合物的質(zhì)量為0.02×84g·mol-1+0.0175×78g·mol-1=3.045g,故x=3.045,D錯(cuò)誤。
對(duì)點(diǎn)演練2 C　向NaOH和Na2CO3的混合溶液中滴加0.1mol·L-1稀鹽酸,發(fā)生的反應(yīng)依次為OH-+H+H2O,CO32-+H+HCO3-,HCO3-+H+CO2↑+H2O。在O~a范圍內(nèi),發(fā)生的反應(yīng)是OH-+H+H2O,CO32-+H+HCO3-,不只發(fā)生中和反應(yīng),A錯(cuò)誤;ab段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為HCO3-+H+CO2↑+H2O,B錯(cuò)誤;從圖像知生成的CO2為0.01mol,根據(jù)離子方程式HCO3-+H+CO2↑+H2O可知,消耗鹽酸的物質(zhì)的量為0.01mol,故a=0.3,C正確;根據(jù)離子方程式和圖像可知,Na2CO3的物質(zhì)的量是0.01mol,共計(jì)消耗HCl0.02mol,所以與氫氧化鈉反應(yīng)的HCl的物質(zhì)的量是0.04mol-0.02mol=0.02mol,則氫氧化鈉的物質(zhì)的量為0.02mol,因此原混合液中,NaOH與Na2CO3的物質(zhì)的量之比為2∶1,D錯(cuò)誤。
典例3　答案(1)①檢驗(yàn)裝置的氣密性?、圳s走裝置內(nèi)含有的水蒸氣和二氧化碳,減少誤差　(2)①會(huì)使測(cè)定的二氧化碳和水的質(zhì)量偏小,使碳酸氫鈉和十水合碳酸鈉在混合物中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小?、趬A石灰
吸收空氣中的二氧化碳和水　偏大　③286(44m-18n)44×180w×100%
解析(1)①組裝好實(shí)驗(yàn)裝置后首先應(yīng)檢查裝置的氣密性。③由于裝置中存在CO2和水蒸氣,緩慢鼓入氮?dú)鈹?shù)分鐘,其目的是趕走裝置內(nèi)含有的水蒸氣和二氧化碳,減少誤差。
(2)①加熱并發(fā)生反應(yīng)后有部分CO2和水蒸氣會(huì)殘留在裝置中,必須鼓入氮?dú)馐蛊渑懦鐾耆⒈晃?若不鼓入氮?dú)?則會(huì)使測(cè)定的二氧化碳和水的質(zhì)量偏小,使碳酸氫鈉和十水合碳酸鈉在混合物中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小;②裝置E是防止空氣中的CO2和水蒸氣進(jìn)入裝置D,故干燥管中盛放的藥品是堿石灰,如果沒(méi)有該裝置,會(huì)使測(cè)得的NaHCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大;③由題目信息知,反應(yīng)放出的CO2的質(zhì)量為ng,根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式2NaHCO3Na2CO3+H2O↑+CO2↑,可計(jì)算出該反應(yīng)中產(chǎn)生的水的質(zhì)量為18n44g,從而計(jì)算出Na2CO3·10H2O分解產(chǎn)生水的質(zhì)量為(m-18n44)g,再根據(jù)Na2CO3·10H2ONa2CO3+10H2O,計(jì)算出Na2CO3·10H2O的質(zhì)量為(m-18n44)×286180g,最后計(jì)算出混合物中Na2CO3·10H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(m-18n44)×286180gw×100%=286(44m-18n)44×180w×100%。
對(duì)點(diǎn)演練3 B　對(duì)于Na2CO3和NaHCO3,加熱能分解的只有NaHCO3,A正確;堿石灰可以同時(shí)吸收CO2和水蒸氣,則無(wú)法計(jì)算混合物中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù),B錯(cuò)誤;Na2CO3和NaHCO3轉(zhuǎn)化為CaCO3時(shí)的固體質(zhì)量變化不同,可利用質(zhì)量關(guān)系來(lái)計(jì)算,C正確;反應(yīng)后加熱、蒸干、灼燒得到的固體產(chǎn)物是NaCl,Na2CO3和NaHCO3轉(zhuǎn)化為NaCl時(shí)的固體質(zhì)量變化不同,由鈉元素守恒和質(zhì)量關(guān)系可列方程組計(jì)算,D正確。

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