2019年1月高考化学一轮复习三维设计学案第三章 金属及其化合物
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第三章 金属及其化合物
考点一
钠的性质与应用
1. 钠的物理性质
( 1)软——质软, 硬度小。
( 2)亮——银白色, 有金属光泽。
( 3)轻——ρ( H 2O )>ρ( Na )>ρ( 煤油)。
( 4)低——熔点低, 低于100 ℃。
( 5)导——可导电、导热。
[注意] 金属钠要保存在煤油中, 不能保存在CCl 4中, 因ρCCl 4>ρNa >ρ煤油, 故钠浮在CCl 4液面上而沉在煤油底部, 钠在煤油中能隔绝空气防止被氧化。
2. 钠的化学性质——还原性 从原子结构认识钠的化学性质
Na ――――→失去1个e
-
Na
+
( 1)与非金属单质反应 ①与O 2反应
项目 常温 加热
现象 钠的表面变暗 先熔化成小球, 片刻后剧烈燃烧, 发出黄色火焰, 生成淡黄色固体
化学方程式 4Na +O 2===2Na 2O
2Na +O 2=====△
Na 2O 2
转移电子
1 mol Na 参加反应时转移1 mol e -
②与Cl 2反应的化学方程式:2Na +Cl 2=====△
2NaCl 。
③与S 反应的化学方程式:2Na +S=====△
Na 2S 。
( 2)与水反应
①离子方程式:2Na +2H 2O===2Na +
+2OH -
+H 2↑。
②与滴加酚酞的水反应的现象与解释:
( 3)与盐酸反应
离子方程式:2Na +2H +
===2Na +
+H 2↑。
3. 钠的制取及用途
( 1)制取方法:2NaCl ( 熔融)=====电解
2Na +Cl 2↑。
( 2)用途:
[思考]
金属钠长期露置于空气中, 最终得到的白色粉末是什么? 提示:碳酸钠;转化过程为
[题点全练]
1. 取一小块金属钠, 放在燃烧匙里加热, 下列现象描述正确的是( )
①金属先熔化 ②在空气中燃烧, 放出黄色火花 ③燃烧后得白色固体 ④燃烧时火焰为黄色 ⑤燃烧后生成淡黄色固体物质
A. ②⑤
B. ①②③
C. ①④⑤
D. ④⑤
答案:C
2. 金属钠分别与下列溶液反应时, 既有沉淀析出, 又有气体逸出的是( ) A. BaCl 2溶液
B. K 2SO 4溶液
C. Ca ( HCO 3)2溶液
D. NH 4NO 3溶液 解析:选C 因为是溶液中的反应, 所以都有H 2产生, NH 4NO 3溶液还产生NH 3, Ca ( HCO 3)2溶液还产生CaCO 3沉淀。
3. 将0.05 mol Na 分别投入到盛有100 mL 水、100 mL 盐酸、100 mL 硫酸铜溶液的X 、Y 、Z 三个烧杯中, 下列有关说法错误的是( )
A. 三个烧杯中一定均会发生的离子反应有: 2Na +2H 2O===2Na +
+2OH -
+H 2↑
B. 三个烧杯中钠均在液面上剧烈反应, 相比而言, X烧杯中的反应平缓些
C. Z烧杯中一定会有沉淀生成, 但沉淀不是单质铜
D. 三个烧杯中置换反应生成气体的物质的量一定相同
解析:选A钠投入溶液中, 发生反应的实质是钠与酸和水电离产生的H+反应, 钠与盐酸反应的离子方程式为2Na+2H+===2Na++H2↑, A错误;X、Y、Z三个烧杯中c(H+)由大到小的顺序为Y、Z、X, c(H+)越大, 反应越剧烈, 水中c(H+)最小, 所以反应最平缓, B正确;钠与硫酸铜溶液反应的化学方程式为2Na+2H2O===2NaOH+H2↑, 2NaOH+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4, C正确;Na不足, 根据Na的物质的量求生成氢气的量, 依据得失电子守恒, 可知相同物质的量的钠失去的电子数相同, 生成氢气的物质的量相同, D正确。
4. 某同学探究钠的性质时, 将等量的金属钠分别投入下列溶液中, 请你帮他完成实验报告:
序号溶液现象解释及反应方程式
①饱和NaCl溶液
②饱和石灰水
③CuSO4溶液
④FeCl3溶液
⑤NH4Cl溶液
答案:①溶液中出现浑浊Na与H2O反应使水量减少, 2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
②溶液中出现浑浊Na与H2O反应放热, Ca(OH)2溶解度随温度升高而减小, 且Na与H2O反应使水量减少, 2Na+2H2O===2NaOH+H2↑产生的OH-促进Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq)溶解平衡逆向移动
③溶液中出现蓝色沉淀2Na+2H2O===2NaOH+H2↑、CuSO4+2NaOH===Cu(OH)2↓+Na2SO4
④溶液中出现红褐色沉淀2Na+2H2O===2NaOH+H2↑、FeCl3+3NaOH===Fe(OH)3↓+3NaCl
⑤产生刺激性气味气体2Na+2H2O===2NaOH+H2↑、NH4Cl+NaOH===NaCl+NH3↑+H2O
[规律方法]盐溶液与Na反应的思维流程
考点二钠的氧化物——氧化钠与过氧化钠
1. 氧化钠、过氧化钠的性质比较
物质氧化钠(Na2O)过氧化钠(Na2O2)
颜色状态白色固体淡黄色固体
类别碱性氧化物过氧化物
氧元素化合价-2 -1
化学键类型只有离子键有离子键和共价键
电子式
____________________________
组成结构由Na+与O2-构成, n(Na+)
n(O2-)
=
2
1由Na
+与O2-2构成,
n(Na+)
n(O2-2)
=
2
1
与水反应Na2O+H2O===2NaOH 2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑与CO2反应Na2O+CO2===Na2CO32Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2与盐酸反应Na2O+2HCl===2NaCl+H2O 2Na2O2+4HCl===4NaCl+2H2O+O2↑主要用途可制烧碱漂白剂、消毒剂、供氧剂
保存密封密封、远离易燃物
2. Na2O2的强氧化性与还原性
从元素化合价角度分析Na2O2的性质
(1)Na2O2的强氧化性
试剂现象反应原理并解释
SO2气体—Na2O2+SO2===Na2SO4
FeCl2溶液有红褐色
沉淀生成
4Na2O2+4FeCl2+6H2O===4Fe(OH)3↓+O2↑+
8NaCl
Na2SO3溶液—Na2O2+Na2SO3+H2O===Na2SO4+2NaOH 氢硫酸溶液变浑浊Na2O2+H2S===S↓+2NaOH
酚酞溶液溶液先变红后褪色与水反应生成NaOH, Na2O2的强氧化性使之褪色品红溶液溶液红色褪去Na2O2的强氧化性使之褪色
4
氧化产物为O2。
(3)遇CO2、H2O、H+时则会发生自身的氧化还原反应。
[题点全练]
题点(一)Na2O2的组成、结构与性质
1. 下列关于Na2O2的说法正确的是()
A. Na2O2与SO2反应生成Na2SO3和O2
B. Na2O2投入到酚酞溶液中, 溶液变红
C. Na2O2与水反应, Na2O2既是氧化剂, 又是还原剂
D. Na2O2能与酸反应生成盐和水, 所以Na2O2是碱性氧化物
解析:选C Na2O2具有强氧化性, 与SO2反应生成Na2SO4, A错误;Na2O2与H2O反应生成了NaOH, 溶液变红, Na2O2具有强氧化性, 能使红色溶液褪色, B错误;2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑, Na2O2既作氧化剂又作还原剂, C正确;碱性氧化物与酸反应只生成盐和水, 此反应中除了盐和水, 还有氧气生成, D 错误。
2. 用双线桥分析Na2O2与水反应中电子转移的方向和数目:
________________________________________________________________________。
(1)氧化剂和还原剂是________, 氧化产物是__________, 还原产物是________。
(2)1 mol Na2O2与水完全反应时转移的电子数:_________________________________。
(3)反应的离子方程式为_________________________________________。
(4)7.8 g Na2O2与足量水完全反应时, 标准状况下生成O2的体积为________ L。
答案:
(1)Na2O2O2NaOH(2)N A(或6.02×1023)
(3)2Na2O2+2H2O===4Na++4OH-+O2↑
(4)1.12
题点(二)Na2O2与H2O、CO2反应的定量关系
3. 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28 g, 反应中有关物质的物理量正确的是(N A表示阿伏加德罗常数)()
选项二氧化碳碳酸钠转移的电子
A 1 mol 2N A
B 22.4 L 1 mol
C 106 g 1 mol
D 106 g 2N A
解析:选C
+2CO2===2Na2CO3+O2Δm转移电子
2 mol 2 mol 56 g 2 mol
1 mol 1 mol 28 g 1 mol
由上述关系, 可得出C项正确;B项中未指明标准状况, 错误。
4. 200 ℃时, 11.6 g CO2和水蒸气的混合气体与足量的Na2O2充分反应后固体质量增加了3.6 g, 则原混合气体的总物质的量是()
A. 0.125 mol
B. 0.25 mol
C. 0.5 mol
D. 1 mol
解析:选C 根据质量守恒定律可知, 生成O 2的质量为11.6 g -3.6 g =8 g, n ( O 2)=8 g
32 g·mol -1
=
0.25 mol, 根据Na 2O 2与H 2O ( g )、CO 2反应的物质的量的关系可知, CO 2和H 2O ( g )的物质的量之和为0.25 mol ×2=0.5 mol 。
5. 在密闭容器中充入CO 2、CO 、CH 4的混合气体共m g, 若加入足量Na 2O 2, 充分振荡并不断用电火花引燃至反应完全, 测得固体质量增加m g, 则CO 2与CH 4的体积比为( )
A. 3∶1
B. 2∶1
C. 1∶1
D. 任意比 解析:选C 2CO +O 2=====点燃
2CO 2 ① 2Na 2O 2+2CO 2===2Na 2CO 3+O 2
②
①+②得:Na 2O 2+CO===Na 2CO 3( 虚拟的反应) 即:CO 可被Na 2O 2完全吸收 2H 2+O 2=====点燃
2H 2O
③ 2Na 2O 2+2H 2O===4NaOH +O 2↑
④
③+④得:Na 2O 2+H 2===2NaOH ( 虚拟的反应) 即:H 2可被Na 2O 2完全吸收
由于CO 完全被吸收, 当CO 2、CH 4的体积比符合1∶1时, 相当于2CO ∶2H 2, 可被Na 2O 2完全吸收。
[规律方法]
Na 2O 2与H 2O 、CO 2反应计算的三个关系
考点三 碳酸钠与碳酸氢钠
( 一)碳酸钠与碳酸氢钠的性质及用途 1. 物理性质
颜色、状态 白色粉末 细小白色晶体 水溶性
易溶于水
水中易溶, 但比Na 2CO 3
的溶解度小
2. 化学性质 ( 1)Na 2CO 3
与足量盐酸反应 Na 2CO 3+2HCl===2NaCl +CO 2↑+H 2O 与Ca ( OH )2溶液反应
Na 2CO 3+Ca ( OH )2===CaCO 3↓+2NaOH
与BaCl 2溶液反应
Na 2CO 3+BaCl 2===BaCO 3↓+2NaCl
( 2)NaHCO 3
与盐酸反应
NaHCO 3+HCl===NaCl +CO 2↑+H 2O
与Ca ( OH )2溶液反应
过量 HCO -
3+Ca 2+
+OH -
===CaCO 3↓+H 2O 少量
2HCO -
3+Ca 2+
+2OH -
===CaCO 3↓+CO 2-
3+2H 2O
与BaCl 2溶液反应
无现象
受热分解
2NaHCO 3=====△
Na 2CO 3+CO 2↑+H 2O
( 3)相互转化 Na 2CO 3①CO 2+H 2O ;②适量H
+①固体(加热);②适量OH
-
NaHCO 3
3. 主要用途
( 1)碳酸钠:用于造纸、制造玻璃、制皂、洗涤等; ( 2)碳酸氢钠:用于发酵、医药、灭火剂等。
( 二)Na 2CO 3、NaHCO 3、NaOH 及其混合物与盐酸反应的图像分析 1. 向Na 2CO 3溶液中逐滴加入盐酸
图像
图像特点
离子方程式
消耗盐酸的体积:Oa 段=ab 段 Oa 段:CO 2
-
3+H +
===HCO -
3; ab 段:HCO -3+H +
===CO 2↑+H 2O
2. 向NaHCO 3溶液中逐滴加入盐酸
图像
图像特点
离子方程式
从O 点开始即产生CO 2气体 HCO -3+H +
===CO 2↑+H 2O
3. 向Na 2CO 3、NaHCO 3混合溶液中逐滴加入盐酸
图像图像特点离子方程式
[n(Na2CO3)∶n
(NaHCO3)=1∶1]
消耗盐酸体积:Oa段<
ab段
Oa段:CO2-3+H+===HCO-3;
ab段:HCO-3+H+===CO2↑+H2O
4. 向NaOH、Na2CO3混合物中逐滴加入盐酸
图像图像特点离子方程式
[n(NaOH)∶n
(Na2CO3)=1∶1]
消耗盐酸体积:Oa段
>ab段
Oa段:H++OH-===H2O、CO2-3+H+
===HCO-3;
ab段:HCO-3+H+===CO2↑+H2O
(三)Na2CO3、NaHCO3的鉴别与除杂
1. Na2CO3、NaHCO3的鉴别方法
2. Na2CO3、NaHCO3的除杂方法
依据二者性质的差异确定除杂方法(后者为杂质)
序号混合物除杂方法
①Na2CO3(s)、NaHCO3加热法
②NaHCO3(aq)、Na2CO3足量CO2
③Na2CO3(aq)、NaHCO3适量NaOH溶液
(四)联合制碱法——侯氏制碱法
1. 原料
食盐、氨气、二氧化碳——合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气;其反应为C+H2O(g)高温,CO +H2, CO+H2O(g)=====
高温
CO2+H2。
2. 工艺流程
3. 反应原理
( 1)产生NaHCO 3的反应:
NH 3+NaCl +CO 2+H 2O===NaHCO 3↓+NH 4Cl 。
( 2)产生Na 2CO 3的反应:
2NaHCO 3=====△
Na 2CO 3+CO 2↑+H 2O 。
4. 循环使用的物质:CO 2、饱和食盐水。
[题点全练]
题点( 一) Na 2CO 3、NaHCO 3的除杂与鉴别
1. 为除去括号内的杂质, 所选用的试剂或方法不正确的是( ) A. Na 2CO 3溶液( NaHCO 3), 选用适量的NaOH 溶液 B. NaHCO 3溶液( Na 2CO 3), 应通入过量的CO 2气体 C. Na 2O 2粉末( Na 2O ), 将混合物在氧气中加热
D. Na 2CO 3溶液( Na 2SO 4), 加入适量Ba ( OH )2溶液, 过滤
解析:选D Ba ( OH )2与Na 2CO 3和Na 2SO 4均发生化学反应生成白色沉淀, 不符合除杂要求。
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, 如图所示。
( 1)只根据图Ⅰ所示实验, 不能够达到实验目的的原因是
________________________________________________________________________。
( 2)图Ⅱ、Ⅲ所示实验均能鉴别这两种物质, 其反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
( 3)若用实验Ⅱ验证碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性, 则试管B 中装入的固体最好是_____________________________________________________________( 填化学式)。
解析:( 1)NaHCO 3、Na 2CO 3都与盐酸反应放出CO 2, 不能达到目的。
( 2)Ⅱ、Ⅲ都是利用NaHCO 3受热易分解的性质进行鉴别。
( 3)试管B 中装入碳酸氢钠, 试管A 中装入碳酸钠, 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, 表明了碳酸氢钠受热易分解。
答案:(1)无论是Na2CO3还是NaHCO3均可以与盐酸反应产生CO2, 两者的反应现象相同, 故达不到鉴别目的
(2)2NaHCO3△,Na2CO3+H2O+CO2↑,
CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O(3)NaHCO3
题点(二)Na2CO3、NaHCO3、NaOH及其混合液与盐酸反应的图像
3. 将0.4 g NaOH和1.06 g Na2CO3混合并配成溶液, 向溶液中滴加0.1 mol·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()
解析:选C向NaOH与Na2CO3的混合溶液中滴加盐酸, 盐酸首先与NaOH反应, 然后与Na2CO3反应转化为NaHCO3:CO2-3+H+===HCO-3, 之后与HCO-3反应生成CO2, 因n(OH-)=n(CO2-3)=0.01 mol, 故加入0.02 mol HCl后开始有气体生成。
结合各种物质的量分析图像可知, 选项C符合题意。
4.(2018·长沙模拟)向体积均为10 mL且物质的量浓度相同的两份NaOH溶液中分别通入一定量的CO2得到溶液甲和乙。
向甲、乙两溶液中分别滴加0.1 mol·L-1盐酸。
此时反应生成CO2体积(标准状况)与所加盐酸体积间的关系如图所示。
则下列叙述中正确的是()
A. 原NaOH溶液的物质的量浓度为0.5 mol·L-1
B. 当0<V(HCl)<10 mL时, 甲溶液中发生反应的离子方程式为OH-+H+===H2O
C. 乙溶液中含有的溶质是Na2CO3、NaHCO3
D. 乙溶液中滴加盐酸后产生CO2体积的最大值为112 mL(标准状况)
解析:选A加入50 mL盐酸时, 恰好反应生成NaCl, 根据物料守恒可知, n(HCl)=n(NaOH), 所以c(NaOH)=0.05 L×0.1 mol·L-1÷0.01 L=0.5 mol·L-1, A项正确;根据图像可知, 甲溶液中含有的溶质为Na2CO3和NaHCO3, 所以0<V(HCl)<10 mL时, 甲溶液中发生反应的离子方程式为CO2-3+H+===HCO-3, B项错误;根据图像可知, 乙溶液中含有的溶质为NaOH和Na2CO3, C项错误;当40 mL<V (HCl)≤50 mL时, 乙溶液中发生反应:HCO-3+H+===CO2↑+H2O, V(CO2)=0.01 L×0.1 mol·L -1×22.4 L·mol-1=0.022 4 L=22.4 mL, D项错误。
[规律方法]依据图像特点判断溶液成分的方法
(1)若a=0(即图像从原点开始)溶液中的溶质为NaHCO3
(2)若V(Oa)=V(ab)(即Oa段与ab
溶液中的溶质为Na2CO3
段消耗盐酸的体积相同)
(3)若V(Oa)>V(ab)(即Oa段消耗
溶液中的溶质为Na2CO3和NaOH 盐酸的体积大于ab段消耗盐酸的体积)
(4)若V(Oa)<V(ab)(即Oa段消耗
溶液中的溶质为Na2CO3和NaHCO3盐酸的体积小于ab段消耗盐酸的体积)
题点(三)侯氏制碱法
5. (2018·太原高三模拟)工业上以粗盐(含Ca2+、Mg2+、SO2-4等杂质)为主要原料, 采用“侯氏制碱法”生产纯碱和化肥NH4Cl, 实验室模拟工艺流程如图甲所示。
下列说法正确的是()
A. 饱和食盐水中先通入的气体为CO2
B. 流程图中的“系列操作”中一定需要使用玻璃棒
C. 如图乙所示装置可以比较Na2CO3和NaHCO3晶体的热稳定性
D. 对粗盐溶液除杂可依次加入过量NaOH、Na2CO3、BaCl2溶液, 过滤后再加入盐酸调节溶液的pH
解析:选B A项, 二氧化碳在水中溶解度较小, 氨气溶解度较大, 故应先通入氨气, 使溶液为碱性溶液, 再通入二氧化碳, 可以达到实验目的, 错误;B项, 从溶液中得到固体, 需要加热浓缩、冷却结晶、过滤等操作, 因此流程图中的“系列操作”中一定需要玻璃棒搅拌、引流等, 正确;C项, Na2CO3加热不易分解, NaHCO3晶体加热容易分解, 故小试管中盛放NaHCO3, 大试管中盛放Na2CO3, 错误;D项, 除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO2-4及泥沙, 可以加过量BaCl2除去SO2-4, 然后加NaOH除去Mg2+, 用Na2CO3除去Ca2+和过量的Ba2+, 盐酸要放在最后, 除去过量的NaOH和Na2CO3, 错误。
考点四碱金属焰色反应
1. 碱金属(Li、Na、K、Rb、Cs、Fr)
( 1)相似性和递变性
( 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。
③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。
④一般情况下, 碱金属所形成的盐均溶于水, 并且在一定温度下, 酸式盐比正盐的溶解度大( 但NaHCO 3的溶解度比Na 2CO 3的小)。
⑤试剂瓶中的药品取出后, 一般不能放回原瓶, 但金属Na 、K 等需立即放回原瓶。
⑥锂与O 2反应与钠不同, 只生成Li 2O, 而不生成Li 2O 2。
2. 焰色反应
( 1)焰色反应
很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊颜色的现象。
( 2)操作步骤
铂丝――→酒精灯灼烧无色――→蘸取待测物――→酒精灯灼烧观察火焰颜色――→用稀盐酸洗涤铂丝――→酒精灯灼烧
无色。
[注意] 洗涤铂丝用稀盐酸而不用稀硫酸, 因铂丝表面杂质与盐酸反应生成沸点较低的氯化物易汽化挥发, 而硫酸盐的沸点较高不易汽化挥发。
( 3)常见元素焰色反应的颜色
钠元素:黄色;钾元素:紫色( 透过蓝色钴玻璃观察)。
( 4)应用
①用于检测某种金属元素是否存在;
②添加到烟花中, 使焰火更加绚丽多彩。
[题点全练]
1. 用“>”或“<”填空:
( 1)还原性:Li____Na____K 。
( 2)单质的熔点:Li____Na____K 。
(3)碱性:LiOH____NaOH____KOH。
(4)与水反应的剧烈程度:Li____Na____K。
答案:(1)<<(2)>>(3)<<(4)<<
2. 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可以被空气中的O2氧化
B. K可以与乙醇发生反应生成H2
C. K与水的反应不如Na与水的反应剧烈
D. K也可放在煤油中保存
解析:选C K比Na活泼, K在空气中可以被O2氧化, A正确;Na与乙醇反应放出H2, K也能与乙醇反应放出H2, B正确;K与水的反应比Na与水的反应剧烈, C错误;Na、K均可放在煤油中保存, D正确。
3. (2018·湖北高三测试)利用焰色反应, 人们在烟花中有意识地加入特定金属元素, 使焰火更加绚丽多彩。
下列说法正确的是()
A. 非金属单质燃烧时火焰均为无色
B. NaCl与Na2CO3灼烧时火焰颜色相同
C. 焰色反应均应透过蓝色钴玻璃观察
D. 只有金属单质灼烧时火焰才有颜色
解析:选B H2在O2中燃烧发出淡蓝色火焰, 在Cl2中燃烧发出苍白色火焰, A错误;NaCl与Na2CO3灼烧时均表现钠元素的焰色, 火焰颜色均为黄色, B正确;只有钾元素的焰色反应需要透过蓝色的钴玻璃观察, C错误;焰色反应是某些金属或它们的化合物在无色火焰中灼烧时火焰呈现的特征颜色的反应, D错误。
[综合演练提能]
[课堂真题练]
1. 判断正误(正确的打“√”, 错误的打“×”)。
(1)(2017·全国卷Ⅱ)乙醇和水都可与金属钠反应产生可燃性气体, 说明乙醇分子中的氢与水分子中的氢具有相同的活性(×)
(2)(2017·江苏高考)Na2O2吸收CO2产生O2, 可用作呼吸面具供氧剂(√)
(3)(2017·天津高考)除去NaHCO3固体中的Na2CO3:将固体加热到恒重(×)
(4)(2016·全国卷Ⅱ)比较水与乙醇中氢的活泼性的方法是分别将少量钠投入到盛有水和乙醇的烧杯中(√)
(5)(2016·浙江高考)钾、钠、镁等活泼金属着火时, 不能用泡沫灭火器灭火(√)
(6)(2015·全国卷Ⅰ)过氧化钠与水反应时, 生成0.1 mol O2转移的电子数为0.2N A(√)
(7)(2015·全国卷Ⅱ)将稀盐酸滴入碳酸钠与氢氧化钠混合溶液, 立即产生气泡(×)
(8)(2015·山东高考)向CuSO4溶液中加入Na2O2的离子方程式为2Na2O2+2Cu2++2H2O===4Na ++2Cu(OH)2↓+O2↑(√)
( 9)( 2015·四川高考)标准状况下, 5.6 L CO 2与足量Na 2O 2反应转移的电子数为0.5N A ( ×) ( 10)( 2014·江苏高考)过氧化钠的电子式为 ( ×)
( 11)( 2014·全国卷Ⅰ)用热的烧碱溶液洗去油污, 是因为Na 2CO 3可直接与油污反应( ×) ( 12)( 2014·全国卷Ⅱ)CO 2通过Na 2O 2粉末后固体质量增重( √)
( 13)( 2014·全国卷Ⅱ)碳酸氢钠受热分解实验如图所示( ×)
( 14)( 2014·全国卷Ⅱ)用热碱水清除炊具上残留的油污, 没有发生化学反应( ×)
2. ( 2016·江苏高考)根据侯氏制碱原理制备少量NaHCO 3的实验, 经过制取氨气、制取NaHCO 3、分离NaHCO 3、干燥NaHCO 3四个步骤。
下列图示装置和原理能达到实验目的的是( )
解析:选C A 项中, 制取NH 3应用Ca ( OH )2和NH 4Cl 固体加热, 不正确;B 项中, CO 2气体应长管进、短管出, 不正确;C 项中, 析出的NaHCO 3晶体用过滤的方法分离, 正确;D 项中, NaHCO 3应低温烘干, 不能直接加热, 易发生反应2NaHCO 3=====△
Na 2CO 3+CO 2↑+H 2O, 不正确。
3. ( 2017·海南高考)锂是最轻的活泼金属, 其单质及其化合物有广泛的用途。
回答下列问题:
( 1)用碳酸锂和________反应可制备氯化锂, 工业上可由电解LiCl-KCl 的熔融混合物生产金属锂, 阴极上的电极反应式为________________________。
( 2)不可使用二氧化碳灭火器扑灭因金属锂引起的火灾, 其原因是__________________。
( 3)硬脂酸锂是锂肥皂的主要成分, 可作为高温润滑油和油脂的稠化剂。
鉴别硬脂酸锂与硬脂酸钠、硬脂酸钾可采用的实验方法和现象分别是______________________。
( 4)LiPF 6易溶于有机溶剂, 常用作锂离子电池的电解质。
LiPF 6受热易分解, 其热分解产物为PF 5和________。
解析:( 1)碳酸锂制备氯化锂, 利用碳酸锂的性质与碳酸镁的性质相似, 因此碳酸锂与盐酸反应制备氯化锂;根据电解原理, 阴极上发生还原反应, 得到电子, 电极反应式为Li ++e -===Li 。
( 2)根据元素周期表中对角线原则, Li 和Mg 的性质相似, Mg 能在CO 2中燃烧, Mg 与CO 2反应生成MgO 和C, 因此锂也能与CO 2反应, 因此不能用CO 2灭火。
( 3)阳离子不同, 阳离子属于碱金属元素, 因此采用焰色反应进行鉴别, 分别取样品进行焰色反应, 锂盐焰色为深红色, 钠盐焰色为黄色, 钾盐焰色为紫色( 透过蓝色钴玻璃)。
( 4)LiPF 6中Li 显+1价, P 显+5价, F 显-1价, PF 5中P 显+5价, F 显-1价, 因此LiPF 6分解
不属于氧化还原反应, 根据元素守恒, 另一种产物中含有Li和F, 即另一种产物是LiF。
答案:(1)盐酸Li++e-===Li
(2)金属锂在CO2中仍可燃烧
(3)分别取样品进行焰色反应, 锂盐焰色为深红色, 钠盐焰色为黄色, 钾盐焰色为紫色(透过蓝色钴玻璃)(4)LiF
[课下提能练]
1. (2018·唐山模拟)下列说法不正确的是()
A. Na2O2用作呼吸面具的供氧剂
B. NaHCO3的热稳定性大于Na2CO3
C. 乙醇可与金属钠反应放出氢气
D. 钠久置在空气中最终产物为Na2CO3
解析:选B NaHCO3受热易分解, Na2CO3受热不易分解, 故Na2CO3的热稳定性强于NaHCO3。
2. (2018·石家庄模拟)有关钠的叙述正确的是()
A. 2.3 g钠与97.7 g水反应后, 溶液中溶质的质量分数等于4%
B. 钠和CuSO4溶液反应生成的蓝色沉淀上有时出现暗斑, 这是析出了金属铜
C. 向金属钠与水反应后的溶液中通入适量氯气后, 溶液中含有两种溶质
D. 钠在空气中的缓慢氧化与其在空气中点燃所得的产物一样
解析:选C w=
4 g
100 g-0.1 g
×100%≠4%, A项错误;Na先与H2O反应生成NaOH, 并放出大量的
热, NaOH再与硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀, 氢氧化铜不稳定, 受热分解为氧化铜, B项错误;2Na +2H2O===2NaOH+H2↑, 2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O, C项正确;D项, Na在空气中缓慢氧化生成Na2O, Na在空气中点燃生成Na2O2, D项错误。
3. 在含有Fe2+、Fe3+、Al3+、NH+4的溶液中加入足量的Na2O2固体, 再加入过量的稀盐酸, 完全反应后, 离子数目几乎没有改变的是()
A. Fe2+
B. Fe3+
C. Al3+
D. NH+4
解析:选C Fe2+被Na2O2氧化成Fe3+, Fe2+数目减少, Fe3+数目增多;NH+4与NaOH(由Na2O2与水反应生成)反应放出氨气, NH+4数目减少;Al3+发生如下变化:Al3+→Al(OH)3→AlO-2→Al3+, Al3+数目几乎没有改变。
4. Na2CO3和NaHCO3是常见的两种钠盐, 它们广泛应用于生产和生活中。
下列有关碳酸钠和碳酸氢钠的说法中, 不正确的是()
A. 小苏打能中和胃酸, 对胃壁不产生强烈的刺激或腐蚀作用, 可用于治疗胃酸过多症, 但不适合胃溃疡病人
B. NaHCO3能中和面粉发酵后产生的酸, 并且产生二氧化碳气体, 可用于做馒头
C. 可以用澄清石灰水来鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液
D. 往Na2CO3饱和溶液中通入CO2气体, 可获得NaHCO3沉淀
解析:选C小苏打与胃酸中的盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳气体, 反应的化学方程式为NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑, 胃溃疡病人不能服用小苏打类药物来治疗, 因为反应产生的二氧化碳气体会造成胃部胀气, 易造成胃穿孔, A项正确;NaHCO3与酸反应生成二氧化碳气体, 使得馒头或面包暄软多孔, B项正确;Na2CO3和NaHCO3溶液都与澄清石灰水反应生成CaCO3白色沉淀, 所以不能用澄清石灰水来鉴别, C项错误;Na2CO3比NaHCO3易溶于水, 所以在饱和Na2CO3溶液中通入CO2气体可得到NaHCO3沉淀, D项正确。
5. (2018·郸城一中月考)一定量的Na2O2与CO2反应, 得到固体物质41.8 g, 恰好与1 L 1 mol·L-1的稀盐酸完全反应。
下列说法正确的是()
A. 41.8 g固体物质为Na2CO3
B. 41.8 g固体物质为0.1 mol Na2CO3和0.4 mol Na2O2的混合物
C. 一定量的Na2O2为78 g
D. 41.8 g固体物质为31.2 g NaHCO3和10.6 g Na2CO3的混合物
解析:选B如果41.8 g固体全为Na2CO3, 其物质的量为0.39 mol, 则其不可能恰好与1 L 1 mol·L-1的稀盐酸完全反应, A项错误;设41.8 g固体物质中, 含Na2CO3的物质的量为x mol, Na2O2的物质的量为y mol, 则有106 g·mol-1×x mol+78 g·mol-1×y mol=41.8 g,2(x+y)mol=1 mol·L-1×1 L=1 mol, 解
得x=0.1, y=0.4, B项正确;根据Na元素守恒, 可知n(Na2O2)=1
2n(NaCl)=
1
2n(HCl)=0.5 mol,
即原Na2O2的质量为39 g, C项错误;Na2O2与CO2反应不可能生成NaHCO3, D项错误。
6.向100 mL NaOH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0.2 mol·L-1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0.2 mol·L-1
B. 通入CO2在标准状况下的体积为448 mL
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. 所得溶液的溶质成分的物质的量之比为n(NaHCO3)∶n(Na2CO3)=1∶1
解析:选A当向100 mL NaOH溶液中通入一定量的CO2气体时, 反应有两种可能情况:2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O或NaOH+CO2===NaHCO3, 在加入盐酸100 mL时, 无论溶液中溶质是NaOH、NaHCO3还是Na2CO3, 最终都会生成NaCl, 因n(Na+)=n(Cl-), 所以n(NaOH)=n(HCl)=0.02 mol, NaOH和盐酸的体积相同, 那么浓度也相同, 即原NaOH溶液的浓度为0.2 mol·L-1, A项正确;盐酸由25 mL滴至100 mL时, 发生的反应为NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O, 消耗盐酸0.015 mol, 生成CO2 0.015 mol, 即通入CO2在标准状况下的体积为336 mL, B项错误;设所得溶液中的Na2CO3为x mol, NaHCO3为y mol, 根据原子守恒:2x mol+y mol=0.02 mol, x mol+y mol=0.015 mol, 解得x=0.005, y=0.01, 所得溶液的溶质成分的物质的量之比为n(NaHCO3)∶n(Na2CO3)=2∶1, C、D项错误。
7. 现有两瓶失去标签的同浓度的Na2CO3和NaHCO3无色溶液, 请提出简便的鉴别方法, 其中不合理
的是()
①用干燥的pH试纸检验, pH大的是Na2CO3
②取同量的溶液于两支试管中, 各滴入酚酞溶液, 红色较深的是Na2CO3
③取同量的溶液于两支试管中, 加热, 有气泡产生的是NaHCO3
④取同量的溶液于两支试管中, 逐滴加入稀盐酸, 开始就有气体放出的是NaHCO3
⑤取同量的溶液于两支试管中, 滴加BaCl2溶液, 生成白色沉淀的是Na2CO3
⑥取同量的溶液于两支试管中, 滴加Ba(OH)2溶液, 生成白色沉淀的是Na2CO3
A. ①②
B. ③⑥
C. ④⑤
D. ②⑤
解析:选B①Na2CO3、NaHCO3溶液均因水解呈碱性, 同温度相同物质的量浓度两溶液, Na2CO3水解程度大于NaHCO3, 前者溶液中c(OH-)大, pH大, 正确;②因Na2CO3溶液中c(OH-)大, 分别滴加酚酞溶液, 红色较深的是Na2CO3溶液, 正确;③取同量的溶液于两支试管中, 加热, 均没有气体生成, 错误;④同浓度的两溶液中, 分别逐滴加入稀盐酸, NaHCO3开始就有气体放出, 正确;⑤向同浓度的两溶液中分别滴加BaCl2溶液, 生成白色沉淀的是Na2CO3, 正确;⑥二者均与Ba(OH)2溶液反应, 生成白色沉淀, 不能鉴别二者, 错误。
8. (2018·冀州中学月考)过氧化钠具有强氧化性, 遇木炭、铝粉等还原性物质时可燃烧。
下列有关说法不正确的是()
A. Na2O2与CO2反应时, Na2O2是氧化剂, CO2是还原剂
B. 熔融过氧化钠时不可使用石英坩埚
C. 过氧化钠与木炭、铝粉反应时, 过氧化钠均表现出强氧化性
D. 过氧化钠与二氧化硫反应时可生成硫酸钠
解析:选A Na2O2与H2O、CO2反应时, 都是Na2O2自身发生歧化反应, A项错误;石英的主要成分是SiO2, 而Na2O2能与SiO2反应生成Na2SiO3, 故熔融过氧化钠时不可使用石英坩埚, B项正确;Na2O2具有强氧化性, 而C、Al、SO2均具有还原性, 故Na2O2可与C、Al、SO2发生氧化还原反应, 可将C氧化成CO2, 将Al氧化成Al2O3, 将SO2氧化成SO2-4, C、D项均正确。
9. 下列实验方案中, 不能测定Na2CO3和NaHCO3的混合物中Na2CO3的质量分数的是()
A. 取a g混合物充分加热, 减重b g
B. 取a g混合物与足量稀盐酸充分反应, 加热、蒸干、灼烧, 得b g固体
C. 取a g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 g
D. 取a g混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应, 过滤、洗涤、烘干, 得b g固体
解析:选C A选项采用差量法, 减少的质量为碳酸氢钠分解生成的二氧化碳和水的质量, 由此可求出碳酸氢钠的质量, 进而求出碳酸钠的质量分数;B选项中b g固体为生成的氯化钠的质量, 根据钠原子守恒和混合物总质量可列式计算出碳酸钠的质量, 进而求出碳酸钠的质量分数;C选项中碱石灰增加的质量为混合物与酸反应生成的二氧化碳的质量及溶液中挥发出来的水蒸气的质量, 因此不能通过数据准确计算出碳酸钠的质量分数;D选项中沉淀的质量即为碳酸钡的质量, 根据碳酸钡的质量和混合物的总质量可。