全国高考化学钠及其化合物的综合高考模拟和真题汇总及答案
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全国高考化学钠及其化合物的综合高考模拟和真题汇总及答案
一、高中化学钠及其化合物
1.2019年诺贝尔化学奖颁给了日本吉野彰等三人,以表彰他们对锂离子电池研发的卓越贡献。
(1)自然界中主要的锂矿物为锂辉石、锂云母、透锂长石和磷锂铝石等。
为鉴定某矿石中是否含有锂元素,可以采用焰色反应来进行鉴定,当观察到火焰呈________,可以认为存在锂元素。
A.紫红色 B.紫色 C.黄色
(2)工业中利用锂辉石(主要成分为LiAlSi2O6,还含有FeO、CaO、MgO等)制备钴酸锂(LiCoO2)的流程如下:
已知:部分金属氢氧化物的pKsp(pKsp=--lgKsp)的柱状图如图1。
回答下列问题:
①锂辉石的主要成分为LiAlSi2O6,其氧化物的形式为________。
②为提高“酸化焙烧”效率,常采取的措施是________。
③向“浸出液”中加入CaCO3,其目的是除去“酸化焙烧”中过量的硫酸,控制pH使Fe3+、
A13+完全沉淀,则pH至少为_______。
(保留到小数点后一位。
已知:完全沉淀后离子浓度低于1×l0-5)mol/L)
④常温下,已知K sp[ Mg(OH)2]=3.2×10-11mol/L,K sp[Fe(OH)3]=2.7×10﹣39,若将足量的Mg(OH)2和Fe(OH)3分别投入水中均得到其相应的悬浊液,所得溶液中金属阳离子的浓度分别为
____________mol/L、__________mol/L。
⑤“沉锂”过程所获得的“母液”中仍含有大量的Li+,可将其加入到“___________”步骤中。
⑥Li2CO3与Co3O4在敞口容器中高温下焙烧生成钴酸锂的化学方程式为__________
(3)利用锂离子能在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性,开发出石墨烯电池,
电池反应式为LiCoO 2+C 6 Li x C 6+Li 1-x CoO 2 ,其工作原理如图2。
下列关于该电池的说法正确的是___________(填字母)。
A .电池反应式中过程1为放电过程
B .该电池若用隔膜可选用质子交换膜
C .石墨烯电池的优点是提高电池的储锂容量进而提高能量密度
D .充电时,LiCoO 2 极发生的电极反应为LiCoO 2-xe -=xLi ++Li 1-x CoO 2
E .对废旧的该电池进行“放电处理”让Li +嵌入石墨烯中而有利于回收
【答案】A Li 2O·
Al 2O 3·4SiO 2 将矿石细磨(搅拌、升高温度或其他合理答案) 4.7 2×10-4 1×10-10 净化 6Li 2CO 3+4Co 3O 4+O 2
高温12LiCoO 2+6CO 2 CD
【解析】
【分析】
(1)焰色反应常用来检测金属元素,钠元素的焰色为黄色,钾元素的焰色为紫色,利用排除法可以选择出锂元素的焰色;
(2)①根据硅酸盐改写成氧化物形式的方法进行改写;
②流程题目中为提高原料酸浸效率,一般采用的方法有:减小原料粒径或粉碎、适当増加酸溶液浓度、适当升高温度、搅拌、多次浸取等;
③根据柱状图分析可知,Al(OH)3的K sp 大于Fe(OH)3的,那么使Al 3+完全沉定pH 大于Fe 3+的,应用K sp (Al(OH)3)=1×10-33进行计算;
④根据沉淀溶解平衡和溶度积常数进行计算;
⑤“沉锂”过程所获得的母液中仍含有大量的Li +,需要从中2次提取,应回到“净化”步骤中循环利用;
⑥Li 2CO 3与Co 3O 4在敞口容器中反应生成LiCoO 2时Co 元素的化合价升高,因此推断空气中O 2参与反应氧化Co 元素; (3)根据电池反应式为LiCoO 2+C 6 1
2
垐垐?噲垐?过程过程Li x C 6+Li 1-x CoO 2进行相关分析与判断。
【详解】
(1)焰色反应常用来检测金属元素,钠元素的焰色为黄色,钾元素的焰色为紫色,利用排除法可以选择出锂元素的焰色为紫红色,故答案为:A ;
(2)①硅酸盐改写成氧化物形式的方法如下:a .氧化物的书写顺序:活金属氧化物g 较活波金属氧化物g 二氧化硅g 水;b .各元素的化合价保持不変,且满足化合价代数和为零,各元素原子个数比符合原来的组成;c .当计量数配置出现分数时应化为整数;锂石的主要成
分为LiAlSi 2O 6,根据方法,其氧化物的形式为Li 2O·
Al 2O 3·4SiO 2,故答案为:Li 2O·Al 2O 3·4SiO 2;
②流程题目中为提高原料酸浸效率,一般采用的方法有:减小原料粒径或粉碎、适当増加酸溶液浓度、适当升高温度、搅拌、多次浸取等;本题中为“酸化焙烧”,硫酸的浓度已经最大,因此合理的措施为将矿石细磨、搅拌、升高温度等,故答案为:将矿石细磨(搅拌、升高温度或其他合理答案);
③根据柱状图分析可知,Al(OH)3的K sp 大于Fe(OH)3的,那么使Al 3+完全沉定pH 大于Fe 3+
的,K sp (Al(OH)3)=1×10-33,c (OH -==1×10-9.3mol/L ,c (H +)=1×10-4.7mol/L ,pH =4.7,即pH 至少为4.7,故答案为:4.7;
④将足量的Mg(OH)2和Fe(OH)3分别投入水中均得到其相应的悬浊液,即为饱和溶液,溶液中离子浓度满足沉淀溶解平衡方程式中化学计量数得关系,所以Mg(OH)2悬浊液中c (Mg 2+)=sp 22-(Mg(OH))
(OH )K c ,c (OH -)=2c (Mg 2+),则
c (Mg 2+-4mol/L ;Fe(OH)3中
c (Fe 3+)=
sp 33-(Fe(OH))(OH )K c ,c (OH -)=3c (Fe 3+),则c (Fe 3+-10mol/L ;故答案为:2×10-4;1×10-10;
⑤“沉锂”过程所获得的母液中仍含有大量的Li +,需要从中2次提取,应回到“净化”步骤中循环利用,故答案为:净化;
⑥Li 2CO 3与Co 3O 4在敞口容器中反应生成LiCoO 2时Co 元素的化合价升高,因此推断空气中O 2参与反应氧化Co 元素,化学方程式为6Li 2CO 3+4Co 3O 4+O 2
高温12LiCoO 2+6CO 2,故答案为:6Li 2CO 3+4Co 3O 4+O 2高温12LiCoO 2+6CO 2;
(3)A .电池反应式为LiCoO 2+C 6 12
垐垐?噲垐?过程过程Li x C 6+Li 1-x CoO 2,由此可知,放电时,负极电极反应式为以Li x C 6-xe -=xLi ++C 6,正极电极反应式为Li 1-x CoO 2+xLi ++xe -=LiCoO 2,石墨电极为放电时的负极,充电时的阴极,过程1为Li +向石墨电极移动,因此为充电过程,A 错误; B .该电池是利用锂离子能在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性而制作,因此隔膜不能选择质子交换膜,B 错误;
C .石墨烯电池利用的是Li 元素的得失电子,因此其优点是在提高电池的储锂容量的基础上提高了能量密度,C 正确;
D .充电时,LiCoO 2极为阳极,将放电时的正极电极式逆写即可得,即LiCoO 2极发生的电
极反应为LiCoO2-xe-=xLi++Li1-x CoO2,D正确;
E.对废旧的该电池进行“放电处理”让Li+嵌入LiCoO2中才有利于回收,E错误;
故答案为:CD。
2.氨和硝酸都是重要的化学品。
(1)画出采用氨催化氧化法合成硝酸的反应原理流程图:(要求注明试剂、反应条件)___
(示例:)
(2)向饱和氯化钠和浓氨水的混合溶液中通入过量CO2从而析出NaHCO3晶体,是侯氏制碱法的关键步骤,用一个化学方程式表示该反应原理
_________________________________。
在0.1 mol/L的稀氨水中,下列式子成立的是
____________。
A.c(NH3·H2O) + c(NH3) + c(NH4+) =0.1 mol/L
B.c(NH3·H2O) > c(NH3) + c(NH4+)
C.c(H+) > c(OH-)
D.c(NH4+) + c(H+) = c(OH-)
(3)A是中学化学常见气体,打开装有A的集气瓶,瓶口出现白雾,将A与氨气混合,立即出现大量白烟,生成物质B,则A的分子式为_________,物质B中所含的化学键类型有____________。
(4)将6.4 g铜粉投入一定量的浓硝酸中,铜完全溶解,产生标准状况下的混合气体3.36 L,其中两种成分气体的体积比为__________,反应中总共消耗的硝酸
_______________mol。
(5)向含4 mol HNO3的稀溶液中,逐渐加入铁粉至过量。
假设生成的气体只有一种,请在坐标系中画出n(气体)随n(Fe)变化的示意图,并标出n(气体)的最大值_______。
(6)氨气和硝酸生产的氮肥硝酸铵受热或受撞击容易分解,若分解时只生成两种氧化物,写出该反应的化学方程式_________________________。
【答案】 NaCl+ NH3+H2O+CO2= NaHCO3↓+NH4Cl ABD HCl (极性)共价键、离子键(和配位键) 1:5或5:1 0.35
NH4NO3 N2O↑ + 2H2O
【解析】
【详解】
(1)在工业上用N2与氢气化合形成氨气,氨气催化氧化产生NO,NO被氧气氧化产生NO2,NO2被水吸收得到硝酸,则用氨催化氧化法合成硝酸的反应原理流程图是:
;
(2)向饱和氯化钠和浓氨水的混合溶液中通入过量CO2从而析出NaHCO3晶体,反应的化学方程式是NaCl+ NH3+H2O+CO2= NaHCO3↓+NH4Cl;
A.在0.1 mol/L的稀氨水中,N元素的存在形式有NH3·H2O、NH3、NH4+,根据N元素守恒可知 c(NH3·H2O) + c(NH3) + c(NH4+) =0.1 mol/L,正确;
B.氨气溶于水,绝大多数发生反应产生NH3·H2O,只有少量发生电离产生NH4+,所以微粒的浓度关系是:c(NH3·H2O) > c(NH3) + c(NH4+),正确;
C.在氨水中存在水的电离平衡及NH3·H2O的电离平衡,二者都电离产生OH-,只有水电离产生H+,所以离子浓度关系是c(H+) <c(OH-),错误;
D.在氨水中存在水的电离平衡及NH3·H2O的电离平衡,二者都电离产生OH-,只有水电离产生H+,根据二者电离产生的离子浓度关系可知c(NH4+) + c(H+) = c(OH-),正确;
(3)A是中学化学常见气体,打开装有A的集气瓶,瓶口出现白雾,将A与氨气混合,立即出现大量白烟,生成物质B,则A的分子式为HCl,NH3与HCl反应产生的物质B是
NH4Cl,其中所含的化学键类型有(极性)共价键、离子键(和配位键);
(4)6.4 g铜的物质的量是n(Cu)=6.4g÷64g/mol=0.1mol,将6.4 g铜粉投入一定量的浓硝酸中,会发生反应:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+NO2↑+2H2O;3Cu+8HNO3(稀)=2Cu(NO3)2+
2NO↑+4H2O,Cu是+2价的金属,0.1molCu失去电子的物质的量是0.2mol,反应产生的NO、NO2混合气体在标准状况下体积是3.36 L,物质的量是n=3.36L÷22.4L/mol=0.15mol,假设NO、NO2的物质的量分别是x、y,则3x+y=0.2mol;x+y=0.15mol,解得x=0.025mol,y=0.125mol,根据n=V/V m可知二者的体积比等于它们的物质的量的比,所以V(NO):V(NO2)= 0.025mol:0.125mol=1:5;V(NO2): V(NO) =5:1;根据N元素守恒可知
n(HNO3)=2n[Cu(NO3)2]+n(气体)=2×0.1mol+0.15mol=0.35mol;
(5)根据铁和硝酸反应的实质,开始铁全部被硝酸氧化为硝酸铁,反应的方程式是:Fe+4H++NO3-=Fe3++NO↑+2H2O,根据方程式可知4molHNO3发生反应产生1molNO气体,反应消耗1molFe,后发生反应2Fe3++Fe=3Fe2+,无气体产生,所以用图象表示为
;
(6)氨气和硝酸生产的氮肥硝酸铵受热或受撞击容易分解,若分解时只生成两种氧化物只能是N2O、H2O,根据电子守恒、原子守恒,可得该反应的化学方程式是NH4NO3 N2O↑ + 2H2O。
3.欲测定含少量氯化钠的小苏打固态样品中NaHCO3的质量分数可用以下四种方法。
方法一:
方法二:
方法三:
方法四:不使用化学试剂,使用实验室常用仪器。
按要求回答下列问题:
(1)方法一:加入足量的试剂A是___________(填写A的化学式),可将HCO3-转化为沉淀并称重。
操作1、2、3、4的名称依次是溶解、____、洗涤和干燥(烘干);
(2)方法二:在操作1中所用到的玻璃仪器中,除了烧杯、玻璃棒、胶头滴管外,还需要用到的是__________,应选择甲基橙作指示剂;
(3)在方法二中计算该样品中NaHCO3的质量分数为_____________;
(4)在方法三中,根据所用的实验装置,除了称量样品质量外,还需测定的实验数据是
_____________________;
(5)仔细分析方法三中的实验装置,若由此测得的数据来计算实验结果,则有可能偏高也有可能偏低,偏高的原因可能是_________,偏低的原因可能是__________(均文字简述);
(6)方法四的实验原理是________________(用化学方程式表示)。
【答案】Ca(OH)2或Ba(OH)2过滤 100 mL容量瓶 0.042V/m×100% 装有碱石灰的干燥管在实验前后的质量碱石灰可能还会吸收空气中的水蒸气和CO2气体装置内会留存部分CO2气体 2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
【解析】
【分析】
方法一:(图甲)固态样品加试剂A使碳酸氢跟生成沉淀,再经过过滤、洗涤、干燥称量沉淀的质量,从而根据碳守恒计算碳酸氢钠的质量,进而计算质量分数;
方法二:(图乙)固态样品加水溶解成100ml溶液,取20ml加指示剂,用标准盐酸进行滴定,从而计算出碳酸氢钠的质量分数;
方法三:(图丙)固态样品加稀硫酸充分溶解,再经过浓硫酸干燥,用碱石灰吸收生成的二氧化碳气体,根据二氧化碳的质量计算碳酸氢钠的质量,进而计算质量分数;
方法四:不用其他化学试剂,就只能是碳酸氢钠的受热分解了,利用固体反应前后的质量差,计算碳酸氢钠的质量分数。
【详解】
(1)与HCO3-反应钠产生沉淀的试剂有Ca(OH)2或 Ba(OH)2;操作1、2、3、4的名称依次是溶解、过滤、洗涤、干燥;
(2)方法二操作1的步骤是溶解、转移、洗涤、定容、摇匀,用到的仪器有玻璃棒、烧杯、量筒、胶头滴管、100 mL容量瓶,还需100mL的容量瓶;
(3)由所用盐酸的体积可计算出20mL的待测液中碳酸氢钠的物质的量,原液是待测液的5倍,所以,样品中NaHCO3的质量分数为V(HCl)×10-
3×0.100×5×84/m×100%=
()
42V HCl
100% 1000m
⨯;
(4)方法三利用产生二氧化碳的质量来计算碳酸氢钠的质量分数,所用需要称量装有碱石灰的干燥管在实验前后的质量;
(5)偏高的原因是碱石灰还会吸收空气中的二氧化碳和水使质量增大;偏低的原因是装置中会有残留的二氧化碳未被吸收;
(6)不用其他化学试剂,就只能是碳酸氢钠的受热分解了,利用固体反应前后的质量差,计算碳酸氢钠的质量分数,化学方程式是2 NaHCO3Na2CO3+H2O +CO2↑。
4.现有下列物质:
①KCl ②CH4③NH4NO3④I2⑤Na2O2⑥HClO4⑦N2⑧CO ⑨SO2⑩金刚石
⑪CH3CH2OH ⑫MgO ⑬MgCl2⑭KOH ⑮HCl ⑯Al2O3
请回答下列问题。
(1)两性氧化物是___(填序号),其电子式为___。
(2)最简单的有机化合物是___(填序号),用电子式表示其形成过程:___。
(3)属于共价化合物的是___(填序号),含有共价键的离子化合物是___(填序号)。
(4)由两种元素组成,且含有离子键和共价键的化合物为___(填序号),这两种元素的单质反应生成该化合物的化学方程式为___。
【答案】⑯②
②⑥⑧⑨⑪⑮③⑤⑭⑤ 2Na+O2点燃
Na2O2
【解析】
【分析】
(1)两性氧化物指的是能与碱和酸反应生成盐和水的氧化物;
(2)最简单的有机化合物是CH4,甲烷为共价化合物;
(3) 一般来说,活泼金属和活泼非金属元素之间易形成离子键,非金属元素之间易形成共价键,含有离子键的化合物为离子化合物,离子化合物中可能含有共价键,只含共价键的化合物为共价化合物;
(4)由两种元素组成,且离子键、共价键都含有的是Na2O2。
【详解】
(1)两性氧化物指的是能与碱和酸反应生成盐和水的氧化物,这里只有Al2O3,Al2O3是离子化合物,其电子式为:,故答案为:⑯;
;
(2)最简单的有机化合物是CH4,甲烷为共价化合物,用电子式表示其形成过程为:
,故答案为:②;;
(3)只含共价键的化合物为共价化合物,CH4、HClO4、CO、SO2、CH3CH2OH、HCl中只含共价键,属于共价化合物;含有共价键的离子化合物有:NH4NO3、Na2O2、KOH,故答案为:
②⑥⑧⑨⑪⑮;③⑤⑭;
(4)由两种元素组成,且离子键、共价键都含有的是Na2O2,钠和氧气反应生成过氧化钠的
化学方程式:2Na+O2点燃
Na2O2,故答案为:⑤;2Na+O2
点燃
Na2O2。
【点睛】
一般来说,活泼金属和活泼非金属元素之间易形成离子键,非金属元素之间易形成共价键,不同非金属元素之间易形成极性键,同种非金属元素之间易形成非极性键,含有离子键的化合物为离子化合物,离子化合物中可能含有共价键,只含共价键的化合物为共价化
合物。
5.为测定氢氧化钠和碳酸钠固体混合物样品中碳酸钠的质量分数,甲、乙两位同学分别设计了如下实验方案:
Ⅰ.甲同学的方案是:将m g样品溶解,加过量氯化钡溶液,过滤、洗涤、烘干,称得固体为n g。
(1)混合物中碳酸钠的质量分数为_____(用m、n表示),甲同学洗涤沉淀的具体操作是
_____。
(2)Ca2+、Ba2+都可以使CO32-沉淀完全,但使用氯化钡溶液比氯化钙溶液所得的结果具有更高的精确度,原因是①________;②BaCO3的摩尔质量比CaCO3的大,与等质量的Na2CO3反应,Ba2+产生沉淀的质量大,称量误差小。
Ⅱ.乙同学的方案的实验装置如图所示:
(1)盛有浓硫酸的装置的作用是______。
(2)乙同学的方案的装置中存在一定的缺陷,请你提出改进的方法:______(简单叙述做法,不必画图)。
【答案】106n
197m?
×100% 向沉淀中加入蒸馏水至刚好没过沉淀,静置,待水自然流下后,
再重复2-3次反应生成的Ca(OH)2微溶于水,会使沉淀的质量变大,且碳酸钙的相对分子量小于碳酸钡,会导致称量误差偏大吸收二氧化碳气体中的水蒸气(或干燥二氧化碳) 在气体发生装置前加一个经过碱液处理的通入空气的装置;在碱石灰装置后再连接一个装有碱石灰的装置
【解析】
【分析】
I.(1)混合物中碳酸钠的质量分数=碳酸钠的质量
样品质量
×100%,混合物的质量为m g,碳酸钠的
质量可根据碳酸钡的质量n g来求出;根据沉淀洗涤方法分析;
(2)若用氯化钙的话,反应生成的氢氧化钙微溶于水,会使沉淀的质量变大;
II.(1)根据浓硫酸的吸水性分析;
(2)反应后的装置中会有残留的二氧化碳气体,碱石灰会吸收外面空气中的水和二氧化碳。
【详解】
I.(1)设碳酸钠的质量为x,根据反应方程式:Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl可知:每有106 g Na2CO3反应,会产生197 g BaCO3沉淀,则反应产生n g BaCO3沉淀,反应的Na2CO3质量
x=106
ng
197
=
106n
197
g,所以样品中Na2CO3的质量分数为
106n
g
197
mg
×100%=
106n
197m
×100%;
甲同学洗涤沉淀的具体操作是:向沉淀中加入蒸馏水至刚好没过沉淀,静置,待水自然流下后,再重复2-3次;
(2)若用氯化钙,反应生成的Ca(OH)2微溶于水,会使沉淀的质量变大,且碳酸钙的相对分子量小于碳酸钡,会导致称量误差偏大;
II.(1)浓硫酸具有吸水性,盛有浓硫酸的装置的作用是吸收二氧化碳气体中的水蒸气;(2)该方案中没有除去装置中的空气,空气中含有二氧化碳会影响测定结果,另外反应后的装置中也有残留的二氧化碳气体;碱石灰也会吸收外面空气中的水和二氧化碳。
改进方法是在气体发生装置前加一个经过碱液处理的通入空气的装置,在实验前先通入空气,排除装置中空气中CO2的干扰,实验结束再通入空气,将反应产生的CO2赶出,全部被碱石灰吸收;在碱石灰装置后再连接一个碱石灰装置,以防吸收空气中的水和二氧化碳。
【点睛】
本题考查了碳酸钠的性质、化学实验基本操作、化学实验方案的设计与评价,注意掌握碳酸钠的性质,明确实验方案的设计与评价方法,试题有利于提高学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力。
6.化学兴趣小组的同学为测定某Na2CO3和NaCl的固体混合物样品中Na2CO3的质量分数进行了以下实验。
请你参与并完成对有关问题的解答:
(1)甲同学用如图所示装置测定CO2的质量。
实验时稀硫酸是与样品中的__________(填“Na2CO3”或“NaCl”)发生反应,仪器b的名称是______,洗气瓶c中盛装的是浓硫酸,此浓硫酸的作用是__________。
(2)乙同学用如图所示装置,取一定质量的样品(m g)和足量稀硫酸反应进行实验,完成样品中Na2CO3质量分数的测定。
①实验前,检查该装置气密性的方法是先打开活塞a,由b注入水至其下端玻璃管中形成一段水柱,再将针筒活塞向内推压,若b下端玻璃管中的
______________________________,则装置气密性良好。
②在实验完成时,能直接测得的数据是CO2的______(填“体积”或“质量”)。
(3)丙同学用下图所示方法和步骤进行实验:
①操作Ⅰ涉及的实验名称有:__________、洗涤;操作Ⅱ涉及的实验名称有干燥、
__________。
②丙同学测得样品中Na2CO3的质量分数为__________。
【答案】Na2CO3分液漏斗除去CO2中的水蒸气液面上升体积过滤称量
106y/197x
【解析】
【详解】
(1)依据装置和试剂分析,硫酸和样品中的碳酸钠反应,仪器b是加入液体的仪器可以控制加入的量,是分液漏斗;反应过程中含有水蒸气,可以利用浓硫酸干燥二氧化碳气体;(2)①使用注射器改变瓶内气体的多少而改变瓶内压强;当将针筒活塞向内推压时,瓶内气体被压缩,压强增大,瓶内液体则会被压入长颈漏斗内,b下端玻璃管中液面上升,可以说明装置气密性良好;②在实验完成时,反应后可以利用注射器读取生成气体的体积,能直接测得的数据是CO2的体积;
(3)①流程分析可知,加入氢氧化钡溶液和碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀,通过过滤得到沉淀,洗涤后称重得到沉淀碳酸钡质量;②由流程分析判断:碳酸钡沉淀质量为yg,根据原
子守恒可知样品中Na2CO3质量为106
197
y
g,因此样品中Na2CO3的质量分数为
106
197
y
x。
7.某课题研究小组的同学探究钠与水反应之后,又研究了与溶液反应和NaCl溶液的配制。
Ⅰ.将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中:①Fe2(SO4)3溶液②NaCl溶液③Na2SO4溶液④饱和澄清石灰水⑤Ca(HCO3)2溶液。
回答下列问题:
(1)既有气体,又有白色沉淀产生的是___________________;
(2)写出金属钠与①反应的离子方程式___________________;
(3)若剩余的金属钠露置在空气中最终会变成___________________。
Ⅱ.配制480mL0.2mol·L-1NaCl溶液。
(1)计算后,需称出NaCl质量为___________g。
(2)在配制过程中,下列操作对所配溶液浓度的影响是(填偏高、偏低或无影响)
①配制前,容量瓶内有水__________
②溶液未冷却便定容__________
③定容时仰视刻度线__________
【答案】④⑤ 2Fe3+ +6Na +6H2O=2Fe(OH)3↓+6Na+ +3H2↑ Na2CO3 5.9 无影响偏高偏低
【解析】
【分析】
(1)钠的活泼性较强,能够与水剧烈反应生成氢氧化钠和氢气,生成的氢氧化钠可能和盐溶
液中的溶质发生反应,据此进行分析;
(2)金属钠与Fe2(SO4)3溶液反应生成氢氧化铁沉淀、硫酸钠和氢气,据此写出反应的离子方程式;
(3)Na的性质活泼,在空气中长期放置,最终产生碳酸钠;
Ⅱ.(1)配制0.2mol·L-1NaCl溶液480mL,需要配制500mL溶液;根据m=nM计算出需要氯化钠的质量;
(2)根据c=n/V进行分析。
【详解】
(1)①钠先与水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠与Fe2(SO4)3溶液反应生成氢氧化铁红褐色沉淀,故不选;
②钠与氯化钠溶液中的水反应生成氢氧化钠和氢气,得不到沉淀,故不选;
③钠与硫酸钠溶液中的水反应生成氢氧化钠和氢气,得不到沉淀,故不选;
④钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,反应放热,氢氧化钙溶解度降低,有白色沉淀析出,故选;
⑤钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠与碳酸氢钙反应生成碳酸钙沉淀,故选;
结合以上分析可知,既有气体,又有白色沉淀产生的是④⑤;
故答案为:④⑤;
(2)钠先与水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠与Fe2(SO4)3溶液反应生成氢氧化铁红褐色沉淀;所以金属钠与Fe2(SO4)3溶液反应生成氢氧化铁沉淀、硫酸钠和氢气,反应的离子方程式:2Fe3+ +6Na +6H2O=2Fe(OH)3↓+6Na++3H2↑;
故答案是:2Fe3+ +6Na +6H2O=2Fe(OH)3↓+6Na+ +3H2↑;
(3)Na的性质活泼,易与空气中氧气反应生成Na2O,Na2O易与水反应生成NaOH,NaOH 吸收空气中的水和CO2生成Na2CO3∙xH2O,Na2CO3∙xH2O风化脱水生成Na2CO3,故若剩余的金属钠露置在空气中最终会变成Na2CO3;
故答案是:Na2CO3;
Ⅱ.(1)配制0.2mol·L-1NaCl溶液480mL,需要配制500mL,需要氯化钠的物质的量为0.2mol/L×0.5L=0.1mol,质量为0.1mol×58.5g/mol=5.85g;需称出NaCl质量为
5.9g;
故答案为:5.9;
(2)①配制前,容量瓶内有水,不影响溶质的物质的量和溶液的体积,对结果无影响,故答案为:无影响;
②溶液未冷却便定容,导致溶液的体积偏小,浓度偏大;
故答案为:偏高;
③定容时仰视刻度线,导致溶液的体积偏大,浓度偏低。
故答案为:偏低。
【点睛】
本题考查了配制一定物质的量浓度的溶液中的方法。
配制一定物质的量浓度的溶液步骤有:计算、称量、溶解、冷却转移、洗涤转移、定容、摇匀。
根据c=n/V可知,一定物质的量浓度溶液配制的误差都是由溶质的物质的量n和溶液的体积V引起的,误差分析时,
关键要看配制过程中引起n和V怎样的变化,若n比理论值小,或V比理论值大时,都会使所配溶液浓度偏小;若n比理论值大,或V比理论值小时,都会使所配溶液浓度偏大。
8.(1)将金属钠置于空气中加热,可以观察到有淡黄色固体生成,试写出该反应的方程式:__________________________________。
(2)在实验室模拟侯氏制碱法制备碳酸钠:一定温度下,往一定量饱和NaCl溶液中通入氨气(NH3)达到饱和后,再不断通入CO2,一段时间后,出现沉淀,过滤得到NaHCO3晶体和氯化铵溶液。
该过程的总的化学方程式为:
____________________________________________。
(3)加热NaHCO3得到纯碱制品,实验室进行此操作的装置可以是_____________(填选项)。
(4)某实验小组通过下列实验探究过氧化钠与水的反应:
加入MnO2后,反应的化学方程式为____________________________________________。
【答案】4Na+O22Na2O2 NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl AB
2H2O22H2O+O2↑
【解析】
【分析】
(1)将金属钠置于空气中加热,生成淡黄色固体过氧化钠;
(2)饱和NaCl溶液中通入氨气(NH3)达到饱和后,再不断通入CO2,反应生成NaHCO3晶体和氯化铵溶液;
(3)NaHCO3具有不稳定性,加热后易发生分解,据此进行分析;
(4)过氧化钠和水反应生成氢氧化钠是碱,碱遇酚酞变红;红色褪去的可能原因是过氧化钠和水反应生成的过氧化氢,具有氧化性,过氧化氢在二氧化锰做催化剂分解生成水和氧气。
【详解】
(1)将金属钠置于空气中加热,生成淡黄色固体过氧化钠,方程式为4Na+
O22Na2O2;
故答案是:4Na+O22Na2O2;
(2)饱和NaCl溶液中通入氨气(NH3)达到饱和后,再不断通入CO2,一段时间后,得到NaHCO3晶体和氯化铵溶液,该过程的总的化学方程式为:
NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl;
故答案是:NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl;
(3)NaHCO3具有不稳定性,加热后易发生分解;由于反应中有水生成,故不能用装置C;从溶液中得到固体,可以采用蒸发的方法,故D不适用,故AB可选;
故答案选AB。
(4)过氧化钠与水反应生成氢氧化钠,滴加酚酞后,溶液变红,然后溶液红色褪去,说明过氧化钠与水反应生成的过氧化氢,具有氧化性,能够氧化有色物质;因此褪色后的溶液中加入少量的二氧化锰,过氧化氢发生分解生成氧气,方程式为:2H2O22H2O+
O2↑;
故答案是:2H2O22H2O+O2↑。
9.叠氮化钠(NaN3)常用作汽车安全气囊中的药剂。
实验室制取叠氮化钠的原理、实验装置及实验步骤如下:
①打开装置D导管上的旋塞,加热制取氨气。
②再加热装置A中的金属钠,使其熔化并充分反应后,再停止加热装置D并关闭旋塞。
③向装置A中b容器内充入加热介质并加热到210~220℃,然后通入N2O。
④冷却,向产物中加入乙醇(降低NaN3的溶解度),减压浓缩结晶后,再过滤,并用乙醚洗涤,晾干。
已知:I.NaN3是易溶于水的白色晶体,微溶于乙醇,不溶于乙醚;
II.NaNH2熔点210℃,沸点400℃,在水溶液中易水解。
请回答下列问题:
(1)装置B中盛放的药品为______。
(2)步骤①中先加热通氨气的目的是_______________;步骤②氨气与熔化的钠反应生成NaNH2的化学方程式为__________;步骤③中最适宜的加热方式为______(填“水浴加热”,“油浴加热”)。
(3)生成NaN3的化学方程式为_______。
(4)图中仪器a用的是铁质而不用玻璃,其主要原因是_____。
(5)步骤④中用乙醚洗涤的主要目的是_______。
(6)实验室用滴定法测定叠氮化钠样品中NaN3的质量分数:①将2.500g试样配成500.00 mL溶液。
②取50.00mL溶液置于锥形瓶中,加入50.00mL0.1010mol·L-
1(NH4)2Ce(NO3)6溶液。
③充分反应后,将溶液稍稀释,向溶液中加入8mL浓硫酸,滴入。