【人教版】高中化学必修第一册第二章 拓展与归类-专题研析海水中的重要元素——钠和氯

4．氯可形成多种含氧酸盐，广泛应用于杀菌、消毒及化工领 域。实验室中利用如图装置(部分装置省略)制备KClO3和 NaClO，探究其氧化还原性质。
回答下列问题：
(1)盛放MnO2粉末的仪器名称是____圆__底__烧__瓶___，a中的试剂为 __饱__和__食__盐__水_____。 (2)b中采用的加热方式是__是__C__l2_＋__2_O_H__－_=_=__=_C_l_O_－__＋__C_l_－_＋__H__2O___，采用冰水浴 冷却的目的是___避__免__生__成__N_a_C__lO__3______。 (3)d的作用是__吸__收__尾__气___(C__l2_)_，可选用试剂___A_C___(填字母)
H2O，故可以认为是CO2先与Na2O2反应，CO2耗尽后H2O才 开始反应。 3．氧化钠和过氧化钠与水形成的溶液的质量分数的比较 Na2O与水反应，每消耗62 g Na2O，生成80 g NaOH，溶液 质量增加62 g；Na2O2与水反应，每消耗78 g Na2O2，生成80
g NaOH，溶液质量增加62 g(产生16 g O2)，因此，有如下规 律： (1)等物质的量的Na2O和Na2O2投入等量且足量的水中，所形 成的溶液完全相同。
【解析】电解质必须是化合物，Cl2是单质，A不正确；漂白 粉是利用HClO的强氧化性杀菌消毒，而明矾是利用Al3＋和水 反应生成Al(OH)3胶体吸附杂质而净水，B不正确；有色布条 褪色只能说明存在HClO，D不正确。
例4现有A、B、C、D四种气体，A是密度最小的气体；B呈黄绿色A可以 在B中安静地燃烧，发出苍白色的火焰并生成D；把无色无刺激性气味的 C气体通入澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊。
Na2SO3＋Cl2＋H2O===Na2SO4＋2HCl，2FeBr2＋3Cl2 (足量)===2FeCl3＋2Br2 ②表现HClO的强氧化性 氯水中含有HClO，HClO具有强氧化性，能杀死水里的病 菌，故常用氯气给自来水杀菌、消毒。另外HClO还可将色素 氧化而使其褪色，故氯水常用于漂白。 ③表现H＋的性质 氯水中含有H＋，所以氯水具有H＋的性质，如氯水能与镁粉 反应放出氢气；能与CaCO3反应放出CO2。
C___N__a_O_H___。
(2)甲、乙、丙分别是：甲___N__a_；乙___O__2_；丙___H_2__。
【解析】A、B、C是由H、O、Na三种元素组成的三种化合物，甲、 乙、丙是三种单质，根据元素守恒知，这三种单质是Na、O2、H2，这 三种元素形成的化合物有Na2O2、Na2O、H2ONaOH；甲和乙能发生 化合反应，乙和丙也能发生化合反应则乙是O2，A是含有氧元素的化 合物；A和B反应生成氧气，由以上化合物可知，反应生成氧气的是 Na2O2和H2O的反应：2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，所以A是 Na2O2，B是H2O，则C是NaOH，甲是Na，乙是O2，丙是H2。
2．CO与H2的混合气体3 g，在150 ℃时和足量的氧气燃烧后， 将所得CO2和H2O通入足量的Na2O2中充分反应，Na2O2增重 的质量为( B )
A．1.5 g
B．3 g
C．6 g
D．无法计算
3．对Na2O2与CO2和H2O(g)混合气体的反应来说，下列说法错误 的是D( ) A．只要参加反应的Na2O2的量一定，反应生成的氧气的量就 一定 B．只要CO2和H2O(g)的总的物质的量一定，反应所消耗的 Na2O2的量就一定 C．只要气体的总物质的量一定，反应中所转移的电子的物质 的量就一定 D．只要混合气体的总物质的量一定，固体所增加的质量就一定
二、海水中的重要元素——氯 1．氯及其化合物的“价—类二维图”
2．氯水性质的多重性 (1)氯水中的反应 Cl2＋H2O===H＋＋Cl－＋HClO 2HClO===2H＋＋2Cl－＋O2↑(光照加快分解) 所以，保存氯水要密闭、放在冷暗处、棕色瓶中。但氯水不 宜长期存放，最好是现用现配，因为次氯酸不见光也缓慢分 解。 (2)氯水的成分 新制氯水：分子有Cl2、HClO、H2O三种，溶质分子中以Cl2
④具有Cl－的性质 氯水中加入硝酸银溶液反应生成白色沉淀。反应的离子方程 式：Ag＋＋Cl－===AgCl↓。
例3 下列有关化学反应过程或实验现象的叙述中，正确的是( C ) A．氯气的水溶液可以导电，说明氯气是电解质 B．漂白粉和明矾都常用于自来水的处理，二者的作用原理是 相同的 C．氯气可以使湿润的有色布条褪色，但实际起漂白作用的物 质是次氯酸 D．氯水中加入有色布条，布条褪色，说明溶液中有Cl2存在
(2)等质量的Na2O与Na2O2投入等量且足量的水中，w(NaOH) 前者大于后者。
例1 A、B、C是由H、O、Na三种元素组成的三种化合物。甲、乙、 丙是三种单质，分别由上述元素组成。上述单质和化合物之间存在如 下转化关系：
据此推断：(填化学式) (1)化合物A、B、C分别是：A___N__a_2O__2__；B__H__2_O__；
(3)若气体B泄漏而在场人员没有防毒面具，可以用浸有一定浓度的 某种物质的水溶液的毛巾捂住口鼻，下列选项中最适宜采用
的物质是___C___。
A．NaOH
B．Na2O2
C．Na2CO3
【解析】(1)A是密度最小的气体，则A为H2，B呈黄绿色，则 B为Cl2，A可以在B中安静地燃烧，发出苍白色的火焰并生成D， 则D为HCl，把无色无刺激性气味的C气体通入澄清石灰水中，
【解析】(1)根据盛放MnO2粉末的仪器结构可知，该仪器为圆 底烧瓶；a中盛放饱和食盐水除去氯气中混有的HCl气体。(2) 根据装置图可知盛有KOH溶液的试管放在盛有水的大烧杯中 加热，该加热方式为水浴加热；c中氯气与NaOH溶液发生反 应生成氯化钠和次氯酸钠，离子方程式为Cl2＋2OH－=== ClO－＋Cl－＋H2O；根据氯气与KOH溶液的反应可知，加热 条件下氯气可以和强碱溶液反应生成氯酸盐，所以冰水浴的 目的是避免生成NaClO3。(3)氯气有毒，所以d装置的作用是 吸收尾气(Cl2)；Na2S可以将氯气还原成氯离子，可以吸收氯
A．切开的金属Na露置于空气中，光亮表面逐渐变暗：
2Na＋O2===Na2O2 B．除去碳酸钠固体中的少量碳酸氢钠杂质：
2NaHCO3
Na2CO3＋CO2↑＋H2O
C．Na2O2在空气中久置最终会转变为NaOH：
2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
D．向NaHCO3溶液中加入过量的澄清石灰水，出现白色沉淀
为主；离子有H＋、Cl－、ClO－、OH－(少量)四种。 长期放置的氯水，由于HClO分解，Cl2全部反应，氯水最终 变为稀盐酸。 (3)氯水的性质 ①表现Cl2的性质 氯水中含有Cl2，所以氯水呈黄绿色，由于Cl2具有强氧化性， 当向氯水中加入强还原性物质时，便可与Cl2发生氧化还原反 应。如：氯水能使湿润的淀粉KI试纸变蓝(用于对Cl2收集的验 满)，能与Na2SO3、FeBr2等发生氧化还原反应：。
例2 1 mol过氧化钠与2 mol碳酸氢钠固体混合后，在密闭容器中加热 充分反应，排出气体物质后冷却，残留的固体物质是( A )
A．Na2CO3 C．NaOH、Na2CO3
B．Na2O2、Na2CO3 D．Na2O2、NaOH、Na2CO3
产 生 的 CO2 和 H2O 均 可 与 Na2O2 反 应，由于Na2O2与H2O反应生成NaOH，而NaOH又可与CO2反应生成 H2O，故可以认为是CO2先与Na2O2反应，CO2耗尽后H2O才开始反应 。根据2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2可知，生成的1 mol CO2恰好与 1 mol Na2O2完全反应生成Na2CO3，故最终固体产物只有Na2CO3。A正 确。
拓展与归类·专题研析
海水中的重要元素——钠和氯
一、海水中的重要元素——钠 1．钠及其化合物的“价—类二维图”
2．有关Na2O2与CO2、H2O反应的几个重要关系
(1)物质的量的关系 无论是CO2或H2O的单一物质还是二者的混合物，通过足量 的 Na2O2时，CO2或H2O与放出的O2的物质的量之比均为2∶1 ， 解决此类问题可以借助物质的量守恒关系。 (2)电子转移关系 当Na2O2与CO2、H2O反应时，每产生1 mol O2转移2 mol 电
【解析】根据Na2O2与CO2、H2O(g)反应的化学方程式，可知 两个反应中Na2O2与O2的物质的量之比都为2∶1，A正确；两 个反应中：2Na2O2～2H2O(g)～O2，2Na2O2～2CO2～O2，只 要CO2和H2O(g)的总物质的量一定，反应所消耗的Na2O2的量 和转移的电子数就一定，B、C正确；根据反应的化学方程式 知，CO2、H2O与Na2O2反应时，固体增加的质量为“CO2”中 “CO”的质量和“H2O”中“H2”的质量，所以当物质的量固定 的混合气体中CO2气体所占的比例大时，固体增加的质量大， 当H2O所占的比例大时，固体所增加的质量较小，D错误。
2HCO－3＋Ca2＋＋2OH－===CaCO3↓＋CO2－3＋2H2O
【解析】切开的金属钠露置于空气中，表面会被空气中的氧 气氧化成氧化钠：4Na＋O2===2Na2O，A 项错误；Na2O2 在 空气中久置最终会转变为 Na2CO3，C 项错误；向碳酸氢钠溶 液中加入过量的澄清石灰水，发生反应的离子方程式为 Ca2＋ ＋OH－＋HCO－ 3 ===CaCO3↓＋H2O，D 项错误。
澄清石灰水变浑浊，则C为CO2。(3)NaOH虽然能和氯气反应生 成无毒物质，但NaOH具有强腐蚀性，A项不合适；Na2O2溶于 水生成的NaOH具有强腐蚀性，B项不合适；Na2CO3溶液能吸收 Cl2，且Na2CO3溶液碱性较弱，不会对人体造成伤害，C项合适
1．下列解释实验现象的化学(或离子)方程式正确的是( B )
气，故A正确；氯气在NaCl溶液中溶解度很小，无法吸收氯 气，故B不正确；氯气可以和Ca(OH)2溶液或浊液反应生成氯 化钙和次氯酸钙，故C正确；氯气与硫酸不反应，且硫酸溶液 中存在大量氢离子，会降低氯气的溶解度，故D不正确。(4)b 中试管中为KClO3和KCl的混合溶液，KClO3的溶解度受温度 影响更大，所以将试管b中混合溶液冷却结晶、过滤、少量( 冷)水洗涤、干燥，得到KClO3晶体。(5)1号试管溶液颜色不 变，2号试管溶液变为棕色，说明1号试管中氯酸钾没有将碘 离子氧化，2号试管中次氯酸钠将碘离子氧化成碘单质，即该
(3)固体质量关系 Na2O2与CO2、H2O反应，固体增加的质量相当于Na2O2只吸 收了CO2中的“CO”、H2O中的“H2”，得到如下关系式(实际 两反应不发生)： CO＋Na2O2===Na2CO3 H2＋Na2O2===2NaOH (4)反应的先后顺序关系 一定量的Na2O2与一定量的CO2和H2O(g)混合物反应时，由于 Na2O2与H2O反应生成NaOH，而NaOH又可与CO2反应生成
A．Na2S C．Ca(OH)2
B．NaCl D．H2SO4
(4)反应结束后，取出b中试管，经冷却结晶，__过__滤_____， ___少__量__(_冷__)_水__洗__涤___，干燥，得到KClO3晶体。 (5)取少量KClO3和NaClO溶液分别置于1号和2号试管中，滴 加中性KI溶液。1号试管溶液颜色不变；2号试管溶液变为棕 色，加入CCl4振荡，静置后CCl4层显___紫___色。可知该条件 下KClO3的氧化能力___小__于___(填“大于”或“小于”)NaClO。
A与B反应：_H__2＋__C__l_2=_=_点_=燃_=_=__2_H__C__l _______。
B与水反应：C__l2_＋__H__2O__=_=_=_H__C_l_＋__H_C__lO_____。
B与NaOH溶液反应： _C_l_2_＋__2_N_a_O__H_=_=__=_N_a_C__l＋__N__a_C_l_O_＋__H__2O_____