2022版步步高《大一轮复习讲义》人教版第3章 第14讲 钠及其化合物的计算与实验探究

第14讲 钠及其化合物的计算与实验探究

复习目标 1.多角度认识Na 2O 2与H 2O 、CO 2的反应。2.掌握Na 2CO 3、NaHCO 3与盐酸反应的原理与定量分析。3.学会用实验的方法测定Na 2CO 3的质量分数。

考点一 Na 2O 2与H 2O 、CO 2的反应规律与实验探究

1．Na 2O 2与CO 2、H 2O 的反应规律

Na 2O 2与CO 2、H 2O(g)的混合气体反应，可看作Na 2O 2先与CO 2反应，完毕后再与H 2O(g)反应。

2．气体体积关系

若CO 2和水蒸气的混合气体(或单一气体)通过足量Na 2O 2，气体体积的减少量等于原混合气体体积的12且等于生成氧气的体积，即ΔV ＝V (O 2)＝1

2V (混合)。

3．电子转移关系

当Na 2O 2与CO 2、H 2O 反应时，物质的量关系为2Na 2O 2～O 2～2e －

，n (e －

)＝n (Na 2O 2)＝2n (O 2)。 4．固体质量关系

相当于固体(Na 2O 2)只吸收了CO 2中的“CO ”、H 2O 中的“H 2”，可以看作发生相应的反应：Na 2O 2＋CO===Na 2CO 3、Na 2O 2＋H 2===2NaOH(实际上两反应不能发生)，所以固体增加的质量Δm (CO 2)＝28g·mol －

1×n (CO 2)，Δm (H 2O)＝2g·mol －

1×n (H 2O)。

题组一 Na 2O 2与H 2O 、CO 2反应的定量分析

1．用单线桥分析Na 2O 2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)Na 2O 2与CO 2反应时，生成0.1mol 氧气时，转移的电子数________。 答案

(1)Na 2O 2 O 2 NaOH (2)0.2N A (或1.204×1023)

2．下列物质均为a g ，将它们在氧气中完全燃烧的产物全部通入到足量的过氧化钠固体中，

则过氧化钠固体增重为a g 的是( )

①CO ②H 2 ③CH 4 ④HCHO ⑤CH 3COOH ⑥HCOOH A ．①②⑤⑥ B ．②③④⑤ C ．①②④⑤ D ．①②③⑤

答案 C

解析 H 2、CO 发生反应的化学方程式为2H 2＋O 2=====点燃

2H 2O,2Na 2O 2＋2H 2O===4NaOH ＋O 2↑；2CO ＋O 2=====点燃

2CO 2，2Na 2O 2＋2CO 2===2Na 2CO 3＋O 2，由反应方程式可知，过氧化钠增加的质量即为H 2、CO 的质量。因此只要是CO 或H 2或它们的混合气体或化学式组成符合(CO)m ·(H 2)n ，则过氧化钠固体增重质量等于原物质的质量，则①②符合，而④HCHO 可以改写成CO·H 2，⑤CH 3COOH 可以改写成(CO)2·(H 2)2，⑥HCOOH 可以改写成CO 2·H 2，故⑥不符合，①②④⑤符合，故选C 。

3．将一定量的Na 2O 2和NaHCO 3混合后，在密闭容器中加热充分反应，排出气体，冷却后有固体物质剩余，下列选项不正确的是( )

答案 B

解析 将Na 2O 2与NaHCO 3的混合物加热，有关反应的化学方程式依次为2NaHCO 3=====△

Na 2CO 3＋CO 2↑＋H 2O 、2CO 2＋2Na 2O 2===2Na 2CO 3＋O 2、2Na 2O 2＋2H 2O===4NaOH ＋O 2↑。当Na 2O 2与NaHCO 3的物质的量之比为1∶2时，二者反应的总方程式为2Na 2O 2＋4NaHCO 3=====△

4Na 2CO 3＋O 2↑＋2H 2O ；当Na 2O 2与NaHCO 3的物质的量之比为1∶1时，二者反应的总方程式为2Na 2O 2＋2NaHCO 3=====△

2Na 2CO 3＋O 2↑＋2NaOH ，即当n (Na 2O 2)∶n (NaHCO 3)≤1∶2

时，反应后剩余固体为

Na 2CO 3，当

1∶21∶1时，反应后剩余固体为Na 2O 2、NaOH 、Na 2CO 3，由此可以判断

A、C、D正确，B错误。

ωg化学式符合通式(CO)m·(H2)n的物质(其中m、n为自然数)在O2中充分燃烧后，将其产物通过足量的Na2O2固体，反应完毕，固体增重ωg。

中学阶段常见符合这一关系的物质有

①无机物：H2、CO及H2和CO的混合气体；

②有机物：CH3OH(甲醇)、HCHO(甲醛)、CH3COOH(乙酸)、HCOOCH3(甲酸甲酯)、C6H12O6(葡萄糖)等。

题组二过氧化钠性质实验探究

4．比较下列四组反应，回答下列问题：

第一组：①Na2O2＋CO2②Na2O2＋SO2

第二组：③Na2O2＋FeCl3(溶液)④Na2O2＋FeCl2(溶液)

第三组：⑤SO2通入品红溶液中，加热⑥Na2O2加入品红溶液中，加热

第四组：⑦NaOH溶液滴入紫色石蕊溶液中⑧Na2O2固体加入紫色石蕊溶液中

(1)若第一组②不产生气体，用化学方程式解释原因：__________________________________ _______________________________________________________________________________。

(2)预测第二组中③④的现象是否可能相同：_________________________________________。

(3)预测⑤⑥反应中可能产生的现象并分析原因。

(4)预测⑦⑧反应中可能产生的现象并分析原因。

答案(1)Na2O2＋SO2===Na2SO4

(2)可能相同

(3)⑤溶液红色褪去，加热后又恢复红色；⑥溶液红色褪去，加热后不能恢复红色。前者是因为SO2与品红溶液生成的无色物质不稳定，受热易分解；后者是因为Na2O2具有强氧化性，将品红溶液氧化为无色。

(4)⑦溶液变蓝，⑧溶液先变蓝后褪色。前者是因为NaOH溶液呈碱性，使紫色石蕊溶液变蓝；后者是因为Na2O2与H2O反应生成NaOH，溶液呈碱性，同时Na2O2又有漂白性。

5．某课外活动小组设计如图实验装置，验证“二氧化碳与水接触时才能和过氧化钠反应”。