高考第一轮复习钠及其化合物.docx
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高考第一轮复习钠及其化合物
年级
高三
学科
化学
版本
人教新课标版
课程标题
高考第一轮复习——钠及其化合物
编稿老师
刘学超
一校
张琦锋
二校
林卉
审核
张美玲
一、考纲要求
1.掌握金属钠及其重要化合物的主要性质。
2.以Na2O2为例,了解过氧化物的性质。
3.Na2CO3和NaHCO3的性质、转化及制法。
二、考题规律:
钠及其化合物是近几年高考考查的重点内容之一,涉及的内容有:
1.钠与水、盐溶液反应的现象及产物。
2.Na2O2与CO2、H2O发生的反应及实验探究。
3.Na2CO3、NaHCO3性质的异同,以及二者的互相转化、提纯。
4.焰色反应。
三、考向预测:
在今后的命题中,以钠及其化合物作为知识载体的题目仍是高考考查的热点。
1.以钠及其化合物为载体考查有关概念、理论、实验和计算。
2.Na2O2与水、CO2发生反应时得失电子数目,反应前后气体体积变化的计算,也有可能出现无机推断的题目。
使用Na2O2与H2O(或CO2)反应产生氧气设计综合实验也是高考命题的热点。
3.Na2CO3和NaHCO3的区别、相互转化、对照实验等。
一、钠及其重要的化合物
二、有关Na2O2与CO2、H2O的反应的几个重要关系
2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O22H2O+2Na2O2=4NaOH+O2↑
(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与反应放出的O2的物质的量之比均为2∶1。
(2)气体体积关系
若CO2和水蒸气的混合气体(或单一气体)通过足量Na2O2,则气体体积的减少量等于原混合气体体积的一半,且等于生成氧气的体积。
(3)电子转移关系
当Na2O2与CO2、H2O反应时,物质的量的关系为2Na2O2~O2~2e-。
(4)固体质量关系
相当于固体(Na2O2)只吸收了CO2中的“CO”,H2O中的“H2”,可以看作发生相应的反应:
Na2O2+CO=Na2CO3、Na2O2+H2=2NaOH(实际上两反应不能发生)。
凡分子组成符合(CO)m·(H2)n的物质,Wg该物质在O2中完全燃烧,将其产物(CO2和水蒸气)通过足量的Na2O2后,Na2O2固体增重必为Wg。
(5)先后顺序关系
一定量的Na2O2与一定量的CO2和H2O(g)的混合物的反应,可视作Na2O2先与CO2反应,待CO2反应完成后,Na2O2再与H2O发生反应(需要说明的是,Na2O2与H2O反应的能力要比与CO2反应的能力强,所以当二者同时与其相遇时,应该是H2O先反应。
这里如此处理,只是为了解决问题方便,并非其真正的反应原理)。
三、Na2CO3、NaHCO3与盐酸的反应
1.盐酸逐滴加入Na2CO3溶液中
(1)现象:
开始时无明显现象,后有无色气体放出。
(2)反应:
无明显现象时反应的离子方程式:
CO
+H+=HCO
,无色气体放出时反应的离子方程式:
HCO
+H+=CO2↑+H2O。
2.Na2CO3溶液逐滴加入稀盐酸中
(1)现象:
有无色气体放出。
(2)反应的离子方程式:
CO
+2H+=CO2↑+H2O。
应用:
Na2CO3溶液与盐酸作用时,滴加方式不同,现象不同,产生CO2的量也不一定相同。
以此可作为区别Na2CO3溶液和盐酸溶液的依据。
3.碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应CO2的生成量
①等物质的量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量的盐酸反应,产生的CO2相等;
②等质量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量的盐酸反应,NaHCO3产生的CO2多。
基本图象的归纳总结
(1)向Na2CO3中逐滴加入盐酸,消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图1所示;
(2)向NaHCO3中逐滴加入盐酸,消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图2所示;
(3)向NaOH、Na2CO3的混合物中逐滴加入盐酸,消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图3所示(设NaOH、Na2CO3的物质的量之比x:
y=1:
1);
(4)向Na2CO3、NaHCO3的混合物中逐滴加入盐酸,消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图4所示(设Na2CO3、NaHCO3的物质的量之比m:
n=1:
1)。
聚焦热点1:
钠的化学性质
例1下列关于钠的叙述正确的是()
A.钠在空气中露置会立刻被空气氧化成过氧化钠
B.钠单质具有强还原性,可将铜从其盐溶液中置换出来
C.钠与钠离子都具有强的还原性
D.钠与稀盐酸反应的实质是与氢离子的反应
分析:
钠在空气中表面被氧化为Na2O,A项错误;Na遇盐的水溶液先与水反应,B项错误;Na具有强还原性,而Na+只具有弱氧化性,C项错误。
答案:
D
点评:
通过本题,希望同学们能进一步体会金属钠的化学性质的活泼性,要特别注意钠形成Na2O和Na2O2的条件是不同的。
只有在点燃的条件下才能生成Na2O2。
例2将钠投入下列溶液中,反应的剧烈程度由强到弱的顺序是()
①水②NaOH溶液③0.1mol·L-1盐酸④0.1mol·L-1FeCl3溶液
A.④③②①B.④③①②C.③④①②D.①③④②
分析:
Na与H2O反应的实质是置换水电离出的H+,故把Na放入四份溶液中时,盐酸电离产生的H+的浓度远大于H2O电离产生的H+的浓度,Na在盐酸中反应的速率最快,反应最剧烈。
其次是FeCl3水溶液,由于Fe3+水解使溶液呈酸性,使FeCl3溶液中H+的浓度比纯水中的大。
而NaOH水溶液呈碱性,H+的浓度最小。
故正确选项为C。
答案:
C
点评:
通过本题的学习,同学们更应该学习到解决问题的方法,解答本题的关键是确定c(H+)的大小,因为浓度会影响反应速率。
例3将Na、Mg、Al各0.3mol分别加入100mL1mol·L-1的盐酸中,同温同压下产生的气体体积比是()
A.1:
2:
3B.6:
3:
2C.3:
1:
1D.1:
1:
1
分析:
盐酸不足,所以Mg、Al产生氢气的体积应以HCl的量为准计算,其物质的量均为盐酸物质的量的一半,即0.05mol,但过量的Na还可以与水反应,根据电子守恒,Na与盐酸反应产生的氢气以Na的量为准计算,即0.15mol。
答案:
C
点评:
本题为典型的易错题。
解答该题时容易忽视Na与水的反应,而错选D。
聚焦热点2:
氧化钠、过氧化钠的结构和性质
例1某溶液含有①NO3-;②HCO3-;③SO32-;④CO32-;⑤SO42-五种阴离子。
向其中加入少量的Na2O2固体后,溶液中的离子浓度基本保持不变的是(忽略溶液体积的变化)()
A.①B.①④C.①③⑤D.①③④⑤
分析:
Na2O2具有氧化性,所以溶液中具有还原性的离子SO32-被氧化为SO42-,Na2O2溶于水生成NaOH,OH—+HCO3-=CO32-+H2O,所以没有发生变化的是NO3-
答案:
A
点评:
Na2O2的结构及性质的特殊性是高考考查的重点和热点,同时也是易错点。
解决此题的关键是明确Na2O2的双重性质,要考虑全面。
例2在一定条件下,将钠与氧气反应的生成物1.5g溶于水,所得溶液恰好能被80mL浓度为0.50mol/L的HCl溶液中和,则该生成物的成分是()
A.Na2OB.Na2O2C.Na2O和Na2O2D.Na2O2和Na
分析:
由于中和后的产物是NaCl,可知n(Na)=n(HCl)=0.5mol/L×0.08L=0.04mol,m(O)=1.5g-0.04mol×23g·mol-1=0.58g,介于0.64g(0.04mol)与0.32g(0.02mol)之间,可得出该生成物是Na2O与Na2O2的混合物。
答案:
C
点评:
此题考查的是钠与O2反应的产物的计算,可以巧用守恒法迅速解题。
元素守恒、得失电子守恒、电荷守恒等“守恒”可以帮助我们快速准确地解决一些化学小型计算题。
碰到此类问题时,也不一定非要找出太多的巧法,老老实实地写出方程式,列出比例式来计算,也不失为一种好办法。
例3取ag某物质在氧气中完全燃烧,将其产物跟足量的过氧化钠固体完全反应,反应后固体的质量恰好也增加了ag。
下列物质中不能满足上述结果的是()
A.H2B.COC.C6H12O6D.C12H22O11
分析:
A项,H2
H2O
NaOH(看作:
Na2O2·H2),Δm=m(H2),A选项能满足上述结果。
B项,CO
CO2
Na2CO3(看作:
Na2O2·CO),Δm=m(CO),B选项能满足上述结果。
CxHyOz
Δm=m(H)+m(Cx+Oz),
当x=z时,Δm=m(CxHyOz),C选项能满足上述结果;
当x≠z时,Δm≠m(CxHyOz),D选项不能满足上述结果。
答案:
D
点评:
这道题要求考生深刻地理解Na2O2与CO2和H2O反应固体增重的规律:
凡分子组成符合(CO)m·(H2)n的物质,Wg该物质在O2中完全燃烧,将其产物(CO2和水蒸气)通过足量的Na2O2后,Na2O2固体增重必为Wg。
聚焦热点3:
碳酸钠、碳酸氢钠的性质及用途
例1下列说法正确的是()
A.发酵粉中主要含有氢氧化钠,能使焙制出的糕点疏松多孔
B.碘盐中的碘可以直接用淀粉检验
C.碳酸氢钠可用于治疗胃酸过多
D.硫酸氢钠属于盐类,其水溶液显中性
分析:
发酵粉中主要含有NaHCO3,A错;碘盐中的碘以碘酸钾的形式存在,不是单质,故无法直接用淀粉检验,B错;硫酸氢钠属于盐类,其水溶液显酸性,D错。
答案:
C
点评:
物质的性质决定物质的用途。
碳酸氢钠的碱性较弱,可以用来中和胃酸,但要注意患有胃溃疡的患者不可用碳酸氢钠来中和胃酸,否则会造成胃穿孔,这类患者可以用氢氧化铝来中和胃酸。
例2可以用来断定碳酸氢钠粉末中是否混有碳酸钠的实验方法是()
A.加热时有无气体放出
B.滴加盐酸时有无气泡放出
C.溶于水后,滴加稀的氯化镁溶液,看有无白色沉淀生成
D.溶于水后,滴加澄清石灰水,看有无白色沉淀生成
分析:
无论碳酸氢钠粉末中是否混有碳酸钠,加热或滴加盐酸均有气体放出,A、B项错误;碳酸氢钠溶液、碳酸钠溶液均能与澄清石灰水反应产生白色沉淀,D项错误;分别溶于水后,滴加稀的氯化镁溶液只有碳酸钠溶液能与之产生沉淀,即可鉴别,C项正确。
答案:
C
点评:
此题考查了碳酸钠和碳酸氢钠的性质,两者在化学性质上有相同点也有不同点。
重点是要把握阴离子的不同。
例3将0.4gNaOH和1.06gNa2CO3混合并配成溶液,向溶液中滴加0.1mol/L的稀盐酸。
下列图象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()
分析:
滴加盐酸先发生反应OH-+H+=H2O,再发生反应CO
+H+=HCO
,最后发生反应HCO
+H+=CO2↑+H2O,故B错;因n(OH-)=n(CO
)=0.01mol,故加入0.02molHCl后开始有气体生成,故C正确。
答案:
C
点评:
解答本题的关键在于看懂图象,同时要注意溶液中OH-、CO
、HCO
结合H+的能力,OH-和HCO
不能共存。
Na2CO3与NaHCO3的鉴别方法
1.根据热稳定性不同鉴别
2.根据和酸反应生成气体的速率不同鉴别
(2)Na2CO3溶液与盐酸的互滴鉴别
向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸,开始时无气泡产生;
向盐酸中滴加Na2CO3溶液开始时就有气泡产生。
3.根据阴离子不同用盐溶液鉴别
4.根据溶液的酸碱性鉴别
下一讲我们将会重点复习铝和铁以及它们的化合物:
复习铝及其化合物的特性、Al2O3和Al(OH)3的两性以及铝盐的性质;铁单质、Fe2+、Fe3+的性质。
包括相关的检验和除杂等问题。
(答题时间:
60分钟)
一、选择题(每小题仅有一个正确选项)
1.为使以面粉为原料的面包松软可口,通常用碳酸氢钠作发泡剂,因为它()
①热稳定性差②增加甜味③产生二氧化碳④提供钠离子
A.②③B.①③C.①④D.③④
2.取一小块金属钠,放在燃烧匙里加热,下列实验现象描述正确的是()
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燃烧后生成浅黄色固体物质
A.②⑤B.①②③C.①④⑤D.④⑤
*3.有A、B两个完全相同的装置,某学生分别在它们的侧管中装入1.06gNa2CO3和0.84gNaHCO3,A、B中分别有10mL浓度相同的盐酸,将两个侧管中的物质同时倒入各自的试管中,下列叙述正确的是()
A.A装置的气球膨胀速率大
B.若最终两气球体积相同,则盐酸的浓度一定大于或等于2mol/L
C.若最终两气球体积不同,则盐酸的浓度一定小于或等于1mol/L
D.最终两试管中Na+、Cl-的物质的量一定相同
4.为除去括号内的杂质,所选用的试剂或方法不正确的是()
A.Na2CO3溶液(NaHCO3),选用适量NaOH溶液
B.NaHCO3溶液(Na2CO3),通入过量的CO2气体
C.Na2O2粉末(Na2O),将混合物在氧气中加热
D.Na2CO3溶液(Na2SO4),加入适量的Ba(OH)2溶液,过滤
5.物质的量均为1mol的下述物质,长期放置于空气中(最终物质不考虑潮解情况),最后质量增加量的大小关系是()
①氧化钠②过氧化钠③氢氧化钠④亚硫酸钠
A.①=③>②>④B.①>②>④>③C.③>①=②>④D.④>③>②>①
6.使5.6LCO2气体迅速通过Na2O2固体后得到4.48L(标准状况下)气体,这4.48L气体的质量是()
A.6.4gB.8.2gC.6.2gD.8.8g
7.下列对Na2O2的叙述中,正确的是()
A.Na2O2中氧元素化合价为-1
B.Na2O2能与水反应,所以Na2O2可以作气体的干燥剂
C.Na2O2与水反应时,Na2O2是氧化剂,水是还原剂
D.Na2O2与二氧化碳反应时,Na2O2只作氧化剂
8.下列反应的离子方程式正确的是()
A.钠与水反应:
Na+H2O=Na++OH-+H2↑
B.钠与CuSO4溶液反应:
2Na+Cu2+=Cu↓+2Na+
C.NaHCO3溶液与稀H2SO4反应:
CO
+2H+=H2O+CO2↑
D.NaOH溶液与小苏打溶液反应:
HCO
+OH-=CO
+H2O
9.可用于判断碳酸氢钠粉末中混有碳酸钠的实验方法是()
A.加热时无气体放出
B.滴加盐酸时有气泡放出
C.溶于水后滴加稀BaCl2溶液有白色沉淀生成
D.溶于水后滴加澄清石灰水有白色沉淀生成
10.在一定条件下,使CO和O2的混合气体26g充分反应,所得混合物在常温下跟足量的Na2O2固体反应,结果固体增重14g,则原混合气体中O2和CO的质量比可能是()
A.9∶4B.1∶1C.7∶6D.6∶7
11.过碳酸钠是一种有多种用途的新型氧系固态漂白剂,化学式可表示为Na2CO3·3H2O2,它具有Na2CO3和H2O2的双重性质。
过碳酸钠遇下列物质均会发生化学反应而失效,其中过碳酸钠只发生了氧化反应的是()
A.MnO2B.KMnO4溶液C.稀盐酸D.Na2SO3溶液
*12.在一定温度下,向饱和烧碱溶液中放入少量过氧化钠,反应后恢复到原来的温度,下列说法中正确的是()
A.溶液的pH增大,有O2放出
B.溶液的pH不变,有O2放出
C.溶液的c(Na+)增大,有O2放出
D.溶液的c(OH-)增大,有O2放出
二、非选择题
13.小苏打、胃舒平、达喜都是常用的中和胃酸的药物。
(1)小苏打片每片含0.50gNaHCO3,2片小苏打片与胃酸完全中和,被中和的氢离子是________mol。
(2)胃舒平每片含0.245gAl(OH)3。
中和胃酸时,6片小苏打片相当于_______片胃舒平。
(3)达喜的化学成分是铝和镁的碱式盐。
①取该碱式盐3.01g,加入2.0mol/L盐酸使其溶解,当加入盐酸42.5mL时开始产生CO2,加入盐酸至45.0mL时正好反应完全,则该碱式盐样品中氢氧根与碳酸根的物质的量之比为__________________。
②向上述碱式盐溶于盐酸后的溶液中加入过量氢氧化钠,过滤,沉淀物进行干燥后重1.74g,若该碱式盐中氢元素的质量分数为0.040,试推测该碱式盐的化学式为:
*14.某研究性学习小组在做Na2O2与水反应的实验时,发现向Na2O2与水反应后的溶液中滴加酚酞试液,溶液呈现红色,但红色很快褪去,甲、乙、丙三位同学对此现象分别做了如下推测:
甲:
因为反应后试管很热,所以可能是溶液温度较高而使红色褪去。
乙:
因为所加水的量较少,红色褪去可能是由于生成的NaOH溶液浓度较大。
丙:
Na2O2具有强氧化性,生成物中O2、H2O2(可能产物)等也具有强氧化性,可能是它们氧化漂白了红色物质。
(1)验证甲同学的推测是否正确的方法是__________________________,验证乙同学的推测是否正确的方法是____________________________________________________;当出现__________________________现象时,即可说明丙同学的推测正确。
(2)有同学提出用定量的方法探究丙同学的推测中是否含有H2O2,其实验方法为:
称取2.6gNa2O2固体,使之与足量的水反应,测量产生O2的体积,与理论值比较,即可得出结论。
①测量气体体积时,必须待试管和量筒内的气体都冷却至室温时进行,应选用如图装置中的___________,理由是____________________________________________。
②若在标准状况下测量气体的体积,应选用的量筒的大小规格为________(填“100mL”、“200mL”、“500mL”或“1000mL”)。
*15.某化学课外活动小组欲制取纯Na2CO3溶液并讨论实验过程中的相关问题。
可供选择的试剂有:
A.大理石B.盐酸C.氢氧化钠溶液D.澄清石灰水
三名同学设计的制备纯Na2CO3的溶液的实验方案的反应流程分别如下:
甲:
NaOH溶液
Na2CO3溶液
乙:
NaOH溶液
NaHCO3溶液
Na2CO3固体
Na2CO3溶液
丙:
NaOH溶液
NaHCO3溶液
Na2CO3溶液
请回答下列问题:
(1)请指出甲、乙两方案的主要缺点:
甲方案:
____________________________________________________;
乙方案:
________________________________________________________.
(2)若采用丙方案制取纯Na2CO3溶液,其实验的关键是:
______________________________________________________________________.
(3)假设反应②所得的Na2CO3固体中混有未分解的NaHCO3.乙同学选择澄清石灰水测定其中NaHCO3的质量分数,乙同学__________(填“能”或“不能”)达到实验目的;若能,请说明计算所需的数据;若不能,请简要说明理由:
___________________________________________________________________.
*16.某化学兴趣小组的同学用实验室中一瓶久置的NaOH固体做了以下实验:
先称取13.3gNaOH样品(杂质为Na2CO3),配成溶液,然后向溶液中逐滴加入浓度为4mol/L的盐酸,再根据生成CO2的体积计算出Na2CO3的质量,从而进一步计算出样品中变质NaOH的质量。
请回答下列问题:
(1)该实验的目的是________________________________________________。
(2)已知20℃时,Na2CO3的溶解度为21.7g,NaOH的溶解度为108.3g。
若要使所称取的样品恰好溶解,最多需要蒸馏水______g,溶解样品所需的仪器是。
(3)实验测得加入盐酸的体积与产生CO2的体积(标准状况下)关系如图所示:
则13.3g该样品中未变质的NaOH的质量为________;NaOH的变质程度为________(用质量分数表示);与NaOH反应消耗的盐酸体积为________mL.
(4)根据“与NaOH反应消耗盐酸的体积”,并对照上述图象,你从实验中还发现了什么问题?
________________________________________,可由此得出什么结论?
_______________________________________________________________________.
1.B解析:
NaHCO3不稳定,受热分解,产生CO2,在制作面包时就是利用了这些性质。
2.C解析:
金属钠熔点低,放在燃烧匙里加热,先熔化为光亮的小球,在空气中燃烧,火焰呈黄色,燃烧后生成浅黄色的Na2O2固体。
*3.B解析:
n(Na2CO3)=
=0.01mol,n(NaHCO3)=
=0.01mol,
当两者恰好与盐酸反应时都生成0.01molCO2,两者与盐酸反应的化学方程式为:
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑,NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑。
若最终两气球体积相同,则NaHCO3与盐酸反应快,膨胀速率大,消耗盐酸0.01mol,而Na2CO3与盐酸反应速率小,消耗盐酸0.02mol,故盐酸浓度应大于或等于
=2mol/L;若最终两气球体积不同,则盐酸的浓度应小于2mol/L。
4.D解析:
D项不正确,因为Na2CO3溶液也能和Ba(OH)2溶液反应生成BaCO3,即CO
+Ba2+=BaCO3↓。
5.B解析:
根据变化计算增重:
①Na2O
Na2CO3、②Na2O2
Na2CO3、③NaOH
Na2CO3、④Na2SO3
Na2SO4。
6.B解析:
由差量法得出5.6LCO2没有完全反应,只消耗了0.1molCO2,相当于损失了0.1molCO的质量,0.25mol×44g/mol-0.1mol×28g/mol=8.2g,B正确。
7.A解析:
本题考查有关过氧化钠的知识。
在Na2O2中Na呈现+1价,所以O的价态为-1价,A项正确。
Na2O2在与水反应的同时有氧气生成,所以不能作干燥剂,B项错。
与水和CO2反应时,Na2O2既是氧化剂又是还原剂,C、D项错。
8.D解析:
A中反应得失电子及质量不守恒;B中钠在溶液中不能发生金属间的置换反应;C中NaHCO3溶液中HCO
不能拆成CO
。
9.C解析:
解决此题的关键是要掌握Na2CO3和NaHCO3的性质异同,特别是与澄清石灰水的反应,两者都会产生白色沉淀,因此无法鉴别,而滴加BaCl
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- 高考 第一轮 复习 及其 化合物