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文档介绍
2018届一轮复习苏教版钠、镁及其重要化合物学案
专题二 从海水中获得的化学物质 第六单元 钠、镁及其重要化合物 考试说明 1．了解钠、镁的制备方法，掌握其主要性质及其应用。 2．了解钠、镁的重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及其应用。 【考点互动探究】 考点一 钠的性质 焰色反应 知识梳理 1．钠的物理性质 颜色 熔点 硬度 密度 导电导热性 ____色，有金属光泽 ____ 质软，硬度____，可切割 比水____，比煤油____ 良好 2.钠的主要化学性质——还原性 (1)完成化学方程式： Na (2)与滴有酚酞的水反应的现象及解释 3．钠的制取、保存和用途 (1)制取：化学方程式为______________________________________________。 (2)保存：密封保存，通常保存在______________________________________。 (3)用途 ①制取Na2O2等化合物。 ②钠、钾合金(液态)可用于原子反应堆的导热剂。 ③用作电光源，制作高压钠灯。 ④冶炼某些金属，如：4Na＋TiCl44NaCl＋Ti。 4．焰色反应 (1)概念： 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。属于元素的____________性质。 (2)操作步骤： 铂丝____色待测物观察火焰颜色铂丝无色 (3)常见元素焰色反应的颜色： 钠元素：________；钾元素：________(透过________观察)。 对点自测 1．判断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)钠在空气中与氧气无论生成哪种产物，23 g 钠反应时转移电子数肯定为NA ( ) (2)将一小块钠放入乙醇中，产生气泡，说明钠能置换出醇羟基中的氢( ) (3)钠与水反应的离子方程式为2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑ ( ) (4)电解熔融氯化钠或饱和食盐水都可得到金属钠( ) (5)金属钠可保存在煤油中，也可保存在四氯化碳中( ) (6)碳或钠与氧气在点燃条件下与不同量的氧气反应时都可生成不同的产物( ) (7)用洁净的铂丝对某溶液进行焰色反应，火焰呈黄色，则溶液中一定含有Na＋，不含K＋( ) 2．金属钠露置在空气中会发生一系列复杂的变化，请在下列转化关系图中的横线上填写相应物质的化学式。 银白色Na________ ________NaOH浓溶液CO2===____________(白色块状固体) 风化===____________(白色粉末) 题组训练 题组一 钠的性质及应用 1．下列说法错误的是( ) A．【2016·全国卷Ⅱ】为比较水与乙醇中氢的活泼性，可分别将少量钠投入到盛有水和乙醇的烧杯中 B．【2016·浙江卷】钾、钠、镁等活泼金属着火时，不能用泡沫灭火器灭火 C．【2015·全国卷Ⅱ】钠在空气中燃烧可生成多种氧化物，23 g 钠充分燃烧时转移电子数为NA D．钠与CuSO4溶液反应：2Na＋Cu2＋Cu↓＋2Na＋ 图261 2．【2016·陕西咸阳模拟】在蒸发皿中放一小块钠，加热至熔化时，用玻璃棒蘸取少量无水CuSO4与熔化的钠接触，瞬间产生耀眼的火花，同时有红色物质生成。下列说法中不正确的是( ) A．上述反应是置换反应 B．上述反应是放热反应 C．上述反应中无水CuSO4表现了还原性 D．加热且无水条件下，Na可以与CuSO4反应并生成Cu 3．【2016·辽宁沈阳模拟】下列有关钠的性质和用途说法正确的是( ) A．做焰色反应实验时用到的铂丝，应该用浓HNO3洗涤 B．钠钾合金通常状况下呈液态，可作原子反应堆的导热剂 C．钠的化学性质很活泼，少量的钠可保存在有机溶剂CCl4中 D．钠在空气中缓慢氧化而自燃，在氧气中燃烧更为剧烈 题组二 钠与水反应的延伸——钠与酸、碱、盐溶液的反应 1.向分别盛有 100 mL 水、100 mL 0.1 mol·L－1 盐酸、100 mL 0.01 mol·L－1NaOH溶液的X、Y、Z三个烧杯中各投入 0.05 mol Na。下列有关说法正确的是( ) A．三个烧杯中均会发生的离子反应为2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑ B．三个烧杯中钠均在液面上剧烈反应，且X烧杯中反应最剧烈 C．三个烧杯反应后，溶质的物质的量浓度相同 D．三个烧杯反应后，生成的气体的质量一定相同 2．把一小块金属钠放入下列溶液中，说法正确的是( ) A．放入饱和NaOH溶液中：有氢气放出，恢复至室温后溶液的pH增大 B．放入稀CuSO4溶液中：有氢气放出，有紫红色铜析出 C．放入MgCl2溶液中：有氢气放出，有白色沉淀生成 D．放入NH4NO3溶液中：有无色无味气体放出 3．按如图262所示实验装置进行钠跟水反应的实验，据此判断下列说法正确的是( ) 图262 A．打开右端胶塞，将一小块金属钠加入到煤油中，反应前片刻，钠的位置应在a处 B．开始反应后，能观察到的实验现象是钠在b处液面以下的水中反应 C．反应一段时间后，左端液面上升，进入长颈漏斗，a处有无色气体产生 D．若用苯或酒精来代替煤油，可观察到相同的实验现象 规律小结 钠与溶液反应的规律和思维模型 （1）钠与溶液反应的一般规律：与酸反应，先酸后水；与盐反应，先水后盐。 （2）钠与可溶性盐溶液反应的思维模型 考点二 钠的氧化物与氢氧化物 知识梳理 1．氧化钠和过氧化钠 2.氢氧化钠 (1)物理性质：氢氧化钠俗名__________、__________或__________，具有强烈的腐蚀性，易溶于水，溶于水时放出大量的热。NaOH一般为无色片状固体，在空气中易________，可作干燥剂，特别是与CaO固体按一定比例混合熔融可得到干燥剂________。 (2)化学性质 NaOH是一种强碱，具有碱的通性。 ①与酸碱指示剂作用：能使紫色石蕊试液变为________色，使无色酚酞试液变为________色。 ②与酸性氧化物反应： 与CO2反应：______________________________， __________________________； 与SiO2的反应：___________________________________________________。 ③与酸(如盐酸)的反应：________________________________________________。 ④与某些盐(如MgCl2)的反应：___________________________________________。 (3)NaOH的工业制法：__________________________________________________。 对点自测 1．判断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)氧化钠、过氧化钠均为碱性氧化物( ) (2)78 g Na2O2中含阴离子的个数是2NA( ) (3)Na2O2溶于水产生O2的离子方程式为Na2O2＋H2O===2Na＋＋2OH－＋O2↑( ) (4)Na2O、Na2O2组成元素相同，与CO2反应产物也相同( ) (5)Na2O2与H2O反应时，Na2O2既是还原剂又是氧化剂( ) (6)Na2O2在潮湿的空气中放置一段时间，最终产物是NaOH( ) (7)烧碱和纯碱都属于碱( ) (8)盛装NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃瓶塞的原因是密封不严导到溶液变质( ) 2．比较下列三组反应，回答下列问题。 一组：①Na2O2＋CO2 ②Na2O2＋SO2 二组：③SO2通入品红溶液中，加热 ④Na2O2加入到品红溶液中，加热 三组：⑤NaOH溶液滴入紫色石蕊试液中 ⑥Na2O2固体加入到紫色石蕊试液中 问题：(1)写出①、②两反应的化学方程式。 ①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________。 (2)判断③、④反应中可能发生的现象_______________________________________。 (3)判断⑤、⑥反应中可能发生的现象________________________________________。 题组训练 题组一 Na2O、Na2O2与CO2或水反应原理及应用 1．【2016·江西师范大学附中期末】密闭容器中盛有一定量的CH4与O2混合气体及足量的Na2O2固体，电火花点燃充分反应后，恢复至室温，发现容器为真空，则原混合气中CH4与O2的体积比为( ) A．2∶1 B．1∶2 C．1∶1 D．任意比 2．下列说法正确的是( ) A．【2015·四川卷】标准状况下，5.6 L CO2与足量 Na2O2 反应转移的电子数为0.5NA B．【2015·山东卷】Na2O由两种单质直接反应生成，将其加入Ba(HCO3)2溶液中同时有气体和沉淀产生 C．Na2O2与水反应是水作还原剂的氧化还原反应 D．二氧化碳通过Na2O2粉末，反应后固体物质增重 方法技巧 Na2O2与H2O、CO2反应的解题策略 (1)物质的量及气体体积的关系 CO2和水蒸气的混合气体(或单一气体)通过足量的Na2O2时，CO2或H2O与放出O2的物质的量之比均为2∶1，气体体积的减少量为原混合气体体积的。 (2)固体质量关系 凡分子组成符合(CO)m(H2)n的物质，m g该物质在O2中完全燃烧，将其产物(CO2和水蒸气)通过足量Na2O2后，固体增重必为m g 。或者是由C、H、O三种元素组成的物质，只要C、O原子个数比为1∶1，即可满足上述条件。中学阶段常见的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。 (3)电子转移关系 当Na2O2与CO2、H2O反应时，每产生1 mol O2转移2 mol e－。 (4)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，可看作Na2O2先与CO2反应，待CO2反应完全后，Na2O2再与H2O(g)发生反应。 题组二 Na2O2的强氧化性的应用 1．【2016·安徽阜阳模拟】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．1 mol Na2O2中阴离子数目为NA 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 2．下列反应与Na2O2＋SO2===Na2SO4相比较，Na2O2的作用相同的是( ) A．2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 B．2Na2O2＋2SO3===2Na2SO4＋O2 C．Na2O2＋H2SO4===Na2SO4＋H2O2 D．3Na2O2＋Cr2O3===2Na2CrO4＋Na2O 规律小结 Na2O2强氧化性的“四个表现” (1)Na2O2与FeCl2溶液的反应：能将Fe2＋ 氧化成Fe3＋，得到Fe(OH)3沉淀。 (2)Na2O2与氢硫酸的反应：能将H2S氧化成单质硫。 (3)Na2O2与Na2SO3溶液的反应：能将SO氧化成SO。 (4)Na2O2与品红溶液的反应：能使品红溶液褪色。 题组三 NaOH与CO2反应的分析与计算 1．标准状况下，将 3.36 L CO2气体通入 200 mL 1.00 mol·L－1 NaOH溶液中，充分反应后溶液中c(CO)与c(HCO)的比值为(不考虑CO、HCO的水解)( ) A．1∶1 B．1∶2 C．2∶1 D．1∶3 2．为了验证二氧化碳与氢氧化钠可以发生化学反应，某小组用如图263所示装置进行实验。请回答下列问题： 图263 (1)打开止水夹a和c，关闭活塞b，从长颈漏斗向锥形瓶中注入稀盐酸。 (2)当观察到烧杯中____________(填实验现象)时，说明集气瓶中已集满二氧化碳气体。相关的化学反应方程式为_________________________________________________。 (3)要使二氧化碳和氢氧化钠反应，需进行的操作是______________，向集气瓶中加入适量的NaOH溶液，然后关闭活塞b，轻轻振荡集气瓶。一段时间后可观察到______________，证明二氧化碳与氢氧化钠发生了化学反应。 (4)小红认为仅做上述实验有不足之处，应利用上图装置做一个对比实验。该对比实验所应选的试剂是________，将该试剂放在上述装置的________中(写仪器的名称)，产生的现象与上述实验不同的是______________________。 规律小结 CO2与碱反应产物的定量判断 CO2通入NaOH、Ca(OH)2等强碱溶液的反应与CO2气体的通入量有关，当CO2通入少量时生成碳酸盐，当CO2通入过量时生成碳酸氢盐；当CO2的通入量介于两者之间时，既有正盐生成又有酸式盐生成。 以CO2与NaOH溶液反应为例分析如下： CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O，CO2＋NaOH===NaHCO3 当n(OH－)∶n(CO2)的值不同时产物如下： 考点三 两种重要的钠盐——Na2CO3和NaHCO3 知识梳理 1．Na2CO3和NaHCO3的比较(方程式用离子方程式表示) 名称 碳酸钠 碳酸氢钠 俗名 ______或______ ________ 主 要 性 质 色、态 白色粉末 细小白色晶体 水溶性 易溶于水(20 ℃，S＝21.5 g) 可溶于水(20 ℃，S＝9.6 g) 热稳定性 稳定，但结晶碳酸钠(Na2CO3·10H2O)易风化 受热易分解 与H+反应 ________________________________________________________________________ (较快) ________________________________________________________________________ (更快) 主 要 性 质 与Ca(OH)2 溶液反应 NaHCO3过量________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ Ca(OH)2过量________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 与盐反应 CaCl2 不反应 Al2(SO4)3 与水作用 水解，碱性较强 水解，碱性较弱 与酸互滴 碳酸钠溶液滴入盐酸中，________气体；盐酸滴入碳酸钠溶液中，先无现象后产生气体 碳酸氢钠溶液滴入盐酸中或盐酸滴入碳酸氢钠溶液中，都是________气体 名称 碳酸钠 碳酸氢钠 相互转化 Na2CO3 NaHCO3 主要用途 用于玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油、冶金等工业中 灭火器、治疗胃酸过多、发酵粉的主要成分之一 2.纯碱的工业制法——侯氏制碱法 工业上制纯碱是向饱和NaCl溶液中依次通入足量的__________和足量的____________，此时会有晶体析出，过滤得到NaHCO3固体，最后将所得固体加热分解即得到纯碱。反应原理为________________________________________________________________________。 对点自测 1．判断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)向Na2CO3溶液中逐滴加入含等物质的量的HCl的盐酸，生成的CO2与原Na2CO3 的物质的量之比为1∶2( ) (2)用热碱水清除炊具上残留的油污，没有发生化学反应( ) (3)确定NaCl溶液中是否混有Na2CO3的方法是取少量溶液滴加CaCl2溶液，观察是否出现白色浑浊( ) (4)向Na2CO3饱和溶液中通入CO2，有NaHCO3晶体析出( ) (5)向某溶液中加入稀盐酸，产生的气体通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊，该溶液一定是碳酸盐溶液( ) (6)用酚酞试液可鉴别饱和食盐水和饱和纯碱溶液( ) (7)除去CO2气体中的HCl气体，可将混合气体通过饱和NaHCO3溶液( ) (8)向含有CaCO3沉淀的水中通入CO2至沉淀恰好溶解，再向溶液中加入NaHCO3饱和溶液，又有CaCO3沉淀生成( ) (9)可用Ca(OH)2溶液鉴别区分Na2CO3和NaHCO3两种溶液( ) 2．某同学仅用试管和胶头滴管来鉴别失去标签的两无色溶液：Na2CO3溶液和稀盐酸。为此他做了如下实验：先取编号为甲的溶液少许于试管中，然后用胶头滴管吸取编号为乙的溶液，并将其滴入甲溶液中，若观察到__________________________(填实验现象，下同)，则说明甲溶液为盐酸，乙溶液为碳酸钠溶液。若观察到________________________，说明甲溶液为碳酸钠溶液，乙溶液为盐酸。 题组训练 题组一 碳酸钠与碳酸氢钠的性质及用途 1．下列说法正确的是( ) A．【2016·全国卷Ⅲ】Al2(SO4)3和小苏打反应可用作泡沫灭火器灭火 B．【2016·天津卷】碳酸氢钠药片是抗酸药，服用时喝些醋能提高药效 C．【2015·安徽卷】在酒精灯加热条件下，Na2CO3、NaHCO3固体都能发生分解 D．【2015·全国卷Ⅱ】1 L 0.1 mol·L－1 的NaHCO3溶液中HCO和CO离子数之和为0.1NA 2．下列有关Na2CO3和NaHCO3的比较及评价正确的是( ) 选项 比较 评价 A Na2CO3比NaHCO3的热稳定性强 正确 B Na2CO3和NaHCO3溶液中离子的种类相同 错误 C Na2CO3和NaHCO3均可与NaOH溶液反应 正确 D Na2CO3和NaHCO3都可以用作面包发酵粉的主要成分 错误 题组二 碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别与除杂 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．Na2CO3溶液(NaHCO3)，选用适量的NaOH溶液 B．NaHCO3溶液(Na2CO3)，应通入过量的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Ba(OH)2溶液，过滤 2．为鉴别K2CO3和NaHCO3两种白色固体，有4位同学分别设计了下列四种不同的方法，其中不可行的是( ) A．分别加入 1 mol·L－1 的盐酸，看气泡产生的快慢 B．分别取样在试管中加热，将可能产生的气体通入澄清石灰水中，观察有无白色浑浊 C．分别取样配成溶液，滴加Ba(OH)2溶液，观察有无白色沉淀 D．分别配成溶液，做焰色反应实验，观察火焰的颜色 3． 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264所示。 图264 (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)__________。 规律小结 碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别与除杂 1． Na2CO3、NaHCO3的鉴别方法 （1）利用热稳定性不同。 （2）利用和酸反应生成气体的速率不同 (3)利用阴离子的不同。 溶液 (4)利用溶液的酸碱性不同(相同条件下)。 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 ① Na2CO3(s)、NaHCO3 加热法 ② NaHCO3(aq)、Na2CO3 足量CO2 ③ Na2CO3(aq)、NaHCO3 适量NaOH溶液 题组三 Na2CO3、NaHCO3与酸反应的原理及计算 1．有关NaHCO3和Na2CO3的性质，以下叙述错误的是( ) A．等质量的NaHCO3和Na2CO3与足量盐酸反应，在相同条件下Na2CO3产生的CO2体积小 B．等物质的量的两种盐与同浓度盐酸完全反应，所消耗盐酸的体积Na2CO3是NaHCO3的两倍 C．等质量NaHCO3和Na2CO3与盐酸完全反应，前者消耗盐酸较多 D．等物质的量的NaHCO3和Na2CO3与足量盐酸反应产生CO2一样多 2．向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加 0.1 mol·L－1 稀盐酸，CO2的生成量与加入盐酸的体积(V)的关系如图265所示。下列判断正确的是( ) 图265 A．在0～a范围内，只发生中和反应 B．ab斜段发生反应的离子方程式为CO＋2H＋===H2O＋CO2↑ C．a＝0.3 D．原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为1∶2 规律小结 Na2CO3和NaHCO3与酸反应的图像分析 题组四 涉及Na2O2和NaHCO3混合加热后的固体成分判断 1．将一定量的Na2O2和NaHCO3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( ) Na2O2/mol NaHCO3/mol 剩余的固体物质 A 1 2 Na2CO3 B 1.5 2 Na2O2 Na2CO3 C 2 1 Na2O2 NaOH Na2CO3 D 2 2 NaOH Na2CO3 2. 【2016·河北邯郸模拟】将Na2O、Na2O2、Na和足量NaHCO3的混合物置于密闭容器中充分加热，经足够长的时间后排放出所有气体物质，则最终残留的固体物质是( ) A．Na2O2与Na2CO3 B．Na2CO3 C．NaOH和Na2CO3 D．Na2CO3、Na2O2、NaOH 题组五 钠及其化合物性质的实验探究 1．某小组通过实验研究Na2O2与水的反应。 操作 现象 向盛有 4 g Na2O2的烧杯中加入 50 mL 蒸馏水得到溶液a 剧烈反应，产生能使带火星木条复燃的气体 取 5 mL 溶液a于试管中，滴入两滴酚酞 ⅰ.溶液变红 ⅱ.10分钟后溶液颜色明显变浅，稍后，溶液变为无色 (1)Na2O2与水反应的化学方程式：______________________________________； (2)ⅱ中溶液褪色可能是溶液a中存在较多的H2O2与酚酞发生了反应。 Ⅰ.甲同学通过实验证实了H2O2的存在：取少量溶液a，加入试剂__________(填化学式)，有气体产生。 Ⅱ.乙同学查阅资料获悉：用KMnO4可以测定H2O2的含量：取 15.00 mL 溶液a，用稀H2SO4酸化，逐滴加入 0.003 mol·L－1 KMnO4 溶液，产生气体，溶液褪色速率开始较慢后变快，至终点时共消耗 20.00 mL KMnO4溶液。 ①请配平：ＫMnO＋ＫH2O2＋Ｋ________===ＫMn2＋＋ＫO2↑＋ＫH2O； ②溶液a中c(H2O2)＝__________ mol·L－1； ③溶液褪色速率开始较慢后变快的原因可能是_______________________________。 (3)为探究现象ⅱ产生的原因，同学们继续进行了如下实验： Ⅲ.向H2O2溶液中滴入两滴酚酞，振荡，加入5滴 0.1 mol·L－1 NaOH溶液，溶液变红又迅速变无色且产生气体，10 min后溶液为无色。 Ⅳ.向 0.1 mol·L－1 NaOH溶液中滴入两滴酚酞，振荡，溶液变红，10 min后溶液颜色无明显变化；向该溶液中通入O2，溶液颜色无明显变化。 ①从实验Ⅲ和Ⅳ中，可得出的结论是________________________________________； ②同学们进一步通过实验证实了溶液a中滴入酚酞后，H2O2与酚酞发生了化学反应。实验方案是：取少量溶液a于试管中，____________________________________________。 2．“套管实验”是将一支较小的玻璃仪器装入另外一支玻璃仪器中。因其具有许多优点，被广泛应用于化学实验中。如图266所示实验为“套管实验”，小试管内塞有沾有无水硫酸铜粉末的棉花球。请观察实验装置，分析实验原理，回答下列问题： 图266 (1)该实验的目的是_____________________________________________。 (2)实验开始前微热试管，说明装置不漏气的现象是____________________________。 (3)一段时间后结束实验，待装置冷却，取出小试管中固体溶于水，然后滴加 1 mol·L－1 盐酸，产生CO2的量与盐酸的量的关系如图267所示。其中合理的是________(填选项)。 图267 3．2016·河北石家庄模拟小苏打长期放置在空气中会变质(部分转变为Na2CO3)，某研究小组欲测定某小苏打样品中NaHCO3的质量分数，设计如下实验方案： Ⅰ.加热分解法 利用图268甲装置，充分加热小苏打样品。 图268 (1)仪器a的名称为______________________________。 (2)在实验过程中，需要测量的实验数据有： ①仪器a的质量； ②_______________________________________________________________________； ③________________________________________________________________________。 Ⅱ.测量气体体积法 利用图乙装置，测定反应生成气体的体积。 (1)组装好仪器后，首先进行的操作为___________________________________。 (2)导管g的作用为___________________________________________________。 (3)为了减小实验误差，B、C中最好用______________溶液代替水。 (4)待反应结束，气体冷却至室温后，利用图示装置读取气体体积时，应注意的事项有： ①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________。 (5)若所取样品的质量为m g，反应前滴定管C的读数为V1 mL，反应结束后滴定管C的读数为V2 mL，则样品中NaHCO3和Na2CO3的物质的量之和为________(气体体积均已换算为标准状况下的体积)。 考点四 镁和镁的化合物 知识梳理 1．镁原子最外层有________个电子，在化学反应中容易________最外层的2个电子形成镁离子，因此镁表现出较强的________。 2．镁的性质 (1)物理性质：具有银白色金属光泽的固体，密度、硬度均较小，熔点较低，有良好的导电、传热和延展性。 (2)化学性质： 图269 ①与非金属反应 ②与CO2反应：___________________________________________ ③与H2O反应：Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑ ④与H＋反应：_______________________________________________ [提醒] Mg3N2能与水剧烈反应生成Mg(OH)2沉淀，放出氨气，所以只能在干态下制取。 3．用途：镁常用来制造信号弹和焰火，镁合金被大量用于制造火箭、导弹和飞机的部件。 4．镁的重要化合物 物质 主要性质 氧化镁 碱性氧化物 MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O 氢氧 化镁 中强碱 Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O 难溶于水 Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓ 溶解度小 于碳酸镁 MgCO3＋H2OMg(OH)2＋CO2↑ [提醒] MgO熔点很高，可作耐火材料。 对点自测 1．判断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)镁是活泼金属，在地壳中含量比铝的含量丰富。( ) (2)镁在常温下即能与氧气反应，所以镁必须密封保存。( ) (3)将水加入浓硫酸中得到稀硫酸，置镁片于其中探讨Mg的活泼性。( ) (4)镁能在氯气、二氧化碳中燃烧，这说明不只是氧气才有助燃性。( ) (5)镁的化学性质很活泼，能与O2、Cl2、N2及酸、碱发生反应( ) (6)MgO是一种电解质，工业上常用电解MgO冶炼镁。( ) (7)氮化镁投入过量盐酸中：Mg3N2＋6H＋===3Mg2＋＋2NH3↑。( ) (8)MgCl2(aq)Mg(OH)2MgO。( ) 2．怎样从MgCl2溶液中最终制得MgCl2固体？ 题组训练 题组 镁及其化合物的性质及用途 1．下列说法正确的是( ) A．【2015·江苏卷】Mg(OH)2MgCl2(aq)Mg B．【2015·江苏卷】 在CO2中，Mg燃烧生成MgO和C，在该反应条件下，Mg的还原性强于C的还原性 C．【2015·江苏卷】在CO2中，Mg燃烧生成MgO和C，该反应中化学能全部转化为热能 D．【2015·安徽卷改编】某同学将光亮的镁条放入盛有NH4Cl溶液的试管中，有大量气泡产生，则气体为NH3 2．“绿色化学”要求从经济、环保和技术上设计可行的化学反应。据此，由单质镁制硝酸镁的下列四个方案中，你认为可行而且符合“绿色化学”要求的方案是( ) A．MgMg(NO3)2 B．MgMgCl2Mg(OH)2Mg(NO3)2 C．MgMgOMg(NO3)2 D．MgMgSO4Mg(NO3)2 3．某研究性学习小组为了探究镁粉与溴水反应的机理，做了如下四组实验：①将镁粉投入冷水中，未见任何现象；② 将镁粉放入溴水中，观察到只是开始时产生极少量的气泡，但溴水的颜色逐渐褪去；③将镁粉放入液溴中，未观察到任何明显现象；④向含足量镁粉的液溴中滴加几滴水，观察到溴的红棕色很快褪去。则下列关于镁与溴水的反应机理的论述中正确的是( ) A．镁粉只直接与溴水中的溴反应 B．镁粉只与溴水中的酸反应 C．产生极少量的气泡是由于镁粉与水反应得到 D．镁粉在水的催化下与溴发生反应 【考例考法直击】 1．【2016·江苏卷】根据侯氏制碱原理制备少量NaHCO3的实验，经过制取氨气、制取NaHCO3、分离NaHCO3、干燥NaHCO3四个步骤。下列图示装置和原理能达到实验目的的是( ) A．制取氨气 B．制取NaHCO3 C．分离NaHCO3 D．干燥NaHCO3 图2610 2．下列说法不正确的是( ) A．【2015·山东卷】用试管加热碳酸氢钠固体时使试管口竖直向上 B．【2014·新课标全国卷Ⅰ】施肥时，草木灰(有效成分为K2CO3)不能与NH4Cl混合使用，是因为K2CO3与NH4Cl反应生成氨气会降低肥效 C．【2014·全国卷】Na2CO3(s)混有NaHCO3(s)时可用灼烧方法提纯 D．【2014·福建卷】小苏打是面包发酵粉的主要成分 3．【2014·上海卷】图2611所示是模拟“侯氏制碱法” 制取NaHCO3的部分装置。下列操作正确的是( ) 图2611 A．a通入CO2，然后b通入NH3，c中放碱石灰 B．b通入NH3，然后a通入CO2，c中放碱石灰 C．a通入NH3，然后b通入CO2，c中放蘸稀硫酸的脱脂棉 D．b通入CO2，然后a通入NH3，c中放蘸稀硫酸的脱脂棉 参考答案 第六单元 钠、镁及其重要化合物 【考点互动探究】 考点一 知识梳理 1．银白 低 小 小 大 2．(1)2Na＋O2Na2O2 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ Cu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑ (2)小 低 放热 碱 3．(1)2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ (2)石蜡油或煤油中 4．(1)物理 (2)无 稀盐酸 (3)黄色 紫色 蓝色钴玻璃 对点自测 1．(1)√ (2)√ (3)√ (4)× (5)× (6)× (7)× [解析] (1)金属钠在反应中一定由0价升高为＋1价，故 1 mol Na(23 g)转移电子一定为NA。(4)电解饱和食盐水得到的是NaOH、氢气和氯气。(5)钠的密度比四氯化碳的小，不能保存在其中。(6)钠与氧气反应生成不同产物是由反应条件决定的，与氧气的量无关。(7)还可能含有K＋，因黄色会遮住紫色。 2．Na2O NaOH Na2CO3·10H2O Na2CO3 题组训练 题组一 1．D [解析] 同样质量、大小的钠投入同温同压下的水和乙醇中，根据产生气泡的快慢可以比较水和乙醇中氢的活泼性，A项正确；23 g Na完全反应，无论生成Na2O还是Na2O2，钠元素的化合价均由0价→＋1价，均转移 1 mol 电子，C项正确；钠与CuSO4溶液反应首先是Na与H2O反应，然后生成的NaOH再与CuSO4溶液反应，无法置换Cu，D项错误。 2．C [解析] 钠的化学性质很活泼，在加热熔融的条件下与无水CuSO4反应可置换出铜，所以生成的红色物质为单质Cu，其中Cu2＋ 被还原，表现了氧化性，所以A项、D项正确，C项错误；同时由反应条件接触瞬间产生耀眼的火花，可推测该反应为放热反应，所以B项正确。 3．B [解析] 铂丝应用稀盐酸洗涤，A项错误； CCl4密度比钠大，钠会浮在CCl4表面而被氧化，因此不能保存在CCl4中，C项错误；钠在空气中会被氧化，在氧气中燃烧剧烈，但在空气中不会发生自燃现象，D项错误。 题组二 1．D [解析] 钠与盐酸反应时钠先与H＋反应，离子方程式表示为2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑，A项错误；X烧杯中生成的溶质为NaOH，Y烧杯中生成的溶质为NaCl，Z烧杯中生成NaOH，由于原溶质为NaOH，故Z烧杯中物质的量浓度最大，C项错误；因向三个烧杯中加入钠的物质的量相同且钠全部反应完，故生成H2的量相同，D项正确。 2．C [解析] A项错误，在饱和NaOH溶液中放入钠，钠与水反应消耗水且又生成NaOH，从而会有部分NaOH晶体析出，同时生成氢气，由于溶液仍是饱和溶液，故溶液的pH不变；B项错误，钠与水反应生成氢气和NaOH溶液，NaOH与CuSO4反应会出现蓝色沉淀；C项正确，钠与水反应生成的NaOH溶液与MgCl2反应生成Mg(OH)2白色沉淀；D项错误，钠与水反应放热，生成的NaOH与NH反应生成NH3·H2O，NH3·H2O受热部分分解产生的少量氨气会与氢气同时放出，故放出的气体有刺激性气味。 3．C [解析] 钠的密度比煤油的大，应下降到b处，与水反应，产生气体，由于气体的作用，又使钠进入煤油，由于重力作用，钠又要下沉，这样钠就在b界面上下跳动，所以A、B说法错误。由于反应开始后产生的气体在a处积累，部分水将被挤压到长颈漏斗，反应一段时间后，左端液面上升，所以C说法正确。由于酒精能和水互溶，所以若用酒精来代替煤油，观察到的实验现象不相同。 考点二 知识梳理 1．淡黄色 碱性 －2 －1 Na2O＋H2O===2NaOH 2Na2O2＋2H2O=== 4NaOH＋O2↑ Na2O＋CO2===Na2CO3 2Na2O2＋2CO2=== 2Na2CO3＋O2 Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O 2．(1)苛性钠 火碱 烧碱 潮解 碱石灰 (2)①蓝 红 ②CO2＋2NaOH(过量)===Na2CO3＋H2O CO2＋NaOH(少量)===NaHCO3 SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O ③NaOH＋HCl===NaCl＋H2O ④2NaOH＋MgCl2===Mg(OH)2↓＋2NaCl (3)2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 对点自测 1．(1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)× (7)× (8)× [解析] (2)Na2O2中的阴离子为O。(4)氧化钠与二氧化碳反应只生成碳酸钠，而过氧化钠与二氧化碳反应除生成碳酸钠外，还有氧气生成。(6)最终变为碳酸钠。(7)烧碱是NaOH，分类上属于碱，纯碱Na2CO3分类上属于盐。(8)玻璃瓶的主要成分是SiO2，能与NaOH反应，用玻璃瓶塞能与瓶身发生粘连而无法打开。 2．(1)①2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 ②Na2O2＋SO2===Na2SO4 (2)③溶液红色褪去，加热后又恢复红色；④溶液红色褪去，加热后不能恢复红色 (3)⑤溶液变蓝，⑥溶液先变蓝后褪色 题组训练 题组一 1．A [解析] 容器为真空，这说明反应中没有气体剩余，也没有气体产生，则氢元素转化为氢氧化钠，碳元素转化为碳酸钠，则反应的方程式为2CH4＋O2＋6Na2O2===8NaOH＋2Na2CO3，所以原混合气中CH4与O2的体积比为2∶1。 2．D [解析] CO2与Na2O2发生反应的化学方程式为2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2，每有 2 mol CO2参加反应转移 2 mol 电子，故标准状况下 5.6 L(即 0.25 mol)CO2参加反应转移0.25NA 电子，A项错误；钠与氧气在常温下反应生成Na2O，Na2O与水反应生成NaOH，NaOH与Ba(HCO3)2反应只能生成沉淀，B项错误；反应2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑中，只有Na2O2中氧元素的化合价发生了改变，水中的氢、氧元素化合价都未变，故水既不作氧化剂，也不作还原剂，C项错误；2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2中固体成分由Na2O2(相对分子质量78)变为Na2CO3(相对分子质量106)，固体质量变大，D项正确。 题组二 1．A [解析] 过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，反应中过氧化钠既是氧化剂也是还原剂，A项错误；过氧化钠电子式为，1 mol Na2O2中阴离子数目为NA，B项正确；过氧化钠具有强氧化性，铝、木炭具有还原性，C项正确；过氧化钠具有氧化性，二氧化硫具有还原性，过氧化钠与二氧化硫反应时可生成硫酸钠Na2O2＋SO2===Na2SO4，D项正确。 2．D [解析] Na2O2＋SO2===Na2SO4的反应中SO2是还原剂，Na2O2是氧化剂。Na2O2与CO2的反应中，Na2O2既是氧化剂又是还原剂，A错误；Na2O2与SO3的反应中，Na2O2既是氧化剂又是还原剂，B错误；Na2O2与H2SO4的反应是非氧化还原反应，C错误；Na2O2与Cr2O3的反应中，Na2O2是氧化剂，D正确。 题组三 1．B [解析] n(CO2)＝＝0.15 mol， n(NaOH)＝0.200 L×1.00 mol·L－1＝0.20 mol， ＝＝，即1<<2， 反应产物为Na2CO3、NaHCO3，设其物质的量分别为x、y，则 解得 所以＝。 2．(2)澄清的石灰水变浑浊 Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O (3)关闭止水夹a，打开活塞b 烧杯中的浑浊液体倒流进集气瓶中 (4)水 分液漏斗 从烧杯中倒流进集气瓶中的液体较少 [解析] (2)根据烧杯中澄清石灰水变浑浊时，说明集气瓶中已集满二氧化碳气体；反应的化学方程式为Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O。 (3)向集气瓶中加入适量的NaOH溶液，需打开活塞b，关闭止水夹a，使氢氧化钠与二氧化碳反应；集气瓶中二氧化碳与氢氧化钠反应，集气瓶中的压强减小，大气压将烧杯中的浑浊液压入集气瓶中。 (4)根据二氧化碳可溶于水，对比实验选的试剂为水，液体从分液漏斗加入；当只有水与二氧化碳反应时，变化的气压小，倒流的液体就少，所以产生的现象与上述实验不同的是：水从烧杯中倒吸入集气瓶中的液体较少。 考点三 知识梳理 1．纯碱 苏打 小苏打 CO＋2H＋===CO2↑＋H2O HCO＋H＋===CO2↑＋H2O Ca2＋＋CO===CaCO3↓ Ca2＋＋2OH－＋2HCO===CaCO3↓＋2H2O＋CO Ca2＋＋OH－＋HCO===CaCO3↓＋H2O Ca2＋＋CO===CaCO3↓ 2Al3＋＋3CO＋3H2O===2Al(OH)3↓＋3CO2↑ Al3＋＋3HCO===Al(OH)3↓＋3CO2↑ 立即产生 立即产生 2．氨气 二氧化碳 NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl 对点自测 1．(1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)× (6)√ (7)√ (8)× (9)× [解析] (1)仅生成NaHCO3，无CO2气体放出。(2)油脂水解为化学变化。(4)发生反应Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3↓，由于溶解度较大的Na2CO3转化成溶解度较小的NaHCO3，且又消耗一部分溶剂H2O，故有NaHCO3晶体析出。(5)没有排除HCO、SO或HSO的干扰。(8)CaCO3与CO2反应生成Ca(HCO3)2后，再加入NaHCO3，仍都是可溶性的碳酸氢盐。(9)Ca(OH)2溶液与Na2CO3溶液和NaHCO3溶液反应时都产生沉淀，现象一样。 2．试管中一开始就有气泡冒出 试管中一开始无气泡冒出，过一会儿有气泡冒出 题组训练 题组一 1．A [解析] NaHCO3溶液和Al2(SO4)3溶液混合，发生反应Al3＋＋3HCO===Al(OH)3↓＋3CO2↑，Al(OH)3覆盖在可燃物表面隔绝空气，CO2能阻止燃烧，因此能用于灭火器灭火， A项正确；碳酸氢钠可以与酸发生反应，可以作为抗酸药，但是服用时喝醋会与碳酸氢钠反应使药效降低，故B项错误；在酒精灯加热条件下NaHCO3固体发生分解，Na2CO3热稳定性强，不会发生分解，C项错误；HCO在溶液中既存在电离平衡，又存在水解平衡，HCO水解时生成H2CO3，即溶液中HCO与CO之和小于 0.1 mol，D项错误。 2．A [解析] A项Na2CO3受热不易分解，而NaHCO3受热易分解，评价正确；B项Na2CO3和NaHCO3溶液中离子的种类相同，评价错误；C项Na2CO3与NaOH溶液不反应，评价错误； Na2CO3和NaHCO3均能与面粉发酵产生的酸反应生成CO2气体，评价错误。 题组二 1．D [解析] Ba(OH)2与Na2CO3和Na2SO4均发生化学反应生成白色沉淀，不符合除杂的要求。 2．C [解析] A项，因K2CO3与盐酸反应分步进行，先生成碳酸氢钾，盐酸过量时才生成气体，故可行；B项，K2CO3受热不分解，NaHCO3受热分解产生CO2，故可行；C项，二者与Ba(OH)2溶液反应都产生白色沉淀BaCO3，故不可行；D项，钾的焰色反应为紫色(透过蓝色钴玻璃观察)，钠的焰色反应为黄色，可行。 3．(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)2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O (3)NaHCO3 [解析] (1)NaHCO3、Na2CO3都与盐酸反应放出CO2，不能达到目的。 (2)Ⅱ、Ⅲ都是利用NaHCO3的不稳定性进行鉴别。 (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，表明了碳酸氢钠很不稳定。 题组三 1．C [解析] Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O 解答此类题目用归“1”法， A项，假设二者都是 1 g，则n(NaHCO3)＝n(CO2)＝ mol，n(Na2CO3)＝n(CO2)＝ mol，A项正确； B项，假设二者均为 1 mol，则消耗的HCl：Na2CO3为 2 mol，NaHCO3为 1 mol，B项正确； C项，假设二者均为 1 g，Na2CO3需HCl为2× mol＝ mol，NaHCO3需HCl mol，C项错。 2．C [解析] 向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加 0.1 mol·L－1 稀盐酸，发生的反应依次为OH－＋H＋===H2O，CO＋H＋===HCO，HCO＋H＋===CO2↑＋H2O，据此可以解答。在0～a范围内，发生的反应应该是OH－＋H＋===H2O，CO＋H＋===HCO，不只发生中和反应，A项错误；ab段发生反应的离子方程式为HCO＋H＋===CO2↑＋H2O，B项错误；从图像知生成CO2 0.01 mol，根据方程式HCO＋H＋===CO2↑＋H2O可知消耗盐酸的物质的量为 0.01 mol，故a＝0.3，C项正确；根据方程式和图像可知Na2CO3的物质的量是 0.01 mol，共计消耗盐酸 0.02 mol，所以与氢氧化钠反应的盐酸是 0.04 mol－0.02 mol＝0.02 mol，则氢氧化钠的物质的量为 0.02 mol，因此原混合液中，NaOH与Na2CO3的物质的量之比为2∶1，D项错误。 题组四 1．B [解析] 有关的反应方程式依次为2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O、2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2、2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑。当Na2O2与NaHCO3的物质的量之比为1∶2时，二者反应的总方程式为2Na2O2＋4NaHCO34Na2CO3＋O2↑＋2H2O；当Na 2O2与NaHCO3的物质的量之比为1∶1时，2Na2O2＋2NaHCO32Na2CO3＋O2↑＋2NaOH，即1∶2查看更多