2020-2021年新高三化学一轮复习讲解《钠及其化合物》

2020-2021年新高三化学一轮复习讲解《钠及其化合物》

2020-2021 年新高三化学一轮复习讲解《钠及其化合物》 【知识梳理】 一、钠 1．物理性质：钠是一种柔软、银白色的金属，具有良好导电、导热性，密度比水小，但比 煤油大，熔点较低。 温馨提示：①取钠时要用镊子夹取、不能用手拿，因为易与汗液反应，灼伤腐蚀皮肤。 ②取出钠后要迅速吸干煤油，并要放到玻璃上切割。③钠用剩后要放回盛钠的试剂瓶，不能 乱扔乱放，因为钠很活泼容易引起危险。④钠与 O2 反应很容易，在观察钠的颜色光泽时要 在切割后立即观察。 2．化学性质：钠的化学性质极活泼，具强还原性，在反应中易失去一个电子，变为钠离子。 自然界中钠只以化合态存在。 实验现象 有关化学方程式 空气中缓慢氧化 在空气中露置一会儿，会逐渐变暗 久置表面还会形成溶液，再变成白 色粉末 4Na+O2=2Na2O（白色固体） 空气中加热或点燃 钠先熔化后燃烧，燃烧时火焰呈黄 色，最后留下的固体呈淡黄色 2Na+O2 Na2O2（淡黄色 固体） 与水的反应 钠浮在水面上，立刻熔成一个闪亮 的小球，在水面上四处游动，发出 “嘶嘶”的响声，最后完全消失，滴 入酚酞试液溶液由无色变为红色 2Na+2H2O==2NaOH+H2↑ （1）钠放置在空气中，首先被氧气氧化成 Na2O；Na2O 进一步与空气中的水蒸气反应生成 NaOH；NaOH 吸收空气中的水蒸气和 CO2 生成碳酸钠晶体；碳酸钠晶体会逐渐风化而成 Na2CO3。 （2）钠、钾失火可用沙土、抹布扑灭或盖灭。不能用水灭火，因为它们与水反应剧烈，且 产生易燃气体 H2，易导致爆炸发生；也不能用 CO2 灭火，因为 Na、K 有还原性，能夺去 CO2 中的氧继续燃烧。 （3）钠与酸溶液（非氧化性酸）反应时，首先发生钠与酸的置换反应，然后发生钠与水的 置换反应。因此当足量的钠投入到盐酸或稀硫酸的溶液中时，不论盐酸和稀硫酸是否足量， 金属钠均能完全反应，产生氢气的多少由金属钠决定。 （4）钠与盐溶液反应时，首先发生钠与水的反应，生成 NaOH 和 H2；然后发生 NaOH 溶液 与盐溶液的反应。如钠与硫酸铜溶液的反应，现象为：钠浮在水面上，迅速地熔化为小球， 在水面上四处游动，并发出嘶嘶响声，同时溶液中生成蓝色沉淀。反应过程为：2Na＋2H2O ＝2NaOH＋H2↑、CuSO4＋2NaOH＝Cu(OH)2↓＋Na2SO4；总反应为：2Na＋2H2O＋CuSO4＝ Cu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑。 3．保存：钠很容易跟空气中的氧气和水起反应，因此在实验室中，通常将钠保存在煤油里， 由于 ρ(Na)>ρ(煤油)，钠沉在煤油下面，将钠与氧气和水隔绝。大量的金属钠则存在铁筒中 用石蜡密封。 4．用途：钠是一种强还原剂，工业上用它还原金属钛、锆、铌等；另外钠和钾的合金在常 温下呈液态，是原子反应堆的导热剂；钠也可用于制高压钠灯。 例题 1、下列关于钠及其化合物的叙述正确的是____(填字母代号)。 ①金属钠着火，可用水扑灭 ②钠是最活泼的金属 ③用瓷坩埚灼烧 Na、Na2O、NaOH 等 ④电解饱和食盐水可以制得金属钠 ⑤钠投入硫酸铜溶液中，先与水反应，不能置换出铜 ⑥将一小块钠放在石棉网上，用酒精灯加热后，剧烈燃烧，产生黄色火焰，生成氧化钠 ⑦比较水与乙醇中氢的活泼性的方法是分别将少量钠投入到盛有水和乙醇的烧杯中 ⑧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 ⑨23 g 钠与足量 H2O 反应完全后可生成 NA 个 H2 分子 ⑩将钠投入水中，产生气体，其化学方程式为 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ 二、氧化钠与过氧化钠 比较内容 Na2O Na2O2 颜色、状态 白色固体 淡黄色固体 氧的化合价 —2 价 —1 价（过氧离子 O22—） 电子式 稳定性 较不稳定 较稳定 生成条件 通过钠的常温氧化生成 通过钠的燃烧生成 物质类别 碱性氧化物 过氧化物（不是碱性氧化物） 与水反应 Na2O + H2O=2NaOH 2Na2O2 + 2H2O=4NaOH + O2↑ 与 CO2 反应 Na2O + CO2=Na2CO3 2Na2O2 + 2CO2=2Na2CO3 + O2 与盐酸反应 Na2O + 2HCl=2NaCl + H2O 2Na2O2 + 4HCl=4NaCl + 2H2O + O2↑ 用途 用于少量 Na2O2 制取 强氧化剂、漂白剂、供氧剂 保存 密封保存 密封保存 （1）由于 Na2O2 中氧元素的是－1 价，为中间价态，因而既可以表现氧化性又可以表现还 原性，又因为氧元素的稳定价态为－2 价，因此 Na2O2 通常表现为强氧化性。 （2）因为碱性氧化物和酸反应时只生成盐和水，而 Na2O2 与酸反应还有 O2 生成，所以 Na2O2 不是碱性氧化物。 （3）因为 Na2O 受热时继续被氧气氧化生成 Na2O2，所以 Na2O2 比 Na2O 稳定。 （4）Na2O2 与 H2O2 均为过氧化物，但前者是离子化合物，后者是共价化合物，Na2O2 由 Na ＋和 O22－构成，在 Na2O2 中，阴、阳离子个数比为 1∶2。 （5）当 Na2O2 与 CO2 或 H2O 反应时，每产生 1molO2 就转移 2mol 电子。 例题 2、下列说法正确的是 。 ①过氧化钠与水反应时，生成 0．1 mol O2 转移的电子数为 0．2NA ②Na2O2 与 CO2 反应时，Na2O2 是氧化剂，CO2 是还原剂 ③在含有 Fe2＋、Fe3＋、Al3＋、NH＋ 4 的溶液中加入足量的 Na2O2 固体，再加入过量的稀盐酸， 完全反应后，离子数目几乎没有改变的是 Fe3＋ ④向 CuSO4 溶液中加入 Na2O2 的离子方程式为 2Na2O2＋2Cu2＋＋2H2O===4Na＋＋2Cu(OH)2↓ ＋O2↑ ⑤过氧化钠的电子式： ⑥1 mol Na2O2 固体中含离子总数为 4NA ⑦CO2 通过 Na2O2 粉末后固体质量增重 ⑧Na2O、Na2O2 均能与盐酸反应，生成 NaCl，二者都是碱性氧化物 ⑨ Na2O2 在空气中易变质，需要密封保存，Na2O 性质稳定，不必密封保存 ⑩将 Na2O2 放入氢氧化钠溶液中，不发生反应，无明显现象 三、碳酸钠与碳酸氢钠 化学式 Na2CO3 Na2CO3·10H2O NaHCO3 俗名 纯碱、苏打 — 小苏打 溶解性 易溶于水 易溶于水（溶解度较 Na2CO3 小） 色态 白色粉末 无色晶体 细小白色晶体 热稳定性 稳定 易失水、风化 受热易分解 2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑ H+ CO32－+2H+=CO2↑+H2O 较快，分步 进行 HCO3 －+H+=CO2↑+H2O 剧烈 NaOH 不反应 HCO3 －+OH—=CO32－+H2O 石灰水 CO32－+Ca2+=CaCO3↓ 石灰水足量： HCO3 －+Ca2++OH－ =CaCO3↓+H2O 石灰水不足： 2HCO3 － +Ca2++2OH—=CaCO3↓+2H2O+CO32－ BaCl2 CO32－+Ba2+=BaCO3↓ 不反应（若再加 NaOH，则有沉淀） CO2 NaCO3+CO2+H2O=2NaHCO3 不反应 用途 用于玻璃、肥皂、造纸、纺织等工 业，洗涤 发酵剂、灭火器，医疗上用于治胃酸过 多 转化 （1）碳酸钠和碳酸氢钠均易溶于水，在同温下，碳酸钠溶解度大于碳酸氢钠。 （2）碳酸钠和碳酸氢钠的水溶液均呈碱性，相同浓度时，碳酸钠水溶液的 PH 比碳酸氢钠 的大。可用此性质鉴别碳酸钠和碳酸氢钠。 （3）碳酸钠稳定受热难分解，碳酸氢钠受热易分解。常用此性质除去碳酸钠中混有的碳酸 氢钠杂质，也可用此性质鉴别碳酸钠和碳酸氢钠。 （4）与盐酸反应，相同条件下放出 CO2 的速度 NaHCO3 比 Na2CO3 快。相同物质的量的碳 酸钠和碳酸氢钠耗酸量碳酸钠大于碳酸氢钠，但放出的 CO2 的量相同；相同质量的碳酸钠 和碳酸氢钠耗酸量碳酸钠大于碳酸氢钠，放出的 CO2 的量碳酸氢钠大于碳酸钠。反应的离 子方程式：CO32—＋2H＋ CO2↑＋H2O，HCO3—＋H＋ CO2↑＋H2O （5）碳酸钠与碳酸反应，碳酸氢钠与碳酸不反应。常用此性质除去碳酸氢钠中混有的碳酸 钠杂质。反应的离子方程式：CO32—＋H2O＋CO2 2HCO3— （6）碳酸钠与 NaOH 不能反应，碳酸氢钠与 NaOH 反应。常用此性质除去碳酸氢钠中混有 的碳酸钠杂质。反应的离子方程式：HCO3—＋OH－ H2O＋CO32— （7）碳酸钠与 CaCl2 反应，碳酸氢钠与 CaCl2 不反应。可用此性质鉴别碳酸钠和碳酸氢钠。 反应的离子方程式：Ca2＋＋CO32— CaCO3↓ 例题3、下列说法正确的是 。 ①用澄清石灰水鉴别 Na2CO3 和 NaHCO3 溶液 ②装置 用于干燥 NaHCO3 ③将稀盐酸滴入碳酸钠与氢氧化钠混合溶液，立即产生气泡 ④用热的烧碱溶液洗去油污，是因为 Na2CO3 可直接与油污反应 ⑤1L 0．1mol·L－1 的 NaHCO3 溶液中 HCO3 －和 CO32－离子数之和为 0．1NA ⑥碳酸氢钠受热分解实验装置如下： ⑦NaHCO3 溶液中加足量 Ba(OH)2 溶液的离子方程式：HCO－ 3 ＋Ba2＋＋OH－===BaCO3↓＋H2O ⑧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 ⑨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 ⑩向 Na2CO3 饱和溶液中通入 CO2，有 NaHCO3 结晶析出 四、碱金属及焰色反应 1．碱金属元素 原子结构 元素性质 单质性质 化合物性质 相似性 最外层均 1 个电 子 均为活泼金属元 素，最高正价均为 +1 价 均具强还原性，均具轻、 软、易熔的特点 氢氧化物都是强 碱 递变性 核电荷数依次增 多，电子层数依次 增多，原子半径依 次增大 失电子能力依次 增强，金属性依次 增强 还原性依次增强，密度 趋向增大，熔沸点依次 降低，硬度趋向减小 氢氧化物的碱性 依次增强 温馨提示：①常温下碱金属很容易被空气里的氧气氧化，也易于水蒸气反应，所以碱金属保 存需要隔绝空气和水。金属锂需用液体石蜡封（Li 的密度小于煤油，只能保存在密度更小 的石蜡油中或者封于石蜡中），金属钠和钾放入煤油中。②在碱金属中，随着原子序数的递 增，其密度逐渐增大，但 K 的密度 0．862g/cm-3 反比钠 0．971g/cm-3 小。③碱金属在空气 或者氧气中燃烧时，由于其活泼性不同，其产物亦不同。锂燃烧只能生成氧化锂(Li2O),钠燃 烧生成过氧化钠（Na2O2），钾、铷、铯等燃烧主要生成超氧化物。④金属的置换反应，通 常是活泼金属置换出不活泼金属。但工业上制取钾时，却是利用 k 的熔沸点小于 Na，用钠 从熔融的氯化钾中置换出钾。⑤碱金属一般与水反应都很快，但 Li 与水反应却比较慢。这 是因为产物 LiOH 溶解度比较小，依附在 Li 表面，阻止了反应的进行：此外 Li 的熔点较高， 反应时 Li 比如钠球接触面积大。 2．焰色反应 许多金属或它们的化合物在燃烧时火焰呈特殊的颜色，这在化学上叫做焰色反应，是一种物 理变化，是元素的性质而不仅属化合物。钠是黄色；钾是紫色（透过蓝色钴玻璃）；钙是砖 红色。 （1）焰色反应原理：电子在原子核外不同的轨道上运动，当其受热时，处在能量较低轨道 的电子会吸收能量从低能级跃迁到能量较高的轨道。这些处于高能量轨道的电子不稳定，又 会跃迁到能量较低的轨道，并释放出能量，这些能量以一定波长的光的形式释放。而且不同 的元素产生不同波长的光，故此原理常用于光谱分析。按此理论，任何元素的原子灼烧时都 应呈现一定的焰色，但我们所说的焰色实际为可见光，故只有部分金属元素才有特殊的焰色。 焰色反应指的是元素的性质，相应金属不管是离子还是单质灼烧时都会呈现其焰色。做焰色 反应的实验时应注意：①火焰本身尽可能无色，②铂丝要洁净，③焰色反应鉴定物质的方法， 一般是在其他化学方法无效时才采用。 （2）焰色反应的操作步骤：铂丝放在酒精灯上灼烧至与铂的原来颜色相同；蘸取待测溶液； 在酒精灯上灼烧，观察焰色；用稀盐酸洗净铂丝，在酒精灯上灼烧。 温馨提示：①焰色反应指的是元素的性质，相应金属不管是离子还是单质灼烧时都会呈现其 焰色。②做焰色反应的实验时应注意：火焰本身尽可能无色；铂丝要洁净；焰色反应鉴定物 质的方法，一般是在其他化学方法无效时才采用。③进行焰色反应之前，灼烧铂丝是为了防 止操作之前铂丝上的残留物对实验产生影响。用盐酸洗铂丝灼烧可除去铂丝上的残留物对后 面实验的干扰。不用硫酸是由于盐酸盐比硫酸盐更易挥发，对实验的影响小。④焰色反应所 用铂丝昂贵，实验室常用光洁的铁丝、铬丝、钨丝等无焰色的金属代替。⑤因为黄色会掩盖 K 元素的紫色，所以做 K 的焰色反应要透过蓝色钴玻璃片观察。 例题4、下列说法正确的是 。 ①碱金属的单质都能在空气中稳定存在 ②碳酸钾溶液的 pH＜7 ③用电解铯盐溶液的方法制金属铯 ④随核电荷数的增加，碱金属单质的熔点逐渐降低，密度逐渐增大 ⑤碱金属单质的金属性很强，均易与 Cl2、O2、N2 等发生反应 ⑥Cs2CO3 加热时不能分解为 CO2 和 Cs2O ⑦无水硫酸铯的化学式为 Cs2SO4，它不易溶于水 ⑧碱金属钫的氢氧化物的化学式为 FrOH，FrOH 是一种极强的碱 ⑨灼烧白色粉末，火焰成黄色，证明原粉末中有 Na＋，无 K＋ ⑩氢化铷与水反应可放出氢气，氢化铷与水反应时水是还原剂 【课时练习】 1．下表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及两者间是否具有因果关系的判断都正确的是 选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ 判断 A 碳酸钠溶液可用于治疗胃病 Na2CO3 可与盐酸反应 Ⅰ对，Ⅱ对，有 B 向 Na2O2 的水溶液中滴入酚酞 变红色 Na2O2 与水反应生成氢氧化钠 Ⅰ对，Ⅱ错，无 C 金属钠保存在煤油中，以隔绝 空气 常温下，金属钠在空气中会生 成过氧化钠 Ⅰ对，Ⅱ对，有 D 过氧化钠可用于航天员的供 氧剂 Na2O2 能和 CO2、H2O 反应生成 O2 Ⅰ对，Ⅱ对，有 2．下列有关说法正确的是 A．Na2O2 能与水反应，所以 Na2O2 可以作气体的干燥剂 B．钠可以从 AgNO3 溶液中置换出金属银 C．钠能与水反应，所以钠着火不能用水灭火，要用泡沫灭火器 D．Na2O、Na2O2、NaOH 和 NaHCO3 均是强电解质 3．观察是研究物质性质的基本方法。一同学将一小块金属钠露置于空气中，观察到下列现 象：银白色 变灰暗 变白色 表面潮湿 白色固体，下列说法不正确的是 A．①中钠发生了氧化反应 B．②变白色是因为生成了氢氧化钠 C．③发生物理变化 D．④生成了碳酸氢钠 4．研究金属钠的性质，实验如下： 实验装置 实验方案 液体 a 现象 蒸馏水 I．钠浮在水面，剧烈反应，有少量白雾 0．1 mol·L-1 盐酸 II．钠浮在液面，反应比Ⅰ剧烈，有白雾产生 浓盐酸 III．钠浮在液面，反应比Ⅰ缓慢，产生大量白雾， 烧杯底部有白色固体 下列说法不正确的是 A．II 中反应的离子方程式为 2Na + 2H+ === 2Na+ + H2↑ B．对比 I、II、III 可知，随着 c(H+) 增大，反应的剧烈程度增大 C．实验 I、II、III 均有白雾产生，说明 Na 与水或酸反应均放出大量热 D．推测 III 中浓盐酸的 c(Cl-)以及生成的 NaCl 固体对反应剧烈程度有影响 5．为了使宇航员在飞船中得到一个稳定的、良好的生存环境，一般在飞船内安装盛有 Na2O2 或 K2O2 颗粒的装置，它的用途是产生氧气。下列关于 Na2O2 或 K2O2 的说法正确的个数是 ①Na2O2 中阴、阳离子的个数比是 1∶1 ②K2O2 分别与水及 CO2 反应产生等量氧气时，需水和 CO2 的质量相等 ③Na2O2 分别与水及 CO2 反应产生等量氧气时，转移电子的物质的量相等 ④Na2O2 的漂白原理与 SO2 的漂白原理相同 ⑤Na2O2 与 SO2 反应生成 Na2SO3 和 O2 ⑥Na2O2 能与酸反应生成盐和水，所以 Na2O2 是碱性氧化物 ⑦K2O2 与水反应，K2O2 既是氧化剂，又是还原剂 ⑧Na2O2 投入到紫色石蕊溶液中，溶液先变蓝，后褪色 A．3 个 B．4 个 C．5 个 D．6 个 6．下列叙述正确的是 A．Na2O 与 Na2O2 中阴、阳离子的个数比均为 1:2 B．足量 Cl2、O2 分别和两份等质量的 Na 反应，前者得到电子多 C．胃酸过多可用服用碳酸钠 D．钠投入水中会熔成小球，并四处游动，说明钠与水反应放热并生成氧气 7．已知 A、B、C、D 为短周期内原子半径依次增大的元素，X、Y、M、N 分别是由这四 种元素组成的二元化合物，甲、乙为 B、C 两种元素对应的单质且摩尔质量相同。若 X 与 Y 的摩尔质量也相同，Y 与乙均为淡黄色固体上述物质之间的转化关系如图所示(部分反应物 或生成物已省略)，则下列叙述中正确的是 A．原子序数：AN，沸点 M >N 8．下列实验操作正确的是 选项 实验 操作 A 观察 Na 与 H2O 反应的现象 用镊子从煤油中取出金属钠，切下绿豆大小的 钠，小心放入装有水的烧杯中 B 证明 Na2O2 与 CO2 是放热反应 Na2O2 用棉花包裹，放入充满 CO2 的集气瓶中， 棉花燃烧说明是放热反应 C 检验 NaHCO3 与 Na2CO3 溶液 用小试管分别取少量溶液，然后滴加澄清石灰水 D 检验 NaCl 溶液中是否混有 Na2SO4 取少量待测液于试管中，再滴入盐酸酸化的氯化 钡溶液 9．铷是一种碱金属元素，下列对铷及其化合物性质的推断正确的是 （ ） ①铷的熔点比钾的高②碳酸铷的水溶液呈碱性③氢氧化铷的碱性比氢氧化钠强④铷在氧气 中燃烧主要生成氧化铷⑤铷不能从硫酸铜溶液中置换出金属铜 A．①②③⑤ B．②③⑤ C．①②③④⑤ D．②③④⑤ 10．2019 年诺贝尔化学奖颁给几位在锂离子电池研发领域做出贡献的科学家，锂单质化学 性质与钠类似，活泼性比钠略弱。它的密度为 0．534g/cm3，锂元素的焰色为紫红色，将绿 豆大的锂投入水中，下列实验现象合理的有( ) ①锂沉入水中②锂浮在水面上③水中有大量气泡④反应后在水中加入几滴石蕊试液，溶液变 红⑤反应剧烈，发出紫红色火焰⑥锂四处游动 A．②③ B．①③ C．②③⑤ D．②④⑤⑥ 11．NaH 是有机合成中用途很广泛的物质。已知 NaH 遇水蒸气剧烈反应，某小组设计如图 实验装置制备 NaH，下列说法正确的是（ ） A．安全漏斗的作用是“液封” B．装置 A 中的试剂是稀硝酸和粗锌 C．装置 B 中的试剂是 NaOH 溶液 D．实验开始后先点燃 C 处酒精灯，再启动 A 中反应 12．用干燥洁净的铂丝蘸取某试样灼烧时，焰色反应为黄色，下列判断正确的是（ ） A．该试样一定是钠的化合物 B．该试样一定含有钠元素 C．该试样一定是金属钠 D．不能确定该试样中是否含有钠元素 13．某小组在实验室中探究金属钠与二氧化碳的反应。回答下列问题： （1）选用如图所示装置及药品制取 CO2。打开弹簧夹，制取 CO2。为了得到干燥．纯净的 CO2，产生的气流应依次通过盛有_________的洗气瓶(填试剂名称)。反应结束后，关闭弹簧 夹，可观察到的现象是____________________________。不能用稀硫酸代替稀盐酸，其原因 是______________________________。 （2）金属钠与二氧化碳反应的实验步骤及现象如下表： 步骤 现象 将一小块金属钠在燃烧匙中点燃，迅速伸 入盛有 CO2 的集气瓶中。充分反应，放置 冷却 产生大量白烟，集气瓶底部有黑色固体产 生，瓶壁上有白色物质产生 在集气瓶中加入适量蒸馏水，振荡．过滤 滤纸上留下黑色固体，滤液为无色溶液 ①为检验集气瓶瓶壁上白色物质的成分，取适量滤液于 2 支试管中，向一支试管中滴加 1 滴酚酞溶液，溶液变红：向第二支试管中滴加澄清石灰水，溶液变浑浊。 据此推断，白色物质的主要成分是________(填标号)。 A．Na2O B．Na2O2 C．NaOH D．Na2CO3 ②为检验黑色固体的成分，将其与浓硫酸反应，生成的气体具有刺激性气味。据此推断黑色 固体是________________。 ③本实验中金属钠与二氧化碳反应的化学方程式为_______________________。 14．Na2O2 可用作漂白剂和呼吸面具中的供氧剂。 （1）某学习小组发现：在盛有 Na2O2 的试管中加入足量水，固体完全溶解，并立即产生大 量气泡，当气泡消失后，向其中滴入 1～2 滴酚酞溶液，溶液变红；将试管轻轻振荡，红色 很快褪去；此时再向试管中加入少量 MnO2 粉末，又有气泡产生。 ①使酚酞溶液变红是因为__________，红色褪去的可能原因是__________________。 ②加入 MnO2 反应的化学方程式为________________________________。 （2）Na2O2 有强氧化性，H2 具有还原性，有同学猜想 Na2O2 与 H2 能反应。为了验证此猜想， 该小组同学进行如下实验，实验步骤和现象如下。 步骤 1：按上图组装仪器(图中夹持仪器省略)，检查气密性，装入药品。 步骤 2：打开 K1、K2，产生的氢气流经装有 Na2O2 的硬质玻璃管，一段时间后，没有任何 现象。 步骤 3：检验 H2 的纯度后，开始加热，观察到硬质玻璃管内 Na2O2 开始熔化，淡黄色的粉 末变成了白色固体，干燥管内硫酸铜未变蓝色。 步骤 4：反应后撤去酒精灯，待硬质玻璃管冷却后关闭 K1。 ①添加稀盐酸的仪器名称是____________；B 装置的作用是________。 ②必须检验氢气纯度的原因是________。 ③设置装置 D 的目的是______________。 ④你得到的结论是____________(若能反应请用化学方程式表示)。 15．启普发生器是荷兰科学家设计的实验室气体发生装置，由图中漏斗 1 和容器 2 两部分构 成；现借助启普发生器及相关装置模拟侯氏制碱法制备日用化学品——NH4Cl 和 Na2CO3。 回答相关问题： （NaHCO3 的制备） 反应原理：NH3+NaCl+CO2+H2O=NH4Cl+NaHCO3↓ 反应装置： （1）启普发生器中发生的离子反应方程式为___，如果上述装置中导管被堵塞，启普发生器 中观察到的现象是___。 （2）仪器 3 中盛装的试剂是___；已知常温，NaCl 的溶解度为 35．9g，仪器 4 中含氨的饱 和食盐水的配制方法是将 20．0mL 浓氨水与 8．0gNaCl 混合振荡过滤，试推测过滤除去的 物质为___。 （3）观察仪器 4 中 CO2 流速的方法是___，仪器 5 中试剂的作用是___。 （4）反应结束后，对仪器 4 进行冷却并趁冷过滤其中的悬浊液，“趁冷”的目的是___。 （Na2CO3 的制备） （5）将（4）所得固体转移至蒸发皿中加热得到 Na2CO3；请设计简单实验证明 NaHCO3 固 体已分解完全___。 （NH4Cl 的制备） （6）向（4）所得母液中加入两种物质并降温，NH4Cl 会逐步结晶析出，所加物质的名称是 ___，过滤 NH4Cl 晶体后的滤液可以再次循环使用。 16．工业生产纯碱的工艺流程示意图如下： 完成下列填空： (1)粗盐水加入沉淀剂 A、B 除杂质(沉淀剂 A 于石灰窑厂)，写出 A、B 的化学式； A_______B_______ (2)实验室提纯粗盐的实验操作依次为：_______ (3)工业生产纯碱工艺流程中，碳酸化时产生的现象是_______。碳酸化时没有析出碳酸钠晶 体，其原因是_______。 (4)碳酸化后过滤，滤液 D 最主要的成分是_______ (填写化学式)，检验这一成分的阴离子的 具体方法是_______：。 (5)氨碱法流程中氨是循环使用的，为此，滤液 D 加入石灰水产生氨。加石灰水后所发生的 反应的离子方程式为：_______，滤液 D 加石灰水前先要加热，原因是_______。 (6)产品纯碱中含有碳酸氢钠。如果用加热分解的方法测定纯碱中碳酸氢钠的质量分数，纯 碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为：_______ (注明你的表达式中所用的有关符号的含义)。 参考答案 例题 1、⑤⑦⑧⑩ 【解析】金属钠与水反应生成可燃性的氢气，因此金属钠着火，不能用水扑灭，①错误；钠 不是最活泼的金属，只是第三周期最活泼的金属，②错误；Na、Na2O、NaOH 在空气中吸 水形成碱溶液，能腐蚀瓷坩埚，③错误；电解饱和食盐水制得氢氧化钠，电解熔融氯化钠得 金属钠，④错误；钠投入硫酸铜溶液中是先与水反应生成了氢氧化钠，然后氢氧化钠溶液再 与硫酸铜溶液发生了复分解反应，⑤正确；钠在加热条件下与氧气反应生成过氧化钠，⑥错 误；分别将少量钠投入到盛有水和乙醇的烧杯中，反应剧烈的是水，反应平缓的是乙醇，利 用此反应比较水和乙醇中氢的活泼性，⑦正确；N 钠在空气中燃烧可生成多种氧化物，氧化 钠或过氧化钠，23g 钠的物质的量是 23g÷23g/mol＝1mol，钠不论是转化为氧化钠，还是过 氧化钠，均失去 1 个电子，所以钠充分燃烧时转移电子数为 1NA，⑧正确；23g Na 完全反 应时转移电子为 1mol，生成 H2 为 0．5mol，个数为 0．5 NA 个，⑨错误；Na 性质非常活泼， 可与水反应放出 H2，同时生成 NaOH，⑩正确。 例题 2、①④⑦ 【解析】过氧化钠与水反应生成氧气，则氧气的来源于-1 价的 O 元素，所以生成 0．1mol 氧气时转移电子 0．2NA，①正确；Na2O2 与 CO2 反应生成 Na2CO3 和 O2，反应中 Na2O2 既 是氧化剂也是还原剂，②错误；Fe2＋被 Na2O2 氧化成 Fe3＋，Fe2＋数目减少，Fe3＋数目增多， ③错误；Na2O2 与 H2O 反应生成 NaOH 和 O2，NaOH 与 CuSO4 反应生成 Cu(OH)2 和 Na2SO4， 两个方程式加和可得离子方程式，④正确；过氧化钠是离子化合物，电子式为 ，⑤错误；1 mol Na2O2 中阳离子数目为 2NA，阴离子数目为 NA，离子 数目为 3NA，⑥错误；二氧化碳通过 Na2O2 粉末发生的反应为 2Na2O2+2CO2====2Na2CO3+O2， 固体由 Na2O2 变为 Na2CO3，1mol Na2O2 的质量为 78g，1mol Na2CO3 的质量为 106g，反应 后固体质量增加，⑦正确；Na2O 是碱性氧化物，与盐酸反应生成 NaCl 和水，Na2O2 盐酸反 应生成 NaCl、水和氧气，不是碱性氧化物，⑧错误；Na2O、Na2O2 都易与空气中的 H2O 和 CO2 反应，都需密封保存，⑨错误；Na2O2 放入氢氧化钠溶液中，会与溶液中的水反应，产 生氧气，⑩错误。 例题 3、⑦⑧⑩ 【解析】Na2CO3 和 NaHCO3 溶液均与 Ca(OH)2 反应生成 CaCO3 沉淀，①错误；碳酸氢钠受 热易分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，不能用该装置干燥碳酸氢钠，②错误；氢氧化钠是强 碱，碳酸钠是盐，因此盐酸首先中和氢氧化钠，然后再与碳酸钠反应生成碳酸氢钠和氯化钠， 最后盐酸与碳酸氢钠反应放出 CO2，③错误；纯碱是强碱弱酸盐水解使溶液显碱性，升高温 度促进盐的水解，使溶液的碱性更强，因此用热的纯碱溶液可以更好地洗去油污，而不是碳 酸钠与油污直接发生反应，④错误；根据物料守恒可知 1L 0．1mol·L－1 的 NaHCO3 溶液中 H2CO3、HCO3 －和 CO32－离子数之和为 0．1NA，⑤错误；碳酸氢钠受热分解为固体加热制气 体，为防止加热过程中生成的水倒流炸裂试管，试管口应略向下倾斜，与题给装置不符，⑥ 错误；少量物质系数为“1”，化学方程式为 NaHCO3＋Ba(OH)2=BaCO3↓＋NaOH＋H2O，其 离子反应方程式 HCO3 －＋Ba2＋＋OH－=BaCO3↓＋H2O，⑦正确；假设二者都是 1 g，则 n(NaHCO3)＝n(CO2)＝ 1 84 mol，n(Na2CO3)＝n(CO2)＝ 1 106 mol，⑧正确；CaCO3 与 CO2 反应 生成 Ca(HCO3)2,再加入 NaHCO3 是没有现象的，⑨错误；向 Na2CO3 饱和溶液中通入 CO2 发生的反应为：Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3↓，由于 NaHCO3 的溶解性较小，故有结晶析出， ⑩正确。 例题 4、⑥⑧ 【解析】碱金属单质易与空气中的 O2、H2O 发生反应，①错误；K2CO3 水解使溶液 pH＞7， ②错误；铯易与 H2O 反应，不能用电解铯盐溶液的方法制取，③错误；钾的密度小于钠的 密度，④错误；碱金属中除锂外，均不与 N2 直接反应，⑤错误；由 Na2CO3 加热不分解， 可得出 Cs2CO3 加热也不分解，⑥正确；少 Cs 与 Na 同为碱金属元素，性质相似，由 Na2SO4 易溶于水，可得出 Cs2SO4 也易溶于水，⑦错误；根据同主族元素性质的递变规律，从金属 锂到金属钫随原子序数的递增，原子半径逐渐增大，元素的金属性逐渐增强，最高价氧化物 对应的水化物的碱性逐渐增强，⑧正确；钠的焰色反应为黄色，可掩盖钾的火焰的紫色，⑨ 错误；由反应 RbH＋H2O===RbOH＋H2↑可知，水中氢元素的化合价由＋1 价降低为 0 价， 水作氧化剂，而 RbH 中氢元素的化合价升高，由－1 价变为 0 价，RbH 作还原剂，⑩错误。 1．D【解析】A．治疗胃酸过多要用 NaHCO3 而不是 Na2CO3，碳酸钠的碱性较强，不能用 来中和胃酸，故 A 错误； B．Na2O2 与水反应生成氢氧化钠，向 Na2O2 的水溶液中滴酚酞先变红色后为无色，有因果 关系，故 B 错误； C． 常温下，金属钠在空气中生成的是氧化钠，陈述错误，故 C 错误； D．Na2O2 能和 CO2 和 H2O 反应生成 O2，可用于航天员的供氧，陈述正确，存在因果关系， 故 D 正确． 答案选 D。 2．D【解析】A．Na2O2 与水反应放出氧气，Na2O2 不能作气体（氧气除外）的干燥剂，故 A 错误； B．钠能与水剧烈反应生成氢氧化钠和氢气，钠不能从 AgNO3 溶液中置换出金属银，故 B 错误； C．钠能与水反应，所以钠着火不能用水灭火，不能用泡沫灭火器，要用沙子盖灭，故 C 错 误； D．Na2O、Na2O2、NaOH 和 NaHCO3 在溶于水时能完全电离，都是强电解质，故 D 正确； 选 D。 3．D【解析】A．①中钠和氧气反应生成氧化钠，钠元素化合价升高，发生了氧化反应，故 A 正确； B．氢氧化钠是白色固体，②变白色是因为氧化钠和水反应生成了氢氧化钠，故 B 正确； C．氢氧化钠易潮解，③是氢氧化钠吸收空气中的水蒸气潮解，发生物理变化，故 C 正确； D．金属钠在空气中最终生成碳酸钠，④生成了碳酸钠，故 D 错误； 答案选 D。 4．B【解析】A．实验Ⅱ中金属钠与盐酸反应，过程为金属钠失去电子生成 Na+，溶液中的 H+得到电子生成氢气，因盐酸中阳离子以 H+占大多数，故在书写离子方程式时需要写成 H+ 形式，选项中的离子方程式书写正确，A 正确； B．从三个反应的实验现象可以看出，随着盐酸浓度的升高，反应的剧烈程度有所提高，但 是在浓盐酸的溶液中 Na 的反应并不是很剧烈，说明随着 c(H+) 增大，反应的剧烈程度增大， 当达到某一浓度时，反应程度会随之减弱，B 错误； C．Na 与水反应放热，可以将溶液中的水分子或氯化氢分子蒸出到空气中，空气温度较低 使水蒸气在空气中凝结形成白雾或 HCl 溶在空气中的水蒸气中形成白雾，C 正确； D．反应Ⅲ中盐酸浓度较高，反应一段时间后烧杯底部有白色固体生成，该白色固体为 NaCl， 反应Ⅲ的反应剧烈程度比反应Ⅰ缓慢，说明溶液中 Cl-浓度和生成的 NaCl 都会对反应的剧烈 程度有一定的影响，D 正确； 故选 B。 5．A【解析】①Na2O2 中含有 Na+、O22-，阴、阳离子的个数比是 1∶2，故①错误； ②K2O2 与水反应的方程式是 2 K2O2+2H2O=4KOH+ O2↑，K2O2 与 CO2 反应的方程式是 2K2O2+2CO2=2K2CO3+O2↑，产生等量氧气时，需水和 CO2 的物质的量相等，质量不相等， 故②错误； ③Na2O2 分别与水及 CO2 反应，生成 1mol 氧气转移 2mol 电子，产生等量氧气时，转移电子 的物质的量相等，故③正确； ④Na2O2 能漂白是因为 Na2O2 具有氧化性，SO2 有漂白性是因为 SO2 与有色物质化合生成无 色物质，漂白原理不相同，故④错误； ⑤Na2O2 具有氧化性、SO2 具有还原性，Na2O2 与 SO2 反应生成 Na2SO4，故⑤错误； ⑥Na2O2 能与酸反应生成盐、水、氧气，所以 Na2O2 不是碱性氧化物，故⑥错误； ⑦K2O2 与水反应生成氢氧化钾和氧气，K2O2 中氧元素由-1 升高为 0、由-1 降低为-2，所以 K2O2 既是氧化剂又是还原剂，故⑦正确； ⑧Na2O2 与水反应生成氢氧化钠，Na2O2 投入到紫色石蕊溶液中，溶液先变蓝，Na2O2 具有 氧化性，所以石蕊褪色，故⑧正确； ③⑦⑧正确，选 A； 6．A【解析】A． Na2O 中阳离子是 Na+、阴离子是 O2-， Na2O2 中阳离子是 Na+、阴离子 是 O22-，个数比均为 1:2，A 正确； B． Na 与 Cl2、O2 分别反应时产物中钠的化合价都是+1 价，则等质量的 Na 反应，转移的 电子数一样多，B 错误； C． 碳酸钠碱性较强，一般不用来治疗胃酸过多，可以用碳酸氢钠、氢氧化铝、碳酸钙等 物质，C 错误； D． 钠投入水中会熔成小球，并四处游动，只能说明钠与水反应放热并生成气体，不能说 明是氧气，D 错误。 答案选 A。 7．B【解析】Y 与乙均为淡黄色固体，乙为单质，Y 为二元化合物，所以乙为 S，Y 为 Na2O2， 甲单质的摩尔质量与 S 相同，均为 32g/mol，甲应为 O2，且 Y(Na2O2)能与水或二氧化碳反 应生成甲(O2)，符合题意；氧气可以和 M 反应生成 S 单质，且 X 与氢离子反应生成 M，所 以 M 为 H2S，则 N 为 H2O；根据已知物质可知四种元素有 H、O、Na、S，所以 X 为 Na2S； A、B、C、D 四种元素的原子半径依次增大，所以 A 为 H 元素、B 为 O 元素、C 为 S 元素、 D 为 Na。 A．根据分析可知原子序数 A

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