2019届一轮复习全国通用版3-专项突破5Na2O2、Na2CO3与NaHCO3的有关计算学案

2019届一轮复习全国通用版3-专项突破5Na2O2、Na2CO3与NaHCO3的有关计算学案

‎(五)Na2O2、Na2CO3与NaHCO3的有关计算 ‎ (对应学生用书第39页)‎ 突破1| Na2O2反应的有关计算 ‎[考纲知识整合]‎ Na2O2与CO2、H2O的反应方程式：‎ ‎2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2‎ ‎2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑‎ ‎1．物质的量关系 ‎ 无论是CO2或H2O(g)的单一物质还是二者的混合物，与足量的Na2O2反应时，消耗CO2或H2O(g)与放出O2的物质的量之比均为2∶1，即气体减小的体积等于生成的O2的体积。‎ ‎2．固体质量关系 ‎ 相当于固体(Na2O2)只吸收了CO2中的“CO”、H2O(g)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)。‎ ‎3．电子转移关系 ‎ 不论是与CO2还是与H2O(g)反应，CO2与H2O(g)均既不是氧化剂也不是还原剂，反应的实质都是Na2O2自身发生的氧化还原反应，所以每有1 mol O2生成时，转移的电子均为2 mol。‎ ‎4．先后顺序关系 ‎ 一定量的Na2O2与一定量CO2和H2O(g)的混合物反应，解决问题时可视作Na2O2先与CO2反应，待CO2反应完成后，Na2O2再与H2O(g)发生反应(实际情况复杂得多)。‎ ‎[高考命题点突破]‎ 命题点　Na2O2与CO2、H2O反应的有关计算 ‎[典例导航]‎ ‎　(2018·聊城模拟)200 ℃时，11.6 g CO2和水蒸气的混合气体与足量的Na2O2充分反应后固体质量增加了3.6 g，则原混合气体的总物质的量是(　　)‎ ‎ A．0.125 mol　　 B．0.25 mol ‎ C．0.5 mol D．1 mol ‎ [审题指导]　 ―→ ―→n(O2)＝0.25 mol―→n(CO2)＋n(H2O)＝0.50 mol。‎ ‎ C　[根据质量守恒定律可知，生成O2的质量为‎11.6 g－‎3.6 g＝‎8 g，n(O2)＝＝0.25 mol，根据Na2O2与H2O(g)、CO2反应的物质的量的关系可知，CO2和H2O(g)的物质的量之和为0.25 mol×2＝0.5 mol。]‎ ‎　(1)上述反应共转移电子________ mol。‎ ‎ (2)上述混合气体中CO2和H2O(g)的物质的量之比为________。‎ ‎ (3)Na2O2的质量至少为________ g。‎ ‎ 【答案】　(1)0.5　(2)1∶4　(3)39‎ ‎[对点训练]‎ ‎1．过氧化钠可作为氧气的来源。常温常压下，二氧化碳和过氧化钠反应后，若固体质量增加了‎28 g，反应中有关物质的物理量正确的是(NA表示阿伏加德罗常数)(　　)‎ 选项 二氧化碳 碳酸钠 转移的电子 A ‎1 mol ‎2NA B ‎22.4 L ‎1 mol C ‎106 g ‎1 mol D ‎106 g ‎2NA ‎ C　[＋2CO2===2Na2CO3＋O2　Δm　转移电子 ‎ 2 mol　　　　　　　　2 mol　　　　 ‎56 g　2 mol ‎ 1 mol　　　　　　　　1 mol　　　　 ‎28 g　1 mol ‎ 由上述关系，可得出C项正确；B项中未指明标准状况，错误。]‎ ‎2．取a g某物质在O2中完全燃烧，将生成物与足量Na2O2固体完全反应，反应后，固体质量增加的量大于a g，下列物质能满足上述结果的是(　　)‎ ‎ A．H2　　 B．HCOOH ‎ C．C6H12O6 D．C12H22O11‎ ‎ D　[2CO＋O22CO2 ①‎ ‎ 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 ②‎ ‎ ①＋②得：Na2O2＋CO===Na2CO3(虚拟的反应)‎ ‎ 即可看作CO能被Na2O2完全吸收；‎ ‎ 同理，2H2＋O22H2O ③‎ ‎ 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ ④‎ ‎ ③＋④得：Na2O2＋H2===2NaOH(虚拟的反应)‎ ‎ 即可看作H2能被Na2O2完全吸收，故凡分子组成符合(CO)m(H2)n(m＝0,1,2，……，n＝0,1,2，……)，a g该物质在O2中完全燃烧将其产物(CO2，水蒸气)通入过量Na2O2固体中，固体增重a g；若组成符合Cx(CO)m(H2)n，固体增重大于a g；若组成符合(CO)m(H2)nOx，固体增重小于a g。]‎ ‎3．1 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(　　) 【导学号：97500042】‎ ‎ A．Na2CO3‎ ‎ B．Na2O2、Na2CO3‎ ‎ C．NaOH、Na2CO3‎ ‎ D．Na2O2、NaOH、Na2CO3‎ ‎ A　[碳酸氢钠固体受热发生分解反应：2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，生成的CO2和H2O均能与Na2O2反应：2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2、2H2O＋2Na2O2===4NaOH＋O2↑，根据计量关系可知，2 mol碳酸氢钠受热分解生成CO2和H2O(g)各1 mol，Na2O2只有1 mol，故其恰好和CO2反应生成Na2CO3和O2[要注意Na2O2与CO2、H2O(g)的反应先后顺序]，排出气体物质后冷却，残留的固体物质是Na2CO3。]‎ 突破2| Na2CO3、NaHCO3的定量计算与图像分析 ‎[考纲知识整合]‎ ‎1．Na2CO3、NaHCO3与酸反应的定量比较 ‎ (1)速率：相同条件下，NaHCO3与盐酸反应放出CO2的速率比Na2CO3‎ 与盐酸反应快。 ‎ ‎ (2)耗酸量：等质量或等物质的量的Na2CO3与NaHCO3均为前者耗酸量多。‎ ‎ (3)CO2生成量比较：‎ ‎ ①等物质的量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量的盐酸反应，产生CO2的量相等。‎ ‎ ②等质量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量的盐酸反应，NaHCO3产生的CO2多。‎ ‎ ③等物质的量的HCl与足量的Na2CO3、NaHCO3分别反应，NaHCO3产生的CO2多。‎ ‎2．Na2CO3、NaHCO3与酸反应的4种图像 ‎ (1)Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸(图1)‎ ‎(Oa＝ab)‎ 图1　　　‎ ‎ 有关离子方程式Oa段：CO＋H＋===HCO；‎ ‎ ab段：HCO＋H＋===CO2↑＋H2O。‎ ‎ (2)NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸(图2)‎ 图2　　　‎ ‎ 离子方程式：HCO＋H＋===CO2↑＋H2O。‎ ‎ (3)等物质的量Na2CO3、NaHCO3的混合物中逐滴加入盐酸(图3)‎ ‎(Oaab)‎ 图4　　　　‎ ‎ 有关离子方程式Oa段：OH－＋H＋===H2O，CO＋H＋===HCO；‎ ‎ ab段：HCO＋H＋===CO2↑＋H2O。‎ ‎ 提醒：Na2CO3溶液与盐酸可用顺序滴加法鉴别。‎ ‎[高考命题点突破]‎ 命题点　Na2CO3、NaHCO3与酸反应的定量比较与图像分析 ‎1．(2018·淮北模拟)有关NaHCO3和Na2CO3的性质，下列叙述错误的是(　　)‎ ‎ 【导学号：97500043】‎ ‎ 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．1 mol Na2CO3和NaHCO3的混合物与足量稀H2SO4充分反应，生成的CO2‎ ‎ 为1 mol ‎ D．向200 mL 0.1 mol/L Na2CO3溶液中逐滴加入200 mL 0.1 mol/L的稀盐酸 ‎ 并不断振荡，生成的CO2为0.01 mol ‎ D　[D项，反应原理为CO＋H＋===HCO，HCO＋H＋===CO2↑＋H2O，故不会生成CO2。]‎ ‎2．(2018·岳阳模拟)分别取等物质的量浓度的氢氧化钠溶液各100 mL，再通入一定量的CO2，随后分别各取20 mL溶液，向其中逐滴滴入0.2 mol·L－1的盐酸，在标准状况下产生CO2的体积(y轴)与所加入盐酸的体积(x轴)的关系如图所示(分A、B两种情况)：‎ ‎ (1)在A情况下，溶质是________(填化学式)，其物质的量之比为________。‎ ‎ (2)在B情况下，溶质是________(填化学式)，其物质的量之比为________。‎ ‎ (3)原氢氧化钠溶液的物质的量浓度为________。‎ ‎ 【解析】　CO2与NaOH溶液反应时，据CO2量与NaOH量的相对多少，有这样两个阶段：①CO2＋2NaOH=== Na2CO3＋H2O，此时溶质可能为NaOH和Na2CO3或只有Na2CO3(刚好反应)；②Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3，‎ ‎ 此时溶质可能为Na2CO3和NaHCO3或只有NaHCO3；据图分析：B情况最终生成的CO2(其实就是最初通入的与NaOH溶液反应的CO2)是A情况的2倍。(3)当加入150 mL盐酸时，恰好完全反应，此时溶液中溶质为NaCl。据物料守恒有n(NaOH)＝n(Na＋)＝n(Cl－)＝0.2 mol·L－1×‎0.15 L＝0.03 mol，所以c(NaOH)＝＝1.5 mol·L－1。‎ ‎ 【答案】　(1)NaOH、Na2CO3　1∶1‎ ‎ (2)Na2CO3、NaHCO3　1∶1‎ ‎ (3)1.5 mol·L－1‎