全国版2021高考化学一轮复习第7讲钠及其重要化合物课件

全国版2021高考化学一轮复习第7讲钠及其重要化合物课件

金属及其化合物 第三章 第 7 讲　钠及其重要化合物 　 1. 了解钠及其重要化合物的制备方法。　 2. 掌握钠及其重要化合物的主要性质及其应用。 栏 目 导 航 考点一　钠和氢氧化钠 　 考点二　钠的两种氧化物：氧化钠和过氧化钠 考点三　碳酸钠和碳酸氢钠 微专题 6 　 Na 2 CO 3 、 NaHCO 3 、 NaOH 及其混合物与盐酸反应的 4 类图像 微专题 7 　碳酸钠和碳酸氢钠质量分数的测定实验 探究高考 · 明确考向 1 ． 钠 (1) 物理性质：银白色，有金属光泽的固体，质地柔软，熔点低 ( 小于 100 ℃) ，密度比水的小但比煤油的大。 (2) 化学性质 —— 强还原性 考点一　钠和氢氧化钠 2NaCl 　 　 2Na 2 O 　 Na 2 O 2 　 淡黄色　 2NaCl ＋ H 2 ↑ 　 2NaOH ＋ H 2 ↑ 　 2C 2 H 5 ONa ＋ H 2 ↑ 　 钠与稀盐酸、水、乙醇三者的反应速率由快到慢的原因：钠与三种物质反应的实质都是钠与 H ＋ 间的置换反应，由三种物质电离出 H ＋ 的能力逐渐减小，则反应速率逐渐减小。 [ 填一填 ] 　金属钠着火，不能用 H 2 O 、泡沫灭火器灭火的原因是 ________________________________________________________________________________________ ，通常用 ______________________ 掩埋。 钠和 H 2 O 可直接反应产生 H 2 ，可能会爆炸，而且金属钠着火生成的 Na 2 O 2 与 CO 2 、 H 2 O 都能反应　 干燥沙土 ( 或沙子 ) 　 (3) 钠的制取及保存 ①制取： ___________________ __ ___________ __ __ 。 ②保存：密封保存，通常保存在 ________________ 中。 (4) 钠的用途 石蜡油或煤油　 导热　 2 ． 氢氧化钠 (1) 物理性质： NaOH 的俗名为 ________ 、火碱或苛性钠；它是一种白色固体， ______ 溶于水并放出大量的热；有 ________ 性，吸收空气中的水分而 ________ ；有很强的腐蚀性。 (2) 化学性质 —— 具有碱的通性 ①能使无色酚酞试液变红色，紫色石蕊试液变蓝色； ②与酸发生中和反应，如： ________________________________________ ； 烧碱　 易　 吸水　 潮解　 NaOH ＋ HCl===NaCl ＋ H 2 O 　 ③ 与酸性氧化物反应生成盐和水，如： ___________________________________________ ； ④能与某些盐发生复分解反应，如： ______________________________________________________ 。 (3)NaOH 的制取 ①土法制碱： Na 2 CO 3 ＋ Ca(OH) 2 ===_________________________ ； ②现代工业制碱： 2NaCl ＋ 2H 2 O 电解 ___________________________ 。 2NaOH ＋ SiO 2 ===Na 2 SiO 3 ＋ H 2 O 　 2NaOH ＋ MgCl 2 ===Mg(OH) 2 ↓ ＋ 2NaCl 　 CaCO 3 ↓ ＋ 2NaOH 　 2NaOH ＋ H 2 ↑ ＋ Cl 2 ↑ 　 提示： ① 4Na ＋ O 2 ===2Na 2 O ②Na 2 O ＋ H 2 O===2NaOH ③2NaOH ＋ CO 2 ＋ 9H 2 O===Na 2 CO 3 · 10H 2 O ④Na 2 CO 3 · 10H 2 O===Na 2 CO 3 ＋ 10H 2 O 物理　 盐酸　 黄　 紫　 题组一　钠和氢氧化钠的性质辨析 1 ．判断正误，正确的划 “ √ ” ，错误的划 “ × ” 。 (1) 烧碱、纯碱均属于碱，不能盛放在玻璃试剂瓶中 ( 　　 ) (2) 在氧气中加热时，金属钠剧烈燃烧，生成淡黄色的固体 Na 2 O 2 ( 　　 ) (3) 金属钠在石棉网上加热时，先熔化成银白色小球，然后剧烈燃烧，产生黄色火焰 ( 　　 ) (4) 金属钠着火时，可用泡沫灭火器或干燥的沙土灭火 ( 　　 ) × 　 √ 　 √ 　 × 　 √ 　 × 　 × 　 √ 　 × 　 √ 　 题组二　钠与水反应的拓展延伸 2 ． (2019 · 河北武邑月考 ) 将一粒黄豆大小的金属钠投入含饱和食盐水的烧杯中，下列实验现象不正确的是 ( 　　 ) A ．反应后的水溶液可以使酚酞变红 B ．钠跟食盐水反应比与水反应更剧烈，并放出热量，发出嘶嘶声 C ．钠熔成一个闪亮的小球，并在液面上向各方向迅速游动，最后消失 D ．食盐水出现浑浊现象 B 　 解析　 钠和水反应生成氢氧化钠和氢气，溶液呈碱性，酚酞在碱性条件下呈红色，故 A 正确；钠跟食盐水反应的实质是钠与水反应，与跟水反应的剧烈程度相同，故 B 错误；钠的熔点较低，反应放出大量的热使钠熔化为小球，并在液面上四处游动，故 C 正确；钠和水反应生成氢氧化钠和氢气，溶剂水的质量减少，有氯化钠析出，饱和食盐水出现浑浊，故 D 正确。 3 ． (2019 · 湖北荆州模拟 ) 向分别盛有 100 mL 水、 100 mL 0.1 mol · L － 1 盐酸、 100 mL 0.01 mol · L － 1 NaOH 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 ．三个烧杯中均先发生的离子反应为 2Na ＋ 2H 2 O===2Na ＋ ＋ 2OH － ＋ H 2 ↑ B ．三个烧杯中钠均在液面上剧烈反应，且 X 烧杯中的反应最剧烈 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 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 ＋ ＋ H 2 ↑ ， A 错误；三个烧杯中， Y 烧杯中的氢离子浓度最大，反应最剧烈， B 错误； X 烧杯中生成的溶质为 NaOH ， Y 烧杯中生成的溶质为 NaCl 、 NaOH ， Z 烧杯中生成 NaOH ，原溶质为 NaOH ，故三个烧杯中溶质的物质的量浓度不同， C 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 H 2 的量相同， D 正确。 4 ．按要求书写反应的离子方程式 (1) 将 Na 投入到 CuSO 4 溶液中 _____________________________________ _________________ 。 (2) 将 Na 投入到 Ca(HCO 3 ) 2 溶液中，反应后生成正盐溶液 ______________________ __ _____________________________ __ ________ 。 (3) 将 Na 投入到 NH 4 HCO 3 溶液中，有刺激性气味气体放出 _____________ __ ________ __ _________________ __ ________________ 。 2Na ＋ 2H 2 O ＋ Cu 2 ＋ ===Cu(OH) 2 ↓ ＋ 2Na ＋ ＋ H 2 ↑ 　 钠与水溶液反应的思维模板 钠与水、及水溶液反应的实质都是与 H ＋ 的反应 (1) 金属钠与酸溶液的反应 钠首先与酸反应，且反应比在纯水中剧烈，当酸反应彻底后，再与水反应。 (2) 金属钠与盐溶液的反应 钠与盐溶液反应，不能置换出盐中的金属，因钠先与水反应，然后再考虑生成的 NaOH 是否能与盐进一步发生复分解反应。 题组三　有关钠的实验探究 5 ． (2019 · 河北邢台检测 ) 如图，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 CuSO 4 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，据此判断下列说法不正确的是 ( 　　 ) A ．上述反应是置换反应 B ．上述反应说明钠比铜活泼 C ．上述反应证明钠可以从 CuSO 4 溶液中置换出铜 D ．加热且无水条件下， Na 可以与 CuSO 4 反应并生成 Cu C 　 解析　 实验在无水条件下进行，有红色物质生成，说明熔融的钠将硫酸铜中的铜置换出来并且放出热量，属于置换反应，钠作还原剂，硫酸铜作氧化剂，说明钠比铜活泼，故 A 、 B 项正确；若钠与 CuSO 4 溶液混合，则钠先与水反应生成氢氧化钠，氢氧化钠再与硫酸铜反应生成氢氧化铜，不会置换出铜单质，故 C 错误；根据以上分析，在无水条件下， Na 可以与 CuSO 4 反应并生成 Cu ，故 D 正确。 6 ．如图甲是演示金属钠与水的反应的重要实验，为收集检验气体产物，某兴趣小组将甲装置改进成如下乙或丙，请根据要求回答下列问题。 (1) 写出钠与水反应的离子方程式： _________________________________ 。 (2) 按乙装置实验，液体添加完毕后，关闭活塞，打开右边胶塞，向煤油中加入一小块钠，立即塞好胶塞，可观察到的现象是 ______( 填字母 ) 。 A ．钠块始终保持在 a 处，直至完全消失 B ．钠沉入 U 形管 b 处而后又慢慢浮到 a 处 C ．钠处于煤油和水的交界处上下浮动 D ．随反应的进行煤油与胶塞处液面下降，漏斗中液面上升 E ．最终钠块在煤油中燃烧起来 2Na ＋ 2H 2 O===2Na ＋ ＋ 2OH － ＋ H 2 ↑ 　 CD 　 (3) 乙装置中漏斗在反应过程中的主要作用是 ________________________ 。 (4) 用乙装置实验，点燃气体产物时，是否需要检验纯度 ____( 填 “ 是 ” 或 “ 否 ” ) 。 (5) 按图丙所示方法来收集产生的气体，需将钠包好，再放入水中。取相同质量的钠按下列两种情况收集产生的气体在相同条件下体积的关系是 ____( 填字母 ) 。 ① 用铝箔包住钠　 ② 用铜箔包住钠 a ．二者收集气体一样多 b ． ① 收集气体体积较大 c ． ② 收集气体体积较大 储存反应过程中排出的水　 否　 b 　 解析　 (2) 因钠的密度比水小，比煤油大，钠与水接触时反应产生氢气，生成的气体将钠块带离水层，进入煤油层后停止反应又下沉，如此往复，直至钠反应完，反应过程中没有氧气，钠不可能燃烧，所以钠处于煤油和水的交界处，上下浮动。 (4) 液体充满 U 形管，反应过程中只产生氢气，不可能含有氧气，点燃时不会产生爆炸，因而不需要检验氢气的纯度。 (5)Na 和 H 2 O 反应产生 H 2 的同时产生 NaOH ， NaOH 可以和 Al 发生反应 2Al ＋ 2NaOH ＋ 2H 2 O===2NaAlO 2 ＋ 3H 2 ↑ ，故用铝箔包住 Na 时产生的 H 2 的体积较大。 1 ． 氧化钠和过氧化钠的比较 考点二　钠的两种氧化物：氧化钠和过氧化钠 物质 氧化钠 (Na 2 O) 过氧化钠 (Na 2 O 2 ) 色态 ____________ ______________ 生成条件 ________ ______________ 电子式 __________________ __________________ 氧的价态 _______ _______ 类别 ______________ ____________________________ 白色固体　 淡黄色固体　 常温　 加热或点燃　 － 2 　 － 1 　 碱性氧化物　 过氧化物 ( 非碱性氧化物 ) 　 物质 氧化钠 (Na 2 O) 过氧化钠 (Na 2 O 2 ) 化 学 性 质 热稳定性 _____________________ __ _______ ________ 与水反应 _____________________________ _______________________________________ 与 CO 2 反应 ______________________________ _____________________________________ 与酸反应 ( 盐酸 ) ______________________________ ________________________________________________ 主要性质 ______________________ ________________ 主要用途 用于制取少量 Na 2 O 2 、烧碱 强氧化剂、漂白剂、供氧剂、消毒剂 稳定　 Na 2 O ＋ H 2 O===2NaOH 　 2Na 2 O 2 ＋ 2H 2 O===4NaOH ＋ O 2 ↑ 　 Na 2 O ＋ CO 2 ===Na 2 CO 3 　 2Na 2 O 2 ＋ 2CO 2 ===2Na 2 CO 3 ＋ O 2 　 Na 2 O ＋ 2HCl===2NaCl ＋ H 2 O 　 2Na 2 O 2 ＋ 4HCl===4NaCl ＋ 2H 2 O ＋ O 2 ↑ 具有碱性氧化物通性 　 具有强氧化性 　 (1) 遇还原性物质时表现强氧化性 试剂 反应原理 现象 SO 2 气体 ______________________________ FeCl 2 溶液 _____________________________________________________________________ ______________ Na 2 SO 3 溶液 _______________________________________ 氢硫酸 __________________________________ ______________ 酚酞溶液 ________________________________________________ __ ________________ 品红溶液 ____________________________ ____________ Na 2 O 2 ＋ SO 2 ===Na 2 SO 4 　 4Na 2 O 2 ＋ 4FeCl 2 ＋ 6H 2 O=== 4Fe(OH) 3 ↓ ＋ O 2 ↑ ＋ 8NaCl 　 红褐色沉淀　 Na 2 O 2 ＋ Na 2 SO 3 ＋ H 2 O===Na 2 SO 4 ＋ 2NaOH 　 Na 2 O 2 ＋ H 2 S===S ↓ ＋ 2NaOH 　 溶液变浑浊　 与水反应生成 NaOH ， Na 2 O 2 的强氧化性使之褪色 　 先变红后褪色　 Na 2 O 2 的强氧化性使之褪色　 红色褪去　 (2) 遇 KMnO 4 等强氧化性物质时表现还原性，氧化产物为 ______ 。 (3) 遇 CO 2 、 H 2 O 、 H ＋ 则发生自身的氧化还原反应，试用双线桥法表示 Na 2 O 2 与 H 2 O 反应的化学方程式。 ______________________________________________ __ 。 O 2 　 题组一　过氧化钠的性质 1 ．下列关于 Na 2 O 2 的说法正确的是 ( 　　 ) A ． Na 2 O 2 与 SO 2 反应生成 Na 2 SO 3 和 O 2 B ． Na 2 O 2 投入到酚酞溶液中，溶液变红 C ． Na 2 O 2 与水反应， Na 2 O 2 既是氧化剂，又是还原剂 D ． Na 2 O 2 能与酸反应生成盐和水，所以 Na 2 O 2 是碱性氧化物 C 　 解析　 过氧化钠具有强氧化性，与二氧化硫反应生成 Na 2 SO 4 ， A 错误；过氧化钠与 H 2 O 反应生成了 NaOH ，溶液变红，过氧化钠具有强氧化性，能使红色溶液褪色， B 错误； 2Na 2 O 2 ＋ 2H 2 O===4NaOH ＋ O 2 ↑ ，过氧化钠既作氧化剂又作还原剂， C 正确；碱性氧化物与酸反应只生成盐和水，此反应中除了盐和水，还有氧气生成， D 错误。 A 　 3 ． (2019 · 福建福州质检 ) 现有一定量含有 Na 2 O 杂质的 Na 2 O 2 试样，用如图所示实验装置测定 Na 2 O 2 试样的纯度。 ( 可供选用的反应物只有 CaCO 3 固体、 6 mol · L － 1 盐酸、 6 mol · L － 1 硫酸和蒸馏水 ) 回答下列问题： (1) 装置 A 中液体试剂选用 __________________ 。 (2) 装置 B 的作用是 ______________________ ，装置 E 中碱石灰的作用是 ______________________________ 。 (3) 装置 D 中发生反应的化学方程式为 ________________________________ ________________________________ 。 (4) 若开始时测得样品的质量为 2.0 g ，反应结束后测得气体体积为 224 mL( 标准状况 ) ，则 Na 2 O 2 试样的纯度为 ______ 。 6 mol · L － 1 盐酸　 除去气体中的 HCl 　 吸收装置 D 中反应剩余的 CO 2 　 2Na 2 O 2 ＋ 2CO 2 ===2Na 2 CO 3 ＋ O 2 、 　 Na 2 O ＋ CO 2 ===Na 2 CO 3 　 78% 　 题组二　 Na 2 O 2 与 H 2 O 、 CO 2 反应的定量分析 4 ． (2019 · 甘肃天水统考 ) 在一密闭容器中有 CO 、 H 2 、 O 2 共 16.5 g 和足量的 Na 2 O 2 ，用电火花引燃，使其完全反应， Na 2 O 2 增重 7.5 g ，则原混合气体中 O 2 的质量分数是 ( 　　 ) A ． 54.5% 　 B ． 40% 　 C ． 36% 　 D ． 33.3% A 　 5 ． (2019 · 华南师大附中模拟 ) 将一定量的 Na 2 O 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 ( 　　 ) B 　 选项 n (Na 2 O 2 )/ mol n (NaHCO 3 )/ mol 剩余的固体物质 A 1 2 Na 2 CO 3 B 1.5 2 Na 2 O 2 、 Na 2 CO 3 C 2 1 Na 2 O 2 、 NaOH 、 Na 2 CO 3 D 2 2 NaOH 、 Na 2 CO 3 Na 2 O 2 与 H 2 O 、 CO 2 反应的规律及定量关系 1 ． 性质 考点三　碳酸钠和碳酸氢钠 Na 2 CO 3 ＋ 2HCl===2NaCl ＋ H 2 O ＋ CO 2 ↑ 　 Na 2 CO 3 ＋ Ca(OH) 2 ===CaCO 3 ↓ ＋ 2NaOH 　 Na 2 CO 3 ＋ BaCl 2 ===BaCO 3 ↓ ＋ 2NaCl 　 小　 NaHCO 3 ＋ HCl===NaCl ＋ H 2 O ＋ CO 2 ↑ 　 无明显　 (1)Na 2 CO 3 、 NaHCO 3 的鉴别 —— 性质差别 ①固体的鉴别用加热法：产生使澄清石灰水变浑浊的气体的是 NaHCO 3 固体。 ②溶液的鉴别可用沉淀法、气体法和测 pH 法。 a ．沉淀法：加入 BaCl 2 溶液或 CaCl 2 溶液，产生沉淀的是 Na 2 CO 3 溶液。 b ．气体法：滴入稀盐酸，立即产生气泡的是 NaHCO 3 溶液。 c ．测 pH 法：用 pH 试纸测相同浓度的稀溶液， pH 大的是 Na 2 CO 3 溶液。 (2)Na 2 CO 3 、 NaHCO 3 的除杂 —— 转化关系 序号 混合物 ( 括号内为杂质 ) 除杂方法 ① Na 2 CO 3 (s)(NaHCO 3 ) 加热法 ② NaHCO 3 (aq)(Na 2 CO 3 ) 通入足量 CO 2 ③ Na 2 CO 3 (aq)(NaHCO 3 ) 滴加适量 NaOH 溶液 3 ． 用途 ① Na 2 CO 3 是一种非常重要的化工原料，在玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油、冶金、食品等工业中有着广泛的应用。 ② NaHCO 3 是焙制糕点所用的发酵粉的主要成分之一；在医疗上，它是治疗胃酸过多的一种药剂。 4 ． Na 2 CO 3 的工业制备 —— 侯氏制碱法 把二氧化碳通入氨的氯化钠饱和溶液中，使溶解度较小的碳酸氢钠从溶液中析出，过滤得到碳酸氢钠晶体，碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠。写出制备过程发生反应的化学方程式： a.__________________________________________________________ ； b._____________ __ ________________________ 。 NaCl ＋ NH 3 ＋ CO 2 ＋ H 2 O===NaHCO 3 ↓ ＋ NH 4 Cl 　 　 1 ．有关 NaHCO 3 和 Na 2 CO 3 的性质，以下叙述错误的是 ( 　　 ) A ．等质量的 NaHCO 3 和 Na 2 CO 3 与足量盐酸反应，在相同条件下 Na 2 CO 3 产生的 CO 2 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 Na 2 CO 3 是 NaHCO 3 的两倍 C ．等质量 NaHCO 3 和 Na 2 CO 3 与盐酸完全反应，前者消耗盐酸较多 D ．等物质的量的 NaHCO 3 和 Na 2 CO 3 与足量盐酸反应产生 CO 2 一样多 C 　 2 ．有两试管分别装有 Na 2 CO 3 和 NaHCO 3 溶液，下列操作或判断正确的是 ( 　　 ) 解析　 Na 2 CO 3 溶液与 CaCl 2 溶液反应产生白色沉淀而 NaHCO 3 溶液与 CaCl 2 溶液不反应， C 正确。 C 　 方案 操作 判断 A 分别加入澄清石灰水 产生沉淀的为 Na 2 CO 3 B 分别加入等浓度的稀盐酸 反应较剧烈的为 Na 2 CO 3 C 分别加入 CaCl 2 溶液 产生沉淀的为 Na 2 CO 3 D 逐渐加入等浓度的盐酸 立即产生气泡的为 Na 2 CO 3 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，如下图 Ⅰ ～ Ⅲ 所示。 　 Ⅰ 　　　　　　　　　　　 Ⅱ 　　　　　　　　　　　 Ⅲ 　　　 (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稳定性，则试管 B 中装入的固体最好是 __________( 填化学式 ) 。 无论是 Na 2 CO 3 还是 NaHCO 3 均可以与盐酸反应产生 CO 2 ，两者的反应现象相同，故达不到鉴别的目的　 NaHCO 3 　 解析　 (1)NaHCO 3 、 Na 2 CO 3 都与盐酸反应放出 CO 2 ，不能达到目的。 (2) Ⅱ 、 Ⅲ 都是利用 NaHCO 3 受热易分解的性质进行鉴别。 (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，表明了碳酸氢钠受热易分解。 　　　　　　 Na 2 CO 3 、 NaHCO 3 、 NaOH 及其混合物与盐酸反应的 4 类图像 　 1 ．将 0.4 g NaOH 和 1.06 g Na 2 CO 3 混合并配成溶液，向溶液中滴加 0.1 mol · L － 1 稀盐酸。下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成 CO 2 的物质的量的关系的是 ( 　　 ) C 　 解析　 盐酸先与 NaOH 反应， NaOH 为 0.01 mol ，中和 NaOH 需要盐酸 0.1 L ； 0.01 mol Na 2 CO 3 → NaHCO 3 → CO 2 ，第一步需 HCl 0.01 mol( 即 0.1 L) ，第二步需 HCl 0.01 mol( 即 0.1 L) ；由上可知，加盐酸 0.2 L 时开始有气体产生，到 0.3 L 时气体达到最大值且不再变化，故 C 项正确。 C 　 测定碳酸钠质量分数的常用方法 1 ． 气体法 (1) 测定原理： Na 2 CO 3 ＋ H 2 SO 4 ===Na 2 SO 4 ＋ H 2 O ＋ CO 2 ↑ 。 依据 CO 2 的体积确定 Na 2 CO 3 的物质的量，进而确定纯碱中 Na 2 CO 3 的含量。 (2) 实验操作：向 m g 纯碱样品中加入足量的稀硫酸，准确测量产生 CO 2 气体的体积为 V mL( 已折算为标准状况 ) 。 　　　　　　　碳酸钠和碳酸氢钠质量分数的测定实验 1 ． (2019 · 甘肃临夏模拟 ) 有一含 NaCl 、 Na 2 CO 3 · 10H 2 O 和 NaHCO 3 的混合物，某同学设计如图所示的实验装置，通过测量反应产生的 CO 2 和 H 2 O 的质量，来确定该混合物中各组分的质量分数。 (1) 实验步骤： ① 按图 ( 夹持仪器未画出 ) 组装好实验装置后，首先进行的操作是 ____________________ 。 ② 称取样品，并将其放入硬质玻璃管中；称量装浓硫酸的洗气瓶 C 的质量和盛装碱石灰的 U 形管 D 的质量。 ③ 打开活塞 K 1 、 K 2 ，关闭 K 3 ，缓缓鼓入氮气数分钟，其目的是 ________________________________ 。 ④ 关闭活塞 K 1 、 K 2 ，打开 K 3 ，点燃酒精灯，加热至不再产生气体。 ⑤ 打开活塞 K 1 ，缓缓鼓入氮气数分钟，然后拆下装置，再次称量洗气瓶 C 的质量和 U 形管 D 的质量。 检查装置气密性　 除去装置中的水蒸气和二氧化碳　 (2) 关于该实验方案，请回答下列问题。 ① 若加热反应后不鼓入氮气，对测定结果的影响是 ______________________ _______________________________________________________________ 。 ② E 处干燥管中盛放的药品是 __________ ，其作用是 ____________________ _________________________________ ，如果实验中没有该装置，则会导致测量结果 NaHCO 3 的质量分数 ________( 填 “ 偏大 ”“ 偏小 ” 或 “ 无影响 ” ) 。 Na 2 CO 3 · 10H 2 O 和 NaHCO 3 的质量分数测定结果偏小， NaCl 的质量分数测定结果偏大　 碱石灰　 防止空气中的 CO 2 和水蒸气进入 D 中影响测定结果　 偏大　 ③ 若样品质量为 a g ，反应后 C 、 D 装置增加的质量分别为 m g 、 n g ，则混合物中 Na 2 CO 3 · 10H 2 O 的质量分数为 __________________( 用含 a 、 m 、 n 的代数式表示 ) 。 解析　 (1) ① 由实验原理可知，实验需要通过测量 D 装置内碱石灰增加的质量，计算生成的二氧化碳的质量，通过测量 C 装置增加的质量，计算生成水的质量，故应首先检验装置的气密性。 ③ 装置内有空气，含有水蒸气和 CO 2 ，会影响对样品生成的水蒸气和 CO 2 质量的测定，实验前通入氮气，排出装置中原有的水蒸气和二氧化碳，减少误差。 (2) ① 若加热反应后不鼓入氮气，生成水蒸气质量和 CO 2 质量测定结果会偏小，又碳酸氢钠依据二氧化碳计算，而 Na 2 CO 3 · 10H 2 O 的质量是根据生成水的总质量计算的，则测得的 NaHCO 3 和 Na 2 CO 3 · 10H 2 O 的含量偏小而 NaCl 含量偏大。 ② 干燥管中盛放的是碱石灰，碱石灰能吸收空气中的水蒸气和 CO 2 ，若撤去 E 装置，则 D 装置中测得 CO 2 的质量偏大，使测定的 NaHCO 3 的质量分数偏大。 2 ．实验室欲测定碳酸钠和碳酸氢钠混合物中碳酸钠的质量分数 w (Na 2 CO 3 ) ，称取此混合物 5.0 g 溶于水中，配成 250 mL 溶液。 方案一：沉淀法。利用化学反应把 HCO 、 CO 完全转化为沉淀，称量干燥沉淀的质量，由此计算混合物中 w (Na 2 CO 3 ) 。 (1) 量取 100 mL 配制好的溶液于烧杯中，滴加足量沉淀剂，把溶液中 HCO 、 CO 完全转化为沉淀，应选用的试剂是 ______( 填字母 ) 。 A ． CaCl 2 溶液　　　 B ． MgSO 4 溶液 C ． NaCl 溶液　　　 D ． Ba(OH) 2 溶液 D 　 (2) 过滤、洗涤沉淀，判断沉淀是否洗净的方法是 _______________________ _______________________________________________________ 。 (3) 将所得沉淀充分干燥，称量沉淀的质量为 m g ，由此可以计算 w (Na 2 CO 3 ) 。如果此步中，沉淀未干燥充分就称量，则测得 w (Na 2 CO 3 ) ________ ( 填 “ 偏大 ”“ 偏小 ” 或 “ 无影响 ” ) 。 取少量最后一次洗涤液，滴加 Na 2 SO 4 溶液，如无沉淀，则沉淀已洗净，反之则未洗净　 偏小 　 方案二：量气法。量取 10.00 mL 配制好的溶液与足量稀硫酸反应，测定生成气体在通常状况 ( 约 20 ℃ 、 1.01×10 5 Pa) 的体积，由此计算混合物中 w (Na 2 CO 3 ) 。 (1) 装置中导管 a 的作用是 _____________________________ 。 (2) 若撤去导管 a ，使测得气体体积 ________( 填 “ 偏大 ”“ 偏小 ” 或 “ 无影响 ” ) 。 平衡气压，使液体顺利滴下　 偏大 　 碱式滴定管 ( 或移液管 ) 　 当滴入最后一滴盐酸时，溶液由红色突变为无色， 　 且 30 s 内不恢复 　 84.8% 　 探究高考 · 明确考向 √ 　 × 　 × 　 √ 　 √ 　 C 　 C 　 4 ． (2016 · 江苏卷， 6) 根据侯氏制碱原理制备少量 NaHCO 3 的实验，经过制取氨气、制取 NaHCO 3 、分离 NaHCO 3 、干燥 NaHCO 3 四个步骤。下列图示装置和原理能达到实验目的的是 ( 　　 ) C