2021届一轮复习苏教版专题2第四单元　钠及其重要化合物学案（江苏专用） 20页

第四单元 钠及其重要化合物 学习任务 1 钠的性质与应用 一、钠的物理性质 二、从钠原子的原子结构认识钠的化学性质—— 还原性 1．主要化学性质(填化学方程式) (1) 与非金属 单质反应 O2 常温：4Na＋O2===2Na2O 点燃：2Na＋O2===== 点燃 Na2O2 Cl2：2Na＋Cl2===2NaCl (2)与水反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑； (3)与酸(如盐酸)反应：2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑； (4)与乙醇反应：2Na＋2C2H5OH―→2C2H5ONa＋H2↑； (5)与盐溶液(如硫酸铜溶液)反应：2Na＋CuSO4＋2H2O===Cu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑。 2．与滴加酚酞的水反应的现象及解释 三、钠的制备原理、保存及用途 1．制备原理：2NaCl(熔融)===== 通电 2Na＋Cl2↑。 2．保存 实验室通常将少量钠保存在煤油中，目的是防止钠与空气中的 O2 和水反应。 3．用途 (1)制取钠的化合物； (2)冶炼特殊金属，如制钛：TiCl4＋4Na =====700～800 ℃ Ti＋4NaCl； (3)钠钾合金常温下为液体，用于快中子反应堆做热交换剂； (4)高压钠灯发出的黄光射程远，透雾能力强，常用于道路和广场的照明。 1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)钠表面自然形成的氧化层能够保护内层金属不被空气氧化。( ) (2)钠与 CuSO4 溶液的反应：2Na＋Cu2＋===Cu↓＋2Na＋。( ) (3)焰色反应是大多数金属元素的性质，属于化学变化。( ) (4)金属钠可以保存在 CCl4 中。( ) (5)钠、钾着火后，用水或泡沫灭火器可迅速灭火。( ) 解析：(1)钠表面形成的氧化层不致密，无法保护内层金属；(2)钠投入 CuSO4 溶液中， 先与水反应生成 NaOH 和 H2，NaOH 与 CuSO4 反应生成 Cu(OH)2 沉淀，无法置换出铜单质； (3)焰色反应是电子能级跃迁的外在表现，属于物理变化；(4)钠的密度小于 CCl4，不能保存 在 CCl4 中，可以保存在煤油中；(5)钠、钾可以和水、CO2 反应，着火时不能用水或泡沫灭 火器灭火，应用沙子覆盖。 答案：(1)× (2)× (3)× (4)× (5)× 2．(双选)在研究金属钠与水反应的实验中，下列根据实验现象得出的结论不正确的是 ( ) A．将一小块 Na 投入水中，钠浮在水面，说明钠的密度比水的小 B．将一小块 Na 投入滴有酚酞的水中，溶液变红，说明钠能使酚酞变红 C．将一小块 Na 投入 CuSO4 溶液中，生成蓝色沉淀，说明 Na 没有 Cu 活泼 D．点燃 Na 与肥皂水反应产生的气泡，有尖锐爆鸣声，说明有 H2 生成 解析：选 BC。钠与水反应生成强碱氢氧化钠，从而使酚酞变红，B 错误；钠比铜活泼， 将一小块 Na 投入 CuSO4 溶液中，钠首先与水反应生成氢氧化钠和氢气，然后氢氧化钠再与 硫酸铜溶液反应生成蓝色氢氧化铜沉淀，C 错误。 (1)钠的取用方法：用镊子夹取一小块钠，用滤纸吸干表面的煤油，在玻璃片上用小刀 切取黄豆粒大小的钠，剩余的钠放回原试剂瓶。 (2)金属钠暴露在空气中会发生一系列变化，最终生成 Na2CO3 ：银白色金属钠 ――→O2 表面变暗Na2O――→H2O NaOH ――→H2O 潮解 表面形成 NaOH 浓溶液 ――→CO2 Na2CO3·10H2O――→风化 Na2CO3。 提升一 钠的化学性质 1．下列关于钠的叙述中，不正确的是( ) A．金属钠与水反应生成氢气，但是实验室中不能用金属钠与水反应制备氢气 B．金属钠放在石棉网上加热时，先熔化成小球，然后剧烈燃烧，发出黄色火焰 C．金属钠在空气中放置生成氧化钠，在空气中燃烧生成过氧化钠 D．金属钠与氧气反应的产物取决于氧气的用量 解析：选 D。金属钠与氧气反应的产物取决于反应条件。在空气中放置被氧气氧化，生 成氧化钠；在空气中燃烧生成过氧化钠。 2．在蒸发皿中放入一小块钠，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 解析：选 C。红色物质为金属铜，Na 与 CuSO4 发生了置换反应，A、D 项均正确；瞬 间产生耀眼的火花，说明反应剧烈，同时也说明是放热反应，B 项正确；无水 CuSO4 表现 的是氧化性，C 项错误。 提升二 钠与水、盐溶液的反应 3．向分别盛有 100 mL 水、100 mL 1 mol·L－1 盐酸、100 mL 1 mol·L－1 硫酸铜溶液的 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，生成的含钠化合物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 解析：选 D。钠与盐酸反应时钠先与 H＋反应，离子方程式为 2Na＋2H＋===2Na＋＋H2 ↑，与 CuSO4 溶液反应会生成沉淀，A 错误。三个烧杯中，水中的氢离子浓度最小，反应 最慢，B 错误。X 烧杯中生成 NaOH，Y 烧杯中生成 NaCl，Z 烧杯中生成 Na2SO4，由于钠 的物质的量相同，故 Z 烧杯中生成的含钠化合物的物质的量浓度最小，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 H2 的量相同，D 正确。 4．钠与 FeSO4 溶液反应，很难完整地观察到反应全过程的有关现象。有人用如图所示 装置进行实验改进：先往试管内新制备的 FeSO4 溶液液面上覆盖一薄层汽油，然后将试管放 入烧杯中，待试管内汽油层消失后，向试管内投入一小粒钠，并迅速塞上带导管的单孔塞。 (1) 实 验 中 汽 油 的 作 用 是 ________________________________________________________________________。 (2)加入钠后观察到液面上有大量气泡逸出，溶液中有________色沉淀生成。 (3) 如 果 往 试 管 中 加 入 汽 油 后 立 即 投 入 钠 粒 可 能 发 生 爆 炸 ， 其 原 因 是 ________________________________________________________________________。 (4) 写 出 钠 与 FeSO4 溶 液 反 应 的 离 子 方 程 式 ： ________________________________________________________________________ ____________________________。 解析：(1)由于 Fe(OH)2 在空气中易被氧化成 Fe(OH)3，要想看到完整的实验现象关键是 隔绝空气。(2)钠投入 FeSO4 溶液中，首先与水反应生成 H2 及 NaOH，NaOH 再与 FeSO4 反 应生成白色的 Fe(OH)2 沉淀。(3)钠与水反应放出大量热，若立即投入钠粒，可能引起爆炸。 答案：(1)受热时汽化，其蒸气将试管内空气排尽，防止 FeSO4 被氧化 (2)白 (3)钠与 水剧烈反应放出大量热，使 H2、汽油蒸气、空气组成的混合气发生爆炸 (4)2Na＋2H2O＋Fe2＋===2Na＋＋Fe(OH)2↓＋H2↑ 1．金属钠与可溶性盐溶液反应的思维模板 2．金属钠与溶液反应现象分析的思维模板 (1)共性：因为钠与水的反应属于剧烈的置换反应，故钠与溶液反应有共同的现象产生。 ①浮：钠浮在液面上； ②熔：钠熔化成光亮的小球； ③游：在液面上不停地游动直至反应完； ④响：反应中不停地发出“嘶嘶”的响声。 (2)差异性：与酸及能形成弱碱的金属盐溶液反应时，由于溶液中 H＋浓度较大，反应比 钠与水的反应剧烈，最后钠可能在液面上发生燃烧；与盐溶液反应时，还可能会生成沉淀(如 生成难溶碱)、气体(NH3)等。 学习任务 2 钠的重要化合物 1．氧化钠和过氧化钠的比较 物质 氧化钠(Na2O) 过氧化钠(Na2O2) 色态 白色固体 淡黄色固体 类别 离子化合物， 碱性氧化物 离子化合物， 过氧化物 电子式 氧元素 的价态 －2 －1 生成条件 常温 加热或点燃 热稳定性 不稳定(2Na2O＋O2 ===== △ 2Na2O2) 稳定 与水反应的 化学方程式 Na2O＋H2O=== 2NaOH 2Na2O2＋2H2O=== 4NaOH＋O2↑ 续 表 物质 氧化钠(Na2O) 过氧化钠(Na2O2) 与 CO2 反应 的化学方程式 Na2O＋CO2=== Na2CO3 2Na2O2＋2CO2=== 2Na2CO3＋O2 与盐酸反应的 化学方程式 Na2O＋2HCl=== 2NaCl＋H2O 2Na2O2＋4HCl=== 4NaCl＋2H2O＋O2↑ 用途 — 强氧化剂、漂白 剂、供氧剂 2.过氧化钠的强氧化性与还原性 从元素化合价角度分析 Na2O2 的性质： (1)Na2O2 的强氧化性 试剂 现象 反应原理 SO2 气体 － Na2O2＋SO2=== Na2SO4 FeCl2 溶液 产生气体和红褐色沉淀 4Na2O2＋4FeCl2＋ 6H2O===4Fe(OH)3↓＋O2↑＋8NaCl Na2SO3 溶液 － Na2O2＋Na2SO3＋H2O===Na2SO4＋ 2NaOH 氢硫酸 溶液变浑浊 Na2O2＋H2S===S↓＋2NaOH 酚酞溶液 产生气体，溶液先变红后褪色 与水反应生成 O2 和 NaOH，使溶液 变红，Na2O2 的强氧化性又使之褪色 品红溶液 红色褪去 Na2O2 的强氧化性使之褪色 (2)遇 KMnO4 等强氧化剂时，Na2O2 表现出还原性，氧化产物为 O2。 (3)遇 CO2、H2O、H＋，Na2O2 发生自身的氧化还原反应。 3．碳酸钠与碳酸氢钠的比较 物质 碳酸钠(Na2CO3) 碳酸氢钠(NaHCO3) 俗名 纯碱、苏打 小苏打 色态 白色粉末 白色晶体 水溶性 易溶于水， 溶液呈碱性 易溶于水，溶液呈 碱性(相同温度时，比 Na2CO3 溶解度小) 热稳定 性(化学 方程式) 稳定，受热不分解 不稳定，受热易分解： 2NaHCO3===== △ Na2CO3 ＋CO2↑＋H2O 与 H＋ 反应(离 子方程式) 2H＋＋CO2－ 3 === H2O＋CO2↑或 H＋＋CO2－ 3 ===HCO－ 3 H＋＋HCO－ 3 ===H2O＋CO2↑； 在水溶液中，同浓度 的 NaHCO3 产生 CO2 的速率比 Na2CO3 快 与 NaOH 溶液反应 不反应 NaOH＋NaHCO3=== Na2CO3＋H2O 与 Ca(OH)2 溶液反应 Ca2＋＋CO2－ 3 ===CaCO3↓ 碱过量，离子方程式为 Ca2＋＋OH－＋HCO－ 3 ===CaCO3↓＋H2O； 碱不足，离子方程式为 Ca2＋＋2OH－＋2HCO－ 3 ===CaCO3↓＋CO2－ 3 ＋2H2O 与 BaCl2 溶液反应 Ba2＋＋CO2－ 3 ===BaCO3↓ 不反应 主要用途 制玻璃、造纸、 制皂、洗涤剂 发酵、医药、灭火器 4.碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别方法 1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)(2018·高考江苏卷)NaHCO3 受热易分解，故可用于制胃酸中和剂。( ) (2)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。( ) (3)用热的烧碱溶液洗去油污，是因为 Na2CO3 可直接与油污反应。( ) (4)过氧化钠与二氧化碳反应时，过氧化钠既是氧化剂又是还原剂。( ) (5)78 g Na2O2 中含阴离子的个数是 2NA。( ) 解 析 ： (3) 烧 碱 的 主 要 成 分 是 NaOH ； (5)Na2O2 电 子 式 为 ，1 mol Na2O2 中含有阴离子个数为 NA。 答案：(1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)× 2．填“>”或“<”。 (1)热稳定性：NaHCO3________Na2CO3。 (2)与同浓度盐酸反应的剧烈程度：NaHCO3________Na2CO3。 (3)相同温度时，在水中的溶解性：NaHCO3________Na2CO3。 (4)等物质的量浓度溶液的 pH：NaHCO3________Na2CO3。 答案：(1)< (2)> (3)< (4)< 3．(2020·顺义模拟)Na2O2 是常用的供氧剂，下列说法不正确的是( ) A．Na2O2 可由 Na 在空气中燃烧而生成 B．Na2O2 中，阴、阳离子的个数比为 1∶2 C．Na2O2 与水反应有 1 mol O2 生成时，转移 1 mol 电子 D．Na2O2 与 CO2 反应生成 O2：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 解析：选 C。A.Na 在空气中燃烧生成 Na2O2，故 A 正确；B.Na2O2 中阳离子为 Na＋、阴 离子为 O2－ 2 ，所以 Na2O2 中阴、阳离子个数比为 1∶2，故 B 正确；C.Na2O2 与水反应的化学 方程式为 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2 ↑，有 1 mol O2 生成时，转移 2 mol 电子，故 C 错误；D.Na2O2 与 CO2 反应生成碳酸钠和 O2，反应的化学方程式为 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3 ＋O2，故 D 正确。 (1)Na2O 固体中阳离子(Na＋)、阴离子(O2－)的数目之比为 2∶1，Na2O2 固体中阳离子(Na ＋)、阴离子(O2－ 2 )的数目之比也是 2∶1。 (2)不能用澄清石灰水来鉴别 Na2CO3 与 NaHCO3：Ca(OH)2 溶液与二者均生成白色沉淀 CaCO3，无法鉴别。 (3)NaOH 与 CO2 的反应 ①发生反应的化学方程式：2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O、 Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3； NaOH＋CO2===NaHCO3。 ②产物的判断 提升一 钠的氧化物的性质 1．(2020·湖衡质检)下列关于钠的氧化物的说法正确的是( ) A．Na2O2 是白色固体，与冷水反应放出氧气，生成氢氧化钠 B．在 Na2O2 与 CO2 的反应中，氧化剂是 Na2O2，还原剂是 CO2 C．Na 和 O2 在加热时反应生成 Na2O2，在常温下反应生成 Na2O D．Na2O2 能与水反应，生成 NaOH，所以 Na2O2 是碱性氧化物 解析：选 C。A.钠的氧化物中氧化钠是白色固体，而过氧化钠是淡黄色固体，与水反应 能生成氢氧化钠和氧气，故 A 错误。B.Na2O2 与 CO2 反应生成碳酸钠和氧气，在反应过程中， 只有 Na2O2 中氧元素的化合价发生变化，所以 Na2O2 既是氧化剂又是还原剂，故 B 错误。 C.Na 和 O2 的反应产物与反应温度有关系，在加热时反应生成 Na2O2，在常温时反应生成 Na2O，故 C 正确。D.碱性氧化物是能与水反应只生成碱的氧化物，而 Na2O2 与水反应，除 了生成 NaOH 还生成氧气，所以 Na2O2 不是碱性氧化物，故 D 错误。 2．a mol Na2O2 和 b mol NaHCO3 固体混合后，在密闭容器中加热到 250 ℃，使其充分 反应，当排出 O2 和 H2O 的物质的量之比为 1∶1 时，a∶b 为( ) A．1∶1 B．1∶2 C．2∶3 D．2∶1 解析：选 C。该容器中先后发生了三个反应：2NaHCO3===== △ Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑、 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2、2Na2O2＋2H2O(g)===4NaOH＋O2，b mol NaHCO3 产生 b mol 混合气体，a mol Na2O2 消耗 a mol 混合气体，剩余(b－a) mol H2O、产生 a/2 mol O2，有 a/2∶ (b－a)＝1∶1，解得 a∶b＝2∶3，C 项正确。 Na2O2 与 CO2 和 H2O(g)反应的五大关系 (1)物质的量的关系 无论是 CO2 或 H2O(g)的单一物质还是二者的混合物，通过足量的 Na2O2 时，CO2 或 H2O(g) 与放出 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，气体体积的减少量为原混合 气体体积的1 2 ，即为生成氧气的量。 (3)固体质量关系 相当于固体 Na2O2 只吸收了 CO2 中的“CO”或 H2O(g)中的“H2”；可以看作发生相应的反 应：Na2O2＋CO===Na2CO3，Na2O2＋H2===2NaOH(实际上两反应都不能发生)。 (4)电子转移关系 当 Na2O2 与 CO2、H2O(g)反应时，每产生 1 mol O2 转移 2 mol 电子。 (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，可看作 Na2O2 先与 CO2 反 应，待 CO2 反应完全后，Na2O2 再与 H2O(g)发生反应。 提升二 Na2CO3 和 NaHCO3 的性质与除杂 3．下列说法正确的是( ) A．制氯气时，用饱和 NaHCO3 溶液和浓硫酸净化气体 B．向苏打和小苏打溶液中分别加入盐酸，均冒气泡，说明两者均能与盐酸反应 C．NaHCO3 溶液中加入稀 HCl：CO2－ 3 ＋2H＋===CO2↑＋H2O D．苏打是面包发酵粉的主要成分之一 解析：选 B。NaHCO3 溶液显碱性能吸收氯气，A 错；HCO － 3 在写离子方程式时，不能 拆开，C 错；小苏打是面包发酵粉的主要成分之一，D 错。 4．为除去括号内的杂质，下列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 解析：选 D。 Na2CO3 和 Na2SO4 均能与 Ba(OH)2 反应，且加 Ba(OH)2 会引入新的杂质， 不能达到除杂的目的。 5．(双选)(2020·南京高三模拟)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)的关系如图所示。下列判断正确的是( ) A．在 O～a 范围内，只发生中和反应 B．ab 段发生反应的离子方程式为 CO2－ 3 ＋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 2∶1 解析：选 CD。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、CO2－ 3 ＋H＋===HCO－ 3 、HCO－ 3 ＋H＋===CO2↑＋H2O，据此可以解答。 在 O～a 范围内，发生的反应是 OH－＋H＋===H2O、CO2－ 3 ＋H＋===HCO－ 3 ，不只发生中和反应， A 错误；ab 段发生反应的离子方程式为 HCO－ 3 ＋H＋===CO2↑＋H2O，B 错误；从图像知生 成 CO2 为 0.01 mol，根据离子方程式 HCO－ 3 ＋H＋===CO2↑＋H2O 可知，消耗盐酸的物质的 量为 0.01 mol，故a＝0.3，C正确；根据离子方程式和图像可知Na2CO3的物质的量为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，因此原混合溶液中，NaOH 与 Na2CO3的物质的量之比为2∶1， D 正确。 用数形结合思想理解 Na2CO3、NaHCO3 与盐酸的反应 (1)向 Na2CO3 溶液中逐滴加入稀盐酸，开始无明显现象，后有无色气体放出：CO2－ 3 ＋H ＋===HCO－ 3 、HCO－ 3 ＋H＋===H2O＋CO2↑。 (2)向盐酸中逐滴加入 Na2CO3 溶液，开始就有无色气体放出：CO2－ 3 ＋2H＋===H2O＋CO2 ↑。 (3)Na2CO3、NaHCO3 与盐酸反应的基本图像 ①向 Na2CO3 溶液中逐滴加入盐酸，消耗 HCl 的物质的量与产生 CO2 的物质的量的关系 如图 1 所示； ②向 NaHCO3 溶液中逐滴加入盐酸，消耗 HCl 的物质的量与产生 CO2 的物质的量的关 系如图 2 所示； ③向 NaOH、Na2CO3 的混合溶液中逐滴加入盐酸，消耗 HCl 的物质的量与产生 CO2 的 物质的量的关系如图 3 所示(设 NaOH、Na2CO3 的物质的量之比为 1∶1，其他比例的图像请 参照写)； ④向 Na2CO3、NaHCO3 的混合溶液中逐滴加入盐酸，消耗 HCl 的物质的量与产生 CO2 的物质的量的关系如图 4 所示(设 Na2CO3、NaHCO3 的物质的量之比为 1∶1，其他比例的图 像请参照写)。 1．下列说法错误的是( ) A．(2017·高考江苏卷)钠与水反应的离子方程式： Na＋2H2O===Na＋＋2OH－＋H2↑ B．(2017·高考江苏卷)Na2O2 吸收 CO2 产生 O2 ，可用作呼吸面具供氧剂 C．(2017·高考海南卷)过氧化钠与二氧化碳反应可制备氧气 D．(2017·高考北京卷改编)二氧化碳使 Na2O2 固体变白过程中，CO2 未被还原，也未被 氧化 解析：选 A。电荷和得失电子不守恒，A 错误；过氧化钠可以和二氧化碳反应生成氧气： 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，B、C、D 正确。 2．(2018·高考海南卷)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______________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)饱和 NaHCO3 溶液 浓硫酸 干燥管内液面降低，与碳酸钙脱离接触，反应 停止 生成的硫酸钙微溶，附着在碳酸钙表面，阻止反应进一步进行 (2)①D ②碳(C) ③4Na＋3CO2===== 点燃 2Na2CO3＋C 一、单项选择题 1．(2020·杭州质检)下列有关钠的说法中，不正确的是( ) A．工业上通过电解氯化钠溶液制取金属钠 B．高压钠灯常用于道路和广场的照明 C．钠钾合金可在快中子反应堆中做热交换剂 D．钠可用于从钛、铌等金属的氯化物中置换出金属单质 解析：选 A。 A．钠是活泼金属，工业上通过电解熔融氯化钠制取金属钠，A 错误；B. 高压钠灯常用于道路和广场的照明，B 正确；C.钠钾合金可在快中子反应堆中做热交换剂， C 正确；D.钠可用于从钛、铌等金属的氯化物中置换出金属单质，D 正确。 2．把 23 g 钠投入 m1 g 足量的水中得到 a g 溶液，把 24 g 镁投入 m2 g 足量的盐酸中得 到 b g 溶液，若 m1＝m2，则 a、b 的关系是( ) A．a>b B．a②>③ B．③>②>① C．③>②>① D．①>②>③ (2)A.①>②>③ B．①＝②＝③ C．①＝②＝③ D．①>②>③ 12．(2020·承德期末)Na2O2 具有强氧化性，H2 具有还原性，某同学根据氧化还原反应的 知识推测 Na2O2 与 H2 能发生反应。为了验证此推测结果，该同学设计并进行如图实验。 Ⅰ.实验探究 步骤 1：按如图所示的装置组装仪器(图中夹持仪器已省略)并检查装置的气密性，然后 装入药品。 步骤 2：打开 K1、K2，在产生的氢气流经装有 Na2O2 的硬质玻璃管的过程中，未观察到 明显现象。 步骤 3：进行必要的实验操作，淡黄色的粉末慢慢变成白色固体，无水硫酸铜未变蓝色。 (1)组装好仪器后，要检查装置的气密性。简述检查虚线框内装置气密性的方法： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)B 装置中所盛放的试剂是________，其作用是________________________________。 (3)步骤 3 中的“必要操作”为打开 K1、K2，________(请按正确的顺序填入下列步骤的 字母)。 A．加热至 Na2O2 逐渐熔化，反应一段时间 B．用小试管收集气体并检验其纯度 C．关闭 K1 D．停止加热，充分冷却 (4) 由 上 述 实 验 可 推 出 Na2O2 与 H2 反 应 的 化 学 方 程 式 为 ____________________________。 Ⅱ.数据处理 (5)实验结束后，该同学欲测定 C 装置硬质玻璃管内白色固体中未反应完的 Na2O2 含量。 其操作流程如下： 一定量样品――→稀盐酸 操作 1 ―→ 溶液转移 ―→ 操作 2 ――→冷却 称量 ①测定过程中需要的仪器除固定、夹持仪器外，还有电子天平、烧杯、酒精灯、蒸发皿 和________。 ②在转移溶液时，若溶液转移不完全，则测得的 Na2O2 质量分数________(填“偏 大”“偏小”或“不变”)。 解析：Ⅰ.(1)关闭 K1，向 A 装置中的漏斗加水至漏斗内液面高于漏斗外液面，并形成一 段水柱，一段时间后水柱稳定不降，说明气密性良好； (2)A 中生成的 H2 中混有水蒸气和挥发出的 HCl，应利用 B 装置中所盛放的碱石灰吸收 氢气中的水和氯化氢； (3)步骤 3 中的“必要操作”为打开 K1、K2，应先通一会儿氢气，用小试管收集气体并 检验其纯度，当装置内空气完全除去后，加热 C 中装有 Na2O2 的硬质玻璃管至 Na2O2 逐渐 熔化，反应一段时间，然后停止加热，充分冷却，最后关闭 K1，故操作顺序为 BADC； (4)Na2O2 与 H2 反应无水生成，说明产物为 NaOH，发生反应的化学方程式为 Na2O2＋ H2===== △ 2NaOH； Ⅱ.(5)①NaCl 溶液蒸发操作需要用玻璃棒搅拌，则测定过程中需要的仪器除固定、夹持 仪器外，还有电子天平、烧杯、酒精灯、蒸发皿和玻璃棒； ②在转移溶液时，若溶液转移不完全，则得到 NaCl 固体的质量偏低，则测得的 Na2O2 质量分数偏小。 答案：Ⅰ.(1)关闭 K1，向 A 装置中的漏斗加水至漏斗内液面高于漏斗外液面，并形成一 段水柱，一段时间后水柱稳定不降，说明装置气密性良好 (2)碱石灰 吸收氢气中的水和氯化氢 (3)BADC (4)Na2O2＋H2===== △ 2NaOH Ⅱ.(5)①玻璃棒 ②偏小 13．烧碱、纯碱等都是重要的化工原料。 (1)利用如图装置可以证明二氧化碳与烧碱溶液发生了反应。 ①若将 A 与 B 连接，打开止水夹，将胶头滴管中的液体挤入烧瓶，此时的实验现象是 ________________。 ②若其他操作不变，将 A 与 C 连接，可观察到的现象是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)向 100 mL 1 mol·L－1 烧碱溶液中通入一定量 CO2 充分反应后，将溶液在低温下蒸干 得到白色固体 X，X 的组成可能有四种情况，按出现的先后顺序分别是Ⅰ.NaOH、Na2CO3； Ⅱ.______________________ ； Ⅲ.Na2CO3 、 NaHCO3 ； Ⅳ._________________________ _________________________________。 ①常温下，将得到的固体 X 重新溶于水，在所得溶液中加入盐酸，使溶液的 pH＝7， 再将溶液蒸干，得到固体的质量为________g。 ②若要验证白色固体 X 是第Ⅰ种组成，依次加入的试剂为________(填字母，下同)。 a．盐酸 B．MgCl2 溶液 c．BaCl2 溶液 D．Ba(OH)2 溶液 在验证的过程中，一定需要进行的操作是________。 a．萃取 B．洗涤 c．过滤 D．分馏 ③若白色固体 X 为第Ⅲ种组成，下列实验方案中不能准确测定其中 NaHCO3 质量分数 的是________。 a．取 m g X 与足量 Ba(OH)2 溶液充分反应，过滤，洗涤，烘干得 n g 固体 b．取 m g X 与足量盐酸充分反应，加热，蒸干，灼烧得 n g 固体 c．取 m g X 充分加热，减重 n g d．取 m g X 与足量稀硫酸充分反应，逸出的气体被足量碱石灰吸收，增重 n g ④若白色固体 X 的质量为 7.0 g，则 X 的组成为________(填“Ⅰ”“Ⅱ”“Ⅲ”或 “Ⅳ”)。 解析：(1)①若将 A 与 B 连接，打开止水夹，将胶头滴管中的液体挤入烧瓶，由于二氧 化碳易溶于氢氧化钠溶液且与 NaOH 发生反应，使烧瓶内部压强迅速减小，故广口瓶中的 水沿导管进入烧瓶；②若将 A 与 C 连接，其他操作不变，导致外界压强高于瓶内压强，故 广口瓶中的长导管口会产生气泡。(2)③a 选项中沉淀的质量即为碳酸钡的质量，根据碳酸钡 的质量和原混合物的总质量可以列式求出碳酸钠和碳酸氢钠的质量分数，正确；b 选项中 n g 固体为生成的氯化钠的质量，根据钠原子守恒和原混合物总质量可列式计算出碳酸氢钠的质 量分数，正确；c 选项采用差量法，减少的质量为碳酸氢钠分解生成的二氧化碳和水的质量， 由此可求出碳酸氢钠的质量，进而求出碳酸氢钠的质量分数，正确；d 选项中碱石灰增加的 质量为盐与酸反应生成的二氧化碳及溶液中挥发出来的水蒸气的质量，因此不能通过数据准 确计算出碳酸氢钠的质量分数，不正确。④可采用极值法来判断，若全部为 Na2CO3 质量为 5.3 g，若全部为 NaHCO3 质量为 8.4 g，固体 X 的质量为 7.0 g，故其为碳酸钠和碳酸氢钠的 混合物。 答案：(1)①水沿导管由广口瓶进入烧瓶(或水倒吸进入烧瓶) ②广口瓶中的长导管口有气泡产生 (2)Na2CO3 NaHCO3 ①5.85 ②cb c ③d ④Ⅲ