备战高考化学综合题专题复习【钠及其化合物】专题解析及答案.docx
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1、备战高考化学综合题专题复习【钠及其化合物】专题解析及答案一、高中化学钠及其化合物1 如图所示, “二氧化碳是否在有水存在时,才能与过氧化钠反应?”这个问题可通过以下实验加以证明。(1)按图装置,在干燥的试管中装入Na2 221O后,在通入 CO 之前,应事先将活塞(K、K )关闭好,目的何在? _。2(2)试管 I 内的试剂 X 是 _时,打开活塞K1、 K2 ,加热试管约 5 分钟后,将带火星的小木条插入试管的液面上,可观察到带火星的小木条不能剧烈地燃烧起来,且内淡黄色粉末未发生变化,则所得的结论是_。(3)试管 I 内试剂为 CO2 饱和水溶液时,其他操作同(2),通过 _ 的现象,可以证
2、明2222Na O 与潮湿的CO 能反应且放出O 。( 4) CO2 与过氧化钠反应机理也可用示踪原子分析加以证明,请完成下列反应方程式:_Na2O2+_C18O2+_H218O _。【答案】以防止试管内的过氧化钠和外界相通时发生吸潮现象浓 H2 4SO 过氧化钠与干燥的 CO2不反应带火星的小木条在试管的液面上复燃,同时,内固体由淡黄色变为白色 22 2 2Na2 18 3 22C O +O +2H O【解析】【详解】(1)本题旨在利用对比实验,探究Na O 与CO 反应的环境,故实验步骤中,首先让Na O22222与干燥 CO2反应,必须保证整个环境中不能有22HO,故通入反应装置前 CO
3、 必须干燥,故答案为以防止试管内的过氧化钠和外界相通时发生吸潮现象;(2)二氧化碳必须是干燥的,所以使用试剂X 浓硫酸进行干燥;由带火星的小木条不能剧烈地燃烧起来,且内淡黄色粉末未发生变化,说明干燥的二氧化碳与过氧化钠没有发生反应,故答案为浓H2SO4;过氧化钠与干燥的CO2 不反应;(3)过氧化钠与潮湿的二氧化碳反应会生成氧气,所以带火星的小木条在试管的液面上会复燃;内固体由淡黄色变为白色,说明淡黄色的过氧化钠由于参加了反应生成了白色的碳酸钠,故答案为带火星的小木条在试管的液面上复燃,同时,内固体由淡黄色变为白色;(4)过氧化钠与潮湿的二氧化碳反应的实质为:二氧化碳与水结合生成碳酸,碳酸电离
4、的氢离子与过氧化钠反应,碳酸中18O 完全存在于碳酸根离子中,生成的水中不含18O,反应的化学方程式为:2Na2O2 +2C18O2+2H218O 2Na2C18O3+O2 +2H2O,故答案为2; 2;2; 2Na2C18O3+O2 +2H2O。【点睛】本题考查了碱金属及其化合物的性质,该题是高考中的常见考点和题型,试题基础性强,旨在考查学生的逻辑推理能力。本题的易错点为(4),碳酸电离的氢离子与过氧化钠反应,碳酸中 18O 完全存在于碳酸根离子中。2I. 中国的侯德榜对索尔维制碱法进行了改进,将合成氨工业与纯碱工业联合,发明了侯氏制碱法,又称联合制碱法,生产流程可以表示如图所示( 代表所需
5、物质, 代表产品)在上述工业流程中:( 1)产品 N 的化学式 _,所需物质 A 的名称 _ ,B 的电子式_。( 2)侯德榜制碱法的原理是 _ (用化学方程式表示)。操作 X 的名称是 _。II. 利用侯德榜原理制备的纯碱中含有少量NaCl 等杂质,利用下列装置可用来测定纯碱中的Na2CO3 的质量分数。实验步骤如下:如图所示,组装好实验仪器,并检查其气密性;准确称取盛有碱石灰的干燥管D 的质量(设为m1g);准确称取一定量的纯碱(设为ng),并将其放进广口瓶B 内;从分液漏斗中缓缓滴入一定量的稀硫酸,并从前端缓缓地鼓入空气,至产生气体为止;B 反应器中不再准确称取干燥管D 的总质量(设为m
6、2g)根据上述实验,回答下列问题:(3)该实验进行到操作时,要缓缓鼓入空气,鼓入空气的作用是_ 。装置 A 中的液体应选用_。(4)装置 B 与 D 之间必须添加一装置 C,否则使测定结果偏高。在空白框内画出该装置C,装置中盛放的是 _ 。( 5)根据此实验,计算出纯碱中Na2CO3 的质量分数为 _(用 m1、 m2 、 n表示)。如果缺少装置E,则实验所得纯碱样品的纯度会_(“偏高”、“偏低”、或“无影响”)。【答案】 NH4Cl氨气NaCl NH3+CO2 H2ONaHCO3NH4Cl过滤确保+2充分被吸收氢氧化钠溶液106 ( m 2m1)100%偏高CO浓硫酸44n【解析】【分析】联
7、合制碱法:以食盐、氨和二氧化碳为原料来制取纯碱,二氧化碳在水中的溶解度小,与水反应形成不稳定的碳酸,而把二氧化碳通入溶有氨气而呈碱性的水中,会使生成的碳酸与氨水发生反应,而增大二氧化碳气体的吸收,将氨通入饱和食盐水而成氨盐水,再通入二氧化碳生成碳酸氢钠沉淀,A 为 NH32,反应为:, B 为 COCO2 H2 O NaCl NH3 NaHCO3NH4ClNaHCO3微小晶体,再加热制得纯碱+=+,经过滤、洗涤得产品。【详解】( 1)产品 N 是氯化铵,化学式为 NH4Cl,所需物质 A 的名称是氨气, CO2 的电子式:;(2)侯德榜制碱法的原理是NaCl+NH3CO2 H2ONaHCO3N
8、H4ClX后得滤液和固+=+;操作体,则操作为过滤;(3)该实验进行到操作时,要缓缓鼓入空气,鼓入空气的作用是确保CO2充分被吸收;为防止空气中的 CO2 造成实验误差,装置A 中的液体应选用氢氧化钠溶液;(4)装置 B 与 D 之间必须添加一装置C,吸收水分,否则使测定结果偏高;装置C 为:,装置中盛放的是浓硫酸;(5)根据此实验,干燥管D 增加二氧化碳质量 (m2m1)g,通过差量法可知,纯碱中Na2CO3 的质量分数为106 ( m2m1) 100% ,如果缺少装置 E,外界的二氧化碳、水蒸气会44n被干燥管D 吸收,则实验所得纯碱样品的纯度会偏高。3 (加试题)(一)以一氯代乙酸钠(C
9、H2ClCOONa)水溶液为原料,通过电解法可以制备1, 2-二氯乙烷(CH2ClCH2Cl),装置如图1 所示。( 1)所用的离子交换膜是 _(填 “阳”或 “阴 ”)离子交换膜。( 2)写出电解池总反应 _。(二) 1940 年,我国著名化工专家侯德榜先生成功冲破了 “索尔维 ”法的技术封锁,并加以改进,用 NaCl 固体代替生石灰,加入母液,并联合合成氨厂一起生产出纯碱和氯化铵。这便是举世闻名的“侯氏联合制碱法”,工艺流程如图2。请回答:(1)关于合成氨反应,下列说法合理的是_。A反应体系中一般用V2O5 作催化剂B因为该反应S小于零,所以反应的H一定也小于零C因为该反应的S小于零,所以
10、反应的压强控制越高越好D该反应往往控制在500左右,是因为该温度下反应物转化率最高(2)一定温度下合成氨反应的平衡常数K48。若在该温度下,在9L 的恒容容器中投入1mol氮气和3mol氢气进行反应,则氨气的平衡产率y _;若氮气和氢气的物质的量之比为 n 1,相应平衡体系中氨气的物质的量分数为x,请在图3 中绘制x 随 n 变化的示意图(计算时不计副反应)。 _(3)侯氏制碱法最大的优点是使原料氯化钠的利用率从70%提高到了_ (填上述编号)的循环。(4)关于侯氏联合制碱法,下列说法合理的是_。A往沉淀池中先通入CO2 再通入氨气的目的是提高NaHCO3 的产量90%以上,主要是设计B往母液
11、中加入食盐的目的是使NaHCO3 更多地析出C从母液中经过循环进入沉淀池的主要是Na2CO3、 NH4Cl 和氨水D往母液中通氨气目的仅仅是增大的浓度,使 NH4Cl 更多地析出NH4【答案】阳2CH2 ClCOO 2H2OCH 2ClCH 2Cl 2CO2 H2 2OH B50%C【解析】【分析】(一)电解溶液成分中只有溶质一氯代乙酸钠有氯元素,因此根据原子守恒结合装置图,利用电解池的工作原理书写其电极反应式,考虑二氯乙烷会与OH 反应来选择离子交换膜,据此分析作答;(二)( 1) A. 催化剂具有选择性;B. 根据G=H-TS 公式作答;C. 结合理论与实际经济成本考虑;D. 综合温度对化
12、学反应速率与化学平衡的影响效果作答;(2)根据三段式结合平衡常数K 计算产率与氨气的物质的量分数变化情况;( 3)从碳酸氢钠的溶解性角度分析;( 4) A. 二氧化碳微溶,氨气易溶;B. 加入盐可提高氯离子浓度;C. 根据侯氏联合制碱法的原理作答;D. 根据氨气的溶解度及化学反应的原理作答。【详解】(一)根据上述分析可知,阳极上每消耗-1 mol 产物 CH2ClCH2Cl,阳2mol CH2ClCOO可得到极同时生成气体CO2,阴极上溶液中水电离的,可书写电解池总反H+放电,生成 H2 和 OH应: 2CH2 2H2O2222,为了防止二氯乙烷与ClCOOCH ClCHCl 2CO H2OH
13、反应,应使用阳离子交换膜,故答案为:阳;2CH2 2H222OHClCOOOCH ClCH Cl2CO2 H2 2OH ;(二)(1) A. V2O5 是 SO2 和 O2 合成 SO3 的催化剂,不是合成氨反应的催化剂,A 项错误;B. 通过饱和氯化钠溶液中通入氨气与二氧化碳反应生成碳酸氢钠晶体,该反应能自发进行,则根据G=H-TS 可知,若反应S 小于零,则H 一定小于零,B 项正确;C. 实际在合成氨工业生产中,压强不能太大,否则能耗太高,并且对设备要求高,误;C 项错D. 提高温度可以适当加快氮气合成速率,温度太高则该放热反应平衡逆向移动,转化率降低,且催化剂活性降低,因此反应控制在5
14、00 C 左右, D 项错误;答案为 B;(2)设平衡时氮气消耗x mol/L ,则平衡时氮气为( 1-x) mol/L ,氢气为 3(1-x) mol/L=(1-9933x) mol/L ,氨气为2x mol/L ,根据 K=48 计算可得 x=1 ,产率为 50%。当氮气与氢气的物18质的量之比为合成氨反应的计量系数之比为3:1,到平衡时氧气的物质的量分数最大,因此横坐标 n= 1 时纵坐标达到峰值,画图如图所示:,故答案为:350%;(3)析出晶体后的溶液中还含有碳酸氢钠、氯化钠、氯化铵、氨水等物质,因此循环I 可以提高氯化钠的利用率;(4) A. 氨气溶解度大,通入氨气后使溶液显碱性,
15、吸收二氧化碳的量增加,A 项错误;B. 加入盐的目的是提高氯离子浓度,促进氯化铵结晶析出,B 项错误;C. 通入氨气的作用是增大铵根离子浓度,增强碱性和碳酸氢钠反应,从而使碳酸钠、氯化铵和过量氨水通过循环 I 进入沉淀池, C项正确;D. 往母液中通氨气目的,可增大铵根离子浓度,在促进氯化铵析出的同时,还可增强溶液的碱性,有利于在循环 I 后吸收二氧化碳, D 项错误;答案选 C。4 欲测定含少量氯化钠的小苏打固态样品中NaHCO3 的质量分数可用以下四种方法。方法一:方法二:方法三:方法四:不使用化学试剂,使用实验室常用仪器。按要求回答下列问题:(1)方法一:加入足量的试剂A 是 _(填写A
16、 的化学式),可将HCO3-转化为沉淀并称重。操作1、 2、 3、4的名称依次是溶解、_、洗涤和干燥(烘干 );(2)方法二:在操作1 中所用到的玻璃仪器中,除了烧杯、玻璃棒、胶头滴管外,还需要用到的是 _,应选择甲基橙作指示剂;( 3)在方法二中计算该样品中NaHCO3 的质量分数为 _;( 4)在方法三中 ,根据所用的实验装置 ,除了称量样品质量外 ,还需测定的实验数据是_;( 5)仔细分析方法三中的实验装置 ,若由此测得的数据来计算实验结果 ,则有可能偏高也有可能偏低 ,偏高的原因可能是 _,偏低的原因可能是 _(均文字简述 );( 6)方法四的实验原理是 _(用化学方程式表示 )。【答
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