备战高考化学综合题专题复习【钠及其化合物】专题解析及答案解析.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】专题解析及答案解析一、高中化学钠及其化合物1 某兴趣小组的学生根据活泼金属Mg 与 CO2 发生反应,推测活泼金属钠也能与CO2 发生反应,因此兴趣小组用下列装置进行 “钠与二氧化碳反应 ”的实验探究 (尾气处理装置已略去)。已知:常温下, CO 能使一些化合物中的金属离子还原例如: PdCl2 + CO + H2O Pd + CO2+2HCl 。反应生成黑色的金属钯,此反应也可用来检测微量 CO 的存在。请回答下列问题:(1)通常实验室制取CO2 气体的离子方程式是_ ,为了使制气装置能 “随开随用,随关随停”,上图 A 处应选用的装置是_(填写 “
2、 ”、 “ ”或“ ”)。若要制取干燥、纯净的CO2 气体,装置B 中应盛放的试剂是_溶液,装置 C 中应盛放的试剂是 _。(2)观察实验装置图可知Na 与 CO2 反应的条件是_。检查装置的气密性完好并装入药品后,在点燃酒精喷灯前,必须进行的操作是_。待装置_(填写字母 )中出现 _现象时,再点燃酒精喷灯,这步操作的目的是 _ 。(3)假设 CO2 气体为足量,在实验过程中分别产生以下答问题: 、 两种不同情况,请分析并回 若装置 F 中溶液无明显变化,装置D 中生成两种固体物质,取少量固体生成物与盐酸反应后,有能使澄清石灰水变浑浊的气体放出,则钠与二氧化碳反应的化学方程式是_。 若装置 F
3、 中有黑色沉淀生成,装置 D 中只生成一种固体物质,取少量该固体与盐酸反应后,也有能使澄清石灰水变浑浊的气体放出,则钠与二氧化碳反应的化学方程式是_ 。(4)请用文字简要说明你判断 中 D 装置生成固体的成分是钠的正盐或酸式盐的理由。_ 。【答案】 CaCO+ Ca2+饱和 NaHCO3 浓 H2SO4高温 (或强热 )扭3+ 2H+ H2O + CO2 开装置 中导气管活塞E 澄清的石灰水变浑浊排出该装置中的空气4Na +3CO22Na2CO3+ C2Na + 2CONa2CO3+ CO 生成正盐。因为根据质量守恒定律可知,反应物共有三种元素,没有氢元素,因此不能生成酸式盐。【解析】【分析】
4、(1)实验室通常用大理石或石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳,反应不需要加热,大理石和石灰石的主要成分是碳酸钙,能和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳;装置能使反应随时进行或停止,原理是:关闭开关时,试管中的气体增多,压强增大,把液体压入长颈漏斗,固体和液体分离,反应停止;打开开关时,气体导出,试管中的气体减少,压强减小,液体和固体混合,反应进行;(2)高温条件下,钠能和氧气反应;二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊;(3)根据提供的信息可以判断反应进行情况;(4)化学反应遵循质量守恒定律,即反应前后元素种类、原子种类和总个数都不变【详解】(1)通常实验室制取 CO2 气体的化学方程式是: CaCO3+2
5、HCl CaCl2+H2O+CO2;装置能使反应随时进行或停止,原理是:关闭开关时,试管中的气体增多,压强增大,把液体压入长颈漏斗,固体和液体分离,反应停止;打开开关时,气体导出,试管中的气体减少,压强减小,液体和固体混合,反应进行;若要制取干燥、纯净的CO2 气体,装置B 中应盛放的试剂是饱和碳酸氢钠溶液,这是因为饱和碳酸氢钠溶液不能和二氧化碳反应,能和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,从而可以除去二氧化碳中的氯化氢气体;装置 C 中应盛放的试剂是浓硫酸,用来除去二氧化碳中的水蒸气;(2)观察实验装置图可知Na 与 CO2 反应的条件是高温;检查装置的气密性完好并装入药品后,在点燃酒精喷灯
6、前,必须进行的操作是通入一会儿二氧化碳气体,待装置E 中出现浑浊现象时,再点燃酒精喷灯,这步操作的目的是防止钠和空气中的氧气反应;(3)若装置 F 中溶液无明显变化,装置 D 中生成两种固体物质,取少量固体生成物与盐酸反应后,有能使澄清石灰水变浑浊的气体放出,说明反应生成了碳酸钠,则钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和碳,反应的化学方程式是:3CO2+4Na2Na2CO3+C;若装置F 中有黑色沉淀生成,装置D 中只生成一种固体物质,说明反应生成了一氧化碳,取少量该固体与盐酸反应后,也有能使澄清石灰水变浑浊的气体放出,说明反应生成了碳酸钠,则钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和一氧化碳,反应的化学方程式是:2
7、CO2 +2NaNa2 CO3 +CO;(4)中 D 装置生成固体的成分是钠的正盐的理由是:反应物中不含有氢元素,因此生成物中不含有氢元素,即生成的固体不可能是碳酸氢钠。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Na2C
8、O3 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m2g)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
9、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+CO2H2O NaHCO3NH4Cl过滤确保+2氢氧化钠溶液106 ( m 2m1)100%偏高CO 充分被吸收浓硫酸44n【解析】【分析】联合制碱法: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
10、 为 COCO2 H2O NaCl NH3NaHCO3NH4ClNaHCO3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+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl;操作 X 后得滤液和固体,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
11、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23106 ( m2m1)100% ,如果缺少装置E,外界的二氧化碳、水蒸气会Na CO 的质量分数为44n被干燥管D 吸收,则实验所得纯碱样品的纯度会偏高。3 甲、乙两同学分别用如图所示装置测定空气中氧气的含量。先用弹簧夹夹住橡胶管,点燃钠 ,伸入瓶中并塞上瓶塞。待钠熄灭并冷却后,打开弹簧夹 ,观察广瓶内水面的变化情况:(1)上述实验过程中发生反应的化学方程式为_。1(2)甲同学实验中广瓶内水面上升明显小于瓶内空气体积的,乙同学实验中广瓶内水面5上升明显大于瓶内空气体积的1 ,
12、下列对这两种现象解释合理的是_5A 甲同学可能使用的钠的量不足,瓶内氧气没有消耗完B 甲同学可能未塞紧瓶塞,钠熄灭冷却后外界空气进入瓶内C 乙同学可能没有夹紧弹簧夹,钠燃烧时瓶内部分空气受热从导管逸出D 乙同学可能插入燃烧匙太慢,塞紧瓶塞之前瓶内部分空气受热逸出(3)在实验室里,某同学取一小块金属钠做钠与水反应的实验。将钠投入水中后,钠熔化成一个小球 ,根据这一现象你能得出的结论是_, _,【答案】 2Na+O2Na2O2 ABCD 钠与水反应放出热量钠的熔点低【解析】【分析】(1) 钠在加热条件下与氧气反应生成过氧化钠,据此写出化学反应方程式即可,注意条件;(2) A若钠的量不足,则氧气消耗
13、不完,造成进水量少于容器容积的量;B若瓶塞未塞紧,钠熄灭冷却,瓶内气体收缩,外面的空气会进入瓶内,使气体得到补充;C若弹簧夹未夹紧,钠燃烧时,瓶内气体膨胀,使部分气体从导管口逸出;D若插入燃烧匙太慢,钠燃烧时,瓶内气体膨胀,在塞紧瓶塞前,瓶内部分气体从瓶口逸出;(3) 依据钠熔化成一个小球可知反应放出热量,钠的熔点低。【详解】(1) 钠在加热条件下与氧气反应生成过氧化钠,化学反应方程式为: 2Na+O22 2Na O ;(2) A钠的量不足,瓶内氧气没有消耗完,导致氧气剩余,故瓶内水面上升高度达不到,选项 A 正确;B瓶塞末塞紧 ,钠熄灭冷却时外界空气进入瓶内,导致瓶内压强过大,水面上升高度达
14、不到,选项 B 正确;C没夹紧弹簧夹,钠燃烧时瓶内部分空气受热从导管逸出,导致瓶内压强减小,水面上升高度超出,选项 C 正确;D插入燃烧匙太慢,塞紧瓶塞之前,瓶内部分空气受热逸出,导致瓶内压强减小,水面上升高度超出,选项D 正确;答案选 ABCD;(3) 将钠投入水中后,钠熔化成一个小球,根据这一现象你能得出的结论是放出热量, 钠的熔点低。 钠与水反应4 过氧化钠是一种淡黄色固体,有漂白性,能与水、酸性氧化物和酸反应。( 1)一定条件下, m 克的 H2、 CO 的混合气体在足量的氧气中充分燃烧,产物与过量的过氧化钠完全反应,过氧化钠固体增重_克。(2)常温下,将 14.0 克的 Na2O 和
15、 Na2O2 的混合物放入水中,得到400mLpH=14 的溶液,则产生的气体标准状况下体积为_L。(3)在 200mLAl2( SO4) 3 和 MgSO4 的混合液中,加入一定量的Na2O2 充分反应,至沉淀质量不再减少时,测得沉淀质量为5.8 克。此时生成标准状况下气体体积为5.6L。则原混合液中 c( SO42- )=_mol/L 。(4)取 17.88gNaHCO3 和 Na2O2的固体混合物,在密闭容器中加热到250,经充分反应后排出气体,冷却后称得固体质量为15.92g。请列式计算:求原混合物中 Na2O2 的质量 B_;若要将反应后的固体反应完,需要1mol/L 盐酸的体积为多
16、少毫升_?【答案】 m1.1227.8g200mLV320mL【解析】【分析】(1)利用差量法,根据化学方程式分析:CO 与H2 在氧气中完全燃烧,生成CO2 和H2O,生成的CO2 和 H2O 再与Na2 O2 反应; 2CO+O22CO2,一氧化碳与二氧化碳物质的量相等, Na2O2 与 CO2 反应 2CO2+2Na2O2 2Na2CO3+O2,质量增重 m 为 2Na2CO3 2Na2O22CO,可知,反应后固体质量增加量为CO的质量; 2H2+O22H2O,生成的水与氢气物质的量相等, Na2O2 与 H2O 反应 2H2O+2Na2 O2 4NaOH+O2,质量增重 m 为 2H2
17、O O22H2,可知,反应后固体增加的质量为氢气质量;(2)氧化钠、过氧化钠与水反应后的溶质为氢氧化钠,根据n m 计算出氢氧化钠的物质的M量,再根据质量守恒、钠原子守恒列式计算出氧化钠、过氧化钠的物质的量,最后根据c n 计算出氢氧根离子的物质的量、根据过氧化钠与水的反应方程式计算出生成的标况下V氧气的体积;(3)生成标准状况下气体体积为5.6L,物质的量为:5.6L 0.25mol ,所以过氧化钠22.4L / mo1的物质的量为0.5mol ,所以氢氧化钠的物质的量为:0.5mol 21mol ,沉淀质量为 5.8克,即氢氧化镁的质量为 5.8克,所以氢氧化镁的物质的量为:5.8g0.1
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