(通用版)2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第三章 第一節(jié) 鈉及其化合物學(xué)案(含解析)

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1、(通用版)2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第三章 第一節(jié) 鈉及其化合物學(xué)案(含解析) 第一節(jié) 鈉及其化合物 1.了解鈉及其重要化合物的制備方法。 2.掌握鈉及其重要化合物的主要性質(zhì)及其應(yīng)用。 顏色狀態(tài) 密度 硬度 熔點(diǎn) 銀白色固體 比水小,比煤油大 較小 較低,低于100 ℃ (2)化學(xué)性質(zhì) 鈉在化學(xué)反應(yīng)中易失去最外層的一個(gè)電子,表現(xiàn)還原性。 ①與非金屬單質(zhì)(如O2、Cl2)的反應(yīng) O2 常溫:4Na+O2===2Na2O(白色固體) 加熱:2Na+O2Na2O2(淡黃色固體) Cl2 2Na+Cl22NaCl ②與水的反應(yīng) 2Na+2H2O==

2、=2NaOH+H2↑。 鈉與水(含酚酞)反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析: ③與酸的反應(yīng) 2Na+2H+===2Na++H2↑。 [注意] Na先與酸反應(yīng),再與水反應(yīng)——先酸后水。 ④與鹽溶液的反應(yīng) 與鹽溶液反應(yīng)時(shí)先與水反應(yīng),生成的堿與鹽可能發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)。如與CuSO4溶液反應(yīng): 2Na+2H2O===2NaOH+H2↑, 2NaOH+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4。 總反應(yīng)為2Na+2H2O+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑。 ⑤與羥基化合物的反應(yīng) 2Na+2C2H5OH―→2C2H5ONa+H2↑。 (3)工業(yè)制備 2NaCl(熔融)

3、2Na+Cl2↑。 (4)保存 鈉易與空氣中的O2、H2O反應(yīng),且鈉的密度比煤油的密度大,不與煤油反應(yīng),故通常將鈉保存在煤油中。 (5)鈉的用途 ①制鈉鉀合金,用于原子反應(yīng)堆的導(dǎo)熱劑。 ②作還原劑來制取活潑金屬。 如4Na+TiCl44NaCl+Ti。 ③制作高壓鈉燈。 2.鈉的氧化物——氧化鈉與過氧化鈉 (1)氧化鈉、過氧化鈉的性質(zhì)比較 物質(zhì) 氧化鈉(Na2O) 過氧化鈉(Na2O2) 顏色狀態(tài) 白色固體 淡黃色固體 類別 堿性氧化物 過氧化物 氧元素化合價(jià) -2 -1 化學(xué)鍵類型 只有離子鍵 有離子鍵和共價(jià)鍵 電子式 Na+[]2-N

4、a+ Na+[]2-Na+ 組成結(jié)構(gòu) 由Na+與O2-構(gòu)成,= 由Na+與O構(gòu)成,= 與水反應(yīng) Na2O+H2O===2NaOH 2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑ 與CO2反應(yīng) Na2O+CO2===Na2CO3 2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2 與鹽酸反應(yīng) Na2O+2HCl===2NaCl+H2O 2Na2O2+4HCl===4NaCl+2H2O+O2↑ 主要用途 可制燒堿 漂白劑、消毒劑、供氧劑 保存 密封 密封、遠(yuǎn)離易燃物 (2)Na2O2的強(qiáng)氧化性與還原性 從元素化合價(jià)角度分析Na2O2的性質(zhì): ①N

5、a2O2的強(qiáng)氧化性 試劑 現(xiàn)象 反應(yīng)原理并解釋 SO2氣體 — Na2O2+SO2===Na2SO4 FeCl2溶液 有紅褐色 沉淀生成 4Na2O2+4FeCl2+6H2O===4Fe(OH)3↓+O2↑+8NaCl Na2SO3 溶液 — Na2O2+Na2SO3+H2O===Na2SO4+2NaOH 氫硫酸 溶液變渾濁 Na2O2+H2S===S↓+2NaOH 酚酞溶液 溶液先變紅后褪色 與水反應(yīng)生成NaOH,Na2O2的強(qiáng)氧化性使之褪色 品紅溶液 溶液紅色褪去 Na2O2的強(qiáng)氧化性使之褪色 ②遇KMnO4等強(qiáng)氧化劑時(shí),表現(xiàn)出還原性,氧化產(chǎn)

6、物為。 ③遇CO2、H2O、H+時(shí)則會(huì)發(fā)生自身的氧化還原反應(yīng)。 [小題練微點(diǎn)] 判斷下列說法的正誤(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)。 (1)在氧氣中加熱時(shí),金屬鈉劇烈燃燒,生成淡黃色的固體Na2O2(  ) (2)金屬鈉在石棉網(wǎng)上加熱時(shí),先熔化成銀白色小球,然后劇烈燃燒,產(chǎn)生黃色火焰(  ) (3)金屬鈉著火時(shí),可用泡沫滅火器或干燥的沙土滅火(  ) (4)鈉表面自然形成的氧化層能夠保護(hù)內(nèi)層金屬不被空氣氧化(  ) (5)金屬鈉具有強(qiáng)還原性,可與TiCl4溶液反應(yīng)制取金屬Ti(  ) (6)實(shí)驗(yàn)完畢后剩余的金屬鈉不能隨意丟棄,應(yīng)放回原試劑瓶(  ) (7)1 mol Na

7、2O2固體中含離子總數(shù)為4NA(  ) (8)H2O2和Na2O2都屬于過氧化物,含有的化學(xué)鍵完全相同(  ) (9)Na2O2在與CO2的反應(yīng)中既是氧化劑,又是還原劑(  ) (10)將足量過氧化鈉投入紫色石蕊溶液中,溶液先變藍(lán)色后褪色,同時(shí)有氣泡產(chǎn)生(  ) 答案:(1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)√ (7)× (8)× (9)√ (10)√ [學(xué)霸微提醒] (1)金屬Na在空氣中長期放置,最終會(huì)生成Na2CO3粉末,發(fā)生的反應(yīng)為Na→Na2O→NaOH→Na2CO3·10H2O→Na2CO3。 (2)Na2O2常溫下為淡黃色固體,其他同顏色的物質(zhì)有單

8、質(zhì)硫(黃色)、AgBr(淺黃色)、AgI(黃色)。 鈉的性質(zhì) 1.金屬鈉分別與下列溶液反應(yīng)時(shí),既有沉淀析出,又有氣體逸出的是(  ) A.BaCl2溶液         B.K2SO4溶液 C.Ca(HCO3)2溶液 D.NH4NO3溶液 解析:選C 因?yàn)槭侨芤褐械姆磻?yīng),所以都有H2產(chǎn)生,NH4NO3溶液還產(chǎn)生NH3,Ca(HCO3)2溶液還產(chǎn)生CaCO3沉淀。 2.(2019·崇明模擬)少量金屬鈉投入下列試劑中,反應(yīng)最緩慢的是__________,既有氣體又有沉淀的是__________。 A.NaHCO3溶液反應(yīng) B.飽和氯化銨溶液 C.0.1 mol·L-1

9、NaOH溶液 D.無水乙醇 解析:A項(xiàng),少量金屬鈉投入NaHCO3溶液中,反應(yīng)為2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,NaOH+NaHCO3===Na2CO3+H2O;B項(xiàng),金屬鈉投入飽和氯化銨溶液中,反應(yīng)為2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,反應(yīng)消耗水,飽和氯化銨溶液析出氯化銨固體,可能釋放出氨氣;C項(xiàng),少量金屬鈉投入0.1 mol·L-1 NaOH溶液中,反應(yīng)為2Na+2H2O===2NaOH+H2↑;D項(xiàng),少量金屬鈉投入無水乙醇中,反應(yīng)為2Na+2C2H5OH===2C2H5ONa+H2↑;鈉為活潑金屬,鈉與水溶液的反應(yīng),實(shí)質(zhì)都是與H+的反應(yīng),乙醇為非電解質(zhì),不電離,與鈉反

10、應(yīng)最緩慢。 答案:D B [方法規(guī)律] 鈉與鹽溶液反應(yīng)的原理分析 (1)與NaCl、Na2SO4、NaNO3溶液反應(yīng):實(shí)質(zhì)是與水反應(yīng)。 (2)與CuSO4溶液反應(yīng):鈉先與水反應(yīng),生成的NaOH再與CuSO4反應(yīng),2OH-+Cu2+===Cu(OH)2↓。 (3)與鋁鹽溶液反應(yīng):要考慮鈉與鋁鹽的量的問題,因?yàn)檫^量的NaOH溶液能溶解Al(OH)3,OH-+Al(OH)3===AlO+2H2O。 (4)與NaHCO3溶液反應(yīng):鈉先與水反應(yīng),生成的NaOH再與NaHCO3反應(yīng),OH-+HCO===H2O+CO。 (5)與NH4Cl溶液反應(yīng):鈉先與水反應(yīng),生成的NaOH再與NH4Cl

11、反應(yīng),OH-+NH===NH3·H2O。 過氧化鈉的性質(zhì) 3.下列說法錯(cuò)誤的是(  ) A.(2017·江蘇高考)Na2O2吸收CO2產(chǎn)生O2,可用作呼吸面具供氧劑 B.(2015·全國卷Ⅰ)過氧化鈉與水反應(yīng)時(shí),生成0.1 mol氧氣轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.2NA C.(2014·全國卷Ⅱ)CO2通過Na2O2粉末后固體質(zhì)量增重 D.(2015·四川高考)標(biāo)準(zhǔn)狀況下,5.6 L CO2與足量Na2O2反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.5NA 解析:選D A項(xiàng),Na2O2與CO2反應(yīng)產(chǎn)生O2,可用作呼吸面具供氧劑,正確;B項(xiàng),過氧化鈉與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Na2O2+2H2O===4NaOH+

12、O2↑,根據(jù)電子轉(zhuǎn)移情況得關(guān)系式O2~2e-,可知生成0.1 mol氧氣轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.2NA,正確;C項(xiàng),2Na2O2+2CO2 ===2Na2CO3+O2,2 mol CO2 生成1 mol O2,所以粉末固體質(zhì)量增重,正確;D項(xiàng),CO2與Na2O2發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CO2+2Na2O2===2Na2CO3+O2,每有2 mol CO2參加反應(yīng)轉(zhuǎn)移2 mol電子,標(biāo)準(zhǔn)狀況下,5.6 L CO2的物質(zhì)的量為0.25 mol,反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.25NA,錯(cuò)誤。 4.過氧化鈉可作為氧氣的來源。常溫常壓下二氧化碳和過氧化鈉反應(yīng)后,若固體質(zhì)量增加了28 g,反應(yīng)中有關(guān)物質(zhì)的物理量正確

13、的是(NA表示阿伏加德羅常數(shù))(  ) 選項(xiàng) 二氧化碳 碳酸鈉 轉(zhuǎn)移的電子 A 1 mol 2NA B 22.4 L 1 mol C 106 g 1 mol D 106 g 2NA 解析:選C +2CO2===2Na2CO3+O2 Δm   轉(zhuǎn)移電子 2 mol 2 mol 56 g 2 mol 1 mol 1 mol 28 g 1 mol 由上述關(guān)系可得出C項(xiàng)正確;B項(xiàng)未指明標(biāo)準(zhǔn)狀況,錯(cuò)誤。 [方法規(guī)律] 1.掌握Na2O2的強(qiáng)氧化性的兩個(gè)角度 (1

14、)從結(jié)構(gòu)角度 Na2O2的結(jié)構(gòu)中含有過氧鏈(—O—O—),含有過氧鏈結(jié)構(gòu)的物質(zhì)有較強(qiáng)的氧化性,以此類推,如H2O2、H2SO5(過一硫酸,相當(dāng)于H2O2中的一個(gè)H被—SO3H取代)、Na2S2O8(過二硫酸鈉)中都有過氧鏈結(jié)構(gòu),都是很強(qiáng)的氧化劑。 (2)從化合價(jià)的角度 Na2O2中的氧元素為-1價(jià),有很強(qiáng)的氧化性,能氧化一些常見的還原劑,如SO2、Fe2+、SO、HSO、H2S、S2-、I-。同時(shí)-1價(jià)的O也有還原性,如遇到強(qiáng)氧化劑KMnO4也可以被氧化成O2。 2.Na2O2與H2O、CO2反應(yīng)計(jì)算的三個(gè)關(guān)系 電子轉(zhuǎn) 移關(guān)系 當(dāng)Na2O2與CO2、H2O反應(yīng)時(shí),物質(zhì)的量關(guān)系為2

15、Na2O2~O2~2e-,n(e-)=n(Na2O2)=2n(O2) 氣體體 積變化 關(guān)系  若CO2、水蒸氣(或兩混合氣體)通過足量Na2O2,氣體體積的減少量是原氣體體積的,等于生成氧氣的量,ΔV=V(O2)=V(原氣體) 固體質(zhì) 量變化 關(guān)系  CO2、水蒸氣分別與足量Na2O2反應(yīng)時(shí),固體相當(dāng)于吸收了CO2中的“CO”、水蒸氣中的“H2”,所以固體增加的質(zhì)量Δm=28 g·mol-1×n(CO2)、Δm=2 g·mol-1×n(H2O) 1.(2019·商丘模擬)在蒸發(fā)皿中放一小塊鈉,加熱至熔化時(shí),用玻璃棒蘸取少量無水CuSO4與熔化的鈉接觸,瞬間產(chǎn)生耀眼的火花,

16、同時(shí)有紅色物質(zhì)生成。據(jù)此判斷下列說法中不正確的是(  ) A.上述反應(yīng)是置換反應(yīng) B.上述反應(yīng)是放熱反應(yīng) C.上述反應(yīng)中無水CuSO4表現(xiàn)了還原性 D.加熱且無水條件下,Na可以與CuSO4反應(yīng)并生成Cu 解析:選C 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說明熔融的鈉將CuSO4中的銅置換出來并且放出熱量,屬于置換反應(yīng),鈉作還原劑,CuSO4作氧化劑。 2.下列有關(guān)Na2O2的說法不正確的是(  ) A.向包有Na2O2粉末的脫脂棉上滴加幾滴水,脫脂棉劇烈燃燒起來,說明Na2O2與H2O反應(yīng)放熱且有氧氣生成 B.Na2O2與CO2反應(yīng)時(shí)有單質(zhì)O2生成,該反應(yīng)屬于置換反應(yīng) C.Na2O2在空氣中久置變白,涉

17、及的氧化還原反應(yīng)中,Na2O2 D.Na2O2粉末加入Ca(HCO3)2溶液中,會(huì)產(chǎn)生氣體和渾濁 點(diǎn)撥:既是氧化劑又是還原劑,說明物質(zhì)發(fā)生了歧化反應(yīng),類似的反應(yīng)有S+NaOH(濃)、Cl2+NaOH、Na2O2+H2O等。    解析:選B A項(xiàng),燃燒說明脫脂棉的溫度達(dá)到著火點(diǎn)且有助燃物質(zhì)氧氣生成,正確;B項(xiàng),反應(yīng)物中沒有單質(zhì)參加反應(yīng),不符合置換反應(yīng)的定義,錯(cuò)誤;C項(xiàng),Na2O2與CO2、H2O的反應(yīng)都是Na2O2自身的氧化還原反應(yīng),正確;D項(xiàng),Na2O2先和水反應(yīng)生成O2和NaOH,NaOH再與Ca(HCO3)2 反應(yīng)產(chǎn)生CaCO3沉淀,正確。 3.200 ℃時(shí),11.6 g C

18、O2和水蒸氣的混合氣體與足量的Na2O2充分反應(yīng)后,則原混合氣體的總物質(zhì)的量是(  ) A.0.125 mol        B.0.25 mol C.0.5 mol D.1 mol 點(diǎn)撥:CO2、水蒸氣分別與足量Na2O2反應(yīng)時(shí),固體相當(dāng)于吸收了CO2中的“CO”、水蒸氣中的“H2”?!   ? 解析:選C 根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知,生成O2的質(zhì)量為11.6 g-3.6 g=8 g,n(O2)==0.25 mol,根據(jù)Na2O2與H2O(g)、CO2反應(yīng)的物質(zhì)的量的關(guān)系可知,CO2和H2O(g)的物質(zhì)的量之和為0.25 mol×2=0.5 mol。 4.某同學(xué)探究鈉的性質(zhì)時(shí),將等量

19、的金屬鈉分別投入下列溶液中,請你幫他完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告: 序號 溶液 現(xiàn)象 解釋及離子方程式 ① 飽和NaCl溶液 ② 飽和石灰水 ③ CuSO4溶液 ④ FeCl3溶液 歸納:鈉與鹽溶液反應(yīng)的現(xiàn)象:浮、熔、游、響。消耗的水會(huì)使飽和鹽溶液中的鹽晶體析出;生成的NaOH再與溶液中的溶質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生現(xiàn)象?!   ? 答案:①溶液中出現(xiàn)渾濁 Na與H2O反應(yīng)使水量減少,2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑ ②溶液中出現(xiàn)渾濁 Na與H2O反應(yīng)放熱,Ca(OH)2溶解度隨溫度升高而減小,且Na與H2O反應(yīng)使水量減少,2Na+2H2O===

20、2Na++2OH-+H2↑,產(chǎn)生的OH-促進(jìn)Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq)溶解平衡逆向移動(dòng) ③溶液中出現(xiàn)藍(lán)色沉淀 2Na+2H2O+Cu2+===Cu(OH)2↓+2Na++H2↑ ④溶液中出現(xiàn)紅褐色沉淀 6Na+6H2O+2Fe3+===2Fe(OH)3↓+6Na++3H2↑ 考點(diǎn)(二) 氫氧化鈉、鈉的碳酸鹽 【點(diǎn)多面廣精細(xì)研】 1.氫氧化鈉 (1)物理性質(zhì) NaOH的俗名為燒堿、火堿或苛性鈉;它是一種白色固體,易溶于水并放出大量的熱,有吸水性;吸收空氣中的水分而潮解;有很強(qiáng)的腐蝕性。 (2)化學(xué)性質(zhì) ①具有堿的通性。 ②其他反應(yīng) 與金屬鋁

21、反應(yīng): 2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑。 與非金屬單質(zhì)(Cl2)反應(yīng): Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O。 酯類(CH3COOC2H5)水解: CH3COOC2H5+NaOHCH3COONa+CH3CH2OH。 (3)NaOH的制取 ①土法制堿:Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOH。 ②現(xiàn)代工業(yè)制堿: 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。 2.碳酸鈉和碳酸氫鈉 (1)Na2CO3與NaHCO3的性質(zhì)比較 Na2CO3 NaHCO3 俗名 純堿、蘇打 小蘇打 顏色狀態(tài) 白色粉末 白色晶

22、體 溶解性 易溶于水 易溶于水 (溶解度比Na2CO3小) 水解(離子方程式,下同) CO+H2OHCO+OH- HCO+H2OH2CO3+OH- 與鹽酸反應(yīng) CO+2H+===CO2↑+H2O HCO+H+===H2O+CO2↑ 與NaOH反應(yīng) 不反應(yīng) HCO+OH-===CO+H2O 與足量Ca(OH)2反應(yīng) Ca2++CO===CaCO3↓ Ca2++OH-+HCO===CaCO3↓+H2O 與BaCl2反應(yīng) CO+Ba2+===BaCO3↓ 不反應(yīng) 與CO2反應(yīng) CO+CO2+H2O===2HCO 不反應(yīng) 熱穩(wěn)定性 較穩(wěn)定 2N

23、aHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O 相互轉(zhuǎn)化 Na2CO3NaHCO3 (2)Na2CO3、NaHCO3的用途 ①Na2CO3是一種非常重要的化工原料,在玻璃、肥皂、合成洗滌劑、造紙、紡織、石油、冶金、食品等工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。 ②NaHCO3是焙制糕點(diǎn)所用的發(fā)酵粉的主要成分之一;在醫(yī)療上,它是治療胃酸過多的一種藥劑。 [小題練微點(diǎn)] 判斷下列說法的正誤(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)。 (1)在酒精燈加熱條件下,Na2CO3、NaHCO3固體都會(huì)分解(  ) (2)向Na2CO3飽和溶液中通入足量CO2,會(huì)有NaHCO3晶體析出(  ) (3)蘇打是面包發(fā)酵

24、粉的主要成分之一(  ) (4)用酚酞溶液可鑒別飽和食鹽水和飽和Na2CO3溶液(  ) (5)相同溫度下溶解度:小蘇打<蘇打,熱穩(wěn)定性:Na2CO3>NaHCO3(  ) (6)Na2CO3溶液(雜質(zhì)NaHCO3),選用適量的NaOH溶液(  ) (7)NaHCO3溶液(雜質(zhì)Na2CO3),應(yīng)通入過量的CO2氣體(  ) 答案:(1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)√ (6)√ (7)√ [學(xué)霸微提醒] 碳酸鹽、碳酸氫鹽的區(qū)別 (1)溶解性:一般地,碳酸鹽小于碳酸氫鹽,如CaCO3

25、高溫分解,溶于水的碳酸鹽一般受熱不分解,Na2CO3受熱不分解,但(NH4)2CO3受熱分解。②碳酸氫鹽不穩(wěn)定,受熱分解,NaHCO3、Ca(HCO3)2受熱都分解。 碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質(zhì) 1.判斷下列說法的正誤(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)。 (1)(2018·全國卷Ⅱ)碳酸鈉可用于去除餐具的油污(  ) (2)(2018·江蘇高考)物質(zhì)性質(zhì)與用途具有對應(yīng)關(guān)系:NaHCO3受熱易分解,可用于制胃酸中和劑(  ) (3)(2018·江蘇高考)NaHCO3(s)Na2CO3(s)NaOH(aq) (  ) (4)(2018·天津高考)溶解度:Na2CO3

26、  ) (5)(2017·天津高考)除去NaHCO3固體中的Na2CO3:將固體加熱到恒重(  ) (6)(2015·全國卷Ⅱ)將稀鹽酸滴入碳酸鈉與氫氧化鈉的混合溶液中,立即產(chǎn)生氣泡(  ) (7)(2014·全國卷Ⅰ)用熱的燒堿溶液洗去油污,是因?yàn)镹a2CO3可直接與油污反應(yīng)(  ) (8)(2014·全國卷Ⅱ)用熱堿水清除炊具上殘留的油污,沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)(  ) (9)(2014·全國卷Ⅱ)碳酸氫鈉受熱分解實(shí)驗(yàn)如圖所示(  ) 答案:(1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)× (7)× (8)× (9)× 2.(2019·雁峰區(qū)一模)下列有關(guān)Na2CO

27、3和NaHCO3的比較中不正確的是(  ) A.熱穩(wěn)定性:Na2CO3>NaHCO3 B.相同溫度下,0.1 mol·L-1鹽溶液的pH值:Na2CO3>NaHCO3 C.等質(zhì)量的Na2CO3和NaHCO3分別與足量鹽酸反應(yīng)放出氣體的量:Na2CO3<NaHCO3 D.相同溫度下,0.1 mol·L-1鹽溶液分別與0.1 mol·L-1 HCl溶液反應(yīng)的劇烈程度:Na2CO3>NaHCO3 解析:選D NaHCO3受熱易分解,不穩(wěn)定,則熱穩(wěn)定性為Na2CO3>NaHCO3,故A正確;Na2CO3水解程度比NaHCO3大,物質(zhì)的量濃度相同時(shí),Na2CO3溶液堿性較大,故B正確;設(shè)質(zhì)量都

28、是106 g,則Na2CO3和NaHCO3的物質(zhì)的量分別為1 mol、 mol,Na2CO3~CO2,NaHCO3~CO2,產(chǎn)生的CO2的物質(zhì)的量分別為1 mol、 mol,即放出CO2的質(zhì)量:Na2CO3<NaHCO3,故C正確;分別滴加HCl溶液,反應(yīng)離子方程式分別為CO+2H+===CO2↑+H2O、HCO+H+===H2O+CO2↑,相同條件下NaHCO3比Na2CO3反應(yīng)放出氣體劇烈,故D錯(cuò)誤。 方法規(guī)律 1.從“弱”字入手理解Na2CO3、NaHCO3的幾個(gè)性質(zhì) (1)二者的水溶液都顯堿性,是因?yàn)槿跛岣鵆O和HCO的水解。Na2CO3溶液的堿性更強(qiáng),是因?yàn)槿跛岣鵆O的水解程度

29、更大。 (2)與同濃度的鹽酸反應(yīng),NaHCO3反應(yīng)更劇烈,是因?yàn)镃O和HCO與酸反應(yīng)生成CO2,HCO只需要結(jié)合一個(gè)H+,而CO需要結(jié)合2個(gè)H+。 (3)向Na2CO3溶液中逐滴加入稀鹽酸,邊滴加邊振蕩,無氣泡產(chǎn)生,是因?yàn)镠+首先和CO反應(yīng)生成HCO。 (4)向Na2CO3溶液中通入CO2氣體,生成NaHCO3,可以理解為弱酸碳酸電離出的H+結(jié)合了CO生成了HCO。 2.Na2CO3、NaHCO3的鑒別與除雜 (1)Na2CO3、NaHCO3的鑒別方法 (2)Na2CO3、NaHCO3的除雜方法 依據(jù)二者性質(zhì)的差異確定除雜方法(后者為雜質(zhì)) 序號 混合物 除雜方法 ①

30、 Na2CO3(s)、NaHCO3 加熱法 ② NaHCO3(aq)、Na2CO3 通入足量CO2 ③ Na2CO3(aq)、NaHCO3 加入適量NaOH溶液 侯氏制堿法 3.(2016·江蘇高考)根據(jù)侯氏制堿原理制備少量NaHCO3的實(shí)驗(yàn),經(jīng)過制取氨氣、制取NaHCO3、分離NaHCO3、干燥NaHCO3四個(gè)步驟。下列圖示裝置和原理能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?  ) 解析:選C A項(xiàng),制取NH3應(yīng)用Ca(OH)2和NH4Cl固體加熱,不正確;B項(xiàng),CO2氣體應(yīng)長管進(jìn)、短管出,不正確;C項(xiàng),析出的NaHCO3晶體用過濾的方法分離,正確;D項(xiàng),NaHCO3應(yīng)低溫烘干,

31、不能直接加熱,易發(fā)生反應(yīng)2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,不正確。 4.工業(yè)上以粗鹽(含Ca2+、Mg2+、SO等雜質(zhì))為主要原料,采用“侯氏制堿法”生產(chǎn)純堿和化肥NH4Cl,實(shí)驗(yàn)室模擬工藝流程如圖甲所示。下列說法正確的是(  ) A.飽和食鹽水中先通入的氣體為CO2 B.流程圖中的“系列操作”中一定需要使用玻璃棒 C.如圖乙所示裝置可以比較Na2CO3和NaHCO3晶體的熱穩(wěn)定性 D.除去粗鹽溶液中的雜質(zhì)可依次加入過量NaOH、Na2CO3、BaCl2溶液,過濾后再加入鹽酸調(diào)節(jié)溶液的pH 解析:選B A項(xiàng),CO2在水中溶解度較小,NH3溶解度較大,故應(yīng)先通入N

32、H3,使溶液為堿性溶液,再通入CO2,可以達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,錯(cuò)誤;B項(xiàng),從溶液中得到固體,需要加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾等操作,因此流程圖中的“系列操作”中一定需要玻璃棒攪拌、引流等,正確;C項(xiàng),Na2CO3加熱不易分解,NaHCO3晶體加熱容易分解,故小試管中盛放NaHCO3,大試管中盛放Na2CO3,錯(cuò)誤;D項(xiàng),除去粗鹽中的Ca2+、Mg2+、SO及泥沙,可以加過量BaCl2除去SO,然后加NaOH除去Mg2+,用Na2CO3除去Ca2+和過量的Ba2+,鹽酸要放在最后,除去過量的NaOH和Na2CO3,錯(cuò)誤。 [歸納拓展] 侯氏制堿法 (1)原料 食鹽、氨氣、二氧化碳——合成氨廠用水煤氣

33、制取氫氣時(shí)的廢氣,其反應(yīng)為C+H2O(g) CO+H2,CO+H2O(g)CO2+H2。 (2)工藝流程 (3)反應(yīng)原理 ①產(chǎn)生NaHCO3的反應(yīng): NH3+NaCl+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl。 ②產(chǎn)生Na2CO3的反應(yīng): 2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。 (4)循環(huán)使用的物質(zhì):CO2、飽和食鹽水。 Na2CO3、NaHCO3、NaOH及其混合物與鹽酸反應(yīng)的圖像問題 5.將0.4 g NaOH和1.06 g Na2CO3混合并配成溶液,向溶液中滴加0.1 mol·L-1稀鹽酸。下列圖像能正確表示加入鹽酸的體積和生成CO2的物

34、質(zhì)的量的關(guān)系的是(  ) 解析:選C 向NaOH與Na2CO3的混合溶液中滴加鹽酸,鹽酸首先與NaOH反應(yīng),然后與Na2CO3反應(yīng)轉(zhuǎn)化為NaHCO3:CO+H+===HCO,之后與HCO反應(yīng)生成CO2,因n(OH-)=n(CO)=0.01 mol,故加入0.02 mol HCl后開始有氣體生成。結(jié)合各物質(zhì)的量分析圖像可知,選項(xiàng)C符合題意。 6.分別取等物質(zhì)的量濃度的氫氧化鈉溶液各100 mL,再通入一定量的CO2,隨后分別各取20 mL溶液,向其中逐滴滴入0.2 mol·L-1的鹽酸,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下產(chǎn)生CO2的體積(y軸)與所加入鹽酸的體積(x軸)的關(guān)系如圖(分A、B兩種情況):

35、 (1)在A情況下,溶質(zhì)是__________________(填化學(xué)式),其物質(zhì)的量之比為________。 (2)在B情況下,溶質(zhì)是__________________(填化學(xué)式),其物質(zhì)的量之比為________。 (3)原氫氧化鈉溶液的物質(zhì)的量濃度為___________________________________。 解析:(1)CO2與NaOH溶液反應(yīng)后,其溶質(zhì)可能為NaOH和Na2CO3、Na2CO3、Na2CO3和NaHCO3、NaHCO3;A中,x=100時(shí)開始生成CO2,x=150時(shí)反應(yīng)完全,溶質(zhì)為Na2CO3與NaOH,且n(Na2CO3)∶n(NaOH)=1∶

36、1。 (2)B圖像中,開始無CO2生成,含有Na2CO3,至無氣體放出時(shí)消耗鹽酸150 mL-50 mL=100 mL,是50 mL的2倍,則含有NaHCO3,n(Na2CO3)∶n(NaHCO3)=1∶1。 (3)當(dāng)加入150 mL鹽酸時(shí),恰好完全反應(yīng),此時(shí)溶液中溶質(zhì)為NaCl。據(jù)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 歸納拓展 Na2CO3、NaH

37、CO3、NaOH及其混合物與鹽酸反應(yīng)的4類圖像 (1)向Na2CO3溶液中逐滴加入鹽酸 消耗鹽酸的體積與產(chǎn)生CO2的體積關(guān)系(如圖所示)。 圖像特點(diǎn) Oa段、ab段消耗鹽酸的體積相等 反應(yīng)原理 Oa段離子方程式: CO+H+===HCO; ab段離子方程式:HCO+H+===H2O+CO2↑ (2)向NaHCO3溶液中逐滴加入鹽酸 消耗鹽酸的體積與產(chǎn)生CO2的體積關(guān)系(如圖所示)。 圖像特點(diǎn) 從O點(diǎn)開始即產(chǎn)生CO2氣體 反應(yīng)原理 離子方程式:HCO+H+===H2O+CO2↑ (3)向Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中逐滴加入鹽酸 消耗鹽酸的體積與產(chǎn)

38、生CO2的體積關(guān)系(如圖所示,設(shè)Na2CO3、NaHCO3的物質(zhì)的量之比為m∶n=1∶1,其他比例時(shí)的圖像略)。 圖像特點(diǎn) Oa段消耗鹽酸的體積小于ab段消耗鹽酸的體積 反應(yīng)原理 Oa段離子方程式:CO+H+===HCO; ab段離子方程式:HCO+H+===H2O+CO2↑ (4)向NaOH、Na2CO3的混合溶液中逐滴加入鹽酸 消耗鹽酸的體積與產(chǎn)生CO2的體積關(guān)系(如圖所示,設(shè)NaOH、Na2CO3的物質(zhì)的量之比x∶y=1∶1,其他比例時(shí)的圖像略)。 圖像特點(diǎn) Oa段消耗鹽酸的體積大于ab段消耗鹽酸的體積 反應(yīng)原理 Oa段離子方程式: H++OH-===H2

39、O,CO+H+===HCO; ab段離子方程式:HCO+H+===H2O+CO2↑ 1.(2019·衡陽模擬)我國醫(yī)學(xué)家通過研究發(fā)現(xiàn)小蘇打可去除腫瘤內(nèi)的氫離子,從而快速有效地殺死處于葡萄糖饑餓或缺乏狀態(tài)的腫瘤細(xì)胞,為治療原發(fā)性肝癌開辟了新路徑。下列有關(guān)小蘇打的說法錯(cuò)誤的是(  ) A.可用于制備蘇打 B.可用于制作糕點(diǎn) C.與H+作用易產(chǎn)生CO2 D.可用飽和食鹽水與CO2反應(yīng)制得 解析:選D NaHCO3俗稱小蘇打,Na2CO3俗稱蘇打,NaHCO3受熱分解生成Na2CO3,則可用于制備蘇打,故A正確;NaHCO3能與H+反應(yīng)生成CO2,用于制發(fā)酵粉,可用于制作糕點(diǎn),故

40、B、C正確;飽和食鹽水與CO2不反應(yīng),所以不能用飽和食鹽水與CO2反應(yīng)制得小蘇打,故D錯(cuò)誤。 2.關(guān)于Na2CO3和NaHCO3的下列說法中正確的是(  ) A.CaCl2溶液和二者的溶液都能反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀 B.石灰水能和NaHCO3溶液反應(yīng),不與Na2CO3溶液反應(yīng) C.與足量的鹽酸反應(yīng),Na2CO3產(chǎn)生氣體的體積大 D.等物質(zhì)的量的Na2CO3和NaHCO3與足量的鹽酸反應(yīng),產(chǎn)生CO2的物質(zhì)的量相同 抓關(guān)鍵:“等質(zhì)量”說明Na2CO3的物質(zhì)的量小于NaHCO3,則與足量鹽酸反應(yīng)生成CO2氣體的物質(zhì)的量:n(Na2CO3)

41、HCO3)2溶于水,則CaCl2與NaHCO3不反應(yīng),不符合復(fù)分解反應(yīng)的條件,故A錯(cuò)誤;Na2CO3和NaHCO3 都與澄清石灰水反應(yīng)生成沉淀:Ca(OH)2+Na2CO3=== CaCO3↓+2NaOH、2NaHCO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+Na2CO3+2H2O(NaHCO3足量),故B錯(cuò)誤;根據(jù)反應(yīng)的方程式Na2CO3+2HCl===2NaCl+CO2↑+H2O、NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O可知,106 g Na2CO3完全反應(yīng)生成1 mol CO2,84 g NaHCO3完全反應(yīng)生成1 mol CO2,所以等質(zhì)量的NaHCO3和Na2CO3與足量鹽

42、酸反應(yīng),在相同條件下NaHCO3產(chǎn)生的CO2體積大,故C錯(cuò)誤;由方程式Na2CO3+2HCl===2NaCl+CO2↑+H2O、NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O可知,等物質(zhì)的量的兩種鹽與足量鹽酸反應(yīng),產(chǎn)生的CO2的物質(zhì)的量相同,故D正確。 3.向體積均為10 mL且物質(zhì)的量濃度相同的兩份NaOH溶液中分別通入一定量的CO2得到溶液甲和乙。向甲、乙兩溶液中分別滴加0.1 mol·L-1鹽酸。此時(shí)反應(yīng)生成CO2體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)與所加鹽酸體積間的關(guān)系如圖所示。則下列敘述中正確的是(  ) A.原NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為0.5 mol·L-1 B.當(dāng)0

43、 mL時(shí),甲溶液中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為OH-+H+===H2O C.乙溶液中含有的溶質(zhì)是Na2CO3、NaHCO3 D.乙溶液中滴加鹽酸后產(chǎn)生CO2體積的最大值為112 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況) 掌握圖像題的解題技巧 ①圖像題往往涉及按不同產(chǎn)物產(chǎn)生不同情況,即橫軸的物質(zhì)開始時(shí)不足,逐漸加入會(huì)出現(xiàn)過量。 ②注意圖像中“拐點(diǎn)”,“拐點(diǎn)”表示一個(gè)反應(yīng)剛剛結(jié)束,另一個(gè)反應(yīng)剛剛開始。 ③曲線的變化趨勢表示物質(zhì)的反應(yīng)順序,如:OH-、CO、HCOCO、HCOHCOCO2↑+H2O。 ④解題時(shí)將曲線的變化趨勢轉(zhuǎn)化成反應(yīng),即書寫反應(yīng)方程式,代入數(shù)值計(jì)算。     解析:選A 加入50 mL鹽酸時(shí)

44、,恰好反應(yīng)生成NaCl,根據(jù)物料守恒可知,n(HCl)=n(NaOH),所以c(NaOH)==0.5 mol·L-1,A項(xiàng)正確;根據(jù)圖像可知,甲溶液中含有的溶質(zhì)為Na2CO3和NaHCO3,所以當(dāng)0

45、侯德榜的“侯氏制堿法”曾為世界制堿工業(yè)作出了突出貢獻(xiàn)。以NaCl、NH3、CO2等為原料先制得NaHCO3,進(jìn)而生產(chǎn)出純堿。有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為NH3+CO2+H2O===NH4HCO3;NH4HCO3+NaCl===NaHCO3↓+NH4Cl;2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。利用上述反應(yīng)原理,設(shè)計(jì)如圖所示裝置,制取碳酸氫鈉晶體,B中盛有飽和碳酸氫鈉溶液,C燒杯中盛有冰水,D中裝有蘸稀硫酸的脫脂棉,圖中夾持裝置已略去。制取碳酸氫鈉晶體可供選用的藥品有:a.石灰石 B.生石灰 c.6 mol·L-1 鹽酸 d.稀鹽酸 e.濃氨水 f.飽和氯化鈉溶液 (1)A中制備氣體時(shí),所

46、需藥品是____________(填字母)。 (2)B中盛有飽和碳酸氫鈉溶液,其作用是_________________________________。 (3)在實(shí)驗(yàn)過程中,向C中依次通入足量的NH3、CO2(氨堿法),而不先通CO2再通NH3的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)E裝置向C中通氣的導(dǎo)管不能插入液面下的

47、原因是 ________________________________________________________________________。 牢記侯氏制堿法工作原理 向飽和NaCl溶液中先通入足量NH3,再通入足量CO2,析出晶體:NaCl+NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl,該反應(yīng)利用了物質(zhì)溶解度差異來制備NaHCO3?!   ? 解析:(1)制取CO2是用石灰石和鹽酸在燒瓶中發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生的,由于CO2在水中溶解度不大,所以導(dǎo)氣管要伸入到液面以下,而制取氨氣是將濃氨水滴入到盛有生石灰的燒瓶中反應(yīng)制取的,氨氣在水中非常容易溶解,所以導(dǎo)氣管要在液面以上

48、,根據(jù)在C中導(dǎo)氣管的長短可知:在A中制備CO2氣體,所需藥品是ac。(2)用鹽酸制取CO2氣體時(shí),由于鹽酸有揮發(fā)性,所以其中含有雜質(zhì)HCl,在B中盛有飽和碳酸氫鈉溶液,其作用就是除去CO2中的雜質(zhì)HCl。(3)CO2在水中的溶解度小,產(chǎn)生的HCO的濃度也就小,不容易形成NaHCO3的飽和溶液,所以難形成沉淀,因此在實(shí)驗(yàn)過程中,向C中先通入NH3使溶液呈堿性,能吸收大量CO2氣體產(chǎn)生較高濃度的HCO,才能析出NaHCO3晶體。(4)E裝置向C中通氣的導(dǎo)管不能插入液面下是為了防止倒吸現(xiàn)象的發(fā)生。 答案:(1)ac (2)除去CO2中的HCl (3)由于CO2在NaCl溶液中的溶解度很小,先通入NH3使食鹽水呈堿性,能夠吸收大量CO2氣體,產(chǎn)生較高濃度的HCO,才能析出NaHCO3晶體 (4)防倒吸

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