(江蘇專用)2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題2 從海水中獲得的化學(xué)物質(zhì) 5 第四單元 鈉、鎂及其重要化合物教案
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1、(江蘇專用)2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題2 從海水中獲得的化學(xué)物質(zhì) 5 第四單元 鈉、鎂及其重要化合物教案 1.了解鈉及其重要化合物的制備方法,掌握其主要性質(zhì)及其應(yīng)用。 2.了解鎂及其重要化合物的制備方法,掌握其主要性質(zhì)及其應(yīng)用。 鈉的性質(zhì)與應(yīng)用 [知識(shí)梳理] 一、物理性質(zhì) 小 大 低于 二、從鈉原子的原子結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)鈉的化學(xué)性質(zhì)—— 還原性 1.主要化學(xué)性質(zhì)(填化學(xué)方程式) (1) (2)與水反應(yīng):2Na+2H2O===2NaOH+H2↑; (3)與酸(如鹽酸)反應(yīng):2Na+2HCl===2NaCl+H2↑; (4)與乙
2、醇反應(yīng):2Na+2C2H5OH―→2C2H5ONa+H2↑; (5)與鹽溶液(如硫酸銅溶液)反應(yīng):2Na+CuSO4+2H2O===Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑。 2.與滴加酚酞的水反應(yīng)的現(xiàn)象及解釋 三、鈉的制備原理、保存及用途 1.制備原理:2NaCl2Na+Cl2↑。 2.保存 實(shí)驗(yàn)室通常將少量鈉保存在煤油中,目的是防止鈉與空氣中的O2和水反應(yīng)。 3.用途 (1)制取鈉的化合物; (2)冶煉特殊金屬,如制鈦:TiCl4+4NaTi+4NaCl; (3)鈉鉀合金常溫下為液體,用于快中子反應(yīng)堆作熱交換劑; (4)高壓鈉燈發(fā)出的黃光射程遠(yuǎn),透霧能力強(qiáng),常用于道
3、路和廣場(chǎng)的照明。 [自我檢測(cè)] 1.判斷正誤,正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”。 (1)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。( ) (2)鈉與CuSO4溶液的反應(yīng):2Na+Cu2+===Cu↓+2Na+。( ) (3)焰色反應(yīng)是大多數(shù)金屬元素的性質(zhì),屬于化學(xué)變化。( ) (4)金屬鈉可以保存在CCl4中。( ) (5)鈉、鉀著火后,用水或泡沫滅火器可迅速滅火。( ) 解析:(1)鈉形成的氧化層不致密,無法保護(hù)內(nèi)層金屬;(2)鈉投入CuSO4溶液中,先與水反應(yīng)生成NaOH和H2,NaOH與CuSO4反應(yīng)生成Cu(OH)2沉淀,無法置換出銅單質(zhì);(3)焰色反
4、應(yīng)是電子能級(jí)躍遷的外在表現(xiàn),屬于物理變化;(4)鈉的密度小于CCl4,不能保存在CCl4中,可以保存在煤油中;(5)鈉、鉀可以和水、CO2反應(yīng),著火時(shí)不能用水或泡沫滅火器滅火,應(yīng)用沙子覆蓋。 答案:(1)× (2)× (3)× (4)× (5)× 2.(2018·宿遷模擬)在研究金屬鈉與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中,下列根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出的結(jié)論不正確的是( ) A.將一小塊Na投入水中,鈉浮在水面,說明鈉的密度比水小 B.將一小塊Na投入滴有酚酞的水中,溶液變紅,說明反應(yīng)生成了堿 C.將一小塊Na投入CuSO4溶液中,生成藍(lán)色沉淀,說明Na沒有Cu活潑 D.點(diǎn)燃Na與肥皂水反應(yīng)產(chǎn)生的氣泡,有尖銳
5、爆鳴聲,說明有H2生成 解析:選C。鈉比銅活潑,將一小塊Na投入CuSO4溶液中,鈉首先與水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氣,然后氫氧化鈉再與硫酸銅溶液反應(yīng)生成藍(lán)色氫氧化銅沉淀,C錯(cuò)誤。 (1)鈉的取用方法:用鑷子夾取一小塊鈉,用濾紙吸干表面的煤油,在玻璃片上用小刀切取黃豆粒大小的鈉,剩余的鈉放回原試劑瓶。 (2)金屬鈉暴露在空氣中會(huì)發(fā)生一系列變化,最終生成Na2CO3:銀白色金屬鈉Na2ONaOH表面形成NaOH濃溶液Na2CO3·10H2ONa2CO3。 鈉與FeSO4溶液反應(yīng),很難完整地觀察到反應(yīng)全過程的有關(guān)現(xiàn)象。有人用如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)改進(jìn):先往試管內(nèi)新制備的FeSO4溶液液
6、面上覆蓋一薄層汽油,然后將試管放入燒杯中,待試管內(nèi)汽油層消失后,往試管內(nèi)投入一小粒鈉,并迅速塞上帶導(dǎo)管的單孔塞。 (1)實(shí)驗(yàn)中汽油的作用是_________________________________。 (2)加入鈉后觀察到液面上有大量氣泡逸出,溶液中有________色沉淀生成。 (3)如果往試管中加入汽油后立即投入鈉??赡馨l(fā)生爆炸,其原因是________________________________________________________________________。 (4)寫出鈉與FeSO4溶液反應(yīng)的離子方程式:______________________
7、________。 [解析] 由于Fe(OH)2在空氣中易被氧化成Fe(OH)3,要想看到完整的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象關(guān)鍵是隔絕空氣。鈉投到FeSO4溶液中,首先與水反應(yīng)生成H2及NaOH,NaOH再與FeSO4反應(yīng)生成白色的Fe(OH)2沉淀。鈉與水反應(yīng)放出大量熱,若立即投入鈉粒,可能引起爆炸。 [答案] (1)受熱時(shí)汽化,其蒸氣將試管內(nèi)空氣排盡,防止FeSO4被氧化 (2)白 (3)鈉與水劇烈反應(yīng)放出大量熱,使H2、汽油蒸氣、空氣組成的混合氣發(fā)生爆炸 (4)2Na+2H2O+Fe2+===2Na++Fe(OH)2↓+H2↑ 將同樣大小的金屬鈉塊分別投入①M(fèi)gCl2溶液,②飽和NaCl溶液,③
8、NH4Cl溶液中,各會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象? 答案:鈉分別投入三種鹽溶液中,首先和水反應(yīng):2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,均有氣泡產(chǎn)生。在①中又發(fā)生反應(yīng):Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓,故有白色沉淀產(chǎn)生;在②中由于Na+增多,而水減少,因此有晶體析出;在③中又發(fā)生反應(yīng):NH+OH-===NH3·H2O,由于鈉與水反應(yīng)放熱,故有NH3放出,可觀察到產(chǎn)生氣泡,聞到刺激性氣味。 1.金屬鈉與可溶性鹽溶液反應(yīng)的思維模板 2.金屬鈉與溶液反應(yīng)現(xiàn)象分析的思維模板 (1)共性:因?yàn)殁c與水的反應(yīng)屬于劇烈的置換反應(yīng),故鈉與溶液反應(yīng)有共同的現(xiàn)象產(chǎn)生。 ①?。衡c浮在液面上; ②熔:鈉
9、熔化成光亮的小球; ③游:在液面上不停地游動(dòng)直至反應(yīng)完; ④響:反應(yīng)中不停地發(fā)出“嘶嘶”的響聲。 (2)差異性:與酸及能形成弱堿的金屬鹽溶液反應(yīng)時(shí),由于溶液中H+濃度較大,反應(yīng)比鈉與水的反應(yīng)劇烈,最后鈉可能在液面上發(fā)生燃燒;與鹽溶液反應(yīng)時(shí),還可能會(huì)生成沉淀(如生成難溶堿)、氣體(NH3)等。 題組一 鈉的化學(xué)性質(zhì) 1.下列關(guān)于鈉的敘述中,不正確的是( ) A.金屬鈉與水反應(yīng)生成氫氣,但是實(shí)驗(yàn)室中不能用金屬鈉與水反應(yīng)制備氫氣 B.金屬鈉放在石棉網(wǎng)上加熱時(shí),先熔化成小球,然后劇烈燃燒,發(fā)出黃色火焰 C.金屬鈉在空氣中放置生成氧化鈉,在空氣中燃燒生成過氧化鈉 D.金屬鈉與
10、氧氣反應(yīng)的產(chǎn)物取決于氧氣的用量 解析:選D。金屬鈉與氧氣反應(yīng)的產(chǎn)物取決于反應(yīng)條件。在空氣中放置被氧氣氧化,生成氧化鈉;在空氣中燃燒生成過氧化鈉。 2.在蒸發(fā)皿中放入一小塊鈉,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,同時(shí)有紅色物質(zhì)生成。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。紅色物質(zhì)為金屬銅,Na與CuSO4發(fā)生了置換反應(yīng),A、D項(xiàng)均正確;瞬間產(chǎn)生耀眼的火花,說明反應(yīng)劇烈,同時(shí)也說明是放熱反應(yīng),
11、B項(xiàng)正確;無水CuSO4表現(xiàn)的是氧化性,C項(xiàng)錯(cuò)誤。 題組二 鈉與水、鹽溶液的反應(yīng) 3.向分別盛有100 mL水、100 mL 1 mol·L-1鹽酸、100 mL 1 mol·L-1硫酸銅溶液的X、Y、Z三個(gè)燒杯中各投入0.05 mol Na。下列有關(guān)說法正確的是( ) A.三個(gè)燒杯中均會(huì)發(fā)生的離子反應(yīng)為2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑ B.三個(gè)燒杯中鈉均在液面上劇烈反應(yīng),且X燒杯中反應(yīng)最劇烈 C.三個(gè)燒杯反應(yīng)后,生成的含鈉化合物的物質(zhì)的量濃度相同 D.三個(gè)燒杯反應(yīng)后,生成的氣體的質(zhì)量一定相同 解析:選D。鈉與鹽酸反應(yīng)時(shí)鈉先與H+反應(yīng),離子方程式為2Na+2H
12、+===2Na++H2↑,與CuSO4溶液反應(yīng)會(huì)生成沉淀,A錯(cuò)誤。三個(gè)燒杯中,水中的氫離子濃度最小,反應(yīng)最慢,B錯(cuò)誤。X燒杯中生成NaOH,Y燒杯中生成NaCl,Z燒杯中生成Na2SO4,由于鈉的物質(zhì)的量相同,故Z燒杯中生成的含鈉化合物的物質(zhì)的量濃度最小,C錯(cuò)誤。因向三個(gè)燒杯中加入鈉的物質(zhì)的量相同且鈉全部反應(yīng)完,故生成H2的量相同,D正確。 4.金屬鈉與水的反應(yīng)是中學(xué)化學(xué)中的一個(gè)重要反應(yīng)。該反應(yīng)的演示方法分別如圖甲、乙所示: (1)現(xiàn)按圖甲所示的方法,在室溫時(shí),向盛有飽和NaOH溶液的水槽中,加入一小塊金屬鈉。下列有關(guān)描述正確的是________(填字母,下同)。 a.鈉浮在液面上,
13、并四處游動(dòng),最后消失 b.鈉熔化成一個(gè)光亮的小球 c.恢復(fù)到室溫時(shí),NaOH溶液的濃度增大 d.恢復(fù)到室溫時(shí),溶液中Na+數(shù)目減少 (2)按圖乙所示方法來收集產(chǎn)生的氣體,需將鈉包好,再放入水中。取相同質(zhì)量的鈉,按下列兩種情況收集產(chǎn)生的氣體,在相同條件下體積的關(guān)系是________(填字母)。 ①用鋁箔包住鈉 ②用銅箔包住鈉 a.二者收集氣體一樣多 b.①收集氣體體積較大 c.②收集氣體體積較大 解析:(1)鈉投入飽和NaOH溶液中,發(fā)生的反應(yīng)為2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,其現(xiàn)象與鈉在水中的反應(yīng)現(xiàn)象相同;又因?yàn)樵芤菏秋柡偷?,反?yīng)消耗水,析出NaOH晶體,則Na
14、OH溶液濃度不變,但溶液體積減小,故Na+數(shù)目減少。(2)Na和H2O反應(yīng)產(chǎn)生H2的同時(shí)產(chǎn)生NaOH,NaOH可以和Al發(fā)生反應(yīng):2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑,故用鋁箔包住Na時(shí)產(chǎn)生的H2的體積較大。 答案:(1)abd (2)b (1)鈉與水、酸反應(yīng)的實(shí)質(zhì)都是與H+的反應(yīng)。 (2)鈉的密度小于水而大于煤油,當(dāng)遇到考查鈉的保存或鈉在煤油和水的分界面處反應(yīng)的問題時(shí)要注意這一點(diǎn)。 (3)若涉及鈉與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的計(jì)算問題時(shí)要注意產(chǎn)生氫氣的量與鹽酸無關(guān),只用鈉的物質(zhì)的量計(jì)算即可。 鈉的重要化合物 [知識(shí)梳理] 1.氧化鈉和過氧化鈉的比較
15、物質(zhì) 氧化鈉(Na2O) 過氧化鈉(Na2O2) 色態(tài) 白色固體 淡黃色固體 類別 離子化合物, 堿性氧化物 離子化合物, 過氧化物 電子式 Na+[]2-Na+ Na+[]2-Na+ 氧元素 的價(jià)態(tài) -2 -1 生成條件 常溫 加熱或點(diǎn)燃 熱穩(wěn)定性 不穩(wěn)定(2Na2O+O2 2Na2O2) 穩(wěn)定 與水反應(yīng) 的方程式 Na2O+H2O=== 2NaOH 2Na2O2+2H2O=== 4NaOH+O2↑ 與CO2反應(yīng) 的方程式 Na2O+CO2=== Na2CO3 2Na2O2+2CO2=== 2Na2CO3+O2 與鹽
16、酸反應(yīng) 的方程式 Na2O+2HCl=== 2NaCl+H2O 2Na2O2+4HCl=== 4NaCl+2H2O+O2↑ 用途 — 強(qiáng)氧化劑、漂白 劑、供氧劑 2.過氧化鈉的強(qiáng)氧化性與還原性 從元素化合價(jià)角度分析Na2O2的性質(zhì): (1)Na2O2的強(qiáng)氧化性 試劑 現(xiàn)象 反應(yīng)原理 SO2氣體 - Na2O2+SO2=== Na2SO4 FeCl2溶液 產(chǎn)生氣體和紅褐色沉淀 4Na2O2+4FeCl2+6H2O===4Fe(OH)3↓+O2↑+8NaCl Na2SO3溶液 - Na2O2+Na2SO3+H2O===Na2SO4+2NaOH
17、氫硫酸 溶液變渾濁 Na2O2+H2S===S↓+2NaOH 酚酞溶液 產(chǎn)生氣體,溶液先變紅后褪色 與水反應(yīng)生成O2和NaOH,使溶液變紅,Na2O2的強(qiáng)氧化性又使之褪色 品紅溶液 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),Na2O2表現(xiàn)出還原性,氧化產(chǎn)物為O2。 (3)遇CO2、H2O、H+,Na2O2發(fā)生自身的氧化還原反應(yīng)。 3.碳酸鈉與碳酸氫鈉的比較 物質(zhì) 碳酸鈉(Na2CO3) 碳酸氫鈉(NaHCO3) 俗名 純堿、蘇打 小蘇打 色態(tài) 白色粉末 白色晶體 水溶性 易溶于水, 溶液呈堿性 易溶于水,溶液呈 堿
18、性(相同溫度時(shí),比 Na2CO3溶解度小) 熱穩(wěn)定 性(化學(xué) 方程式) 穩(wěn)定,受熱不分解 不穩(wěn)定,受熱易分解: 2NaHCO3Na2CO3 +CO2↑+H2O 與H+ 反應(yīng)(離 子方程式) 2H++CO=== H2O+CO2↑或 H++CO ===HCO H++HCO ===H2O+CO2↑; 在水溶液中,同濃度 的NaHCO3產(chǎn)生 CO2的速率比 Na2CO3快 與NaOH 溶液反應(yīng) 不反應(yīng) NaOH+NaHCO3=== Na2CO3+H2O 與 Ca(OH)2 溶液反應(yīng) Ca2++CO ===CaCO3↓ 堿過量,離子方程式為
19、 Ca2++OH-+HCO ===CaCO3↓+H2O; 堿不足,離子方程式為 Ca2++2OH-+2HCO ===CaCO3↓+CO +2H2O 與BaCl2 溶液反應(yīng) Ba2++CO ===BaCO3↓ 不反應(yīng) 主要用途 制玻璃、造紙、 制皂、洗滌 發(fā)酵、醫(yī)藥、滅火器 [自我檢測(cè)] 1.判斷正誤,正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”。 (1)(2015·高考全國(guó)卷Ⅰ,8C)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 。( ) (2)(2015·高考全國(guó)卷Ⅱ,10C)鈉在空氣中燃燒可生成多種氧化物。23 g鈉充分燃燒時(shí)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為1
20、NA。( ) (3)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)。( ) (4)過氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)時(shí),過氧化鈉既是氧化劑又是還原劑。( ) (5)78 g Na2O2中含陰離子的個(gè)數(shù)是2NA。( ) 解析:(3)燒堿的主要成分是NaOH;(5)Na2O2電子式為Na+[]2-Na+,1 mol Na2O2中含有陰離子個(gè)數(shù)為NA。 答案:(1)√ (2)√ (3)× (4)√ (5)× 2.填“>”或“<”。 (1)熱穩(wěn)定性:NaHCO3________Na2CO3。 (2)與同濃度鹽酸反應(yīng)的劇烈程度:NaHCO3________Na2CO3?!? (3
21、)相同溫度時(shí),在水中的溶解性:NaHCO3________Na2CO3?!? (4)等物質(zhì)的量濃度溶液的pH:NaHCO3________Na2CO3?!? 答案:(1)< (2)> (3)< (4)< (1)Na2O固體中陽(yáng)離子(Na+)、陰離子(O2-)的數(shù)目之比為2∶1,Na2O2固體中陽(yáng)離子(Na+)、陰離子(O)的數(shù)目之比也是2∶1。 (2)不能用澄清石灰水來鑒別Na2CO3與NaHCO3:Ca(OH)2溶液與二者均生成白色沉淀CaCO3,無法區(qū)別。 (3)NaOH與CO2的反應(yīng) ①化學(xué)反應(yīng)方程式:2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O、 Na2CO3+CO2+H
22、2O===2NaHCO3; NaOH+CO2===NaHCO3。 ②產(chǎn)物的判斷 有兩試管分別裝有Na2CO3和NaHCO3溶液,下列操作或判斷正確的是( ) 選項(xiàng) 操作 判斷 A 分別加入澄清石灰水 產(chǎn)生沉淀者為Na2CO3 B 分別加入等濃度的稀鹽酸 反應(yīng)較劇烈者為Na2CO3 C 分別加入CaCl2溶液 產(chǎn)生沉淀者為Na2CO3 D 逐滴加入等濃度的鹽酸 立即產(chǎn)生氣泡者為Na2CO3 [解析] A項(xiàng),發(fā)生的反應(yīng)分別為Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOH,2NaHCO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+Na2CO3+2
23、H2O,兩者現(xiàn)象相同(都產(chǎn)生白色沉淀);B項(xiàng),加入等濃度的稀鹽酸時(shí),NaHCO3溶液反應(yīng)更劇烈;C項(xiàng),Na2CO3與CaCl2發(fā)生反應(yīng):Na2CO3+CaCl2===CaCO3↓+2NaCl,產(chǎn)生白色沉淀,NaHCO3與CaCl2不反應(yīng);D項(xiàng),逐滴加入等濃度的鹽酸時(shí),NaHCO3立即產(chǎn)生氣泡,Na2CO3開始無氣泡產(chǎn)生,過一會(huì)兒才產(chǎn)生氣泡。 [答案] C (2018·承德高三檢測(cè))下列有關(guān)NaHCO3和Na2CO3的性質(zhì),敘述錯(cuò)誤的是( ) A.等質(zhì)量的NaHCO3和Na2CO3與足量鹽酸反應(yīng),在相同條件下Na2CO3產(chǎn)生的CO2體積小 B.等物質(zhì)的量的NaHCO3和Na2CO3
24、與同濃度鹽酸完全反應(yīng),所消耗鹽酸的體積Na2CO3是NaHCO3的兩倍 C.等質(zhì)量的NaHCO3和Na2CO3與鹽酸完全反應(yīng),前者消耗鹽酸較多 D.等物質(zhì)的量的NaHCO3和Na2CO3與足量鹽酸反應(yīng),兩者產(chǎn)生的CO2一樣多 解析:選C。Na2CO3+2HCl===2NaCl+CO2↑+H2O, NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O。 解答此類題目用歸“1”法:A項(xiàng),假設(shè)二者都是1 g,則n(NaHCO3)=n(CO2)= mol,n(Na2CO3)=n(CO2)= mol,故A正確;B項(xiàng),假設(shè)二者均為1 mol,則消耗的鹽酸:Na2CO3為2 mol,NaHCO3為
25、1 mol,故B正確;C項(xiàng),假設(shè)二者均為1 g,Na2CO3需鹽酸為2× mol= mol,NaHCO3需鹽酸 mol,故C錯(cuò)誤。 Na2CO3、NaHCO3的鑒別方法 題組一 鈉的氧化物的性質(zhì) 1.下列說法錯(cuò)誤的是( ) A.鈉與水反應(yīng)的離子方程式為Na+H2O===Na++OH-+H2↑ B.(2017·高考江蘇卷)Na2O2吸收CO2產(chǎn)生O2 ,因此可用作呼吸面具供氧劑 C.(2017·高考海南卷)過氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)可制備氧氣 D.(2017·高考北京卷改編)二氧化碳使Na2O2固體變白過程中,CO2未被還原,也未被氧化 解析:選A。得失電子
26、不守恒,A錯(cuò)誤;過氧化鈉可以和二氧化碳反應(yīng)生成氧氣:2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,B、C、D正確。 2.a(chǎn) mol Na2O2和b mol NaHCO3固體混合后,在密閉容器中加熱到250 ℃,使其充分反應(yīng),當(dāng)排出O2和H2O的物質(zhì)的量之比為1∶1時(shí),a∶b為( ) A.1∶1 B.1∶2 C.2∶3 D.2∶1 解析:選C。該容器中先后發(fā)生了三個(gè)反應(yīng):2NaHCO3Na2CO3+H2O↑+CO2↑、2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O(g)===4NaOH+O2,b mol NaH
27、CO3產(chǎn)生b mol混合氣體,a mol Na2O2消耗a mol混合氣體,剩余(b-a) mol H2O、產(chǎn)生a/2 mol O2,有a/2∶(b-a)=1∶1,解得a∶b=2∶3,C項(xiàng)正確。 Na2O2與CO2和H2O(g)反應(yīng)的五大關(guān)系 (1)物質(zhì)的量的關(guān)系 無論是CO2或H2O(g)的單一物質(zhì)還是二者的混合物,通過足量的Na2O2時(shí),CO2或H2O(g)與放出O2的物質(zhì)的量之比均為2∶1。 (2)氣體體積關(guān)系 若CO2和水蒸氣的混合氣體(或單一氣體)通過足量Na2O2,氣體體積的減少量為原混合氣體體積的,即為生成氧氣的量。 (3)固體質(zhì)量關(guān)系 相當(dāng)于固體Na2O2只吸
28、收了CO2中的“CO”或H2O(g)中的“H2”;可以看作發(fā)生相應(yīng)的反應(yīng):Na2O2+CO===Na2CO3,Na2O2+H2===2NaOH(實(shí)際上兩反應(yīng)都不能發(fā)生)。 (4)電子轉(zhuǎn)移關(guān)系 當(dāng)Na2O2與CO2、H2O(g)反應(yīng)時(shí),每產(chǎn)生1 mol O2轉(zhuǎn)移2 mol電子。 (5)先后順序關(guān)系 一定量的Na2O2與一定量的CO2和H2O(g)的混合物的反應(yīng),可看做Na2O2先與CO2反應(yīng),待CO2反應(yīng)完全后,Na2O2再與H2O(g)發(fā)生反應(yīng)。 題組二 Na2CO3和NaHCO3的性質(zhì)與除雜 3.下列說法正確的是( ) A.制氯氣時(shí),用飽和NaHCO3溶液和濃硫酸凈化
29、氣體 B.向蘇打和小蘇打溶液中分別加入鹽酸,均冒氣泡,說明兩者均能與鹽酸反應(yīng) C.NaHCO3溶液中加入稀HCl:CO+2H+===CO2↑+H2O D.蘇打是面包發(fā)酵粉的主要成分之一 解析:選B。NaHCO3溶液顯堿性能吸收氯氣,A錯(cuò);HCO在寫離子方程式時(shí),不能拆開,C錯(cuò);小蘇打是面包發(fā)酵粉的主要成分之一,D錯(cuò)。 4.為除去括號(hào)內(nèi)的雜質(zhì),下列所選用的試劑或方法不正確的是( ) A.Na2CO3溶液(NaHCO3),選用適量的NaOH溶液 B.NaHCO3溶液(Na2CO3),應(yīng)通入過量的CO2氣體 C.Na2O2粉末(Na2O),將混合物在氧氣中加熱 D.Na2CO3溶
30、液(Na2SO4),加入適量Ba(OH)2溶液,過濾 解析:選D。 Na2CO3和Na2SO4均能與Ba(OH)2反應(yīng),且加Ba(OH)2會(huì)引入新的雜質(zhì),不能達(dá)到除雜的目的。 5.(2018·濰坊高三模擬)向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1 mol·L-1稀鹽酸,CO2的生成量與加入鹽酸的體積(V)的關(guān)系如圖所示。下列判斷正確的是( ) A.在O~a范圍內(nèi),只發(fā)生中和反應(yīng) B.a(chǎn)b段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為CO+2H+===H2O+CO2↑ C.a(chǎn)=0.3 D.原混合溶液中NaOH與Na2CO3的物質(zhì)的量之比為 1∶2 解析:選C。向NaOH和Na2CO3混合溶液中
31、滴加0.1 mol·L-1稀鹽酸,發(fā)生的反應(yīng)依次為OH-+H+===H2O,CO+H+===HCO,HCO+H+===CO2↑+H2O,據(jù)此可以解答。在O~a范圍內(nèi),發(fā)生的反應(yīng)是OH-+H+===H2O,CO+H+===HCO,不只發(fā)生中和反應(yīng),A錯(cuò)誤;ab段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為HCO+H+===CO2↑+H2O,B錯(cuò)誤;從圖像知生成CO2為0.01 mol,根據(jù)離子方程式HCO+H+===CO2↑+H2O,可知消耗鹽酸的物質(zhì)的量為0.01 mol,故a=0.3,C正確;根據(jù)離子方程式和圖像可知Na2CO3的物質(zhì)的量是0.01 mol,共計(jì)消耗鹽酸0.02 mol,所以與氫氧化鈉反應(yīng)的鹽酸是
32、0.04 mol-0.02 mol=0.02 mol,則氫氧化鈉的物質(zhì)的量為0.02 mol,因此原混合液中,NaOH與Na2CO3的物質(zhì)的量之比為2∶1,D錯(cuò)誤。 6.某?;瘜W(xué)課外小組為了鑒別碳酸鈉和碳酸氫鈉兩種白色固體,用不同的方法做了以下實(shí)驗(yàn),如圖所示。 (1)只根據(jù)圖Ⅰ、圖Ⅱ所示實(shí)驗(yàn),能夠達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖莀_______(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。 (2)圖Ⅲ、圖Ⅳ所示實(shí)驗(yàn)均能鑒別這兩種物質(zhì),有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________, 與實(shí)驗(yàn)Ⅲ相比,實(shí)驗(yàn)Ⅳ的優(yōu)點(diǎn)是________(填選項(xiàng)序號(hào))。 A.Ⅳ比Ⅲ復(fù)雜 B.Ⅳ比Ⅲ安全 C.Ⅳ比Ⅲ操作簡(jiǎn)便
33、 D.Ⅳ可以做到用一套裝置同時(shí)進(jìn)行兩個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn),而Ⅲ不行 (3)若用實(shí)驗(yàn)Ⅳ驗(yàn)證碳酸鈉和碳酸氫鈉的穩(wěn)定性,則試管B中裝入的固體最好是________________(填化學(xué)式)。 解析:(1)裝置Ⅰ不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,二者現(xiàn)象相同,都能與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生使澄清石灰水變渾濁的二氧化碳?xì)怏w。裝置Ⅱ可以對(duì)比兩者和鹽酸反應(yīng)放出CO2的速率及等質(zhì)量時(shí)放出CO2的多少來進(jìn)行鑒別。(2)~(3)NaHCO3加熱可以分解產(chǎn)生CO2,Na2CO3加熱不分解,可以利用裝置Ⅲ鑒別。裝置Ⅳ是改進(jìn)裝置,試管A中裝入碳酸鈉直接加熱,試管B中裝入碳酸氫鈉間接加熱,若間接加熱的NaHCO3分解而直接加熱的Na2CO3不分解,則
34、可驗(yàn)證碳酸氫鈉不穩(wěn)定。 答案:(1)Ⅱ (2)2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O、CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O D (3)NaHCO3 用數(shù)形結(jié)合思想理解Na2CO3、NaHCO3與鹽酸的反應(yīng) (1)向Na2CO3溶液中逐滴加入稀鹽酸,開始無明顯現(xiàn)象,后有無色氣體放出:CO+H+===HCO、HCO+H+===H2O+CO2↑。 (2)向鹽酸中逐滴加入Na2CO3溶液,開始就有無色氣體放出:CO+2H+===H2O+CO2↑。 (3)Na2CO3、NaHCO3與鹽酸反應(yīng)的基本圖像 ①向Na2CO3溶液中逐滴加入鹽酸,消耗HCl的物質(zhì)的量與產(chǎn)生CO2
35、的物質(zhì)的量的關(guān)系如圖1所示; ②向NaHCO3溶液中逐滴加入鹽酸,消耗HCl的物質(zhì)的量與產(chǎn)生CO2的物質(zhì)的量的關(guān)系如圖2所示; ③向NaOH、Na2CO3的混合溶液中逐滴加入鹽酸,消耗HCl的物質(zhì)的量與產(chǎn)生CO2的物質(zhì)的量的關(guān)系如圖3所示(設(shè)NaOH、Na2CO3的物質(zhì)的量之比為1∶1,其他比例的圖像請(qǐng)參照寫); ④向Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中逐滴加入鹽酸,消耗HCl的物質(zhì)的量與產(chǎn)生CO2的物質(zhì)的量的關(guān)系如圖4所示(設(shè)Na2CO3、NaHCO3的物質(zhì)的量之比為1∶1,其他比例的圖像請(qǐng)參照寫)。 鎂的提取與應(yīng)用 [知識(shí)梳理] 一、鎂的提取 上述有關(guān)化學(xué)
36、方程式為 ①M(fèi)gCl2+Ca(OH)2===Mg(OH)2↓+CaCl2; ②Mg(OH)2+2HCl===MgCl2+2H2O; ③MgCl2·6H2OMgCl2+6H2O; ④MgCl2Mg+Cl2↑。 二、鎂的性質(zhì) 1.與非金屬的反應(yīng) (1)與O2反應(yīng):2Mg+O22MgO(填化學(xué)方程式);現(xiàn)象:耀眼的白光;常用于信號(hào)彈和焰火,生成的MgO熔點(diǎn)高,作耐高溫材料。 (2)與N2反應(yīng):3Mg+N2Mg3N2(填化學(xué)方程式)。 2.與鹽酸反應(yīng):Mg+2HCl===MgCl2+H2↑。 3.與某些氧化物反應(yīng) 將燃著的鎂條伸入盛滿CO2的集氣瓶中,鎂條劇烈燃燒,發(fā)出耀眼的白光
37、,瓶?jī)?nèi)壁上有黑色物質(zhì)生成?;瘜W(xué)方程式為2Mg+CO22MgO+C。 [自我檢測(cè)] 1.判斷正誤,正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”。 (1)氮化鎂投入過量鹽酸中:Mg3N2+6H+===3Mg2++2NH3↑。( ) (2)在Mg(OH)2懸濁液中滴加氯化銨溶液:Mg(OH)2+2NH4Cl===2NH3·H2O+MgCl2。( ) (3)MgO是一種電解質(zhì),工業(yè)上常用電解MgO冶煉鎂。( ) (4)電解氯化鎂溶液產(chǎn)生黃綠色氣體:2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-。( ) (5)在碳酸氫鎂溶液中加入足量Ca(OH)2溶液:Mg2++2HCO+Ca2++2OH-===
38、MgCO3↓+CaCO3↓+2H2O。( ) 解析:(1)鹽酸過量生成NH4Cl;(3)工業(yè)上電解熔融MgCl2制取金屬鎂;(4)生成Mg(OH)2沉淀;(5)加入足量Ca(OH)2,Mg2+以Mg(OH)2形式沉淀。 答案:(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)× 2.怎樣從MgCl2溶液中最終制得MgCl2固體? 答案:采取蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶的方法得到MgCl2·6H2O晶體,然后使MgCl2·6H2O在HCl氣流中加熱失去結(jié)晶水得到MgCl2固體。 (1)空氣中的O2、N2及CO2均可與Mg發(fā)生反應(yīng),生成MgO、Mg3N2、C等固體,因此純凈的鎂條在空氣中燃燒的產(chǎn)
39、物是混合物。 (2)冶煉金屬鎂用電解熔融MgCl2的方法,而不采用電解MgO的方法,因?yàn)镸gO的熔點(diǎn)太高。 (2015·高考江蘇卷)在CO2中,Mg燃燒生成MgO和C。下列說法正確的是( ) A.元素C 的單質(zhì)只存在金剛石和石墨兩種同素異形體 B.Mg、MgO中鎂元素微粒的半徑:r(Mg2+)>r(Mg) C.在該反應(yīng)條件下,Mg的還原性強(qiáng)于C的還原性 D.該反應(yīng)中化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為熱能 [解析] A選項(xiàng),元素C還存在足球烯等其他同素異形體,所以錯(cuò)誤;B選項(xiàng),鎂離子比鎂原子少一個(gè)電子層,其半徑比鎂原子的小,所以錯(cuò)誤;C選項(xiàng),該反應(yīng)中鎂作還原劑,其還原性強(qiáng)于還原產(chǎn)物的還原性,
40、所以正確;D選項(xiàng),該反應(yīng)發(fā)光,因此化學(xué)能不可能全部轉(zhuǎn)化為熱能,所以錯(cuò)誤。 [答案] C 鎂在空氣中燃燒可能發(fā)生哪幾個(gè)化學(xué)反應(yīng)?寫出化學(xué)方程式。 答案:2Mg+O22MgO、3Mg+N2Mg3N2、 2Mg+CO22MgO+C。 題組一 鎂的性質(zhì) 1.相同質(zhì)量的鎂條分別在①氧氣、②空氣、③氮?dú)?、④二氧化碳中完全燃燒,燃燒后所得固體產(chǎn)物的質(zhì)量由小到大的順序是( ) A.②①③④ B.④①②③ C.③②①④ D.③①②④ 解析:選C。根據(jù)2Mg+O22MgO、3Mg+N2Mg3N2、2Mg+CO22MgO+C可知,鎂在空氣中發(fā)生
41、以上三個(gè)反應(yīng),所得固體是MgO、Mg3N2和C的混合物。再根據(jù)各氣體在空氣中所占的比例可知C項(xiàng)正確。 2.某同學(xué)通過系列實(shí)驗(yàn)探討Mg及其化合物的性質(zhì),操作正確且能達(dá)到目的的是( ) A.將水加入濃硫酸中得到稀硫酸,置鎂片于其中探討Mg的活潑性 B.將NaOH溶液緩慢滴入MgSO4溶液中,觀察Mg(OH)2沉淀的生成 C.將Mg(OH)2濁液直接倒入已裝好濾紙的漏斗中過濾,洗滌并收集沉淀 D.將Mg(OH)2沉淀轉(zhuǎn)入表面皿中,加足量稀鹽酸,加熱蒸干得無水MgCl2固體 解析:選B。稀釋濃硫酸時(shí),應(yīng)將濃硫酸沿著器壁慢慢加入水中,并及時(shí)攪拌,A錯(cuò)誤;過濾時(shí)需要用玻璃棒引流,C錯(cuò)誤;蒸發(fā)
42、溶液時(shí)應(yīng)該用蒸發(fā)皿而不是表面皿,由于MgCl2水解,所以必須在HCl氣氛中加熱才能得到無水MgCl2固體,D錯(cuò)誤。 題組二 鎂的提取 3.從海水中提取鎂的工藝流程如圖所示: 下列說法錯(cuò)誤的是( ) A.用此法提取鎂的優(yōu)點(diǎn)之一是原料來源豐富 B.步驟⑦電解熔融MgCl2時(shí)陰極產(chǎn)生氯氣 C.步驟⑥可將晶體置于HCl氣流中脫水 D.上述工藝流程中涉及化合、分解和復(fù)分解反應(yīng) 解析:選B。B項(xiàng)電解熔融氯化鎂,陰極生成Mg,陽(yáng)極生成氯氣,敘述錯(cuò)誤;C項(xiàng)MgCl2·6H2O若直接加熱得到MgO,若在HCl氣流中加熱得到無水MgCl2,敘述正確;D項(xiàng)上述工藝流程涉及化合反應(yīng):CaO+H
43、2O===Ca(OH)2等,涉及分解反應(yīng):MgCl2Mg+Cl2↑等,涉及復(fù)分解反應(yīng):Ca(OH)2+MgCl2===Mg(OH)2↓+CaCl2等,敘述正確。 4.(2018·福州模擬)鎂是海水中含量較多的金屬,鎂、鎂合金及鎂的化合物在科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)中用途非常廣泛。 (1)工業(yè)上可用電解熔融的無水氯化鎂獲得鎂。其中氯化鎂脫水是關(guān)鍵工藝之一,一種正在試驗(yàn)的氯化鎂晶體脫水的方法是先將MgCl2·6H2O轉(zhuǎn)化為MgCl2·NH4Cl·nNH3(銨鎂復(fù)鹽),然后在700 ℃脫氨得到無水氯化鎂,脫氨反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________; 電解熔融氯化鎂,陰極的電極反應(yīng)式為__
44、______________________________________。 (2)儲(chǔ)氫材料Mg(AlH4)2在110~200 ℃的反應(yīng)為Mg(AlH4)2===MgH2+2Al+3H2↑,每生成27 g Al轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為____________。 (3)工業(yè)上用MgC2O4·2H2O熱分解制超細(xì)MgO,其熱分解曲線如圖。 圖中隔絕空氣條件下B→C發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ________________________________________________________________________。 答案:(1)MgCl2·NH4Cl·nNH3MgCl2
45、+ (n+1)NH3↑+HCl↑ Mg2++2e-===Mg (2)3 mol (3)MgC2O4MgO+CO↑+CO2↑ 鎂及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系圖 [課后達(dá)標(biāo)檢測(cè)] 一、選擇題 1.將綠豆粒大小的方形金屬鈉投入足量且含酚酞的水中,根據(jù)相應(yīng)現(xiàn)象不能得出的結(jié)論是( ) 選項(xiàng) 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 結(jié)論 A 方形金屬鈉變成小球 鈉反應(yīng)速率快 B 鈉浮于水面 水的密度大于鈉 C 酚酞溶液變成紅色 有NaOH生成 D 鈉球游動(dòng),有“嘶嘶”的響聲 有氣體生成 解析:選A。鈉的熔點(diǎn)低,且鈉與水反應(yīng)放熱,會(huì)使方形金屬鈉熔化成閃亮的小球,A錯(cuò)誤。 2.把23 g
46、鈉投入m1 g足量的水中得到a g溶液,把24 g鎂投入m2 g足量的鹽酸中得到b g溶液,若m1=m2,則a、b的關(guān)系是( ) A.a(chǎn)>b B.a(chǎn)
47、H2SO4 D.Ca(OH)2固體 解析:選C。下表中“×”表示不發(fā)生反應(yīng),“√”表示能發(fā)生反應(yīng): Na Na2O Na2O2 NaOH Na2CO3 NaHCO3 H2O √ √ √ × × × CO2 × √ √ √ √ × H2SO4 √ √ √ √ √ √ Ca(OH)2 × × × × √ √ 4.被稱為“國(guó)防金屬”的鎂,60%來自于海洋,從海水中提取鎂的正確方法是( ) 物質(zhì) 氧化鎂 氯化鎂 熔點(diǎn)/℃ 2 852 714 A.海水Mg(OH)2Mg B.海水MgCl2溶
48、液―→MgCl2(熔融)Mg C.海水Mg(OH)2MgOMg D.海水Mg(OH)2MgCl2溶液―→MgCl2(熔融)Mg 答案:D 5.過氧化鈉具有強(qiáng)氧化性,遇木炭、鋁粉等還原性物質(zhì)時(shí)可燃燒。下列有關(guān)說法不正確的是( ) A.Na2O2與CO2反應(yīng)時(shí),Na2O2是氧化劑,CO2是還原劑 B.熔融過氧化鈉時(shí)不可使用石英坩堝 C.過氧化鈉與木炭、鋁粉反應(yīng)時(shí),過氧化鈉均表現(xiàn)出強(qiáng)氧化性 D.過氧化鈉與二氧化硫反應(yīng)時(shí)可生成硫酸鈉 解析:選A。Na2O2與H2O、CO2反應(yīng)時(shí),都是Na2O2自身發(fā)生的歧化反應(yīng),A項(xiàng)錯(cuò)誤;石英的主要成分是SiO2,而Na2O2能與SiO2反應(yīng)生成N
49、a2SiO3,故熔融過氧化鈉時(shí)不可使用石英坩堝,B項(xiàng)正確;Na2O2具有強(qiáng)氧化性,而C、Al、SO2均具有還原性,故Na2O2可與C、Al、SO2發(fā)生氧化還原反應(yīng),可將C氧化成CO2,將Al氧化成Al2O3,將SO2氧化成Na2SO4,所以C項(xiàng)和D項(xiàng)均正確。 6.物質(zhì)的量為0.10 mol的鎂條在只含有CO2和O2混合氣體的容器中燃燒(產(chǎn)物不含碳酸鎂),反應(yīng)后容器內(nèi)固體物質(zhì)的質(zhì)量不可能為( ) A.3.2 g B.4.0 g C.4.2 g D.4.6 g 解析:選D。若鎂全部與氧氣反應(yīng)只生成氧化鎂,其質(zhì)量是4.0 g;若鎂全部與二氧化碳反應(yīng)生成氧
50、化鎂和碳,其質(zhì)量是4.6 g;若鎂未全部參加反應(yīng),其質(zhì)量應(yīng)大于2.4 g。因?yàn)橹灰醒鯕獯嬖?,就不可能生成單質(zhì)碳,即鎂應(yīng)該首先與氧氣反應(yīng),所以選項(xiàng)D是不可能的。 7.某實(shí)驗(yàn)小組為測(cè)定工業(yè)純堿中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(含少量NaCl),準(zhǔn)確稱量W g樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn),下列實(shí)驗(yàn)方法所對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方案和測(cè)量數(shù)據(jù)最合理的是( ) 選項(xiàng) 實(shí)驗(yàn)方法 實(shí)驗(yàn)方案 測(cè)量數(shù)據(jù) A 滴定法 將樣品配成100 mL溶液,取10.00 mL,加入甲基橙,用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸滴定 消耗鹽酸 的體積 B 量氣法 將樣品與鹽酸反應(yīng),使生成的氣體全部被堿石灰吸收 堿石灰增重 C 重量法 將樣品放入燒杯中,置于天平
51、上,加入足量鹽酸 減輕的質(zhì)量 D 量氣法 將樣品與鹽酸反應(yīng),氣體通過排水量氣裝置量氣 排水體積 解析:選A。 A.利用酸堿滴定法可以測(cè)得,A項(xiàng)正確;B.堿石灰也吸收CO2中含有的水蒸氣,B項(xiàng)錯(cuò)誤;C.加入鹽酸,質(zhì)量增加,C項(xiàng)錯(cuò)誤;D.CO2能溶于水,所以不能用排水法量氣,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 8.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的物質(zhì)的量的關(guān)系的是( ) 解析:選C。鹽酸先與氫氧化鈉反應(yīng),無氣體生成,而后鹽酸與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸氫鈉,無氣體生成,碳酸鈉全部轉(zhuǎn)化
52、為碳酸氫鈉后,繼續(xù)滴加鹽酸將有二氧化碳?xì)怏w生成,三步反應(yīng)消耗鹽酸的量相同。故C項(xiàng)正確。 9.下列事實(shí)及其解釋不正確的是( ) A.滴有酚酞的NaHCO3溶液呈淺紅色,微熱后紅色加深,是因?yàn)镹aHCO3分解生成了Na2CO3 B.鈉保存在煤油中,是因?yàn)槊河筒慌c鈉發(fā)生反應(yīng),鈉比煤油密度大,煤油可以使鈉隔絕空氣和水蒸氣 C.用潔凈的玻璃管向包有Na2O2的脫脂棉吹氣,脫脂棉燃燒,說明CO2、H2O與Na2O2的反應(yīng)是放熱反應(yīng) D.鈉長(zhǎng)期暴露在空氣中的產(chǎn)物是Na2CO3,原因是鈉與氧氣生成的Na2O與水和二氧化碳反應(yīng) 解析:選A。A項(xiàng),對(duì)NaHCO3溶液微熱,紅色加深,是因?yàn)镠CO的水解
53、程度增大,溶液堿性增強(qiáng)。 二、非選擇題 10.(1)①純凈的Na2CO3 a g?、贜a2CO3與NaHCO3的混合物a g?、奂儍舻腘aHCO3 a g,按要求回答下列問題: A.分別與鹽酸完全反應(yīng)時(shí),耗酸量從大到小的順序?yàn)開___________。 B.分別與鹽酸完全反應(yīng)時(shí),放出CO2氣體的量從大到小的順序?yàn)開___________。 C.分別溶于水,再加入足量的澄清石灰水,生成沉淀的質(zhì)量從大到小的順序?yàn)開___________。 D.分別配成等體積的溶液,c(Na+)的濃度從大到小的順序?yàn)開___________。 (2)將a g Na2CO3和NaHCO3的混合物充分加熱
54、,其質(zhì)量變?yōu)閎 g,則Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為____________。 (3)若將問題(1)中的等質(zhì)量改為等物質(zhì)的量,回答上述A、B、C、D四問: A.____________________;B.____________________; C.____________________;D.____________________。 答案:(1)A.①>②>③ B.③>②>① C.③>②>① D.①>②>③ (2)×100% (3)A.①>②>③ B.①=②=③ C.①=②=③ D.①>②>③ 11.海水的綜合利用可以制備金屬鎂,其流程如下: (1)海水提鎂要用到海灘上的
55、貝殼,它的作用是_________,貝殼經(jīng)歷的有關(guān)變化的化學(xué)方程式是________________________。 (2)寫出由MgCl2得到金屬鎂的反應(yīng)方程式:________________________。 (3)Mg(OH)2沉淀中混有Ca(OH)2應(yīng)怎樣除去?(寫出實(shí)驗(yàn)步驟)___________________ ________________________________________________________________________。 (4)從經(jīng)濟(jì)效益角度看,該化工廠的廠址應(yīng)選擇在________。 (5)實(shí)驗(yàn)室中將粗鹽制成精鹽的過程中,在溶解、
56、過濾、蒸發(fā)三個(gè)步驟的操作中都要用到玻璃棒,分別說明在這三種情況下用到玻璃棒的目的。 溶解時(shí):________________________________________; 過濾時(shí):_________________________________________; 蒸發(fā)時(shí):__________________________________________。 解析:在海水提鎂的生產(chǎn)中,利用海邊的貝殼制造石灰乳,以降低運(yùn)輸成本,將電解生成的氯氣與氫氣化合制備鹽酸,再將鹽酸與氫氧化鎂反應(yīng)制取氯化鎂,以實(shí)現(xiàn)原料的循環(huán)利用,以及將廠址選在海邊等都是為了提高經(jīng)濟(jì)效益。 答案:(1)作為原料
57、,用來制堿 CaCO3CaO+CO2↑,CaO+H2O===Ca(OH)2 (2)MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑ (3)加入MgCl2溶液至過量,過濾,用水洗滌沉淀 (4)海邊 (5)攪拌,加速溶解 引流,使待過濾液體沿玻璃棒流入漏斗,防止外濺 攪拌,防止因局部過熱而使液體或晶體飛濺 12.鈉是很活潑的金屬,在空氣中燃燒的產(chǎn)物是Na2O2。Na2O的制取可以通過如下反應(yīng)完成:Na+NaNO3Na2O+N2↑(未配平)。請(qǐng)回答下列問題: (1)上述反應(yīng)的氧化劑是________(寫化學(xué)式)。制取Na2O時(shí),若金屬鈉與NaNO3按質(zhì)量比23∶17投料,充分反應(yīng)后收集到的氣體體積為1.
58、12 m3(標(biāo)準(zhǔn)狀況下),則制得的Na2O的質(zhì)量為________kg。 (2)制取Na2O時(shí)由于設(shè)備密封性不好而進(jìn)入了少量空氣,導(dǎo)致制得的Na2O產(chǎn)品中含有Na2O2雜質(zhì)。現(xiàn)有Na2O產(chǎn)品m g(假設(shè)只含有Na2O2雜質(zhì)),請(qǐng)從下面選用合適的儀器和試劑,設(shè)計(jì)一種可選用的實(shí)驗(yàn)儀器組合,以完成樣品中Na2O含量的測(cè)定。 可選用的試劑: a.濃硫酸 b.水 c.鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液 d.NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液 e.酚酞 f.堿石灰 g.稀鹽酸 實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式 實(shí)驗(yàn)所需儀器(用字母表示) 實(shí)驗(yàn)所需試劑(用字母表示) 實(shí)驗(yàn)需直接測(cè)定
59、的有關(guān)物理量(用文字說明) (3)某學(xué)生設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)方案來測(cè)定該試樣中Na2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù),其操作流程和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下: 該Na2O產(chǎn)品中Na2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________。 解析:(1)由N元素的化合價(jià)降低可知,NaNO3是氧化劑,配平化學(xué)方程式:10Na+2NaNO36Na2O+N2↑,收集到1.12 m3(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)N2,n(N2)=50 mol,那么n(Na2O)=300 mol,故m(Na2O)=300 mol×62 g·mol-1×10-3 kg·g-1=18.6 kg。(2)要測(cè)定樣品中氧化鈉的含量有多種方法,可通過測(cè)量與水反應(yīng)生成O2的體積來計(jì)算Na
60、2O2的量,也可測(cè)量反應(yīng)后錐形瓶和溶液的總質(zhì)量與反應(yīng)前錐形瓶、樣品和水的總質(zhì)量之差,還可以通過滴定法測(cè)定錐形瓶中生成NaOH的量來計(jì)算。(3)設(shè)試樣中Na2O的物質(zhì)的量為x mol,Na2O2的物質(zhì)的量為y mol,則有,解得x=0.1,那么Na2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%=80%。 答案:(1)NaNO3 18.6 (2)(以下三種方法任選一種,其他合理方法亦可) Ⅰ 2Na2O2+2H2O=== 4NaOH+O2↑, Na2O+H2O ===2NaOH A、D b ①反應(yīng)前錐形瓶、樣品和水的總質(zhì)量 ②反應(yīng)后錐形瓶和溶液的總質(zhì)量 Ⅱ 2Na2O2+2H2O=== 4
61、NaOH+O2↑, Na2O+H2O ===2NaOH G、C b 量筒中收集到的氣體的體積 Ⅲ 2Na2O2+2H2O=== 4NaOH+O2↑, Na2O+H2O ===2NaOH, NaOH+HCl=== NaCl+H2O D、H b、c、e 中和錐形瓶中樣品與水反應(yīng)后所得溶液消耗的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積 (3)80% 13.燒堿、純堿等都是重要的化工原料。 (1)利用如圖裝置可以證明二氧化碳與燒堿溶液發(fā)生了反應(yīng)。 ①若將A與B連接,打開止水夾,將膠頭滴管中的液體擠入燒瓶,此時(shí)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是________________。 ②若其他操作不變,將A與
62、C連接,可觀察到的現(xiàn)象是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)向100 mL 1 mol·L-1燒堿溶液中通入一定量CO2充分反應(yīng)后,將溶液在低溫下蒸干得到白色固體X,X的組成可能有四種情況,按出現(xiàn)的先后順序分別是Ⅰ.NaOH、Na2CO3,Ⅱ.__________________________,Ⅲ.Na2CO3、NaHCO3
63、,Ⅳ.____________________。 ①常溫下,將得到的固體X重新溶于水,在所得溶液中加入鹽酸,使溶液的pH=7,再將溶液蒸干,得到固體的質(zhì)量為________g。 ②若要驗(yàn)證白色固體X是第Ⅰ種組成,依次加入的試劑為________(填字母序號(hào),下同)。 a.鹽酸 b.MgCl2溶液 c.BaCl2溶液 d.Ba(OH)2溶液 在驗(yàn)證的過程中,一定需要進(jìn)行的操作是________。 a.萃取 b.洗滌 c.過濾 d.分餾 ③若白色固體X為第Ⅲ種組成,下列實(shí)驗(yàn)方案中不能準(zhǔn)確測(cè)定其中NaHCO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)的是________。 a.取m g X與足量Ba
64、(OH)2溶液充分反應(yīng),過濾,洗滌,烘干得n g固體 b.取m g X與足量鹽酸充分反應(yīng),加熱,蒸干,灼燒得n g固體 c.取m g X充分加熱,減重n g d.取m g X與足量稀硫酸充分反應(yīng),逸出的氣體被足量堿石灰吸收,增重n g ④若白色固體X的質(zhì)量為7.0 g,則X的組成為________(填“Ⅰ”“Ⅱ”“Ⅲ”或“Ⅳ”)。 解析:(1)①將A與B連接,打開止水夾,將膠頭滴管中的液體擠入燒瓶,由于二氧化碳易溶于氫氧化鈉溶液且與NaOH發(fā)生反應(yīng),使燒瓶?jī)?nèi)部壓強(qiáng)迅速減小,故廣口瓶中的水要沿導(dǎo)管進(jìn)入燒瓶;②將A與C連接,其他操作不變,導(dǎo)致外界壓強(qiáng)高于瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng),故廣口瓶中的長(zhǎng)導(dǎo)管口會(huì)產(chǎn)
65、生氣泡。(2)③a選項(xiàng)中沉淀的質(zhì)量即為碳酸鋇的質(zhì)量,根據(jù)碳酸鋇的質(zhì)量和原混合物的總質(zhì)量可以列式求出碳酸鈉和碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù),正確;b選項(xiàng)中n g固體為生成的氯化鈉的質(zhì)量,根據(jù)鈉原子守恒和原混合物總質(zhì)量可列式計(jì)算出碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù),正確;c選項(xiàng)采用差量法,減少的質(zhì)量為碳酸氫鈉分解生成的二氧化碳和水的質(zhì)量,由此可求出碳酸氫鈉的質(zhì)量,進(jìn)而求出碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù),正確;d選項(xiàng)中堿石灰增加的質(zhì)量為鹽與酸反應(yīng)生成的二氧化碳及溶液中揮發(fā)出來的水蒸氣的質(zhì)量,因此不能通過數(shù)據(jù)準(zhǔn)確計(jì)算出碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù),不正確。④可采用極值法來判斷,若全部為Na2CO3質(zhì)量為5.3 g,若全部為NaHCO3質(zhì)量為8.4 g,固體X的質(zhì)量為7.0 g,故其為碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合物。 答案:(1)①水沿導(dǎo)管由廣口瓶進(jìn)入燒瓶 ②廣口瓶中的長(zhǎng)導(dǎo)管口有氣泡產(chǎn)生 (2)Na2CO3 NaHCO3 ①5.85 ②cb c?、踕?、堍?
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