2022年高考化学一轮复习 第3章 第14讲 钠及其化合物的计算与实验探究
《2022年高考化学一轮复习 第3章 第14讲 钠及其化合物的计算与实验探究》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2022年高考化学一轮复习 第3章 第14讲 钠及其化合物的计算与实验探究(21页珍藏版)》请在七七文库上搜索。
1、第第 14 讲讲 钠及其化合物的计算与实验探究钠及其化合物的计算与实验探究 复习目标 1.多角度认识 Na2O2与 H2O、CO2的反应。2.掌握 Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应 的原理与定量分析。3.学会用实验的方法测定 Na2CO3的质量分数。 考点一考点一 Na2O2与与 H2O、CO2的反应规律与实验探究的反应规律与实验探究 1Na2O2与 CO2、H2O 的反应规律 Na2O2与 CO2、H2O(g)的混合气体反应,可看作 Na2O2先与 CO2反应,完毕后再与 H2O(g)反 应。 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
2、量等于原混合气 体体积的1 2且等于生成氧气的体积,即 VV(O2) 1 2V(混合)。 3电子转移关系 当 Na2O2与 CO2、 H2O 反应时, 物质的量关系为 2Na2O2O22e , n(e)n(Na 2O2)2n(O2)。 4固体质量关系 相当于固体(Na2O2)只吸收了 CO2中的“CO”、H2O 中的“H2”,可以看作发生相应的反应: Na2O2CO=Na2CO3、Na2O2H2=2NaOH(实际上两反应不能发生),所以固体增加的质 量 m(CO2)28 g mol 1n(CO 2),m(H2O)2 g mol 1n(H 2O)。 题组一 Na2O2与 H2O、CO2反应的定量
3、分析 1 用单线桥分析 Na2O2与水反应中电子转移的方向和数目: _。 (1)氧化剂和还原剂是_,氧化产物是_, 还原产物是_。 (2)Na2O2与 CO2反应时,生成 0.1 mol 氧气时,转移的电子数_。 答案 (1)Na2O2 O2 NaOH (2)0.2NA(或 1.2041023) 2下列物质均为 a g,将它们在氧气中完全燃烧的产物全部通入到足量的过氧化钠固体中, 则过氧化钠固体增重为 a g 的是( ) CO H2 CH4 HCHO CH3COOH HCOOH A B C D 答案 C 解析 H2、CO 发生反应的化学方程式为 2H2O2= 点燃 2H2O,2Na2O22H2
4、O=4NaOH O2;2COO2= 点燃 2CO2,2Na2O22CO2=2Na2CO3O2,由反应方程式可知,过氧化钠 增加的质量即为 H2、CO 的质量。因此只要是 CO 或 H2或它们的混合气体或化学式组成符合 (CO)m (H2)n,则过氧化钠固体增重质量等于原物质的质量,则符合,而HCHO 可以改 写成 CO H2,CH3COOH 可以改写成(CO)2 (H2)2,HCOOH 可以改写成 CO2 H2,故不 符合,符合,故选 C。 3将一定量的 Na2O2和 NaHCO3混合后,在密闭容器中加热充分反应,排出气体,冷却后有 固体物质剩余,下列选项不正确的是( ) 选项 nNa2O2
5、mol nNaHCO3 mol 剩余的固体物质 A 1 2 Na2CO3 B 1.5 2 Na2O2、Na2CO3 C 2 1 Na2O2、NaOH、Na2CO3 D 2 2 NaOH、Na2CO3 答案 B 解析 将 Na2O2与 NaHCO3的混合物加热,有关反应的化学方程式依次为 2NaHCO3= Na2CO3CO2H2O、2CO22Na2O2=2Na2CO3O2、2Na2O22H2O=4NaOHO2。 当 Na2O2与 NaHCO3的物质的量之比为 12 时,二者反应的总方程式为 2Na2O2 4NaHCO3= 4Na2CO3O22H2O;当 Na2O2与 NaHCO3的物质的量之比为
6、 11 时,二 者反应的总方程式为 2Na2O22NaHCO3= 2Na2CO3O22NaOH,即当 n(Na2O2) n(NaHCO3)12 时,反应后剩余固体为 Na2CO3,当 1211 时,反应后剩余固体为 Na2O2、NaOH、Na2CO3,由此可以判断 A、C、D 正确,B 错误。 g 化学式符合通式(CO)m (H2)n的物质(其中 m、n 为自然数)在 O2中充分燃烧后,将其产物 通过足量的 Na2O2固体,反应完毕,固体增重 g。 中学阶段常见符合这一关系的物质有 无机物:H2、CO 及 H2和 CO 的混合气体; 有机物: CH3OH(甲醇)、 HCHO(甲醛)、 CH3C
7、OOH(乙酸)、 HCOOCH3(甲酸甲酯)、 C6H12O6(葡 萄糖)等。 题组二 过氧化钠性质实验探究 4比较下列四组反应,回答下列问题: 第一组:Na2O2CO2 Na2O2SO2 第二组:Na2O2FeCl3(溶液) Na2O2FeCl2(溶液) 第三组:SO2通入品红溶液中,加热 Na2O2加入品红溶液中,加热 第四组:NaOH 溶液滴入紫色石蕊溶液中 Na2O2固体加入紫色石蕊溶液中 (1)若第一组不产生气体,用化学方程式解释原因:_ _。 (2)预测第二组中的现象是否可能相同:_。 (3)预测反应中可能产生的现象并分析原因。 (4)预测反应中可能产生的现象并分析原因。 答案 (
8、1)Na2O2SO2=Na2SO4 (2)可能相同 (3)溶液红色褪去,加热后又恢复红色;溶液红色褪去,加热后不能恢复红色。前者是因 为 SO2与品红溶液生成的无色物质不稳定,受热易分解;后者是因为 Na2O2具有强氧化性, 将品红溶液氧化为无色。 (4)溶液变蓝, 溶液先变蓝后褪色。 前者是因为 NaOH 溶液呈碱性, 使紫色石蕊溶液变蓝; 后者是因为 Na2O2与 H2O 反应生成 NaOH,溶液呈碱性,同时 Na2O2又有漂白性。 5某课外活动小组设计如图实验装置,验证“二氧化碳与水接触时才能和过氧化钠反应”。 (1)过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式是_, 该反应中,反应物的总能量_(
9、填“大于”或“小于”)生成物的总能量。 (2)装置中的试剂是_(填字母)。 a稀盐酸 b稀硫酸 c小苏打 d石灰石 (3)实验时,应先打开弹簧夹_(填“K1”或“K2”),观察到预期现象后,关闭它,再 打开另一个弹簧夹。 (4)实验过程中将带火星的木条置于 a 口,观察到带火星的木条始终不复燃。 为观察到最终木条复燃,甲建议在后安装一个盛有碱石灰的干燥管,目的是 _。 乙认为即使采纳甲的建议且最终观察到木条复燃,也不能证明 CO2参与了反应,原因是 _。 (5) 为 进 一 步 达 到 实 验 目 的 , 应 补 充 的 实 验 是 : 取 最 终 反 应 后 中 所 得 固 体 , _。 答
10、案 (1)2Na2O22CO2=2Na2CO3O2 大于 (2)bc (3)K2 (4)除去未充分反应的 CO2 水与 Na2O2反应生成 O2 (5)加入稀盐酸,将产生的气体通入澄清石灰水中(答案合理即可) 解析 (1)此反应是放热反应。 (2)依据实验目的,需要干燥 CO2,所以装置是制取 CO2的装置,因为盐酸易挥发出 HCl, 所以应选择稀硫酸、小苏打。 (3)先通干燥 CO2,再通湿润 CO2进行对比。 (5)证明反应后固体中含有 CO2 3。 6现有一定量含有 Na2O 杂质的 Na2O2试样,用如图所示实验装置测定 Na2O2试样的纯度。 (可供选用的反应物只有 CaCO3固体、
11、6 mol L 1 盐酸、6 mol L 1 硫酸和蒸馏水) 回答下列问题: (1)装置 A 中液体试剂选用_。 (2)装置 B 的作用是_, 装置 E 中碱石灰的作用是_。 (3)装置 D 中发生反应的化学方程式为_。 (4)若开始时测得样品的质量为2.0 g, 反应结束后测得气体体积为224 mL(标准状况), 则Na2O2 试样的纯度为_。 答案 (1)6 mol L 1 盐酸 (2)除去气体中的 HCl 吸收装置 D 中反应剩余的 CO2 (3)2Na2O22CO2=2Na2CO3O2、Na2OCO2=Na2CO3 (4)78% 解析 (1)A 是用来制取二氧化碳的装置,碳酸钙和硫酸反
12、应时,生成的硫酸钙微溶于水,会 覆盖在碳酸钙的表面,使反应不能继续进行,所以用盐酸而不用硫酸来反应,故装置 A 中液 体试剂选用 6 mol L 1 盐酸。 (2)碳酸钙和盐酸反应生成的二氧化碳中含有氯化氢气体,可用饱和碳酸氢钠溶液来除去;装 置 E 中碱石灰的作用是吸收二氧化碳,防止二氧化碳对氧气的体积测量造成干扰。 (3)装置 D 中含有氧化钠和过氧化钠,CO2分别与它们发生反应。 (4)根据反应 2Na2O22CO2=2Na2CO3O2, 反应结束后测得气体体积为 224 mL(标准状况), 即生成的氧气的物质的量为 0.224 L 22.4 L mol 10.01 mol,则过氧化钠的
13、物质的量为 0.02 mol,故 试样中过氧化钠的纯度为0.02 mol 78 g mol 1 2.0 g 100%78%。 考点二考点二 Na2CO3、NaHCO3与酸反应图像及计算与酸反应图像及计算 1Na2CO3、NaHCO3与足量盐酸反应的比较 二者浓度相同时生成 CO2的速率 NaHCO3快 耗酸量 二者等质量 Na2CO3耗酸多 二者等物质的量 Na2CO3耗酸多 生成 CO2的体积 二者等质量 NaHCO3产生的多 二者等物质的量 相等 2.依据图像特点判断溶液溶质成分的方法 (1)化学原理:向碳酸钠溶液中逐滴滴加稀盐酸至过量,依次发生CO2 3H =HCO 3、 HCO 3H
14、=H 2OCO2,完成时消耗盐酸的量相等。 (2)图像分析 依据图像特点判断溶液溶质成分 若 V(Oa)V(ab)(即 Oa 段与ab段消耗盐酸的体 积相同) 溶液中的溶质为 Na2CO3 涉及离子方程式 Oa:CO2 3 H =HCO 3 ab:HCO 3H =H 2O CO2 若V(Oa)V(ab)(即Oa段 消耗盐酸的体积大于 ab 段消耗盐酸的体积) 溶液中的溶质为 Na2CO3 和 NaOH 涉及离子方程式 Oa:OH H =H 2O CO2 3H =HCO 3 ab:HCO 3H =H 2O CO2 若V(Oa)V(ab)(即Oa段 消耗盐酸的体积小于 ab 段消耗盐酸的体积) 溶
15、液中的溶质为 Na2CO3 和 NaHCO3 涉及离子方程式 Oa: CO2 3H =HCO 3 ab:HCO 3H =H 2O CO2 若 a0(即图像从原点 开始) 溶液中的溶质为 NaHCO3 涉及离子方程式: HCO 3H =H2OCO2 题组一 Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应比较 1有关 NaHCO3和 Na2CO3的性质,以下叙述错误的是( ) A等质量的 NaHCO3和 Na2CO3与足量盐酸反应,在相同条件下 Na2CO3产生的 CO2体积小 B等物质的量的两种盐与同浓度盐酸完全反应,所消耗盐酸的体积 Na2CO3是 NaHCO3的两 倍 C等质量的 NaHCO3和 Na
16、2CO3与盐酸完全反应,前者消耗盐酸较多 D等物质的量的 NaHCO3和 Na2CO3与足量盐酸反应产生 CO2一样多 答案 C 解析 Na2CO32HCl=2NaClCO2H2O NaHCO3HCl=NaClCO2H2O 解答此类题目用归“1”法。A 项,假设二者都是 1 g,则 n(NaHCO3)n(CO2) 1 84 mol, n(Na2CO3)n(CO2) 1 106 mol,正确;B 项,假设二者均为 1 mol,则消耗的盐酸:Na2CO3 为 2 mol,NaHCO3为 1 mol,正确;C 项,假设二者均为 1 g,Na2CO3需盐酸的物质的量为 2 1 106 mol 1 53
17、 mol,NaHCO3需盐酸 1 84 mol,错误。 题组二 已知溶质种类分析反应阶段 2 向 NaOH 和 Na2CO3混合溶液中滴加 0.1 mol L 1 的稀盐酸, CO2的生成量与加入盐酸的体 积(V)的关系如图所示。 (1)Oa 段发生反应的离子方程式为_。 (2)a 的值为_。 (3)原混合溶液中 NaOH 与 Na2CO3的物质的量之比为_。 答案 (1)OH H=H 2O、CO 2 3H =HCO 3 (2)0.3 (3)21 解析 (1)向 NaOH 和 Na2CO3混合溶液中滴加 0.1 mol L 1的稀盐酸,发生的反应依次为 OH H =H 2O、CO 2 3H =
18、HCO 3、HCO 3H =CO 2H2O。(2)从图像知生成 0.01 mol CO2,根据 HCO 3H =CO 2H2O 知,消耗 HCl 的物质的量为 0.01 mol,ab 段消耗盐酸 的体积为 0.01 mol 0.1 mol L 10.1 L,a0.40.10.3。(3)根据离子方程式和图像可知 Na2CO3的物 质的量是 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 mol0.02 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 21。 题组三 依
19、据图像分析确定溶质种类 3分别取等物质的量浓度的氢氧化钠溶液各 100 mL,再通入一定量的 CO2,随后分别各取 20 mL 溶液,向其中逐滴滴入 0.2 mol L 1 的盐酸,在标准状况下产生 CO2的体积(y 轴)与所 加入盐酸的体积(x 轴)的关系如图(分 A、B 两种情况): (1)在 A 情况下,溶质是_ (填化学式),其物质的量之比为_。 (2)在 B 情况下,溶质是_(填化学式),其物质的量之比为_。 (3)原氢氧化钠溶液的物质的量浓度为_。 答案 (1)NaOH、Na2CO3 11 (2)Na2CO3、NaHCO3 11 (3)1.5 mol L 1 解析 (1)对于 A
20、情况,V1100 mL,V2(150100)mL50 mLV1,据此判断溶液中溶质的成分 是 Na2CO3和 NaHCO3。 根据 Na2CO3HCl=NaHCO3NaCl, NaHCO3HCl=NaClH2O CO2,可知 NaHCO3和 Na2CO3的物质的量之比等于两个过程分别消耗盐酸的体积之比, 则 n(NaHCO3)n(Na2CO3)(150 mL50 mL50 mL)50 mL11。 (3)当加入 150 mL 盐酸时,恰好完全反应,此时溶液中溶质为 NaCl。据物料守恒有 n(NaOH) n(Na )n(Cl)0.2 mol L10.15 L0.03 mol,所以原氢氧化钠溶液的
21、物质的量浓度为 0.03 mol 0.02 L 1.5 mol L 1。 考点三考点三 Na2CO3的制备和质量分数测定的制备和质量分数测定 一、侯氏制碱法 1制备原料 食盐、氨气、二氧化碳合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气;其反应为 CH2O(g)= 高温 COH2,COH2O(g)= 高温 CO2H2。 2工艺流程 3反应原理 (1)产生 NaHCO3的反应: NH3NaClCO2H2O=NaHCO3NH4Cl。 (2)产生 Na2CO3的反应: 2NaHCO3= Na2CO3H2OCO2。 4绿色思想 循环使用的物质为 CO2、饱和食盐水。 二、测定碳酸钠质量分数的常用方法 1气体法 (1
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 2022年高考化学一轮复习 第3章 第14讲钠及其化合物的计算与实验探究 2022 年高 化学 一轮 复习 14 及其 化合物 计算 实验 探究
链接地址:https://www.77wenku.com/p-184287.html