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鈉及其化合物 【考向分析】 本部分以鈉及其化合物的知識為載體，考查化學(xué)基本概念、基本理論的掌握情況。鈉及其化合物與生產(chǎn)、生活的聯(lián)系較多，都是高考聯(lián)系實際命題的優(yōu)良素材。有關(guān)Na和Na2O2的性質(zhì)、Na2CO3與NaHCO3間的轉(zhuǎn)化仍是命題熱點。 【要點講解】 要點1. 金屬鈉 1.物理性質(zhì)：質(zhì)軟、銀白色、熔點低、密度比水的小但比煤油的大。 2.化學(xué)性質(zhì)： 化學(xué)反應(yīng) 實驗現(xiàn)象 化學(xué)方程式 與氧氣的反應(yīng) 常溫下，新切開的鈉放在空氣中容易變暗 4Na + O2＝2Na2O 加熱時，鈉先熔化后燃燒，發(fā)出黃色火焰，生成淡黃色固體Na2O2 2Na + O2 Na2O2 與水的反應(yīng) 浮——鈉密度比水小；熔——鈉熔點低；游——生成氫氣；響——反應(yīng)劇烈；紅——生成的NaOH遇酚酞變紅 2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑ 2Na＋＋2H2O＝2Na＋＋2OH－＋H2↑ 與酸的反應(yīng) 比水反應(yīng)更激烈，極易爆炸 2Na＋2HCl＝2NaCl＋H2↑（反應(yīng)劇烈） 與鹽溶液反應(yīng) 先考慮鈉與水反應(yīng)生成堿，再考慮堿是否與鹽反應(yīng) 2Na+2H2O=NaOH+H2↑ CuSO4＋2NaOH＝Cu(OH)2↓＋Na2SO4 ①鈉與水反應(yīng)過于劇烈，一般不用此反應(yīng)制備H2。 ②金屬鈉失火不能用水或泡沫滅火器滅火，一般用砂土蓋滅。 3.鈉的保存:少量金屬鈉可保存在煤油里，大量的金屬鈉則存在鐵筒中用石蠟密封。 4.鈉的用途：在熔融的條件下鈉可以制取一些金屬，如鈦、鋯、鈮、鉭等；鈉鉀合金是快中子反應(yīng)堆的熱交換劑；鈉蒸氣可作高壓鈉燈，發(fā)出黃光，射程遠(yuǎn)，透霧能力強。 要點2. 氧化鈉和過氧化鈉 比較內(nèi)容 Na2O Na2O2 顏色、狀態(tài) 白色固體 淡黃色固體 氧的化合價 —2價 —1價（過氧離子O22—） 穩(wěn)定性 較不穩(wěn)定 較穩(wěn)定 生成條件 通過鈉的常溫氧化生成 通過鈉的燃燒生成 物質(zhì)類別 堿性氧化物 過氧化物（不是堿性氧化物） 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↑ 用途 用于少量Na2O2制取 強氧化劑、漂白劑、供氧劑 保存 密封保存 密封保存 要點3.碳酸鈉和碳酸氫鈉 Na2CO3 NaHCO3 俗稱 純堿、蘇打 小蘇打 顏色和狀態(tài) 白色粉末（Na2CO310H2O為晶體） 白色晶體 水溶性比較 Na2CO3 > NaHCO3 溶液酸堿性 堿性 堿性 與酸反應(yīng)劇烈程度 較慢 較快 與酸反應(yīng) Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ CO32－+2H+=CO2↑+H2O NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑ HCO3－+H+=H2O+CO2↑ 熱穩(wěn)定性 加熱不分解 加熱分解 2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑ 與CO2反應(yīng) Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3 不反應(yīng) 與NaOH溶液反應(yīng) 不反應(yīng)（不能發(fā)生離子交換） NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O HCO3－+OH－=H2O+CO32－ 與Ca(OH)2溶液反應(yīng) Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH Ca2++CO32－=CaCO3↓ 也能反應(yīng)生成CaCO3沉淀 與CaCl2溶液反應(yīng) 有CaCO3沉淀 不反應(yīng) 用途 洗滌劑，玻璃、肥皂、造紙、紡織等工業(yè) 發(fā)酵粉、滅火劑、治療胃酸過多（有胃潰瘍時不能用） 相互轉(zhuǎn)化 Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3 NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O （1）向飽和的Na2CO3溶液中通足量的CO2有晶體NaHCO3析出。 （2）Na2CO3溶液與稀HCl的反應(yīng)：向Na2CO3溶液中滴加稀HCl，先無氣體，后有氣體，如果n(HCl)小于n(Na2CO3)時反應(yīng)無氣體放出；向稀HCl中滴加Na2CO3溶液，有氣體產(chǎn)生，但反應(yīng)沒有鹽酸與同濃度碳酸氫鈉反應(yīng)劇烈。 （3）Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的鑒別：取兩種試液少量，分別滴加CaCl2或BaCl2溶液，有白色沉淀的原取溶液為Na2CO3，另一無明顯現(xiàn)象的原取溶液為NaHCO3。 要點4. 焰色反應(yīng) 1.定義：很多金屬或者它們的化合物在灼燒時都會使火焰呈現(xiàn)出特殊的顏色，這叫做焰色反應(yīng)。該變化屬于物理變化，與元素存在狀態(tài)（單質(zhì)、化合物）、物質(zhì)的聚集狀態(tài)（氣、液、固）等無關(guān)，只有少數(shù)金屬元素有焰色反應(yīng)。 鋰 鈉 鉀 鈣 鍶 鋇 銅 紫紅色 黃色 紫色 磚紅色 洋紅色 黃綠色 藍(lán)綠色 2.操作：鉑絲（或鐵絲）用鹽酸浸洗后灼燒至無色，沾取試樣（單質(zhì)、化合物、氣、液、固均可）在火焰上灼燒，觀察顏色。鈉元素焰色為黃色、 鉀元素焰色為紫色（透過藍(lán)色的鈷玻璃觀察，以排除鈉的焰色的干擾） 【考點過關(guān)】判斷正誤，正確的畫“√”，錯誤的畫“”。 （1）切開的金屬Na暴露在空氣中，光亮表面逐漸變暗原因：2Na＋O2===Na2O2 ( ) Na在空氣中緩慢氧化生成Na2O，燃燒時生成Na2O2。 （2）1 mol鈉分別與足量水、氧氣、氯氣充分反應(yīng)時，均轉(zhuǎn)移1 mol電子 ( ) √Na發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，化合價均由0價升高到＋1價。 （3）鈉與煤油、CCl4均不反應(yīng)，所以可以保存在煤油或CCl4中 ( ) Na的密度小于CCl4，浮在CCl4上方，不能用CCl4保存鈉。 （4）用光潔的鉑絲蘸取某無色溶液在無色火焰上灼燒，觀察到火焰呈黃色，說明溶液中一定含有Na＋，一定不含K＋ ( ) 鉀的焰色反應(yīng)要透過藍(lán)色鈷玻璃才能觀察到。 （5）把鈉投入到NH4Cl溶液中可以生成兩種氣體 ( ) √Na先與水反應(yīng)生成NaOH、H2，NaOH再與NH4Cl反應(yīng)生成氨氣。 （6）用澄清石灰水能夠鑒別NaHCO3與Na2CO3溶液 ( ) Ca(OH)2與NaHCO3、Na2CO3溶液均反應(yīng)生成CaCO3沉淀。 （7）用熱的燒堿溶液能洗去油污，所以Na2CO3可直接和油污反應(yīng)( ) 燒堿是NaOH，不是Na2CO3；Na2CO3去油污是因為Na2CO3水解顯堿性，而使油污水解，Na2CO3不能直接和油污反應(yīng)。 （8）向蘇打和小蘇打溶液中分別加入鹽酸，均冒氣泡，所以兩者均能與鹽酸反應(yīng)( ) √ （9）小蘇打是面包發(fā)酵粉的主要成分之一( ) √ （10）侯氏制堿法的工藝過程中應(yīng)用了物質(zhì)溶解度的差異( ) √侯氏制堿法利用了NaHCO3溶解度比Na2CO3小的特點。 （11）用酚酞溶液可鑒別飽和食鹽水和飽和純堿溶液( ) √食鹽、純堿溶液分別顯中性、堿性。 （12）可用加熱分解的方法區(qū)分碳酸鈉和碳酸氫鈉兩種固體( ) √碳酸氫鈉受熱分解生成二氧化碳、水和碳酸鈉，碳酸鈉受熱不分解。 （13）用鉑絲蘸取某溶液進行焰色反應(yīng)，火焰呈黃色，說明該溶液一定不存在K＋( ) 鉀元素的焰色反應(yīng)應(yīng)透過藍(lán)色鈷玻璃觀察。 （14）鋰可用于制造質(zhì)量輕，電容量大的可充電電池( ) √鋰電池可用于手機、心臟起搏器中。 （15）鈉、氧化鈉、氫氧化鈉的焰色反應(yīng)均顯黃色( ) √鈉元素的焰色反應(yīng)呈黃色。 【高考回顧】 (1)(2016全國卷Ⅱ)比較水與乙醇中氫的活潑性的方法是分別將少量鈉投入到盛有水和乙醇的燒杯中( √ ) (2)(2016浙江)鉀、鈉、鎂等活潑金屬著火時，不能用泡沫滅火器滅火( √ ) (3)(2015全國卷Ⅱ)鈉在空氣中燃燒可生成多種氧化物，23 g鈉充分燃燒時轉(zhuǎn)移電子數(shù)為NA( √ ) (4)(2015廣東)23 g鈉與足量H2O反應(yīng)完全后可生成NA個H2分子( ) (5)(2014北京)將鈉投入水中，產(chǎn)生氣體，其化學(xué)方程式為2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑( √ ) (6)(2013全國卷Ⅱ)鈉與CuSO4溶液反應(yīng)的離子方程式：2Na＋Cu2＋===Cu＋2Na＋( ) (7)(2017江蘇)Na2O2吸收CO2產(chǎn)生O2，可用作呼吸面具供氧劑( √ ) (8)(2015全國卷Ⅰ)過氧化鈉與水反應(yīng)時，生成0.1 mol O2轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.2NA( √ ) (9)(2015全國卷Ⅱ)CO2通過Na2O2粉末后固體質(zhì)量增重( √ ) (10)(2015山東)向CuSO4溶液中加入Na2O2的離子方程式為2Na2O2＋2Cu2＋＋2H2O===4Na＋＋2Cu(OH)2↓＋O2↑( √ ) (11)(2015四川)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( ) (12)(2014山東)Na2O2與水反應(yīng)是水作還原劑的氧化還原反應(yīng)( ) (13)(2014全國卷)1 mol Na2O2固體中含離子總數(shù)為4NA( ) (14)(2013江蘇)Na2O2溶于水產(chǎn)生O2的離子方程式為Na2O2＋H2O===2Na＋＋2OH－＋O2↑( ) (15)(2017全國卷Ⅱ)加熱盛有少量NH4HCO3固體的試管，并在試管口放置濕潤的紅色石蕊試紙，石蕊試紙變藍(lán)，說明NH4HCO3顯堿性( ) (16)(2016江蘇)干燥NaHCO3的方法(見圖甲)( ) (17)(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( ) (18)(2014全國卷Ⅱ)碳酸氫鈉受熱分解實驗如圖乙所示( ) (19)(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)( ) (20)(2013全國卷Ⅱ)NaHCO3溶液與稀H2SO4反應(yīng)：CO＋2H＋===H2O＋CO2↑( ) (21)(2015安徽)在酒精燈加熱條件下，Na2CO3、NaHCO3固體都能發(fā)生分解( ) 【基礎(chǔ)過關(guān)】 1．(2018石家莊模擬)有關(guān)鈉的敘述正確的是( ) A．2.3 g鈉與97.7 g水反應(yīng)后，溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)等于4% B．鈉和CuSO4溶液反應(yīng)生成的藍(lán)色沉淀上有時出現(xiàn)暗斑，這是析出了金屬銅 C．向金屬鈉與水反應(yīng)后的溶液中通入適量氯氣后，溶液中含有兩種溶質(zhì) D．鈉在空氣中的緩慢氧化與其在空氣中點燃所得的產(chǎn)物一樣 解析：w＝100%≠4%，A項錯誤；Na先與H2O反應(yīng)生成NaOH，并放出大量的熱，NaOH再與硫酸銅反應(yīng)生成氫氧化銅藍(lán)色沉淀，氫氧化銅不穩(wěn)定，受熱分解為氧化銅，B項錯誤；2Na＋2H2O===NaOH＋H2↑，2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O，C項正確；D項，Na在空氣中緩慢氧化生成Na2O，Na在空氣中點燃生成Na2O2，D項錯誤。答案：C 2．(2018鄭州高三調(diào)研)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，涉及的氧化還原反應(yīng)中，Na2O2既是氧化劑，又是還原劑 D．Na2O2粉末加入Ca(HCO3)2溶液中，會產(chǎn)生氣體和渾濁 解析：A項，燃燒的條件是達到著火點和具有助燃物質(zhì)；B項，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；C項，Na2O2與CO2、H2O的反應(yīng)都是Na2O2自身的氧化還原反應(yīng)；D項，Na2O2先和水反應(yīng)生成O2和NaOH，NaOH再與Ca(HCO3)2反應(yīng)產(chǎn)生沉淀CaCO3。答案：B 3．(2018周口模擬)下圖是Na2O2和CO2定性、定量實驗的裝置示意圖。 注射器1中抽取了100 mL CO2，U形管中裝有適量小玻璃珠和約1.5 g Na2O2粉末。實驗開始時，打開K1、K2、K4止水夾，關(guān)閉K3止水夾，推動注射器1活塞，緩緩將CO2壓至U形管中，注射器2活塞緩緩向外移動。下列敘述中不正確的是( ) A．U形管內(nèi)的玻璃珠可防止過氧化鈉粉末被吹和增大過氧化鈉和二氧化碳的接觸面積 B．U形管內(nèi)淡黃色粉末漸漸變白 C．注射器1活塞推到底后，注射器2中收集到的氣體大于50 mL，只是因為還含有CO2 D．打開膠塞，立即將帶火星的木條伸入U形管中，可驗證反應(yīng)產(chǎn)物之一為氧氣 解析：玻璃珠可起到增大Na2O2與CO2接觸面積，使之反應(yīng)完全的作用，A正確；U形管中Na2O2與CO2反應(yīng)生成Na2CO3和O2，故U形管內(nèi)淡黃色粉末漸漸變白，B正確；由2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2可知，100 mL CO2理論上應(yīng)產(chǎn)生50 mL O2，收集到的氣體大于50 mL，除部分CO2沒反應(yīng)外，還可能是反應(yīng)放熱，氣體受熱膨脹，C錯誤；可利用O2支持燃燒，能使帶火星的木條復(fù)燃的性質(zhì)證明，D正確。答案：C 4．(2018株洲模擬)為鑒別K2CO3和NaHCO3兩種白色固體，有4位同學(xué)分別設(shè)計了下列四種不同的方法，其中不可行的是( ) A．分別加入1 molL－1的鹽酸，看氣泡產(chǎn)生的快慢 B．分別取樣在試管中加熱，將可能產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水中，觀察有無白色渾濁 C．分別取樣配成溶液，滴加Ba(OH)2溶液，觀察有無白色沉淀 D．分別配成溶液、做焰色反應(yīng)實驗，觀察火焰的顏色 解析：A項，因K2CO3與鹽酸反應(yīng)分步進行，先生成碳酸氫鉀，鹽酸過量時才生成氣體，故可行；B項，K2CO3受熱不分解，NaHCO3受熱分解產(chǎn)生CO2，故可行；C項，二者與Ba(OH)2溶液反應(yīng)都產(chǎn)生白色沉淀BaCO3，故不可行；D項，鉀的焰色為紫色(透過藍(lán)色鈷玻璃觀察)，鈉的焰色為黃色，可行。答案：C 5．(2018“江淮十?！备呷谝淮温?lián)考)下列關(guān)于NH4HCO3溶液的說法正確的是(　　) A．該溶液呈弱堿性，因為NH水解能力強于HCO B．該溶液中可以大量存在的離子有：Na＋、Al3＋、Cl－、NO C．加入過量的NaOH溶液：NH＋HCO＋2OH－===NH3H2O＋CO＋H2O D．該溶液中由水電離出的[OH－]<10－7 mol/L 解析：A．該溶液呈弱堿性，因為NH水解能力弱于HCO，故A錯誤；B.HCO、Al3＋水解互促至水解完全而不能共存，故B錯誤；C.加入過量的NaOH溶液，HCO、NH先后與OH－發(fā)生反應(yīng)：HCO＋NH＋2OH－===NH3H2O＋CO＋H2O，故C正確；D.該溶液由于溶質(zhì)水解而呈堿性，鹽類水解促進水的電離，所以該溶液中由水電離出的[OH－]＞10－7 mol/L，故D錯誤。 答案：C 6．(2018唐山模擬)下列做法不正確的是(　　) A．Na2O2用作呼吸面具的供氧劑 B．NaHCO3的熱穩(wěn)定性大于Na2CO3 C．乙醇可與金屬鈉反應(yīng)放出氫氣 D．金屬鈉著火時，用細(xì)沙覆蓋滅火 解析：NaHCO3受熱分解而Na2CO3受熱不易分解，故Na2CO3的熱穩(wěn)定性強于NaHCO3。答案：B 7．(2018濱州期末)某實驗小組通過下圖所示實驗，探究Na2O2與水的反應(yīng)： 下列說法正確的是(　　) A．②中的大量氣泡主要成分是氫氣 B．③中溶液變紅，說明有酸性物質(zhì)生成 C．④中現(xiàn)象可能是由于溶液中含有強氧化性物質(zhì)造成的 D．⑤中MnO2的主要作用是降低了水中氧氣的溶解度 解析：過氧化鈉和水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氧氣，反應(yīng)方程式為2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，所以②中的大量氣泡主要成分是氧氣，A項錯誤；過氧化鈉和水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氧氣，氫氧化鈉是堿，使酚酞變紅，B項錯誤；④中紅色褪去，可能原因是過氧化鈉和水反應(yīng)生成的過氧化氫具有強氧化性，能氧化有色物質(zhì)，漂白褪色，C項正確；過氧化氫在二氧化錳作催化劑的情況下分解生成水和氧氣，即驗證過氧化鈉和水反應(yīng)生成的過氧化氫，不是降低了水中氧氣的溶解度，D項錯誤。答案：C 8．(2018江蘇宿遷第一次摸底)在研究金屬鈉與水反應(yīng)的實驗中，下列根據(jù)實驗現(xiàn)象得出的結(jié)論不正確的是(　　) A．將一小塊Na投入水中，鈉浮于水面，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．點燃Na與肥皂水反應(yīng)產(chǎn)生的氣泡，有尖銳爆鳴聲，說明有H2生成 解析：鈉比銅要活潑，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，然后氫氧化鈉與硫酸銅溶液反應(yīng)生成藍(lán)色沉淀氫氧化銅，所以得不到銅，C項錯誤。答案：C 9．(2018湖南六校聯(lián)考)已知硫酸亞鐵溶液中加入Na2O2時發(fā)生反應(yīng)：4Fe2＋＋4Na2O2＋6H2O===4Fe(OH)3↓＋O2↑＋8Na＋。下列說法正確的是(　　) A．該反應(yīng)中氧化劑是Na2O2，還原劑是FeSO4 B．若Fe2＋失去4 mol電子，生成氧氣的體積約為22.4 L C．4 mol Na2O2參加反應(yīng)，共得到6 mol電子 D．反應(yīng)過程中可以看到白色沉淀先轉(zhuǎn)化為灰綠色后轉(zhuǎn)化為紅褐色 解析：該反應(yīng)中Fe2＋失電子作還原劑，Na2O2中的O元素既得電子又失電子，故Na2O2既作氧化劑又作還原劑，A項錯誤；未指明溫度和壓強，故無法計算生成的氧氣的體積，B項錯誤；該反應(yīng)中轉(zhuǎn)移6e－，且只有Na2O2中的O元素得電子，故4 mol Na2O2參加反應(yīng)，共得到6 mol電子，C項正確；反應(yīng)過程中Fe2＋直接被氧化生成Fe3＋，形成Fe(OH)3沉淀，反應(yīng)過程中無Fe(OH)2生成，D項錯誤。答案：C 10．(2018河南頂級名校期中)事實上，許多非金屬氧化物在一定條件下能與Na2O2反應(yīng)，且反應(yīng)極有規(guī)律，如Na2O2＋SO2===Na2SO4、2Na2O2＋2SO3===2Na2SO4＋O2。據(jù)此，你認(rèn)為下列化學(xué)方程式中正確的是(　　) A．2Na2O2＋2N2O4===4NaNO3B．Na2O2＋2NO2===2NaNO2＋O2 C．2Na2O2＋2N2O3===4NaNO2＋O2D．2Na2O2＋2Mn2O7===4Na2MnO4＋O2↑ 解析：Na2O2具有強氧化性，可與還原性物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，Na2O2還可與最高價氧化物反應(yīng)生成相應(yīng)的鹽和氧氣。N2O4中的N為＋4價，因此和Na2O2反應(yīng)生成＋5價N，即生成NaNO3，A項正確；Na2O2可把NO2氧化為NaNO3，B項錯誤；Na2O2可把N2O3氧化為NaNO3，C項錯誤；化學(xué)方程式中原子不守恒，應(yīng)為2Na2O2＋2Mn2O7===4NaMnO4＋O2↑，D項錯誤。答案：A 11．(2018合肥市高三教學(xué)質(zhì)量檢測)在封閉容器中，加熱等物質(zhì)的量的NaHCO3和Na2O2的固體混合物，充分反應(yīng)后，容器中固體剩余物是(　　) A．Na2CO3和Na2O2 B．Na2CO3和NaOH C．NaOH和Na2O2 D．NaOH、Na2O2和Na2CO3 解析：設(shè)有2 mol NaHCO3和2 mol Na2O2,2 mol NaHCO3受熱分解成1 mol Na2CO3、1 mol CO2，1 mol H2O，1 mol CO2 1 mol H2O分別與2 mol Na2O2反應(yīng)生成Na2CO3和NaOH，故B項正確。 答案：B 12．(2018佛山質(zhì)檢)通過測定混合氣中O2含量可計算已變質(zhì)的Na2O2(含Na2CO3)純度，實驗裝置如圖(Q為彈性良好的氣囊)。下列分析錯誤的是(　　) A．干燥管b中裝入堿石灰 B．Q氣球中產(chǎn)生的氣體主要成分為O2、CO2 C．測定氣體總體積必須關(guān)閉K1、K2，打開K3 D．讀完氣體總體積后，關(guān)閉K3，緩緩打開K1；可觀察到Q氣球慢慢縮小 解析：加入硫酸與樣品反應(yīng)在Q氣球中得到二氧化碳和氧氣，用堿石灰吸收二氧化碳和水蒸氣，在量筒Ⅱ中排水測氧氣的量，進而計算過氧化鈉的量，選項A、B都正確；測定氣體的總體積是利用Q氣球的膨脹將瓶中的空氣擠入右邊進行排水量氣，所以必須關(guān)閉K1、K2，打開K3，C項正確；讀完氣體總體積后，關(guān)閉K3，緩緩打開K1，還要再打開K2，才可觀察到Q氣球慢慢縮小，原因是不打開K2體系是密閉的，氣球體積無法減小，D項錯誤。答案：D 13．(2018安徽皖北協(xié)作區(qū)聯(lián)考)某化學(xué)課外活動小組通過實驗探究NO能否與Na2O2反應(yīng)以及反應(yīng)后的產(chǎn)物，該小組同學(xué)設(shè)計了如圖所示裝置(夾持儀器、連接用的乳膠管均已省略)。 經(jīng)查閱資料知：①NO是不成鹽氧化物；②2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O。 回答下列問題： (1)寫出木炭與濃硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：______________________________________。 (2)為了完成實驗，選擇上圖中的裝置，其連接順序為a→________________________(按氣流方向，用小寫字母表示)；有同學(xué)認(rèn)為該裝置存在缺陷，則該缺陷是________。 (3)連接好儀器，________________，裝入藥品后，要通入一段時間的氮氣，再滴入濃硝酸，點燃酒精燈，通入氮氣的主要目的是________________________。 (4)裝置E的作用是________；能說明NO與Na2O2發(fā)生反應(yīng)的實驗現(xiàn)象是________________。 (5)探究NO與Na2O2反應(yīng)的產(chǎn)物。 假設(shè)1：產(chǎn)物只有NaNO3；假設(shè)2：___________________________________； 假設(shè)3：產(chǎn)物為NaNO3和NaNO2的混合物。 為驗證反應(yīng)產(chǎn)物，該小組同學(xué)準(zhǔn)確稱取反應(yīng)后的固體3.50 g，用煮沸并冷卻后的蒸餾水配成100.00 mL溶液，取10.00 mL溶液于錐形瓶中，用0.100 0 molL－1 KMnO4溶液(硫酸酸化)滴定，共消耗KMnO4溶液20 mL。滴定過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_______________，反應(yīng)產(chǎn)物中NaNO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________(保留四位有效數(shù)字)。 解析：(5)根據(jù)關(guān)系式，設(shè)NO的物質(zhì)的量為n， 　　　　2MnO　～　5NO 　　　　2 mol 5 mol 　　　　0.002 mol n 求得n＝0.005 mol 則NaNO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為100%≈98.57%。 答案：(1)C＋4HNO3(濃)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O (2)h→i→d→e→b→c→f或g　缺少尾氣處理裝置 (3)檢驗裝置的氣密性　排出裝置中的空氣，防止NO被空氣中的O2氧化為NO2 (4)制備NO　D中固體由淡黃色變?yōu)榘咨? (5)產(chǎn)物只有NaNO2　2MnO＋5NO＋6H＋===5NO＋2Mn2＋＋3H2O　98.57% 14．(2018長沙月考)現(xiàn)有一定量含有Na2O雜質(zhì)的Na2O2試樣，用下圖所示的實驗裝置測定Na2O2試樣的純度。(可供選用的試劑只有CaCO3固體、6 molL－1鹽酸、6 molL－1硫酸和蒸餾水) 回答下列問題： (1)裝置A中液體試劑選用________________，理由是______________。 (2)裝置B的作用是___________。裝置E中堿石灰的作用是__________________。 (3)裝置D中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_____________________。 (4)若開始時測得樣品的質(zhì)量為2.0 g，反應(yīng)結(jié)束后測得氣體體積為224 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，則Na2O2試樣的純度為________。 解析：根據(jù)氧化鈉與二氧化碳?xì)怏w反應(yīng)無氧氣生成，而過氧化鈉與二氧化碳?xì)怏w反應(yīng)會生成難溶于水的氧氣，并且用排水法測定生成的氧氣的體積。所以制二氧化碳的試劑采用6 molL－1鹽酸與CaCO3固體，不能用硫酸，硫酸與CaCO3固體反應(yīng)生成的CaSO4微溶于水，會覆蓋在CaCO3固體表面，使反應(yīng)不能持續(xù)。由于從A裝置中出來的CO2中含有少量HCl、H2O，所以先用飽和的NaHCO3溶液吸收HCl，再用濃硫酸干燥CO2氣體，由于CO2與混合物反應(yīng)時會有剩余，為防止影響實驗的測定結(jié)果，要用堿石灰吸收剩余的CO2氣體，相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，Na2O＋CO2===Na2CO3。根據(jù)2Na2O2～O2的關(guān)系可計算出生成224 mL氣體時，Na2O2的質(zhì)量為1.56 g，則試樣純度為1.562.0100%＝78%。 答案　(1)6 molL－1鹽酸　硫酸與CaCO3固體反應(yīng)生成的CaSO4微溶于水，會覆蓋在CaCO3固體表面，使反應(yīng)不能持續(xù)(2)除去氣體中的HCl　吸收裝置D中反應(yīng)剩余的CO2(3)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，Na2O＋CO2===Na2CO3　(4)78% 15．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，此時的實驗現(xiàn)象是_____。 ②若其他操作不變，將A與C連接，可觀察到的現(xiàn)象是________。 (2)向100 mL 1 molL－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，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)。 a．鹽酸 b．MgCl2溶液 c．BaCl2溶液 d．Ba(OH)2溶液 在驗證的過程中，一定需要進行的操作是________(填字母序號)。 a．萃取 B．洗滌 c．過濾 d．分餾 ③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)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)，使圓底燒瓶內(nèi)部壓強迅速減小，故廣口瓶中的水要沿導(dǎo)管進入圓底燒瓶；將A與C連接，其他操作不變，導(dǎo)致外界壓強高于瓶內(nèi)壓強，故廣口瓶中的長導(dǎo)管口會產(chǎn)生氣泡。 (2)由：①CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O；②CO2＋NaOH===NaHCO3可知，＝時產(chǎn)物為Na2CO3，＝1時產(chǎn)物為NaHCO3，所以＜時，NaOH過量則產(chǎn)物為Na2CO3、NaOH；＜＜1時，對于①反應(yīng)來說二氧化碳過量而對于②反應(yīng)來說二氧化碳量不足，所以產(chǎn)物為Na2CO3、NaHCO3；＞1時，二氧化碳過量，則固體產(chǎn)物為NaHCO3；向100 mL 1 molL－1燒堿溶液中不斷通入一定量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NaOH、Na2CO3；Na2CO3；Na2CO3、NaHCO3；NaHCO3。①固體X溶解于水，在所得溶液中加入鹽酸使溶液pH＝7，得到的溶液為氯化鈉，依據(jù)鈉元素守恒，100 mL 1 molL－1燒堿溶液中含有鈉元素物質(zhì)的量為0.1 mol，所得氯化鈉固體質(zhì)量＝0.1 mol58.5 gmol－1＝5.85 g。②驗證白色固體X是第Ⅰ種組成，即NaOH、Na2CO3，需要驗證碳酸根離子和氫氧根離子；先加入氯化鋇溶液，產(chǎn)物出現(xiàn)碳酸鋇白色沉淀，過濾沉淀后，接下來驗證濾液中是否存在氫氧化鈉；MgCl2溶液和氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鎂白色沉淀，可以檢驗除去碳酸鈉溶液中的氫氧化鈉，故依次加入的試劑為c、b。③100 mL 1 molL－1燒堿溶液中含有氫氧化鈉物質(zhì)的量為0.1 mol，依據(jù)鈉元素守恒若全部生成Na2CO3，固體質(zhì)量＝0.1 mol106 gmol－1＝5.3 g，若生成碳酸氫鈉固體質(zhì)量＝0.1 mol84 gmol－1＝8.4 g，若白色固體X的質(zhì)量為7.0 g，介于二者之間，說明固體為Na2CO3、NaHCO3的混合物。 答案:(1)①水沿導(dǎo)管由廣口瓶進入圓底燒瓶②廣口瓶中的長導(dǎo)管口有氣泡產(chǎn)生(2)Na2CO3　NaHCO3?、?.85?、赾、b　c?、邰? 16．制得的碳酸鈉樣品中往往含有少量NaCl，現(xiàn)欲測定樣品中Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，某探究性學(xué)習(xí)小組分別設(shè)計了如下實驗方案。請回答下列有關(guān)問題： 方案一：把一定質(zhì)量的樣品溶解后加入過量的CaCl2溶液，將所得沉淀________(填操作名稱)、洗滌、烘干、稱量、計算。洗滌沉淀的具體操作是________________。 方案二：把一定量的樣品與足量硫酸反應(yīng)后，用圖甲所示裝置測定產(chǎn)生CO2的體積，為了確保測定結(jié)果的準(zhǔn)確性，B中的溶液最好采用________________。圖甲裝置中實驗儀器a的名稱是________。 方案三：利用圖乙所示裝置來測定純堿樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(鐵架臺、鐵夾等在圖中均已略去)。實驗步驟如下： ①按圖連接裝置，并檢查氣密性； ②準(zhǔn)確稱得盛有堿石灰的干燥管D的質(zhì)量為83.4 g； ③準(zhǔn)確稱得6 g純堿樣品放入容器b中； ④打開分液漏斗a的旋塞，緩緩滴入稀硫酸，至不再產(chǎn)生氣泡為止； ⑤打開彈簧夾，往試管A中緩緩鼓入空氣數(shù)分鐘，然后稱得干燥管D的總質(zhì)量為85.6 g。 (1)若④⑤兩步的實驗操作太快，則會導(dǎo)致測定結(jié)果________(填“偏大”或“偏小”)。 (2)裝置A中試劑X應(yīng)選用________。 (3)E裝置的作用是_______________________________。 (4)根據(jù)實驗中測得的有關(guān)數(shù)據(jù)，計算純堿樣品Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______(結(jié)果保留小數(shù)點后一位)。 解析：方案一、Na2CO3與過量CaCl2溶液反應(yīng)生成CaCO3沉淀，過濾后分離出沉淀，洗滌沉淀時，沿玻璃棒緩慢地向過濾器中加蒸餾水至浸沒沉淀物，使水自然流下，重復(fù)操作2～3次。方案二、樣品中Na2CO3與足量硫酸反應(yīng)后產(chǎn)生CO2，用排液法測定生成CO2的體積，因CO2在飽和NaHCO3溶液中溶解度小，所以B中的溶液最好采用飽和NaHCO3溶液；由裝置圖可知，圖甲裝置中a為圓底燒瓶。方案三、(1)反應(yīng)過快會使產(chǎn)生的CO2氣體不能完全被D裝置中堿石灰吸收；快速鼓入空氣，也會使裝置內(nèi)殘留CO2不能被D裝置中堿石灰完全吸收，則測得的CO2質(zhì)量偏小，測定結(jié)果偏小。(2)鼓入空氣，可把殘留在裝置B、C中的CO2趕出，由D中堿石灰吸收，因為空氣中含有CO2，因此應(yīng)把鼓入空氣中的CO2吸收處理，所以裝置A應(yīng)放入NaOH溶液。(3)如果D裝置直接與外界空氣相連通，則空氣中的H2O和CO2會對測定結(jié)果帶來影響，所以裝置E的作用是防止空氣中H2O和CO2進入裝置D中。 (4)反應(yīng)中放出CO2氣體的質(zhì)量＝85.6 g－83.4 g＝2.2 g，設(shè)消耗碳酸鈉的質(zhì)量為x， Na2CO3～CO2 106 44 x 2.2 g 解得x＝5.3 g，純堿樣品中Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)＝100%≈88.3%。 答案：方案一：過濾　沿玻璃棒緩慢地向過濾器中加蒸餾水至浸沒沉淀物，使水自然流下，重復(fù)2～3次 方案二：飽和NaHCO3溶液　圓底燒瓶 方案三：(1)偏小　(2)NaOH溶液　(3)防止空氣中CO2和水蒸氣進入D中　(4)88.3%