备战2022年高考化学一轮复习名师讲义第4讲 钠及其重要化合物

第二单元金属及其化合物第4讲钠及其重要化合物【复习目标】1．了解金属钠的物理性质，了解钠的化学性质及其应用。2.从原子的核外电子排布，理解碱金属族元素(单质、化合物)的相似性和递变性。3.了解Na2CO3和NaHCO3的性质、转化及制法。4.以Na2O2为例，了解过氧化物的性质。【知识梳理】考点一钠1．物理性质：钠是一种柔软、银白色的金属，具有良好导电、导热性，密度比水小，但比煤油大，熔点较低。2.化学性质：钠的化学性质极活泼，具强还原性，在反应中易失去一个电子，变为钠离子。自然界中钠只以化合态存在。实验现象有关化学方程式空气中缓慢氧化在空气中露置一会儿，会逐渐变暗久置表面还会形成溶液，再变成白色粉末4Na+O2=2Na2O（白色固体）空气中加热或点燃钠先熔化后燃烧，燃烧时火焰呈黄色，最后留下的固体呈淡黄色2Na+O2Na2O2（淡黄色固体）与水的反应钠浮在水面上，立刻熔成一个闪亮的小球，在水面上四处游动，发出“嘶嘶”的响声，最后完全消失，滴入酚酞试液溶液由无色变为红色2Na+2H2O==2NaOH+H2↑（1）钠放置在空气中，首先被氧气氧化成Na2O；Na2O进一步与空气中的水蒸气反应生成NaOH；NaOH吸收空气中的水蒸气和CO2生成碳酸钠晶体；碳酸钠晶体会逐渐风化而成Na2CO3。（2）钠、钾失火可用沙土、抹布扑灭或盖灭。不能用水灭火，因为它们与水反应剧烈，且产生易燃气体H2，易导致爆炸发生；也不能用CO2灭火，因为Na、K有还原性，能夺去CO2中的氧继续燃烧。 （3）钠与酸溶液（非氧化性酸）反应时，首先发生钠与酸的置换反应，然后发生钠与水的置换反应。因此当足量的钠投入到盐酸或稀硫酸的溶液中时，不论盐酸和稀硫酸是否足量，金属钠均能完全反应，产生氢气的多少由金属钠决定。（4）钠与盐溶液反应时，首先发生钠与水的反应，生成NaOH和H2；然后发生NaOH溶液与盐溶液的反应。如钠与硫酸铜溶液的反应，现象为：钠浮在水面上，迅速地熔化为小球，在水面上四处游动，并发出嘶嘶响声，同时溶液中生成蓝色沉淀。反应过程为：2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑、CuSO4＋2NaOH＝Cu(OH)2↓＋Na2SO4；总反应为：2Na＋2H2O＋CuSO4＝Cu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑。3．保存：钠很容易跟空气中的氧气和水起反应，因此在实验室中，通常将钠保存在煤油里，由于ρ(Na)>ρ(煤油)，钠沉在煤油下面，将钠与氧气和水隔绝。大量的金属钠则存在铁筒中用石蜡密封。4.用途：钠是一种强还原剂，工业上用它还原金属钛、锆、铌等；另外钠和钾的合金在常温下呈液态，是原子反应堆的导热剂；钠也可用于制高压钠灯。例题1、下列关于钠及其化合物的叙述正确的是____(填字母代号)。①金属钠着火，可用水扑灭②钠是最活泼的金属③用瓷坩埚灼烧Na、Na2O、NaOH等④电解饱和食盐水可以制得金属钠⑤钠投入硫酸铜溶液中，先与水反应，不能置换出铜⑥将一小块钠放在石棉网上，用酒精灯加热后，剧烈燃烧，产生黄色火焰，生成氧化钠⑦比较水与乙醇中氢的活泼性的方法是分别将少量钠投入到盛有水和乙醇的烧杯中⑧钠在空气中燃烧可生成多种氧化物，23g钠充分燃烧时转移电子数为NA⑨23g钠与足量H2O反应完全后可生成NA个H2分子⑩将钠投入水中，产生气体，其化学方程式为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑【解析】金属钠与水反应生成可燃性的氢气，因此金属钠着火，不能用水扑灭，①错误；钠不是最活泼的金属，只是第三周期最活泼的金属，②错误；Na、Na2O、NaOH在空气中吸水形成碱溶液，能腐蚀瓷坩埚，③错误；电解饱和食盐水制得氢氧化钠，电解熔融氯化钠得金属钠，④错误；钠投入硫酸铜溶液中是先与水反应生成了氢氧化钠，然后氢氧化钠溶液再与硫酸铜溶液发生了复分解反应，⑤正确；钠在加热条件下与氧气反应生成过氧化钠，⑥错误； 分别将少量钠投入到盛有水和乙醇的烧杯中，反应剧烈的是水，反应平缓的是乙醇，利用此反应比较水和乙醇中氢的活泼性，⑦正确；N钠在空气中燃烧可生成多种氧化物，氧化钠或过氧化钠，23g钠的物质的量是23g÷23g/mol＝1mol，钠不论是转化为氧化钠，还是过氧化钠，均失去1个电子，所以钠充分燃烧时转移电子数为1NA，⑧正确；23gNa完全反应时转移电子为1mol，生成H2为0.5mol，个数为0.5NA个，⑨错误；Na性质非常活泼，可与水反应放出H2，同时生成NaOH，⑩正确。【答案】⑤⑦⑧⑩[易错提醒]（1）取钠时要用镊子夹取、不能用手拿，因为易与汗液反应，灼伤腐蚀皮肤。（2）取出钠后要迅速吸干煤油，并要放到玻璃上切割。（3）钠用剩后要放回盛钠的试剂瓶，不能乱扔乱放，因为钠很活泼容易引起危险。（4）钠与O2反应很容易，在观察钠的颜色光泽时要在切割后立即观察。考点二氧化钠与过氧化钠比较内容Na2ONa2O2颜色、状态白色固体淡黄色固体氧的化合价—2价—1价（过氧离子O22—）电子式稳定性较不稳定较稳定生成条件通过钠的常温氧化生成通过钠的燃烧生成物质类别碱性氧化物过氧化物（不是碱性氧化物）与水反应Na2O+H2O=2NaOH2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑与CO2反应Na2O+CO2=Na2CO32Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2与盐酸反应Na2O+2HCl=2NaCl+H2O2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2↑用途用于少量Na2O2制取强氧化剂、漂白剂、供氧剂保存密封保存密封保存（1）由于Na2O2中氧元素的是－1价，为中间价态，因而既可以表现氧化性又可以表现还原性，又因为氧元素的稳定价态为－2价，因此Na2O2通常表现为强氧化性。（2）因为碱性氧化物和酸反应时只生成盐和水，而Na2O2与酸反应还有O2生成，所以Na2O2不是碱性氧化物。（3）因为Na2O受热时继续被氧气氧化生成Na2O2，所以Na2O2比Na2O稳定。 （4）Na2O2与H2O2均为过氧化物，但前者是离子化合物，后者是共价化合物，Na2O2由Na＋和O22－构成，在Na2O2中，阴、阳离子个数比为1∶2。（5）当Na2O2与CO2或H2O反应时，每产生1molO2就转移2mol电子。例题2、下列说法正确的是。①过氧化钠与水反应时，生成0.1molO2转移的电子数为0.2NA②Na2O2与CO2反应时，Na2O2是氧化剂，CO2是还原剂③在含有Fe2＋、Fe3＋、Al3＋、NH的溶液中加入足量的Na2O2固体，再加入过量的稀盐酸，完全反应后，离子数目几乎没有改变的是Fe3＋④向CuSO4溶液中加入Na2O2的离子方程式为2Na2O2＋2Cu2＋＋2H2O===4Na＋＋2Cu(OH)2↓＋O2↑⑤过氧化钠的电子式：⑥1molNa2O2固体中含离子总数为4NA⑦CO2通过Na2O2粉末后固体质量增重⑧Na2O、Na2O2均能与盐酸反应，生成NaCl，二者都是碱性氧化物⑨Na2O2在空气中易变质，需要密封保存，Na2O性质稳定，不必密封保存⑩将Na2O2放入氢氧化钠溶液中，不发生反应，无明显现象【解析】过氧化钠与水反应生成氧气，则氧气的来源于-1价的O元素，所以生成0.1mol氧气时转移电子0.2NA，①正确；Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2，反应中Na2O2既是氧化剂也是还原剂，②错误；Fe2＋被Na2O2氧化成Fe3＋，Fe2＋数目减少，Fe3＋数目增多，③错误；Na2O2与H2O反应生成NaOH和O2，NaOH与CuSO4反应生成Cu(OH)2和Na2SO4，两个方程式加和可得离子方程式，④正确；过氧化钠是离子化合物，电子式为，⑤错误；1molNa2O2中阳离子数目为2NA，阴离子数目为NA，离子数目为3NA，⑥错误；二氧化碳通过Na2O2粉末发生的反应为2Na2O2+2CO2====2Na2CO3+O2，固体由Na2O2变为Na2CO3，1molNa2O2的质量为78g，1molNa2CO3的质量为106g，反应后固体质量增加，⑦正确；Na2O是碱性氧化物，与盐酸反应生成NaCl和水，Na2O2盐酸反应生成NaCl、水和氧气，不是碱性氧化物，⑧错误；Na2O、Na2O2都易与空气中的H2O和CO2反应，都需密封保存，⑨错误；Na2O2放入氢氧化钠溶液中，会与溶液中的水反应，产生氧气，⑩错误。 【答案】①④⑦[易错提醒]（1）Na2O2不是碱性氧化物，Na2O2由Na+和O22－构成，在Na2O2中，阴、阳离子个数比为1∶2。（2）由于Na2O2中氧元素是－1价，为中间价，因而既可以表现出氧化性又可以表现出还原性，但Na2O2通常表现出强氧化性。考点三碳酸钠与碳酸氢钠化学式Na2CO3Na2CO3·10H2ONaHCO3俗名纯碱、苏打—小苏打溶解性易溶于水易溶于水（溶解度较Na2CO3小）色态白色粉末无色晶体细小白色晶体热稳定性稳定易失水、风化受热易分解2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑H+CO32－+2H+=CO2↑+H2O较快，分步进行HCO3－+H+=CO2↑+H2O剧烈NaOH不反应HCO3－+OH—=CO32－+H2O石灰水CO32－+Ca2+=CaCO3↓石灰水足量：HCO3－+Ca2++OH－=CaCO3↓+H2O石灰水不足：2HCO3－+Ca2++2OH—=CaCO3↓+2H2O+CO32－BaCl2CO32－+Ba2+=BaCO3↓不反应（若再加NaOH，则有沉淀）CO2NaCO3+CO2+H2O=2NaHCO3不反应用途用于玻璃、肥皂、造纸、纺织等工业，洗涤发酵剂、灭火器，医疗上用于治胃酸过多转化（1）碳酸钠和碳酸氢钠均易溶于水，在同温下，碳酸钠溶解度大于碳酸氢钠。（2）碳酸钠和碳酸氢钠的水溶液均呈碱性，相同浓度时，碳酸钠水溶液的PH比碳酸氢钠的大。可用此性质鉴别碳酸钠和碳酸氢钠。（3）碳酸钠稳定受热难分解，碳酸氢钠受热易分解。常用此性质除去碳酸钠中混有的碳酸氢钠杂质，也可用此性质鉴别碳酸钠和碳酸氢钠。（4）与盐酸反应，相同条件下放出CO2的速度NaHCO3比Na2CO3 快。相同物质的量的碳酸钠和碳酸氢钠耗酸量碳酸钠大于碳酸氢钠，但放出的CO2的量相同；相同质量的碳酸钠和碳酸氢钠耗酸量碳酸钠大于碳酸氢钠，放出的CO2的量碳酸氢钠大于碳酸钠。反应的离子方程式：CO32—＋2H＋CO2↑＋H2O，HCO3—＋H＋CO2↑＋H2O（5）碳酸钠与碳酸反应，碳酸氢钠与碳酸不反应。常用此性质除去碳酸氢钠中混有的碳酸钠杂质。反应的离子方程式：CO32—＋H2O＋CO22HCO3—（6）碳酸钠与NaOH不能反应，碳酸氢钠与NaOH反应。常用此性质除去碳酸氢钠中混有的碳酸钠杂质。反应的离子方程式：HCO3—＋OH－H2O＋CO32—（7）碳酸钠与CaCl2反应，碳酸氢钠与CaCl2不反应。可用此性质鉴别碳酸钠和碳酸氢钠。反应的离子方程式：Ca2＋＋CO32—CaCO3↓例题3、下列说法正确的是。①用澄清石灰水鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液②装置用于干燥NaHCO3③将稀盐酸滴入碳酸钠与氢氧化钠混合溶液，立即产生气泡④用热的烧碱溶液洗去油污，是因为Na2CO3可直接与油污反应⑤1L0.1mol·L－1的NaHCO3溶液中HCO3－和CO32－离子数之和为0.1NA⑥碳酸氢钠受热分解实验装置如下：⑦NaHCO3溶液中加足量Ba(OH)2溶液的离子方程式：HCO＋Ba2＋＋OH－===BaCO3↓＋H2O⑧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⑨向含有CaCO3沉淀的水中通入CO2至沉淀恰好溶解，再向溶液中加入NaHCO3饱和溶液，又有CaCO3沉淀生成⑩向Na2CO3饱和溶液中通入CO2，有NaHCO3结晶析出【解析】Na2CO3和NaHCO3溶液均与Ca(OH)2反应生成CaCO3沉淀，①错误；碳酸氢钠受热易分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，不能用该装置干燥碳酸氢钠，②错误；氢氧化钠是强碱，碳酸钠是盐，因此盐酸首先中和氢氧化钠，然后再与碳酸钠反应生成碳酸氢钠和氯化钠，最后盐酸与碳酸氢钠反应放出CO2，③错误；纯碱是强碱弱酸盐水解使溶液显碱性，升高温度促进盐的水解，使溶液的碱性更强，因此用热的纯碱溶液可以更好地洗去油污，而不是碳酸钠与油污直接发生反应，④错误；根据物料守恒可知1L0.1mol·L－1的NaHCO3 溶液中H2CO3、HCO3－和CO32－离子数之和为0.1NA，⑤错误；碳酸氢钠受热分解为固体加热制气体，为防止加热过程中生成的水倒流炸裂试管，试管口应略向下倾斜，与题给装置不符，⑥错误；少量物质系数为“1”，化学方程式为NaHCO3＋Ba(OH)2=BaCO3↓＋NaOH＋H2O，其离子反应方程式HCO3－＋Ba2＋＋OH－=BaCO3↓＋H2O，⑦正确；假设二者都是1g，则n(NaHCO3)＝n(CO2)＝mol，n(Na2CO3)＝n(CO2)＝mol，⑧正确；CaCO3与CO2反应生成Ca(HCO3)2,再加入NaHCO3是没有现象的，⑨错误；向Na2CO3饱和溶液中通入CO2发生的反应为：Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3↓，由于NaHCO3的溶解性较小，故有结晶析出，⑩正确。【答案】⑦⑧⑩[易错提醒](1)Na2CO3、NaHCO3的鉴别①固体的鉴别用加热法：产生使澄清石灰水变浑浊的气体的是NaHCO3固体。②溶液的鉴别可用沉淀法、气体法和测pH法。a．沉淀法：加入BaCl2溶液或CaCl2溶液，产生沉淀的是Na2CO3溶液。b．气体法：滴入稀盐酸，立即产生气泡的是NaHCO3溶液。c．测pH法：用pH试纸测相同浓度的稀溶液，pH大的是Na2CO3溶液。(2)Na2CO3、NaHCO3的除杂序号混合物(括号内为杂质)除杂方法①Na2CO3(s)(NaHCO3)加热法②NaHCO3(aq)(Na2CO3)通入足量CO2③Na2CO3(aq)(NaHCO3)滴加适量NaOH溶液考点四碱金属及焰色反应1.碱金属元素原子结构元素性质单质性质化合物性质相似性最外层均1个电子均为活泼金属元素，最高正价均为+1价均具强还原性，均具轻、软、易熔的特点氢氧化物都是强碱递变性核电荷数依次增多，电子层数依次增多，原子半径依次增大失电子能力依次增强，金属性依次增强还原性依次增强，密度趋向增大，熔沸点依次降低，硬度趋向减小氢氧化物的碱性依次增强 2.焰色反应许多金属或它们的化合物在燃烧时火焰呈特殊的颜色，这在化学上叫做焰色反应，是一种物理变化，是元素的性质而不仅属化合物。钠是黄色；钾是紫色（透过蓝色钴玻璃）；钙是砖红色。（1）焰色反应原理：电子在原子核外不同的轨道上运动，当其受热时，处在能量较低轨道的电子会吸收能量从低能级跃迁到能量较高的轨道。这些处于高能量轨道的电子不稳定，又会跃迁到能量较低的轨道，并释放出能量，这些能量以一定波长的光的形式释放。而且不同的元素产生不同波长的光，故此原理常用于光谱分析。按此理论，任何元素的原子灼烧时都应呈现一定的焰色，但我们所说的焰色实际为可见光，故只有部分金属元素才有特殊的焰色。焰色反应指的是元素的性质，相应金属不管是离子还是单质灼烧时都会呈现其焰色。做焰色反应的实验时应注意：①火焰本身尽可能无色，②铂丝要洁净，③焰色反应鉴定物质的方法，一般是在其他化学方法无效时才采用。（2）焰色反应的操作步骤：铂丝放在酒精灯上灼烧至与铂的原来颜色相同；蘸取待测溶液；在酒精灯上灼烧，观察焰色；用稀盐酸洗净铂丝，在酒精灯上灼烧。例题4、下列说法正确的是。①碱金属的单质都能在空气中稳定存在②碳酸钾溶液的pH＜7③用电解铯盐溶液的方法制金属铯④随核电荷数的增加，碱金属单质的熔点逐渐降低，密度逐渐增大⑤碱金属单质的金属性很强，均易与Cl2、O2、N2等发生反应⑥Cs2CO3加热时不能分解为CO2和Cs2O⑦无水硫酸铯的化学式为Cs2SO4，它不易溶于水⑧碱金属钫的氢氧化物的化学式为FrOH，FrOH是一种极强的碱⑨灼烧白色粉末，火焰成黄色，证明原粉末中有Na＋，无K＋⑩氢化铷与水反应可放出氢气，氢化铷与水反应时水是还原剂【解析】碱金属单质易与空气中的O2、H2O发生反应，①错误；K2CO3水解使溶液pH＞7，②错误；铯易与H2O反应，不能用电解铯盐溶液的方法制取，③错误；钾的密度小于钠的密度，④错误；碱金属中除锂外，均不与N2直接反应，⑤错误；由Na2CO3加热不分解，可得出Cs2CO3加热也不分解，⑥正确；少Cs与Na同为碱金属元素，性质相似，由Na2SO4易溶于水，可得出Cs2SO4也易溶于水，⑦错误； 根据同主族元素性质的递变规律，从金属锂到金属钫随原子序数的递增，原子半径逐渐增大，元素的金属性逐渐增强，最高价氧化物对应的水化物的碱性逐渐增强，⑧正确；钠的焰色反应为黄色，可掩盖钾的火焰的紫色，⑨错误；由反应RbH＋H2O===RbOH＋H2↑可知，水中氢元素的化合价由＋1价降低为0价，水作氧化剂，而RbH中氢元素的化合价升高，由－1价变为0价，RbH作还原剂，⑩错误。【答案】⑥⑧[易错提醒](1)碱金属的密度一般随核电荷数的增大而增大，但钾的密度比钠的小。（2）碱金属一般都保存在煤油中，但由于锂的密度小于煤油的密度而将锂保存在石蜡中。（3）碱金属跟氢气反应生成的碱金属氢化物都是离子化合物，其中氢以H－形式存在，显－1价，碱金属氢化物是强还原剂。【课时练习】1．中国科学家以二氧化碳为碳源，在470℃、80Mpa下与金属钠反应合成出金刚石。下列说法不正确的是A．金属钠在反应中作还原剂B．反应中生成的氧化产物为Na2O2C．二氧化碳转变为金刚石发生的是还原反应D．钠被氧化最终生成碳酸钠2．下列对金属钠的叙述正确的是A．少量金属钠应该保存在煤油中B．金属钠在空气中燃烧，生成Na2OC．火灾现场有大量金属钠存放时，可用水灭火D．将一小粒金属钠放入硫酸铜溶液中，可置换出铜3．下列对于过氧化钠的叙述中，正确的是A．Na2O2与CO2反应，Na2O2为氧化剂，CO2为还原剂B．Na2O2与H2O反应，每消耗1个Na2O2，反应中转移2个电子C．将62gNa2O和78gNa2O2分别投入同质量的水中，所得溶液的溶质质量分数相同D．Na2O2属于碱性氧化物4．关于Na2O2的说法正确的是A．Na2O2与SO2的反应和与CO2的反应类似，生成Na2SO3和O2B．Na2O2投入酚酞溶液中，有气体产生且最终溶液变红C．Na2O2中阴、阳离子的个数比为1:1 D．Na2O2与水反应，Na2O2既是氧化剂，又是还原剂5．不能用来鉴别Na2CO3和NaHCO3两种固体的操作是A．分别加热这两种固体物质，并将生成的气体通入澄清的石灰水中B．分别在这两种物质的溶液中，加入氯化钙溶液C．分别在这两种固体中，加入同浓度的稀盐酸D．分别在这两种物质的溶液中，加入少量澄清的石灰水6．以下关于锂、钠、钾、铷、铯的叙述正确的是①氢氧化物中碱性最强的是CsOH；②单质熔点最高的是铯；③与O2反应均可得到多种氧化物；④它们的密度依次增大；⑤其单质的还原性依次增强；⑥它们对应离子的氧化性依次增强；⑦单质与水反应的剧烈程度依次增加；A．②③④⑥B．①③⑥C．①⑤⑦D．②④⑦7．下列实验操作正确的是实验操作A观察钠与水反应的现象用镊子从煤油中取出钠，切下豆绿大小的钠，放入装满水的烧杯中B检验NaHCO3与Na2CO3溶液用小试管分别取少量溶液，然后滴加澄清石灰水C证明Na2O2与CO2反应是放热反应棉花包裹的Na2O2放入充满CO2的集气瓶中，棉花燃烧说明是放热反应D检验Na2CO3与K2CO3溶液用铂丝分别蘸取溶液，在酒精灯外焰上灼烧，直接观察火焰的颜色8．下表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及两者间是否具有因果关系的判断都正确的是选项陈述Ⅰ陈述Ⅱ判断A纯碱可用于治疗胃溃疡纯碱可与盐酸反应Ⅰ对，Ⅱ对，有BCO2中的少量HCl杂质可将气体通入饱和Na2CO3溶液除去Na2CO3可与HCl反应Ⅰ对，Ⅱ错，无 CNa2CO3溶液中混有少量NaHCO3杂质，可加入适量NaOH除去NaHCO3可与NaOH反应生成Na2CO3Ⅰ对，Ⅱ对，有D向饱和Na2CO3溶液中通入CO2气体，有白色晶体析出NaHCO3难溶于水Ⅰ对，Ⅱ对，有9．用如图所示实验装置进行相关实验探究，其中装置不合理的是A．鉴别纯碱与小苏打B．证明Na2O2与水反应放热C．证明Cl2能与烧碱溶液反应D．探究钠与Cl2反应10．用中子轰击X原子产生α粒子(即氮核He)的核反应为：X+n→Y+He。已知元素Y在化合物中呈+1价。下列说法正确的是A．H3XO3可用于中和溅在皮肤上的NaOH溶液B．Y单质在空气中燃烧的产物是Y2O2C．X和氢元素形成离子化合物D．6Y和7Y互为同素异形体11．NaH是有机合成中用途很广泛的物质。已知NaH遇水蒸气剧烈反应，某小组设计如图实验装置制备NaH，下列说法正确的是（）A．安全漏斗的作用是“液封”B．装置A中的试剂是稀硝酸和粗锌C．装置B中的试剂是NaOH溶液 D．实验开始后先点燃C处酒精灯，再启动A中反应12．中国努力争取2060年前实现碳中和。利用NaOH溶液喷淋捕捉空气中的CO2，反应过程如图所示。下列说法错误的是A．捕捉室中NaOH溶液喷成雾状有利于吸收CO2B．环节a中物质分离的基本操作是过滤C．反应过程中CaO和NaOH是可循环的物质D．高温反应炉中的物质是Ca(HCO3)213．有一含NaCl、Na2CO3·10H2O和NaHCO3的混合物，某同学设计如图所示的实验装置，通过测量反应产生的CO2和H2O的质量，来确定该混合物中各组分的质量分数。(1)实验步骤：①按图(夹持仪器未画出)组装好实验装置后，首先进行的操作是______。②称取样品，并将其放入硬质玻璃管中，称量装浓硫酸的洗气瓶C的质量和装碱石灰的U形管D的质量。③打开活塞K1、K2，关闭K3，缓缓鼓入空气数分钟，其目的是______。④关闭活塞K1、K2，打开K3，点燃酒精灯加热至不再产生气体。装置B中发生反应的化学方程式为______、______。⑤打开活塞K1，缓缓鼓入空气数分钟，然后拆下装置，再次称量洗气瓶C的质量和U形管 D的质量。(2)关于该实验方案，请回答下列问题。①若加热反应后不鼓入空气，对NaCl质量测定结果的影响是______。(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。②E处干燥管中盛放的药品是碱石灰，其作用是______，如果实验中没有该装置，则会导致测量结果NaHCO3的质量______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。③若样品质量为wg，反应后C、D装置增加的质量分别为m1g、m2g，则混合物中Na2CO3·10H2O的质量分数为______(用含w、m1、m2的代数式表示)。14．过碳酸钠(Na2CO4)是化工上常用的漂白剂和氧化剂，该产品中常常含有纯碱杂质，实验室在常温常压下利用如图所示装置测定过碳酸钠样品的纯度。已知：常温常压下，气体摩尔体积约为24.5L·mol-1；实验过程中取mg样品。回答下列相关问题：(1)仪器A的名称为_______。(2)过碳酸钠易溶解于水，可以与酸反应生成两种气体，写出过碳酸钠与过量的稀硫酸反应的离子反应方程式：_______。(3)实验过程中使用电磁搅拌的目的是_______。(4)气体生成结束后，水准管中的液面会高于量气管中的液面，此时需要将水准管慢慢向下移动，则量气管中的液面会_______(填“上升”或“下降”)。(5)最终测量反应生成氧气的体积为Vml，用m、V表示的样品的纯度(质量分数)为_______。(6)下列实验操作，可能会造成测定误差，若使用仪器B代替仪器A，则测定的纯度会_______(填“偏高”、“偏低”或“无影响”，下同)；反应结束后，没有调节水准管与量气管的液面就直接读取量气管中的气体体积，则测定的纯度会_______。15．纯碱是玻璃、制皂、造纸、纺织和漂染等工业的基本原料。Ⅰ.世界最早工业生成纯碱的方法是路布兰（N.Leblanc）法，其流程如图： （1）流程Ⅰ的反应是___反应（填“氧化还原”或“非氧化还原"），流程Ⅱ的反应是分步进行的，a.Na2SO4（s）与过量木炭反应生成Na2S（s）；b.Na2S（s）与石灰石发生复分解反应生成Na2CO3，a步的反应化学方程式为___。Ⅱ.19世纪60年代后生产纯碱的路布兰法被索尔维（E.Solvay）氨碱法所取代，其生产流程如图：（2）氨碱法中加入NH3的主要作用是___。（3）与路布兰法相比，氨碱法的优点有___。（写出一条即可）Ⅲ.1939年候德榜首先提出并自行设计了联合制碱法——利用合成氨工业上的NH3和CO2和NaCl为原料生产纯碱。（4）侯德榜制碱法的关键还在于对从反应后的混合物中分离出NaHCO3后所得溶液的处理：在溶液中加入NaCl固体并通入NH3，并在___（填温度范围）下析出NH4Cl。表1不同温度下NaCl和NH4Cl的溶解度数据（g/100g水）0℃10℃20℃30℃40℃NaCl35.735.836.036.336.6NH4Cl29.433.337.241.445.816．硼氢化钠(NaBH4)广泛用于化工生产，常温下能与水反应，易溶于异丙胺(沸点为33℃)。工业上可用硼镁矿(主要成分为Mg2B2O5·H2O，含少量杂质Fe3O4)制取NaBH4，其工艺流程如下： 回答下列问题：(1)NaBH4的电子式为________。(2)碱溶时Mg2B2O5发生反应的化学方程式是________。(3)滤渣的成分是________。(4)高温合成中，加料之前需将反应器加热至100℃以上并通入氩气，该操作的目的是____________________，原料中的金属钠通常保存在________中，实验室取用少量金属钠用到的实验用品有________、玻璃片和小刀。(5)操作2的名称为________。流程中可循环利用的物质是________。(6)NaBH4常用作还原剂，H2也是常见的还原剂。与相同氧化剂反应时，1gNaBH4的还原能力相当于________gH2的还原能力(B元素化合价不变，氧化产物中氢元素化合价相同，计算结果保留两位小数)。参考答案1.B【解析】A．金属钠和二氧化碳反应生成金刚石，反应中碳元素化合价降低、钠元素化合价升高，钠作还原剂，故A正确；B．金属钠和二氧化碳的反应中碳元素化合价降低、钠元素化合价升高，生成的氧化产物不可能是Na2O2，故B错误；C．二氧化碳转变为金刚石，碳元素化合价降低，二氧化碳发生还原反应，故C正确；D．钠与二氧化碳反应生成金刚石和氧化钠，氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠，故D正确。2．A【解析】A．钠易和水、氧气反应，钠的密度大于煤油，且和煤油不反应，所以少量钠能保存在煤油中，故A正确；B．钠在空气中燃烧生成Na2O2，故B错误；C．钠燃烧生成过氧化钠，过氧化钠和水、二氧化碳反应生成氧气，促进钠燃烧，故C错误； D．将一小粒金属钠放入硫酸铜溶液中，Na先和水反应生成的氢氧化钠，再与硫酸铜生成氢氧化铜蓝色沉淀和硫酸钠，置换不出铜，故D错误。3．C【解析】A．Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2，其中Na2O2既属于氧化剂又属于还原剂，A错误；B．Na2O2与H2O反应每消耗1个Na2O2，反应中转移1个电子，B错误；C．将62gNa2O和78gNa2O2分别投入同质量的水中，反应化学反应方程式分别为：Na2O+H2O=2NaOH，2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，由方程式可知，生成溶质的物质的量相等，则溶质的质量相等，反应后两溶液的质量也相等，则两溶液溶质质量分数相等，故C正确；D．D【解析】A．Na2O2具有强氧化性，能将SO2氧化生成Na2SO4，故A错误；B．Na2O2投入酚酞溶液中，与水反应生成氧气，但是Na2O2具有强氧化性，能漂白有色物质，故最终溶液呈无色，故B错误；C．Na2O2由钠离子和过氧根离子()构成，阴、阳离子的个数比为1:2，故C错误；D．Na2O2与水反应，该反应中Na2O2既是氧化剂，又是还原剂，故D正确。5．D【解析】A．Na2CO3受热不分解，而NaHCO3受热分解生成的气体通入澄清的石灰水中能使石灰水变浑浊，可以鉴别，故A不选；B．Na2CO3与CaCl2溶液作用产生CaCO3沉淀，而NaHCO3则不与CaCl2溶液反应，无沉淀产生，也可以鉴别，故B不选；C．向Na2CO3中逐滴加少量盐酸时，无气体产生，当盐酸加入较多时，可产生气体，而向NaHCO3中加入同浓度盐酸，则迅速产生气体，可以通过产生气体的快慢加以鉴别，故C不选；D．Na2CO3和NaHCO3均可与澄清石灰水反应产生沉淀，现象相同，无法鉴别，故D选。6．C【解析】①同主族元素从上到下金属性依次增强，形成的氢氧化物碱性逐渐增强，氢氧化物中碱性最强的是CsOH，故①正确；②碱金属从上到下单质的熔沸点依次降低，单质熔点最高的是Li，故②错误；③锂与O2反应只得到Li2O，不能生成多种氧化物，故③错误；④碱金属元素的单质密度从上至下有依次增大的趋势，但ρ(Na)＞ρ(K)，故④错误；⑤碱金属原子从上至下失电子能力依次增强，其单质的还原性依次增强，故⑤正确；⑥碱金属元素从上到下金属性依次增强，它们对应离子的氧化性依次减弱，故⑥错误； ⑦碱金属从上到下金属性依次增强，则单质与水反应的剧烈程度依次增加，故⑦正确；综上所述，叙述正确的是①⑤⑦，故答案为C。7．C【解析】A．应将钠表面的煤油用滤纸吸干且烧杯中不能装满水，操作不规范，A项错误；B．分别向NaHCO3与Na2CO3溶液中滴加澄清石灰水，都有白色沉淀产生，无法鉴别，可滴加氯化钡溶液加以鉴别，B项错误；C．Na2O2与CO2反应生成氧气，棉花燃烧说明温度达到了其着火点，能证明Na2O2与CO2的反应是放热反应，C项正确；D．观察钾的焰色反应要透过蓝色钴玻璃，D项错误。8．C【解析】A．碳酸钠能够与盐酸反应，但是碳酸钠碱性较强，具有腐蚀性，不能用于治疗胃酸过多，所以陈述Ⅰ错误，故A错误；B．Na2CO3可与HCl反应，但CO2也可以和Na2CO3反应，所以不能用饱和Na2CO3溶液除去CO2中少量的HCl杂质，故陈述Ⅰ错误，故B错误；C．NaHCO3可与NaOH反应生成Na2CO3和H2O，可用适量的NaOH溶液除去Na2CO3溶液中混有少量有NaHCO3杂质，陈述Ⅰ和陈述Ⅱ都对，故C正确；D．向饱和Na2CO3溶液中通入CO2气体，可发生反应：Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3，由于相同温度下，NaHCO3的溶解度小于Na2CO3的溶解度，所以有NaHCO3晶体析出，陈述Ⅰ对，陈述Ⅱ错误，故D错误。9．A【解析】A．图A可以鉴别纯碱与小苏打，但加热固体的试管口要略微向下倾斜，A符合题意；B．向包有足量Na2O2的脱脂棉中滴入水可以看到脱脂棉温度燃烧，说明脱脂棉温度达到着火点，与产生的氧气构成燃烧的条件而燃烧，可证明Na2O2与水反应放热，B不合题意；C．图C可以看到气球鼓起，则证明Cl2能与烧碱溶液反应，导致锥形瓶中压强减小，C不合题意；D．图D可以看到加热的钠在氯气中剧烈燃烧，发出黄色火焰，产生大量白烟，并用浸有碱液的棉花吸收多余的氯气，故能够探究钠与Cl2反应，D不合题意。10．A【解析】根据核反应为：可知，X的质量数N为4+7-1=10，又因为Y在化合物中呈 价，则推知Y位于IA族，质量数=质子数+中子数，Y的质量数为7，所以得出Y为Li，其质子数p=3，所以X的质子数Z=3+2-0=5，核电荷数=原子序数=核内质子数=5，则推知X属于B元素。A．为硼酸，氢氧化钠溶液具有腐蚀性，若不慎将溶液溅到皮肤上，则需用大量水冲洗，同时涂抹，以中和碱液，A正确；B．Y为Li，在空气中燃烧的产物只有Li2O，B错误；C．X为B，与氢元素会形成BH3或B2H4等硼氢化合物，B元素与H元素以共价键结合，属于共价化合物，C错误；D．和两者的质子数均为3，中子数不同，所以两者互为同位素，D错误。11．A【解析】A．加入液体后，部分液体存于漏斗上部弯管中起液封作用，避免氢气从漏斗中逸出，故A正确；B．硝酸具有强氧化性，与Zn反应不生成氢气，故B错误；C．B是干燥氢气的装置，B中试剂应该为浓硫酸，故C错误；D．先启动A中反应，利用生成的氢气将装置中的空气排出，防止钠与氧气反应，后点燃C处酒精灯，故D错误。12．D【解析】由图可知，捕捉室中氢氧化钠溶液喷雾用于吸收二氧化碳含量高的空气中的二氧化碳，反应得到二氧化碳含量低的空气和碳酸氢钠溶液；环节a为向碳酸氢钠溶液中加入氧化钙，氧化钙与碳酸氢钠溶液反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，过滤得到碳酸钙沉淀和氢氧化钠溶液；高温反应炉中碳酸钙受热分解生成氧化钙和二氧化碳，将二氧化碳收集后储存，环节a得到的氢氧化钠溶液和反应炉中得到的氧化钙可以循环利用。A．捕捉室中氢氧化钠溶液喷成雾状，可以增大与二氧化碳的接触面积，有利于二氧化碳充分反应被吸收，故A正确；B．由分析可知，环节a为向碳酸氢钠溶液中加入氧化钙，氧化钙与碳酸氢钠溶液反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，过滤得到碳酸钙沉淀和氢氧化钠溶液，故B正确；C．由分析可知，环节a得到的氢氧化钠溶液和反应炉中得到的氧化钙可以循环利用，故C正确；D．由分析可知，高温反应炉中碳酸钙受热分解生成氧化钙和二氧化碳，故D错误。13.（1）①检查装置气密性③除去装置中的水蒸气和二氧化碳④2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑、Na2CO3·10H2ONa2CO3+10H2O↑(2)①偏大②防止空气中的CO2 和水蒸气进入D中影响测定结果；偏大③×100%【解析】将混合物加热会产生H2O(g)、CO2等气体，应在C、D中分别吸收，先用浓硫酸吸收水，再用碱石灰吸收二氧化碳，即C中的干燥剂吸水后不能吸收CO2；由D的增重(NaHCO3分解产生的CO2的质量)可求出NaHCO3质量。由C的增重(Na2CO3•10H2O分解产生的H2O及已经知道的NaHCO3分解产生的H2O的质量)可求出Na2CO3•10H2O的质量，从而求出NaCl的质量。为排除空气中成分的干扰，应在实验前想法赶出装置中的空气，关键操作应是赶B中的空气，所以关闭K3，打开K1、K2就成为操作的关键，缓缓通入则是为了赶出效果更好；E中碱石灰可防止外界空气中的H2O(g)、CO2进入装置D影响实验效果，有气体参加的反应，在实验前要先检查装置的气密性。(1)①本实验中需要测定气体的质量，故应首先检验装置的气密性；③装置内有空气，含有水蒸气和二氧化碳，影响反应生成的水蒸气和二氧化碳质量的测定，所以打开活塞K1、K2，关闭活塞K3，通入空气，除去装置中含有水蒸气和二氧化碳，减少误差；④含NaCl、Na2CO3•10H2O和NaHCO3的混合物加热时，NaHCO3分解生成Na2CO3、CO2和H2O，碳酸钠晶体失去结晶水生成Na2CO3，反应的化学方程式为：2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑；Na2CO3·10H2ONa2CO3+10H2O↑；(2)①若加热反应后不鼓入空气，生成的水蒸气和二氧化碳会滞留在装置中，使C、D装置增重减少，碳酸氢钠依据二氧化碳计算，而Na2CO3•10H2O的测定是根据生成水的总质量计算的，则Na2CO3·10H2O和NaHCO3的质量分数测定结果偏小，NaCl的质量分数测定结果偏大；②干燥管中盛放的是碱石灰，是防止空气中的CO2和水蒸气进入影响测定结果，若撤去E装置，得到的二氧化碳质量偏大，则测定的碳酸氢钠的质量偏大；③若样品质量为wg，反应后C、D装置增加的质量分别为m1g、m2g，D装置中增加的质量为二氧化碳的质量，碳酸氢钠分解生成的水蒸气的质量为x。根据反应方程式2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑可知：产生44gCO2会同时产生18gH2O，反应产生CO2的质量是m2 ，则同时产生H2O的质量为g；装置C吸收的是水蒸气，包括NaHCO3分解生成的和Na2CO3·10H2O分解生成的，Na2CO3·10H2O分解生成的水蒸气的质量=m1g-g，设Na2CO3·10H2O的质量为y，根据方程式Na2CO3·10H2ONa2CO3+10H2O↑中物质转化关系可知：286gNa2CO3·10H2O分解产生180gH2O，则产生H2O的质量为m1g-g，消耗的Na2CO3·10H2O的质量为y=g，所以混合物中Na2CO3·10H2O的质量分数为×100%=×100%。14．过碳酸钠(Na2CO4)是化工上常用的漂白剂和氧化剂，该产品中常常含有纯碱杂质，实验室在常温常压下利用如图所示装置测定过碳酸钠样品的纯度。已知：常温常压下，气体摩尔体积约为24.5L·mol-1；实验过程中取mg样品。回答下列相关问题：仪器A的名称为_______。过碳酸钠易溶解于水，可以与酸反应生成两种气体，写出过碳酸钠与过量的稀硫酸反应的离子反应方程式：_______。实验过程中使用电磁搅拌的目的是_______。气体生成结束后，水准管中的液面会高于量气管中的液面，此时需要将水准管慢慢向下移动，则量气管中的液面会_______(填“上升”或“下降”)。最终测量反应生成氧气的体积为Vml，用m、V表示的样品的纯度(质量分数)为_______。 下列实验操作，可能会造成测定误差，若使用仪器B代替仪器A，则测定的纯度会_______(填“偏高”、“偏低”或“无影响”，下同)；反应结束后，没有调节水准管与量气管的液面就直接读取量气管中的气体体积，则测定的纯度会_______。14.(1)恒压分液漏斗(2)2CO+4H+=2CO2↑+O2↑+2H2O(3)使反应能够充分进行，使生成的氧完全逸出，减少实验误差(4)下降(5)(6)偏高；偏低【解析】(1)仪器A为带有导管可平衡内外压强的分液漏斗，所以名称为恒压分液漏斗；(2)过碳酸钠易溶解于水，可以与酸反应生成CO2和O2两种气体，所以过碳酸钠与过量的稀硫酸反应的离子反应方程式：2CO+4H+=2CO2↑+O2↑+2H2O；(3)为使三颈烧瓶内的硫酸与过碳酸钠完全反应，实验过程中使用电磁搅拌，目的是使反应能够充分进行，使生成的氧气完全逸出，减少实验误差；(4)气体生成结束后，水准管中的液面会高于量气管中的液面，此时需要将水准管慢慢向下移动，则量气管中的液面会下降，原因是当水准管慢慢向下移动时，则量气管中气体的压强会变小，气体体积则会变大，所以量管中液面会下降；(5)由反应可建立如下关系式：2Na2CO4→O2最终测量反应生成氧气的体积为Vml，用m、V表示的样品的纯度(质量分数)为x，，；(6)若使用仪器B代替仪器A，稀硫酸滴入三颈烧瓶后，使烧瓶内非气体体积增大，气体被排出烧瓶的体积增大，量气管内被排出的液体体积增大，则测定的纯度会偏高；反应结束后，没有调节水准管与量气管的液面就直接读取量气管中的气体体积，量气管内读出的气体体积偏小，则测定的纯度会偏低。15.（1）非氧化还原；Na2SO4+4CNa2S+4CO↑（2）NH3与水反应使溶液显碱性，增大CO2的溶解量和HCO的浓度（3）原料利用充分、成本较低、对设备腐蚀小（4）0～10℃【解析】（1）流程Ⅰ利用高沸点酸制挥发性酸原理，氯化钠与浓硫酸混合加热生成硫酸钠和氯化氢，反应中没有化合价变化，属于非氧化还原反应；a步的反应为硫酸钠与碳在1000℃条件下反应生成硫化钠和一氧化碳，反应是化学方程式为Na2SO4+4CNa2S+4CO↑； （2）氨气的溶解度大于二氧化碳，先通入氨气，氨气与水反应使溶液显碱性，能够增大二氧化碳的溶解量，增大碳酸氢根离子的浓度，便于碳酸氢钠晶体析出；（3）与路布兰法相比，氨碱法的优点有原料利用充分、成本较低、对设备腐蚀小；（4）由题给溶解度可知，0～10℃NH4Cl低温下溶解度比较小，有利于NH4Cl晶体析出，以防止析出其他晶体。16.(1)(2)Mg2B2O5＋2NaOH＋H2O=2NaBO2＋2Mg(OH)2(3)Fe3O4和Mg(OH)2(4)除去反应器中的水蒸气和空气；煤油；镊子、滤纸(5)蒸馏；异丙胺(6)0.21【解析】硼镁矿(主要成分为Mg2B2O5·H2O，含少量杂质Fe3O4)中的Fe3O4不溶于NaOH溶液，过滤后形成滤渣，得到的NaBO2经过结晶得到的Na2B4O710H2O，脱水后生成Na2B4O7，Na2B4O7在钠和氧气条件下与二氧化硅反应生成NaBH4和硅酸钠，用异丙胺溶解生成的NaBH4，除去硅酸钠，通过蒸馏分离得到NaBH4，以此解答。(1)NaBH4的电子式为；(2)由流程图可知，碱溶时Mg2B2O5与NaOH反应转化为NaBO2，发生反应的化学方程式为Mg2B2O5＋2NaOH＋H2O=2NaBO2＋2Mg(OH)2；(3)硼镁矿中Fe3O4不溶于浓NaOH溶液，以滤渣的形式析出，另外，碱溶时生成的Mg(OH)2也以滤渣的形式析出，所以滤渣的成分为Mg(OH)2和Fe3O4；(4)Na的性质活泼，能与水和空气中的氧气反应，结合题干中硼氢化钠在常温下能与水反应，所以加料前须先排除水蒸气和空气的干扰；原料金属钠通常保存在煤油中，实验室取用少量金属钠用到的实验用品有镊子、滤纸、玻璃片和小刀；(5)NaBH4易溶于异丙胺且异丙胺的沸点低，结合流程图可知，操作2是蒸馏NaBH4的异丙胺溶液，回收异丙胺，异丙胺可循环利用；(6)NaBH4和H2作还原剂时氧化产物中氢元素都为+1价，NaBH4作还原剂氢元素由-1价→+1价，H2作还原剂氢元素由0价→+1价，1gNaBH4作还原剂转移的电子的物质的量为=0.21mol，转移电子的物质的量为0.21mol时消耗H2的质量为 =0.21g，则1gNaBH4的还原能力相当于0.21gH2的还原能力。