钠及其化合物专题讲座

2024年2月18日发(作者：)

第4讲 钠及其化合物

1.将一小粒钠投入下列溶液中,能产生气体和沉淀的是( )

2

C.H2SO4 2

解析:钠投入水中发生反应2Na+2H2O＝2NaOH+H2↑,产生的NaOH与CuCl2反应:CuCl2+2NaOH＝Cu(OH)2↓+2NaCl,产生H2气体和Cu(OH)2沉淀,答案为D｡

答案:D

+2.下列关于Na的叙述正确的是( )

A.不能独立存在 B.比钠原子活泼

C.要保存在煤油中 D.具有强还原性

+解析:根据整体溶液显电中性可知,有Na肯定有阴离子,不能独立存在｡单质钠具有强还原性,保存在煤油中｡

答案:A

3.(2010·江西模拟)将4.3 g钠与1.6 g硫粉迅速混合起来,并放在石棉网上加热,反应后生成的固体是( )

A.白色固体 B.硫与硫化钠

C.过氧化钠与硫化钠 D.氧化钠与硫化钠

解析:在加热条件下,钠既能与硫化合生成Na2S,也能与空气中的氧气反应生成Na2O2,而钠又是过量的,所以除生成Na2S外还有Na2O2生成,故答案为C｡

答案:C

4.如图所示装置,试管b中盛有水,气球a中盛有干燥的Na2O2颗粒,U形管中注有浅红色的水,将气球用橡皮筋紧缚在试管口｡实验时将气球a中的Na2O2抖落到试管b的水中,下列叙述的现象正确的是( )

A.U形管内红水褪色 B.试管内溶液变红

C.气球a被吹大膨胀 D.U形管水位不变

解析:Na2O2抖落到试管b的水中后发生以下反应:2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑｡该反应产生的O2使气球a膨胀,放出的热量使锥形瓶中气体膨胀,导致U形管c端水位下降,d端水位上升｡

答案:C

5.下列有关NaHCO3和Na2CO3性质的比较中,正确的是( )

A.热稳定性:Na2CO3

1

B.常温时在水中的溶解度:Na2CO3

C.等质量的NaHCO3和Na2CO3与足量稀盐酸反应产生CO2的量:Na2CO3

D.等物质的量的NaHCO3和Na2CO3与足量稀盐酸反应,NaHCO3放出的CO2多

答案:C

6.在一定条件下,将钠与氧气反应的生成物1.5 g溶于水,所得溶液恰好能被80 mL浓度为0.50 mol/L的HCl溶液中和,则该生成物的成分是( )

2O 2O2

2O和Na2O2 2O2和NaO2

-3解析:根据题给条件n(Na)=n(NaOH)=n(HCl)=80×10L×0.50 mol/L=0.04 mol,若生成物为Na2O,其质量为11×0.04 mol×62 g/mol=1.24 g,若生成物为Na2O2,其质量为×0.04

22mol×78 g/mol=1.56 g,而实际生成物的质量为1.5 g,故应该是Na2O和Na2O2的混合物,应选C｡

答案:C

[点评] 本题主要考查考生的计算分析推断能力｡

-1-17.现有25 mL 2 mol·LNa2CO3溶液和75 mL 1 mol·L稀盐酸

(1)将Na2CO3溶液逐滴滴入稀盐酸中;

(2)将稀盐酸逐滴滴入Na2CO3溶液中｡

两操作的现象及结果(标准状况下)( )

A.现象相同,所得气体的体积相等

B.现象相同,所得气体的体积不等

C.现象不同,所得气体的体积相等

D.现象不同,所得气体的体积不等

+解析:n(Na2CO3):n(HCl)=25×2:75×1=2:3>1:2｡对(1)开始就产生CO2,且HCl中的H全变为H2CO3,则n(CO2)=1 n(HCl)=0.037 5 mol｡对(2),开始不产生CO2,当Na2CO3全部转化为2NaHCO3时,再加HCl产生CO2,n(CO2)=(0.075-0.025×2) mol=0.025 mol｡

答案:D

8.(2010·四川威远中学月考)“NaCl+CO2+NH3+H2O＝NaHCO3↓+NH4Cl”是著名的“侯氏制碱法”的重要反应｡下面是4位同学对该反应涉及的有关知识发表的部分见解｡其中不正确的是( )

解析:碳酸氢钠析出后的溶液为饱和碳酸氢钠溶液｡固体溶质只能从饱和溶液中析出｡

答案:C

9.在溶液中加入足量Na2O2后仍能大量共存的离子组是( )

4､Ba､Cl､NO3

2+-2+2+

B.K､AlO2､Cl､SO4

+-2-､Mg､NO3

、､Cl､CO3､SO3

2

+-2-2-

解析:在溶液中加入Na2O2固体,Na2O2首先和水反应生成NaOH和O2｡A中NH4和OH因发-生反应生成NH3·H2O而不共存,C中Ca､Mg､HCO3和OH都不能大量共存,D中SO3具有还2+2+-2-原性,和Na2O2､O2都会发生氧化还原反应,因此答案为B｡

答案:B

10.下列叙述中正确的是( )

A.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

B.向Na2CO3溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸,生成的CO2与原Na2CO3的物质的量之比为1:2

C.等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应,在同温同压下,生成的CO2体积相同

D.向Na2CO3饱和溶液中通入CO2,有NaHCO3结晶析出

解析:向含有CaCO3沉淀的水中通入CO2至沉淀恰好溶解,溶液为Ca(HCO3)2,与加入的NaHCO3饱和溶液不反应,不能生成CaCO3沉淀,A错;向Na2CO3溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸,生成了NaHCO3,不会放出CO2,B错;等质量的NaHCO3和Na2CO3,n(NaHCO3)>n(Na2CO3),分别与足量盐酸反应,在同温同压下,NaHCO3生成的CO2体积大,C错;同温度下,NaHCO3的溶解度小于Na2CO3的溶解度,所以将CO2通入饱和Na2CO3溶液时,NaHCO3会结晶析出｡

答案:D

11.(2010·上海卷)将0.4 g NaOH和1.06 g Na2CO3混合并配成溶液,向溶液中滴加0.1

-1mol•L稀盐酸｡下列图象能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系的是( )

解析:本题考查NaOH、Na2CO3的性质,意在考查考生对无机反应原理的分析和图象数据的-+2-+处理能力｡向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加盐酸,发生反应:OH+H＝H2O､CO3+H＝HCO3、HCO3 +H+＝H2O+CO2↑,则开始产生CO2时消耗的n(HCl)=n(NaOH)+n(Na2CO3)=0.41.060.02mol =0.02(mol),V(HCl)= =0.2 L,产生CO2401060.1moloL1

3

的最大物质的量为n(CO2)=n(Na2CO3)=加盐酸不再产生CO2,总共消耗的1.06 =0.01(mol),当NaOH、Na2CO3完全反应时,继续滴1060.03mol =0.3 L,C项正确｡

0.1mol/Ln(HCl)=n(NaOH)+2n(Na2CO3)=0.03(mol),V(HCl)=答案:C

12.(2010·广西桂林市高三期末摸底考试)把一定量的Na2O2和NaHCO3混合粉末分为两等份,将其中一份加入到100 mL稀盐酸中恰好完全反应,生成干燥的气体2.24 L(标准状况),再将此气体通入到另一份混合物中,充分反应后,气体减少为2.016 L(标准状况),则原混合粉末中Na2O2和NaHCO3的物质的量之比及原稀盐酸的物质的量浓度可能是( )

Na2O2和NaHCO3的物质的量之比

原稀盐酸的物质的量浓度(mol/L)

A

8:1

3.4

B

9:2

1.1

C

1:8

1.8

D

2:9

2.3

解析:由题目数据知,CO2､O2共为0.1 mol,通过固体混合物后气体减少为0.09 mol,由反应2Na2O2+2CO2＝2Na2CO3+O2可求得n(CO2)=0.02 mol,则0.1 mol混合气体中含有0.08 mol

O2,n(NaHCO3)=n(CO2)=0.02 mol,由2Na2O2~O2知,n(Na2O2)=0.16 mol,n(Na2O2):n(NaHCO3)=0.16

mol:0.02 mol=8:1｡

答案:A

13.(2010·江西省赣州市高三教学质量检测)工业以NaCl､NH3､CO2等为原料先制得NaHCO3,进而生产出纯碱｡有关反应的化学方程式为:

NH3+CO2+H2O＝NH4HCO3;

NH4HCO3+NaCl＝NaHCO3↓+NH4Cl;

2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O｡

(1)碳酸氢铵与饱和食盐水反应,能析出碳酸氢钠晶体的原因是________(填字母标号)｡

a.碳酸氢钠难溶于水

b.碳酸氢钠受热易分解

c.碳酸氢钠的溶解度相对较小,所以在溶液中首先结晶析出

d.碳酸氢钠的稳定性大于碳酸钠

(2)某活动小组根据上述制碱原理,进行碳酸氢钠的制备实验｡

①一位同学将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠,实验装置如下图所示(图中夹持､固定用的仪器未画出)｡

试回答下列有关问题:

(Ⅰ)乙装置中的试剂是________,其作用是____________________

____________________ ｡

(Ⅱ)丁装置中稀硫酸的作用是____________________ ｡

4

(Ⅲ)实验结束后,分离出NaHCO3晶体的操作是

________(填分离操作的名称),该操作所需要的玻璃仪器有____________________ ｡

②另一位同学用图中戊装置(其他装置未画出)进行实验｡

(Ⅰ)实验时,须先从a管通入________,说明原因

____________________ ｡

(Ⅱ)有同学建议在戊装置的b管下端连接己装置,理由是____________________ ｡

(3)碳酸氢钠受热所得固体12.28 g与足量的石灰水充分反应,所得沉淀经洗涤､干燥质量为12.00 g,则所得固体中碳酸钠的质量分数为________｡

(4)请你再设计出一种实验室制取少量碳酸氢钠的方法:____________________ ｡

解析:(1)碳酸氢铵与饱和食盐水反应,相互交换离子,由于NaHCO3的溶解度相对较小,在溶液中首先结晶析出｡(2)①(Ⅰ)乙装置的作用是净化CO2,选择饱和碳酸氢钠溶液除去HCl｡(Ⅱ)丁装置中稀硫酸的作用是吸收丙中未反应完而挥发出的NH3｡(Ⅲ)由于NaHCO3的溶解度小,从溶液中析出,因此采用过滤的方法分离,需要用到的玻璃仪器为漏斗､玻璃棒､烧杯等｡②(Ⅰ)实验前应先通入NH3,因为NH3的溶解度较大,且碱性溶液有利于CO2的吸收｡(Ⅱ)将CO2通过多孔球泡,能使CO2气体与溶液充分接触,提高吸收率｡(3)设固体中NaHCO3、Na2CO3的物质的量分别为x mol、y mol,则84x+106y=12.28,x+y=的质量分数为12.00,解得x=0.02,y=0.1,故碳酸钠1000.1106×100%=86.3%｡(4)根据题给信息,制取碳酸氢钠可以利用碳酸氢铵12.28与饱和食盐水反应,也可以利用饱和碳酸钠溶液与CO2反应等｡

答案:(1)c

(2)①(Ⅰ)饱和碳酸氢钠溶液 除去CO2中的HCl气体

(Ⅱ)吸收未反应完的NH3

(Ⅲ)过滤 玻璃棒､漏斗､烧杯

②(Ⅰ)氨气 氨气极易溶解于水,能形成较高浓度的溶液,有利于二氧化碳的吸收,生成更多的碳酸氢铵 (Ⅱ)增大气体与溶液的接触面积,提高CO2的吸收率

(3)86.3%(或0.863)

5

(4)用碳酸氢铵与适量饱和食盐水反应(或往烧碱溶液中通入过量CO2;往饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2等｡其他合理方法均可;化学方程式也可｡)

14.某小苏打溶液中含NaHCO3 16.8 g,加入一定质量的不同类型物质X,恰好使溶液中溶质只有Na2CO3,请你填写出X的化学式和质量｡

(1)X为________时,质量为____________________ ｡

(2)X为________时,质量为____________________ ｡

(3)X为________时,质量为____________________ ｡

(4)X为________时,质量为____________________ ｡

解析:n(NaHCO3)=16.8g =0.2 mol

184gomolNaHCO3+NaOH＝Na2CO3+H2O

0.2 mol 0.2 mol

-1m(NaOH)=0.2 mol×40 g•mol=8 g

若NaOH由Na提供:

2Na+2H2O＝2NaOH+H2↑

0.2 mol 0.2 mol

-1m(Na)=0.2 mol×23 g•mol=4.6 g

若NaOH由Na2O提供:

Na2O+H2O＝2NaOH

0.1 mol 0.2 mol

-1m(Na2O)=0.1 mol×62 g•mol=6.2 g

若NaOH由Na2O2提供:

2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑

0.1 mol 0.2 mol

-1m(Na2O2)=0.1 mol×78 g•mol=7.8 g｡

答案:(1)Na 4.6 g (2)Na2O 6.2 g

(3)Na2O2 7.8 g (4)NaOH 8 g

15.将5.0 g碳酸钠､碳酸氢钠和氢氧化钠固体混合物完全溶解于水,配成溶液,然后向该溶液中逐滴加入1.0 mol/L的硫酸,所加入硫酸的体积与产生CO2的体积(标准状况)关系如图所示:

(1)写出从开始加入硫酸到A点所发生反应的离子方程式____________________ ｡

(2)当加入35 mL硫酸时,产生二氧化碳的物质的量为________mol｡

6

(3)计算原混合物中氢氧化钠的质量分数________｡

解析:(1)向碳酸钠､碳酸氢钠和氢氧化钠组成的溶液中逐滴加入硫酸时,首先是NaOH与-+H2SO4发生中和反应:2NaOH+H2SO4＝Na2SO4+2H2O,离子方程式为:OH+H＝H2O,然后是Na2CO3与H2SO4反应生成NaHCO3,离子方程式为:CO3+H＝HCO3,A~B段发生的反应是NaHCO3与H2SO42-+反应生成CO2气体,离子方程式为:HCO3 +H＝CO2↑+H2O｡

+(2)从25~35 mL加入H2SO4 10 mL,所含H的物质的量为:10×10 L×1.0 mol/L×2=0.02

^-+mol,由反应HCO_3+H＝CO2↑+H2O知,生成CO2的物质的量为0.02 mol｡

(3)设混合物中Na2CO3､NaHCO3､NaOH的物质的量分别为x、y、z,由题意得:

+-3106g/molx84g/moly40g/molz5.0g,

xy0.04molxz0.05molx0.02mol解得y0.02mol

z0.03mol即原混合物中NaOH的质量分数为

0.03mol40g/mol×100%=24.0%｡

5.0g答案:(1)OH+H＝H2O CO3+H＝HCO3

-+2-+(2)0.02 (3)24.0%

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