高考總復習優(yōu)化設計GAOKAOZONGFUXIYOUHUASHEJI第1講鈉及其重要化合物第三章2024內(nèi)容索引010203強基礎固本增分探考點精準突破研專項前沿命題強基礎固本增分一、活潑的金屬單質(zhì)——鈉1.鈉的物理性質(zhì)顏色、狀態(tài)密度硬度熔點

色固體,有金屬光澤

密度為0.97g·cm-3,比水小,比煤油

較小,質(zhì)軟較低,97.8℃微點撥實驗室中通常將少量金屬鈉保存在石蠟油或煤油中,以隔絕空氣中的O2和H2O(g)。銀白

大2.鈉的化學性質(zhì)鈉元素在元素周期表中處于第

周期第

族,其原子最外層有1個電子,在反應中易

電子,表現(xiàn)出很強的

性。

(1)與非金屬單質(zhì)的反應

Cl2:

。

三

ⅠA失去還原2Na+O2Na2O22Na+Cl22NaCl(2)與水反應離子方程式為

。

(3)與酸的反應鈉與酸反應的實質(zhì)是鈉與酸電離出的H+發(fā)生置換反應生成H2,離子方程式為

。

微點撥鈉與酸溶液反應時,無論酸是否過量,鈉都不會剩余,且消耗的鈉與產(chǎn)生的氫氣存在定量關系:2Na~H2↑。2Na+2H2O==2Na++2OH-+H2↑2Na+2H+==2Na++H2↑(4)與鹽的反應①與鹽溶液反應鈉不能從鹽溶液中置換出其他金屬單質(zhì)

先考慮鈉與水反應,再考慮生成的NaOH是否與鹽發(fā)生復分解反應。例如,鈉投入CuSO4溶液中,總反應方程式為

。

②與熔融鹽反應例如,高溫下,鈉與熔融TiCl4反應置換出Ti,化學方程式為

。

2Na+2H2O+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑

TiCl4(熔融)+4Na4NaCl+Ti3.鈉的制取和用途(1)制取:采用電解熔融NaCl的方法冶煉金屬鈉:

。

(2)用途2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑易錯辨析(1)室溫下,Na在空氣中發(fā)生緩慢氧化,并最終生成Na2O。(

)(2)高壓鈉燈可用于道路照明。(

)(3)將金屬鈉投入FeCl2溶液中,析出銀白色金屬,溶液顏色變成無色。(

)(4)乙醇、水都可與金屬鈉反應產(chǎn)生氫氣,前者反應比后者緩和得多,則乙醇分子中羥基氫原子比水中羥基氫原子的活潑性弱。(

)√××√二、鈉的氧化物1.氧化鈉和過氧化鈉的比較(寫出反應的化學方程式)化學式Na2ONa2O2電子式_____________

________________氧元素化合價-2-1顏色、狀態(tài)白色固體

色固體

陰、陽離子個數(shù)比1∶21∶2存在化學鍵離子鍵離子鍵和

物質(zhì)類別堿性氧化物過氧化物,不是堿性氧化物淡黃

非極性鍵

化學式Na2ONa2O2與水反應_______________________________________________與CO2反應Na2O+CO2===Na2CO3__________________________與鹽酸反應Na2O+2HCl===2NaCl+H2O_____________________________________________主要用途—供氧劑、漂白劑等Na2O+H2O===2NaOH

2Na2O2+2H2===4NaOH+O2↑

2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O22Na2O2+4HCl===4NaCl+2H2O+O2↑2.從元素化合價角度分析Na2O2的性質(zhì)

(1)Na2O2的強氧化性向硫化氫飽和溶液中加入少量Na2O2,產(chǎn)生淺黃色沉淀:Na2O2+3H2S===S↓+2NaHS+2H2O。(2)Na2O2的還原性在酸性高錳酸鉀溶液中加入適量Na2O2粉末,溶液褪色,并產(chǎn)生無色氣體,Na2O2表現(xiàn)出

性,氧化產(chǎn)物是

。

還原

O2易錯辨析(1)淡黃色的過氧化鈉敞口放置變成白色:2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2;2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑。(

)(2)Na2O2投入品紅溶液中,溶液褪色,體現(xiàn)Na2O2的漂白性。(

)(3)過氧化鈉與CO2反應,生成0.1molO2時,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.4NA。(

)(4)Na2O2投入滴加酚酞的水中,溶液先變紅后褪色,并產(chǎn)生大量無色氣泡。(

)√×√√三、碳酸鈉和碳酸氫鈉1.列表比較碳酸鈉和碳酸氫鈉(寫出反應的離子方程式)化學式Na2CO3NaHCO3俗名

、蘇打

____________顏色、狀態(tài)白色粉末白色晶體溶解性易溶于水易溶于水(溶解度比Na2CO3

)與足量鹽酸反應_______________________________________________________與NaOH反應—___________________________純堿

小蘇打

小

化學式Na2CO3NaHCO3與足量Ca(OH)2溶液反應Ca2++===CaCO3↓____________________________________________與CO2反應______________________—熱穩(wěn)定性較穩(wěn)定,不易分解2NaHCO3

Na2CO3+CO2↑+H2O用途重要的化工原料焙制糕點、治療胃酸過多相互轉(zhuǎn)化Na2CO3

NaHCO32.Na2CO3、NaHCO3在日常生產(chǎn)、生活中的應用(1)Na2CO3是一種非常重要的化工原料,在玻璃、肥皂、合成洗滌劑、造紙、紡織、石油、冶金、食品等工業(yè)中有著廣泛的應用。(2)NaHCO3是焙制糕點所用的發(fā)酵粉的主要成分之一;在醫(yī)療上,它是治療

的一種藥劑(但胃潰瘍病人慎用)。

胃酸過多3.聯(lián)合制堿法——侯氏制堿法(1)制備原料食鹽、氨氣、二氧化碳——合成氨廠用水煤氣制取氫氣時的廢氣;其反應(2)工藝流程

(3)反應原理①產(chǎn)生NaHCO3的反應:

。

②產(chǎn)生Na2CO3的反應:

。

(4)循環(huán)利用:循環(huán)利用的物質(zhì)為

、飽和食鹽水。

NH3+NaCl+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2OCO2易錯辨析(1)NaHCO3受熱分解生成Na2CO3,則熱穩(wěn)定性:Na2CO3>NaHCO3。(

)(2)NaHCO3和Na2CO3都能與胃酸(主要成分為鹽酸)反應,故都可用于治療胃酸過多。(

)(3)飽和食鹽水中先通入CO2,后通入NH3,可析出NaHCO3晶體。(

)(4)除去Na2CO3固體中少量NaHCO3,可將固體加熱至恒重。(

)√××√四、堿金屬

焰色反應1.堿金屬的相似性和遞變性(由Li→Cs)結構與性質(zhì)相似性遞變性(由Li→Cs)原子結構最外層均為

電子

電子層數(shù)逐漸增多;核電荷數(shù)逐漸

;

原子半徑逐漸

元素性質(zhì)都具有較強的

性,最高正價均為

價

金屬性逐漸

1個

增大

增大

金屬+1增強單質(zhì)性質(zhì)物理性質(zhì)(除Cs外)都呈銀白色,密度較小,熔、沸點

密度逐漸增大(鉀反常),熔、沸點逐漸

化學性質(zhì)都具有較強的

性

還原性逐漸

;

與O2反應越來越劇烈,產(chǎn)物越來越復雜較低降低還原增強應用提升

堿金屬的特殊性總結(1)堿金屬的密度一般隨核電荷數(shù)的增大而增大,但鉀的密度比鈉的小。(2)堿金屬一般都保存在煤油中,但由于鋰的密度小于煤油的密度而將鋰保存在石蠟中。(3)堿金屬和氫氣反應生成的堿金屬氫化物都是離子化合物,其中氫以H-形式存在,顯-1價,堿金屬氫化物是強還原劑。(4)鋰和O2反應與鈉不同,反應只生成Li2O,與反應條件、氧氣的量等無關。2.焰色反應(1)定義:很多金屬或它們的化合物在灼燒時都會使火焰呈現(xiàn)特殊顏色,可以判斷試樣所含的金屬元素,化學上把這樣的定性分析操作稱為焰色反應。(2)實驗操作(3)重要元素的焰色

金屬元素鈉鉀(透過藍色鈷玻璃)鈣銅火焰顏色______

________________磚紅色綠色黃色

紫色

易錯辨析(1)加熱時,堿金屬單質(zhì)均與O2反應生成相應的過氧化物。(

)(2)堿金屬單質(zhì)都能與水反應生成相應的堿和H2。(

)(3)做焰色反應實驗前,鉑絲用稀鹽酸清洗并灼燒至與原來的火焰顏色相同。(

)(4)用鉑絲蘸取某鹽溶液灼燒,火焰呈黃色,證明其中含有Na+,一定不含K+。(

)(5)用鉑絲蘸取某鹽溶液灼燒,通過藍色鈷玻璃觀察,火焰呈紫色,證明其中含有K+,一定不含Na+。(

)√×√××探考點精準突破考點一鈉和鈉的氧化物命題解讀新教材變化增加“探究·鈉與水的反應”,涉及預測、實驗、結論等,引導從物質(zhì)組成和氧化還原反應的角度認識鈉及其變化考情透析高頻考點從近幾年高考試題來看,鈉及其氧化物的性質(zhì)和應用仍是高考的命題點。預測考向新的一年高考可能會在選擇題中考查鈉與氧氣反應時的電子轉(zhuǎn)移數(shù)目、鈉與水或乙醇反應的原理、過氧化鈉的電子式、過氧化鈉的性質(zhì)或用途等,題目難度較小?？枷?鈉與酸、堿、鹽溶液的反應1.向分別盛有100mL水、100mL0.1mol·L-1鹽酸、100mL0.01mol·L-1NaOH溶液的X、Y、Z三個燒杯中各投入0.05molNa。下列有關說法正確的是(

)A.三個燒杯中均先發(fā)生的離子反應為2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑B.三個燒杯中鈉均在液面上劇烈反應,且X燒杯中的反應最劇烈C.三個燒杯反應后,溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度相同D.三個燒杯反應后,生成的氣體的質(zhì)量一定相同答案

D

解析

鈉與鹽酸反應時鈉先與H+反應,離子方程式為2Na+2H+===2Na++H2↑,A錯誤;三個燒杯中,Y燒杯中的氫離子濃度最大,反應最劇烈,B錯誤;X燒杯中生成的溶質(zhì)為NaOH,Y燒杯中生成的溶質(zhì)為NaCl、NaOH,Z燒杯中生成NaOH,且Z燒杯中原溶質(zhì)為NaOH,故三個燒杯中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度不同,C錯誤;因向三個燒杯中加入鈉的物質(zhì)的量相同且鈉全部反應完,故生成H2的質(zhì)量相同,D正確。2.將綠豆大的鈉塊投入如圖所示的燒杯中,可能的現(xiàn)象是(

)A.鈉塊只在煤油層中游動,并放出氣體B.鈉塊只在水層中游動,鈉塊熔化,水層變紅C.鈉塊在CCl4層和水層界面處游動并上下跳動,鈉塊熔化,水層變紅D.鈉塊在水層和煤油層界面處游動并上下跳動,鈉塊熔化,水層變紅答案

D

解析

鈉的密度介于煤油和水的密度之間,投入的鈉塊落在二者界面上,鈉的下半部分與水接觸并反應,產(chǎn)生H2推動鈉向上游動,進入煤油層后,反應停止,由于鈉受到的重力大于浮力,隨后鈉塊下沉,又回落到煤油和水的界面上,重復上述過程,故鈉塊在水層與煤油層界面處游動并上下跳動,因反應生成NaOH,滴有少量酚酞的水變紅。3.(2022吉林長春實驗中學模擬)把一小塊金屬鈉放入下列溶液中,說法正確的是(

)A.放入飽和NaOH溶液中:有氫氣放出,恢復至原溫度后溶液的pH增大B.放入稀CuSO4溶液中:有氫氣放出,有紫紅色銅析出C.放入MgCl2溶液中:有氫氣放出,有白色沉淀生成D.放入NH4NO3溶液中:有無色無味氣體放出答案C

解析

飽和NaOH溶液中放入鈉,鈉與水反應消耗水且生成NaOH,從而會有部分NaOH晶體析出,同時生成氫氣,由于溶液仍是飽和NaOH溶液,故溶液的pH不變,A項錯誤;鈉先與水反應生成H2和NaOH,然后生成的NaOH與CuSO4反應生成Cu(OH)2藍色沉淀,B項錯誤;鈉先與水反應生成H2和NaOH,然后生成的NaOH與MgCl2反應生成Mg(OH)2白色沉淀,C項正確;鈉先與水反應生成H2和NaOH并放出熱量,然后生成的NaOH與

反應生成NH3·H2O,NH3·H2O分解產(chǎn)生的氨會與氫氣同時放出,故放出的氣體有刺激性氣味,D項錯誤。歸納總結Na與酸、鹽溶液反應原理分析(1)Na與酸溶液反應:Na與水反應是Na與水電離出的H+反應;酸可電離出H+,即Na與酸溶液的反應是Na與溶液中H+反應,而不是先和水反應生成NaOH后再和酸發(fā)生中和反應。(2)Na與鹽溶液反應:Na與鹽溶液反應現(xiàn)象因鹽的不同而不同。例:①NaHSO4溶液——Na直接與NaHSO4電離出的H+反應;②稀NaCl溶液——只發(fā)生Na與水的反應,有H2產(chǎn)生;③飽和NaCl溶液——有H2產(chǎn)生,同時有NaCl晶體析出;④NH4Cl溶液——同時產(chǎn)生H2和NH3(生成的堿與鹽反應);⑤CuSO4溶液——有H2和藍色沉淀生成(生成的堿與鹽反應)。考向2過氧化鈉與水(或CO2)的反應

4.某實驗小組通過下圖所示實驗,探究Na2O2與水的反應:下列說法正確的是(

)A.②中的大量氣泡的主要成分是氫氣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答案C

解析

②中大量氣泡的主要成分是氧氣,A項錯誤;③中溶液變紅,說明有堿性物質(zhì)生成,B項錯誤;④中紅色褪去,應該是由溶液中的強氧化性物質(zhì)造成的,C項正確;⑤中加入MnO2產(chǎn)生較多氣泡,說明溶液中存在H2O2,MnO2的主要作用是催化作用,D項錯誤。4.某實驗小組通過下圖所示實驗,探究Na2O2與水的反應:下列說法中正確的是(

)A.②中的大量氣泡的主要成分是氫氣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答案

C

解析

②中大量氣泡的主要成分是氧氣,A項錯誤;③中溶液變紅,說明有堿性物質(zhì)生成,B項錯誤;④中紅色褪去,應該是由溶液中的強氧化性物質(zhì)造成的,C項正確;⑤中加入MnO2產(chǎn)生較多氣泡,說明溶液中存在H2O2,MnO2的主要作用是催化劑,D項錯誤。5.對Na2O2與CO2和H2O(g)混合氣體的反應來說,下列說法錯誤的是(

)A.只要參加反應的Na2O2的量一定,反應生成的氧氣的量就一定B.只要混合氣體的總物質(zhì)的量一定,反應所消耗的Na2O2的量就一定C.只要混合氣體的總物質(zhì)的量一定,反應中所轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量就一定D.只要混合氣體的總物質(zhì)的量一定,固體所增加的質(zhì)量就一定答案D

解析

Na2O2與CO2、H2O(g)反應的化學方程式分別為2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O(g)==4NaOH+O2,兩個反應中Na2O2與生成O2的物質(zhì)的量之比都為2∶1,A正確;兩個反應中:2Na2O2~2H2O(g),2Na2O2~2CO2,B正確;根據(jù)化學方程式中的電子轉(zhuǎn)移情況知,C正確;根據(jù)化學方程式知,CO2、H2O(g)與Na2O2反應時,固體增加的質(zhì)量為“CO2”中“CO”的質(zhì)量和“H2O(g)”中“H2”的質(zhì)量,所以當總物質(zhì)的量一定的混合氣體中CO2氣體所占的比例大時,固體所增加的質(zhì)量較大,當H2O(g)所占的比例大時,固體所增加的質(zhì)量較小,D錯誤。6.在一密閉容器中有CO、H2、O2共16.5g和足量的Na2O2,用電火花引燃,使其完全反應,Na2O2增重7.5g,則原混合氣體中O2的質(zhì)量分數(shù)約為(

)A.54.5% B.40%C.36% D.33.3%答案

A

解析

CO、H2、O2完全反應后生成的二氧化碳、水與過氧化鈉反應生成碳酸鈉、氫氧化鈉,所以過氧化鈉固體增重的質(zhì)量等于CO、H2的質(zhì)量,所以原混合氣體中CO、H2的質(zhì)量之和為7.5

g,則O2的質(zhì)量是16.5

g-7.5

g=9.0

g,所以原混合氣體中O2的質(zhì)量分數(shù)是歸納總結Na2O2與CO2、H2O(g)反應的“四大規(guī)律”反應先后規(guī)律從反應結果看,Na2O2與CO2、H2O(g)的混合氣體反應時,可看作Na2O2先與CO2反應,后與H2O(g)反應電子轉(zhuǎn)移關系當Na2O2與CO2、H2O(g)反應時,物質(zhì)的量關系為2Na2O2~O2~2e-,n(e-)=n(Na2O2)=2n(O2)氣體體積的變化關系若CO2、H2O(g)(或二者的混合氣體)通過足量Na2O2,氣體體積的減少量是原來氣體體積的

,等于生成氧氣的量,ΔV=V(O2)=V(混合)固體質(zhì)量的變化關系CO2、H2O(g)分別與足量Na2O2反應時,固體相當于吸收了CO2中的“CO”和H2O(g)中的“H2”,故固體增加的質(zhì)量Δm(CO2)=28g·mol-1×n(CO2),Δm(H2O)=2g·mol-1×n(H2O)考點二碳酸鈉和碳酸氫鈉命題解讀新教材變化將舊教材中“科學探究”拆分成“實驗2-4”(探究Na2CO3和NaHCO3的溶解性)、“實驗2-5”(探究Na2CO3和NaHCO3的熱穩(wěn)定性),在“練習與應用”第6題設置探究Na2CO3性質(zhì)的實驗題考情透析高頻考點有關焰色反應,Na2CO3和NaHCO3的鑒別、除雜及實驗探究仍然是高考命題的熱點。預測考向新的一年高考可能會繼續(xù)考查Na2CO3和NaHCO3的性質(zhì)及轉(zhuǎn)化,特別是侯氏制堿法的原理與實驗考向1Na2CO3、NaHCO3的相互轉(zhuǎn)化與應用1.Na2CO3和NaHCO3是常見的兩種鈉鹽,它們廣泛應用于生產(chǎn)和生活中。下列有關碳酸鈉和碳酸氫鈉的說法不正確的是(

)A.小蘇打能中和胃酸,對胃壁不產(chǎn)生強烈的刺激或腐蝕作用,可用于治療胃酸過多B.NaHCO3能中和面粉發(fā)酵后產(chǎn)生的酸,并且產(chǎn)生二氧化碳氣體,可用于做饅頭C.可以用澄清石灰水來鑒別Na2CO3溶液和NaHCO3溶液D.向Na2CO3飽和溶液中通入CO2氣體,可獲得NaHCO3沉淀答案C

解析

小蘇打與胃酸中的HCl反應生成氯化鈉、水和二氧化碳氣體,反應的化學方程式為NaHCO3+HCl==NaCl+H2O+CO2↑,故A正確;NaHCO3與酸反應生成二氧化碳氣體,NaHCO3遇熱分解生成二氧化碳氣體,形成小孔,使得饅頭松軟多孔,故B正確;Na2CO3和NaHCO3溶液都能與Ca(OH)2反應生成碳酸鈣白色沉淀,所以不能用澄清石灰水來鑒別二者,故C錯誤;相同溫度下,Na2CO3的溶解度大于NaHCO3,所以向Na2CO3飽和溶液中通入CO2氣體可得到NaHCO3沉淀,故D正確。2.現(xiàn)有兩瓶失去標簽的Na2CO3和NaHCO3無色溶液,下列提出的簡便的鑒別方法中不合理的是(

)①取等量的兩種溶液于兩支試管中,加熱,有氣泡產(chǎn)生的是NaHCO3

②取等量的兩種溶液于兩支試管中,逐滴加入稀鹽酸,開始就有氣體放出的是NaHCO3

③取等量的兩種溶液于兩支試管中,滴加稀硫酸,開始就有氣體產(chǎn)生的是NaHCO3

④取等量的兩種溶液于兩支試管中,滴加Ba(OH)2溶液,生成白色沉淀的是Na2CO3A.①② B.②③C.③④ D.①④答案

D

解析

NaHCO3在水溶液中受熱不易分解,加熱Na2CO3和NaHCO3溶液,溶液中溶解的氣體隨溫度升高而逸出,均產(chǎn)生氣泡,①不合理;NaHCO3與酸反應生成CO2,而向Na2CO3溶液中滴加酸,先生成NaHCO3,再與酸反應放出CO2,故開始就有氣體放出的是NaHCO3,②、③合理;Na2CO3和NaHCO3溶液與Ba(OH)2溶液反應,均產(chǎn)生白色沉淀BaCO3,④不合理?？枷?實驗探究侯氏制堿法原理3.實驗室利用下列反應裝置模擬侯氏制堿法制備NaHCO3,反應原理為NH3+CO2+H2O+NaCl==NaHCO3↓+NH4Cl,下列說法錯誤的是(

)A.通過活塞K可控制CO2的流速B.裝置b、d依次盛裝飽和Na2CO3溶液、水C.裝置c中含氨的飽和食鹽水提高了CO2吸收效率D.反應后將裝置c中的錐形瓶浸入冷水充分冷卻,過濾得到NaHCO3晶體答案B

解析

關閉活塞K時,氣體可將球形容器內(nèi)的液體壓入漏斗內(nèi),從而使碳酸鈣脫離液面,反應停止,通過調(diào)節(jié)活塞K可控制CO2的流速,A正確;裝置b的作用是除去二氧化碳中混有的氯化氫,故裝置b內(nèi)應盛裝飽和NaHCO3溶液,B錯誤;裝置c中含氨的飽和食鹽水呈堿性,CO2的溶解度增大,C正確;反應后將裝置c中的錐形瓶浸入冷水,NaHCO3降溫結晶,過濾得NaHCO3晶體,D正確。歸納總結1.Na2CO3和NaHCO3的鑒別方法

2.Na2CO3和NaHCO3的除雜方法序號混合物(后者為雜質(zhì))除雜方法(1)Na2CO3(s)、NaHCO3加熱法(2)NaHCO3(aq)、Na2CO3通入足量CO2(3)Na2CO3(aq)、NaHCO3加入適量NaOH溶液研專項前沿命題實驗探究碳酸鈉質(zhì)量分數(shù)的測定

題型考查內(nèi)容選擇題非選擇題考查知識考查“氣體法”“沉淀法”“滴定法”等測定產(chǎn)品含量,涉及實驗儀器、操作及分析、定量測定及數(shù)據(jù)分析等核心素養(yǎng)科學探究與創(chuàng)新意識例題

碳酸鈉俗稱純堿,是一種重要的化工原料。以碳酸氫銨和氯化鈉為原料制備碳酸鈉,并測定產(chǎn)品中少量碳酸氫鈉的含量。過程如下:步驟Ⅰ.Na2CO3的制備步驟Ⅱ.產(chǎn)品中NaHCO3含量測定①稱取產(chǎn)品2.500g,用蒸餾水溶解,定容于250mL容量瓶中;②移取25.00mL上述溶液于錐形瓶,加入2滴指示劑M,用0.1000mol·L-1鹽酸標準溶液滴定,溶液由紅色變至近無色(第一滴定終點),消耗鹽酸V1mL;③在上述錐形瓶中再加入2滴指示劑N,繼續(xù)用0.1000mol·L-1鹽酸標準溶液滴定至終點(第二滴定終點),又消耗鹽酸V2mL;④平行測定三次,V1平均值為22.45mL,V2平均值為23.51mL。已知:(ⅰ)當溫度超過35℃時,NH4HCO3開始分解。(ⅱ)相關鹽在不同溫度下的溶解度表(g/100gH2O)溫度/℃0102030405060NaCl35.735.836.036.336.637.037.3NH4HCO311.915.821.027.0

NaHCO36.98.29.611.112.714.516.4NH4Cl29.433.337.241.445.850.455.2回答下列問題:(1)步驟Ⅰ中晶體A的化學式為

,晶體A能夠析出的原因是

;

(2)步驟Ⅰ中“300℃加熱”所選用的儀器是

(填字母);

(3)指示劑N為

,描述第二滴定終點前后顏色變化:

;

(4)產(chǎn)品中NaHCO3的質(zhì)量分數(shù)為

(保留三位有效數(shù)字);

(5)第一滴定終點時,某同學俯視讀數(shù),其他操作均正確,則NaHCO3質(zhì)量分數(shù)的計算結果

(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。

思路指導

步驟Ⅰ:Na2CO3的制備步驟Ⅱ:產(chǎn)品中NaHCO3含量測定

答案

(1)NaHCO3相同溫度下,碳酸氫鈉與氯化鈉、碳酸氫銨、氯化銨的溶解度相差較大且最小(2)D

(3)甲基橙溶液由黃色變?yōu)槌壬?4)3.56%

(5)偏大解析

本題屬于綜合實驗題,但考查點難度較小,主要考查了物質(zhì)成分的分析、儀器的選擇使用、滴定操作中指示劑的選擇及滴定現(xiàn)象的描述、物質(zhì)含量的計算等。(1)根據(jù)流程圖及最終產(chǎn)品是碳酸鈉可推知晶體A的成分是碳酸氫鈉。根據(jù)已知(ⅱ)中相關鹽在不同溫度下的溶解度表可知碳酸氫鈉的溶解度在30

℃的溫度下,與氯化鈉、碳酸氫銨、氯化銨的溶解度相差較大且最小。所以當將碳酸氫銨粉末和氯化鈉溶液混合時,溶液中易析出碳酸氫鈉晶體。(2)給固體加熱所用的儀器一般為坩堝。(3)用鹽酸標準溶液滴定含有碳酸氫鈉雜質(zhì)的碳酸鈉溶液時,由于開始時溶液呈堿性,且首先發(fā)生反應:Na2CO3+HCl==NaHCO3+NaCl,此時所用指示劑M為酚酞,終點的現(xiàn)象是:溶液由紅色變?yōu)榻鼰o色。第二個滴定階段發(fā)生的反應為NaHCO3+HCl==NaCl+H2O+CO2↑,由于最終溶液呈弱酸性,所以可用甲基橙作指示劑(N)。滴定終點的現(xiàn)象是溶液由黃色變?yōu)槌壬?4)根據(jù)滴定過程中的反應原理:Na2CO3+HCl==NaHCO3+NaCl、NaHCO3+HCl==NaCl+H2O+CO2↑可知,2.500

g產(chǎn)品中碳酸氫鈉所消耗的鹽酸的體積為(V2-V1)

mL×10=(23.51-22.45)

mL×10,則樣品中n(NaHCO3)=(23.51-22.45)

mL×10×10-3

L·mL-1×0.100

0

mol·L-1=1.06×10-3

mol。所以產(chǎn)品中碳酸氫鈉的質(zhì)量分數(shù)為(5)由于滴定管的刻度上小下大,當?shù)谝坏味ńK點時俯視讀數(shù),會使所讀刻度值偏小,即V1偏小,引起(V2-V1)偏大,則最終所算得的碳酸氫鈉的質(zhì)量分數(shù)偏大。突破方法實驗測定碳酸鈉質(zhì)量分數(shù)的三種方法(1)氣體法①測定原理:Na2CO3+H2SO4===Na2SO4+H2O+CO2↑。依據(jù)CO2的體積確定Na2CO3的物質(zhì)的量,進而確定純堿中Na2CO3的含量。②實驗操作:向m

g純堿樣品中加入足量的稀硫酸,準確測量產(chǎn)生CO2氣體的體積為V

mL(已折算為標準狀況)。③數(shù)據(jù)處理

(2)沉淀法①測定原理:Na2CO3+BaCl2===BaCO3↓+2NaCl。依據(jù)BaCO3沉淀的質(zhì)量,確定Na2CO3的物質(zhì)的量,進而確定純堿中Na2CO3的含量。②實驗操作:先將m

g純堿樣品溶于水配成溶液,向溶液中加入過量的BaCl2溶液,經(jīng)過濾、洗滌、干燥得BaCO3沉淀的質(zhì)量為n

g。③數(shù)據(jù)處理(3)“滴定法”利用“雙指示劑法”(酚酞—甲基橙)測定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3的質(zhì)量分數(shù)。①第一步使用酚酞作指示劑,滴定原理:Na2CO3+HCl===NaHCO3+NaCl,消耗標準鹽酸(V1

mL)用于物質(zhì)轉(zhuǎn)化:Na2CO3→NaHCO3,滴定終點現(xiàn)象是:溶液由淺紅色變?yōu)闊o色。②第二步使用甲基橙作指示劑,滴定原理:NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑,消耗標準鹽酸(V2

mL)用于物質(zhì)轉(zhuǎn)化:NaHCO3→NaCl,滴定終點現(xiàn)象是:溶液由黃色變?yōu)槌壬＂蹟?shù)據(jù)處理:n(NaHCO3)=c(HCl)×(V2-V1)×10-3

mol,m(NaHCO3)=c(HCl)×(V2-V1)×10-3

mol×84

g·mol-1。針對訓練1.(2023陜西西安中學第二次質(zhì)檢)下列實驗方案中,不能測定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3質(zhì)量分數(shù)的是(

)A.取a克混合物充分加熱,減重b克B.取a克混合物與足量稀鹽酸充分反應,加熱、蒸干、灼燒,得b克固體C.取a克混合物與足量稀硫酸充分反應,逸出氣體用堿石灰吸收,增重b克D.取a克混合物與足量Ba(OH)2溶液充分反應,過濾、洗滌、烘干,得b克固體答案

C