2019版高考化学一轮复习 第三章 金属及其化合物学案（打包6套）.zip

1微专题 13 热重分析判断物质成分方法思路1．设晶体为 1 mol，其质量为 m。2．失重一般是先失水，再失非金属氧化物。3．计算每步固体剩余的质量( m 余 )×100%＝固体残留率。m余m4．晶体中金属质量不再减少，仍在 m 余 中。5．失重最后一般为金属氧化物，由质量守恒得 m 氧 ，由 n 金属 ∶ n 氧 ，即可求出失重后物质的化学式。专题训练1.PbO2受热会随温度升高逐步分解。称取 23.9 g PbO2，将其加热分解，受热分解过程中固体质量随温度的变化如下图所示。A 点与 C 点对应物质的化学式分别为________、________。答案 Pb 2O3 PbO解析 二氧化铅是 0.1 mol，其中氧原子是 0.2 mol。A 点，固体减少 0.8 g，则剩余氧原子2的物质的量是 0.15 mol，此时剩余的铅和氧原子的个数之比是 2∶3，A 点对应的物质是Pb2O3。同理可得出 C 点对应物质是 PbO。2．在焙烧 NH4VO3的过程中，固体质量的减少值(纵坐标)随温度变化的曲线如图所示，210 ℃时，剩余固体物质的化学式为________。答案 HVO 3解析 NH 4VO3分解的过程中生成氨气和 HVO3，HVO 3进一步分解生成 V2O5,210 ℃时若分解生成酸和氨气，则剩余固体占起始固体百分含量为 ×100%≈85.47%，所以 210 ℃时，剩余100117固体物质的化学式为 HVO3。3．将 Ce(SO4)2·4H2O(摩尔质量为 404 g·mol－1 )在空气中加热，样品的固体残留率(×100%)随温度的变化如下图所示。固 体 样 品 的 剩 余 质 量固 体 样 品 的 起 始 质 量当固体残留率为 70.3%时，所得固体可能为________(填字母)。A．Ce(SO 4)2 B．Ce 2(SO4)3 C．CeOSO 4答案 B解析 404×70.3%≈284，A 的相对分子质量为 332，B 的相对分子质量为 568，C 的相对分子质量为 252，根据质量守恒 808×70.3%≈568，应选 B。4．在空气中加热 10.98 g 草酸钴晶体(CoC 2O4·2H2O)样品，受热过程中不同温度范围内分别得到一种固体物质，其质量如表。温度范围/℃ 固体质量/g150～210 8.82290～320 4.82890～920 4.50(1)加热到 210 ℃时，固体物质的化学式为_______________________________________。3(2)经测定，加热到 210～310 ℃过程中的生成物只有 CO2和钴的氧化物，此过程发生反应的化学方程式为_______________________________________________________________________________________________________________________________________。答案 (1)CoC 2O4 (2)3CoC 2O4＋2O 2===Co3O4＋6CO 2解析 (1)CoC 2O4·2H2O 失去全部结晶水的质量为 10.98× g＝8.82 g，即加热到 210 ℃147183时，固体物质是 CoC2O4。(2)根据元素守恒， n(CO2)＝ ×2 mol＝0.12 mol，质量为 0.12 8.82147mol×44 g·mol－1 ＝5.28 g，固体量减少(8.82－4.82)g＝4.00 g，说明有气体参加反应，即氧气参加，氧气的质量为(5.28－4.00)g＝1.28 g，其物质的量为 mol＝0.04 1.2832mol， n(CoC2O4)∶ n(O2)∶ n(CO2)＝ ∶0.04∶0.12＝0.06∶0.04∶0.12＝3∶2∶6，依据8.82147原子守恒，3CoC 2O4＋2O 2===Co3O4＋6CO 2。5．将草酸锌晶体(ZnC 2O4·2H2O)加热分解可得到一种纳米材料。加热过程中固体残留率随温度的变化如图所示，300～460 ℃范围内，发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案 ZnC 2O4 ZnO＋CO↑＋CO 2↑= = = = =△ 解析 ZnC 2O4·2H2O 的摩尔质量为 189 g·mol－1 ，ZnC 2O4的百分含量为×100%≈80.95%，153189ZnO 的百分含量为 ×100%≈42.86%。81189所以 B 点的固体为 ZnO，化学方程式为 ZnC2O4 ZnO＋CO↑＋CO 2↑。= = = = =△ 6．MnCO 3在空气中加热易转化为不同价态的锰的氧化物，其固体残留率随温度的变化如图所示。则4(1)300 ℃时，剩余固体中 n(Mn)∶ n(O)为________。(2)图中点 D 对应固体的成分为______________(填化学式)。答案 (1)1∶2 (2)Mn 3O4和 MnO解析 设 MnCO3的物质的量为 1 mol，即质量为 115 g。(1)A 点剩余固体质量为 115 g×75.65%≈87 g，减少的质量为 115 g－87 g＝28 g，可知 MnCO3失去的组成为“CO” ，故剩余固体的成分为 MnO2。(2)C 点剩余固体质量为 115 g×61.74%≈71 g，据锰元素守恒知 m(Mn)＝55 g，则 m(O)＝71 g－55 g＝16 g，则 n(Mn)∶ n(O)＝ ∶ ＝1∶1，5555 1616故剩余固体的成分为 MnO，同理，B 点剩余固体质量为 115 g×66.38%＝76.337 g，因 m(Mn)＝55 g，则 m(O)＝76.337 g－55 g＝21.337 g，则 n(Mn)∶ n(O)＝ ∶ ≈3∶4，5555 21.33716故剩余固体的成分为 Mn3O4，因 D 点介于 B、C 之间，故 D 点对应固体的成分为 Mn3O4与 MnO 的混合物。7．(2018·滁州质检)CoC 2O4是制备钴的氧化物的重要原料。下图为二水合草酸钴(CoC2O4·2H2O)在空气中受热的质量变化曲线，曲线中 300 ℃及以上所得固体均为钴氧化物。5通过计算确定 C 点剩余固体的化学成分为________(填化学式)。写出 B 点对应的物质与 O2在 225～300 ℃发生反应的化学方程式：____________________________________________________________________________________________________________________。答案 Co 3O4(写成 CoO·Co2O3亦可) 3CoC 2O4＋2O 2 Co3O4＋6CO 2= = = = =225～ 300 ℃ 解析 CoC 2O4·2H2O― →CoC 2O4― →Co xOy，C 点应为钴的氧化物，18.3 g 晶体中钴的物质的量为 0.1 mol，质量为 5.9 g,8.03 g CoxOy中氧的物质的量为 ≈0.133 mol，8.03 g－ 5.9 g16 g·mol－ 1所以 ＝ ≈ ，xy 0.1 mol0.133 mol 34其化学式为 Co3O4。8．为研究一水草酸钙的热分解性质，进行如下实验：准确称取 36.50 g 样品加热，样品的固体残留率( ×100%)随温度的变化如下图所示。固 体 样 品 的 剩 余 质 量固 体 样 品 的 起 始 质 量(1)300 ℃时残留固体的成分为________，900 ℃时残留固体的成分为________。(2)通过计算求出 500 ℃时固体的成分及质量(写出计算过程)。答案 (1)CaC 2O4 CaO(2)500 ℃时残留固体的成分为 CaC2O4和 CaCO3的混合物，样品中 CaC2O4·H2O 的物质的量n(CaC2O4·H2O)＝ ＝0.25 mol，36.50 g146 g·mol－ 1设混合物中 CaC2O4和 CaCO3的物质的量分别为 x mol 和 y mol，根据 500 ℃时固体总质量可得 128x＋100 y＝36.50 g×76.16%，根据钙元素守恒可得 x＋ y＝0.25，解得 x＝0.1， y＝0.15，6m(CaC2O4)＝0.1 mol×128 g·mol －1 ＝12.8 g，m(CaCO3)＝0.15 mol×100 g·mol －1 ＝15.0 g500 ℃时固体的成分为 12.8 g CaC2O4和 15.0 g CaCO3。1第三章 金属及其化合物本章知识系统及重要化学方程式再书写1．钠及其重要化合物(1)知识网络构建(2)重要反应必练写出下列反应的化学方程式，是离子反应的写出离子方程式。①Na 和 H2O 的反应2Na＋2H 2O===2Na＋ ＋2OH － ＋H 2↑；②Na 在空气中燃烧2Na＋O 2 Na2O2；= = = = =点 燃 ③Na 2O2和 H2O 的反应2Na2O2＋2H 2O===4Na＋ ＋4OH － ＋O 2↑；④Na 2O2和 CO2的反应2Na2O2＋2CO 2===2Na2CO3＋O 2；⑤向 NaOH 溶液中通入过量 CO2OH－ ＋CO 2===HCO ；－ 3⑥将 Na2CO3溶液与石灰乳混合2CO ＋Ca(OH) 2===CaCO3↓＋2OH － ；2－3⑦向 Na2CO3稀溶液中通入过量 CO2CO ＋CO 2＋H 2O===2HCO ；2－3 － 3⑧将 NaHCO3溶液和 NaOH 溶液等物质的量混合HCO ＋OH － ===CO ＋H 2O；－ 3 2－3⑨将 NaHCO3溶液与澄清石灰水等物质的量混合HCO ＋Ca 2＋ ＋OH － ===CaCO3↓＋H 2O；－ 3⑩将 NaHCO3溶液与少量澄清石灰水混合2HCO ＋Ca 2＋ ＋2OH － ===CaCO3↓＋CO ＋2H 2O。－ 3 2－32．铝及其重要化合物(1)知识网络构建(2)重要反应必练写出下列反应的离子方程式。①Al 和 NaOH 溶液的反应2Al＋2OH － ＋2H 2O===2AlO ＋3H 2↑；－ 2②Al(OH) 3和 NaOH 溶液的反应Al(OH)3＋OH － ===AlO ＋2H 2O；－ 2③Al(OH) 3和盐酸的反应Al(OH)3＋3H ＋ ===Al3＋ ＋3H 2O；④Al 2O3和 NaOH 的反应Al2O3＋2OH － ===2AlO ＋H 2O；－ 2⑤Al 2O3和盐酸的反应Al2O3＋6H ＋ ===2Al3＋ ＋3H 2O；⑥NaAlO 2和过量盐酸的反应AlO ＋4H ＋ ===Al3＋ ＋2H 2O；－ 2⑦向 NaAlO2溶液中通入过量 CO2气体AlO ＋CO 2＋2H 2O===Al(OH)3↓＋HCO ；－ 2 － 3⑧将 NaAlO2溶液与 NaHCO3溶液混合3AlO ＋HCO ＋H 2O===Al(OH)3↓＋CO ；－ 2 － 3 2－3⑨将 NaAlO2溶液与 AlCl3溶液混合3AlO ＋Al 3＋ ＋6H 2O===4Al(OH)3↓；－ 2⑩将 AlCl3溶液与 NaHCO3溶液混合Al3＋ ＋3HCO ===Al(OH)3↓＋3CO 2↑。－ 33．铁及其化合物(1)知识网络构建(2)重要反应必练写出下列反应的化学方程式，是离子反应的写离子方程式。①Fe 和过量稀 HNO3的反应Fe＋4H ＋ ＋NO ===Fe3＋ ＋NO↑＋2H 2O；－ 3②Fe 高温下和水蒸气的反应3Fe＋4H 2O(g) Fe3O4＋4H 2；= = = = =高 温 ③铝与氧化铁的铝热反应Fe2O3＋2Al 2Fe＋Al 2O3；= = = = =高 温 ④用赤铁矿冶炼铁的原理Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO 2；= = = = =高 温 ⑤Fe(OH) 2长时间露置于空气中4Fe(OH)2＋O 2＋2H 2O===4Fe(OH)3；⑥FeO 和稀 HNO3的反应3FeO＋10H ＋ ＋NO ===3Fe3＋ ＋NO↑＋5H 2O；－ 3⑦Fe(OH) 3和 HI 的反应2Fe(OH)3＋6H ＋ ＋2I － ===2Fe2＋ ＋I 2＋6H 2O；⑧FeBr 2溶液和少量 Cl2的反应2Fe2＋ ＋Cl 2===2Fe3＋ ＋2Cl － ；⑨FeBr 2溶液和等物质的量的 Cl2反应42Fe2＋ ＋2Br － ＋2Cl 2===2Fe3＋ ＋Br 2＋4Cl － ；⑩FeBr 2溶液和过量 Cl2的反应2Fe2＋ ＋4Br － ＋3Cl 2===2Fe3＋ ＋2Br 2＋6Cl － 。1第 10 讲 钠及其重要化合物考纲要求 1.了解钠的主要性质及应用。2.了解钠的重要化合物的主要性质及应用。考点一 钠和氢氧化钠1．钠(1)物理性质：银白色，有金属光泽的固体，质地柔软，熔点低(小于 100 ℃)，密度比水的小但比煤油的大。(2)从钠原子的原子结构认识钠的化学性质——还原性①与非金属单质反应2Na＋Cl 2 2NaCl(现象：剧烈燃烧、白烟)= = = = =点 燃 4Na＋O 2===2Na2O(现象：银白色固体变暗)2Na＋O 2 Na2O2(现象：钠先熔化、后燃烧，产物是淡黄色固体)= = = = =△ ②与酸、水(滴有酚酞)、醇反应2Na＋2HCl= ==2NaCl＋H 2↑(快)2Na＋2H 2O===2NaOH＋H 2↑(现象：浮、熔、游、响、红)2Na＋2CH 3CH2OH― →2C 2H5ONa＋H 2↑(沉、慢)(3)钠的制取及保存①制取：化学方程式为 2NaCl(熔融) 2Na＋Cl 2↑。= = = = =电 解 ②保存：密封保存，通常保存在石蜡油或煤油中。(4)钠的用途①钠钾合金(液态)可用于原子反应堆的导热剂。②用作电光源，制作高压钠灯。③冶炼某些金属金属钠具有强还原性，熔融状态下可以用于制取金属，如4Na＋TiCl 4 4NaCl＋Ti。= = = = =熔 融 2．氢氧化钠2(1)物理性质：NaOH 的俗名为烧碱、火碱或苛性钠；它是一种白色固体，易溶于水并放出大量的热，有吸水性；吸收空气中的水分而潮解；有很强的腐蚀性。(2)化学性质①具有碱的通性②其他反应与金属铝反应：2Al＋2OH － ＋2H 2O===2AlO ＋3H 2↑－ 2与非金属单质反应：Cl 2＋2OH － ===Cl－ ＋ClO － ＋H 2O酯类水解：CH 3COOC2H5＋NaOH CH3COONa＋CH 3CH2OH― ― →△ (3)NaOH 的制取①土法制碱：Na 2CO3＋Ca(OH) 2===CaCO3↓＋2NaOH②现代工业制碱：2NaCl＋2H 2O 2NaOH＋H 2↑＋Cl 2↑= = = = =电 解 (1)烧碱、纯碱均属于碱，不能盛放在玻璃试剂瓶中( )(2)在氧气中加热时，金属钠剧烈燃烧，生成淡黄色的固体 Na2O2( )(3)金属钠在石棉网上加热时，先熔化成银白色小球，然后剧烈燃烧，产生黄色火焰( )(4)金属钠着火时，可用泡沫灭火器或干燥的沙土灭火( )(5)钠与水反应的离子方程式为 2Na＋2H 2O===2Na＋ ＋2OH － ＋H 2↑( )(6)钠表面自然形成的氧化层能够保护内层金属不被空气氧化( )(7)金属钠具有强还原性，可与 TiCl4溶液反应制取金属 Ti( )(8)NaOH 在空气中久置，最终变为 Na2CO3( )(9)根据反应 Na＋KCl NaCl＋K↑，知 Na 的金属性强于 K( )熔 融 (10)实验完毕后剩余的金属钠不能随意丢弃，应放回原试剂瓶( )答案 (1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)√ (6)× (7)× (8)√ (9)× (10)√1．金属钠露置在空气中会发生一系列变化，其过程：银白色金属钠 表面变暗 出现白色固体接着表面变稀 白色块状固体― ― →① ― ― →② ― ― →③ 白色粉末状物质― ― →④ 请写出上述各步反应的化学方程式。答案 ①4Na＋O 2===2Na2O②Na 2O＋H 2O===2NaOH③2NaOH＋CO 2＋9H 2O===Na2CO3·10H2O④Na 2CO3·10H2O===Na2CO3＋10H 2O32．将一小块金属钠分别投入盛有：a.水、b.乙醇、c.稀 H2SO4的三个小烧杯中，反应速率由大到小的顺序为______________。解释反应速率不同的原因：_______________________________________________________________________________________________。答案 cab 钠与上述三种物质反应的实质都是钠与 H＋ 间的置换反应，由三种物质电离出H＋ 的能力可知反应速率的大小顺序为 cab题组一 钠与水反应的拓展延伸1．(2017·石家庄高三模拟)向分别盛有 100 mL 水、100 mL 0.1 mol·L－1 盐酸、100 mL 0.01 mol·L－1 NaOH 溶液的 X、Y、Z 三个烧杯中各投入 0.05 mol Na。下列有关说法正确的是( )A．三个烧杯中均先发生的离子反应为 2Na＋2H 2O===2Na＋ ＋2OH － ＋H 2↑B．三个烧杯中钠均在液面上剧烈反应，且 X 烧杯中的反应最剧烈C．三个烧杯反应后，溶质的物质的量浓度相同D．三个烧杯反应后，生成的气体的质量一定相同答案 D解析 钠与盐酸反应时钠先与 H＋ 反应，离子方程式表示为 2Na＋2H ＋ ===2Na＋ ＋H 2↑，A 错误；三个烧杯中，Y 烧杯中的氢离子浓度最大，反应最剧烈，B 错误；X 烧杯中生成的溶质为NaOH，Y 烧杯中生成的溶质为 NaCl、NaOH，Z 烧杯中生成 NaOH，原溶质为 NaOH，故三个烧杯中溶质的物质的量浓度不同，C 错误；因向三个烧杯中加入钠的物质的量相同且钠全部反应完，故生成 H2的量相同，D 正确。2．(1)将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中，既有气体又有白色沉淀产生的是____________。①MgSO 4溶液 ②NaCl 溶液 ③Na 2SO4溶液 ④饱和澄清石灰水 ⑤Ca(HCO 3)2溶液 ⑥CuSO 4溶液 ⑦饱和 NaCl 溶液答案 ①④⑤⑦解析 2Na＋2H 2O===2NaOH＋H 2↑，①中 Mg2＋ ＋2OH － ===Mg(OH)2↓；④中反应消耗水，溶液温度升高，Ca(OH) 2的溶解度降低，析出 Ca(OH)2产生白色沉淀；⑤中Ca2＋ ＋HCO ＋OH － ===CaCO3↓＋H 2O；⑥中生成的 Cu(OH)2是蓝色沉淀，不符合题意；⑦中水－ 3减少， c(Na＋ )增大，使 NaCl(s)Na＋ (aq)＋Cl － (aq)平衡向左移动，析出白色 NaCl 固体。(2)按要求书写反应的离子方程式①将 Na 投入到 CuSO4溶液中________________________________________________________________________。4②将 Na 投入到 NH4HCO3溶液中，有刺激性气味气体放出________________________________________________________________________。答案 ①2Na＋2H 2O＋Cu 2＋ ===Cu(OH)2↓＋2Na ＋ ＋H 2↑②2Na＋NH ＋HCO ===2Na＋ ＋CO ＋NH 3↑＋H 2↑＋ 4 － 3 2－3题组二 钠与水反应实验的改进与创新3．如图甲是演示金属钠与水的反应的重要实验，为收集检验气体产物，某兴趣小组将甲装置改进成如下乙或丙，请根据要求回答下列问题。(1)写出钠与水反应的离子方程式：_______________________________________________________________________________________________________________________。(2)按乙装置实验，液体添加完毕后，关闭活塞，打开右边胶塞，向煤油中加入一小块钠，立即塞好胶塞，可观察到的现象是________(填字母)。A．钠块始终保持在 a 处，直至完全消失B．钠沉入 U 形管 b 处而后又慢慢浮到 a 处C．钠处于煤油和水的交界处上下浮动D．随反应的进行煤油与胶塞处液面下降，漏斗中液面上升E．最终钠块在煤油中燃烧起来(3)乙装置中漏斗在反应过程中的主要作用是________________________________________________________________________________________________________________。(4)用乙装置实验，点燃气体产物时，是否需要检验纯度________(填“是”或“否”)。(5)按图丙所示方法来收集产生的气体，需将钠包好，再放入水中。取相同质量的钠按下列两种情况收集产生的气体在相同条件下体积的关系是________(填字母)。①用铝箔包住钠②用铜箔包住钠a．二者收集气体一样多b．①收集气体体积较大c．②收集气体体积较大答案 (1)2Na＋2H 2O===2Na＋ ＋2OH － ＋H 2↑ (2)CD (3)储存反应过程中排出的水 (4)否 (5)b5解析 (2)因钠的密度比水小，比煤油大，钠与水接触时反应产生氢气，生成的气体将钠块带离水层，进入煤油层后停止反应又下沉，如此往复，直至钠反应完，反应过程中没有氧气，钠不可能燃烧，所以钠处于煤油和水的交界处，上下浮动。(4)液体充满 U 形管，反应过程中只产生氢气，不可能含有氧气，点燃时不会产生爆炸，因而不需要检验氢气的纯度。(5)Na 和 H2O 反应产生 H2的同时产生 NaOH，NaOH 可以和 Al 发生反应2Al＋2NaOH＋2H 2O===2NaAlO2＋3H 2↑，故用铝箔包住 Na 时产生的 H2的体积较大。1．钠与水、酸反应的实质都是与 H＋ 的反应。2．钠与溶液反应的思维模板(1)金属钠与酸溶液的反应钠首先与酸反应，且反应比在纯水中剧烈，当酸反应彻底后，再与水反应。(2)金属钠与盐溶液的反应钠与盐溶液反应，不能置换出盐中的金属，因钠先与水反应，然后再考虑生成的 NaOH 是否能与盐进一步发生复分解反应。注意 钠与乙醇反应，钠块先沉在液面下，后上下浮动、能看到表面冒出气泡，并不能熔化成小球。考点二 钠的氧化物——氧化钠和过氧化钠1．氧化钠与过氧化钠的比较Na2O Na2O2电子式氧元素化合价 －2 －1色、态 白色固体 淡黄色固体阴、阳离子个数比 1∶2 1∶2是否为碱性氧化物 是 不是与水反应的化学方程式 Na2O＋H 2O===2NaOH 2Na2O2＋2H 2O===4NaOH＋O 2↑与 CO2反应的化学方程式 Na2O＋CO 2===Na2CO3 2Na2O2＋2CO 2===2Na2CO3＋O 2与盐酸反应的化学方程式 Na2O＋2HCl= ==2NaCl＋H 2O2Na2O2＋4HCl= ==4NaCl＋2H 2O＋O 2↑2.Na2O2的强氧化性与还原性6从元素化合价角度分析 Na2O2的性质2O0 ← ― ― ― ― ― ― ―失 去 电 子 ， 化 合 价 升 高 表 现 为 还 原 性 Na2O2-1 ― ― →得 到 电 子 ， 化 合 价 降 低 表 现 为 氧 化 性 O-2 (1)Na2O2的强氧化性试剂 反应原理 现象SO2气体 Na2O2＋SO 2=== Na2SO4 －FeCl2溶液 4Na2O2＋4FeCl 2＋6H 2O===4Fe(OH)3↓＋O 2↑＋8NaCl 红褐色沉淀Na2SO3溶液 Na2O2＋Na 2SO3＋H 2O===Na2SO4＋2NaOH －氢硫酸 Na2O2＋H 2S===S↓＋2NaOH 溶液变浑浊酚酞溶液 与水反应生成 NaOH，Na 2O2的强氧化性使之褪色 先变红后褪色品红溶液 Na2O2的强氧化性使之褪色 红色褪去(2)遇 KMnO4等强氧化剂时，表现出还原性，氧化产物为 O2。(3)遇 CO2、H 2O、H ＋ 则发生自身的氧化还原反应。1．类别与结构(1)氧化钠、过氧化钠均为离子化合物( )(2)1 mol Na2O2固体中含离子总数为 4NA( )(3)H2O2和 Na2O2都属于过氧化物，含有的化学键完全相同( )(4)7.8 g 过氧化钠含有的共用电子对数为 0.2NA( )答案 (1)√ (2)× (3)× (4)×解析 (3)H 2O2中只含共价键，Na 2O2中既有离子键又有共价键。(4)过氧化钠的电子式为，1 mol 过氧化钠中含有 1 mol 共用电子对。2．过氧化钠的性质及用途(1)Na2O、Na 2O2都是易溶于水(与水反应)的白色固体( )(2)Na2O2在与 CO2的反应中既是氧化剂，又是还原剂( )(3)Na2O2能与 CO2反应产生 O2，可用作呼吸面具供氧剂( )(4)将足量过氧化钠投入紫色石蕊溶液中，溶液先变蓝色后褪色，同时有气泡产生( )答案 (1)× (2)√ (3)√ (4)√解析 (1)Na 2O2是淡黄色固体。(4)过氧化钠与水反应生成 NaOH 和氧气，过氧化钠具有强氧化性，能漂白石蕊溶液。1．用双线桥分析 Na2O2与水反应中电子转移的方向和数目：7___________________________。(1)氧化剂和还原剂是__________________，氧化产物是__________________，还原产物是__________________。(2)1 mol Na2O2与水完全反应时转移的电子数：________________。答案 (1)Na2O2 O 2 NaOH (2) NA(或 6.02×1023)2．(Na 2O2的强氧化性与还原性)完成下列化学方程式：(1)向氢硫酸饱和溶液中加入少量 Na2O2：Na 2O2＋H 2S===S↓＋2NaOH。(2)向 Na2SO3溶液中加入少量 Na2O2：Na 2O2＋Na 2SO3＋H 2O===Na2SO4＋2NaOH。(3)向 FeCl2溶液中加入等物质的量的 Na2O2：4Na 2O2＋4FeCl 2＋6H 2O===4Fe(OH)3↓＋O 2↑＋8NaCl。3．Na 2O2与 SO3(g)的反应类似于 Na2O2与 CO2(g)的反应，但与 SO2的反应却不能作简单类比。(1)写出 Na2O2分别与 SO3、SO 2反应的化学方程式：________________________________________________________________________、________________________________________________________________________。(2)1 mol Na2O2参加上述两反应，转移电子数分别为_________________________________、____________(用 NA表示阿伏加德罗常数的值)。答案 (1)2Na 2O2＋2SO 3===2Na2SO4＋O 2 Na2O2＋SO 2===Na2SO4 (2)NA 2 NA题组一 Na 2O2的性质应用1．(2018·郑州高三调研)下列有关 Na2O2的说法不正确的是( )A．向包有 Na2O2粉末的脱脂棉上滴加几滴水，脱脂棉剧烈燃烧起来，说明 Na2O2与 H2O 反应放热且有氧气生成B．Na 2O2与 CO2反应时有单质 O2生成，该反应属于置换反应C．Na 2O2在空气中久置变白，涉及的氧化还原反应中，Na 2O2既是氧化剂，又是还原剂D．Na 2O2粉末加入 Ca(HCO3)2溶液中，会产生气体和浑浊答案 B8解析 A 项，燃烧的条件是达到着火点和具有助燃物质；B 项，反应物中没有单质参加反应，不符合置换反应的定义；C 项，Na 2O2与 CO2、H 2O 的反应都是 Na2O2自身的氧化还原反应；D项，Na 2O2先和水反应生成 O2和 NaOH，NaOH 再与 Ca(HCO3)2反应产生沉淀 CaCO3。2．某溶液中含有 HCO 、SO 、CO 、CH 3COO－ 4 种阴离子。向其中加入足量的 Na2O2固－ 3 2－3 2－3体后，溶液中离子浓度基本保持不变的是(假设溶液体积无变化)( )A．CH 3COO－ B．SO 2－3C．CO D．HCO2－3 － 3答案 A解析 Na 2O2与水反应生成 NaOH，HCO ＋OH － ===CO ＋H 2O，HCO 浓度减小，CO 浓度－ 3 2－3 － 3 2－3增大；SO 具有还原性，被 Na2O2氧化，浓度减小；CH 3COO－ 浓度几乎不变。2－33．(过氧化钠的性质与纯度测定)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、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)2Na2O2＋2CO 2===2Na2CO3＋O 2、Na 2O＋CO 2===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。9(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，CO 2分别与它们发生反应。(4)根据反应 2Na2O2＋2CO 2===2Na2CO3＋O 2，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 ＝0.01 mol，则过氧化钠的物质的量为 0.02 0.224 L22.4 L·mol－ 1mol，故试样中过氧化钠的纯度为 ×100%＝78%。0.02 mol×78 g·mol－ 12.0 g题组二 Na 2O2与 H2O、CO 2反应的定量分析4．往甲、乙、丙、丁四个烧杯内分别放入 0.1 mol 的钠、氧化钠、过氧化钠和氢氧化钠，然后各加入 100 mL 水，搅拌，使固体完全溶解，则甲、乙、丙、丁溶液中溶质的质量分数大小顺序是( )A．甲＜乙＜丙＜丁 B．丁＜甲＜乙＝丙C．甲＝丁＜乙＝丙 D．丁＜甲＜乙＜丙答案 B解析 (1)甲、丁相比：甲：Na→NaOH 消耗 H2O，溶剂减少丁：NaOH 无反应 溶剂不变故 NaOH 的质量分数：甲丁。(2)乙、丙相比：Error! 生成 NaOH 相等 消耗 H2O 相等溶剂相等故乙、丙溶液完全等同。(3)乙、丙与甲相比甲：Na 乙：Na 2O 丙：Na 2O2当它们物质的量相等时，甲(Na)所得 NaOH 是乙、丙(Na 2O、Na 2O2)所得 NaOH 物质的量的 ，12它们所消耗的水相等，故溶剂相等，因此甲的质量分数比乙、丙小。5．(2017·泉州市第五中学高三模拟)在一密闭容器中有 CO、H 2、O 2共 16.5 g 和足量的Na2O2，用电火花引燃，使其完全反应，Na 2O2增重 7.5 g，则原混合气体中 O2的质量分数是( )A．54.5% B．40%C．36% D．33.3%答案 A解析 CO、H 2、O 2完全反应后生成的二氧化碳、水与过氧化钠反应生成碳酸钠、氢氧化钠，所以过氧化钠固体增重的质量等于 CO、H 2的质量，所以混合气体中 CO、H 2的质量一共是107.5 g，则 O2的质量是 16.5 g－7.5 g＝9.0 g，所以原混合气体中 O2的质量分数是×100%≈54.5%。9.0 g16.5 gNa2O2与 H2O、CO 2的反应规律电子转移关系当 Na2O2与 CO2、H 2O 反应时，物质的量关系为 2Na2O2～O 2～2e － ， n(e－ )＝ n(Na2O2)＝2 n(O2)气体体积变化关系若 CO2、水蒸气(或两混合气体)通过足量 Na2O2，气体体积的减少量是原来气体体积的 ，等于生成氧气的量，Δ V＝ V(O2)＝ V(混合)12 12固体质量变化关系CO2、水蒸气分别与足量 Na2O2反应时，固体相当于吸收了 CO2中的“CO” 、水蒸气中的“H 2”，所以固体增加的质量 Δ m(CO2)＝28 g·mol －1 ×n(CO2)，Δ m(H2O)＝2 g·mol －1 ×n(H2O)考点三 碳酸钠与碳酸氢钠1．Na 2CO3和 NaHCO3的性质2．转化Na2CO3 NaHCO3① CO2＋ H2O； ② 适 量 H＋ ① 固 体 加 热 ； ② 适 量 OH－3．Na 2CO3和 NaHCO3性质的应用(1)Na2CO3、NaHCO 3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。11②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、NaHCO 3的除杂序号 混合物(括号内为杂质) 除杂方法① Na2CO3(s)(NaHCO3) 加热法② NaHCO3(aq)(Na2CO3) 通入足量 CO2③ Na2CO3(aq)(NaHCO3) 滴加适量 NaOH 溶液1．性质及用途判断(1)在酒精灯加热条件下，Na 2CO3、NaHCO 3固体都会分解( )(2)向 Na2CO3饱和溶液中通入足量 CO2，会有 NaHCO3晶体析出( )(3)苏打是面包发酵粉的主要成分之一( )(4)用酚酞溶液可鉴别饱和食盐水和饱和碳酸钠溶液( )(5)将稀盐酸滴入碳酸钠与氢氧化钠的混合溶液中，立即产生气泡( )(6)用热的纯碱溶液清洗炊具上的油污时，不涉及化学变化( )(7)用热的纯碱溶液洗去油污，是因为 Na2CO3可直接与油污反应( )(8)相同温度下溶解度：小苏打NaHCO3( )答案 (1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)× (6)× (7)× (8)√2．(转化与除杂)为除去括号内的杂质，所选用的试剂或方法判断(1)Na2CO3溶液(NaHCO 3)，选用适量的 NaOH 溶液( )(2)NaHCO3溶液(Na 2CO3)，应通入过量的 CO2气体( )(3)Na2O2粉末(Na 2O)，将混合物在氧气中加热( )(4)Na2CO3溶液(Na 2SO4)，加入适量的 Ba(OH)2溶液，过滤( )答案 (1)√ (2)√ (3)√ (4)×Na2CO3、NaHCO 3的鉴别1．(溶液鉴别)下列关于同浓度碳酸钠和碳酸氢钠溶液的鉴别方法是否正确，正确的打“√” ，错误的打“×”(1)用干燥的 pH 试纸检验，pH 大的是 Na2CO3( )(2)取等量的溶液于两支试管中，各滴入酚酞溶液，红色较深的是 Na2CO3( )12(3)取等量的溶液于两支试管中，加热，有气泡产生的是 NaHCO3( )(4)取等量的溶液于两支试管中，逐滴加入稀盐酸，开始就有气体放出的是 NaHCO3( )(5)取等量的溶液于两支试管中，滴加 BaCl2溶液，生成白色沉淀的是 Na2CO3( )(6)取等量的溶液于两支试管中，滴加 Ba(OH)2溶液，生成白色沉淀的是 Na2CO3( )答案 (1)√ (2)√ (3)× (4)√ (5)√ (6)×解析 (1)Na 2CO3、NaHCO 3溶液均因水解呈碱性，同温度、相同物质的量浓度的两溶液，Na2CO3水解程度大于 NaHCO3，前者溶液中 c(OH－ )大，pH 大，正确。(2)因 Na2CO3溶液中c(OH－ )大，分别滴加酚酞溶液，红色较深的是 Na2CO3溶液，正确。(3)取等量的溶液于两支试管中，加热，均没有气体生成，错误。(4)同浓度的两溶液中，分别逐滴加入稀盐酸，NaHCO3开始就有气体放出，正确。(5)向同浓度的两溶液中分别滴加 BaCl2溶液，生成白色沉淀的是 Na2CO3，正确。(6)二者均与 Ba(OH)2溶液反应，生成白色沉淀，不能鉴别，错误。2．(固体鉴别)某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体，用不同的方法做了以下实验，如下图Ⅰ～Ⅲ所示。(1)只根据图Ⅰ所示实验，不能够达到实验目的的原因是___________________________。(2)图Ⅱ、Ⅲ所示实验均能鉴别这两种物质，其反应的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)若用实验Ⅱ验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性，则试管 B 中装入的固体最好是___________________________________________________________(填化学式)。答案 (1)无论是 Na2CO3还是 NaHCO3均可以与盐酸反应产生 CO2，两者的反应现象相同，故达不到鉴别的目的 (2)2NaHCO3 Na2CO3＋H 2O＋CO 2↑，CO 2＋Ca(OH)= = = = =△ 2===CaCO3↓＋H 2O (3)NaHCO 3解析 (1)NaHCO 3、Na 2CO3都与盐酸反应放出 CO2，不能达到目的。13(2)Ⅱ、Ⅲ都是利用 NaHCO3受热易分解的性质进行鉴别。(3)试管 B 中装入碳酸氢钠，试管 A 中装入碳酸钠，这样直接加热的碳酸钠温度高，不分解，不能使澄清石灰水变浑浊，而间接加热的碳酸氢钠分解，使澄清石灰水变浑浊，表明了碳酸氢钠受热易分解。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 NaHCO3和 Na2CO3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 Na 2CO3＋2HCl= ==2NaCl＋CO 2↑＋H 2ONaHCO3＋HCl= ==NaCl＋CO 2↑＋H 2O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)＝ 184mol， n(Na2CO3)＝ n(CO2)＝ mol，正确；B 项，假设二者均为 1 mol，则消耗的盐酸：1106Na2CO3为 2 mol，NaHCO 3为 1 mol，正确；C 项，假设二者均为 1 g，Na 2CO3需盐酸的物质的量为 2× mol＝ mol，NaHCO 3需盐酸 mol，错误。1106 153 1842．(2018·青岛校级月考)向 Na2CO3溶液中逐滴加入稀盐酸，消耗盐酸的体积与产生 CO2体积的关系如图。回答下列问题：(1)Oa 段离子方程式：_____________________________________________________________。(2)ab 段离子方程式：________________________________________________________。(3) ＝__________。V1V2答案 (1)CO ＋H ＋ ===HCO (2)HCO ＋H ＋ ===CO2↑＋H 2O (3)1∶12－3 － 3 － 33．(OH － 、CO 、HCO 与 H＋ 反应顺序的应用)分别取等物质的量浓度的氢氧化钠溶液各2－3 － 314100 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)的关系如下图(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、Na 2CO3 1∶1 (2)Na 2CO3、NaHCO 3 1∶1 (3)1.5 mol·L －1解析 CO 2与 NaOH 溶液反应时，据 CO2与 NaOH 量的相对多少，有这样两个阶段：①CO 2＋2NaOH= ==Na2CO3＋H 2O，此时溶质可能为 NaOH 和 Na2CO3或只有 Na2CO3(刚好反应)；②Na 2CO3＋CO 2＋H 2O===2NaHCO3，此时溶质可能为 Na2CO3和 NaHCO3或只有 NaHCO3；据图分析：B 情况最终生成的 CO2(其实就是最初通入的与 NaOH 溶液反应的 CO2)是 A 情况的 2 倍。(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·L－1 ×0.15 L＝0.03 mol，所以原氢氧化钠溶液的物质的量浓度为 ＝1.5 mol·L －1 。0.03 mol0.02 L利用数形结合的思想理解碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸的反应(1)向 Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生 CO2的体积的关系如图甲所示。(2)向 NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生 CO2的体积的关系如图乙所示。(3)向 NaOH、Na 2CO3的混合物中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生 CO2的体积的关系如图丙所示(设 NaOH、Na 2CO3的物质的量之比为 1∶1)。(4)向 Na2CO3、NaHCO 3的混合物中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生 CO2的体积的关系如图丁所示(设 Na2CO3、NaHCO 3的物质的量之比为 1∶1)。15微专题 碳酸钠质量分数测定的实验探究测定碳酸钠质量分数的常用方法1．气体法(1)测定原理：Na 2CO3＋H 2SO4===Na2SO4＋H 2O＋CO 2↑。依据 CO2的体积确定 Na2CO3的物质的量，进而确定纯碱中 Na2CO3的含量。(2)实验操作：向 m g 纯碱样品中加入足量的稀硫酸，准确测量产生 CO2气体的体积为 V mL(已折算为标准状况)。(3)数据处理纯碱样品中 Na2CO3的质量为 mol×106 g·mol－1 ＝ g，则纯碱样品中 Na2CO3V22 400 106V22 400的质量分数为 ×100%＝ %。106V22 400 gm g 53V112m2．沉淀法(1)测定原理：Na 2CO3＋BaCl 2===BaCO3↓＋2NaCl。依据 BaCO3沉淀的质量，确定 Na2CO3的物质的量，进而确定纯碱中 Na2CO3的含量。(2)实验操作：先将 m g 纯碱样品溶于水配成溶液，向溶液中加入过量的 BaCl2溶液，经过滤、洗涤、干燥得 BaCO3沉淀的质量为 n g。(3)数据处理纯碱样品中 Na2CO3的质量为 ×106 g·mol－1 ＝ g，则纯碱样品中 Na2CO3n g197 g·mol－ 1 106n197的质量分数为 ×100%＝ ×100%。106n197 gm g 106n197m专题训练161．下列实验方案中，不能测定 Na2CO3和 NaHCO3混合物中 Na2CO3质量分数的是( )A．取 a 克混合物充分加热，减重 b 克B．取 a 克混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得 b 克固体C．取 a 克混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重 b 克D．取 a 克混合物与足量 Ba(OH)2溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得 b 克固体答案 C解析 取 a 克混合物充分加热，减重 b 克，根据差量法可求出 NaHCO3的质量，从而求出Na2CO3的质量分数，A 正确；取 a 克混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b 克固体氯化钠，列方程组即可求出，B 正确；取 a 克混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重 b 克，由于逸出气体中含有 H2O(g)，故无法求解，C 错误；由于二者都能与 Ba(OH)2溶液反应生成 BaCO3沉淀，由 Na2CO3→BaCO 3、NaHCO 3→BaCO 3 的转化关系，列方程组即可求出混合物中 Na2CO3的质量分数，D 正确。2．(2017·山西省实验中学高三模拟)化学兴趣小组的同学为测定某 Na2CO3和 NaCl 的固体混合物样品中 Na2CO3的质量分数进行了以下实验。请你参与并完成对有关问题的解答：(1)甲同学用图 1 所示装置测定 CO2的质量。实验时稀硫酸是与样品中的__________(填“Na2CO3”或“NaCl”)发生反应，仪器 b 的名称是__________，洗气瓶 c 中盛装的是浓硫酸，此浓硫酸的作用是____________________。(2)乙同学用图 2 所示装置，取一定质量的样品( m g)和足量稀硫酸反应进行实验，完成样品中 Na2CO3质量分数的测定。①实验前，检查该装置气密性的方法是先打开活塞 a，由 b 注入水至其下端玻璃管中形成一段水柱，再将针筒活塞向内推压，若 b 下端玻璃管中的_____________________________，则装置气密性良好。②在实验完成时，能直接测得的数据是 CO2的______(填“体积”或“质量”)。(3)丙同学用下图所示方法和步骤进行实验：①操作Ⅰ涉及的实验名称有：__________、洗涤；操作Ⅱ涉及的实验名称有干燥、__________。②丙同学测得样品中 Na2CO3的质量分数为__________。17答案 (1)Na 2CO3 分液漏斗 除去 CO2中的水蒸气(2)①液面上升 ②体积(3)①过滤 称量 ②106 y/197x解析 (1)NaCl 不与稀硫酸反应，Na 2CO3与稀硫酸反应。仪器 b 的名称是分液漏斗。浓硫酸的作用是除去 CO2中的水蒸气或干燥 CO2气体。(2)①将针筒活塞向内推压，增大了容器中的压强，故若 b 下端玻璃管中的液面上升，则装置气密性良好。②CO 2是气体，故能直接测得的数据是 CO2的体积。(3)①生成沉淀，故操作Ⅰ需涉及过滤操作。要知道固体的质量需要称重。②经过计算，样品中 Na2CO3的质量分数为 106y/197x。3．实验室欲测定碳酸钠和碳酸氢钠混合物中碳酸钠的质量分数 w(Na2CO3)，称取此混合物5.0 g，溶于水中，配成 250 mL 溶液。方案一：沉淀法。利用化学反应把 HCO 、CO 完全转化为沉淀，称量干燥沉淀的质量，－ 3 2－3由此计算混合物中 w(Na2CO3)。(1)量取 100 mL 配制好的溶液于烧杯中，滴加足量沉淀剂，把溶液中 HCO 、CO 完全转－ 3 2－3化为沉淀，应选用的试剂是________(填字母)。A．CaCl 2溶液 B．MgSO 4溶液C