（江苏专用）2020版高考化学专题二第1讲钠、镁及其重要化合物学案.docx

第1讲钠、镁及其重要化合物【2020备考】最新考纲：1.理解并能应用常见金属的活动性顺序。2.了解Na、Mg及其重要化合物的主要性质和重要应用。3.了解金属材料在生产和生活中的重要应用。4.认识化学在海水等自然资源综合利用和实现物质间转化等方面的实际应用。新课标要求：结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解钠及其重要化合物的主要性质，了解这些物质在生产、生活中的应用。能从物质类别、元素价态的角度，依据复分解反应和氧化还原原理，预测物质的化学性质和变化，设计实验进行初步验证，并能分析、解释有关实验现象。能利用典型代表物的性质和反应，设计常见物质制备、分离、提纯、检验等简单任务的方案。能从物质类别和元素价态变化的视角说明物质的转化途径。最新考情：金属钠、镁及其化合物涉及金属钠、Na2O、Na2O2、NaOH、Na2CO3、NaHCO3、Mg等的性质，多在选择题中，一是考查性质及应用，二是考查转化关系，填空题多出现在流程题中，考查钠的化合物的性质及应用。考点一钠的主要性质及其应用知识梳理1.钠的物理性质颜色密度熔点硬度银白色，有金属光泽(水)大于(钠)大于(煤油)小于100 质地柔软2.钠的化学性质(1)完成上述标号反应的化学方程式。4NaO2=2Na2O。2NaO2Na2O2。2Na2H2O=2NaOHH2。2NaCl22NaCl。提醒：钠的取用方法：用镊子夹取一小块钠，用滤纸吸干表面的煤油，用小刀切取黄豆大小的钠，剩余的钠放回原试剂瓶。钠失火的处理：干沙土盖灭，不能用水或泡沫灭火器灭火。(2)钠与含有酚酞的水反应的现象及解释。(3)钠与盐反应与盐溶液反应与熔融盐反应如Na投入CuSO4溶液中，反应的离子方程式为2Na2H2OCu2=2NaCu(OH)2H2。4NaTiCl4Ti4NaCl。(4)与酸、乙醇反应和C2H5OH反应和H2O反应和稀酸反应反应原理2Na2C2H5OH2C2H5ONa H22Na2H2O=2NaOH H2(和水电离的H反应)2Na2HCl=2NaCl H2(和酸电离的H反应)反应速率v(酸)v(H2O)v(C2H5OH)3.钠的制取、保存及用途(1)制取：化学方程式为2NaCl(熔融)2NaCl2。(2)保存：密封保存，通常保存在石蜡油或煤油中。(3)用途。钠、钾合金(液态)可用于原子反应堆的导热剂；金属钠还可用于钛、锆、铌、钽等金属的冶炼。用作电光源，制作高压钠灯。题组诊断钠的性质判断1.下列关于钠的叙述正确的是()A.钠为银白色固体，熔点很高B.钠在空气中燃烧，生成淡黄色的过氧化钠C.钠可保存在四氯化碳或酒精中D.钠与CuSO4溶液反应，可置换出单质铜解析钠是熔点较低的金属，A错误；钠在空气中可剧烈燃烧，生成过氧化钠，B正确；钠的密度比四氯化碳小，浮在液面上，起不到保护作用；钠与酒精易发生反应，故钠应保存在煤油或石蜡油中，C错误；钠与水剧烈反应，置换出氢气，不能置换出CuSO4中的Cu，D错误。答案B2.下列有关钠的叙述中，错误的是()A.钠的还原性很强，可以用来冶炼金属钛、锆、铌等B.钠的化学性质非常活泼，钠元素只能以化合态存在于自然界C.钠极易和水反应而被还原D.钠、氧化钠、氢氧化钠的焰色反应均显黄色解析钠单质中钠的化合价为0，化合价只能升高，钠只能被氧化，C错误。钠、氧化钠、氢氧化钠都含有钠元素，所以这三种物质的焰色反应为黄色。答案C钠与水反应的综合拓展3.把一小块金属钠放入下列溶液中，说法正确的是()A.放入饱和NaOH溶液中：有氢气放出，恢复至室温后溶液的pH增大B.放入稀CuSO4溶液中：有氢气放出，有紫红色铜析出C.放入MgCl2溶液中：有氢气放出，有白色沉淀生成D.放入NH4NO3溶液中：有无色无味气体放出解析A项错误，饱和NaOH溶液中放入钠，钠与水反应消耗水且生成NaOH，从而会有部分NaOH晶体析出，同时生成氢气，由于溶液仍是饱和溶液，故溶液的pH不变；B项错误，钠与水反应生成氢气和NaOH，NaOH与CuSO4反应会出现蓝色沉淀；C项正确，钠与水反应生成的NaOH与MgCl2反应生成Mg(OH)2白色沉淀；D项错误，钠与水反应放热，生成的NaOH与NH反应生成NH3H2O，NH3H2O部分分解产生的少量氨气会与氢气同时放出，故放出的气体有刺激性气味。答案C4.金属钠与水的反应是中学化学中的一个重要反应。该反应的演示方法分别如图甲、乙所示：(1)现按图甲所示的方法，在室温时，向盛有饱和NaOH溶液的水槽中，加入一小块金属钠。下列有关描述正确的是_(填字母，下同)a.钠浮在液面上，并四处游动，最后消失b.钠熔化成一个光亮的小球c.恢复到室温时，NaOH溶液的浓度增大d.恢复到室温时，溶液中Na数目减少(2)按图乙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_。用铝箔包住钠用铜箔包住钠a.二者收集气体一样多b.收集气体体积较大c.收集气体体积较大解析(1)钠投入饱和NaOH溶液中，发生的反应为2Na2H2O=2NaOHH2，其现象与钠在水中的反应现象相同；又因为原溶液是饱和的，反应消耗水，析出NaOH晶体，则NaOH溶液浓度不变，但溶液体积减小，故Na数目减少。(2)Na和H2O反应产生H2的同时产生NaOH，NaOH可以和Al发生反应2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，故用铝箔包住Na时产生的H2的体积较大。答案(1)abd(2)b【思维建模】金属钠与水溶液反应的思维模板1.共性因为钠与不同的溶液反应均属于剧烈的置换反应，故有共同的现象产生：(1)浮：钠浮在液面上；(2)熔：钠熔化成光亮的小球；(3)游：在液面上不停地游动直至反应完；(4)响：反应中不停地发出“嘶嘶”的响声。2.差异性与酸及能形成弱碱的金属盐溶液反应时，由于溶液中H浓度较大，反应比与水剧烈，最后钠可能在液面上燃烧；与盐溶液反应时，还可能会生成沉淀(如生成难溶碱)、气体(NH3)等。拓展写出下列反应的离子方程式将Na投入到Ca(HCO3)2溶液中，反应后生成正盐溶液2NaCa22HCO=CaCO32NaCOH2。将Na投入到NH4HCO3溶液中，有刺激性气味气体放出2NaNHHCO=2NaCONH3H2。考点二氧化钠、过氧化钠知识梳理氧化钠和过氧化钠的比较物质氧化钠(Na2O)过氧化钠(Na2O2)色态白色固体淡黄色固体类别碱性氧化物过氧化物(非碱性氧化物)氧的价态21电子式Na 2NaNa 2Na生成条件常温加热或点燃化学性质热稳定性不稳定(2Na2OO22Na2O2)稳定与水反应Na2OH2O=2NaOH2Na2O22H2O=4NaOHO2与CO2反应Na2OCO2=Na2CO3=2Na2O22CO2=2Na2CO3O2与酸反应(盐酸)Na2O2HCl=2NaClH2O2Na2O24HCl=4NaCl2H2OO2主要性质具有碱性氧化物通性具有强氧化性主要用途用于制取少量Na2O2、烧碱强氧化剂、漂白剂、供氧剂、消毒剂名师助学：Na2O中只有离子键，而Na2O2中既有离子键，又有共价键。Na2O2晶体中阴、阳离子个数比为12而不是11。Na2O2与水、CO2反应都是自身的氧化还原反应。1 mol Na2O2与足量CO2或H2O发生反应时，转移的电子数是NA而不是2NA。题组诊断Na2O、Na2O2的性质及应用1.下列推断正确的是()A.1 mol Na2O2与水反应，转移电子1 molB.Na2O、Na2O2组成元素相同，与CO2反应的产物也相同C.钠能与氧气和水反应，钠暴露在空气中最终的产物是NaOHD.将Na2O2加入酚酞试液中，得到红色溶液解析Na2O、Na2O2与CO2反应都能生成Na2CO3，但是Na2O2与CO2反应还能产生O2，B错误；钠暴露在空气中最终的产物是Na2CO3，C错误；Na2O2有强氧化性，将Na2O2加入酚酞试液中，得不到红色溶液，D错误。答案A2.比较下列四组反应，回答下列问题：一组：Na2O2CO2Na2O2SO2二组：Na2O2FeCl3(溶液)Na2O2FeCl2(溶液)三组：SO2通入品红溶液中，加热Na2O2加入到品红溶液中，加热四组：NaOH溶液滴入紫色石蕊溶液中Na2O2固体加入到紫色石蕊溶液中(1)写出反应的化学方程式：_，有同学类比的反应写出的反应方程式为2Na2O22SO2=2Na2SO3O2，你认为是否合理？_(填“合理”或“不合理”)。(2)比较分析反应中可能发生的现象，相同点：_，差异：_。(3)预测可能的现象：_，可能的现象：_。(4)判断反应中可能发生的现象：_；_。解析(1)Na2O2具有强氧化性，可能发生：Na2O2SO2=Na2SO4。(2)FeCl3与NaOH反应生成Fe(OH)3，Fe(OH)3是不溶性的红褐色沉淀；中Fe2具有强还原性，易被Na2O2氧化并生成Fe(OH)3，Na2O2与溶液中的水剧烈反应会有O2产生。(3)SO2的漂白性是由于它能与某些有色物质生成易分解的无色物质，Na2O2的漂白性是因其具有强氧化性。(4)Na2O2与H2O反应生成NaOH呈碱性，同时Na2O2又有漂白性。答案(1)2Na2O22CO2=2Na2CO3O2不合理(2)均会有红褐色沉淀生成并有气体逸出中气体明显少于中气体(3)溶液红色褪去，加热后又恢复红色溶液红色褪去，加热后不能恢复红色(4)溶液变蓝溶液先变蓝后褪色【练后归纳】过氧化钠的强氧化性1.从化合价的角度分析2Na2O Na2O2既有氧化性又有还原性，但主要表现为氧化性。2.强氧化性的具体表现Na2O2与H2O、CO2反应的定量分析3.200 时，11.6 g CO2和水蒸气的混合气体与足量的Na2O2充分反应后固体质量增加了3.6 g，则原混合气体的总物质的量是()A.0.125 mol B.0.25 molC.0.5 mol D.1 mol解析根据质量守恒定律可知，生成O2的质量为11.6 g3.6 g8 g，n(O2)0.25 mol，根据Na2O2与H2O(g)、CO2反应的物质的量的关系可知，CO2和H2O(g)的物质的量之和为0.25 mol20.5 mol。答案C4.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.丁甲乙丙解析(1)甲、丁相比：甲：NaNaOH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：溶剂相等故乙、丙溶液完全等同。(3)乙、丙与甲相比甲：Na乙：Na2O丙：Na2O2当它们物质的量相等时，Na(甲)所得NaOH是乙、丙(Na2O、Na2O2)所得NaOH物质的量的，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。答案B【练后归纳】Na2O2与H2O、CO2反应计算的三个关系电子转移关系当Na2O2与CO2、H2O反应时，物质的量关系为2Na2O2O22e，n(e)n(Na2O2)2n(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气体体积的，等于生成氧气的量，VV(O2)V(原气体)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“H2”，所以固体增加的质量m28 gmol1n(CO2)、m2 gmol1n(H2O)考点三两种重要的钠盐：碳酸钠、碳酸氢钠知识梳理一、碳酸钠、碳酸氢钠的性质、用途1.物理性质名称碳酸钠碳酸氢钠化学式Na2CO3NaHCO3俗名纯碱或苏打小苏打颜色、状态白色粉末细小白色晶体水溶性易溶于水水中易溶，比Na2CO3的溶解度小提醒：因NaHCO3的溶解度较小，将CO2通入到饱和Na2CO3溶液时，开始无明显现象，后有沉淀析出。2.化学性质碳酸钠(Na2CO3)碳酸氢钠(NaHCO3)热稳定性稳定，受热不分解不稳定，受热易分解：2NaHCO3Na2CO3CO2H2O与H反应2HCO=H2OCO2或HCO=HCOHHCO=H2OCO2(在水溶液中，同浓度的NaHCO3产生CO2的速率比Na2CO3快(填“快”或“慢”)与NaOH溶液反应不反应NaOHNaHCO3=Na2CO3H2O与Ca(OH)2溶液反应OH不反应，但Ca2CO=CaCO3碱过量，离子方程式为：Ca2OHHCO=CaCO3H2O；碱不足，离子方程式为：Ca22OH2HCO=CaCO3CO2H2O与BaCl2溶液反应离子方程式为：Ba2CO=BaCO3不反应主要用途玻璃、造纸、制皂、洗涤发酵、医药、灭火器相互转化提醒：Na2CO3和NaHCO3的用途较易混淆，在掌握时应从原理上加以区别，而不是死记硬背。二、焰色反应1.焰色反应的概念某些金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特殊的颜色，其属于物理变化，属于元素的性质。2.焰色反应的操作铂丝无色待测物观察火焰颜色铂丝无色3.常见元素的焰色钠元素黄色；钾元素紫色(透过蓝色钴玻璃观察)；铜元素绿色。题组诊断Na2CO3、NaHCO3的性质1.为除去括号内的杂质，所选用的试剂或方法不正确的是()A.Na2CO3溶液(NaHCO3)，选用适量的NaOH溶液B.NaHCO3溶液(Na2CO3)，应通入过量的CO2气体C.Na2O2粉末(Na2O)，将混合物在氧气中加热D.Na2CO3溶液(Na2SO4)，加入适量Ba(OH)2溶液，过滤解析Na2CO3和Na2SO4均能与Ba(OH)2反应，不能达到除杂的目的。答案D2.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()(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()解析(1)Na2CO3、NaHCO3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。答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)3.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，如下图所示。(1)只根据图、所示实验，能够达到实验目的的是_(填装置序号)。(2)图、所示实验均能鉴别这两种物质，其反应的化学方程式为_；与实验相比，实验的优点是_(填字母)。A.比复杂B.比安全C.比操作简便D.可以做到用一套装置同时进行两个对比实验，而不行(3)若用实验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)。解析(1)图不能达到实验目的，因为无论碳酸钠还是碳酸氢钠均可以与盐酸反应产生二氧化碳，二氧化碳气体与澄清石灰水作用变浑浊；图可以鉴别，因为等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量的稀盐酸反应，生成的二氧化碳气体的量不同，可根据气球膨胀程度来判断。(2)图、所涉及的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3H2OCO2，CO2Ca(OH)2=CaCO3H2O实验的优点是可同时做对比实验。(3)试管B装入碳酸氢钠，试管A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，表明了碳酸氢钠很不稳定。答案(1)(2)2NaHCO3Na2CO3H2OCO2，CO2Ca(OH)2=CaCO3H2OD(3)NaHCO3【练后归纳】判断类别，用准性质，突破Na2CO3、NaHCO3的鉴别1.利用热稳定性不同2.利用和酸反应生成气体的速率不同(相同条件下)Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应4.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2倍C.等质量的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CO2一样多解析Na2CO32HCl=2NaClCO2H2ONaHCO3HCl=NaClCO2H2O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) mol，n(Na2CO3)n(CO2) mol，正确；B项，假设二者均为1 mol，则消耗的盐酸：Na2CO3为2 mol，NaHCO3为1 mol，正确；C项，假设二者均为1 g，Na2CO3需盐酸的物质的量为2 mol mol，NaHCO3需盐酸 mol，错误。答案C5.向四只盛有一定量NaOH溶液的烧杯中通入不同量的CO2气体后，在所得溶液中逐滴加入稀盐酸至过量，并将溶液加热，产生的CO2气体与HCl物质的量的关系如图(忽略CO2的溶解和HCl的挥发)：则下列分析都正确的组合是()对应图像溶液中的主要成分ANaOH、NaHCO3BNaHCO3、Na2CO3CNaOH、Na2CO3DNa2CO3解析掌握CO2与NaOH溶液、Na2CO3和NaHCO3与盐酸反应的规律及运用数形结合思想是解题的关键。CO2通入NaOH溶液中，若CO2过量，即1，溶质为NaHCO3，逐滴加入稀盐酸至过量，图像为；若1，溶质为Na2CO3和NaHCO3，逐滴加入稀盐酸至过量，图像为；若，溶质为Na2CO3，逐滴加入稀盐酸至过量，图像为；若，溶质为NaOH、Na2CO3，逐滴加入稀盐酸至过量，图像为。答案B【方法总结】1.NaOH与CO2的反应(1)化学反应方程式：2NaOHCO2=Na2CO3H2ONa2CO3CO2H2O=2NaHCO3、NaOHCO2=NaHCO3(2)产物的判断2.向Na2CO3溶液中逐滴加入稀盐酸，开始无明显现象，后有无色气体放出：COH=HCO、HCOH=H2OCO2。向盐酸中逐滴加入碳酸钠溶液，有无色气体放出：CO2H=H2OCO2。3.Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应的基本图像(1)向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸，消耗HCl的物质的量与产生CO2的物质的量的关系如图1所示；(2)向NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸，消耗HCl的物质的量与产生CO2的物质的量的关系如图2所示；(3)向NaOH、Na2CO3的混合溶液中逐滴加入盐酸，消耗HCl的物质的量与产生CO2的物质的量的关系如图3所示(设NaOH、Na2CO3的物质的量之比为11，其他比例的图像请参照画)；(4)向Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中逐滴加入盐酸，消耗HCl的物质的量与产生CO2的物质的量的关系如图4所示(设Na2CO3、NaHCO3的物质的量之比为11，其他比例的图像请参照画)。6侯氏制碱法生产流程可简要表示如下：其中需要注意：(1)先在冷却的条件下将氨气通入到饱和食盐水中，再通入CO2。(2)主要反应原理：NH3H2OCO2NaCl=NaHCO3NH4Cl、2NaHCO3 Na2CO3CO2H2O(X即为CO2，可以循环利用)。(3)循环的设计使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上。(4)向母液中通氨气，加入细小食盐颗粒，冷却析出副产品，通氨气的作用：增大NH的浓度，使NH4Cl更多地析出、使NaHCO3转化为Na2CO3，提高析出的NH4Cl纯度。训练1(2016江苏化学，6)根据侯氏制碱原理制备少量NaHCO3的实验，经过制取氨气、制取NaHCO3、分离NaHCO3、干燥NaHCO3四个步骤，下列图示装置和原理能达到实验目的的是()解析NH4Cl在试管底部分解为NH3和HCl，温度一降低又会生成NH4Cl，无法得到NH3，A错误；通入CO2的导管应长进短出，B错误；CO2通入氨化的饱和食盐水生成NaHCO3沉淀：NH3NaClCO2H2O =NaHCO3 NH4Cl，可用过滤方法分离NaHCO3，C正确；加热NaHCO3会分解：2NaHCO3Na2CO3CO2 H2O，且加热固态物质需要使用坩埚，不能用烧杯加热，D错误。答案C训练2工业上以粗盐(含Ca2、Mg2、SO等杂质)为主要原料，采用“侯氏制碱法”生产纯碱和化肥NH4Cl，实验室模拟工艺流程如图甲所示。下列说法正确的是()A.饱和食盐水中先通入的气体为CO2B.流程图中的“系列操作”中一定需要使用玻璃棒C.如图乙所示装置可以比较Na2CO3和NaHCO3晶体的热稳定性D.对粗盐溶液除杂可依次加入过量NaOH、Na2CO3、BaCl2溶液，过滤后再加入盐酸调节溶液的pH解析A项，二氧化碳在水中溶解度较小，氨气溶解度较大，故应先通入氨气，使溶液为碱性溶液，再通入二氧化碳，可以达到实验目的，错误；B项，从溶液中得到固体，需要加热浓缩、冷却结晶、过滤等操作，因此流程图中的“系列操作”中一定需要玻璃棒搅拌、引流等，正确；C项，Na2CO3加热不易分解，NaHCO3晶体加热容易分解，故小试管中盛放NaHCO3，大试管中盛放Na2CO3，错误；D项，除去粗盐中的Ca2、Mg2、SO及泥沙，可以加过量BaCl2除去SO，然后加过量NaOH除去Mg2，用过量Na2CO3除去Ca2和过量的Ba2，盐酸要放在最后，除去过量的NaOH和Na2CO3，错误。答案B训练3(2018苏州一模)继侯德榜“联合制碱法”后，上世纪50年代，某些化工专家开始研究有机胺制碱法，目前这项研究工作取得了一定进展。其工艺流程如下：已知：NR3HCl=NR3HCl，且NR3HCl易溶于有机溶剂。(1)有机胺制碱法反应生成小苏打的化学方程式是：_；操作称为_；(2)过程得到产品的化学方程式是：_；(3)在过程中，回收有机胺的化学方程式是：_；(4)副产品的用途_；(5)本工艺流程中可循环利用的物质是：_。解析(1)从流程图分析知，有机胺与CO2和NaCl的水溶液反应生成NaHCO3(水层)和NR3HCl(有机层)。操作将水层和有机层分开了，此操作为萃取分液。(2)水层中析出的NaHCO3，加热分解可得纯碱。(3)在有机层中加入NH3，NR3HCl中HCl与NH3反应生成NH4Cl和NR3，正确。(4)NH4Cl可作为氮肥，NH4Cl水解显酸性，可以除铁锈。(5)第步分解产生的CO2可以用于第一步中，第步生成的NR3可作为第一步中，生成的有机物可以再次用于处的萃取。答案(1)CO2NaClH2ONR3=NaHCO3NR3HCl萃取分液或分液(2)2NaHCO3Na2CO3CO2H2O(3)NR3HClNH3=NR3NH4Cl(4)用作化肥、除铁锈等合理答案(5)CO2、有机胺、有机溶剂考点四镁及其重要化合物的性质及海水提镁知识梳理1.镁的性质(1)物理性质：具有银白色金属光泽的固体，密度、硬度均较小，熔点较低，有良好的导电、传热和延展性。(2)化学性质：与非金属反应与CO2反应：2MgCO22MgOC与H2O反应：Mg2H2OMg(OH)2H2与H反应：Mg2H=Mg2H2名师助学：Mg3N2能与水剧烈反应生成Mg(OH)2沉淀，放出氨气，所以只能在干态下制取。2.海水提镁Mg22OH=Mg(OH)2 Mg(OH)22HCl=MgCl22H2O MgCl2(熔融)MgCl2名师助学：由MgCl26H2O到无水MgCl2，必须在HCl气流中加热，以防MgCl2水解。因镁在高温下能与O2、N2、CO2等气体发生反应，故工业电解MgCl2得到的镁，应在H2氛围中冷却。3.用途生产合金，冶金工业上用作还原剂和脱氧剂。4.镁的重要化合物物质主要性质氧化镁碱性氧化物MgO2H=Mg2H2O氢氧化镁中强碱Mg(OH)22H=Mg22H2O难溶于水Mg22OH=Mg(OH)2溶解度小于碳酸镁MgCO3H2OMg(OH)2CO2名师助学：MgO熔点很高，可作耐火材料。题组诊断镁及其化合物的性质1.(2015江苏化学，4)在CO2中，Mg燃烧生成MgO和C。下列说法正确的是()A.元素C的单质只存在金刚石和石墨两种同素异形体B.Mg、MgO中镁元素微粒的半径：r(Mg2)r(Mg)C.在该反应条件下，Mg的还原性强于C的还原性D.该反应中化学能全部转化为热能解析A项，碳元素存在金刚石、石墨、C60、C70、石墨烯等多种同素异形体，错误；B项，Mg和Mg2的质子数相同，但Mg有3个电子层，Mg2有2个电子层，所以Mg半径大于Mg2半径，错误；C项，该反应中镁作还原剂，C为还原产物，由氧化还原反应的“强弱规律”可知，Mg的还原性强于C的还原性，正确；D项，该反应中化学能除转化为热能外还有部分转化为光能(因为燃烧时发出光)，错误。答案C2.某同学通过系列实验探讨Mg及其化合物的性质，操作正确且能达到目的的是()A.将水加入浓硫酸中得到稀硫酸，置镁片于其中探讨Mg的活泼性B.将NaOH溶液缓慢滴入MgSO4溶液中，观察Mg(OH)2沉淀的生成C.将Mg(OH)2浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤，洗涤并收集沉淀D.将Mg(OH)2沉淀转入表面皿中，加足量稀盐酸，加热蒸干得无水MgCl2固体解析稀释浓硫酸时，应将浓硫酸沿着器壁或玻璃棒慢慢加入水中，并及时搅拌，A错误；过滤时需要用玻璃棒引流，C错误；蒸发溶液时应该用蒸发皿而不是表面皿，由于MgCl2水解，所以加热时必须在HCl的气氛中加热才能得到MgCl2固体，D错误。答案B镁的提取3.“绿色化学”要求从经济、环保和技术上设计可行的化学反应。据此，由单质镁制硝酸镁的下列四个方案中，你认为可行而且符合“绿色化学”要求的方案是()A.MgMg(NO3)2B.MgMgCl2Mg(OH)2Mg(NO3)2C.MgMgOMg(NO3)2D.MgMgSO4Mg(NO3)2解析据题意，“绿色化学”要求从经济、环保和技术三个方面设计可行的化学反应。从经济角度考虑，B项最不合算，除Mg外还用了三种试剂；D项不合算，用了两种较贵的试剂浓硫酸和Ba(NO3)2。从环保角度考虑，A、D两项分别产生了污染环境的氮氧化物和SO2，B项也使用了会对环境造成污染的Cl2。从技术角度看，D项中Ba(NO3)2溶液的加入量较难控制。综上所述，可知只有C项符合“绿色化学”的要求。答案C4.从海水中提取镁的工艺流程可表示如下：下列说法不正确的是()A.用此法提取镁的优点之一是原料来源丰富B.步骤电解MgCl2时阴极产生氯气C.步骤可将晶体置于HCl气体氛围中脱水D.上述工艺流程中涉及化合、分解和复分解反应解析电解MgCl2时阳极产生氯气，阴极产生Mg。答案B7碳酸钠质量分数测定的实验探究(1)气体法测定原理Na2CO3H2SO4=Na2SO4H2OCO2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(标准状况)数据处理纯碱样品中Na2CO3的质量为mol106 gmol1g。则纯碱样品中Na2CO3的质量分数为100%(2)沉淀法测定原理Na2CO3BaCl2=BaCO32NaCl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数据处理纯碱样品中Na2CO3的质量为106 gmol1g则纯碱样品中Na2CO3的质量分数为100%100%训练1为了测定NaCl、Na2CO310H2O和NaHCO3的混合物中各组分的含量，某同学设计如下实验：取一定质量的混合物，通过测量反应前后和装置质量的变化，测定该混合物中各组分的质量分数。下列说法错误的是()A.、中可以依次盛装碱石灰、无水CaCl2、碱石灰B.硬质玻璃管加热前，应关闭b，打开a，缓缓通入空气，直至a 处出来的空气不再使澄清石灰水变浑浊为止C.若将装置换成盛放NaOH溶液的洗气瓶，则测得的NaCl含量偏大D.实验过程中一直通入空气，停止加热后再停止通入空气解析A项，中装碱石灰，吸收空气中的CO2和H2O(g)，以免影响后面实验，本实验得利用测得生成的H2O和CO2的质量计算各组分含量，所以中装CaCl2，只吸水，装碱石灰，吸收CO2，正确；B项，实验前，需要关闭b，打开a，通空气，以排除装置中的CO2和H2O(g)，不能打开b，否则装置中的CO2和H2O(g)进入、，影响实验，正确；C项，若装NaOH溶液，会增大中H2O(g)的量，增大Na2CO310H2O和NaHCO3的含量，NaCl含量偏低，错误；D项，一直通空气，以使生成的CO2和H2O(g)能完全被吸收，正确。答案C训练2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。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。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：操作涉及的实验名称有_、洗涤；操作涉及的实验名称有干燥、_。丙同学测得的样品中Na2CO3质量分数的计算式为_。解析(1)NaCl不与稀硫酸反应，Na2CO3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)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。CO2是气体，故能直接测得的数据是CO2的体积。(3)生成沉淀，故操作需要涉及过滤操作。要知道固体的质量需要称重。经过计算，样品中Na2CO3质量分数的计算式为106y/197x。答案(1)Na2CO3分液漏斗除去CO2中的水蒸气(2)液面上升体积(3)过滤称量106y/197x【知识网络回顾】1.下列做法不正确的是()A.Na2O2用作呼吸面具的供氧剂B.NaHCO3的热稳定性大于Na2CO3C.乙醇可与金属钠反应放出氢气D.金属钠着火时，用细沙覆盖灭火解析NaHCO3受热分解而Na2CO3受热不易分解，故Na2CO3的热稳定性强于NaHCO3。答案B2.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反应解析加热固体时，试管口不能向上倾斜，A项设计错误；B项中脱脂棉燃烧，能表明Na2O2与水反应放热；C项中气球变大，Cl2能被NaOH溶液吸收；D项能进行Na与Cl2反应。答案A3.纯碱和小苏打是厨房中两种常见的用品，它们都是白色固体，下列区分这两种物质的方法中正确的是()A.分别用砂锅加热两种样品，全部分解挥发没有残留物的是小苏打B.用洁净铁丝蘸取两种样品在煤气火焰上灼烧，使火焰颜色发生明显变化的是小苏打C.取两只小玻璃杯，分别加入少量的两种样品，再加入等量的食醋，产生气泡快的是小苏打D.先将两样品配成溶液，分别加入澄清石灰水，无白色沉淀生成的是小苏打解析小苏打(NaHCO3)受热分解生成Na2CO3、H2O和CO2，有Na2CO3残留，A错误；纯碱和小苏打中都含有Na，所以焰色反应的颜色均为黄色，B错误；向二者的溶液中分别加入澄清石灰水，均有CaCO3沉淀生成，D错误。答案C4.(2018南京盐城一模)碱式碳酸镁4MgCO3Mg(OH)24H2O是重要的无机化工产品。一种由白云石主要成分为CaMg(CO3)2，还含少量SiO2、Fe2O3等为原料制备碱式碳酸镁(国家标准中CaO的质量分数0.43%)的实验流程如下：(1)“煅烧”时发生主要反应的化学方程式为_。(2)常温常压下“碳化”可使镁元素转化为Mg(HCO3)2，“碳化”时终点pH对最终产品中CaO含量及碱式碳酸镁产率的影响如图1和图2所示。应控制“碳化”终点pH约为_，发生的主要反应的化学方程式为_和_。图2中，当pH10.0时，镁元素的主要存在形式是_(写化学式)。(3)“热解”生成碱式碳酸镁的化学方程式为_。(4)该工艺为达到清洁生产，可以循环利用的物质是_(写化学式)。解析(1)白云石主要成分为CaMg(CO3)2，煅烧时生成CaO、MgO，放出CO2。(2)由图2可知当pH9.0时产率高，结合图1可知pH9.0时CaO含量低。煅烧产物为MgO、CaO，MgO、CaO消化后生成Mg(OH)2、Ca(OH)2。碳化后，由图可知Mg(OH)2生成Mg(HCO3)2，由图可知Ca(OH)2生成CaCO3。pH变大，c(OH)增大，生成Mg(OH)2。(3)Mg(HCO3)2受热分解生成4MgCO3Mg(OH)24H2O，根据镁、碳原子关系可知有CO2生成。答案(1)CaMg(CO3)2CaOMgO2CO2(2)9.0Mg(OH)22CO2=Mg(HCO3)2Ca(OH)2CO2=CaCO3H2OMg(OH)2(3)5Mg(HCO3)24MgCO3Mg(OH)24H2O6CO2(4)CO2一