《一轮复习导航》：第14讲《碱金属及其重要化合物（二）》 (2).ppt

1 下列说法不正确的是a 碳酸氢钠俗名叫小苏打 碳酸钠俗名苏打 氢氧化钠俗名苛性钠b na2co3比nahco3易溶于水且na2co3比nahco3稳定的多c 石灰水能与na2co3反应 而不能与nahco3反应d nahco3遇到盐酸放出co2的反应要比碳酸钠剧烈的多 课前体验 解析 考察金属钠的重要化合物碳酸钠 碳酸氢钠和氢氧化钠的性质 大多数碳酸盐溶解度小于碳酸氢盐 但是碳酸钠溶解度却大于碳酸氢钠 碳酸氢钠受热易分解 碳酸钠则很稳定 石灰水中含有钙离子和氢氧根离子 碳酸钠能与石灰水中的钙离子发生反应发生沉淀 碳酸氢钠中碳酸氢根离子能与氢氧根离子发生反应生成碳酸根离子 碳酸钠与碳酸氢钠分别与同浓度盐酸反应时 前者激烈程度小于后者 2 鉴别碳酸钠和碳酸氢钠固体 以下方法不能达到实验目的的是a 配成相同物质的量浓度溶液 分别逐滴加入相同浓度的稀盐酸b 将固体加热并将生成的气体通入澄清石灰水中c 配置成相同物质的量浓度溶液 测定溶液的phd 分别配成溶液后滴加澄清石灰水 课前体验 解析 碳酸钠和碳酸氢钠反应均有白色沉淀生成 所以无法鉴别 相同物质的量浓度的碳酸钠和碳酸氢钠溶液 由于前者水解程度大 所以溶液的ph更大 c正确 碳酸钠溶液与盐酸反应先生成碳酸氢钠 然后才生成二氧化碳气体 所以也可以用盐酸来鉴别它们 a正确 碳酸氢钠固体受热分解产生二氧化碳 能使石灰水变浑浊 而碳酸钠难分解 因此b正确 3 欲使0 1mol l的nahco3溶液中c h c co32 c hco3 都减少 其方法是a 通入二氧化碳气体b 加入氢氧化钠固体c 通入氯化氢气体d 加入饱和石灰水溶液 课前体验 解析 本题主要考察碳酸氢盐的性质及有关离子间的反应 co2与nahco3不反应 三种离子皆不会减少 加入naoh固体后 发生反应hco3 h co2 h2o c h c hco3 减少 而增c co32 大 通入气体hcl时 因发生反应hco3 h co2 h2o而使溶液呈弱酸性 与原nahco3溶液相比c h 增大 加入石灰水时 发生反hco3 oh ca2 caco3 h2o而使溶液中三种离子浓度均减少 4 na2o2与足量的nahco3混合后 在密封容器中充分加热 排除气体且冷却后 残留的固体物质是a na2o2和na2co3b na2co3c na2co3和naohd na2o2 na2co3和naoh 课前体验 解析 碳酸氢钠受热分解产生碳酸钠 二氧化碳和水 产生的二氧化碳和水又能与过氧化钠反应生成碳酸钠和氢氧化钠 但由于碳酸氢钠是过量的 它会继续和氢氧化钠发生反应生成碳酸钠 所以最后的固体只有碳酸钠 课前体验 5 x y z w四种化合物均由短周期元素组成 其中x含有四种元素 x y z的焰色反应均为黄色 w为无色无味气体 这四种化合物具有下列转化关系 部分反应物 产物及反应条件已略去 请回答 1 w的电子格式是 2 与在溶液中反应的离子方程式 hco3 oh co32 h2o 课前体验 3 x含有的四种元素之间 二种 三种或四种 可组成多种化合物 选用其中某些化合物 利用下列装置 夹持固定装置已略去 进行试验 装置 中产生白色沉淀 装置 中可收集到一种无色气体 装置 中反应的化学方程式是 其中 中物质的化学式是 用x含有的四种元素中的两种组成的某化学物 在催化剂存在下制备并收集纯净干燥的装置 中气体 该化合物的化学式是 所需仪器装置是 从上图选择必要装置 填写编号 na2co3 h2so4na2so4 co2 h2o或2nahco3 h2so4na2so4 2co2 2h2o na2o2 h2o2 课前体验 4 向z溶液中通入氯气 可制得某种生产和生活中常用的漂白 消毒的物质 同时有x生成 该反应的化学方程式是 2na2co3 cl2 h2onaclo nacl 2nahco3 课前体验 由x y z的焰色反应均为黄色可知其中均含有na元素 对照相互转化关系 确定x为nahco3 y为naoh z为na2co3 w为co2 h c o na四种元素可能形成的气体有h2 ch4 o2 co2等 又因为装置 中产生白色沉淀 推断通过该装置的气体必含有二氧化碳 装置 应该产生的是二氧化碳 二氧化碳通过装置 后也产生气体 结合各气体的性质可以确定装置中收集到的是o2 各装置中药品及作用为 解析 课前体验 解析 x含有的四种元素是na h c o 其中的两种组成的化合物可以是nah na2o na2o2 ch4 h2o h2o2 co co2等 在催化剂存在下能制备气体的只能是过氧化氢 由于过氧化氢分解产生的氧气只含有水蒸气杂质 故只需用浓硫酸干燥即可 最后用排空气法收集 向z溶液中通入氯气 可制得某种生产和生活中常用的漂白 消毒的物质 可以推知该物质应该是次氯酸盐 氯元素化合价升高 再结合氧化还原的原理可以推知还有氯化钠 氯元素化合价降低 生成 从而可以顺利写出反应方程式 典例精析 例1 将nahco3和na2o2按物质的量2 1之比混合 在密闭容器中加热使之充分反应 然后趁热排出气体物质 容器内残留物的成分是 a na2o2和nahco3b nahco3和na2co3c naoh和na2co3d 只有na2co3 d 解析 先将本题所涉及的所以化学方程式列出 2nahco3na2co3 h2o co2 2na2o2 2co22na2co3 o2 2na2o2 2h2o4naoh o2 本题的关键是产生的二氧化碳和水蒸气 在过氧化钠不足量的情况下 哪一种优先与过氧化钠反应 假如水蒸气先与过氧化钠反应 产生氢氧化钠 但是氢氧化钠又会与二氧化碳反应生成碳酸钠 所以实际上是过氧化钠优先与二氧化碳反应 本题反应按照顺序进行 典例精析 例1 将nahco3和na2o2按物质的量2 1之比混合 在密闭容器中加热使之充分反应 然后趁热排出气体物质 容器内残留物的成分是 a na2o2和nahco3b nahco3和na2co3c naoh和na2co3d 只有na2co3 d 解析 2mol碳酸氢钠分解产生二氧化碳和水蒸气各1mol 根据二氧化碳优先反应可知 1mol二氧化碳反应完成后消耗过氧化钠1mol 此时已经没有过氧化钠剩余 所以水蒸气没有与过氧化钠反应 固体产物只有碳酸钠 典例精析 例1 将nahco3和na2o2按物质的量2 1之比混合 在密闭容器中加热使之充分反应 然后趁热排出气体物质 容器内残留物的成分是 a na2o2和nahco3b nahco3和na2co3c naoh和na2co3d 只有na2co3 d 评注 关键是理解反应的先后顺序以及反应物之间的比例关系 典例精析 将2mol的nahco3和一定量的na2o2固体混合 在加热条件下让其充分反应 反应后的固体经测定na2o2已无剩余 则最后固体的物质的量为 a 1 2mol之间b 1 4mol之间c 2 4mol之间d 大于4mol 变式1 b 解析 2molnahco3受热完全分解 生成1molna2co3 同时放出1molco2和1molh2o 若na2o2没有 则所得固体至少为1mol 若na2o2足量 2mol 保证放出的co2和水蒸气与其恰好反应 则所得固体至多为4mol 所以选b 典例精析 例2 某天然碱 纯净物 可看作由co2和naoh反应后的产物所组成 称取天然碱样品四份 溶于水后 分别逐滴加入相同浓度的盐酸溶液30ml 产生co2的体积 标准状况 如下表 1 由第 组数据中的co2体积与样品质量之比 可以推测用2 49g样品进行同样的实验时 产生co2 ml 标准状况 2 另取3 32g天然碱品于300 加热分解至完全 300 时na2co3不分解 产生co2112ml 标准状况 和水0 45g 计算并确定该天然碱的化学式 504 2na2co3 nahco3 2h2o 典例精析 例2 某天然碱 纯净物 可看作由co2和naoh反应后的产物所组成 称取天然碱样品四份 溶于水后 分别逐滴加入相同浓度的盐酸溶液30ml 产生co2的体积 标准状况 如下表 3 已知na2co3和hcl aq 的反应分下列两步进行 na2co3 hclnacl nahco3nahco3 hclnacl co2 h2o由上表中第 组数据可以确定所用的hcl aq 的浓度为 mol l 2 5 典例精析 例2 某天然碱 纯净物 可看作由co2和naoh反应后的产物所组成 称取天然碱样品四份 溶于水后 分别逐滴加入相同浓度的盐酸溶液30ml 产生co2的体积 标准状况 如下表 4 依据上表所列数据以及天然碱的化学式 讨论并确定上述实验中co2 标准状况 体积v ml 与样品质量w g 之间的关系式 当0 w 4 98 v co2 202 4w ml 当4 98 w 12 45 v co2 1680 134 9w ml 当12 45 w v co2 0 典例精析 解析 由上表数据可知 前2组实验结束后均还有盐酸剩余 因为前2组实验中固体越多产生的气体越多 而第 组反应后则盐酸不足 因为反应后产生的气体反而比第 组的少 1 当固体质量为2 49g时 盐酸过量 所以产生的气体体积v 2 49g 3 32g 672ml 504ml 2 依据反应方程式2nahco3na2co3 co2 h2o可知天然碱的结晶水为所以天然碱组成 2na2co3 nahco3 2h2o 天然碱摩尔质量为332g mol 典例精析 解析 由上表数据可知 前2组实验结束后均还有盐酸剩余 因为前2组实验中固体越多产生的气体越多 而第 组反应后则盐酸不足 因为反应后产生的气体反而比第 组的少 3 7 47g天然碱物质的量为 7 47g 332g mol 0 0225mol 其中含有na2co30 045mol 含有nahco30 0225mol 天然碱与盐酸反应时 先把碳酸钠转化为碳酸氢钠 此时消耗盐酸0 045mol 然后碳酸氢钠与盐酸反应生成二氧化碳672ml即0 03mol 此时消耗盐酸也为0 03mol 故盐酸物质的量共有0 075mol 盐酸浓度为0 075mol 0 03l 2 5mol l 典例精析 解析 由上表数据可知 前2组实验结束后均还有盐酸剩余 因为前2组实验中固体越多产生的气体越多 而第 组反应后则盐酸不足 因为反应后产生的气体反而比第 组的少 4 产生二氧化碳体积分三种情况分析 当盐酸足量时 生成的二氧化碳量取决于天然碱的量 由于盐酸物质的量为0 075mol 天然碱全部转化为二氧化碳消耗盐酸为5mol即 2na2co3 nahco3 2h2o 5hcl 3co2 0 075mol盐酸最多可以消耗天然碱0 015mol即0 015mol 332g mol 1 98g 此时产生二氧化碳的体积 wg 332g mol 3 22400ml mol 202 4w ml 固有当0 w 4 98时 v co2 202 4w ml 典例精析 解析 由上表数据可知 前2组实验结束后均还有盐酸剩余 因为前2组实验中固体越多产生的气体越多 而第 组反应后则盐酸不足 因为反应后产生的气体反而比第 组的少 4 产生二氧化碳体积分三种情况分析 当反应完全后还有碳酸钠剩余时 产生的气体体积为0ml 此时0 075mol盐酸可以将0 0375mol天然碱转化为碳酸氢钠 2na2co3 nahco3 2h2o 2hcl 3nahco30 0375mol天然碱的质量为12 45g 所以当w 12 45g时 v co2 0ml 典例精析 解析 由上表数据可知 前2组实验结束后均还有盐酸剩余 因为前2组实验中固体越多产生的气体越多 而第 组反应后则盐酸不足 因为反应后产生的气体反而比第 组的少 4 产生二氧化碳体积分三种情况分析 当4 98 w 12 45 产生的二氧化碳计算方法 wg天然碱转化为碳酸氢钠需要消耗盐酸w 332 2mol 剩余盐酸 0 075mol w 332 2mol 此剩余盐酸可以产生的二氧化碳体积v co2 0 075mol w 332 2mol 22400ml mol 1680 134 9w ml 评注 化学方程式的计算关键在于正确分析化学反应的实质以及反应前后量的关系 对于过量问题的计算要能正确判断哪种物质过量 然后以不足量计算 典例精析 变式2 将na2co3 5h2o与nahco3组成的混合物28g放入坩埚中充分加热至质量不变时 将残留固体用足量盐酸溶解可产生气体6 6g 若将原28g固体盐酸反应放出气体8 8g 求 1 残留固体的质量 2 nahco3的质量 解析 将混合物加热时最后残留固体为na2co3 其物质的量等于二氧化碳的物质的量即0 15mol 所以残留固体的质量为0 15mol 106g mol 15 9g 有因为原28g固体加盐酸反应放出气体8 8g 即生成二氧化碳0 2mol 所以原固体中na2co3 5h2o与nahco3的物质的量之和为0 2mol 进一步可以推知加热时产生的二氧化碳为0 2mol 0 15mol 0 05mol 依据反应方程式2nahco3na2co3 co2 h2o可知 原固体中碳酸氢钠的质量为0 1mol 质量为8 4g 方法指导 1 碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别方法 方法指导 2 碳酸钠溶液与盐酸互滴 碳酸钠溶液与盐酸反应时 由于滴加顺序不同 产生现象不同 据此可以不用试剂鉴别稀盐酸和稀碳酸钠溶液 在碳酸钠溶液中逐滴加入稀盐酸 开始时无气体产生 一段时间后才有气体生成 发生的反应分两步 na2co3 hclnacl nahco3 待全部碳酸钠转变为碳酸氢钠后 再发生nahco3 hclnacl co2 h2o 在盐酸中逐滴加入稀碳酸钠溶液 由于盐酸一开始就过量 立即同时发生两个反应 因此立即就产生气体 na2co3 hclnacl nahco3nahco3 hclnacl co2 h2o 方法指导 3 酸式盐与碱反应分析思路 酸式盐与碱反应可以从两步进行分析 第一步是酸式根离子与氢氧根离子中和生成酸根离子和水 这是任何酸式盐和碱都会发生的反应 第二步要分析生成的酸根离子还能否与溶液中阳离子反应生成沉淀以及后有关过量问题 最后才能正确写出离子反应方程式 书写离子方程式的难点在于正确分析反应物哪种过量 通常分析方法是将不足量的反应物设定为1mol 然后再分析另一种反应物的物质的量 方法指导 3 酸式盐与碱反应分析思路 现举例如下 1 nahso4溶液与naoh溶液反应 h oh h2o此反应只有碱与酸式根离子中和 是最简单的情况 2 向nahso4溶液中逐滴加入ba oh 2溶液至中性 假设nahso4溶液中含溶质1mol 要使溶液显中性 必须加入oh 1mol 也就是加入含0 5mol的ba oh 2溶液 此时溶液中有ba2 0 5mol so42 1mol 反应结果是还有so42 剩余 所以溶液中还含有na2so4溶液 反应的化学方程式为2nahso4 ba oh 2baso4 na2so4 2h2o 对应离子方程式为2h so42 2oh ba2 baso4 h2o 方法指导 3 酸式盐与碱反应分析思路 现举例如下 3 向ba oh 2溶液中逐滴加入nahso4溶液至恰好不再生成沉淀时为止 假设ba oh 2溶液中含溶质1mol 要使溶液恰好不再生成沉淀 必须加入so42 也就是加入含1molnahso4 此时溶液中有ba2 1mol so42 1mol h 1mol oh 2mol 反应结果是还有oh 剩余 所以溶液中还含有naoh溶液 反应的化学方程式为 nahso4 ba oh 2baso4 naoh h2o对应离子方程式为 h so42 oh ba2 baso4 h2o 方法指导 4 碳酸氢钠和过氧化钠混合加热后固体和气体成分的判断 碳酸氢钠与过氧化钠混合加热可能发生反而化学反应有3个 2nahco3na2co3 h2o co2 2na2o2 2co22na2co3 o2 2na2o2 2h2o4naoh o2 无论两种反应物的比例如何 首先发生的都是反应 难点是如果过氧化钠不足量 反应 和 哪个先发生反应 实际上是反应 先进行 反应完成后若还有过氧化钠剩余 再发生反应 因为假如水蒸气先与过氧化钠反应 则产生氢氧化钠 但是氢氧化钠又会与二氧化碳反应生成碳酸钠 所以实际上是过氧化钠优先与二氧化碳反应 方法指导 4 碳酸氢钠和过氧化钠混合加热后固体和气体成分的判断 通过上述反应关系 可以归纳如下 假设碳酸氢钠和过氧化钠物质的量分别为amol和bmol 方法指导 5 碳酸钠含量的制取 含量测定 1 工业上制取纯碱常常采用侯氏制碱法 在被氨气饱和的饱和食盐水中通入足量二氧化碳 产生碳酸氢钠沉淀 过滤后 将碳酸氢钠加热分解即可制得纯碱 二氧化碳可以循环利用 在此实验中关键是在饱和食盐水中先通入足量的氨气 然后再通入足量二氧化碳 如果先通入二氧化碳 由于二氧化碳溶解度较小 最后溶液中产生的碳酸氢根离子浓度小 无法析出碳酸氢钠晶体 实验室制取碳酸钠溶液 将一定量的naoh溶液分成等体积两份 往其中一份通入足量二氧化碳 使之成为碳酸氢钠溶液 再将另外一份naoh溶液加入到上述溶液中即可得到碳酸钠溶液 nh3 nacl co2 h2onahco3 nh4cl2nahco3na2co3 h2o co2 方法指导 5 碳酸钠含量的制取 含量测定 2 工业纯碱中往往含有杂质 测定纯碱浓度的方法很多 例如 假定只含有nacl杂质 测量气体质量就是将样品与足量酸反应 测量放出二氧化碳气体的质量 再换算为碳酸钠质量求得纯度 例如可以使用下列装置 方法指导 5 碳酸钠含量的制取 含量测定 2 工业纯碱中往往含有杂质 测定纯碱浓度的方法很多 例如 假定只含有nacl杂质 测量固体质量法例如称取一定质量的样品加入足量盐酸充分反应后 将溶液蒸干 称量所得固体质量 根据前后固体质量差即可求得碳酸钠的质量 滴定法称取一定质量的样品 加入指示剂并用标准酸与之中和 依据消耗酸的物质的量可以求得碳酸钠的质量 高考回放 2008 广东 碳酸钠是造纸 玻璃 纺织 制革等行业重要原料 工业碳酸钠 纯度为98 中含有ca2 mg2 fe3 cl 和so42 等杂质 提纯工艺路线如下 高考回放 2 2008 广东 碳酸钠是造纸 玻璃 纺织 制革等行业重要原料 工业碳酸钠 纯度为98 中含有ca2 mg2 fe3 cl 和so42 等杂质 提纯工艺路线如下 已知