高中化学 第二章碱金属讲义 人教版必修1

第二章 碱金属第一节 钠预习导航（预习教材，提供教材关键信息）1钠的主要物理性质： (1)颜色：刚取出的钠表面是色，用刀切开的钠表面是_色。 (2)密度：比水，比煤油，数值是 (3)是电和热的良导体。 2钠原子的结构示意图 ，最外层有 个电子，从最外层电子数分析，其易 电子，表现出 性 3钠的性质 能与 反应(1)新切开的钠表面很快变，这是因为(2)钠在空气中燃烧，生成 ，并发出色的火焰(3)钠与水的反应现象说明钠所具有的性质123454请比较氧化钠和过氧化钠的性质 氧化钠过氧化钠化学式化合价属性稳定性相互转化关键信息1暗黄色光亮的金属光泽小大0.97g/cm32 1 失去还原性3非常活泼、氧气等许多非金属以及水等暗钠与氧气发生反应，在钠的表面生成一薄层氧化物所造成的1.浮在水面密度比水小2.熔成小球反应放热，钠的熔点低3.四处游动有气体生成4.嘶嘶响声反应剧烈5.溶液变红有碱性物质生成Na2O Na2O2-2 -1碱性氧化物非碱性氧化物不稳定稳定2Na2OO2 2 Na2O2要点解析（名师点拨，重点、难点、热点轻松过关）1钠与水的反应认真观察钠与水的反应反应的现象和溶液颜色的变化。从钠的原子结构和物理性质来认识和理解为什么会有这些现象发生。通过对钠与水的反应进行氧化还原反应分析（标出各元素的化合价，指出氧化剂和还原剂，氧化产物和还原产物，用双线桥分析氧化与还原的关系。）改写为离子方程式加深认识。2金属钠露置在空气中的变化过程银白色金属钠(Na)表面变暗(生成Na2O)出现白色固体(生成NaOH) 表面变成溶液(NaOH潮解) 白色块状物质(生成Na2CO310H2O)白色粉末状物质(生成Na2CO3)3学习元素性质的方法应将钠的结构、性质、保存、存在、用途紧密联系起来，形成主线。充分体现结构决定性质，存在、用途及保存方法取决于性质这一思想。【例1】将金属钠分别投入下列物质的溶液中，有气体放出，且溶液质量减轻的是（ ）AHCl BK2SO4CCuCl2 D饱和NaOH溶液【解析】钠遇水或水溶液均能发生反应置换出氢气，故以上四个选项均能满足题干中有气体放出这一条件。解题的关键在题干中的最后“溶液质量减轻”。若投入金属钠的质量小于脱离溶液的物质的质量，则溶液的质量必定减轻。选项A、B中每有23 g钠进入溶液均生成1 g H2，溶液质量增加22 g。C选项中由于钠与水反应生成的氢氧化钠还能进一步与CuCl2反应，析出氢氧化铜沉淀，所以溶液质量减轻。D选项中氢氧化钠溶液是饱和溶液，投入钠后消耗水，析出氢氧化钠固体，溶液质量也减轻。答案：CD【点拨】对一化学反应的认识，既要从定性上知道谁跟谁反应生成什么，还要从定量上知道反应前后质量、体积、能量等变化。 【例2】将一小块钠投入FeCl3溶液，观察到的现象是 （ ）A钠溶解，有铁析出，并有气体产生 B只有气体 C只有沉淀 D既有气体，又有红褐色沉淀【解析】我们已经知道在金属活动顺序表中钠的位置远在铁的位置之前，但钠却不能从FeCl3水溶液中置换出Fe来，这是因为钠的活动性很强，钠投入FeCl3的溶液中，首先与水反应生成NaOH及H2，生成的NaOH再进一步与FeCl3反应产生红褐色的沉淀，反应如下： 2Na+2H2O=2NaOH+H2 3NaOH+FeC13=Fe(OH)3 +3NaCl答案：D【点拨】凡是活动性很强的金属(K、Ca、Na)跟盐溶液发生反应都有与此类似的反应。只有在熔融状态下，才有可能发生金属间的置换反应。 【例3】下列各种物质的热稳定性强弱顺序排列错误的是( ) AKMnO4K2 MnO4 CKClKClO3 CNa2O2Na2O DCu(OH)2CuO【解析】物质的热稳定性是指物质受热时转变成其他物质的性质。若反应物生成物，则生成物的热稳定性比反应物强。根据上述结论，可以得出答案。答案：AD 【点拨】对于化学反应的认识。既要知道反应物的性质，还要知道产物的性质。一个化学反应蕴藏着许多结论，学习时不可仅停留在表面上。此题为教材的引申题目，在思维上有所创新。故平时要打好双基，才能联想到位。 【例4】金属钠放置在空气中，最后生成的产物是( ) ANa2O BNa2O2 CNaOH DNa2CO3【解析】钠长期放置于空气中经历的变化是：NaNa2ONaOHNa2CO3。答案：D【点拨】掌握钠、氧化钠、过氧化钠、氢氧化钠的性质是解答本题的关键。 综合应用创新（学以致用，这可是新高考方向）1（应用题）用金属钠制取Na2O，通常采用2NaNO2+6Na=4Na2O+N2。试说明不用Na在O2中燃烧而用此法制取Na2O的原因。【解析】由于钠在空气中燃烧时，生成的是过氧化钠而不是氧化钠，所以这种方法不能用，而此法中由于有N2的生成，而N2的化学性质极为稳定，在N2的环境中Na2O不会被继续氧化成Na2O2。2（综合题）有关钠的叙述正确的是 A23g的钠与977g水反应后溶质的质量分数大于4% B钠跟CuSO4溶液反应生成蓝色沉淀上有时出现暗斑，这是析出了金属铜 C空气要用碱石灰(CaO、NaOH混合物)处理后才能与钠反应，以制取过氧化钠 D钠、钾是低熔点金属，所以钠钾合金在常温时柔软似蜡【解析】A中23g Na与977g水反应 2Na+2H2O2NaOH+H2 223 80 2 23 x y x=40 g(NaOH)，y=01g(H2)溶液质量23+977-01=999(g)，其中NaOH的质量分数大于4，A正确。 B项中Na与CuSO4溶液反应为： 2Na+CuSO4+2H2O=Na2SO4+Cu(OH)2+H2，在钠与水反应时剧烈放热以致使表面附近的氢氧化铜分解为黑色的氧化铜，不是金属铜，B不正确。C正确，用碱石灰处理空气是为了除去其中的少量CO2和H2O分，以免制得的Na2O2又与它们反应掺入了Na2CO3和NaOH，影响产品质量。通常合金的熔点常低于其组分金属的熔点，钠钾合金(含K 5080)在常温时呈液态，D不正确。答案：A、C3（创新题）室温下，氢氧化钠的溶解度为22 g，将多少克金属钠投入100 g水中，可获得该温度下的饱和溶液。【解析】设投入100 g水中的金属钠的质量为x2Na+2H2O=2NaOHH246 36 80 2在一定温度下，饱和溶液中溶质的质量对应100 g溶剂的比值是一常数，建立比例关系。质量为x的金属钠与质量为的水反应，生成质量为的氢氧化钠解得：x=11.5 g【点拨】解答本题时，若从题中化学方程式着手分析，很难直接理出头绪，但若从条件的反面去想，会引起什么后果这一思考方向去分析，不难得出结论。这也是一种解题思维。 【点拨】熟练掌握钠的性质是解答本题的关键。【点拨】Na跟水反应是中学化学中的重要考点，对它的考查角度很多，同学们应逐步学习积累。一题多解不仅可优化同学们的解题思路，更重要的是可培养同学们的发散求异创新思维能力，这一点在学习中尤为重要。同步达标（只学不练，等于白干）A级（基础巩固）1下列关于钠的叙述中正确的是（ ）A钠属于碱金属因为它具有碱性 B一个钠离子与一个水分子所含的电子数相等C钠保存在煤油中主要是因为钠易和空气中的二氧化碳反应是（ ）A等于2.3% ABCDB等于4% C大于2.3%小于4% D大于4%4钠与下面的溶液反应时，既有气体逸出，又有沉淀产生的是（ ）AKCl溶液 BCuSO4溶液 CCa(OH)2溶液 D稀硫酸5取一小块钠去掉煤油，放在燃烧匙中加热，下列实验现象正确的描述是（ ）金属钠先熔化 在空气中燃烧，黄色火花四溅 燃A钠投入水中：Na+H2O=Na+OH-+H2 B钠投入盐酸中：2Na+2H+=2Na+H2C固体氢氧化钠投入到盐酸中：OH-+H+=H2O D钠投入硫酸亚铁溶液中：2Na+Fe2+=2Na+Fe烧后得到白色固体 燃烧时有黄色火焰 燃烧后生成黄色固体A B C D6Na与H2O反应的现象和Na的下列性质无关的是（ ）ANa的熔点很低 B钠的密度小于水 CNa的硬度较小 DNa的还原性强7将5g钠和3.2g硫粉迅速混合，并放在石棉网上加热，反应得到的固体物质是（ ）ANa2S和Na BNa2S和S CNa2S和Na2O2 DNa2S和Na2OB级（能力提高）1下列关于钠离子的叙述，正确的是（ ）A性质活泼，要保存在煤油中 B钠离子还原为钠原子较难C比水轻，存在于溶液上部 D钠离子的半径比钠原子的半径小D钠在自然界仅能以化合态存在，常见的有过氧化钠、氢氧化钠、氯化钠等2下列合金可做原子反应堆导热剂的是（ ）A镁、铝合金 B铁、碳合金 C钠、钾合金 D铅、锡合金3将2.3g 钠放入97.7g 水中，所得溶液的质量分数2金属钠放入水中浮于水面上，放在煤油中（=0.8g/cm3）沉在底部，推测金属钠的密度是（ ）A介于0.8g/cm31.0g/cm3 B小于0.8g/cm3 C大于1.0g/cm3 D无法确定3下列离子方程式正确的是（ ）4有一块表面被氧化成氧化钠的金属钠，质量为10.8 g ，投入到100g 水中完全反应后，收集到0.2g 氢气，试计算：（1）未被氧化的金属钠的质量是多少克？ （2）钠元素的质量分数是多少？（3）反应后所得溶液的溶质的质量分数？5金属钠与干燥的氢气共热，生成白色的固体氢化钠(NaH)，氢化钠是一种生氢剂，与水反应生成氢氧化钠和氢气，试回答：（1）写出金属钠与氢气反应的化学方程式，注明电子转移的方向和数目。（2）固体氢化钠中的氢元素应具有氧化性还是还原性，简述理由。（3）氢化钠与水反应中，被氧化的元素与被还原的元素的质量比。6一块表面已部分被氧化成氧化钠的钠块质量为108g，投入到100g水中，完全反应后收集到002g H2。求： (1)未被氧化的金属钠的质量是多少? (2)被氧化的金属钠的质量是多少?7将多少克钠投入10g水中，反应后生成的溶液在10时刚好饱和?此饱和溶液中溶质的质量分数是多少?(已知10时该溶液中溶质的溶解度为22g)。同步达标答案A级1B 2C 3D 4B 5C 6C 7CB级1BD 2A 3BC 44.6g 85.2% 14.5% 5（1）2Na+H2=2NaH （2）具有还原性，因为 NaH中的氢为-1价。（3）1：1 6（1）0.46g (2)0.46g 71.15g 18.03%考题样板（看看高考是怎样考的）1（1996年上海）7.下列灭火剂能用于扑灭金属钠着火的是( )(A)干冰灭火剂(B)黄砂(C)干粉(含NaHCO3)灭火剂(D)泡沫灭火剂【解析】干冰为固体CO2，干粉灭火剂主要成分为 NaHCO3，在Na燃烧时先分解生成 CO2、水；而泡沫灭火剂主要成分为 NaHCO3，Al2(SO4)3，使用时先混合反应，生成CO2，Al(OH)3胶状沉淀泡沫。燃烧的钠可在CO2及水中继续燃烧，故A、C、D诜项不合理，只能选B。答案：B2（2020年上海春）取一支大试管，加入15 mL的水与苯(p=087 gcm-3)，静置。取黄豆大的金属钠(p=097 gcm-3)，轻轻放入这支装有水和苯的试管，试推测能观察到的实验现象是_。【解析】钠块将落在苯和水的界面上，有气泡产生，使钠块上浮，当附着在钠块表面的氢气逸出后，钠块又下沉到水和苯的界面上，又发生反应，重复发生上述变化，直到钠块反应砂耗尽。 【点拨】利用钠的性质活泼，能与氧气、二氧化碳、水反应的知识进行解题。【点拨】解答本题时，应联系物理知识，这是高考的方向。 趣味阅读 21世纪的金属钛纯净的钛是银白色的金属。钛的矿物在自然界中分布很广，约占地壳重的，仅次于铝、铁、钙、钠、钾和镁，而比铜、锡、锰、锌等在地壳中的含量要多几倍甚至几十倍。钛的熔点为，它的主要特点是密度小而强度大。和钢相比，它的密度只相当于钢的，而强度和硬度与钢相近。和铝相比，铝的密度虽较钛小，但机械强度却很差。因此，钛同时兼有钢（强度高）和铝（质地轻）的优点。纯净的钛有良好的可塑性，它的韧性超过纯铁的倍，耐热和抗腐蚀性能也很好。 由于钛有这些优点，所以年代以来，一跃成为突出的稀有金属。钛及其合金，首先用在制造飞机、火箭、导弹、舰艇等方面，目前开始推广用于化工和石油部门。例如，在超音速飞机制造方面，由于这类飞机在高速飞行时，表面温度较高，用铝合金或不锈钢，在这种温度下已失去原有性能而钛合金在的以上仍保持良好的机械性能，因此可用于制造超过音速倍的高速飞机。这种飞机的用钛量要占其结构总重量的，故有“钛飞机”之称，目前，全世界约有一半以上的钛，用来制造飞机机体和喷气发动机的重要零件。钛在原子能工业中，用于制造核反应堆的主要零件，在化学工业中，钛主要用于制造各种容器、反应器、热交换器、管道、泵和阀等。若把钛加到不锈钢中，只加百分之一左右，就大大提高抗锈本领。 钛还能形成许多化合物，它们也有各种各样特殊的性能和用途，如二氧化钛，是雪白的粉末，它是最好的白色颜料，俗称“钛白”，克二氧化钛就可以把多平方厘米的面积涂得雪白。世界上用做白色颜料的二氧化钛，一年多到几十万吨。如把二氧化钛加在纸里，可使纸变白并且不透明，因此制造钞票和美术品用的纸，有时就要添加二氧化钛，此外，为使塑料的颜色变浅，使人造丝光泽柔和，有时也要添加二氧化钛。二氧化钛被誉为世界上最白的东西。 自然界中的钛大部分处于分散状态，主要形成矿物钛铁矿TeTiO3和金红石TiO2，及钒钛铁矿等。我国四川攀枝花地区有极丰富的钒钛铁矿，储量约亿吨。 另外钛在医学上有着独特的用途，可用它代替损坏的骨头，而被称为“亲生物金属”。 那么，钛是怎样被发现的呢？年，英国科学家格里戈尔在密那汉郊区找到一种矿石黑色磁性砂，通过对这种矿石的研究，他认为矿石中有一种新的化学元素。并用发现矿石的地点“密那汉”命名这种新元素。过了四年，德国化学家克拉普洛特从匈牙利布伊尼克的一种红色矿石中，发现了这种新元素，他用希腊神话中“太旦”族的名字来命名（中文按它原文名称的译音，定名为钛），克拉普洛特还特地指出，格里戈尔所发现的新元素“密那汉”就是钛，但在当时找到的，实际上都是粉未状的二氧化钛而不是金属钛。直到年，美国化学家罕德尔才第一次制得纯度达的金属钛，但总共不到克。从发现钛到制得金属钛，前后经历了年，到年，人们才开始在工厂里炼钛，当时的年产量只有吨。到了年，产量激增到万吨。到年，年产量达到万吨。 钛的用途越来越广，日益受到人们的重视，人们称它为未来的钢铁、世纪的金属。第二章 碱金属第二节 钠的化合物预习导航（预习教材，提供教材关键信息）1钠的氧化物 氧化钠过氧化钠类别颜色状态稳定性与水反应与盐酸反应与二氧化碳反应用途2钠的碳酸盐 碳酸钠碳酸氢钠俗名及类别颜色状态溶解性与酸反应与碱反应热稳定性与二氧化碳反应相互转化用途关键信息1碱性氧化物非碱性氧化物白色固体淡黄色固体不稳定稳定生成氢氧化钠生成氢氧化钠和氧气生成氯化钠生成氯化钠和氧气生成碳酸钠生成碳酸钠和氧气氧气来源2纯碱或苏打小苏打白色粉末白色晶体碳酸钠碳酸氢钠生成水和二氧化碳不反应生成碳酸钠和水稳定不稳定生成碳酸氢钠不反应玻璃、制皂等糕点等要点解析（名师点拨，重点、难点、热点轻松过关）1如何学习过氧化钠首先掌握过氧化钠中氧元素的化合价（-1价），这与我们习惯认识中的氧元素只有-2价是一个新的知识点。其次掌握两个重要的化学方程式：过氧化钠与水的反应、过氧化钠与二氧化碳的反应。能独立对两个反应进行氧化还原分析（标出各元素的化合价，指出氧化剂和还原剂，氧化产物和还原产物，用双线桥分析氧化与还原的关系。）最后便能理解过氧化钠的三性：氧化性、还原性、漂白性。2如何理解过氧化钠比氧化钠稳定3酸式盐(NaHCO3)的性质：（1）与碱的反应时生成正盐和水 例如NaHCO3和石灰水反应，生成的产物决定于反应物的相对量之比。a当NaHCO3足量时：2NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3 + Na2CO3+ 2H2O b当石灰水足量时：NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3 +NaOH+ H2O（2）与酸反应生成盐、水和二氧化碳。（3）不稳定，受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳。4氢氧化钠与二氧化碳的反应 NaOH与CO2反应时生成Na2CO3和H2O， 但CO2过量时，CO2可与生成的Na2CO3反应：CO2+H2O+ Na2CO3=2 NaHCO3 由此得出下列结论： (1)当CO2不足或适量时： CO2+2OH-=CO32-+ H2O (2)当CO2过量时：CO2+OH-=HCO35碳酸钠与盐酸的反应由于加入试剂的次序不同，引起反应中反应物过量情况不同，因而产生不同的现象。(1)在盐酸中逐滴加入Na2CO3溶液，立即产生气泡：2H+ CO32-=CO2+ H2O (2)在Na2CO3溶液中逐滴加入稀盐酸，当滴加一定量才开始产生气泡：H+ CO32-= HCO3；H+ HCO3= CO2+ H2O4碳酸盐热稳定性的比较(1)一价金属碳酸盐比二价金属碳酸盐稳定。如Na2CO3CaCO3，NaHCO3Ca(HCO3)2(2)正盐比酸式盐稳定。如Na2CO3NaHCO3，CaCO3Ca(HCO3)2。 6Na2CO3、NaHCO3的鉴别方法(1)热稳定性不同。分别加热少量的样品，若发生分解反应，将产生的气体通入澄清的石灰水中，石灰水变浑浊的原试剂是NaHCO3，另一种试剂为Na2CO3。(2)与酸反应速率不同。分别取一定量的固体。加入等浓度等体积的盐酸，反应较快的原试剂是NaHCO3，另一种试剂为Na2CO3。 (3)阴离子不同。分别取其稀溶液，分别滴加BaCl2稀溶液，产生沉淀的原试剂为Na2CO3，另一种为NaHCO3。 7Na2CO3、NaHCO3的除杂除杂时应考虑正盐和酸式盐之间相互转化的条件，且不得带入新的杂质。(1)除去Na2CO3粉末中混有NaHCO3，应采用加热法。(2)除去NaHCO3溶液中混有Na2CO3，应向溶液中通入CO2。8差量法计算在化学反应中，根据定组成定律和质量守恒定律，反应物和生成物按一定的质量比发生反应。在具体的一个反应中，还可以根据需要，进行某些特定的组合，即反应方程式某些项目进行加减组合。如碳酸氢钠固体的分解反应，产物中的二氧化碳和水是气体，若讨论固体质量的变化，可以是前后固体质量的差值，也可以是非固体物质，按方程式中比例关系合并为一个比例量，与原方程式各种量成比例关系。【例1】向紫色石蕊试液中加过量的Na2O2粉末，振荡，正确的叙述是( ) A溶液仍为紫色 B最后溶液变为蓝色C最后溶液褪色 D反应中有气泡产生 【解析】Na2O2与水反应生成NaOH和O2，又因Na2O2有强氧化性，可以使有色物质褪色，故溶液的颜色变化是：紫色蓝色无色。答案：C、D。【点拨】有部分学生答题时忽视了Na2O2的强氧化性，易错答为 B、D，应引起注意。 【例2】事实上许多氧化物在一定条件下能与Na2O2反应，且反应极有规律，如Na2O2+SO2=Na2SO4，Na2O2+SO3=2Na2SO4+O2，据此，你认为下列方程式正确的是( )。A2 Na2O2+2Mn2O7=4NaMnO4+O2BNa2O2+2NO2=2NaNO2+O2C2 Na2O2+2N2O3=9NaNO2+O2D2 Na2O2+2N2O5=4NaNO3+O2【解析】由题给信息可知，Na2O2与低价态氧化物反应生成最高价态含氧酸盐，与最高价态氧化物反应生成最高价态的含氧酸盐和氧气。答案为A、D。【点拨】信息题是高考的热点，也是新时期的高中生应有的能力。 【例3】区别固体Na2CO3和NaHCO3最好的方法是A加热B两者分别与同浓度的稀盐酸反应C溶于水，比较其溶解性D两者分别加入NaOH溶液或石灰水【解析】鉴别不同物所谓的好方法，一般的衡量标准：一是操作方法简便；二是现象明显；三是所选用的试剂为常用廉价药品。A选项加热固体Na2CO3无反应，在高温下才分解；NaHCO3受热便可分解，但现象不很明显。若要利用分解产生的CO2的性质，必然增加装置和药品；若要将两种物质在加热前后分别称重来鉴别并非不可，但太麻烦。B选项将两种固体分别与浓度的稀盐酸反应，产生气体慢的为Na2CO3，产生气体快的为NaHCO3：Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3，NaHCO3HCl=NaClH2OCO2，所以Na2CO3、NaHCO3在分别与同浓度的同一种酸反应时，后者反应快。如果取两种白色固体少许，采用逐滴加入稀盐酸的方法，理论上讲现象更为明显。C选项利用NaHCO、Na2CO3的溶解性的差异来鉴别，只能动用天平称量，也很麻烦。D选项在Na2CO3、NaHCO3中分别加入NaOH溶液，前者不反应，后者虽反应但无明显现象，无法区分。若加石灰水，虽然化学反应方程式不同，但都有白色沉淀产生，Ca(OH)2Na2CO3=CaCO32NaOH Ca(OH)2NaHCO3=CaCO3Na2CO32H2O，也难以区别。此选项若改为稀的CaCl2或BaCl2溶液，则可以鉴别；因为：Ca+CO=CaCO3 Ba+CO=BaCO3，而Ca+、Ba+与HCO不反应。答案：B【点拨】从此题的分析中我们可以看出，鉴别Na2CO3和NaHCO3固体的方法不只一种，切忌局限于课本上加热鉴别的方法，而应具体问题具体分析。 ADCBE【例4】图中表示AE五种物质间的相互转化关系，其中A为淡黄色固体，B为单质。试推出各物质的化学式，并写出BC、CD、DE反应的离子方程式。【解析】本题是较为基础的推断题，解答好此类题目的关键是找准答题的突破口，并对所学物质的性质转化关系熟练运用。A是淡黄色固体，可知是Na2O2；B是单质可制取A，知B是Na；A与CO2反应生成D，知D为Na2CO3；B与Cl2反应生成E，知E为NaCl；Na2O2、Na都能生成C，知C为NaOH。答案：A.Na2O2 B.Na C.NaOH D.Na2CO3 E.NaClBC：2Na+2H2O=2Na+2OH+H2CD：2OH+CO2=CO+H2ODE：CO+2H+=CO2+H2O【点拨】推断题是中学化学练习题中的一种重要题型，在练习中要逐渐积累推断技巧，提高推断能力。 【例5】如何除去下列物质中含有的少量杂质?(1)NaHCO3溶液中混有Na2CO3(2)NaCl溶液中混有NaHCO3(3)CO2中的HCl【解析】(1)向溶液中通入CO2，使Na2CO3转化为NaHCO3，Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3(2)向溶液中加入适量盐酸，使NaHCO3与盐酸反应生成NaCl和CO2，然后将溶液加热，驱除CO2，NaHCO3HCl=NaCl+CO2H2O(3)将气体通过足量的饱和NaHCO3溶液，即可除去HCl，反应方程式同(2)。不可用Na2CO3溶液、NaOH溶液，因CO2也与之反应。【点拨】除去物质中的杂质是中学化学中的一个十分重要的问题，方法也很多。本例采用的是转化法，即把杂质转化成提纯物质。解答此类题目一定要避免再引入新的杂质，即除杂不能引杂。物质的除杂一般应遵循以下几个原则：(1)不增在除去原有杂质的同时，不能增加新的杂质；(2)不减除杂质的过程中不能减少被提纯的物质；(3)过量所加的除杂试剂必须是稍过量的，以便杂质除得干净、彻底；(4)易分操作要简单易行，被除去的和新引进的杂质要易于分离除去；(5)最佳最好在除杂的同时，能增加被提纯物质的量。 【例6】加热10.0碳酸钠和碳酸氢钠的混合物至质量不再变化，剩余固体的质量为8.45，求混合物中碳酸钠的质量分数。解析：设：碳酸氢钠的质量为2NaHCO3=Na2CO3CO2H2O284 (44) 10.0 8.45 解得 .0 故碳酸钠的质量为5.80 ，质量分数为58.0。【点拨】在化学反应中，根据定组成定律和质量守恒定律，反应物和生成物按一定的质量比发生反应。在具体的一个反应中，还可以根据需要，进行某些特定的组合，即反应方程式某些项目进行加减组合。如碳酸氢钠固体的分解反应，产物中的二氧化碳和水是气体，若讨论固体质量的变化，可以是前后固体质量的差值，也可以是非固体物质、按方程式中比例关系合并为一个比例量，与原方程式各种量成比例关系。具体如下：2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O m (2Na2HCO3Na2CO3)或(CO2+H2O)284 106g44g18 (284106)或(4418)上述方法称为差量法或差值法，是化学计算的一种重要技法。 综合应用创新（学以致用，这可是新高考方向）1（应用题）将CO2通入到10g 8%的NaOH溶液中，充分反应后，生成盐的质量为1.37g，则通入CO2的质量是多少？【解析】CO2通入NaOH溶液中可能发生的反应有：CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O和CO2+H2O=NaHCO3若盐为Na2CO3，质量应为：若盐为NaHCO3，质量应为： 实际盐的质量为1.37g，介于1.06g和1.68g之间，由此得出结论：盐是由Na2CO3和NaHCO3组成的混合物，设Na2CO3质量为x，NaHCO3质量为y，则： x+y=1.37g 解得x=0.53g y=0.84g则CO2质量为：2（综合题）过量的NaHCO3与Na2O2混合，在密闭容器中充分加热后，最后排除气体，残留的是ANa2O和Na2O2 BNa2O2和Na2CO3CNa2CO3 DNa2O【解析】在题所给出的两种物质中NaHCO3是过量的，两种混合物在密闭容器中加热所发生的化学反应如下： 2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2下 2Na2O2+2CO2=一2Na2CO3+O22Na2O2+2H2O一4NaOH+O2 T2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O 因NaHCO3是过量的，又充分加热，有足够的CO2使Na2O2最终全转化为Na2CO3，过量的NaHCO3也完全分解成Na2CO3，而Na2CO3稳定，受热不易分解，故最后排除产生的气体后，残留的是Na2CO3。答案：C3（创新题）根据图示回答，经数小时后，U形管A、B两处液面会出现下列哪种情况(实验装置足以维持实验期间小白鼠的生命活动，瓶口密封，忽略水蒸气和温度变化对实验 足量NaOH溶液 小白鼠结果的影响) ( )AA处上升，B处下降 BA、B两处都下降 CA处下降，B处上升 DA、B两处都不变【解析】小白鼠吸收O2，呼出CO2，呼出CO2被 NaOH溶液吸收，导致内压减小，A处下降、B处上升。答案：C【点拨】本题的解法选用了数学中极限的讨论方法，选择了混合物中两个极端(即全为单质或全为氧化物)，将复杂混合物的计算简化为单一物质转化的计算。当两端确定后，其混合物必然位于两端之间，通过讨论即可确定碱金属的相对原子质量。 极端假设法(又称极限分析法)是化学计算的一种重要巧解方法，特别在判断混合物的组成上有速效。 【点拨】掌握两个重要的化学方程式：过氧化钠与水的反应、过氧化钠与二氧化碳的反应。是解答本题的关键。【点拨】本题是一道化学、物理、生物综合题，首先知道小白鼠呼出二氧化碳，其次了解二氧化碳与氢氧化钠反应，最后应用压强知识解题。同步达标（只学不练，等于白干）A级（基础巩固）1、化学式与其俗名相符的是（ ）A纯碱 NaOH B苏打 NaHCO3 C小苏打 Na2CO3 D芒硝 Na2SO410H2O2、氧化钠与过氧化钠的共同之处是（ ）A都是淡黄色固体 B都是碱性氧化物 C都能与水作用生成碱 D氧元素的化合价都是-2价3、关于Na2CO3和NaHCO3，下列说法中正确的是（ ）ANa2CO3比NaHCO3易溶于水 BNaHCO3比Na2CO3稳定C石灰水能与NaHCO3反应，但不与Na2CO3反应 D等质量的Na2CO3和NaHCO3与盐酸反应，消耗HCl的质量比为42:534、下列物质必须隔绝空气和水蒸气保存的是：Na Na2O Na2O2 NaOH Na2CO3（ ）A B C D5、将31.2g过氧化钠和100g水充分反应后所得溶液的质量分数是（ ）A19.4% B32.0% C31.2% D25.6%6、在呼吸面具和潜水艇里，过滤空气的最佳物质是（ ）ANaOH BNa2O2 CNaOH D活性炭7、在反应2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2中，下列说法中正确的是（ ）ANa2O2是氧化剂，CO2是还原剂 BNa2O2是还原剂，CO2是氧化剂CNa2O2既是氧化剂，又是还原剂 DNa2O2可用做人呼吸的供氧剂B级（能力提高）1、相同条件下，总质量为2.1g的CO与H2的混合气体在足量的O2中充分燃烧，然后立即通过足量的水中，充分反应后，测得溶液溶质的质量分数为量各是多少克?Na2O2固体，固体质量增加（ ）A7.2g B3.6g C2.1g D数据不足，无法确定2、将过量的CO2气体通入到下列物质的饱和水溶液中，会有沉淀生成的是（ ）ANaCl BCaCl2 CNa2CO3 DCa(OH)23、（1）Na2CO3固体中混有少量NaHCO3固体，除杂方法是_，化学方程式是_。 （2）NaHCO3溶液中混有少量的Na2CO3，除杂方法是_，化学方程式是_。 （3）NaOH溶液中混有少量的Na2CO3，除杂方法是_，化学方程式是_，离子方程式是_。4、把A g NaHCO3固体加热分解一段时间后，固体质量变为B g，求：（1）未分解的NaHCO3的质量和生成的Na2CO3的质量； （2）当B为多少时，表明NaHCO3完全分解。5已知NaOH固体中混有少量NaHCO3固体，取一定质量的这种固体混合物在密闭容器中加热到250左右，待充分反应后冷却至室温，将残留固体溶于水，取出高该溶液，加入10 g 2695稀硫酸恰好完全反应，并得到022 g C02气体。则该固体混合物中NaHCO3的质量是_；残留固体与H2SO4的反应方程式为_；生成Na2SO4的质量是_。6将氧气和甲烷的混合气体通人盛有234 g Na2O2的密闭容器中，用电火花引燃，反应结束后，容器中的压强在150为0。将残留物取出少量，加水检验，没有气体放出，则残留物的成分是_，原来混合气体中氧气和甲烷的体积之比为：_。7将一定量的金属钠和氧化钠分别投入到5916 g原来的5倍。试计算投入水中的金属钠和氧化钠的质同步达标答案A级1D 2C 3A 4A 5A 6B 7CDB级1 C 2C 3（1）加热（2）通入CO2 （3）加入一定量的Ca(OH)2 4(1) (2) 54.2g 2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O，Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2；3.9g 6Na2CO3 NaOH V(O2)：V(CH4)=1：270.23g 0.62g考题样板（看看高考是怎样考的）1（2020年全国）在一定条件下，使H2和O2的混合气体26 g充分发生反应。所得产物在适当温度下跟足量的固体Na2O2反应，使固体增重2 g 。求原混合气体中O2和H2的质量。【解析】H2和O2反应生成水，水与Na2O2反应，使固体增重。解题时，先根据差量法，求出使固体增重2 g所需水的质量，再求O2和H2的质量。答案：16 g、10 g或2 g、24 g2（2020年全国）向300 mL KOH溶液中缓慢通入一定量的CO2气体，充分反应后，在减压低温下蒸发溶液，得到白色固体。请回答下列问题： (1)由于CO2通入量不同，所得到的白色固体的组成也不同，试推断有几种可能的组成，并分别列出。 (2)若通入CO2气体为2.24L (标准状况下)，得到11.9 g 的白色固体。请通过计算确定此白色固体是由哪些物质组成的，其质量各为多少?所用的KOH溶液的物质的量浓度为多少?【解析】KOH与CO2反应随CO2随的量不同，产物也不同，当CO2不足时生成碳酸钾，当CO2过量时生成碳酸氢钾。答案：（1）KOH和K2CO3、K2CO3、K2CO3和KHCO3、KHCO3(2) K2CO3和KHCO3、K2CO36.9g、KHCO35g3(2020年上海春)铁路提速为鲜活水产品、新鲜水果和蔬菜的运输提供了有利条件。在鲜活鱼的长途运输中，必须考虑以下几点：水中需要保持适量的O2；及时除去鱼排出的CO2；防止细菌的大量繁殖。现有两种在水中能起供氧灭菌作用的物质，其性能如下：过氧化钠（Na2O2）：易溶于水，与水反应生成NaOH和O2；过氧化钙（CaO2）：微溶于水，与水反应生成Ca(OH)2（微溶）和O2。根据以上介绍，你认为运输鲜活水产品时应选择 加入水中。原因是 在不通风场所，苹果会散发 的气味，时间久了会腐烂；马铃薯块茎通过 呼吸产生乳酸。铁路提速可减少鲜果和蔬菜在运输过程中的损耗。【解析】从题给条件入手。答案：过氧化钙（或CaO2） 原因：Na2O2与水反应激烈，生成NaOH溶液的碱性太强（或CaO2在水中逐步溶解，与水缓慢反应不断提供O2）。酒精 无氧【点拨】 本题考查的是差量法的应用和讨论法的使用。 【点拨】二氧化碳溶于水生成的碳酸是二元弱酸，多元弱酸与水反应的情况是学习的重点。 【点拨】 鲜活水产品不能生活在碱性条件下。利用题中的信息是角题关键。 趣味阅读 馒头、饼于里的小洞洞 你参观过饼干工厂吗？只有五分硬币那么大的生面片，送到烘烤炉里转一圈出来以后，体积增大了好儿倍，变得又松又脆掰开一片饼千，可以看到里面布满了蜂窝似的小洞洞。面包和馒头里面同样也布满了小洞洞。 油条呢，在油炸之前象一支钢笔粗，在油锅里急剧膨胀，变得比晾衣竿还粗呢！这是谁变的魔术呢？“魔术师”是酵母菌，或者化学药品。 你一定记得，酿酒时酵母菌吃下淀粉变成的糖，吐出酒精和二氧化碳。做馒头的情形也是这样。和面粉时揉进去的那块“老面”里，住着众多的酵母菌。它们在湿面粉里，只要温度适宜，就迅速繁殖。它们吐出的酒精使馒头有股醇香味，放出的二氧化碳气在湿面团里占据了空间，撑出一个个小洞洞。蒸馒头的时候，小气泡受热进一步膨胀，在面粉里鼓出一个个大气孔。面粉里的蛋白质面筋受热凝固，成为气孔的“墙壁”，将二氧化碳团团围住。最后，墙壁破裂，二氧化碳跑出来了，却给馒头里留下了无数的小洞洞。 做饼干、蛋糕和面包等食品时，常用另外一种发酵粉。这种发酵粉和酵母菌毫不相干，实际上是化学疏松剂。它包含的两种化学药粉碳酸氢钠和磷酸二氢钠，放到湿面里，就发生化学变化，冒出二氧化碳气来，使食品里产生许多小洞洞。 炸油条的生面里预先揉进了食碱和明矾。早点铺师傅说的“一碱二矾三盐”指的是，每七斤面配上一两食碱、二两明矾和三两盐，便成炸油条的生面了。这三种化学角色各有各的作用：盐使面有咸味并变得柔韧，明矾是硫酸铝钾，具有酸性，在滚烫的油锅里，它和食碱起化学反应，生成大量二氧化碳气泡，气泡受热急剧膨胀，使油条迅速胀大。一两食碱和二两明矾可以生成约14升二氧化碳气，沸油二百多度的高温，又使它的体积膨胀一倍多，所以，新炸的油条疏松多孔。 更有意思的是，啤酒、汽水里的气泡也可以用食碱和酸性化学药品的反应来产生。道理和前面说的一样。你想自制汽水吗？很简单，只要在厚壁的汽水瓶或啤酒瓶里，预先灌进加了糖或桔子汁的凉开水，不要满口。然后，迅速把二克食碱粉未和二克柠檬酸倒进瓶里，盖严瓶塞，用铁丝扎紧，再用毛巾裹