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文档简介
第10讲钠及其重要化合物【考情分析】1.掌握钠及其重要化合物的主要性质及其应用。2.了解钠及其重要化合物的制备方法。3.了解碱金属及焰色反应。【核心素养分析】1.宏观辨识与微观探析:认识钠及其化合物的性质和应用。能从钠的原子结构及其重要化合物的微观结构理解其性质,领悟结构决定性质。2.科学探究与创新意识:了解钠及其化合物的性质探究方案,并积极参与实验探究过程,得出相关结论。【重点知识梳理】知识点一钠与碱金属一、钠的性质及应用1.钠的物理性质(金属的)通性个性颜色导电性、导热性熔点硬度密度银白色良好低小比水的小,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Naeq\o(―――――――――→,\s\up11(O2、Cl2、H2O、H+等),\s\do4(失去e-))Na+(1)与非金属单质(如O2、Cl2)的反应O2eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(常温:4Na+O2===2Na2O,加热:2Na+O2\o(=====,\s\up7(△))Na2O2))Cl2:2Na+Cl2eq\o(=====,\s\up7(点燃))2NaCl(2)与水反应①离子方程式:2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑。②钠与水(含酚酞)反应的实验现象及解释(3)与盐酸反应离子方程式:2Na+2H+===2Na++H2↑。【特别提醒】Na先与酸反应,再与水反应——先酸后水。(4)与盐的反应①Na与盐反应的原理与熔融盐与熔融盐发生置换反应:4Na+TiCl4eq\o(=====,\s\up7(熔融))4NaCl+Ti,Na+KCleq\o(=====,\s\up7(高温))NaCl+K↑(Na能够制取K并不能说明Na的还原性比K强,因为K的沸点比Na低,使K成为蒸气逸出)与盐溶液与盐溶液反应时先与水反应,生成的碱与盐可能发生复分解反应:如与CuSO4溶液反应:先发生2Na+2H2O===2NaOH+H2↑再发生2NaOH+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4总反应为2Na+2H2O+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑②钠与盐溶液反应的分析方法第一步:钠与水反应生成NaOH和H2;第二步:生成的NaOH如果能与溶质反应,则发生的是NaOH与溶质的复分解反应。生成气体型钠与NH4Cl溶液反应生成H2和NH3生成沉淀型钠与铜盐、铁盐等溶液反应生成Cu(OH)2或Fe(OH)3复杂型钠与AlCl3稀溶液反应,如果钠量较多,则先生成Al(OH)3沉淀,后沉淀溶解(5)与羟基化合物的反应2Na+2C2H5OH―→2C2H5ONa+H2↑(6)钠在空气中的变化过程过程现象反应原理①变暗4Na+O2===2Na2O②成液Na2O+H2O===2NaOH③结块2NaOH+CO2+9H2O===Na2CO3·10H2O④变成粉末Na2CO3·10H2O===Na2CO3+10H2O因此,钠久置在空气中,最终变成Na2CO3粉末。3.钠的制取及保存(1)制取:化学方程式为2NaCl(熔融)eq\o(=====,\s\up7(通电))2Na+Cl2↑。(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+TiCl4eq\o(=====,\s\up7(熔融))4NaCl+Ti。二、碱金属元素1.碱金属的一般性与特殊性原子结构与性质相同点最外层上都只有1个电子eq\o(――→,\s\up7(推测))具有相似的化学性质不同点从Li→Cs电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大eq\o(――→,\s\up7(推测))从Li到Cs金属性逐渐增强物理性质相同点碱金属除Cs略带金色光泽外,其他都是银白色有金属光泽的固体,密度较小,硬度较小,熔、沸点较低,导电、导热性较强递变性从Li→Cs密度逐渐增大(Na、K反常),熔、沸点逐渐降低化学性质与O2等非金属的反应碱金属都能与O2等非金属反应,锂、钠与O2反应的生成物类型不同:4Li+O2eq\o(=====,\s\up7(点燃))2Li2O,2Na+O2eq\o(=====,\s\up7(点燃))Na2O2。K、Rb、Cs与O2反应生成物更复杂与H2O的反应碱金属均能与水发生反应,生成氢氧化物和氢气(用M代表碱金属)2M+2H2O===2MOH+H2↑,从Li→Cs金属性逐渐增强,反应越来越剧烈2.碱金属单质、化合物的特殊性(1)碱金属的密度一般随核电荷数的增大而增大,但钾的密度比钠的eq\a\vs4\al(小)。(2)碱金属一般都保存在煤油中,但由于锂的密度小于煤油的密度而将锂保存在石蜡中。(3)碱金属跟氢气反应生成的碱金属氢化物(如NaH)都是离子化合物,其中氢以H-形式存在,显-1价,碱金属氢化物是强还原剂。(4)一般情况下,碱金属所形成的盐均溶于水,并且在一定温度下,酸式盐比正盐的溶解度大(但NaHCO3的溶解度比Na2CO3的小)。(5)试剂瓶中的试剂取出后,一般不能放回原瓶,但金属Na、K等需立即放回原瓶。(6)锂与O2反应与钠不同,只生成Li2O,而不生成Li2O2。3.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,属于物理变化,是元素的性质。(2)焰色反应的操作铂丝eq\o(――→,\s\up11(酒精灯),\s\do4(灼烧))无色eq\o(――→,\s\up7(蘸取))待测物eq\o(――→,\s\up11(酒精灯),\s\do4(灼烧))观察火焰颜色eq\o(――→,\s\up11(用盐酸),\s\do4(洗涤))铂丝eq\o(――→,\s\up11(酒精灯),\s\do4(灼烧))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。(4)应用①用于检测某种金属元素是否存在;②添加到烟花中,使焰火更加绚丽多彩。知识点二钠的化合物一、钠的氧化物与氢氧化物1.氧化钠与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氧的价态-2-1电子式生成条件常温加热或点燃化学性质热稳定性不稳定(2Na2O+O2eq\o(=,\s\up7(△))2Na2O2)稳定与水反应Na2O+H2O=2NaOH2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑与CO2反应Na2O+CO2=Na2CO32Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2与酸反应(盐酸)Na2O+2HCl=2NaCl+H2O2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2↑主要性质与用途具有碱性氧化物通性强氧化剂、漂白剂、供氧剂、消毒剂,具有强氧化性2.氢氧化钠(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-+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑与非金属单质反应:Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O(3)NaOH的制取①土法制碱:Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOH②现代工业制碱:2NaCl+2H2Oeq\o(=====,\s\up7(通电))2NaOH+H2↑+Cl2↑二、碳酸钠与碳酸氢钠1.Na2CO3和NaHCO3的比较名称碳酸钠(Na2CO3)碳酸氢钠(NaHCO3)俗名纯碱或苏打小苏打主要性质水溶性易溶于水,溶液呈碱性易溶于水(但比Na2CO3溶解度小),溶液呈碱性稳定性稳定,但结晶碳酸钠(Na2CO3·10H2O)易风化受热易分解,其分解反应的方程式为2NaHCO3eq\o(=====,\s\up7(△))Na2CO3+CO2↑+H2O与H+反应COeq\o\al(2-,3)+2H+===H2O+CO2↑HCOeq\o\al(-,3)+H+===H2O+CO2↑产生CO2气体的速率Na2CO3<NaHCO3与碱Ca(OH)2反应与OH-不反应,但Ca2++COeq\o\al(2-,3)===CaCO3↓Ca2++OH-+HCOeq\o\al(-,3)===CaCO3↓+H2O(碱过量)Ca2++2OH-+2HCOeq\o\al(-,3)===CaCO3↓+COeq\o\al(2-,3)+2H2O(碱不足)与盐反应CaCl2Ca2++COeq\o\al(2-,3)===CaCO3↓不反应硫酸铝2Al3++3COeq\o\al(2-,3)+3H2O===2Al(OH)3↓+3CO2↑Al3++3HCOeq\o\al(-,3)===Al(OH)3↓+3CO2↑相互转化Na2CO3NaHCO3主要用途用于玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸等工业中灭火器、治疗胃酸过多、发酵粉的主要成分之一3.Na2CO3和NaHCO3性质的应用(1)Na2CO3、NaHCO3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。②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、NaHCO3的除杂序号混合物(括号内为杂质)除杂方法①Na2CO3(s)(NaHCO3)加热法②NaHCO3(aq)(Na2CO3)通入足量CO2③Na2CO3(aq)(NaHCO3)滴加适量NaOH溶液4.Na2CO3的制备—侯氏制碱法①原料食盐、氨气、二氧化碳——合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气其反应为C+H2O(g)eq\o(=====,\s\up7(高温))CO+H2,CO+H2O(g)eq\o(=====,\s\up7(高温))CO2+H2。②工艺流程③反应原理产生NaHCO3反应:NH3+NaCl+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl。产生Na2CO3的反应:2NaHCO3eq\o(=====,\s\up7(△))Na2CO3+CO2↑+H2O。④循环使用的物质:CO2。知识点三碱金属元素、焰色反应一、碱金属的一般性与特殊性1.一般性相似性递变性(由Li→Cs)原子结构最外层均为1个电子电子层数逐渐增多;核电荷数逐渐增大;原子半径逐渐增大元素性质都具有较强的金属性,最高正价均为+1价金属性逐渐增强单质性质物理性质(除Cs外)都呈银白色,密度较小,熔、沸点较低密度呈增大趋势(钾反常),熔、沸点逐渐降低化学性质都具有较强的还原性还原性逐渐增强;与O2反应越来越剧烈,产物越来越复杂2.特殊性(1)碱金属的密度一般随核电荷数的增大而增大,但钾的密度比钠的小。(2)碱金属一般都保存在煤油中,但由于锂的密度小于煤油的密度而将锂保存在石蜡中。(3)碱金属跟氢气反应生成的碱金属氢化物都是离子化合物,其中氢以H-形式存在,显-1价,碱金属氢化物是强还原剂。二、焰色反应1.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,属于物理变化,属于元素的性质。2.操作铂丝eq\o(→,\s\up11(酒精灯),\s\do4(灼烧))无色eq\o(→,\s\up7(蘸取))待测物eq\o(→,\s\up11(酒精灯),\s\do4(灼烧))观察火焰颜色eq\o(→,\s\up11(用稀盐酸),\s\do4(洗涤))铂丝eq\o(→,\s\up11(酒精灯),\s\do4(灼烧))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。【典型题分析】高频考点一钠与氧气的反应例1.(山西忻州一中模拟)下列有关钠的说法正确的是()A.Na与足量O2反应生成Na2O,随着温度的升高,生成Na2O的速率逐渐加快B.1molNa被完全氧化生成Na2O2,失去2NA个电子C.Na表面自然形成的氧化层能够保护内层金属不被空气氧化D.Na在O2中完全燃烧所得产物的电子式为【答案】D【解析】Na在点燃或加热时生成Na2O2,A错误;1molNa氧化为Na2O2失去NA个电子,B错误;Na表面形成的氧化层不能保护内层金属不被空气氧化,C错误。【变式探究】(辽宁大连八中模拟)等质量的两块钠,第一块在足量氧气中加热,第二块在足量氧气中在常温下充分反应,则下列说法正确的是()A.第一块钠失去电子多B.两块钠失去电子一样多C.第二块钠的反应产物质量大D.两块钠的反应产物质量一样大【答案】B【解析】金属钠失电子均变为+1价的阳离子,等质量的两块钠,失去电子数目是一样的。根据反应4Na+O2=2Na2O可知,1mol金属钠完全反应得氧化钠的质量是31g,根据反应2Na+O2eq\o(=,\s\up7(△))Na2O2可知,1mol金属钠完全反应得过氧化钠的质量是39g,等质量的两块钠的物质的量相等,所以生成过氧化钠的质量大,即第一块钠的反应产物质量大。高频考点二钠与酸、碱、盐溶液的反应例2.(吉林长春市实验中学模拟)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,恢复至原温度后溶液的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【答案】C【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NaOH溶液,故溶液的pH不变;B项错误,钠先与水反应生成H2和NaOH,然后生成的NaOH与CuSO4反应会出现蓝色沉淀;C项正确,钠先与水反应生成H2和NaOH,然后生成的NaOH与MgCl2反应生成Mg(OH)2白色沉淀;D项错误,钠先与水反应生成H2和NaOH放热,然后生成的NaOH与NHeq\o\al(+,4)反应生成NH3·H2O,NH3·H2O部分分解产生的少量氨会与氢气同时放出,故放出的气体有刺激性气味。【变式探究】(江苏淮阴中学调研)如图甲是演示金属钠与水反应的重要实验,为收集并检验气体产物,某兴趣小组将甲装置改进成如下乙或丙装置,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.随着反应的进行,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的体积的关系是________(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【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的同时还产生NaOH,NaOH可以和Al发生反应2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,故用铝箔包住钠时产生的H2的体积较大。【答案】(1)2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑(2)CD(3)储存反应过程中排出的水(4)否(5)b高频考点三钠及其化合物的性质例3.(高考组合题)下列说法正确的是()A.(浙江卷)Na2O在空气中加热可得固体Na2O2B.(2019·全国卷Ⅱ)Na2O2在空气中放置后由淡黄色变为白色,反应的化学方程式为2Na2O2=2Na2O+O2↑C.(江苏卷)室温下Na与空气中O2反应制取Na2O2D.(2018·江苏卷)NaHCO3受热易分解,所以可用于制胃酸中和剂【答案】A【解析】无水状态下Na2O2比Na2O更稳定,Na2O在空气中加热可以生成更稳定的Na2O2,A正确;Na2O2在空气中放置后由淡黄色变为白色,反应的化学方程式为:2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,B错误;常温下,Na与空气中的氧气反应生成Na2O;加热条件下,钠与氧气反应生成Na2O2,故C错误;NaHCO3能与HCl反应,NaHCO3用于制胃酸中和剂,NaHCO3用于制胃酸中和剂与NaHCO3受热易分解没有关系,D错误。【变式探究】(浙江杭州十四中模拟)下列有关叙述正确的是()A.碳酸氢钠药片是抗酸药,服用时喝些醋能提高药效B.分别将少量钠投入到盛有水和乙醇的烧杯中,可比较水与乙醇中氢的活泼性C.钾、钠、镁等活泼金属着火时,可用泡沫灭火器灭火D.灼烧白色粉末,火焰呈黄色,证明原粉末中有Na+,无K+【答案】B【解析】醋酸能与碳酸氢钠反应产生二氧化碳,降低药效,A错误;钠在水中反应的速率比在乙醇中的大,可比较二者氢原子的活泼性,B正确;钠、钾燃烧产物都能与二氧化碳反应产生氧气,镁能在二氧化碳中燃烧,因而不能用泡沫灭火器灭火,C错误;钠的焰色反应为黄色,可掩盖钾的火焰的紫色,D错误。高频考点四过氧化钠的性质例4.(河南安阳一中模拟)1mol过氧化钠与2mol碳酸氢钠固体混合后,在密闭的容器中加热充分反应,排出气体物质后冷却,残留的固体物质是()A.Na2CO3 B.Na2O2、Na2CO3C.NaOH、Na2CO3 D.Na2O2、NaOH、Na2CO3【答案】A【解析】本题涉及的反应有:2NaHCO3eq\o(=====,\s\up7(△))Na2CO3+CO2↑+H2O;2CO2+2Na2O2===2Na2CO3+O2;2H2O+2Na2O2===4NaOH+O2↑;在CO2和H2O与Na2O2反应时,实际上是与CO2先反应。2molNaHCO3分解产生的1molCO2恰好与1molNa2O2反应,无Na2O2与水反应,所以残留固体只有Na2CO3。【方法规律】Na2O2与H2O、CO2反应的四种关系规律1.物质的量的关系无论是CO2或H2O(g)的单一物质还是二者的混合物,通过足量的Na2O2时,CO2或H2O(g)与放出O2的物质的量之比均为2∶1,即气体减小的体积等于生成的O2的体积。2.先后顺序关系由于CO2能够与NaOH反应,所以一定量的Na2O2与一定量的H2O(g)和CO2的混合物反应,可视为Na2O2先与CO2反应,剩余的Na2O2再与H2O(g)反应。3.转移电子关系当Na2O2与CO2、H2O反应时,每产生1molO2,转移2mol电子。如:2CO2+2Na2O2===2Na2CO得到2e-3+O失去2e-2。4.固体质量关系凡分子组成符合(CO)m·(H2)n的物质,mg该物质在O2中完全燃烧,将其产物[CO2和H2O(g)]通入足量Na2O2后,固体增重必为mg。或者是由C、H、O三种元素组成的物质,只要C、O原子个数比为1∶1,即可满足上述关系。符合这一关系的常见的物质还有:(1)无机化合物:H2、CO及H2和CO的混合气体。(2)有机化合物:CH3OH(甲醇)、HCHO(甲醛)、CH3COOH(乙酸)、HCOOCH3(甲酸甲酯)、C6H12O6(葡萄糖)等。【变式探究】(山西大同高三调研)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.Na2O2与CO2反应时有单质O2生成,该反应属于置换反应C.Na2O2在空气中久置变白,涉及的氧化还原反应中,Na2O2既是氧化剂,又是还原剂D.Na2O2粉末加入Ca(HCO3)2溶液中,会产生气体和浑浊【答案】B【解析】A项,可燃物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,Na2O2与CO2、H2O的反应都是Na2O2自身的氧化还原反应;D项,Na2O2先和水反应生成O2和NaOH,NaOH再与Ca(HCO3)2反应产生沉淀CaCO3。高频考点五碳酸钠与碳酸氢钠的除杂例5.(福建莆田一中模拟)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【答案】D【解析】Na2CO3和Na2SO4均能与Ba(OH)2反应,且加Ba(OH)2会引入新的杂质,不能达到除杂的目的。【变式探究】(山东枣庄八中模拟)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~Ⅳ所示。(1)只根据图Ⅰ、图Ⅱ所示实验,能够达到实验目的的是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。(2)图Ⅲ、图Ⅳ所示实验均能鉴别这两种物质,有关反应的化学方程式为__________________________________________________________________________________________,与实验Ⅲ相比,实验Ⅳ的优点是________(填字母)。A.Ⅳ比Ⅲ复杂B.Ⅳ比Ⅲ安全C.Ⅳ比Ⅲ操作简便D.Ⅳ可以做到用一套装置同时进行两个对比实验,而Ⅲ不行(3)若用实验Ⅳ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)装置Ⅰ不能达到实验目的,二者现象相同,都能与盐酸反应产生使澄清石灰水变浑浊的二氧化碳气体。装置Ⅱ可以对比二者和盐酸反应放出CO2的速率及等质量时放出CO2的多少来进行鉴别。(2)~(3)NaHCO3加热可以分解产生CO2,Na2CO3加热不分解,可以利用装置Ⅲ鉴别。装置Ⅳ是改进装置,试管A中装入碳酸钠直接加热,试管B中装入碳酸氢钠间接加热,若间接加热的NaHCO3分解而直接加热的Na2CO3不分解,则可验证碳酸氢钠不稳定。【答案】(1)Ⅱ(2)2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3+CO2↑+H2O、CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2OD(3)NaHCO3高频考点六碳酸钠与碳酸氢钠的性质例6.(河南洛阳一中模拟)下列有关NaHCO3和Na2CO3的性质的叙述错误的是()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.等质量的NaHCO3和Na2CO3与同浓度盐酸完全反应,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,二者产生的CO2一样多【答案】C【解析】Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O,NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O。解答此类题目用“归一”法。A项,假设二者均为1g,则NaHCO3反应产生eq\f(1,84)molCO2,Na2CO3反应产生eq\f(1,106)molCO2,正确;B项,假设二者均为1mol,则Na2CO3反应消耗2molHCl,NaHCO3反应消耗1molHCl,正确;C项,假设二者均为1g,Na2CO3反应消耗2×eq\f(1,106)mol=eq\f(1,53)molHCl,NaHCO3反应消耗eq\f(1,84)molHCl,错误;D项,假设二者均为1mol,则二者均产生1molCO2,正确。【方法技巧】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、Na2CO3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、Na2CO3的物质的量之比为1∶1)。(4)向Na2CO3、NaHCO3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、NaHCO3的物质的量之比为1∶1)。【变式探究】(山东潍坊一中质检)向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1mol·L-1稀盐酸,CO2的生成量与加入盐酸的体积(V)的关系如图所示。下列判断正确的是()A.在O~a范围内,只发生中和反应B.ab段发生反应的离子方程式为COeq\o\al(2-,3)+2H+===H2O+CO2↑C.a=0.3D.原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为1∶2【答案】C【解析】向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1mol·L-1稀盐酸,发生的反应依次为OH-+H+===H2O,COeq\o\al(2-,3)+H+===HCOeq\o\al(-,3),HCOeq\o\al(-,3)+H+===CO2↑+H2O,据此可以解答。在O~a范围内,发生的反应是OH-+H+===H2O,COeq\o\al(2-,3)+H+===HCOeq\o\al(-,3),不只发生中和反应,A错误;ab段发生反应的离子方程式为HCOeq\o\al(-,3)+H+===CO2↑+H2O,B错误;从图象知生成CO2为0.01mol,根据离子方程式HCOeq\o\al(-,3)+H+===CO2↑+H2O,可知消耗盐酸的物质的量为0.01mol,故a=0.3,C正确;根据离子方程式和图象可知Na2CO3的物质的量是0.01mol,共计消耗盐酸0.02mol,所以与氢氧化钠反应的盐酸是0.04mol-0.02mol=0.02mol,则氢氧化钠的物质的量为0.02mol,因此原混合液中,NaOH与Na2CO3的物质的量之比为2∶1,D错误。高频考点七侯氏制碱法
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