考点09 钠及其重要化合物（核心考点精讲精练）-高考化学一轮复习（新高考专用）（教师版）

考点09钠及其重要化合物1．3年真题考点分布年份卷区考点分布钠的性质钠的氧化物的性质碳酸氢钠和碳酸钠的性质综合应用2022广东√√河北√江苏√天津√海南√辽宁√山东√浙江√√2021北京√√海南√√广东√√河北√辽宁√湖南√湖北√2020海南√浙江√北京√2．命题规律及备考策略【命题规律】近3年新高考卷对于钠及其化合物主要考查：1．单质钠的性质及应用2．钠的氧化物的性质及应用3．碳酸钠\碳酸氢钠的性质及应用4．碱金属性质的相似性及递变性5．焰色试验【备考策略】熟练掌握钠及其化合物之间的转化关系，熟悉各物质的特特殊性质及其应用；明确元素化合物和化学反应原理、物质结构和性质之间的联系。【命题预测】在近几年的高考中，主要以钠、过氧化钠的性质、碳酸钠、碳酸氢钠为知识载体，结合生活、生产及物质的应用，以选择题、实验题和流程题等形式考查学生的思维能力、实验能力、计算能力。在实验题和流程题中往往涉及物质制备、分离、检验、含量的计算等；高考题中对碱金属的考查，多与元素周期律相结合，考查其性质、在生产中的应用及物质的制备等。考法1钠的性质及应用1．物理性质（1）颜色：银白色，具有金属光泽。（2）密度：ρ（H2O）>ρ（Na）>ρ（煤油）。（3）熔点：低于100℃。（4）硬度：质地柔软，可以用小刀切割。（5）传导性：可导电导热。2．化学性质（1）与非金属单质（如O2、Cl2）的反应①O2：常温：4Na+O22Na2O；加热：2Na+O2Na2O2②Cl2：2Na+Cl22NaCl（2）与水反应①化学方程式：2Na+2H2O2NaOH+H2↑②离子方程式：2Na+2H2O2Na++2OH－+H2↑③与滴加酚酞的水反应的现象与解释（3）与乙醇反应：①化学方程式：2Na+2C2H5OH→2C2H5ONa+H2↑②反应现象：钠沉在容器底部，缓慢反应冒气泡（4）与酸（如盐酸）①离子方程式：2Na+2H+2Na++H2↑，②现象：钠与酸的反应比与水的反应更剧烈。（5）与盐（如CuSO4）溶液的反应①离子方程式：2Na+2H2O2Na++2OH－+H2↑，Cu2++2OH－Cu（OH）2↓②现象：有气泡和蓝色沉淀产生3．钠的制取、保存与用途（1）制取：2NaCl（熔融）2Na+Cl2↑（2）保存：通常保存在石蜡油或煤油中（3）用途①钠、钾合金（液态）用于原子反应堆，作导热剂。②作强还原剂，熔融状态冶炼某些金属（如钛）。③作电光源，制作高压钠灯。【典例1】某同学将金属钠露置于空气中足够长时间，观察到下列现象：银白色→变灰暗→变白色→出现液滴→白色固体→白色粉末。下列有关叙述不正确的是（）。A．表面迅速变暗是因为钠与空气中的氧气反应生成了Na2OB．出现液滴原因是生成的Na2CO3吸收空气中的水蒸气在表面形成了溶液C．最后白色粉末为碳酸钠粉末D．最后白色粉末的质量比金属钠质量大【解析】选B。小块金属钠露置于空气中发生的变化中，银白色→变灰暗→变白色→出现液滴→白色固体→白色粉末，是钠被氧化为氧化钠；氧化钠和水反应生成氢氧化钠；氢氧化钠潮解形成氢氧化钠溶液；二氧化碳和氢氧化钠反应生成十水碳酸钠，最终风化变成的白色粉末为碳酸钠，据此解答。因钠很活泼，易被氧化，则金属钠在空气中易被氧化形成氧化钠，出现表面变暗现象，故A正确；氧化钠与空气中的水反应生成氢氧化钠，氢氧化钠吸收空气中的水蒸气在表面形成了溶液，故B错误；生成的氢氧化钠再与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠的结晶水合物，最终风化变成的白色粉末为碳酸钠，故C正确；最后白色粉末为碳酸钠，质量比金属钠的质量大，故D正确。【拓展延伸】钠在空气中的变化过程1．变化过程2．相关化学方程式（1）4Na+O22Na2O（2）Na2O+H2O2NaOH（3）2NaOH+CO2Na2CO3+H2O，Na2CO3+10H2ONa2CO3·10H2O（4）Na2CO3·10H2ONa2CO3+10H2O3．两个变化过程（1）潮解过程主要发生物理变化（2）风化过程则发生了化学变化【典例2】（2023·沈阳模拟）如图，在蒸发皿中放一小块钠，加热至熔化时，用玻璃棒蘸取少量无水CuSO4与熔化的钠接触，瞬间产生耀眼的火花，同时有红色物质生成，据此判断下列说法中不正确的是（）。A．上述反应是置换反应B．上述反应说明钠比铜活泼C．上述反应证明钠可以从CuSO4溶液中置换出铜D．加热且无水条件下，Na可以与CuSO4反应并生成Cu【解析】选C。实验在无水条件下进行，有红色物质生成，说明熔融的钠将硫酸铜中的铜置换出来，属于置换反应，钠作还原剂，硫酸铜作氧化剂，说明钠比铜活泼，故A、B项正确；若钠与CuSO4溶液混合，则钠先与水反应生成氢氧化钠，氢氧化钠再与硫酸铜反应生成氢氧化铜，不会置换出铜单质，故C错误；根据以上分析，在无水条件下，Na可以与CuSO4反应并生成Cu，故D正确。【拓展延伸】Na与盐反应的原理1．Na与盐的反应（1）钠与盐溶液反应（以CuSO4为例）：先与水反应，生成的碱与盐可能发生复分解反应①现象：有气泡产生，产生蓝色沉淀②反应：2Na+CuSO4+2H2OCu（OH）2↓+Na2SO4+H2↑（2）钠与熔融盐反应（以TiCl4为例）①本质：钠与熔融的盐的置换反应②反应：4Na+TiCl4Ti+4NaCl③Na+KClNaCl+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2．钠与水、酸、醇、羧酸、酚及盐溶液反应的实质都是与H＋的反应。3．钠与乙醇反应的特点——慢、沉钠与乙醇反应，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。4．钠与酸反应（1）特点——快，可能燃烧或爆炸。（2）过量钠和酸的反应：钠直接与酸反应①先：2Na+2HCl2NaCl+H2↑②后：2Na+2H2O2NaOH+H2↑5．钠和碱溶液的反应：实际上是钠和水的反应（1）饱和NaOH溶液：有气泡产生，有白色晶体析出（2）澄清石灰水：有气泡产生，溶液变浑浊6．钠与盐溶液反应的分析方法（1）步骤①第一步：钠与水反应生成NaOH和H2；②第二步：生成的NaOH与溶质发生复分解反应。（2）类型类型实例多种气体型钠与NH4Cl溶液反应生成H2和NH3气体沉淀型钠与铜盐、铁盐等溶液反应生成H2和Cu（OH）2或Fe（OH）3气体沉淀溶解型钠与AlCl3稀溶液反应，如果钠量较多，则先生成Al（OH）3沉淀，后沉淀溶解气体析晶型钠与饱和NaCl溶液反应生成H2和NaOH，析出NaCl晶体1．金属钠分别与下列溶液反应时，既有沉淀析出，又有气体逸出的是（）。A．BaCl2溶液B．K2SO4溶液C．CuSO4溶液D．NH4NO3溶液【解析】选C。金属钠先和BaCl2溶液中的水反应生成氢氧化钠并放出氢气：2Na+2H2O2NaOH+H2↑，但是生成的氢氧化钠和氯化钡不反应，即只有气体生成，A错误；金属钠先和硫酸钾溶液中的水反应生成氢氧化钠并放出氢气：2Na+2H2O2NaOH+H2↑，但是生成的氢氧化钠和硫酸钾不反应，只有气体生成，B错误；金属钠先和硫酸铜溶液中的水反应生成氢氧化钠并放出氢气：2Na+2H2O2NaOH+H2↑，生成的氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀，既有沉淀析出又有气体逸出，C正确；Na首先和水反应生成氢氧化钠并放出氢气：2Na+2H2O2NaOH+H2↑，NaOH与硝酸铵溶液反应会生成一水合氨和硝酸钠，没有沉淀生成，钠和水的反应是放热的，使一水合氨分解产生氨气，即有气体生成，D错误。2．下列有关金属钠的叙述正确的是（）。A．实验后剩余的钠粒不能放回原试剂瓶中B．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C．钠在空气中受热时，熔化为银白色的小球，产生黄色的火焰，生成白色粉末D．一定条件下，2.3g的Na完全与O2反应生成3.6g产物，失去的电子数为0.1NA【解析】选D。实验剩余的钠应放回原试剂瓶，A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，B错误；钠在空气中加热，生成了淡黄色的过氧化钠，故C错误；2.3g钠的物质的量为0.1mol，而钠无论反应后产物是氧化钠还是过氧化钠，钠元素化合价均为+1价，故0.1mol钠失去0.1NA个电子，D正确。考法2钠的氧化物物质氧化钠（Na2O）过氧化钠（Na2O2）颜色状态白色固体淡黄色固体氧的价态－2价－1价电子式所含离子2个Na+和1个O2－2个Na+和1个O22－化学键离子键离子键和共价键氧化物类别碱性氧化物过氧化物（不属碱性氧化物）与水反应Na2O+H2O2NaOH2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑与CO2反应Na2O+CO2Na2CO32Na2O2+2CO22Na2CO3+O2与盐酸反应Na2O+2HCl2NaCl+H2O2Na2O2+4HCl4NaCl+2H2O+O2↑保存密封密封、远离易燃物主要用途制烧碱漂白剂、消毒剂、供氧剂【特别提醒】Na2O2具有强氧化性，但Na2O2与水、CO2反应时，水中的氢与CO2中的碳都处于最高价态，不能被氧化，反应为Na2O2自身的氧化还原反应。【典例3】（2022·北京延庆区一模）探究Na2O2与水的反应，实验如图：已知：H2O2H++HO2－；HO2－H++O22－下列分析不正确的是（）。A．①、④实验中均发生了氧化还原反应和复分解反应B．①、⑤中产生的气体能使带火星的木条复燃，说明存在H2O2C．③和④不能说明溶解性：BaO2＞BaSO4D．⑤中说明H2O2具有还原性【解析】选B。①中的反应机理可以认为过氧化钠与水反应生成过氧化氢与氢氧化钠，过氧化氢分解生成水和氧气，发生的反应为复分解反应与氧化还原反应，④中过氧化钡再与稀硫酸反应生成过氧化氢与硫酸钡沉淀，过氧化氢分解生成了氧气，因此两个试管中均发生了氧化还原反应和复分解反应。A项正确；①中过氧化钠与水反应生成氧气，不能说明存在H2O2，B项错误；④中BaO2与硫酸反应生成过氧化氢和硫酸钡沉淀，证明酸性：硫酸＞过氧化氢，不能说明溶解性：BaO2＞BaSO4，C项正确；⑤中产生的气体为氧气，氧元素化合价升高，做还原剂，说明H2O2具有还原性，D项正确。【拓展延伸】过氧化钠的特殊性（1）Na2O2是离子化合物，Na2O2中氧元素的化合价是－1价，不是－2价。阴离子是O22－，是个原子团，不是O－也不是O2－，所以不能把过氧化钠的化学式写成NaO。（2）Na2O2在熔融状态下完全电离，是强电解质。（3）Na2O2与水反应生成碱的同时还生成氧气，所以不属于碱性氧化物。（4）过氧化钠的稳定性强于氧化钠，氧化钠可在加热条件下与氧气反应转化为过氧化钠。（5）Na2O2中－1价的O元素化合价可升高（变为0价）可降低（变为－2价），所以Na2O2既有氧化性，又有还原性。（6）在Na2O2与CO2及水的反应中，Na2O2发生自身的氧化还原反应，Na2O2既是氧化剂又是氧化剂。（7）Na2O2放O2的反应中，存在如下关系式2Na2O2~O2~2e－。【典例4】（2023·株洲高三上学期期中）CO2与SO2都是酸性氧化物，其性质有相似之处。（1）写出CO2与Na2O2反应的化学方程式______________________________；（2）某学生判断SO2和Na2O2反应能生成硫酸钠，你认为他的判断合理吗？__________。简要说明理由_____________________________________________。（3）该同学无法断定SO2和Na2O2反应中是否有氧气生成，拟用下列装置进行实验。装置B的作用是____________________；D的作用是_______________。（4）为确认SO2和Na2O2反应产物，该同学设计了以下实验步骤，你认为应进行的操作顺序排列是（填序号）__________。A．用带火星的木条靠近干燥管口，观察木条是否复燃B．将C装置中反应后的固体物质溶于适量水配成溶液C．在配成的溶液中加入用硝酸酸化的硝酸钡溶液，观察是否有沉淀生成D．在配成的溶液中先加入盐酸，再加入氯化钡溶液，观察是否有气泡或沉淀生成【解析】（1）Na2O2与CO2反应的化学方程式2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2；（2）由于过氧化钠具有强氧化性，能将+4价的硫氧化为+6价而生成硫酸钠，故该学生的判断是合理的。（3）B装置用于干燥SO2气体，防止水蒸气进入C装置与Na2O2反应：2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑，影响O2的检验；D装置是为了防止空气中的水蒸气进入C装置与Na2O2反应生成氧气，也影响O2的检验，同时吸收过量SO2气体，便于氧气的检验和防止污染空气。（4）通过A操作可以确认有无O2产生。因HNO3具有强氧化性，会把SO32－氧化为SO42－，影响实验的测定，故C操作错误，通过B、D操作可以确认反应后固体的成分。因此应进行的操作按顺序排列是A、B、D。【答案】（1）2CO2+2Na2O2＝2Na2CO3+O2↑（2）合理，由于过氧化钠具有强氧化性，能将+4价的硫氧化为+6价的硫而生成硫酸钠。（3）干燥SO2气体，为防止水蒸气进入C装置与Na2O2反应。为了防止空气中的水蒸气进入C装置与Na2O2反应生成氧气，同时吸收过量的SO2气体，便于氧气的检验和防止污染空气。（4）ABD【拓展延伸】Na2O2的还原性和强氧化性1．遇KMnO4等强氧化剂时，表现出还原性，氧化产物为O22．Na2O2的强氧化性试剂现象反应原理并解释SO2气体—Na2O2+SO2Na2SO4FeCl2溶液有红褐色沉淀生成4Na2O2+4FeCl2+6H2O4Fe（OH）3↓+O2↑+8NaClNa2SO3溶液—Na2O2+Na2SO3+H2ONa2SO4+2NaOH氢硫酸溶液变浑浊Na2O2+H2SS↓+2NaOH酚酞溶液溶液先变红后褪色与水反应生成NaOH，Na2O2的强氧化性使之褪色品红溶液溶液红色褪去Na2O2的强氧化性使之褪色【典例5】（2023·周口模拟）当0.2molNa218O2与足量CO2完全反应后，下列说法正确的是（）。选项生成Na2CO3的质量关于所生成氧气的描述A21.2g该氧气的摩尔质量是36g·mol－1B21.6g生成的氧气在标准状况下的体积为2.24LC21.2g该氧气的摩尔质量是32g·mol－1D22.4g生成的氧气在标准状况下的体积为2.24L【解析】选B。Na2O2与CO2反应的实质是－1价的氧发生歧化反应，生成物Na2CO3中有一个O为18O，摩尔质量是108g·mol－1；0.2molNa218O2与足量CO2完全反应，生成0.2molNa2C18OO2，质量为108g·mol－1×0.2mol＝21.6g；生成的氧气为18O2，摩尔质量是36g·mol－1，反应生成0.1mol18O2，在标准状况下气体体积为2.24L。【拓展延伸】Na2O2与CO2、H2O反应的四个关系1．气体体积的关系无论是CO2或H2O（g）的单一气体还是二者的混合物，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，气体体积的减少量是原来气体体积的，等于生成氧气的体积，即ΔV＝V（O2）＝V（混合）。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，物质的量的关系为2Na2O2～O2～2e－，n（e－）＝n（Na2O2）＝2n（O2）。4．固体质量关系（1）基本规律：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Δm（CO2）＝28g·mol－1×n（CO2），Δm（H2O）＝2g·mol－1×n（H2O）。（2）特殊应用：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。无机化合物H2、CO及H2和CO的混合气体有机化合物CH3OH（甲醇）、HCHO（甲醛）、CH3COOH（乙酸）、HCOOCH3（甲酸甲酯）、C6H12O6（葡萄糖）等1．（2023·河南新乡高三调研）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【解析】选B。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，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。2．（2023·浙江宁波一模）过氧化钠具有强氧化性，遇木炭、铝粉等还原性物质时可燃烧。下列有关说法不正确的是（）。A．Na2O2与CO2反应时，Na2O2是氧化剂，CO2是还原剂B．熔融过氧化钠时不可使用石英坩埚C．过氧化钠与木炭、铝粉反应时，过氧化钠均表现出强氧化性D．过氧化钠与二氧化硫反应时可生成硫酸钠【解析】选A。Na2O2与H2O、CO2反应时，都是Na2O2自身发生歧化反应，A项错误；石英的主要成分是SiO2，而Na2O2能与SiO2反应生成Na2SiO3，故熔融过氧化钠时不可使用石英坩埚，B项正确；Na2O2具有强氧化性，而C、Al、SO2均具有还原性，故Na2O2可与C、Al、SO2发生氧化还原反应，可将C氧化成CO2，将Al氧化成Al2O3，将SO2氧化成SO42－，C、D项均正确。3．将下列四组物质Wg分别在O2中充分燃烧后，再通过装有足量Na2O2的干燥管，干燥管增重的质量大于Wg的是（）。A．C4H8O2B．C6H12O6C．C2H4O3D．H2和CO的混合气体【解析】选A。CO2与足量的Na2O2反应后固体增重的质量相当于等物质的量的CO的质量，水蒸气与足量的Na2O2反应后固体增重的质量相当于等物质的量的H2的质量。将各物质的化学式变形和增重的质量如下表：化学式变形式（Wg）增重形式（mg）增重关系C4H8O24H2·2CO·2C4H2·2CO·2COm＞WC6H12O66H2·6CO6H2·6COm＝WC2H4O32H2·2CO·O2H2·2COm＜WH2和COxH2·yCOxH2·yCOm＝W考法3碳酸钠与碳酸氢钠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，但比Na2CO3的溶解度小2．化学性质（1）Na2CO3写出上述序号所表示反应的化学方程式①Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑②Na2CO3+Ca（OH）2CaCO3↓+2NaOH③Na2CO3+BaCl2BaCO3↓+2NaCl（2）NaHCO3写出上述序号所表示反应的化学方程式①NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑②Ca（OH）2过量：NaHCO3+Ca（OH）2CaCO3↓+NaOH+H2OCa（OH）2少量：Ca（OH）2+2NaHCO3CaCO3↓+Na2CO3+2H2O③NaHCO3+NaOHNa2CO3+H2O④2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑3．相互转化Na2CO3NaHCO34．Na2CO3和NaHCO3的主要用途（1）Na2CO3是重要的化工原料，应用于玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油、冶金、食品等工业。（2）NaHCO3是食品膨松剂的一种成分；在医疗上，它是治疗胃酸过多的一种药剂。【典例6】下列有关Na2CO3和NaHCO3比较不正确的是（）。A．热稳定性：Na2CO3＞NaHCO3B．相同温度下，0.1mol·L－1盐溶液的pH：Na2CO3＞NaHCO3C．相同温度下，溶解度：Na2CO3＜NaHCO3D．相同温度下，0.1mol·L－1盐溶液分别与0.1mol·L－1盐酸反应的剧烈程度：NaHCO3＞Na2CO3【解析】选C。A项，NaHCO3受热易分解，Na2CO3受热不易分解，正确；B项，相同温度下，0.1mol·L－1盐溶液的pH：Na2CO3＞NaHCO3，正确；C项，相同温度下，Na2CO3比NaHCO3的溶解度大，错误；D项，NaHCO3与盐酸反应一步完成，而Na2CO3与盐酸反应分两步进行，相同条件下NaHCO3比Na2CO3反应放出气体剧烈，正确。【拓展延伸】Na2CO3、NaHCO3与酸反应的比较（1）速率：相同条件下，NaHCO3放出CO2的速率比Na2CO3快。（2）耗酸量：等质量或等物质的量的Na2CO3与NaHCO3均为前者耗酸量多。（3）CO2生成量比较①等物质的量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量的盐酸反应，产生CO2的量相等。②等质量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量的盐酸反应，NaHCO3产生的CO2多。③等物质的量的HCl与足量的Na2CO3、NaHCO3分别反应，NaHCO3产生的CO2多。【典例7】为鉴别K2CO3和NaHCO3两种白色固体，有4位同学分别设计了下列四种不同的方法，其中不可行的是（）。A．分别加入1mol·L－1的盐酸，看气泡产生的快慢B．分别取样在试管中加热，将可能产生的气体通入澄清石灰水中，观察有无白色浑浊C．分别取样配成溶液，滴加Ba（OH）2溶液，观察有无白色沉淀D．分别配成溶液，做焰色试验，观察火焰的颜色【解析】选C。A项，K2CO3与盐酸反应分步进行，产生气泡较慢，而NaHCO3与盐酸反应产生气泡较快，故可行；B项，K2CO3受热不易分解，NaHCO3受热分解产生CO2，故可行；C项，二者与Ba（OH）2溶液反应都产生白色沉淀BaCO3，故不可行；D项，钾的焰色为紫色（透过蓝色钴玻璃观察），钠的焰色为黄色，故可行。【拓展延伸】有关Na2CO3、NaHCO3的检验、鉴别和除杂1．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2．Na2CO3、NaHCO3的鉴别（1）固体的鉴别①加热法：产生使澄清石灰水变浑浊的气体的是NaHCO3固体。②气体法：滴入稀盐酸，产生气泡速率快的是NaHCO3固体。（2）溶液的鉴别①沉淀法：加入BaCl2溶液或CaCl2溶液，产生沉淀的是Na2CO3溶液。②测pH法：用pH试纸测相同浓度的稀溶液，pH大的是Na2CO3溶液。3．Na2CO3和NaHCO3的检验（1）步骤①向溶液中加入足量的BaCl2溶液或CaCl2溶液，过滤②分别向沉淀和滤液中加入足量的稀盐酸③将产生的气体依次通过品红溶液和澄清石灰水（2）现象及结论：品红溶液不褪色，澄清石灰水变浑浊①沉淀上产生该现象：原溶液中含有Na2CO3②滤液中产生该现象：原溶液中含有NaHCO3③同时产生该现象：原溶液中含有Na2CO3和NaHCO3【易错提醒】（1）NaHCO3与碱溶液反应的实质是HCO3－与OH－反应生成CO32－和H2O，CO32－有可能发生后续反应，如NaHCO3与Ca（OH）2溶液反应可以生成白色沉淀CaCO3；（2）不能用澄清石灰水来鉴别Na2CO3与NaHCO3：Ca（OH）2溶液与二者反应均生成白色沉淀CaCO3，无法区别；（3）用盐酸鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液时，要求两溶液浓度相差不大，且加入的盐酸等浓度且不宜过大；（4）Na2CO3、NaHCO3与酸、碱、盐的反应均为复分解反应，因而反应能否进行应从复分解反应发生的条件来判断。【典例8】（2021·河北省选择考）化工专家侯德榜发明的侯氏制碱法为我国纯碱工业和国民经济发展做出了重要贡献，某化学兴趣小组在实验室中模拟并改进侯氏制碱法制备NaHCO3，进一步处理得到产品Na2CO3和NH4Cl，实验流程如图：回答下列问题：（1）从A～E中选择合适的仪器制备NaHCO3，正确的连接顺序是____________（按气流方向，用小写字母表示）。为使A中分液漏斗内的稀盐酸顺利滴下，可将分液漏斗上部的玻璃塞打开或____________。A．B．C．D．E．（2）B中使用雾化装置的优点是_______________________。（3）生成NaHCO3的总反应的化学方程式为__________________。（4）反应完成后，将B中U形管内的混合物处理得到固体NaHCO3和滤液：①对固体NaHCO3充分加热，产生的气体先通过足量浓硫酸，再通过足量Na2O2，Na2O2增重0.14g，则固体NaHCO3的质量为______g。②向滤液中加入NaCl粉末，存在NaCl（s）+NH4Cl（aq）NaCl（aq）+NH4Cl（s）过程。为使NH4Cl沉淀充分析出并分离，根据NaCl和NH4Cl溶解度曲线，需采用的操作为______、______、洗涤、干燥。（5）无水NaHCO3可作为基准物质标定盐酸浓度.称量前，若无水NaHCO3保存不当，吸收了一定量水分，用其标定盐酸浓度时，会使结果___（填标号）。A．偏高B．偏低C．不变【解析】根据工艺流程知，浓氨水中加入氯化钠粉末形成饱和氨盐水后，再通入二氧化碳气体，发生反应：NH3·H2O+NaCl+CO2NH4Cl+NaHCO3↓，得到的碳酸氢钠晶体烘干后受热分解会生成碳酸钠、二氧化碳和水，从而制备得到纯碱；另一方面得到的母液主要溶质为NH4Cl，再从加入氯化钠粉末，存在反应NaCl（s）+NH4Cl（aq）NaCl（aq）+NH4Cl（s），据此分析解答。（1）根据分析可知，要制备NaHCO3，需先选用装置A制备二氧化碳，然后通入饱和碳酸氢钠溶液中除去二氧化碳中的HCl，后与饱和氨盐水充分接触来制备NaHCO3，其中过量的二氧化碳可被氢氧化钠溶液吸收，也能充分利用二氧化碳制备得到少量NaHCO3，所以按气流方向正确的连接顺序应为：aefbcgh；为使A中分液漏斗内的稀盐酸顺利滴下，可将分液漏斗上部的玻璃塞打开或将玻璃塞上的凹槽对准漏斗颈部的小孔；（2）B中使用雾化装置使氨盐水雾化，可增大与二氧化碳的接触面积，从而提高产率；（3）根据上述分析可知，生成NaHCO3的总反应的化学方程式为NH3·H2O+NaCl+CO2NH4Cl+NaHCO3↓；（4）①对固体NaHCO3充分加热，产生二氧化碳和水蒸气，反应的化学方程式为：2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O将气体先通过足量浓硫酸，吸收水蒸气，再通过足量Na2O2，Na2O2与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，化学方程式为：2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2，根据方程式可知，根据差量法可知，当增重0.14g（2CO的质量）时，消耗的二氧化碳的质量为0.14g×＝0.22g，其物质的量为＝0.005mol，根据关系式2NaHCO3~CO2可知，消耗的NaHCO3的物质的量为2×0.005mol＝0.01mol，所以固体NaHCO3的质量为0.01mol×84g/mol＝0.84g；②根据溶解度虽温度的变化曲线可以看出，氯化铵的溶解度随着温度的升高而不断增大，而氯化钠的溶解度随着温度的升高变化并不明显，所以要想使NH4Cl沉淀充分析出并分离，需采用蒸发浓缩、冷却结晶、洗涤、干燥的方法；（5）称量前，若无水NaHCO3保存不当，吸收了一定量水分，标准液被稀释，浓度减小，所以用其标定盐酸浓度时，消耗的碳酸氢钠的体积会增大，根据c待测＝可知，最终会使c（测）偏高，A项符合题意。【答案】（1）aefbcgh；将玻璃塞上的凹槽对准漏斗颈部的小孔（2）使氨盐水雾化，可增大与二氧化碳的接触面积，从而提高产率（或其他合理答案）（3）NH3·H2O+NaCl+CO2NH4Cl+NaHCO3↓（4）①0.84②蒸发浓缩；冷却结晶（5）A【拓展延伸】侯氏制碱法的流程【典例9】向体积均为10mL且物质的量浓度相同的两份NaOH溶液中分别通入一定量的CO2得到溶液甲和乙。向甲、乙两溶液中分别滴加0.1mol·L－1盐酸。此时反应生成CO2体积（标准状况）与所加盐酸体积间的关系如图所示。则下列叙述中正确的是（）。A．乙溶液中含有的溶质是Na2CO3、NaHCO3B．当0＜V（HCl）＜10mL时，甲溶液中发生反应的离子方程式为OH－+H+H2OC．原NaOH溶液的物质的量浓度为0.5mol·L－1D．乙溶液中滴加盐酸后产生CO2体积的最大值为112mL（标准状况）【解析】选C。氢氧化钠溶液中通入二氧化碳，溶质不可能为NaOH、NaHCO3，根据图象可知，乙溶液中的溶质为NaOH和Na2CO3，故A错误；在氢氧化钠溶液中通入一定量的二氧化碳后，溶液中溶质的组成可能是：NaOH和Na2CO3、Na2CO3、Na2CO3和NaHCO3、NaHCO3四种情况，由图中HCl的用量与产生二氧化碳气体体积的关系可知甲溶液的溶质应该为：Na2CO3和NaHCO3，所以当0＜V（HCl）＜10mL时，甲溶液中没有产生二氧化碳的离子方程式为：CO32－+H+HCO3－，故B错误；根据图象可知，当V（HCl）＝50mL时，得到的产物为NaCl，由原子守恒可知：n（NaOH）＝n（NaCl）＝n（HCl）＝0.1mol·L－1×0.05L＝0.005mol，则原氢氧化钠溶液的浓度为：c（NaOH）＝＝0.5mol·L－1，故C正确；乙溶液中滴加盐酸，产生二氧化碳的阶段为：HCO3－+H+H2O+CO2↑，根据消耗了10mL盐酸可知，生成二氧化碳的物质的量为：0.1mol/L×0.01L＝0.001mol，标况下0.001mol二氧化碳的物质的量为：22.4L/mol×0.001mol＝22.4mL，故D错误。【拓展延伸】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）。【典例10】（2021·湖南省选择考）碳酸钠俗称纯碱，是一种重要的化工原料。以碳酸氢铵和氯化钠为原料制备碳酸钠，并测定产品中少量碳酸氢钠的含量，过程如下：步骤I．Na2CO3的制备步骤Ⅱ．产品中NaHCO3含量测定①称取产品2.500g，用蒸馏水溶解，定容于250mL容量瓶中；②移取25.00mL上述溶液于锥形瓶，加入2滴指示剂M，用0.1000mol·L－1盐酸标准溶液滴定，溶液由红色变至近无色（第一滴定终点），消耗盐酸V1mL；③在上述锥形瓶中再加入2滴指示剂N，继续用0.1000mol·L－1盐酸标准溶液滴定至终点（第二滴定终点），又消耗盐酸V2mL；④平行测定三次，V1平均值为22.45，V2平均值为23.51。已知：（i）当温度超过35℃时，NH4HCO3开始分解。（ii）相关盐在不同温度下的溶解度表（g/100gH2O）温度/℃0102030405060NaCl35.735.836.036.336.637.037.3NH4HCO311.915.821.027.0NaHCO36.98.29.611.112.714.516.4NH4Cl29.433.337.241.445.850.455.2回答下列问题：（1）步骤I中晶体A的化学式为_______，晶体A能够析出的原因是___________________；（2）步骤I中“300℃加热”所选用的仪器是_______（填标号）；A．B．C．D．（3）指示剂N为_______，描述第二滴定终点前后颜色变化_______；（4）产品中NaHCO3的质量分数为_______（保留三位有效数字）；（5）第一滴定终点时，某同学俯视读数，其他操作均正确，则NaHCO3质量分数的计算结果_______（填“偏大”“偏小”或“无影响”）。【解析】步骤I：制备Na2CO3的工艺流程中，先将NaCl加水溶解，制成溶液后加入NH4HCO3粉末，水浴加热，根据不同温度条件下各物质的溶解度不同，为了得到NaHCO3晶体，控制温度在30~35℃发生反应，最终得到滤液为NH4Cl，晶体A为NaHCO3，再将其洗涤抽干，利用NaHCO3受热易分解的性质，在300℃加热分解NaHCO3制备Na2CO3；步骤II：利用酸碱中和滴定原理测定产品中碳酸氢钠的含量，第一次滴定发生的反应为：Na2CO3+HCl＝NaHCO3+NaCl，因为Na2CO3、NaHCO3溶于水显碱性，且碱性较强，所以可借助酚酞指示剂的变化来判断滴定终点，结合颜色变化可推出指示剂M为酚酞试剂；第二次滴定时溶液中的溶质为NaCl，同时还存在反应生成的CO2，溶液呈现弱酸性，因为酚酞的变色范围为8~10，所以不适合利用酚酞指示剂检测判断滴定终点，可选择甲基橙试液，所以指示剂N为甲基橙试液，发生的反应为：NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑，再根据关系式求出总的NaHCO3的物质的量，推导出产品中NaHCO3的，最终通过计算得出产品中NaHCO3的质量分数。根据上述分析可知，（1）根据题给信息中盐在不同温度下的溶解度不难看出，控制温度在30~35℃，目的是为了时NH4HCO3不发生分解，同时析出NaHCO3固体，得到晶体A，因为在30~35℃时，NaHCO3的溶解度最小；（2）300℃加热抽干后的NaHCO3固体，需用坩埚、泥三角、三脚架进行操作，所以符合题意的为D项；（3）根据上述分析可知，第二次滴定时，使用的指示剂N为甲基橙试液，滴定到终点前溶液的溶质为碳酸氢钠和氯化钠，滴定达到终点后溶液的溶质为氯化钠，所以溶液的颜色变化为：由黄色变为橙色，且半分钟内不褪色；（4）第一次滴定发生的反应是：Na2CO3+HCl＝NaHCO3+NaCl，则n（Na2CO3）＝n生成（NaHCO3）＝n（HCl）＝0.1000mol/L×22.45×10－3L＝2.245×10－3mol，第二次滴定消耗的盐酸的体积V2＝23.51mL，则根据方程式NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑可知，消耗的NaHCO3的物质的量n总（NaHCO3）＝0.1000mol/L×23.51×10－3L＝2.351×10－3mol，则原溶液中的NaHCO3的物质的量n（NaHCO3）＝n总（NaHCO3）－n生成（NaHCO3）＝2.351×10－3mol－2.245×10－3mol＝1.06×10－4mol，则原产品中NaHCO3的物质的量为×1.06×10－4mol＝1.06×10－3mol，故产品中NaHCO3的质量分数为×100%＝3.56%；（5）若该同学第一次滴定时，其他操作均正确的情况下，俯视读数，则会使标准液盐酸的体积偏小，即测得V1偏小，所以原产品中NaHCO3的物质的量会偏大，最终导致其质量分数会偏大。【答案】（1）NaHCO3；在30~35℃时NaHCO3的溶解度最小（意思合理即可）（2）D（3）甲基橙；由黄色变橙色，且半分钟内不褪色（4）3.56%（5）偏大【拓展延伸】碳酸钠质量分数的测定1．气体法（1）测定原理：Na2CO3+H2SO4Na2SO4+H2O+CO2↑，依据CO2的体积确定Na2CO3的物质的量，进而确定纯碱样品中Na2CO3的含量。（2）实验操作：向mg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VmL（已折算为标准状况）。（3）数据处理：纯碱样品中Na2CO3的质量为QUOTEV22400×106g·mol－1＝QUOTE106V22400g，则纯碱样品中Na2CO3的质量分数为QUOTE106V22400gmg×100%＝QUOTE53V112m%。2．沉淀法（1）测定原理：Na2CO3+BaCl2BaCO3↓+2NaCl。依据BaCO3沉淀的质量，确定Na2CO3的物质的量，进而确定纯碱样品中Na2CO3的含量。（2）实验操作：先将mg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ng。（3）数据处理：纯碱样品中Na2CO3的质量为QUOTEng197g·mol-1×106g·mol－1＝g，则纯碱样品中Na2CO3的质量分数为QUOTE106n197gmg×100%＝QUOTE106n197m1．为了测定NaCl、Na2CO3·10H2O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②和③装置质量的变化，测定该混合物中各组分的质量分数。下列说法中错误的是（）。A．①②③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①装置换成盛放NaOH溶液的洗气瓶，则测得的NaCl含量偏低D．实验过程中先停止通空气，再停止加热【解析】选D。根据实验目的和装置的连接顺序可知：装置①用于吸收空气中的CO2和水蒸气，可以使用碱石灰；装置②吸收Na2CO3·10H2O和NaHCO3分解生成的水蒸气，可以使用无水CaCl2；装置③吸收碳酸氢钠分解生成的CO2，使用碱石灰，A项正确；实验前必须将装置中的水蒸气和CO2排净，避免影响测定结果，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，B项正确；若将①装置换成盛放NaOH溶液的洗气瓶，则会增加水的质量，使测得Na2CO3·10H2O的含量偏高，NaCl的含量偏低，C项正确；实验过程中一直通入空气，停止加热后继续通入空气使存留在装置中的CO2和水蒸气完全被吸收，D项错误。2．（2023·枣庄高三上学期期中）某固体NaOH因吸收了空气中的CO2而含有杂质，若要将该固体配制成较纯的溶液，则其主要的实验操作过程应是（）。A．溶解→加适量BaCl2溶液→过滤B．溶解→加适量CaCl2溶液→过滤C．溶解→加适量Ca（OH）2溶液→过滤D．溶解→加适量盐酸→加热【解析】选C。固体NaOH因吸收了空气中的CO2而含有杂质碳酸钠，要将该固体NaOH配制成较纯的溶液，只要将氢氧化钠中的碳酸钠杂质除去即可。BaCl2溶液和碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠，会引进杂质氯化钠，故A错误；CaCl2溶液和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，会引进杂质氯化钠，故B错误；氢氧化钙能与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，可以用于除去碳酸钠，故C正确；盐酸能与氢氧化钠和碳酸钠反应，不能用作除杂试剂，故D错误。3．下列是某兴趣小组根据课本实验设计的一个能说明碳酸钠与碳酸氢钠热稳定性的套管实验。请观察下图的实验装置、分析实验原理，下列说法的是（）。A．甲为小苏打，乙为纯碱B．要证明碳酸氢钠受热能产生水，可在小试管内塞上沾有无水硫酸铜粉末的棉花球C．整个实验过程中可以看到丙烧杯的澄清石灰水没变浑浊D．同质量的甲和乙完全反应消耗的同浓度的盐酸体积：甲＞乙【解析】选D。碳酸氢钠在小试管，碳酸钠在大试管，大试管直接加热，温度较高，如温度较高的不分解，而加热温度较低的物质分解，可判断稳定强弱，故甲为小苏打、乙为纯碱，故A正确；白色的无水硫酸铜遇到水显示蓝色，则证明碳酸氢钠受热能产生水，可在小试管内塞上沾有无水硫酸铜粉末的棉花球，如果变蓝则说明有水生成，故B正确；碳酸钠较稳定，加热过程中不会分解，则连接丙烧杯的试管不会产生二氧化碳，所以丙烧杯的澄清石灰水变浑浊，故C正确；根据甲为小苏打、乙为纯碱，乙反应Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑，甲反应NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑，设质量都是106g，则Na2CO3和NaHCO3的物质的量分别为1mol、mol，根据Na2CO3～2HCl，NaHCO3～HCl，消耗HCl的物质的量分别为2mol、mol，所以等质量的碳酸钠比碳酸氢钠消耗的盐酸多，即乙＞甲，故D错误。4．侯氏制碱法：在饱和食盐水中通入氨气，形成氨化的NaCl饱和溶液，再向其中通入二氧化碳，使溶液中存在大量的Na+、NH4+、Cl－和HCO3－，由于NaHCO3的溶解度最小，故可析出NaHCO3晶体，灼烧NaHCO3得纯碱，其余产品处理后可作肥料或循环使用；其反应原理为NH3+NaCl+CO2+H2ONaHCO3↓+NH4Cl，2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑；可循环使用的物质为CO2、饱和食盐水。实验室模拟侯氏制碱法制取纯碱和氯化铵晶体，下列装置能达到相应的实验目的的是（）。A．图甲是制NH3并溶于饱和食盐水B．图乙是制取CO2C．图丙是过滤获得碳酸氢钠晶体D．图丁是蒸发结晶得到氯化铵【解析】选A。用氯化铵和氢氧化钙共热制备氨气，并用倒置漏斗吸收氨气防倒吸，选项A正确；纯碱易溶于水，有孔隔板不能起到控制反应停止的作用，选项B错误；过滤装置中缺少玻璃棒引流，选项C错误；氯化铵易分解，只能在蒸发皿中蒸发浓缩氯化铵溶液，并不断搅拌，然后冷却结晶，过滤得氯化铵晶体，选项D错误。考法4碱金属、焰色试验1．碱金属单质、化合物的相似性与递变性项目相似性递变性（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、沸点较低密度逐渐增大（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．焰色试验（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征颜色，属于物理变化，是元素的性质。（2）操作：（3）常见元素焰色试验的颜色元素锂钙锶钡铜钠钾焰色紫红色砖红色洋红色黄绿色绿色黄色紫色（透过蓝色钴玻璃）【典例11】（2023·辽宁锦州模拟）随着国家可持续发展和“双碳”政策的持续落地，推动了新能源领域走向繁荣，被誉为“21世纪白色石油”的锂电行业也从中获得了蓬勃的发展。已知金属锂的化学性质与金属钠相似；金属锂的密度是0.534g·cm－3、煤油的密度是0.80g·cm－3，下列有关金属锂的说法不正确的是（）。A．自然界中不存在锂单质B．在盛有煤油和水的烧杯中投入金属锂，金属锂在水层和煤油界面处发生反应C．金属锂可与氧气、氯气、盐酸发生反应D．金属锂与金属钠的性质有相似又有不同【解析】选B。由金属锂的化学性质与金属钠相似可知，锂是活泼金属，自然界中不存在锂单质，A正确；由金属锂、煤油及水的密度可知，煤油在上层，水在下层，金属锂会浮在煤油液面上而不会在水层和煤油界面处发生反应，B错误；根据金属锂的化学性质与金属钠相似可知，金属锂能与氧气、氯气、盐酸发生反应，C正确；锂与钠均属于碱金属元素，其最外层电子数相同而电子层数不同，金属锂与钠的性质有相似又有不同，D正确。【拓展延伸】碱金属的一般性与特殊性1．碱金属的一般性原子结构与性质相同点最外层上都只有1个电子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、导热性较强不同点从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+O22Li2O，2Na+O2Na2O2。K、Rb、Cs与O2反应生成物更复杂与H2O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。【典例12】（2023·江西景德镇4月模拟）黑火药是硫磺粉、硝石、木炭粉按一定比例混合而成（2KNO3+S+3C＝K2S+N2↑+3CO2↑）。古文献《本草经集注》记载了区分硝石（KNO3）和朴消（Na2SO4）的方法：“以火烧之，紫青烟起，乃真硝石也”。下列推断正确的是（）。A．“紫青烟”主要是指钠元素的焰色试验B．“朴消”在灼烧时火焰没有颜色C．“硝石”在黑火药中起还原剂的作用D．“朴消”不能替代“硝石”制黑火药【解析】选D。A项，钾元素的焰色试验是紫色，“紫青烟”主要是指钾元素的焰色试验，故A错误；B项，钠元素焰色试验为黄色，“朴消”在灼烧时火焰为黄色，故B错误；C项，硝酸钾中氮元素是+5价，处于最高价，火药发生化学反应时生成氮气，KNO3中氮元素的化合价降低，“硝石”在黑火药中起氧化剂的作用，故C错误；D项，硫酸钠没有强氧化性，“朴消”不能替代“硝石”制黑火药，故D正确。【拓展延伸】焰色试验注意事项1．焰色试验操作步骤“五字诀”：洗、烧、蘸、烧、洗。2．焰色试验属于物理变化，是元素的性质，与元素种类有关，与元素的存在形式无关。3．焰色试验的应用（1）检验试样所含金属元素的种类，如鉴别NaCl和KCl溶液。（2）利用锂、钠、钾、锶、钡等金属化合物的火焰呈现特征颜色制节日烟花。【误区警示】（1）焰色反应是某些金属元素的性质，只要该元素存在，不论是游离态还是化合态，在火焰上灼烧时就会显示该金属相应的焰色。（2）并不是所有的金属元素都有焰色反应。（3）黄色火焰能够遮盖紫色火焰，所以观察钾元素的焰色时必须透过蓝色钴玻璃。①蓝色钴玻璃可以将黄光过滤掉，避免钠元素的干扰②若肉眼看不到紫色火焰，则样品中可能含钾元素③若肉眼看到紫色火焰，则样品中一定不含钠元素1．碱金属元素是周期性表现得最鲜明和最规律的一族元素。下列说法正确的是（）。A．单质都能浮在水面上，都能保存在煤油中B．单质在空气中燃烧时，都生成过氧化物C．单质都不能在自然界中稳定存在D．单质都是强还原剂，其阳离子都具有强氧化性【解析】选C。Rb、Cs密度比水大，Li的密度比煤油小，A不正确；Li燃烧只能生成Li2O，B不正确；碱金属单质是强还原剂，但其阳离子具有弱氧化性。2．金属活动性顺序表中K在Na的前面，K与Na在性质上具有很大的相似性。下面是根据Na的性质对K的性质的预测，其中不正确的是（）。A．K可以被空气中的O2氧化B．K可以与乙醇发生反应生成H2C．K与水的反应不如Na与水的反应剧烈D．K也可放在煤油中保存【解析】选C。金属活动性顺序表中K在Na的前面，K比Na活泼，故K在空气中可以被O2氧化，A正确；Na与乙醇反应放出H2，K也能与乙醇反应放出H2，B正确；K与水的反应比Na与水的反应剧烈，C错误；Na、K均可放在煤油中保存，D正确。3．（2023·宁波金兰合作组织联考）下列有关焰色试验操作的描述正确的是（）。A．取一根洁净的细铁丝，放在酒精灯上灼烧至无色，再蘸取少量NaCl溶液，进行焰色试验B．在观测焰色试验时均要透过蓝色钴玻璃片，以便隔绝钠元素的黄光的干扰C．铂丝在做完氯化钠溶液的焰色试验后，用稀硫酸洗净，再蘸取少量的K2SO4溶液，重复以上实验D．用洁净的铂丝蘸取某溶液，放在火焰上灼烧，观察到黄色火焰，则证明该溶液中一定有Na+，没有K+【解析】选A。取一根洁净的细铁丝，放在酒精灯上灼烧至无色，再蘸取NaCl溶液，进行焰色试验，故A正确；在观测钾的焰色试验时要透过蓝色钴玻璃片，其他物质不需要，故B错误；做焰色试验实验结束后铂丝要用稀盐酸洗涤，再灼烧至跟酒精灯火焰颜色相同后再使用，故C错误；黄光能掩盖紫光，可能含有K+，故D错误。【基础过关】1．中国科学家以二氧化碳为碳源，在470℃、80Mpa下与金属钠反应合成出金刚石。下列说法不正确的是（）。A．金属钠在反应中作还原剂B．反应中生成的氧化产物为Na2O2C．二氧化碳转变为金刚石发生的是还原反应D．钠被氧化最终生成碳酸钠【解析】选B。金属钠和二氧化碳反应生成金刚石，反应中碳元素化合价降低、钠元素化合价升高，钠作还原剂，故A正确；金属钠和二氧化碳的反应中碳元素化合价降低、钠元素化合价升高，生成的氧化产物不可能是Na2O2，故B错误；二氧化碳转变为金刚石，碳元素化合价降低，二氧化碳发生还原反应，故C正确；钠与二氧化碳反应生成金刚石和氧化钠，氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠，故D正确。2．下列有关Na2CO3和NaHCO3比较不正确的是（）。A．热稳定性：Na2CO3＞NaHCO3B．相同温度下，0.1mol·L－1盐溶液的pH：Na2CO3＞NaHCO3C．相同温度下，溶解度：Na2CO3＜NaHCO3D．相同温度下，0.1mol·L－1盐溶液分别与0.1mol·L－1盐酸反应的剧烈程度：NaHCO3＞Na2CO3【解析】选C。A项，NaHCO3受热易分解，Na2CO3受热不易分解，正确；B项，相同温度下，0.1mol·L－1盐溶液的pH：Na2CO3＞NaHCO3，正确；C项，相同温度下，Na2CO3比NaHCO3的溶解度大，错误；D项，NaHCO3与盐酸反应一步完成，而Na2CO3与盐酸反应分两步进行，相同条件下NaHCO3比Na2CO3反应放出气体剧烈，正确。3．向分别盛有100mL水、100mL0.1mol·L－1盐酸、100mL0.01mol·L－1NaOH溶液的X、Y、Z三个烧杯中各投入0.05molNa。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+2H2O2Na++2OH－+H2↑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【解析】选D。钠与盐酸反应时钠先与H+反应，离子方程式为2Na+2H+2Na++H2↑，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，且Z烧杯中原溶质为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。4．膨松剂是一种食品添加剂，能使面胚在焙烤过程中变得松软或酥脆。NaHCO3既可作为碱性膨松剂单独使用，也可以与酒石酸氢钾、淀粉按一定比例混合制成复合膨松剂，复合膨松剂遇水会产生CO2，起到膨松作用。下列说法正确的是（）。A．任何受热分解能产生气体的物质都可以作为食品膨松剂B．碳酸氢钠受热分解的化学方程式为NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑C．碳酸氢钠作为膨松剂时，必须与酒石酸氢钾、淀粉混合使用D．复合膨松剂应在干燥的环境中保存【解析】选D。A项，受热分解产生无毒气体的物质才可以作为食品膨松剂，错误；B项，化学方程式未配平，应为2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑，错误；C项，NaHCO3可作为碱性膨松剂单独使用，错误；D项，复合膨松剂遇水产生CO2，所以应在干燥的环境中保存，正确。5．焰色试验过程中铂丝的清洗和灼烧与钾焰色反应的观察两项操作如图所示：下列叙述中不正确的是（）。A．每次实验中都要先将铂丝灼烧至与原来火焰颜色相同为止，再蘸取被检验的物质B．钾的焰色反应要透过蓝色钴玻璃观察C．实验时最好选择本身颜色较深的火焰D．没有铂丝可用光洁无锈铁丝代替【解析】选C。为防止其它离子干扰，每次实验中都要先将铂丝灼烧至与原来火焰颜色相同为止，再蘸取被检验的物质，故A正确；钾的焰色反应要透过蓝色钴玻璃观察，以排除钠离子的干扰，故B正确；为了能够更加突出被检验试剂的颜色，选用本身颜色较浅的火焰，最大限度的减少火焰本身颜色的干扰，故C错误；铁的焰色几乎为无色，对其它元素的焰色无影响，故可用铁丝进行焰色反应，故D正确。6．（2023·宁德模拟）下列实验装置不能达到实验目的的是（）。【解析】选D。A中反应放热导致大试管中气体压强增大，红墨水柱右侧上升；B中胶头滴管中为NaOH浓溶液，能吸收较多的CO2使圆底烧瓶中气体压强减小；焰色试验可用光洁无锈的铁丝、镍丝、钨丝等代替铂丝；D中应将NaHCO3置于小试管中，Na2CO3置于大试管中，加热时右边烧杯中澄清石灰水变浑浊，左侧烧杯中澄清石灰水不变浑浊，说明热稳定性：Na2CO3＞NaHCO3。7．不用任何试剂就能鉴别的一组物质是（）。A．Na2CO3和NaHCO3B．Na2CO3和NaClC．Na2CO3和盐酸D．NaHCO3和盐酸【解析】选C。Na2CO3和NaHCO3不反应，不加试剂不能鉴别，故A不选；Na2CO3和NaCl不反应，不加试剂不能鉴别，故B不选；碳酸钠逐滴加入盐酸中立即产生大量气泡，盐酸逐滴加入碳酸钠中开始无明显现象，一段时间后产生大量气泡，则Na2CO3和盐酸可采用不同顺序滴加的方式进行鉴别，故C选；NaHCO3和盐酸的反应，无论滴加顺序如何都立即产生大量气泡，不加试剂不能鉴别，故D不选。8．（2023·西安模拟）向Na2CO3、NaHCO3混合溶液中逐滴加入稀盐酸，生成气体的量随盐酸加入量的变化关系如图所示。下列离子组在对应的溶液中一定能大量共存的是（）。A．a点对应的溶液中：Na+、OH－、SO42－、NO3－B．b点对应的溶液中：Al3+、Fe3+、NO3－、Cl－C．c点对应的溶液中：Na+、Ca2+、NO3－、Cl－D．d点对应的溶液中：Cl－、NO3－、Fe2+、Na+【解析】选C。O~b段发生的反应是Na2CO3+HClNaCl+NaHCO3，a点对应的溶液中有HCO3－QUOTEO3-，OH－和HCO3－不能大量共存，A错误；b点对应的溶液中有HCO3－，与Al3+、Fe3+发生强烈的相互促进的水解反应，不能大量共存，B错误；b~c段发生的反应是NaHCO3+HClNaCl+CO2↑+H2O，c点对应的溶液中有Na+、Cl－，Ca2+、NO3－能大量共存，C正确；d点对应的溶液中有大量的H+，在酸性条件下NO3－能将Fe2+氧化，不能大量共存，D错误。9．下列各项中的叙述Ⅰ和叙述Ⅱ都正确，但叙述Ⅱ不能用于对叙述Ⅰ进行解释的是（）。选项叙述Ⅰ叙述ⅡA金属钠和钾都容易用小刀切开钠和钾的硬度都较小B金属钠和钾都可用煤油密封保存钠和钾都不与煤油反应，且密度都比煤油的大C金属钠和钾分别在空气中燃烧，钾的反应相对较快钾的金属性比钠的强D金属钠和钾分别与水反应，钾的反应相对较快钾的密度比钠的小【解析】选D。金属钠和钾都容易用小刀切开，钠和钾的硬度都较小，A项正确；金属钠和钾都可用煤油密封保存，钠和钾都不与煤油反应，且密度都比煤油的大，B项正确；金属钠和钾分别在空气中燃烧，钾的反应相对较快，钾的金属性比钠的强，C项正确；金属钠和钾分别与水反应，钾反应相对较快的原因是钾的金属性比钠的强，或者说钾原子比钠原子更易失去电子，D项错误。10．25℃、101kPa下：①2Na（s）+O2（g）Na2O（s）△H1＝－414kJ·mol－1②2Na（s）+O2（g）Na2O2（s）△H2＝－511kJ·mol－1下列说法正确的是（）。A．各2molNa分别同时发生上述反应，转移电子数均为2NAB．锂、钠、钾都处于同一主族，根据元素周期律可得锂与钾在过量的氧气中点燃产物均为对应的过氧化物C．Na与少量O2点燃产物为Na2O2D．25℃、101kPa下2Na2O（s）+O2（g）2Na2O2（s）△H＝+194kJ·mol－1【解析】选A。由反应可知，两个反应中Na均由0价变为+1价，故各2molNa分别同时发生上述反应，转移电子数均为2NA，A正确；．锂、钠、钾都处于同一主族，由于Li的金属性比Na的弱，故锂在过量的氧气中点燃产物为氧化锂，钾在过量的氧气中点燃产物为超氧化钾KO2，B错误；Na与少量O2点燃产物为Na2O2，Na与O2反应的产物只与温度有关，与氧气的量无关，C错误；根据盖斯定律可知，反应2Na2O（s）+O2（g）2Na2O2（s）由2×②－2×①，故△H＝2△H2－2△H1＝2×（－511kJ/mol）－2×（－414kJ/mol）＝－194kJ/mol，故25℃、101kPa下2Na2O（s）+O2（g）2Na2O2（s）△H＝－194kJ·mol－1，D错误。11．在侯氏制碱过程中，下列图示装置和原理能达到实验目的的是（）。A．制取氨气B．制取NaHCO3C．分离NaHCO3D．干燥NaHCO3【解析】选C。NH4Cl对热不稳定，受热易分解为NH3和HCl，在试管口遇冷会反应生成NH4Cl，故制备NH3不宜加热分解NH4Cl，A错误；将CO2通入到NH3和食盐的饱和溶液中，要“长进短出”，B错误；室温下，NaHCO3的溶解度较小，反应后以固体形态存在，故可以通过过滤分离出NaHCO3，C正确；NaHCO3受热易分解，不能通过加热来干燥，且加热固体不能在烧杯中进行操作，D错误。12．中国努力争取2060年前实现碳中和。利用NaOH溶液喷淋捕捉空气中的CO2，反应过程如图所示。下列说法错误的是（）。A．捕捉室中NaOH溶液喷成雾状有利于吸收CO2B．环节a中物质分离的基本操作是过滤C．反应过程中CaO和NaOH是可循环的物质D．高温反应炉中的物质是Ca（HCO3）2【解析】选D。由图可知，捕捉室中氢氧化钠溶液喷雾用于吸收二氧化碳含量高的空气中的二氧化碳，反应得到二氧化碳含量低的空气和碳酸氢钠溶液；环节a为向碳酸氢钠溶液中加入氧化钙，氧化钙与碳酸氢钠溶液反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，过滤得到碳酸钙沉淀和氢氧化钠溶液；高温反应炉中碳酸钙受热分解生成氧化钙和二氧化碳，将二氧化碳收集后储存，环节a得到的氢氧化钠溶液和反应炉中得到的氧化钙可以循环利用。捕捉室中氢氧化钠溶液喷成雾状，可以增大与二氧化碳的接触面积，有利于二氧化碳充分反应被吸收，故A正确；由分析可知，环节a为向碳酸氢钠溶液中加入氧化钙，氧化钙与碳酸氢钠溶液反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，过滤得到碳酸钙沉淀和氢氧化钠溶液，故B正确；由分析可知，环节a得到的氢氧化钠溶液和反应炉中得到的氧化钙可以循环利用，故C正确；由分析可知，高温反应炉中碳酸钙受热分解生成氧化钙和二氧化碳，故D错误。13．下列离子方程式正确的是（）。A．澄清石灰水与少量碳酸氢钾溶液反应：Ca2++2OH－+2HCO3－CaCO3↓+2H2O+CO32－B．硫酸酸化的淀粉碘化钾溶液在空气中变蓝：4I－+O2+2H2O2I2+4OH－C．泡沫灭火器中快速产生CO2：A13++3HCO3－Al（OH）3↓+3CO2↑D．NO2通入水中制硝酸：2NO2+H2O2H++NO3－+NO【解析】选C。澄清石灰水与少量碳酸氢钾溶液反应生成碳酸钙和水，其反应的离子方程式为Ca2++OH−+HCO3－CaCO3↓+H2O，故A错误；酸性条件下，碘化钾被氧气氧化成碘单质，其离子方程式为：4I－+O2+4H+2I2+2H2O，故B错误；泡沫灭火器中能快速产生CO2，是因为Al3+和3HCO3－发生完全双水解，其反应的方程式为：Al3++3HCO3－Al（OH）3↓+3CO2↑。NO2通入水发生反应生成硝酸和一氧化氮，其反应的离子方程式：3NO2+H2O2H++2NO3－+NO，故D错误。14．钾、铷、铯在过量的氧气中燃烧均生成黄色的超氧化物（如KO2）。下列说法不正确的是（）。A．在450℃、15MPa的压力下，Na与O2反应也能够得纯净的NaO2，常温下Na2O2的稳定性比NaO2好B．CsO2具有强氧化性，能与水反应生成O2，其中水作还原剂C．4KO2+2CO22K2CO3+3O2，因此可用来作氧气源D．KO2与水反应后的溶液呈强碱性【解析】选B。钠在空气中燃烧生成Na2O2，在高温下才能得纯净的NaO2，可见常温下Na2O2比NaO2稳定，故A正确；CsO2具有强氧化性，能与水反应生成O2，其中CsO2既是氧化剂，又是还原剂，而水既不是氧化剂，也不是还原剂，故B错误；由4KO2+2CO22K2CO3+3O2可知，可利用KO2作供氧剂，故C正确；KO2与水反应生成KOH和O2，所得溶液呈强碱性，故D正确。15．小苏打长期放置在空气中会变质（部分转变为Na2CO3），某研究小组欲测定某小苏打样品中NaHCO3的质量分数，设计如下实验方案：Ⅰ．加热分解法利用图1装置，充分加热小苏打样品。（1）仪器a的名称为________________________。（2）在实验过程中，需要测量的实验数据如下：①仪器a的质量；②____________________；③__________________________。Ⅱ．测量气体体积法利用图2装置，测定反应生成气体的体积。（3）组装好仪器后，首先进行的操作为___________________。（4）导管g的作用为__________________。（5）为了减小实验误差，B、C中最好用______________________溶液代替水。（6）待反应结束，气体冷却至室温后，利用图示装置读取气体体积时，应注意的事项如下：____________________。②____________________。（7）若所取样品的质量为mg，反应前量气管C的读数为V1mL，反应结束后量气管C的读数为V2mL，则样品中NaHCO3和Na2CO3的物质的量之和为____________（气体体积均已换算为标准状况下的体积）。【解析】Ⅰ．（1）根据装置图可知，仪器a的名称是坩埚；（2）采用热分解法测定碳酸氢钠质量分数时要测定坩埚质量、加热前坩埚和样品的总质量、加热后坩埚和残留物的总质量，利用质量差进行计算；Ⅱ．（3）组装好仪器后在实验前要检查装置气密性，否则可能导致实验失败；（4）导管g使分液漏斗与锥形瓶相连通，能平衡分液漏斗与锥形瓶内的气压，使液体顺利流下，否则稀硫酸不易流下；滴入锥形瓶的稀硫酸体积等于进入分液漏斗的气体体积，从而消除由于加入稀硫酸引起的体积误差，而使测量更准确；（5）二氧化碳能溶于水，但难溶