1、第1讲钠及其重要化合物一、单项选择题1.我国科技创新成果斐然,下列成果中获得诺贝尔奖的是()A.徐光宪建立稀土串级萃取理论B.屠呦呦发现抗疟新药青蒿素C.闵恩泽研发重油裂解催化剂D.侯德榜联合制碱法答案B屠呦呦因发现抗疟新药青蒿素而获得诺贝尔生理学或医学奖。2.(2018南通三模)下列有关物质性质与用途具有对应关系的是()A.铝具有延展性,可用于冶炼金属B.木炭具有还原性,可用于冰箱除异味C.过氧化钠呈淡黄色,可用于潜水艇供氧D.碳酸钠水解呈碱性,可用于清洗油污答案DA项,Al具有强还原性,且铝热反应放热,可用于冶炼金属,与其延展性无关,错误;B项,木炭具有吸附性,可用于冰箱除异味,与其还原性
2、无关,错误;C项,过氧化钠与二氧化碳反应生成氧气,可用于潜水艇供氧,与其颜色无关,错误;D项,碳酸钠水解显碱性,碱性条件利于油污的水解,则可用于清洗油污,正确。3.将一小块金属钠长期露置于空气中发生一系列变化,最终产物是()A.NaOHB.Na2OC.Na2O2D.Na2CO3答案DNa的性质活泼,易与空气中的氧气反应生成Na2O,Na2O易与空气中的水反应生成NaOH,NaOH吸收空气中的水和CO2生成Na2CO3xH2O,Na2CO3xH2O风化脱水生成Na2CO3。4.(2018南通模拟)下列说法正确的是()A.常温下,铁片能溶于浓硫酸B.Na2O可作为呼吸面具中的供氧剂C.Al2O3可
3、作为工业冶炼金属铝的原料D.11.2 L CO2中含有的氧原子数为3.011023答案CA项,常温下,铁片与浓硫酸会发生钝化现象,所以常温下,铁片不能溶于浓硫酸,错误;B项,过氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,和水反应生成氢氧化钠和氧气,所以Na2O2可作呼吸面具中的供氧剂,而不是Na2O,错误;C项,在一定条件下,电解熔融氧化铝可得到金属铝,且氧化铝熔点高,因此氧化铝可作为工业冶炼金属铝的原料,也是一种比较好的耐火材料,正确;D项,没有指明是标准状况,无法由体积求CO2的物质的量,所以无法求氧原子数,错误。5.(2019盐城月考)下图所示的实验操作,不能达到相应目的的是()答案AA项,用
4、题图装置干燥氯气,会将浓硫酸排出,应从长导管进气,错误;B项,通过蓝色钴玻璃观察K的焰色反应,可将黄光滤去,正确;C项,挤压胶头滴管,气球膨胀,说明烧瓶内压强减小,可证明氨气极易溶于水,正确;D项,氨气极易溶于水但不溶于四氯化碳,利用该装置可有效吸收氨气但又不会引起倒吸,正确。6.(2018盐城期末)下列有关物质用途的说法不正确的是()A.明矾可用作净水剂B.热的纯碱溶液可以去除物品表面的油污C.氢氧化钠可用来治疗胃酸过多D.过氧化钠可用作潜艇里氧气的来源答案CA项,明矾中的铝离子水解生成的氢氧化铝胶体具有吸附悬浮杂质的作用,故明矾可用作净水剂,正确;B项,纯碱水解使溶液显碱性,有利于油脂的水
5、解,正确;C项,氢氧化钠具有强腐蚀性,不能用于治疗胃酸过多,可用氢氧化铝或碳酸氢钠等来治疗胃酸过多,错误;D项,过氧化钠分别与二氧化碳、水蒸气反应均可生成氧气,故可用作潜艇里氧气的来源,正确。7.(2018海安高级中学高三上学期月考)下列有关物质的性质和用途具有对应关系的是()A.Na2O2是碱性氧化物,因其强氧化性可用于杀菌、消毒B.碳酸钠溶液显碱性,可用作锅炉除垢时CaSO4沉淀的转化剂C.钠具有很强的还原性,可用钠与TiCl4反应制取钛D.氯化铝是一种电解质,可用于电解法制铝答案CA项,Na2O2属于过氧化物,不是碱性氧化物,具有强氧化性,可用于杀菌、消毒,错误;B项,碳酸钠溶液显碱性是
6、因为碳酸根离子水解,用作锅炉除垢时CaSO4沉淀的转化剂是因为碳酸钙的溶解度小于硫酸钙,二者不具有对应关系,错误;C项,钠具有很强的还原性,一定条件下,钠可将TiCl4还原为金属钛,正确;D项,氯化铝是共价化合物,在熔融时不导电,所以不能电解熔融的氯化铝,应该电解熔融的氧化铝制铝,错误。8.根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是()选项实验操作和现象结论A向碳酸钠溶液中加入浓盐酸,将产生的气体通入苯酚钠溶液中,溶液变浑浊酸性:碳酸苯酚B向1 mL 0.1 molL-1 MgSO4溶液中,滴入2滴0.1 molL-1 NaOH溶液,产生白色沉淀,再滴入2滴0.1 molL-1 CuSO4溶液
7、,白色沉淀逐渐变为蓝色KspCu(OH)2c(HCO3-)c(Cl-)c(OH-)D.M点的溶液中:c(Na+)c(CO32-)=c(HCO3-)c(OH-)c(H+)答案BDA项,pH=12时,溶液中的物料守恒关系为:c(Na+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3),错误;B项,任一时刻均存在电荷守恒关系:c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(Cl-)+c(OH-), pH=7即c(H+)=c(OH-),所以c(Na+) =2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(Cl-),正确;C项,pH=8时发生的主要化学反应为Na2CO3+HCl Na
8、HCO3+NaCl,HCO3-存在水解平衡和电离平衡,所以c(Cl-)c(HCO3-),错误;D项,M点处,c(CO32-)=c(HCO3-),溶液显碱性,c(OH-)c(H+),Na2CO3和NaHCO3的混合溶液中,c(Na+)最大,正确。三、非选择题14.(2018宝应中学高三上学期第一次月考)碳酸氢钠广泛应用于生产、实验和日常生活中。某课外小组同学通过查阅资料对碳酸氢钠的性质和制法进行了系列实验,请你参与探究。(1)向NaHCO3溶液中滴加MnCl2溶液生成沉淀MnCO3,离子方程式为。(2)向NaHCO3溶液中加入少量的镁粉,观察到有气体和白色沉淀生成,则该气体一定是(填化学式),白
9、色沉淀可能是:MgCO3;Mg(OH)2;Mg2(OH)2CO3。欲证明白色沉淀为,简单的实验方法为(操作、现象和结论)。(3)电解Na2CO3溶液制NaHCO3的原理如图1所示:图1电解初期,电解池中总反应方程式为。若电解过程中透过交换膜的Na+为 0.4 mol,则阳极收集到 O2L(标准状况)。电解后期溶液中的含碳微粒逐渐减少,此阶段阳极反应式为。(4)“侯氏制碱法”的原理是NaCl+NH3+CO2+H2O NaHCO3+NH4Cl,模拟该制法的部分装置如图2所示:图2正确的操作是(填序号)。A.a通入CO2,然后b通入NH3,c中放碱石灰B.a通入NH3,然后b通入CO2,c中放蘸稀硫
10、酸的脱脂棉C.b通入NH3,然后a通入CO2,c中放碱石灰D.b通入CO2,然后a通入NH3,c中放蘸稀硫酸的脱脂棉水槽中的冷水起降温作用,这样有利于。答案(1)2HCO3-+Mn2+ MnCO3+CO2+H2O(2)H2取少量白色沉淀加入足量稀硫酸,若无气泡产生,则白色沉淀为 Mg(OH)2(其他合理答案均可)(3)4Na2CO3+6H2O 4NaHCO3+4NaOH+O2+2H22.244HCO3- - 4e- 4CO2+O2+2H2O(4)B气体的溶解和 NaHCO3的析出解析(1)HCO3-存在弱电离平衡,Mn2+与电离产生的碳酸根离子结合生成难溶的MnCO3沉淀,促进了HCO3-的电
11、离,酸性增强,氢离子再与HCO3-反应生成二氧化碳气体和水。反应的离子方程式为2HCO3-+Mn2+ MnCO3+CO2+H2O。(2)镁粉具有强还原性,向NaHCO3溶液中加入少量的镁粉,只有氢元素被还原为氢气;要证明白色沉淀是Mg(OH)2,可以比较它们组成上的差别,即没有碳酸根离子。取少量白色沉淀加足量稀硫酸,若无气泡产生,则白色沉淀为Mg(OH)2(其他合理答案均可)。(3)根据题图1进出物质变化、化合价变化,可判断电解初期,阳极产生氧气,碳酸根离子电解转变为碳酸氢根离子,阴极由水得电子产生氢气,则总反应方程式为4Na2CO3+6H2O 4NaHCO3+4NaOH+O2+2H2 ;若电
12、解过程中透过交换膜的Na+为 0.4 mol,即转移0.4 mol电子,产生0.1 mol O2,在标准状况下体积为2.24 L; 随着碳酸氢根离子浓度增大,依据电解后期溶液中的含碳元素微粒逐渐减少的事实,碳酸氢根离子失电子(-2价氧元素失电子生成氧气),阳极反应式为4HCO3-4e- 4CO2+O2+2H2O。(4)为了生成更多的碳酸氢根离子,应先通氨气,再通二氧化碳气体,而氨气极易溶于水,为防止倒吸,不能将氨气直接通入溶液中;水槽中的冷水起降温作用,这样有利于气体的溶解,促进反应进行,增大NaHCO3的质量且NaHCO3在低温下的溶解度小,有利于其析出。15.我国制碱工业的先驱侯德榜先生,
13、1939年发明了著名的侯氏制碱法,其核心反应原理可用如下化学方程式表示:NH3+CO2+NaCl+H2O NH4Cl+NaHCO3(晶体)。依据此原理,欲制得碳酸氢钠晶体,某校学生设计了如下实验装置,其中B装置的试管内是溶有氨气和氯化钠的溶液,且二者均已达到饱和。(1)A装置中所发生反应的离子方程式为。C装置中稀硫酸的作用为。(2)下表中所列出的是相关物质在不同温度下的溶解度数据(g/100 g水):温度/溶解度01020304050NaCl35.735.836.036.336.637.0NaHCO36.98.19.611.112.714.5NH4Cl29.433.337.241.445.85
14、0.4参照表中数据,请分析B装置中使用冰水的目的是。(3)该校学生在检查完此套装置的气密性后进行实验,结果没有得到碳酸氢钠晶体,指导教师指出应在装置之间(填写字母)连接一个盛有的洗气装置,其作用是。(4)若该校学生进行实验时,所用饱和食盐水中含NaCl的质量为5.85 g,实验后得到干燥的NaHCO3晶体的质量为5.04 g,则NaHCO3的产率为。答案(1)CaCO3+2H+ Ca2+CO2+H2O吸收从B装置的试管内逸出的氨气,减少对环境的污染(2)温度越低,碳酸氢钠的溶解度越小,利于析出晶体(3)A、B饱和NaHCO3溶液(其他合理答案均可)除去CO2中混有的HCl气体(4)60%解析(4)CO2+NH3+H2O+NaCl NaHCO3+NH4Cl58.5845.85 gm58.55.85g=84m,m=8.4 g所以NaHCO3的产率为5.04g8.4g100%=60%。8