(共82张PPT)
【典例1】(2011·成都高一检测)200 ℃时CO2和水蒸气的混合气体共23.2 g与足量的Na2O2充分反应后,固体质量增加了7.2 g,则原混合气体的物质的量为
A.0.2 mol B.0.6 mol
C.0.8 mol D.1.0 mol
【思路点拨】解答该题要注意以下三点:
(1)写出Na2O2与CO2、H2O反应的化学方程式。
(2)利用差量法计算。
(3)利用气体质量守恒和固体质量增加列出二元一次方程组。
【自主解答】选D。设混合气体中CO2、H2O的物质的量分别为x、y。
2CO2+2Na2O2====2Na2CO3+O2 固体的质量差
2mol 88 g-32 g=56 g
x 28x
2H2O(g)+2Na2O2====4NaOH+O2 固体的质量差
2 mol 36 g-32g=4 g
y 2y
则:44x+18y=23.2 28x+2y=7.2
解得:x=0.2 mol y=0.8 mol
所以混合气体的总物质的量为0.2 mol+0.8 mol=
1.0 mol。
【互动探究】(1)该过程中共生成多少摩尔氧气?
(2)假设该题目中原混合气体的体积为a L,那么反应后为多少?
提示:(1)因为当Na2O2与CO2、H2O反应时,产生的O2的物质的量等于混合气体的物质的量的一半,所以该过程中生成氧气的物质的量为
(2)因为Na2O2与CO2、H2O的反应均为气体体积减半的反应,所以反应后气体体积为0.5a L。
【变式训练】标准状况下22.4 L CO2与Na2O2反应,结果气体变为16.8 L,则参加反应的CO2的体积为______L。
【解析】因为 所以反应时二氧化碳过量,则参加反应的二氧化碳的体积等于生成的氧气的体积的2倍,而氧气的体积等于气体体积的减少量,所以参加反应的CO2的体积为2×(22.4 L-16.8 L)=11.2 L。
答案:11.2
【典例2】(2011·福州高一检测)有两试管分别装有Na2CO3和NaHCO3溶液,下列操作或判断正确的是
【思路点拨】解答本题要注意以下三点:
【自主解答】选C。A项中发生的反应分别为:
Na2CO3+Ca(OH)2====CaCO3↓+2NaOH,2NaHCO3+Ca(OH)2====
CaCO3↓+Na2CO3+2H2O,两者现象相同(产生白色沉淀);B项滴加等浓度的稀盐酸时NaHCO3溶液反应更剧烈;C项Na2CO3与CaCl2发生反应:Na2CO3+CaCl2====CaCO3↓+2NaCl,产生白色沉淀,NaHCO3与CaCl2不反应;D项逐滴加入盐酸时,NaHCO3立即产生气泡,Na2CO3开始无气泡产生,过一会儿才产生气泡。
【互动探究】(1)若Na2CO3固体中混有NaHCO3,该如何除
去?
提示:加热法,反应为2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑。
(2)若NaHCO3溶液中混有Na2CO3,该如何除去?
提示:向溶液中通入适量CO2气体,反应为Na2CO3+H2O+CO2====2NaHCO3。
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【变式训练】下列关于碳酸钠和碳酸氢钠的比较中,正确的是( )
A相同条件下,碳酸氢钠更易溶
B.碳酸氢钠的热稳定性强
C.前者是碱,后者为盐
D.二者在一定的条件下可以相互转化
【解析】选D。相同条件下,Na2CO3在水中的溶解度比NaHCO3的大,A项不正确;Na2CO3受热不分解,NaHCO3受热易分解,Na2CO3的热稳定性比NaHCO3的强,B项不正确;二者都是钠盐,C项不正确;一定条件下,二者可以相互转化,D项正确。
【典例】(2011·福州高一检测)现将质量比为14∶13的碳酸氢钠与过氧化钠的混合物放在密闭容器中充分加热,下列对产物的叙述正确的是
A.固体产物为碳酸钠
B.气体产物为氧气与二氧化碳
C.固体产物为碳酸钠与氢氧化钠
D.气体产物为氧气与水蒸气
【思路点拨】按以下步骤解题:
【自主解答】选C。根据碳酸氢钠与过氧化钠的质量之比为14∶13,得出n(Na2O2)/n(NaHCO3)=1∶1,说明碳酸氢钠分解产生的二氧化碳、水恰好与过氧化钠反应,因此,固体产物为碳酸钠与氢氧化钠,气体产物为氧气,C正确。
【互动探究】若将质量比为84∶39的碳酸氢钠与过氧化钠的混合物放在密闭容器中充分加热,则
(1)固体产物是什么?
(2)气体产物是什么?
提示:根据碳酸氢钠与过氧化钠的质量之比为84∶39,得出n(Na2O2)/n(NaHCO3)=1∶2,说明碳酸氢钠分解产生的二氧化碳恰好与过氧化钠反应,因此,固体产物为碳酸钠,气体产物为氧气与水蒸气。
【变式训练】将NaHCO3和Na2O2按3∶1的物质的量之比混合,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NaHCO3
B.NaHCO3和Na2CO3
C.NaOH和Na2CO3
D.只有Na2CO3
【解析】选D。NaHCO3和Na2O2的物质的量之比为大于2,说明碳酸氢钠分解产生的二氧化碳和水蒸气很多,过氧化钠仅仅与一部分二氧化碳反应,二氧化碳与水蒸气均过量,所以固体产物仅仅为碳酸钠。
【典例】关于Na2CO3和NaHCO3的说法正确的是
A.向两者的溶液中加入BaCl2均生成白色沉淀
B.向两者的溶液中逐滴加入HCl,反应现象完全相同
C.Na2CO3和NaHCO3两物质之间可以相互转化
D.向饱和的Na2CO3溶液中通入足量的CO2气体,观察不到任何实验现象
【易错选项】D
【易错剖析】
(1)易错选项分析
错选D的原因在于对知识的分析不到位,对所学知识的综合运用能力不强。饱和的Na2CO3溶液中通入足量的CO2气体,反应生成NaHCO3会以沉淀的形式析出。原因有三:①生成的NaHCO3相对于Na2CO3来说溶解度更小;②反应后生成的NaHCO3质量大于Na2CO3的质量(溶质质量增加);③反应中要消耗一部分水(溶剂减少)。综合以上三点,饱和的Na2CO3溶液中通入足量的CO2气体的反应式是:
Na2CO3+CO2+H2O====2NaHCO3↓,因此反应时可观察到有晶体析出。
(2)其他错误选项分析
【标准答案】C
1.下列各物质的俗名和对应括号中的化学式不正确的是
( )
A.苛性钠(Na2O) B.烧碱(NaOH)
C.纯碱(Na2CO3) D.小苏打(NaHCO3)
【解析】选A。 烧碱、苛性钠是NaOH,纯碱是Na2CO3,小苏打是NaHCO3,故选A。
2.在潜水艇中和防毒面具中可用来消除CO2的是( )
A.Na2CO3 B.NaOH
C.Na2O D.Na2O2
【解析】选D。在潜水艇中和防毒面具中通常用Na2O2与CO2反应来消除CO2,同时生成O2以作为氧气的来源,D正确。
3.下列物质露置于干燥的空气中,不发生变化的是( )
A.Na2O B.Na2O2
C.NaHCO3 D.Na2CO3·10H2O
【解析】选C。Na2O和Na2O2均能与干燥的空气中的CO2反应,Na2CO3·10H2O能发生风化,NaHCO3不发生反应。
4.中国于2011年5月1日禁止面粉添加增白剂。已知增白剂中含有CaO2,其性质与Na2O2性质相似。下列说法错误的是
( )
A.CaO2具有强氧化性
B.CaO2可作供氧剂
C.CaO2与H2O反应生成Ca(OH)2和O2
D.CaO2可露置于空气中
【解析】选D。因CaO2与Na2O2的性质相似,故CaO2也具有较强的氧化性,能与H2O反应产生Ca(OH)2和O2,可作供氧剂,故A、B、C正确,D错误。
5.如图表示A~E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。回答下列问题:
(1)写出各物质的化学式:
A______B______C______D______E_______。
(2)写出B→C、D →E反应的离子方程式:
B→C:_________________________________;
D→E:_________________________________。
【解析】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:(1)Na2O2 Na NaOH Na2CO3 NaCl
(2)2Na+2H2O====2Na++2OH-+H2↑
CO32-+2H+====CO2↑+H2O
一、选择题(本题包括5小题,每小题4分,共20分)
1.(2011·佛山高一检测)某物质在灼烧时透过蓝色钴玻璃看到火焰呈紫色,说明该物质中一定含有( )
A.钾原子 B.钾离子
C.钾元素 D.钾的化合物
【解析】选C。 透过蓝色钴玻璃观察,钾元素的焰色反应呈紫色,C正确。
2.(2011·长沙高一检测)关于Na2O和Na2O2的叙述正确的是 ( )
A.都是白色的固体
B.都是碱性氧化物
C.都能和水反应形成强碱溶液
D.都是强氧化剂
【解析】选C。Na2O是白色固体,Na2O2是淡黄色固体,A错误;Na2O2与酸反应时,除了生成盐和水外,还生成氧气,所以Na2O2不是碱性氧化物,B错误;二者与水反应都生成氢氧化钠,C正确;Na2O2是强氧化剂,Na2O不具有强氧化性,D错误。
3.往碳酸钠稀溶液中加入或通入少量下列物质能反应,但看不到明显现象的是( )
A.Ca(OH)2溶液 B.Na2O2固体
C.HCl溶液 D.CO2
【解析】选D。A项,二者反应产生碳酸钙沉淀;B项,过氧化钠与水反应时产生氧气;C项,反应产生二氧化碳气体;D项,通入二氧化碳气体能与碳酸钠发生反应,但无明显的实验现象。
4.下列各组物质,在水溶液中发生离子反应
HCO3-+H+====H2O+CO2↑的是( )
A.NaHCO3+HCl溶液
B.Na2O2+NaHCO3
C.Na2CO3+HCl溶液
D.NaHCO3+Ca(OH)2
【解析】选A。题给离子反应表示可溶性碳酸氢盐与强酸反应生成可溶性盐、二氧化碳和水的反应,只有A项符合。
5.(2011·佳木斯高一检测)向紫色石蕊溶液中加入过量Na2O2粉末,振荡,正确的叙述是( )
A.最后溶液变蓝色
B.溶液先变蓝色最后褪色
C.溶液仍为紫色
D.因为Na2O2与石蕊发生氧化还原反应而无气泡产生
【解析】选B。氧化还原反应是一个比较慢的过程,而酸碱之间的反应较快。紫色石蕊溶液中加入过量Na2O2粉末,首先会与水反应生成NaOH和H2O2,H2O2部分分解生成O2,生成NaOH使紫色石蕊溶液变蓝色;由于H2O2有强氧化性,会慢慢将有机色素氧化为无色物质,所以最后溶液变为无色。
【方法技巧】过氧化钠的强氧化性
(1)过氧化钠具有较强的氧化性,可将有机色素氧化成稳定的无色物质,该性质称为漂白性,过氧化钠还能漂白酸碱指示剂、有色布条;
(2)过氧化钠具有较强的氧化性,可将还原性较强的物质或离子氧化,如Fe2+ 、I- 、S2- 、SO32-。
二、非选择题(本题包括3小题,共30分)
6.(10分)“套管实验”是将一支较小的玻璃仪器装入另一玻璃仪器中,经组装来完成原来需要两只或更多只普通玻璃仪器进行的实验。因其具有许多优点,近年来被广泛开发并应用于化学实验中。请观察下列实验装置,分析实验原理,并回答下列问题:
(1)从点燃酒精灯开始,分析试管及烧杯A、B中能观察到的现象。
①烧杯A、B中:开始加热时两烧杯中均有 ;
加热一段时间烧杯A中 ,烧杯B中 。
②两支试管中: 。
(2)整个实验结束时,在操作上需要特别注意的问题是先
(填“撤去导气管”或“移去酒精灯”)。
(3)通过该实验可以得出的结论是(结合化学方程式来说明) 。
【解析】(1)气体受热膨胀,所以一开始加热,A、B烧杯中均有气泡逸出,加热一段时间后可看到小试管内有水珠,说明NaHCO3分解,同时烧杯B溶液变浑浊,而烧杯A中无明显变化。
(2)当实验结束时应先将导管从澄清石灰水中取出,防止倒吸。
(3)从图示可以看出NaHCO3受热分解了,而Na2CO3受热没有分解,说明Na2CO3比NaHCO3稳定。
答案:(1)①气泡冒出 无明显变化 出现白色浑浊
②大试管中无明显变化,小试管内壁上有水珠出现
(2)撤去导气管
(3)NaHCO3的热稳定性不如Na2CO3的强,
2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O
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7.(10分)A、B、C、D、F五种物质的焰色反应均为黄色,A、B、C、D与盐酸反应均生成E,此外B还生成一种可燃性气体。而C、D还生成一种无色无味气体H,该气体能使澄清石灰水变浑浊。D和A可反应生成C,F和H也可反应生成C和另一种无色无味气体。请回答下列问题:
(1)写出A、C、F的化学式
A ;C ;F 。
(2)写出F和H反应的化学方程式 。
(3)写出下列反应的离子方程式:
①D+盐酸 ;
②B+水 ;
【解析】由焰色反应为黄色,且A、B、C、D均与盐酸反应生成E,知E为NaCl,B还生成一种可燃性气体知B为Na,C、D还生成气体H使澄清石灰水变浑浊,知C、D为Na2CO3或NaHCO3,F和H(CO2)反应生成C和另一种气体,则F为Na2O2、C为Na2CO3,因而D为NaHCO3,D和A反应可生成Na2CO3,则A为NaOH。
答案:(1)NaOH Na2CO3 Na2O2
(2)2Na2O2+2CO2====2Na2CO3+O2
(3)①HCO3-+H+====H2O+CO2↑
②2Na+2H2O====2Na++2OH-+H2↑
8.(10分)(挑战能力)将3.9 g Na2O2投入到足量的水中充分反应。回答:
(1)生成的气体在标准状况下的体积为 L。
(2)该反应中所消耗的水的质量为 g。
(3)将反应后的溶液配成1 000 mL溶液,所得溶液的物质的量浓度为 。
【解析】(1)过氧化钠的物质的量为 =0.05 mol,
设反应生成的氧气、消耗的水、生成的氢氧化钠的物质的
量分别为a、b、c,过氧化钠与水的反应为
2H2O + 2Na2O2 4NaOH + O2↑,
2mol 2 mol 4mol 1mol
B 0.05mol c a
解得,a=0.025 mol b=0.05 mol c=0.1 mol
所以生成的气体在标准状况下的体积为
0.025 mol ×22.4 L/mol=0.56 L。
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(2)该反应中所消耗的水的质量为0.05 mol ×18 g/mol=0.9 g。
(3)将反应后的溶液配成1 000 mL溶液,所得溶液的物质的量浓度为0.1mol÷1L=0.1mol/L。
答案:(1)0.56 (2)0.9 (3)0.1 mol/L
在呼吸面具和潜水艇中可用过氧化钠作为供氧剂。请选用适当的化学试剂和实验用品,用下图中的实验装置进行实验,证明过氧化钠可作供氧剂。
【思考探究】
(1)C中盛放的是Na2O2,作用是产生O2,那么A装置的作用是什么?其中发生的化学反应是什么?
提示:结合A装置的特点可以判断,其作用是制取CO2,可用CaCO3和盐酸反应,其中发生的化学反应是CaCO3+2HCl
====CaCl2+H2O+CO2↑。
(2)B中盛放的是饱和NaHCO3溶液,其作用是什么?D中应盛放什么试剂?
提示:因为利用稀盐酸制取二氧化碳气体时,易混入氯化氢气体,会干扰实验,所以用饱和NaHCO3溶液除去二氧化碳中混入的氯化氢;因为最终需检验过氧化钠与CO2、H2O反应产生的O2,所以D应为除去O2中混有的过量的CO2,应用NaOH溶液。
(3)如何检验试管F中收集的气体。
提示:把E中的导管移出水面,关闭分液漏斗活塞,用拇指堵住试管口,取出试管使管口向上。把带火星的木条伸入试管口内,木条复燃,证明试管中收集的是氧气。