《创新方案》2013-2014学年高中化学苏教版必修一同步课堂名师章节精讲：专题2 第二单元 钠、镁及其化合物（共4个课时）
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| 名称 | 《创新方案》2013-2014学年高中化学苏教版必修一同步课堂名师章节精讲：专题2 第二单元 钠、镁及其化合物（共4个课时） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 3.8MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2013-11-09 20:39:48 | ||
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文档简介
第一课时 金属钠的性质与应用
1．书写下列反应的化学方程式：
①Fe在O2中燃烧：3Fe＋2O2Fe3O4；
②Fe与稀H2SO4反应：Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑；
③Fe与CuSO4溶液反应：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。
2．在上述三个化学反应中，铁失去电子，化合价升高，显示还原性。
3．在金属活动性顺序中，钠排在第3位，说明金属钠的活动性很强。
一、钠的物理性质
颜色、状态 熔、沸点 密度 硬度
银白色块状固体 熔沸点较低 比水小 硬度小、质地软
二、钠的化学性质
钠的原子结构示意图为，钠原子很容易失去一个电子，形成钠离子。
(1)与O2反应：
常温下：4Na＋O2===2Na2O；
加热时：2Na＋O2Na2O2。
Na2O为白色固体；Na2O2为淡黄色固体。
(2)与水反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
三、钠的制备和用途
1．制备
工业上电解熔融NaCl可以得到金属钠：
2NaCl2Na＋Cl2↑(填电解方程式)。
2．钠的用途
(1)钠和钾的合金常温下呈液态，可用做原子反应堆的导热剂。
(2)高压钠灯发出的黄光射程远、透雾力强，常用做路灯。
(3)金属钠还可以用于钛、锆、铌、钽等金属的冶炼。
如Na与TiCl4反应TiCl4＋4NaTi＋4NaCl。
1．实验室如何保存少量的金属钠？
答案：放在煤油中密封保存。
2．钠在空气中放置会发生怎样的变化？
答案：钠在空气中放置发生的变化过程与周围环境条件密切相关。一般条件下，银白色(Na)―→变暗(生成Na2O)―→变为白色固体(NaOH)―→表面形成溶液(NaOH潮解)―→结块(吸收CO2形成Na2CO3·10H2O)―→最终变成白色粉末(风化生成Na2CO3)，有关反应如下：
4Na＋O2===2Na2O；
Na2O＋H2O===2NaOH；
2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O；
Na2CO3＋10H2O===Na2CO3·10H2O；
Na2CO3·10H2ONa2CO3＋10H2O。
3．金属钠着火，能用水扑灭吗？
答案：不能，应用沙子盖灭。
4．切割金属钠时为什么不能用手直接去拿金属钠？
答案：金属钠与手上的水迅速反应，生成的物质NaOH，会烧伤手。
钠与水、酸、盐溶液的反应
1．钠与水(滴有酚酞)反应
实验现象 原因
金属钠熔化成闪亮的小球 该反应为放热反应，钠的熔点低
金属钠浮在液面上 钠的密度比水小
钠在水面上四处游动，并发出“嘶嘶”声 反应中产生气体
反应后的溶液显红色 生成物中有碱性物质
实验证明，钠与水反应生成了NaOH和H2，钠与水反应的实质是钠与水电离出的氢离子反应。
2．钠与酸反应
钠与酸反应，实质上是钠与酸电离出的H＋反应，所以当金属与酸溶液反应时，由于溶液中的H＋主要来源于酸，因此钠先与酸反应，若钠是过量的则继续与水反应。因为酸中H＋浓度远大于水中H＋浓度，所以钠与酸反应要比与水反应剧烈，以至发生燃烧或轻微爆炸。
3．钠与盐溶液反应
Na放入盐溶液时，先与水反应，生成的碱与盐可能发生复分解反应。故钠与盐溶液反应，不能置换出盐中的金属。由于钠易与氧气、水反应，密度比煤油大，所以将钠保存在煤油中，大量的钠要用石蜡封存，使之隔绝空气和水。
[例1] 某同学设计出一种在隔绝空气下让钠与水反应的方法，利用煤油来控制反应速率，使学生能仔细观察到各种实验现象。该方法简便、安全、现象明显、有趣味性。
实验装置如图所示，将长颈漏斗和套有乳胶管的玻璃管插入橡皮塞孔中，乳胶管另一端接有金属尖嘴管，乳胶管上带有弹簧夹。实验时，往100 mL的大试管中先加入40 mL煤油，取绿豆粒大小的金属钠放入大试管后塞上橡皮塞，通过长颈漏斗加入滴有酚酞的水直至液体充满整个试管。根据反应中观察到的现象，回答下列问题：
(1)实验前怎样检验该装置的气密性？
________________________________________________________________________。
(2)金属钠变化的现象是________________________________________________。
(3)大试管中溶液颜色的变化是__________________________________。
(4)装置中液面的变化分别是：大试管中__________；长颈漏斗中________。
(5)简述检验产生气体的方法：______________________________________________
________________________________________________________________________。
[解析] 由于钠的密度比水小，比煤油大，所以钠在煤油与水的界面处漂浮。钠与水反应产生的气体在逸出过程中把钠带入煤油层，钠在重力作用下再回到界面。反复多次，直至钠完全消失。产生的气体聚集在大试管上部，把液体反压到长颈漏斗中。
[答案] (1)关闭弹簧夹，通过长颈漏斗向大试管中加水直至漏斗中液面高于试管中液面，一段时间后液面差保持不变，说明装置气密性良好
(2)钠在煤油中逐渐下沉，至水面时与水发生反应，熔化成闪亮的小球，像热气球一样在煤油中作上下游动，最后完全消失
(3)水溶液从上至下逐渐由无色变为红色
(4)液面逐渐下降 液面逐渐上升
(5)当漏斗中液面上升到一定高度后，打开弹簧夹，点燃气体，有淡蓝色火焰产生
氧化钠和过氧化钠
1．Na2O与Na2O2比较
化学式 Na2O Na2O2
颜色 白色 淡黄色
状态 固体 固体
氧元素的化合价 －2价 －1价
属类 碱性氧化物 非碱性氧化物
生成条件 常温下缓慢氧化 燃烧或加热
热稳定性 不稳定，易转化为Na2O2 较稳定
与H2O反应 Na2O＋H2O===2NaOH 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
与CO2反应 Na2O＋CO2=== Na2CO3 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
与HCl反应 Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O 2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋2H2O＋O2↑
主要用途 用于制取Na2CO3 强氧化剂、漂白剂、供氧剂
2．Na2O2与CO2、H2O反应中有关量的关系
(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O2的体积。
(2)固体质量关系：
相当于固体(Na2O2)只吸收了CO2中的“CO”，H2O中的“H2”；可以看作发生相应的反应：Na2O2＋CO===Na2CO3、Na2O2＋H2===2NaOH(实际上两反应不能发生)。
(3)先后顺序关系：
一定量的Na2O2与一定量CO2和H2O(g)的混合物的反应，解决问题时可视作Na2O2先与CO2反应，待CO2反应完成后，Na2O2再与H2O发生反应。
(4)电子转移关系：
两反应都是Na2O2自身发生氧化还原反应，每有1 mol O2生成时，转移的电子均为2 mol。
[例2] 现有一定量含有Na2O杂质的Na2O2试样，用下图的实验装置测定Na2O2试样的纯度。(可供选用的反应物只有CaCO3固体、6 mol/L盐酸、6 mol/L硫酸和蒸馏水)
回答下列问题：
(1)实验前必须检查装置的气密性。仪器连接好后，在________中加适量的水，关闭A中分液漏斗阀门后微热试管，若看到________________说明装置气密性好。
(2)装置A中液体试剂选用盐酸而不是硫酸，理由是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)装置B的作用是________________________________________________；
装置C的作用是________________________________________________；
装置E中碱石灰的作用是______________________________________________。
(4)装置D中发生反应生成气体的化学方程式是：_____________________________
________________________________________________________________________。
(5)若开始时测得样品的质量为2.0 g，反应结束后测得气体体积为224 mL(标准状况)，则Na2O2试样的纯度为____________。
[解析] (1)检查装置的气密性，应在装置连接好之后，关闭活塞或加水封闭装置中的空气，然后采用加热法使装置内气体压强增大，通过排出气体或形成液柱判断。
(2)实验室中用CaCO3与盐酸反应制取CO2，而不用H2SO4，原因是H2SO4与CaCO3反应生成的CaSO4溶解度较小，会覆盖在CaCO3固体表面，阻止反应的继续进行。
(3)装置B、C为净化CO2的装置，E为吸收未反应的CO2的装置，因该实验通过测定生成O2的体积而计算Na2O2的纯度，故需将O2中的杂质气体除去。
(5)根据反应2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2中Na2O2与O2的关系，可由生成O2的量计算样品中Na2O2的质量及纯度。
[答案] (1)F(或G) F中长导管水面上升，停止加热后水面下降(或G中导管口有气泡冒出)
(2)硫酸与CaCO3固体反应生成的CaSO4微溶于水，会覆盖在CaCO3固体表面，使反应不能持续进行
(3)除去气体中的HCl 干燥气体
吸收装置D中反应剩余的CO2
(4)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
(5)78%
Na2O2不同于Na2O的性质
(1)Na2O2与酸反应生成盐和氧气，故Na2O2不是碱性氧化物。
(2)Na2O2的水溶液除了具有碱性外，还具有漂白性。
1．(对应考点一)某学生将一小块钠投入滴有酚酞的水中，此实验能证明钠下面4点性质中的( )
①钠的密度比水的小 ②钠的熔点较低 ③钠与水反应时放出热量 ④钠与水反应后溶液呈碱性
A．①④ B．①②④
C．①③④ D．①②③④
解析：Na与水反应时，Na熔化成闪亮的小球，在水面四处游动，同时溶液变红色。体现了①②③④四点性质。
答案：D
2．(对应考点一)[双选题]将金属钠投入到下列物质中，有气体放出且溶液质量减轻的是
( )
A．HCl溶液 B．K2SO4溶液
C．CuCl2溶液 D．饱和NaOH溶液
解析：Na投入溶液中都有H2放出，关键看溶液质量减轻这一条件。C项中生成Cu(OH)2沉淀，D项中析出NaOH晶体，使溶液质量减轻。
答案：CD
3．(对应考点一)在烧杯中加入水和苯(密度：0.88 g·cm－3，不溶于水，不与钠反应)各50 mL。将一小粒金属钠(密度：0.97 g·cm－3)投入烧杯中，观察到的现象可能是( )
A．钠在水层中反应并四处游动
B．钠停留在苯层中不发生反应
C．钠在苯的液面上反应并四处游动
D．钠在苯与水的界面处反应并可能做上、下跳动
解析：苯不溶于水，且其密度小于水，即ρ(水)＞ρ(钠)＞ρ(苯)，故金属钠应处于苯与水的交界处，钠与水接触会与之发生剧烈反应，产生的氢气使钠上浮于苯层中，反应随即停止，在重力的作用下，钠又回落于苯与水的交界处，上述过程反复循环，从而导致了钠的上下浮动，直至反应结束。
答案：D
4．(对应考点二)下列关于Na2O和Na2O2的叙述正确的是( )
A．都是白色固体
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：Na2O是白色粉末，Na2O2是淡黄色粉末。Na2O是碱性氧化物，Na2O2是过氧化物。它们都能和水反应形成氢氧化钠溶液。Na2O中氧元素价态为－2价，无氧化性，Na2O2中氧元素价态为中－1价，具有氧化性、还原性，是强氧化剂。
答案：C
5．(实验题)用脱脂棉包住约0.2 g过氧化钠粉末，置于石棉网上，往脱脂棉上滴水，可观察到脱脂棉剧烈燃烧起来。
(1)由上述实验现象所得出的有关过氧化钠跟水反应的结论是：第一，有氧气生成；第二，________。过氧化钠跟水反应的化学方程式为__________________________，其中还原剂是________。
(2)某研究性学习小组拟用如图所示装置进行实验，来证明上述结论。用以验证第一条结论的实验方法是________________________________________________________。用以验证第二条结论的实验方法及现象是___________________________________________。
解析：(1)脱脂棉的燃烧，除有氧气存在以外，还需反应物的温度达到着火点。脱脂棉剧烈燃烧起来说明Na2O2与H2O的反应放出了大量的热。
(2)若有O2生成，可以将带火星的小木条放在试管上的导管的末端口检验。若有热量放出，可在锥形瓶上的导管的末端口处用水检验。
答案：(1)放出热量 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ Na2O2 (2)将带火星的小木条放在试管口上的导管的末端，若木条剧烈地燃烧起来，说明反应生成了氧气 将锥形瓶上的导管的末端插入烧杯里的水中，若导管内有气泡冒出，说明反应放出热量
1．钠原子最外层的一个电子，表现出强的还原性，易与非金属单质、水等物质发生反应。
2．钠与O2、水反应的化学方程式为：
4Na＋O2===2Na2O(白色)
2Na＋O2Na2O2(淡黄色)
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
Na与水反应现象可概括为浮、游、熔、响。
3．Na2O是碱性氧化物，Na2O2不是碱性氧化物，可作漂白剂和供氧剂。Na2O2与H2O、CO2反应的化学方程式为：
2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
4．工业上电解熔融NaCl制金属钠。
一、选择题(本题包括5小题，每小题4分，共20分)
1．下列叙述中错误的是( )
A．钠在自然界中可以以游离态存在
B．钠在燃烧时产生黄色火焰
C．钠元素主要以Na＋形式存在于海水中
D．钠在空气中燃烧生成过氧化钠
解析：钠在自然界中只能以化合态的形式存在。
答案：A
2．[双选题]下列关于金属钠的说法中，不正确的是( )
A．钠具有银白色金属光泽，密度比水小
B．钠的还原性很强，在空气中易变质，最后变为过氧化钠
C．由于钠的密度大于煤油且不与煤油反应，所以可将少量的钠保存在煤油中
D．钠在工业上用于制氯化钠、氢氧化钠、碳酸钠等化合物
解析：钠易与空气中的氧气、水、二氧化碳反应，最终变为碳酸钠，B项错误；D项，未考虑工业生产的实际情况。
答案：BD
3．将一小块钠投入盛5 mL饱和澄清石灰水的试管里，不可能观察到的现象是( )
A．钠熔成小球并在液面上游动
B．发出“嘶嘶”的响声
C．溶液底部有银白色物质生成
D．溶液变浑浊
解析：将一小块钠投入饱和澄清石灰水中，钠与水剧烈反应，有A、B选项所叙述的现象。随着2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑反应的进行，水被消耗，溶液的温度升高，由于Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而降低，所以溶液中的Ca(OH)2有部分析出，可以观察到溶液变浑浊。
答案：C
4．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(常温)中充分反应，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较大
D．两块钠的反应产物质量一样大
解析：等质量的钠被氧化时失去相同数目的电子，等质量的钠生成过氧化钠时结合的氧多，产物质量大。
答案：B
5．下列对于Na2O、Na2O2的比较正确的一项是( )
A．Na2O、Na2O2均与水反应放出O2
B．Na2O、Na2O2均可用于杀菌消毒
C．Na2O2在和CO2的反应中既是氧化剂又是还原剂
D．Na2O2与水反应时，1 mol Na2O2转移2 mol电子
解析：A项：Na2O与水反应只生成NaOH；B项：Na2O没有强氧化性，不能用于杀菌消毒；C项：Na2O2与CO2反应时电子转移关系：Na2O2中－1价O变成了－2价和零价；D项：1 mol Na2O2与水反应转移1 mol电子。
答案：C
二、非选择题(本题包括3小题，共30分)
6．(8分)为检验市售煤油中是否掺有水，可向煤油样品中加少许白色粉末__________(填试剂化学式)，若观察到________现象，就说明煤油中掺有水，反应方程式为________________________________；也可向煤油样品中加入一小块金属钠，若观察到____________________现象，就可说明煤油中掺有水，反应方程式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：水可使无水CuSO4变蓝，也可与钠反应放出气体。
答案：CuSO4 变蓝 CuSO4＋5H2O===CuSO4·5H2O 有气泡生成 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
7．(10分)钠的氧化物有氧化钠和过氧化钠两种。
(1)写出过氧化钠与水及二氧化碳反应的化学方程式，并分析电子转移的方向和数目，指出氧化剂、还原剂。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(2)在呼吸面具和潜水艇里，用作氧气来源的物质是________。
A．H2O2 B．Na2O2
C．KClO3 D．KMnO4
(3)把Na2O2投入到少量紫色石蕊溶液中，有什么现象？如何解释？
________________________________________________________________________，
________________________________________________________________________，
________________________________________________________________________。
解析：(1)过氧化钠与水及二氧化碳的反应中，过氧化钠既是氧化剂又是还原剂。
(2)因为Na2O2与CO2和水反应均可产生O2，故在呼吸面具和潜水艇里Na2O2用作O2来源的物质。
(3)Na2O2具有强氧化性，可以使有机色质褪色。
上述两反应中，Na2O2既是氧化剂，又是还原剂
(2)B (3)石蕊溶液先变为蓝色，后变为无色 Na2O2与水反应生成的NaOH使石蕊溶液由紫色变为蓝色；Na2O2具有强氧化性、漂白性，因此片刻后，溶液由蓝色变为无色
8．(12分)用下图所示的方法研究金属钠与水反应的性质，其中A是用带孔的铝箔包着的小钠块。
(1)从大钠块上切下小钠块，所体现的金属钠的性质是__________________。对取下的小钠块要用滤纸吸(或擦)一下，这样做的目的是__________________________________________。
(2)包裹钠块的铝箔上要预先穿上足够多的小孔，若孔数不足，可能出现的不良后果是____________________。假如在实验刚开始以后就将镊子松开并拿出水面，“A”表现出的现象是__________________，出现这种现象的主要原因是___________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)可用一种酸碱指示剂证明反应生成了氢氧化钠，这种酸碱指示剂是__________；要证明反应生成的气体是氢气，实验方法是______________________________________
________________________________________________________________________。
解析：金属钠的硬度小、密度小、化学性质活泼，极易与水发生反应，并且放出热量较多。钠与水反应的实质为Na与H＋反应，生成了NaOH和氢气；检验碱的常用指示剂为酚酞(显红色)。检验H2常用点燃法：听到噗的一声或有爆鸣声。注意：H2的密度小，易扩散。
答案：(1)硬度小 除去金属钠表面上的煤油
(2)发生爆炸 浮到水面上并四处游动 金属钠比水的密度小，与水反应生成氢气
(3)酚酞试液 将集满气体的试管口朝下移近酒精灯点燃
第二课时 碳酸钠的性质与应用
1．钠元素的焰色反应为黄色。
2．实验室中证明某盐溶液为碳酸盐的方法：向该物质中加入CaCl2(或BaCl2)溶液有白色沉淀生成，加入足量稀盐酸，并将产生的气体通入澄清石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，则可证明该盐为碳酸盐。
3．少量CO2通入NaOH溶液中，发生反应：CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O；过量CO2通入NaOH溶液中，发生反应：CO2＋NaOH===NaHCO3。
一、碳酸钠
1．物理性质
碳酸钠俗称纯碱或苏打，是一种白色粉末状固体，熔点较高，易溶于水。
2．化学性质
(1)水溶液显碱性。
(2)与酸反应：
与稀盐酸的反应方程式：
Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑；
向Na2CO3溶液中通入CO2发生的反应方程式：
Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3。
(3)与某些碱(如澄清石灰水)反应：
Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH。
(4)与某些盐(如BaCl2溶液)反应：
Na2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2NaCl。
3．用途
(1)工业用途：纯碱在玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油、冶金、食品等工业中有着广泛的应用。
(2)日常生活：碳酸钠水溶液呈碱性，在日常生活中常用热的纯碱来除去油污。
4．碳酸钠的制法——侯氏制碱法
将CO2气体通入氨化的饱和食盐水中，利用NaHCO3的溶解度小于NH4HCO3、NaCl、NH4Cl的原理，析出NaHCO3晶体，化学方程式为：
CO2＋NH3＋NaCl＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl。
煅烧NaHCO3晶体制得纯碱，方程式为：
2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O。
二、碳酸氢钠
1．物理性质
俗名：小苏打，水溶性：易溶，水溶液显碱性。
2．化学性质(填化学反应方程式)
(1)受热易分解：
2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O。
(2)与盐酸反应：
NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑。
(3)与NaOH反应：
NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O。
1．向饱和Na2CO3溶液中通入CO2，为何有白色晶体析出？
答案：生成的NaHCO3的溶解度小于Na2CO3的溶解度；Na2CO3与CO2反应时消耗了水。
2．如何除去Na2CO3粉末中的NaHCO3？
答案：加热使NaHCO3分解。
3．如何区分Na2CO3溶液和NaHCO3溶液？
答案：分别取少许溶液，加入少量稀CaCl2溶液，生成白色沉淀的是Na2CO3溶液。
4．向一定量的Na2CO3溶液中慢慢滴加稀盐酸，开始无气体产生，后有气体产生，这是为什么？
答案：开始滴入盐酸时发生反应：
Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl，此时无气体产生，
再滴加稀盐酸，发生反应：
NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑。
碳酸钠与碳酸氢钠性质的比较
1．基本性质比较
Na2CO3 NaHCO3 性质比较
水溶性 易溶 易溶 相同温度下，Na2CO3的溶解度大于NaHCO3
与CaCl2反应 有白色沉淀生成 无明显现象
与Ca(OH)2反应 有白色沉淀生成 有白色沉淀生成
与酸反应 反应 反应 都放出CO2气体，但NaHCO3与酸反应的剧烈程度强于Na2CO3
溶液的酸碱性 碱性 碱性 物质的量浓度相同时，Na2CO3溶液的pH比NaHCO3溶液的大
热稳定性 稳定 不稳定 NaHCO3受热分解生成Na2CO3、CO2和H2O
2．与足量盐酸反应的比较
Na2CO3和盐酸反应可理解为分步进行：
Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl、
NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑
NaHCO3和盐酸反应的化学方程式为：
NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O
(1)速率：由于Na2CO3需逐步结合两个H＋才放出CO2，故NaHCO3与盐酸反应放出CO2的速率快。
(2)耗酸量：等质量的Na2CO3与NaHCO3前者耗酸多，等物质的量时也是前者耗酸多。
(3)CO2生成量的比较：
①等物质的量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量的盐酸反应，产生的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的量多。
③等物质的量的HCl与足量的Na2CO3、NaHCO3分别反应，NaHCO3产生的CO2的量多。
④一定量的NaHCO3受热分解产生CO2的量与其受热分解后的残留物与盐酸反应产生CO2的量相等(碳元素守恒)。
[例1] 关于Na2CO3和NaHCO3的下列说法中正确的是( )
A．Na2CO3比NaHCO3易溶于水
B．NaHCO3比Na2CO3稳定
C．石灰水能和NaHCO3反应不与Na2CO3反应
D．等物质的量的Na2CO3和NaHCO3与盐酸反应，消耗盐酸的物质的量之比为2∶1
[解析] A项Na2CO3比NaHCO3溶解能力强，正确；B项NaHCO3受热易分解，Na2CO3受热难分解，错误；C项Ca(OH)2与NaHCO3、Na2CO3都可生成CaCO3沉淀，错误；D项等物质的量的Na2CO3和NaHCO3与盐酸反应生成NaCl，因Na2CO3中n(Na＋)为NaHCO3中n(Na＋)的2倍，消耗的盐酸Na2CO3也为NaHCO3的2倍，正确。
[答案] AD
Ca(OH)2与NaHCO3、Na2CO3反应的化学方程式为：Ca(OH)2＋NaHCO3(少量)===CaCO3↓＋NaOH＋H2O，Ca(OH)2＋2NaHCO3(过量)===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH。
碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别、除杂及相互转化方法
1．Na2CO3和NaHCO3的鉴别实验
实验方案 实验现象 结论
配成溶液，各取少量置于两支试管中，分别滴加CaCl2溶液 一支试管内产生白色沉淀 Na2CO3溶液
一支试管内无明显现象 NaHCO3溶液
各取适量溶液置于两支试管内，分别逐滴滴加盐酸 开始无气泡，后产生气泡 Na2CO3溶液
立即产生气泡 NaHCO3溶液
加热固体 无气体产生 Na2CO3
有气体产生 NaHCO3
分别制成饱和溶液，然后向其中吹入CO2气体 有晶体析出 Na2CO3溶液
无晶体析出 NaHCO3溶液
2．Na2CO3和NaHCO3混合物的提纯
(1)Na2CO3固体粉末中混有NaHCO3，采用加热法。
(2)Na2CO3溶液中混有NaHCO3，滴加适量的NaOH溶液。
(3)NaHCO3溶液中混有Na2CO3，通入过量的CO2气体：Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3。
3．Na2CO3与NaHCO3之间的相互转化
Na2CO3NaHCO3
2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑(固体状态)
(溶液中)。
[例2] 有两个无标签的试剂瓶，分别装有Na2CO3和NaHCO3，有4位同学为鉴别它们采用了以下不同的方法，其中可行的是( )
A．分别配成溶液，再加入澄清石灰水
B．分别配成溶液，再加入NaOH溶液
C．分别加热，再检验是否有使石灰水变浑浊的气体产生
D．分别配成溶液，再进行焰色反应
[解析] A项中的石灰水与Na2CO3和NaHCO3皆能发生反应，产生CaCO3沉淀。B项中NaOH虽然只与NaHCO3反应：NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O，但并无明显现象。D项两试剂中皆含有Na元素，不能用焰色反应来区分。C项加热时，只有NaHCO3受热分解：2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，产生的CO2可使澄清石灰水变浑浊，故可用来鉴别。
[答案] C
鉴别NaHCO3和Na2CO3的常用方法
(1)固体，加热，将气体通入澄清石灰水中。
(2)稀溶液，加入BaCl2或CaCl2溶液。
1．(对应考点一)下列关于碳酸钠和碳酸氢钠的比较中，正确的是( )
A．二者在水中的溶解度不同，碳酸氢钠的溶解度大于碳酸钠的溶解度
B．二者热稳定性不同，碳酸氢钠的热稳定性大于碳酸钠的热稳定性
C．二者都能与盐酸反应放出二氧化碳气体，等物质的量的碳酸钠和碳酸氢钠与同浓度的盐酸反应产生气体的量和反应快慢不同
D．二者在一定的条件下可以相互转化
解析：NaHCO3的溶解度小于Na2CO3的溶解度，A错误；Na2CO3比NaHCO3稳定，B错误；等物质的量的Na2CO3与NaHCO3与过量同浓度盐酸反应时，反应较快的是NaHCO3，但产生气体的量相同，C错误；二者在一定条件下可以相互转化，如2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3，D项正确．
答案：D
2．(对应考点二)可用于判断碳酸氢钠粉末中混有碳酸钠的实验方法是( )
A．加热时无气体放出
B．滴加盐酸时有气泡放出
C．溶于水后滴加BaCl2稀溶液有白色沉淀生成
D．溶于水后滴加澄清石灰水有白色沉淀生成
解析：碳酸氢钠与BaCl2稀溶液不反应，而碳酸钠与BaCl2稀溶液反应有白色沉淀生成。
答案：C
3．(对应考点二)除去NaHCO3溶液中混有的少量Na2CO3可采取的方法是( )
A．通入二氧化碳气体
B．加入氢氧化钡溶液
C．加入澄清石灰水
D．加入稀盐酸
解析：Na2CO3溶液可与CO2反应生成NaHCO3，所以采用通入CO2的方法；加入Ba(OH)2、Ca(OH)2、盐酸等物质时，都会与NaHCO3反应。
答案：A
4．(对应考点一)为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度，现将w1 g样品加热，其质量变为w2 g，则该样品的纯度(质量分数)是( )
A. B.
C. D.
解析：因NaHCO3受热易分解为Na2CO3、CO2和H2O，导致固体质量减小，可利用差量法进行计算：
2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O m(减少)
2×84 106 62
x (w1－w2)
解得x＝，将其代入下式可得：w(Na2CO3)＝(w1－x)/w1＝，A项正确。
答案：A
5．(实验题)“套管实验”是将一个较小的玻璃仪器装入另外一个玻璃仪器中，经组装来完成原来需要两只或更多普通玻璃仪器进行的实验。因其具有许多优点，近年被广泛开发并应用于化学实验中。下述实验为“套管实验”，请观察如图所示实验装置，分析实验原理，回答下列问题：
(小试管内塞有沾有无水硫酸铜粉末的棉花球)
(1)从点燃酒精灯开始，试管及烧杯A、B中能观察到的现象有_________________
________________________________________________________________________。
(2)整个实验结束时，在操作上需要特别注意的问题是
________________________________________________________________________。
(3)通过该实验可得出的结论是________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：实验装置不再是传统的组装，而是改进了的，将原来两个实验结合在一起，能更好地进行对比说明碳酸钠与碳酸氢钠的热稳定性。
答案：(1)棉花球变蓝，B中澄清石灰水变浑浊，开始时A中有气泡产生，小试管内有液滴出现
(2)防止倒吸
(3)NaHCO3的热稳定性比Na2CO3的差，NaHCO3分解有CO2和H2O生成
1．Na2CO3俗称纯碱或苏打，NaHCO3俗称小苏打。它们都是钠盐水溶液，都呈碱性，且物质的量浓度相同时，Na2CO3溶液的碱性更强。
2．鉴别Na2CO3和NaHCO3的方法：
①固体：加热法，看是否能放出使澄清石灰水变浑浊的气体。
②溶液：滴加BaCl2或CaCl2溶液，看是否有白色沉淀。
3．Na2CO3与NaHCO3相互转化的反应：
Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3。
2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，
NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O。
一、选择题(本题包括5小题，每小题4分，共20分)
1．为使以面粉为原料的面包松软可口，通常用NaHCO3作发泡剂，因为它( )
①热稳定性差 ②增加甜味 ③产生二氧化碳
④提供钠离子
A．②③ B．①③
C．①④ D．③④
解析：NaHCO3热稳定性差，加热可以分解产生CO2，使面包松软可口。
答案：B
2．下列说法不正确的是( )
A．Na2O2可用于呼吸面具中氧气的来源
B．Na2O和Na2O2投入水中都能生成NaOH，都是氧化还原反应，它们都是碱性氧化物
C．Na2CO3可用于制玻璃、肥皂、造纸、纺织等工业，而NaHCO3可用于治疗胃酸过多，制造发酵粉等
D．NaCl的性质稳定，可用作调味品
解析：碱性氧化物是指能与酸反应生成盐和水的氧化物，根据定义Na2O属于碱性氧化物，而Na2O2与酸反应相当于先和水反应，产物再和酸反应，因此产物中会有O2生成，故Na2O2不是碱性氧化物。
答案：B
3．(2011·上海高考)120 mL含有0.20 mol碳酸钠的溶液和200 mL盐酸，不管将前者滴加入后者，还是将后者滴加入前者，都有气体产生，但最终生成的气体体积不同，则盐酸的浓度合理的是( )
A．2.0 mol/L B．1.5 mol/L
C．0.18 mol/L D．0.24 mol/L
解析：若碳酸钠恰好与盐酸反应生成碳酸氢钠，则盐酸的浓度是0.12 mol/L；若碳酸钠恰好与盐酸反应生成二氧化碳，则盐酸的浓度是0.24 mol/L。由于最终生成的气体体积不同，则盐酸的浓度只能是介于0.12 mol/L～0.24 mol/L之间。
答案：C
4．下列实验方案鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体，不能达到预期目的的是( )
A．分别向等量的白色固体中加入等体积、等浓度的稀盐酸，比较生成气体的快慢
B．分别取少量的白色固体溶于水配成无色溶液，分别向两种溶液中加入BaCl2溶液，比较是否有沉淀生成
C．分别取少量的白色固体溶于水配成无色溶液，分别向两种溶液中加入澄清石灰水，比较是否有沉淀生成
D．分别将等量的白色固体在大试管中加热，将产生的气体通入到澄清石灰水中，比较澄清石灰水是否变浑浊
解析：C项中都会生成CaCO3沉淀。
答案：C
5．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．CaO固体(CaCO3)，将混合物加热
D．Na2CO3溶液(Na2SO4)，加入适量的Ba(OH)2溶液，过滤
解析：D项引入新的杂质NaOH，且Na2CO3也可与Ba(OH)2反应，故不正确。
答案：D
二、非选择题(本题包括3小题，共30分)
6．(10分)碳酸钠和碳酸氢钠是生活中常见的物质，请回答下列问题。
(1)碳酸钠俗称________，其水溶液显________(填“酸”、“碱”或“中”)性。
(2)碳酸氢钠可治疗胃酸(0.2%～0.4%的盐酸)过多，该反应的化学方程式为____________________________。等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量盐酸反应生成CO2的量，前者________后者(填“>”、“<”或“＝”)。
(3)用化学方程式表示除去碳酸钠固体中碳酸氢钠的方法________________________________________________________________________。
解析：(1)碳酸钠俗称纯碱或苏打，测定其水溶液的pH>7，说明其水溶液呈碱性；
(2)碳酸氢钠与胃酸(HCl)反应生成NaCl、CO2和H2O，根据碳酸钠及碳酸氢钠与盐酸反应的方程式可知，相同质量情况下，碳酸氢钠产生的CO2更多；
(3)要除去碳酸钠固体中的少量碳酸氢钠，可以用加热的方法。
答案：(1)纯碱或苏打 碱
(2)NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑ <
(3)2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O
7．(8分)除杂：将所需物质、试剂或方法填在相应横线上。
(1)Na2CO3中混有Na2O2_________________________________________________；
(2)NaCl溶液中混有NaHCO3____________________________________________；
(3)CO2中混有HCl______________________________________________；
(4)NaOH溶液中混有Na2CO3________________________________________。
解析：(1)将混合物装入干燥管，通CO2至不再产生O2，Na2O2转化为Na2CO3。
(2)向溶液中加入盐酸至不再产生气泡，使NaHCO3跟盐酸反应生成NaCl和CO2，然后将溶液加热，驱除CO2。
(3)将气体通过足量的饱和NaHCO3溶液，即可除去HCl，因CO2在饱和NaHCO3溶液中溶解度很小，使CO2少损失，不可用Na2CO3溶液、NaOH溶液，因CO2也与之反应。
(4)向溶液中滴加Ca(OH)2溶液，至不再产生白色沉淀，即可除去Na2CO3，并转化为NaOH。过滤除去沉淀。
答案：(1)CO2 (2)稀盐酸
(3)饱和NaHCO3溶液 (4)Ca(OH)2溶液
8．(12分)已知A、B、C是三种含钠元素的白色固体物质，D是无色气体，E是一种难溶物质，它们具有如右图所示转化关系：
(1)写出A、B、C、D、E的化学式
A________，B________，
C________，D________，
E________。
(2)写出①②两个箭头所示转化的化学方程式。
①________________________________________________________________________，
②________________________________________________________________________。
解析：根据D是无色气体，能和石灰水反应生成一种难溶物质E，可推出D是CO2，E是CaCO3；A既能和少量CO2反应，又能和足量CO2反应，可推出A是NaOH，B是NaHCO3，C是Na2CO3。
答案：(1)NaOH NaHCO3 Na2CO3 CO2 CaCO3
(2)①Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH
②CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O
第三课时 离子反应
1．电解质是在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物，主要包括酸、碱、盐，多数金属氧化物和水。
2．非电解质主要包括多数有机化合物、非金属氧化物和氨气等。
3．书写下列物质的电离方程式：
①HCl：HCl===H＋＋Cl－；
②NaOH：NaOH===Na＋＋OH－；
③NaCl：NaCl===Na＋＋Cl－；
④NaHSO4：NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO。
一、强电解质与弱电解质
(1)强电解质：在水溶液中能完全电离的电解质。如强酸、强碱、绝大多数盐等。
(2)弱电解质：在水溶液中不能完全电离的电解质。如弱酸、弱碱、水等。
(3)完成下列电离方程式：
①H2SO4===2H＋＋SO；
②CH3COOH??H＋＋CH3COO－。
③NaOH===Na＋＋OH－
④NH3·H2O??NH＋OH－
二、离子反应
(1)概念：有离子参加的化学反应。
(2)离子反应的实质：溶液中某种离子浓度的降低。
(3)复分解反应型离子反应发生的条件：
三、离子方程式
1．概念
用实际参加反应的离子符号来表示离子反应的式子。
2．离子方程式的书写步骤
(1)写：写出反应的化学方程式：
(2)拆：把溶于水且完全电离的物质写成离子形式，难溶于水或溶于水但难电离的物质仍用化学式表示。
(3)删：删去化学方程式两边不参加反应的离子。
(4)查：检查离子方程式两边各元素的原子数目和离子所带电荷总数是否相等。
3．离子方程式的意义
(1)表示某一特定的化学反应：
如离子方程式：Ba2＋＋2OH－＋Cu2＋＋SO===BaSO4↓＋Cu(OH)2↓，只表示Ba(OH)2＋CuSO4===BaSO4↓＋Cu(OH)2↓这一化学反应。
(2)表示同一类型的所有的化学反应：
例如，离子方程式：H＋＋OH－===H2O，表示强酸和强碱在溶液中反应生成可溶性盐和水的所有反应。
4．氧化还原型离子反应
锌和稀硫酸的反应，氯气和溴化钠溶液的反应实质上分别是Zn和溶液中的H＋，Cl2和溶液中的Br－的反应，其离子方程式分别为Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2。
1．连连看。
答案：①－ae ②－bf ③－c
2．强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质溶液的导电能力强吗？
答案：不一定，溶液的导电能力取决于溶液中离子浓度的大小。
3．强电解质一定易溶于水吗？
答案：不一定，如CaCO3等难溶性盐都为强电解质。
4．离子反应一定是复分解反应吗？
答案：不一定，只要有离子参加的反应都属于离子反应。
5．判断离子方程式的正误。
(1)钠与水反应：
Na＋H2O===Na＋＋OH－＋H2↑。( )
(2)碳酸钠溶液与CaCl2溶液反应：
Ca2＋＋CO===CaCO3↓。( )
(3)Cu和AgNO3溶液反应：
Cu＋Ag＋===Cu2＋＋Ag。( )
(4)H2SO4和Ba(OH)2溶液反应：
H＋＋OH－===H2O。( )
(5)Fe和稀H2SO4反应：
Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑。( )
答案：(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)×
离子方程式的书写与正误判断
1．离子方程式书写中的注意事项
(1)难溶物质、弱电解质、易挥发物质、单质、非电解质、氧化物均写化学式。
(2)微溶物作为反应物时，若是澄清溶液，如澄清石灰水，写离子符号；若是悬浊液，如石灰乳写化学式。微溶物作为生成物，一般写化学式(标“↓”)。
(3)氨水作为反应物，写NH3·H2O；作为生成物，若有加热条件或浓度很大，可写NH3(标“↑”)，否则一般写NH3·H2O。
(4)固体与固体间的反应不能写离子方程式；浓H2SO4与固体的反应不能写离子方程式。
(5)离子方程式要做到两配平，即原子个数配平和电荷配平。
2．离子方程式的正误判断——“七看”
(1)看是否符合客观事实。
(2)看化学式拆写是否正确。
(3)看符号使用是否正确。要注意“===”“??”“―→”“↓”“↑”等符号的正确使用。
(4)看是否遵循质量守恒、电荷守恒和得失电子守恒。
(5)看是否漏掉离子反应。
(6)看反应物或产物的配比是否正确。
(7)看是否符合题设条件的要求。如过量、少量、等物质的量、适量、任意量以及滴加顺序等对反应产物的影响。
[例1] 下列反应的离子方程式正确的是( )
A．氯化钠溶液中滴加硝酸银溶液：AgNO3＋Cl－===AgCl↓＋NO
B．碳酸氢钠溶液与NaOH溶液混合：HCO＋OH－===CO＋H2O
C．盐酸滴入氨水中：H＋＋OH－===H2O
D．碳酸钙溶解于稀硝酸中：CO＋2H＋―→CO2↑＋H2O
[解析] AgNO3属于可溶于水的强电解质，在离子方程式中可拆成离子，A不正确；氨水中的NH3·H2O是弱电解质，在离子方程式中不能拆开，C不正确；碳酸钙属难溶物质，不能拆开，且离子方程式不应用“→”，D不正确。
[答案] B
判断离子方程式正误特别要注意以下几点：①反应是真实存在的；②在水溶液中，只有可溶于水的强电解质在反应中才可拆成离子；③符合质量、电荷、得失电子守恒。
溶液中的离子能否大量共存的判断
1．溶液中的离子满足离子反应发生的条件时，不能大量共存
(1)生成难溶物质不能大量共存：如SO与Ba2＋、Pb2＋；Cl－与Ag＋；CO与Ca2＋、Ba2＋等。
(2)生成微溶物质不能大量共存：如SO与Ag＋、Ca2＋；CO与Mg2＋；OH－与Ca2＋等。
(3)强酸性溶液中不能大量共存的离子有：OH－、弱酸根离子(如CO、S2－、SO、ClO－、SiO等)、多元弱酸酸式酸根离子(如HSO、HCO、HS－等)。
(4)强碱性溶液中不能大量共存的离子有：H＋、弱碱阳离子(如NH、Cu2＋、Fe3＋、Al3＋、Mg2＋等)、多元弱酸酸式酸根离子(如HSO、HCO、HS－、HPO等)。
2．判断溶液中离子能否大量共存时要注意隐含条件
(1)在“无色溶液”中不能存在有色离子：如Fe3＋(棕黄色)、Fe2＋(浅绿色)、MnO(紫红色)、Cu2＋(浓溶液：绿色；稀溶液：蓝色)等。
(2)强酸性溶液中要考虑H＋的大量存在，强碱性溶液中要考虑OH－的大量存在。
[例2] 下列无色溶液中，可以大量共存的离子组是( )
A．Mg2＋、SO、NO、NH
B．Cu2＋、H＋、SO、Na＋
C．HCO、OH－、SO、Cl－
D．K＋、Ba2＋、CO、OH－
[解析] Cu2＋在水溶液中显蓝色，B不符合题意；HCO与OH－能反应生成CO和H2O，C不正确；Ba2＋与CO可形成BaCO3沉淀，D不正确；只有A正确。
[答案] A
解答离子能否大量共存的问题，首先要看题干中是否有隐含条件，然后再看选项中是否有能生成沉淀、难电离的物质和气体，或能发生氧化还原反应的离子。
1．(对应考点一)下列离子方程式书写正确的是( )
A．石灰乳与Na2CO3溶液混合：
Ca2＋＋CO===CaCO3↓
B．向稀盐酸中加入适量铁粉：
2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑
C．氨气通入盐酸中：NH3＋H＋＋Cl－===NH4Cl
D．氢氧化镁和盐酸反应：
Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O
解析：A项，改写错误：石灰乳中Ca(OH)2应写成化学式；B项，不符合客观事实：铁粉和稀盐酸反应生成Fe2＋；C项，NH4Cl为强电解质，应拆写成离子形式。
答案：D
2．(对应考点一)能正确表示下列化学反应的离子方程式是( )
A．用碳酸钠溶液吸收少量SO2：
2CO＋SO2＋H2O===2HCO＋SO
B．金属铝溶于盐酸中：Al＋2H＋===Al3＋＋H2↑
C．石灰乳与盐酸反应：H＋＋OH－===H2O
D．碳酸镁溶于硝酸中：CO＋2H＋===H2O＋CO2↑
解析：B项电荷不守恒，C项反应物为石灰乳，Ca(OH)2不能拆写，D项MgCO3不能拆写。
答案：A
3．(对应考点二)在酸性的无色溶液中，下列离子能大量共存的是( )
A．ClO－、Na＋、Ba2＋、SO
B．OH－、NO、Mg2＋、Na＋
C．Al3＋、Mg2＋、SO、Cl－
D．MnO、SO、K＋、Na＋
解析：题干中有两个隐藏条件，一为无色溶液，即有色离子不能存在，另一为溶液呈酸性。在酸性溶液中，OH－及弱酸酸根离子均不能共存。A项中ClO－与H＋不能共存，同时Ba2＋和SO生成沉淀也不能共存。B项中OH－与H＋不能共存，同时OH－与Mg2＋不能共存。D项中MnO为紫红色，不符合条件。
答案：C
4．(对应考点二)在碱性溶液中能大量共存且溶液为无色透明的离子组是( )
A．K＋、MnO、Na＋、Cl－
B．K＋、Na＋、NO、CO
C．Na＋、H＋、NO、SO
D．Fe3＋、Na＋、Cl－、SO
解析：题设要求为碱性条件，故还有OH－的存在。同时，溶液为无色，排除A、D，因MnO呈紫红色，Fe3＋呈黄色。C中H＋＋OH－===H2O，不共存。
答案：B
5．(探究题)某无色溶液可能由Na＋、Ag＋、Ba2＋、Al3＋、Cu2＋、MnO、CO、SO、Cl－中的若干种组成。为了确定该溶液的成分，进行如下实验：
①取少量该溶液加入过量稀盐酸，有气体生成，得到甲溶液；
②取少量甲溶液，向其中加入硝酸酸化的硝酸银溶液，出现白色沉淀甲；
③取少量原溶液，向其中加入Ba(OH)2溶液，出现白色沉淀乙。
根据上述实验回答下列问题：
(1)溶液中一定不存在的离子是________。
(2)一定存在的离子是______________。
(3)沉淀乙中一定含有________，可能含有________，判断乙成分的方法是________，有关反应的离子方程式是______________________________。
解析：因为原溶液无色，所以其中不含有颜色的Cu2＋和MnO；由实验①可知溶液中含有CO，由此可排除Ag＋、Ba2＋、Al3＋的存在；因为实验①中引入了Cl－，所以实验②无法说明原溶液中是否含有Cl－；溶液中可能存在SO，实验③所得的沉淀可能是BaCO3和BaSO4的混合物；溶液中不能没有阳离子，故溶液中肯定存在Na＋。
答案：(1)Ag＋、Ba2＋、Al3＋、Cu2＋、MnO
(2)Na＋、CO
(3)BaCO3 BaSO4 在③中加入盐酸，观察沉淀是否全部溶解 BaCO3＋2H＋===Ba2＋＋H2O＋CO2↑
1．强电解质是在水溶液中完全电离的电解质，如强酸、强碱、绝大多数盐。
2．弱电解质是在水溶液中不能完全电离的电解质，如弱酸、弱碱和水等。
3．离子方程式的书写步骤分四步：写、拆、删、查。
拆：易溶于水且完全电解的物质即在溶液中以离子形式存在。
查：原子守恒，电荷守恒(方程式两边离子所带电荷相等)。
4．复分解型离子反应发生的条件：有难溶物质、难电离物质或易挥发物质生成。
5．离子在溶液中也可发生氧化还原反应，如Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑
一、选择题(本题包括5小题，每小题4分，共20分)
1．下列事实能证明NaCl为强电解质的是( )
A．熔融NaCl能导电
B．NaCl饱和溶液具有很强的导电能力
C．NaCl为离子化合物
D．1 mol·L－1的NaCl溶液中c(Na＋)为1 mol·L－1
解析：判断的关键是抓住强电解质在水溶液中完全电离。
答案：D
2．可以用离子方程式H＋＋OH－===H2O来表示的化学反应是( )
A．醋酸和氢氧化钠溶液的反应
B．盐酸和氨水的反应
C．硝酸和氢氧化钡溶液的反应
D．硫酸和氢氧化钡溶液的反应
解析：A项醋酸为弱电解质不能拆开，B项中氨水为弱电解质，不能拆开，D项中SO和Ba2＋反应生成BaSO4沉淀，离子方程式为Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SO===BaSO4↓＋2H2O。
答案：C
3．下列化学反应的离子方程式正确的是( )
A．往碳酸镁中滴加稀盐酸：
MgCO3＋2H＋===Mg2＋＋CO2↑＋H2O
B．氢氧化钡溶液与稀硫酸反应：
Ba2＋＋SO===BaSO4↓
C．氢氧化铜加到稀盐酸中：
Cu2＋＋2OH－＋2H＋===Cu2＋＋2H2O
D．碳酸与氢氧化钠溶液反应：H＋＋OH－===H2O
解析：B项漏写离子反应；C项Cu(OH)2应写化学式；D项中H2CO3为弱酸应写成分子形式。
答案：A
4．在pH＝1的无色溶液中能大量共存的离子组是( )
A．NH、Mg2＋、SO、Cl－
B．Ba2＋、K＋、OH－、NO
C．Al3＋、Fe2＋、SO、Cl－
D．Na＋、Ca2＋、Cl－、MnO
解析：pH＝1的溶液是酸性溶液，在各个选项中增加H＋，判断是否发生反应，无色溶液中不包括常见的有色离子，B项中OH－与H＋不能大量共存，C、D两个选项中均含有有色离子，Fe2＋是浅绿色的离子，MnO是紫红色的离子。
答案：A
5．下列各组离子，在强碱性溶液中可以大量共存的是( )
A．I－、Cu2＋、Cl－、SO
B．Na＋、K＋、Fe3＋、Ba2＋
C．Br－、S2－、Cl－、CO
D．SO、NO、SO、HCO
解析：A项生成Cu(OH)2沉淀，B项生成Fe(OH)3沉淀，D项HCO与OH－反应。
答案：C
二、非选择题(本题包括3小题，共30分)
6．(10分)溶液中可能有SO、CO、Cl－、OH－中的一种或几种离子。
(1)当溶液中有大量H＋存在时，溶液中可能有离子___________________________
________________________________。
(2)当溶液中有大量Ba2＋存在时，溶液中不可能有离子______________________。
(3)当溶液中有阳离子________和________时，上述所有阴离子都不可能存在。
解析：(1)由于H＋能与CO、OH－发生反应，则溶液中可能存在SO、Cl－。
(2)由于Ba2＋能与SO、CO发生反应，则溶液中不可能存在SO、CO。
(3)由于Cl－、OH－都能与Ag＋发生反应生成沉淀，故若有Ag＋、Ba2＋存在时，上述所有阴离子均不可能存在。
答案：(1)SO、Cl－
(2)SO、CO (3)Ag＋ Ba2＋
7．(8分)某研究性学习小组为了了解HCl、NaHSO4、NaHCO3在水溶液中的电离情况，进行了下列实验：
①分别测定了0.1 mol/L的HCl、NaHSO4、NaHCO3溶液中H＋的物质的量浓度，HCl溶液中c(H＋)＝0.1 mol/L，NaHSO4溶液中c(H＋)＝0.1 mol/L，而NaHCO3溶液中H＋的物质的量浓度远远小于0.1 mol/L。
②取少量NaHSO4溶液于试管中，滴入BaCl2溶液有不溶于稀硝酸的白色沉淀生成。
③取少量NaHCO3溶液于试管中，滴入几滴BaCl2无明显现象。
(1)请根据该小组同学的实验结果，分别写出HCl、NaHSO4、NaHCO3在水溶液中的电离方程式________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)写出②中反应的离子方程式__________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：根据实验①、②、③可知溶液中HCl完全电离生成H＋和Cl－，NaHSO4完全电离生成Na＋、H＋、SO，NaHCO3溶液中H＋和CO很少，NaHCO3电离生成Na＋和HCO。
答案：(1)HCl===H＋＋Cl－，
NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO，
NaHCO3===Na＋＋HCO
(2)Ba2＋＋SO===BaSO4↓
8．(12分)某河道两旁有甲、乙两厂。它们排放的工业废水中，共含有K＋、Ag＋、Fe3＋、Cl－、OH－、NO六种离子。甲厂的废水明显呈碱性，故甲厂废水所含的三种离子是________、________、________；乙厂的废水中含有另外三种离子。如果加一定量的________(填“活性炭”、“硫酸亚铁”或“铁粉”)，可以回收其中的金属________(填写元素符号)。
另一种设想是将甲厂和乙厂的废水按适当比例混合，可以使废水中的__________________(填写离子符号)转化为沉淀。经过滤后的废水主要含________，可用来浇灌农田。
解析：甲厂废水呈现碱性，说明应该有OH－，所以就要考虑和OH－不共存的离子应该在乙厂，所以乙厂中应该有Ag＋、Fe3＋，这时剩下的离子还是要考虑共存，因为乙厂有了以上两种离子，所以Cl－应该在甲厂，因为它与Ag＋是不共存的。这样甲厂有两种阴离子。因为溶液呈中性，所以K＋应该在甲厂。要回收金属，只能是回收银，所以应该加入铁粉。两厂的废水按适当比例混合后就只剩下了KNO3。
答案：OH－ K＋ Cl－ 铁粉 Ag
Ag＋、Fe3＋、Cl－、OH－ KNO3
第四课时 镁的提取及应用
1．镁带在空气中燃烧，发出耀眼的白光，化学方程式为：2Mg＋O22MgO。
2．将打磨好的镁条插入CuSO4溶液中发生反应：
Mg＋CuSO4===MgSO4＋Cu。
3．金属活动性顺序中，Mg排在氢之前，可与稀H2SO4、盐酸等反应生成H2。
一、镁的提取
1．利用贝壳制取石灰乳
化学方程式：①CaCO3CaO＋CO2↑，
②CaO＋H2O===Ca(OH)2。
2．沉淀Mg2＋
化学方程式：
MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2。
离子方程式：Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓。
3．提取MgCl2
化学方程式：Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O。
离子方程式：Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O。
4．制取金属镁
化学方程式：MgCl2Mg＋Cl2↑。
二、镁的结构、性质和用途
1．镁的原子结构
原子结构示意图：，易失去最外层的2个电子。
2．化学性质
(1)与非金属反应：
①与O2反应：2Mg＋O22MgO。
②与N2反应：3Mg＋N2Mg3N2。
(2)与酸反应：
与盐酸反应：Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑。
(3)与CO2反应：
2Mg＋CO22MgO＋C。
3．镁的用途
(1)镁合金制造火箭、导弹和飞机的部件。
(2)制造信号弹和焰火。
(3)氧化镁是优质的耐高温材料。
1．镁的提取过程没有涉及到四种基本反应类型中的哪类反应？
答案：置换反应。
2．镁着火时，能否使用CO2灭火器？
答案：不能，镁可以在CO2中燃烧。
3．CO2真的不能助燃吗？
答案：CO2对绝大多数可燃物是良好的灭火剂，但对具有强还原性的可燃物如K、Ca、Na、Mg等却是助燃剂。
4．镁在空气中燃烧可得到哪些固体产物？
答案：MgO、Mg3N2、C。
5．小明在做Mg条与稀盐酸的反应实验时，发现开始并无气泡冒出，过一会才有气泡冒出，而且越来越剧烈，你能帮小明解释一下原因吗？
答案：由于Mg条表面覆盖了一层氧化膜(MgO)，将Mg条放入盐酸中先发生MgO＋2HCl===MgCl2＋H2O，后发生Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑，且该反应为放热反应。
工业提取镁
1．工艺流程
2．注意事项
(1)不要直接往海水中加沉淀剂。因为海水中的Mg2＋的浓度很小，直接加沉淀剂不利于Mg2＋的沉淀，而且会增大沉淀剂的用量，我们可以先将海水浓缩，再加沉淀剂。
(2)从原料来源以及经济等综合角度考虑选用Ca(OH)2试剂作沉淀剂较好。因为海边有丰富的贝壳，可用来制得Ca(OH)2。
(3)在Mg(OH)2中先加盐酸反应，再浓缩得MgCl2·6H2O晶体，然后再将MgCl2·6H2O晶体在HCl气氛中加热脱水即可得无水MgCl2。
(4)电解产生的Cl2可以循环利用，这样既可以节约资源又可以减轻Cl2任意排放对环境造成的污染。
[例1] 海水中含有的MgCl2是Mg的重要来源之一，从海水中提取镁，可按如下步骤进行：
①将贝壳制成石灰乳 ②在引入的海水中加入石灰乳、沉降、过滤、洗涤沉淀物 ③将沉淀物与盐酸反应、结晶、过滤、干燥产物 ④将产物熔融后电解
关于提取镁，下列说法中不正确的是( )
A．此法的优点之一是原料来源丰富
B．进行①、②、③步的目的是从海水中提取MgCl2
C．第四步会产生氯气
D．以上过程中涉及复分解反应、化合反应和置换反应
[解析] 原料来源丰富是此法的优点之一，A正确；①、②、③步的目的是从海水中提取MgCl2以便用于第④步的电解，B正确；电解MgCl2生成镁和氯气，C正确；此过程中无置换反应，D不正确。
[答案] D
电解熔融MgCl2才能生成镁，电解MgCl2溶液不能生成镁，生成氢氧化镁。
镁带的燃烧
1．镁在空气中的燃烧
在空气中点燃镁，除了可与O2反应外，还能与N2、CO2反应。
化学方程式分别为：2Mg＋O22MgO、3Mg＋N2Mg3N2、2Mg＋CO22MgO＋C。
2．镁与CO2反应的实验探究
(1)实验步骤：
取一根4～5 cm的镁条，用砂纸将表面的氧化膜除去，用坩埚钳夹持镁条，在酒精灯上点燃后，伸入充满二氧化碳的集气瓶中(如图所示)。
(2)实验现象：
燃着的镁条在二氧化碳气体中继续燃烧，燃烧过程中发出耀眼的白光，伴有白烟，生成白色粉末，在集气瓶的内壁还有黑色的固体附着。
(3)实验结论：
在点燃(或高温)的条件下，镁与二氧化碳反应，生成氧化镁和碳单质。
(4)注意事项：
①对燃烧的镁条要用坩埚钳或大镊子夹持。
②镁条在点燃之前，要用细砂纸除去其表面的氧化膜，否则，镁条不易点燃。
③盛二氧化碳的集气瓶中要加入少量细沙，以防高温固体损伤集气瓶。
④集气瓶要始终用玻璃片盖着，镁条在集气瓶中要自上而下慢慢深入。
[例2] 下列说法不正确的是( )
A．金属镁在空气中较易被氧化，生成的氧化膜对金属镁有保护作用
B．去除表面氧化膜的金属镁，能在空气中点燃，产生耀眼的白光
C．将镁粉加到水中加热煮沸冷却后，滴加酚酞，会变红色
D．氮气很稳定，即使高温加热，去除表面氧化膜的镁条也不能在氮气中燃烧
[解析] 镁条表面的氧化膜对镁有保护作用，A正确；镁条在空气中可点燃，B正确；镁粉在加热条件下可与水缓慢反应生成Mg(OH)2沉淀物，但Mg(OH)2不是绝对不溶，微量Mg(OH)2溶解在水中，使溶液呈碱性，C正确；镁条可以在高温下与氮气反应，D不正确。
[答案] D
镁具有金属的一般通性，属于活泼的金属单质，但由于表面的氧化膜对内部的镁有保护作用，因此实验室中的镁条能放置较长时间。
1．(对应考点一)由海水制备无水氯化镁，主要有以下步骤：①在一定条件下脱水干燥；②加熟石灰；③加盐酸；④过滤；⑤浓缩结晶。其先后顺序正确的是( )
A．②④⑤③① B．③②④①⑤
C．③④②⑤① D．②④③⑤①
解析：由海水中提取镁可知，先在海水中加入熟石灰，使Mg2＋变成Mg(OH)2沉淀，过滤得到Mg(OH)2，然后再加盐酸溶解、浓缩结晶，在一定条件下脱水干燥，最终得到无水氯化镁。
答案：D
2．(对应考点一)下列化学反应，在从海水中提取金属镁的过程中，不会涉及的是( )
A．Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓
B．Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O
C．Mg(OH)2MgO＋H2O
D．MgCl2Mg＋Cl2↑
解析：A项是把海水中的Mg2＋转化为Mg(OH)2沉淀，B项是把Mg(OH)2转化为MgCl2，D项是电解熔融MgCl2制得Mg和Cl2，C项中的反应未涉及。
答案：C
3．(对应考点二)将相同质量的镁条分别放在①O2，②空气，③N2，④CO2中完全燃烧，燃烧后所得固体产物的质量由大到小的顺序为( )
A．②<①<③<④ B．④＝①＝②＝③
C．④>①>②>③ D．③>①>②>④
解析：假设Mg为1 mol，分别计算①②③④生成固体质量增加为多少，①中MgO增加16 g，③Mg3N2增加14×2/3 g＝28/3 g，④中MgO和C增加16 g＋6 g＝22 g，②介于①和③之间，故固体产物质量由大到小的顺序为④①②③。
答案：C
4．(对应考点二)已知Mg在CO2中可以燃烧。现将a g Mg置于盛有b L(标准状况)CO2和O2混合气体密闭容器中燃烧。
(1)在密闭容器中可能发生的化学反应有___________________________________
________________________________________________________________________。
(2)若在反应容器中CO2有剩余，则容器内的固体物质一定含有________。
解析：(1)Mg既可以在O2中燃烧，也可以在CO2中燃烧。
(2)若在反应容器中CO2有剩余，则CO2可能参加反应，也可能没有参加反应，所以容器内一定含有的固体物质是Mg和O2反应生成的MgO。
答案：(1)2Mg＋O22MgO、2Mg＋CO22MgO＋C
(2)MgO
5．(探究题)海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如下图所示：
(1)写出下列变化的化学方程式或离子方程式。
煅烧贝壳：__________________________________________________，
Mg(OH)2加盐酸：____________________________________________。
(2)电解熔融MgCl2的反应方程式是__________________________________________
________________，检验除镁外另一产物的方法是__________________________
______________________________。
(3)若在空气中加热MgCl2·6H2O，生成的是Mg(OH)Cl和HCl，写出相应反应的化学方程式________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)贝壳的主要成分是CaCO3。
(2)检验氯气用湿润的淀粉KI试纸。
(3)根据原子守恒写出方程式：MgCl2·6H2OMg(OH)Cl＋HCl↑＋5H2O↑。
答案：(1)CaCO3CaO＋CO2↑
Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O
(2)MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ 用湿润的KI淀粉试纸检验，可观察到试纸变蓝，说明产生的气体为Cl2
(3)MgCl2·6H2OMg(OH)Cl＋HCl↑＋5H2O↑
1．海水提镁的主要反应：CaCO3CaO＋CO2↑；
CaO＋H2O===Ca(OH)2；
MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2；
Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O；
MgCl2Mg＋Cl2↑。
2．Mg为活泼金属，可与O2、N2、CO2和盐酸等物质发生反应，表现出强还原性。
3．镁合金密度小，硬度和强度都很大；MgO是优质耐火材料。
一、选择题(本题包括5小题，每小题4分，共20分)
1．从海水中提取金属镁，正确的方法是( )
A．海水Mg(OH)2Mg
B．海水MgCl2溶液―→MgCl2(熔融)Mg
C．海水Mg(OH)2MgOMg
D．海水Mg(OH)2MgCl2溶液―→MgCl2(熔融)Mg
解析：镁应由电解熔融的MgCl2得到，而不能由电解MgO得到，因为MgO的熔点比MgCl2高得多。往海水中加入的碱应是石灰乳而不是NaOH，因为石灰乳可由海边贝壳来制取，比NaOH要便宜得多。
答案：D
2．下列关于镁的叙述中，不正确的是( )
A．在空气中燃烧时发出耀眼的白光
B．由于镁能够在空气中和氧气反应，所以必须密封保存
C．能跟盐酸反应放出氢气
D．能跟沸水反应放出氢气
解析：镁易和氧气反应生成氧化镁，氧化镁附着在镁的表面，阻碍镁和氧气反应，所以保存镁条时不用密封。
答案：B
3．镁粉是焰火、闪光粉中不可缺少的原料，工业制造镁粉是将镁蒸气在气体中冷却，下列①空气 ②CO2 ③Ar ④H2 ⑤N2可作为冷却气的是( )
A．①② B．②③
C．③④ D．④⑤
解析：镁是还原性很强的金属，在加热时能与许多气体物质反应，如空气、二氧化碳、氮气等，但不与氢气和稀有气体反应。
答案：C
4．某同学通过系列实验探讨 Mg 及其化合物的性质，操作正确且能达到目的的是( )
A．将水加入浓硫酸中得稀硫酸，置镁片于其中探讨 Mg 的活泼性
B．将 NaOH溶液缓慢滴入MgSO4溶液中，观察Mg(OH)2沉淀的生成
C．将 Mg(OH)2 浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤，洗涤并收集沉淀
D．将Mg(OH)2 沉淀转入蒸发皿中，加足量稀盐酸，加热蒸干得无水MgCl2固体
解析：浓硫酸稀释时，应将浓硫酸沿玻璃棒缓慢加入水中以防止液滴飞溅，A项错误；将NaOH溶液与MgSO4 溶液混合即可得到Mg(OH)2沉淀，B项正确；过滤时，应使用玻璃棒引流，C项错误；对MgCl2溶液直接加热，Mg2＋易水解，不能得到MgCl2固体，D项错误。
答案：B
5．某学校课外兴趣小组用海水晒盐后的盐卤(主要含Na＋、Mg2＋、Cl－、Br－等)来模拟工业生产提取镁，主要过程如图所示：
下列说法正确的是( )
A．①既是复分解反应，又是氧化还原反应
B．②既是复分解反应，又是非氧化还原反应
C．③既是分解反应，又是氧化还原反应
D．④既是置换反应，又是氧化还原反应
解析：①中发生反应的离子方程式为Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，该反应属于复分解反应，故肯定不是氧化还原反应，A项错误；②中的反应方程式为Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋H2O，B项正确；③中涉及的反应为MgCl2·6H2OMgCl2＋6H2O，由于没有单质生成，故该反应虽然是分解反应，但不是氧化还原反应，C项错误；④中涉及的反应为MgCl2Mg＋Cl2↑，不是置换反应，D项错误。
答案：B
二、非选择题(本题包括3小题，共30分)
6．(10分)某研究性学习小组为了探索镁粉与溴水反应的机理，做了如下四组实验：
①将镁粉投入到冷水中，未见任何现象。
②将镁粉放入溴水中，只观察到产生少量气泡，但溴水的颜色逐渐褪去。
③将镁粉放入液溴中，未见任何变化。
④向含足量镁粉的液溴中滴加几滴水，观察到红棕色很快褪去。
问题：
(1)实验②中观察到有少量气泡产生，可能是________，原因是______________________。
(2)水的作用是____________。
(3)写出镁与溴反应的方程式____________________。
解析：①说明镁不与冷水反应；②说明镁放入溴水中，少量镁与溴水中H＋反应生成H2，大量镁与溴反应；③④说明水可加快镁与溴的反应。
答案：(1)氢气 镁与溴水中的氢溴酸反应生成了氢气，Mg＋2HBr===MgBr2＋H2↑
(2)催化剂 (3)Mg＋Br2MgBr2
7．(8分)工业上“从海水中提取镁”的流程图如图所示。
其步骤为：
①将海边大量存在的贝壳煅烧成石灰，并将石灰制成石灰乳；②将石灰乳加入到海水沉淀池中经过滤得到Mg(OH)2沉淀；③在Mg(OH)2沉淀中加入盐酸得到MgCl2溶液，再经蒸发结晶得到MgCl2·6H2O；④将MgCl2·6H2O在一定条件下加热得到无水MgCl2；⑤电解熔融的MgCl2可得到Mg。
请回答以下问题：
(1)步骤③中的蒸发是利用风吹日晒来完成的，而在实验室中进行蒸发操作需要的主要仪器有________、玻璃棒、酒精灯、铁架台等。
(2)请写出步骤②、⑤中发生反应的化学方程式：
②________________________________________________________________________，
⑤________________________________________________________________________。
(3)上述提取镁的流程中，在降低成本、减少污染方面做了一些工作，请写出其中一点。
________________________________________________________________________
解析：(1)蒸发一般是在蒸发皿中进行的；
(2)从题中步骤来看②发生的反应是石灰乳[Ca(OH)2]与MgCl2发生复分解反应，⑤发生的是分解反应，生成了镁与氯气。
答案：(1)蒸发皿
(2)Ca(OH)2＋MgCl2===Mg(OH)2↓＋CaCl2
MgCl2Mg＋Cl2↑ (3)①电解产生的Cl2用于制HCl；②利用贝壳分解生成的CaO制石灰乳，降低成本。(答一点即可，其他合理答案都给分)
8．(12分)镁在二氧化碳中能燃烧，钠比镁更活泼，那么钠能在二氧化碳中燃烧吗？某研究性学习小组设计了如下装置进行探究。
(1)写出镁在二氧化碳中燃烧的化学反应方程式____________________________
____________________。
(2)该装置中饱和碳酸氢钠溶液的作用是____________________，浓硫酸的作用是________________________________________________________________________。
(3)用酒精灯在试管D底部加热，钠在充满二氧化碳气体的试管里剧烈地燃烧，产生大量的白烟。试管底部有黑色物质生成。试管冷却后，试管壁上附着一层白色物质。往试管中加水，白色物质溶解于水，黑色物质不溶。过滤，得到澄清的滤液。往滤液中加澄清石灰水，溶液变浑浊。再滴入稀盐酸，溶液中有气泡出现。则试管壁上附着的白色物质是______________。将滤纸上的黑色物质在坩埚中灼烧，黑色物质能燃烧。则该黑色物质是__________。试写出钠与二氧化碳反应的化学方程式：_______________________。
解析：石灰石和稀盐酸反应产生的CO2气体中含HCl气体和水蒸气，除去HCl应用饱和NaHCO3溶液，除去H2O用浓硫酸，Na与CO2反应生成的白色物质与石灰水反应变浑浊，加盐酸有气泡产生，白色物质应为Na2CO3，黑色物质能燃烧，应为碳。
答案：(1)2Mg＋CO22MgO＋C
(2)除去CO2中混有的HCl 干燥CO2气体
(3)Na2CO3 C(碳) 4Na＋3CO22Na2CO3＋C
1．书写下列反应的化学方程式：
①Fe在O2中燃烧：3Fe＋2O2Fe3O4；
②Fe与稀H2SO4反应：Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑；
③Fe与CuSO4溶液反应：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。
2．在上述三个化学反应中，铁失去电子，化合价升高，显示还原性。
3．在金属活动性顺序中，钠排在第3位，说明金属钠的活动性很强。
一、钠的物理性质
颜色、状态 熔、沸点 密度 硬度
银白色块状固体 熔沸点较低 比水小 硬度小、质地软
二、钠的化学性质
钠的原子结构示意图为，钠原子很容易失去一个电子，形成钠离子。
(1)与O2反应：
常温下：4Na＋O2===2Na2O；
加热时：2Na＋O2Na2O2。
Na2O为白色固体；Na2O2为淡黄色固体。
(2)与水反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
三、钠的制备和用途
1．制备
工业上电解熔融NaCl可以得到金属钠：
2NaCl2Na＋Cl2↑(填电解方程式)。
2．钠的用途
(1)钠和钾的合金常温下呈液态，可用做原子反应堆的导热剂。
(2)高压钠灯发出的黄光射程远、透雾力强，常用做路灯。
(3)金属钠还可以用于钛、锆、铌、钽等金属的冶炼。
如Na与TiCl4反应TiCl4＋4NaTi＋4NaCl。
1．实验室如何保存少量的金属钠？
答案：放在煤油中密封保存。
2．钠在空气中放置会发生怎样的变化？
答案：钠在空气中放置发生的变化过程与周围环境条件密切相关。一般条件下，银白色(Na)―→变暗(生成Na2O)―→变为白色固体(NaOH)―→表面形成溶液(NaOH潮解)―→结块(吸收CO2形成Na2CO3·10H2O)―→最终变成白色粉末(风化生成Na2CO3)，有关反应如下：
4Na＋O2===2Na2O；
Na2O＋H2O===2NaOH；
2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O；
Na2CO3＋10H2O===Na2CO3·10H2O；
Na2CO3·10H2ONa2CO3＋10H2O。
3．金属钠着火，能用水扑灭吗？
答案：不能，应用沙子盖灭。
4．切割金属钠时为什么不能用手直接去拿金属钠？
答案：金属钠与手上的水迅速反应，生成的物质NaOH，会烧伤手。
钠与水、酸、盐溶液的反应
1．钠与水(滴有酚酞)反应
实验现象 原因
金属钠熔化成闪亮的小球 该反应为放热反应，钠的熔点低
金属钠浮在液面上 钠的密度比水小
钠在水面上四处游动，并发出“嘶嘶”声 反应中产生气体
反应后的溶液显红色 生成物中有碱性物质
实验证明，钠与水反应生成了NaOH和H2，钠与水反应的实质是钠与水电离出的氢离子反应。
2．钠与酸反应
钠与酸反应，实质上是钠与酸电离出的H＋反应，所以当金属与酸溶液反应时，由于溶液中的H＋主要来源于酸，因此钠先与酸反应，若钠是过量的则继续与水反应。因为酸中H＋浓度远大于水中H＋浓度，所以钠与酸反应要比与水反应剧烈，以至发生燃烧或轻微爆炸。
3．钠与盐溶液反应
Na放入盐溶液时，先与水反应，生成的碱与盐可能发生复分解反应。故钠与盐溶液反应，不能置换出盐中的金属。由于钠易与氧气、水反应，密度比煤油大，所以将钠保存在煤油中，大量的钠要用石蜡封存，使之隔绝空气和水。
[例1] 某同学设计出一种在隔绝空气下让钠与水反应的方法，利用煤油来控制反应速率，使学生能仔细观察到各种实验现象。该方法简便、安全、现象明显、有趣味性。
实验装置如图所示，将长颈漏斗和套有乳胶管的玻璃管插入橡皮塞孔中，乳胶管另一端接有金属尖嘴管，乳胶管上带有弹簧夹。实验时，往100 mL的大试管中先加入40 mL煤油，取绿豆粒大小的金属钠放入大试管后塞上橡皮塞，通过长颈漏斗加入滴有酚酞的水直至液体充满整个试管。根据反应中观察到的现象，回答下列问题：
(1)实验前怎样检验该装置的气密性？
________________________________________________________________________。
(2)金属钠变化的现象是________________________________________________。
(3)大试管中溶液颜色的变化是__________________________________。
(4)装置中液面的变化分别是：大试管中__________；长颈漏斗中________。
(5)简述检验产生气体的方法：______________________________________________
________________________________________________________________________。
[解析] 由于钠的密度比水小，比煤油大，所以钠在煤油与水的界面处漂浮。钠与水反应产生的气体在逸出过程中把钠带入煤油层，钠在重力作用下再回到界面。反复多次，直至钠完全消失。产生的气体聚集在大试管上部，把液体反压到长颈漏斗中。
[答案] (1)关闭弹簧夹，通过长颈漏斗向大试管中加水直至漏斗中液面高于试管中液面，一段时间后液面差保持不变，说明装置气密性良好
(2)钠在煤油中逐渐下沉，至水面时与水发生反应，熔化成闪亮的小球，像热气球一样在煤油中作上下游动，最后完全消失
(3)水溶液从上至下逐渐由无色变为红色
(4)液面逐渐下降 液面逐渐上升
(5)当漏斗中液面上升到一定高度后，打开弹簧夹，点燃气体，有淡蓝色火焰产生
氧化钠和过氧化钠
1．Na2O与Na2O2比较
化学式 Na2O Na2O2
颜色 白色 淡黄色
状态 固体 固体
氧元素的化合价 －2价 －1价
属类 碱性氧化物 非碱性氧化物
生成条件 常温下缓慢氧化 燃烧或加热
热稳定性 不稳定，易转化为Na2O2 较稳定
与H2O反应 Na2O＋H2O===2NaOH 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
与CO2反应 Na2O＋CO2=== Na2CO3 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
与HCl反应 Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O 2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋2H2O＋O2↑
主要用途 用于制取Na2CO3 强氧化剂、漂白剂、供氧剂
2．Na2O2与CO2、H2O反应中有关量的关系
(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O2的体积。
(2)固体质量关系：
相当于固体(Na2O2)只吸收了CO2中的“CO”，H2O中的“H2”；可以看作发生相应的反应：Na2O2＋CO===Na2CO3、Na2O2＋H2===2NaOH(实际上两反应不能发生)。
(3)先后顺序关系：
一定量的Na2O2与一定量CO2和H2O(g)的混合物的反应，解决问题时可视作Na2O2先与CO2反应，待CO2反应完成后，Na2O2再与H2O发生反应。
(4)电子转移关系：
两反应都是Na2O2自身发生氧化还原反应，每有1 mol O2生成时，转移的电子均为2 mol。
[例2] 现有一定量含有Na2O杂质的Na2O2试样，用下图的实验装置测定Na2O2试样的纯度。(可供选用的反应物只有CaCO3固体、6 mol/L盐酸、6 mol/L硫酸和蒸馏水)
回答下列问题：
(1)实验前必须检查装置的气密性。仪器连接好后，在________中加适量的水，关闭A中分液漏斗阀门后微热试管，若看到________________说明装置气密性好。
(2)装置A中液体试剂选用盐酸而不是硫酸，理由是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)装置B的作用是________________________________________________；
装置C的作用是________________________________________________；
装置E中碱石灰的作用是______________________________________________。
(4)装置D中发生反应生成气体的化学方程式是：_____________________________
________________________________________________________________________。
(5)若开始时测得样品的质量为2.0 g，反应结束后测得气体体积为224 mL(标准状况)，则Na2O2试样的纯度为____________。
[解析] (1)检查装置的气密性，应在装置连接好之后，关闭活塞或加水封闭装置中的空气，然后采用加热法使装置内气体压强增大，通过排出气体或形成液柱判断。
(2)实验室中用CaCO3与盐酸反应制取CO2，而不用H2SO4，原因是H2SO4与CaCO3反应生成的CaSO4溶解度较小，会覆盖在CaCO3固体表面，阻止反应的继续进行。
(3)装置B、C为净化CO2的装置，E为吸收未反应的CO2的装置，因该实验通过测定生成O2的体积而计算Na2O2的纯度，故需将O2中的杂质气体除去。
(5)根据反应2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2中Na2O2与O2的关系，可由生成O2的量计算样品中Na2O2的质量及纯度。
[答案] (1)F(或G) F中长导管水面上升，停止加热后水面下降(或G中导管口有气泡冒出)
(2)硫酸与CaCO3固体反应生成的CaSO4微溶于水，会覆盖在CaCO3固体表面，使反应不能持续进行
(3)除去气体中的HCl 干燥气体
吸收装置D中反应剩余的CO2
(4)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
(5)78%
Na2O2不同于Na2O的性质
(1)Na2O2与酸反应生成盐和氧气，故Na2O2不是碱性氧化物。
(2)Na2O2的水溶液除了具有碱性外，还具有漂白性。
1．(对应考点一)某学生将一小块钠投入滴有酚酞的水中，此实验能证明钠下面4点性质中的( )
①钠的密度比水的小 ②钠的熔点较低 ③钠与水反应时放出热量 ④钠与水反应后溶液呈碱性
A．①④ B．①②④
C．①③④ D．①②③④
解析：Na与水反应时，Na熔化成闪亮的小球，在水面四处游动，同时溶液变红色。体现了①②③④四点性质。
答案：D
2．(对应考点一)[双选题]将金属钠投入到下列物质中，有气体放出且溶液质量减轻的是
( )
A．HCl溶液 B．K2SO4溶液
C．CuCl2溶液 D．饱和NaOH溶液
解析：Na投入溶液中都有H2放出，关键看溶液质量减轻这一条件。C项中生成Cu(OH)2沉淀，D项中析出NaOH晶体，使溶液质量减轻。
答案：CD
3．(对应考点一)在烧杯中加入水和苯(密度：0.88 g·cm－3，不溶于水，不与钠反应)各50 mL。将一小粒金属钠(密度：0.97 g·cm－3)投入烧杯中，观察到的现象可能是( )
A．钠在水层中反应并四处游动
B．钠停留在苯层中不发生反应
C．钠在苯的液面上反应并四处游动
D．钠在苯与水的界面处反应并可能做上、下跳动
解析：苯不溶于水，且其密度小于水，即ρ(水)＞ρ(钠)＞ρ(苯)，故金属钠应处于苯与水的交界处，钠与水接触会与之发生剧烈反应，产生的氢气使钠上浮于苯层中，反应随即停止，在重力的作用下，钠又回落于苯与水的交界处，上述过程反复循环，从而导致了钠的上下浮动，直至反应结束。
答案：D
4．(对应考点二)下列关于Na2O和Na2O2的叙述正确的是( )
A．都是白色固体
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：Na2O是白色粉末，Na2O2是淡黄色粉末。Na2O是碱性氧化物，Na2O2是过氧化物。它们都能和水反应形成氢氧化钠溶液。Na2O中氧元素价态为－2价，无氧化性，Na2O2中氧元素价态为中－1价，具有氧化性、还原性，是强氧化剂。
答案：C
5．(实验题)用脱脂棉包住约0.2 g过氧化钠粉末，置于石棉网上，往脱脂棉上滴水，可观察到脱脂棉剧烈燃烧起来。
(1)由上述实验现象所得出的有关过氧化钠跟水反应的结论是：第一，有氧气生成；第二，________。过氧化钠跟水反应的化学方程式为__________________________，其中还原剂是________。
(2)某研究性学习小组拟用如图所示装置进行实验，来证明上述结论。用以验证第一条结论的实验方法是________________________________________________________。用以验证第二条结论的实验方法及现象是___________________________________________。
解析：(1)脱脂棉的燃烧，除有氧气存在以外，还需反应物的温度达到着火点。脱脂棉剧烈燃烧起来说明Na2O2与H2O的反应放出了大量的热。
(2)若有O2生成，可以将带火星的小木条放在试管上的导管的末端口检验。若有热量放出，可在锥形瓶上的导管的末端口处用水检验。
答案：(1)放出热量 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ Na2O2 (2)将带火星的小木条放在试管口上的导管的末端，若木条剧烈地燃烧起来，说明反应生成了氧气 将锥形瓶上的导管的末端插入烧杯里的水中，若导管内有气泡冒出，说明反应放出热量
1．钠原子最外层的一个电子，表现出强的还原性，易与非金属单质、水等物质发生反应。
2．钠与O2、水反应的化学方程式为：
4Na＋O2===2Na2O(白色)
2Na＋O2Na2O2(淡黄色)
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
Na与水反应现象可概括为浮、游、熔、响。
3．Na2O是碱性氧化物，Na2O2不是碱性氧化物，可作漂白剂和供氧剂。Na2O2与H2O、CO2反应的化学方程式为：
2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
4．工业上电解熔融NaCl制金属钠。
一、选择题(本题包括5小题，每小题4分，共20分)
1．下列叙述中错误的是( )
A．钠在自然界中可以以游离态存在
B．钠在燃烧时产生黄色火焰
C．钠元素主要以Na＋形式存在于海水中
D．钠在空气中燃烧生成过氧化钠
解析：钠在自然界中只能以化合态的形式存在。
答案：A
2．[双选题]下列关于金属钠的说法中，不正确的是( )
A．钠具有银白色金属光泽，密度比水小
B．钠的还原性很强，在空气中易变质，最后变为过氧化钠
C．由于钠的密度大于煤油且不与煤油反应，所以可将少量的钠保存在煤油中
D．钠在工业上用于制氯化钠、氢氧化钠、碳酸钠等化合物
解析：钠易与空气中的氧气、水、二氧化碳反应，最终变为碳酸钠，B项错误；D项，未考虑工业生产的实际情况。
答案：BD
3．将一小块钠投入盛5 mL饱和澄清石灰水的试管里，不可能观察到的现象是( )
A．钠熔成小球并在液面上游动
B．发出“嘶嘶”的响声
C．溶液底部有银白色物质生成
D．溶液变浑浊
解析：将一小块钠投入饱和澄清石灰水中，钠与水剧烈反应，有A、B选项所叙述的现象。随着2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑反应的进行，水被消耗，溶液的温度升高，由于Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而降低，所以溶液中的Ca(OH)2有部分析出，可以观察到溶液变浑浊。
答案：C
4．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(常温)中充分反应，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较大
D．两块钠的反应产物质量一样大
解析：等质量的钠被氧化时失去相同数目的电子，等质量的钠生成过氧化钠时结合的氧多，产物质量大。
答案：B
5．下列对于Na2O、Na2O2的比较正确的一项是( )
A．Na2O、Na2O2均与水反应放出O2
B．Na2O、Na2O2均可用于杀菌消毒
C．Na2O2在和CO2的反应中既是氧化剂又是还原剂
D．Na2O2与水反应时，1 mol Na2O2转移2 mol电子
解析：A项：Na2O与水反应只生成NaOH；B项：Na2O没有强氧化性，不能用于杀菌消毒；C项：Na2O2与CO2反应时电子转移关系：Na2O2中－1价O变成了－2价和零价；D项：1 mol Na2O2与水反应转移1 mol电子。
答案：C
二、非选择题(本题包括3小题，共30分)
6．(8分)为检验市售煤油中是否掺有水，可向煤油样品中加少许白色粉末__________(填试剂化学式)，若观察到________现象，就说明煤油中掺有水，反应方程式为________________________________；也可向煤油样品中加入一小块金属钠，若观察到____________________现象，就可说明煤油中掺有水，反应方程式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：水可使无水CuSO4变蓝，也可与钠反应放出气体。
答案：CuSO4 变蓝 CuSO4＋5H2O===CuSO4·5H2O 有气泡生成 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
7．(10分)钠的氧化物有氧化钠和过氧化钠两种。
(1)写出过氧化钠与水及二氧化碳反应的化学方程式，并分析电子转移的方向和数目，指出氧化剂、还原剂。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(2)在呼吸面具和潜水艇里，用作氧气来源的物质是________。
A．H2O2 B．Na2O2
C．KClO3 D．KMnO4
(3)把Na2O2投入到少量紫色石蕊溶液中，有什么现象？如何解释？
________________________________________________________________________，
________________________________________________________________________，
________________________________________________________________________。
解析：(1)过氧化钠与水及二氧化碳的反应中，过氧化钠既是氧化剂又是还原剂。
(2)因为Na2O2与CO2和水反应均可产生O2，故在呼吸面具和潜水艇里Na2O2用作O2来源的物质。
(3)Na2O2具有强氧化性，可以使有机色质褪色。
上述两反应中，Na2O2既是氧化剂，又是还原剂
(2)B (3)石蕊溶液先变为蓝色，后变为无色 Na2O2与水反应生成的NaOH使石蕊溶液由紫色变为蓝色；Na2O2具有强氧化性、漂白性，因此片刻后，溶液由蓝色变为无色
8．(12分)用下图所示的方法研究金属钠与水反应的性质，其中A是用带孔的铝箔包着的小钠块。
(1)从大钠块上切下小钠块，所体现的金属钠的性质是__________________。对取下的小钠块要用滤纸吸(或擦)一下，这样做的目的是__________________________________________。
(2)包裹钠块的铝箔上要预先穿上足够多的小孔，若孔数不足，可能出现的不良后果是____________________。假如在实验刚开始以后就将镊子松开并拿出水面，“A”表现出的现象是__________________，出现这种现象的主要原因是___________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)可用一种酸碱指示剂证明反应生成了氢氧化钠，这种酸碱指示剂是__________；要证明反应生成的气体是氢气，实验方法是______________________________________
________________________________________________________________________。
解析：金属钠的硬度小、密度小、化学性质活泼，极易与水发生反应，并且放出热量较多。钠与水反应的实质为Na与H＋反应，生成了NaOH和氢气；检验碱的常用指示剂为酚酞(显红色)。检验H2常用点燃法：听到噗的一声或有爆鸣声。注意：H2的密度小，易扩散。
答案：(1)硬度小 除去金属钠表面上的煤油
(2)发生爆炸 浮到水面上并四处游动 金属钠比水的密度小，与水反应生成氢气
(3)酚酞试液 将集满气体的试管口朝下移近酒精灯点燃
第二课时 碳酸钠的性质与应用
1．钠元素的焰色反应为黄色。
2．实验室中证明某盐溶液为碳酸盐的方法：向该物质中加入CaCl2(或BaCl2)溶液有白色沉淀生成，加入足量稀盐酸，并将产生的气体通入澄清石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，则可证明该盐为碳酸盐。
3．少量CO2通入NaOH溶液中，发生反应：CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O；过量CO2通入NaOH溶液中，发生反应：CO2＋NaOH===NaHCO3。
一、碳酸钠
1．物理性质
碳酸钠俗称纯碱或苏打，是一种白色粉末状固体，熔点较高，易溶于水。
2．化学性质
(1)水溶液显碱性。
(2)与酸反应：
与稀盐酸的反应方程式：
Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑；
向Na2CO3溶液中通入CO2发生的反应方程式：
Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3。
(3)与某些碱(如澄清石灰水)反应：
Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH。
(4)与某些盐(如BaCl2溶液)反应：
Na2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2NaCl。
3．用途
(1)工业用途：纯碱在玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油、冶金、食品等工业中有着广泛的应用。
(2)日常生活：碳酸钠水溶液呈碱性，在日常生活中常用热的纯碱来除去油污。
4．碳酸钠的制法——侯氏制碱法
将CO2气体通入氨化的饱和食盐水中，利用NaHCO3的溶解度小于NH4HCO3、NaCl、NH4Cl的原理，析出NaHCO3晶体，化学方程式为：
CO2＋NH3＋NaCl＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl。
煅烧NaHCO3晶体制得纯碱，方程式为：
2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O。
二、碳酸氢钠
1．物理性质
俗名：小苏打，水溶性：易溶，水溶液显碱性。
2．化学性质(填化学反应方程式)
(1)受热易分解：
2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O。
(2)与盐酸反应：
NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑。
(3)与NaOH反应：
NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O。
1．向饱和Na2CO3溶液中通入CO2，为何有白色晶体析出？
答案：生成的NaHCO3的溶解度小于Na2CO3的溶解度；Na2CO3与CO2反应时消耗了水。
2．如何除去Na2CO3粉末中的NaHCO3？
答案：加热使NaHCO3分解。
3．如何区分Na2CO3溶液和NaHCO3溶液？
答案：分别取少许溶液，加入少量稀CaCl2溶液，生成白色沉淀的是Na2CO3溶液。
4．向一定量的Na2CO3溶液中慢慢滴加稀盐酸，开始无气体产生，后有气体产生，这是为什么？
答案：开始滴入盐酸时发生反应：
Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl，此时无气体产生，
再滴加稀盐酸，发生反应：
NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑。
碳酸钠与碳酸氢钠性质的比较
1．基本性质比较
Na2CO3 NaHCO3 性质比较
水溶性 易溶 易溶 相同温度下，Na2CO3的溶解度大于NaHCO3
与CaCl2反应 有白色沉淀生成 无明显现象
与Ca(OH)2反应 有白色沉淀生成 有白色沉淀生成
与酸反应 反应 反应 都放出CO2气体，但NaHCO3与酸反应的剧烈程度强于Na2CO3
溶液的酸碱性 碱性 碱性 物质的量浓度相同时，Na2CO3溶液的pH比NaHCO3溶液的大
热稳定性 稳定 不稳定 NaHCO3受热分解生成Na2CO3、CO2和H2O
2．与足量盐酸反应的比较
Na2CO3和盐酸反应可理解为分步进行：
Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl、
NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑
NaHCO3和盐酸反应的化学方程式为：
NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O
(1)速率：由于Na2CO3需逐步结合两个H＋才放出CO2，故NaHCO3与盐酸反应放出CO2的速率快。
(2)耗酸量：等质量的Na2CO3与NaHCO3前者耗酸多，等物质的量时也是前者耗酸多。
(3)CO2生成量的比较：
①等物质的量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量的盐酸反应，产生的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的量多。
③等物质的量的HCl与足量的Na2CO3、NaHCO3分别反应，NaHCO3产生的CO2的量多。
④一定量的NaHCO3受热分解产生CO2的量与其受热分解后的残留物与盐酸反应产生CO2的量相等(碳元素守恒)。
[例1] 关于Na2CO3和NaHCO3的下列说法中正确的是( )
A．Na2CO3比NaHCO3易溶于水
B．NaHCO3比Na2CO3稳定
C．石灰水能和NaHCO3反应不与Na2CO3反应
D．等物质的量的Na2CO3和NaHCO3与盐酸反应，消耗盐酸的物质的量之比为2∶1
[解析] A项Na2CO3比NaHCO3溶解能力强，正确；B项NaHCO3受热易分解，Na2CO3受热难分解，错误；C项Ca(OH)2与NaHCO3、Na2CO3都可生成CaCO3沉淀，错误；D项等物质的量的Na2CO3和NaHCO3与盐酸反应生成NaCl，因Na2CO3中n(Na＋)为NaHCO3中n(Na＋)的2倍，消耗的盐酸Na2CO3也为NaHCO3的2倍，正确。
[答案] AD
Ca(OH)2与NaHCO3、Na2CO3反应的化学方程式为：Ca(OH)2＋NaHCO3(少量)===CaCO3↓＋NaOH＋H2O，Ca(OH)2＋2NaHCO3(过量)===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH。
碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别、除杂及相互转化方法
1．Na2CO3和NaHCO3的鉴别实验
实验方案 实验现象 结论
配成溶液，各取少量置于两支试管中，分别滴加CaCl2溶液 一支试管内产生白色沉淀 Na2CO3溶液
一支试管内无明显现象 NaHCO3溶液
各取适量溶液置于两支试管内，分别逐滴滴加盐酸 开始无气泡，后产生气泡 Na2CO3溶液
立即产生气泡 NaHCO3溶液
加热固体 无气体产生 Na2CO3
有气体产生 NaHCO3
分别制成饱和溶液，然后向其中吹入CO2气体 有晶体析出 Na2CO3溶液
无晶体析出 NaHCO3溶液
2．Na2CO3和NaHCO3混合物的提纯
(1)Na2CO3固体粉末中混有NaHCO3，采用加热法。
(2)Na2CO3溶液中混有NaHCO3，滴加适量的NaOH溶液。
(3)NaHCO3溶液中混有Na2CO3，通入过量的CO2气体：Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3。
3．Na2CO3与NaHCO3之间的相互转化
Na2CO3NaHCO3
2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑(固体状态)
(溶液中)。
[例2] 有两个无标签的试剂瓶，分别装有Na2CO3和NaHCO3，有4位同学为鉴别它们采用了以下不同的方法，其中可行的是( )
A．分别配成溶液，再加入澄清石灰水
B．分别配成溶液，再加入NaOH溶液
C．分别加热，再检验是否有使石灰水变浑浊的气体产生
D．分别配成溶液，再进行焰色反应
[解析] A项中的石灰水与Na2CO3和NaHCO3皆能发生反应，产生CaCO3沉淀。B项中NaOH虽然只与NaHCO3反应：NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O，但并无明显现象。D项两试剂中皆含有Na元素，不能用焰色反应来区分。C项加热时，只有NaHCO3受热分解：2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，产生的CO2可使澄清石灰水变浑浊，故可用来鉴别。
[答案] C
鉴别NaHCO3和Na2CO3的常用方法
(1)固体，加热，将气体通入澄清石灰水中。
(2)稀溶液，加入BaCl2或CaCl2溶液。
1．(对应考点一)下列关于碳酸钠和碳酸氢钠的比较中，正确的是( )
A．二者在水中的溶解度不同，碳酸氢钠的溶解度大于碳酸钠的溶解度
B．二者热稳定性不同，碳酸氢钠的热稳定性大于碳酸钠的热稳定性
C．二者都能与盐酸反应放出二氧化碳气体，等物质的量的碳酸钠和碳酸氢钠与同浓度的盐酸反应产生气体的量和反应快慢不同
D．二者在一定的条件下可以相互转化
解析：NaHCO3的溶解度小于Na2CO3的溶解度，A错误；Na2CO3比NaHCO3稳定，B错误；等物质的量的Na2CO3与NaHCO3与过量同浓度盐酸反应时，反应较快的是NaHCO3，但产生气体的量相同，C错误；二者在一定条件下可以相互转化，如2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3，D项正确．
答案：D
2．(对应考点二)可用于判断碳酸氢钠粉末中混有碳酸钠的实验方法是( )
A．加热时无气体放出
B．滴加盐酸时有气泡放出
C．溶于水后滴加BaCl2稀溶液有白色沉淀生成
D．溶于水后滴加澄清石灰水有白色沉淀生成
解析：碳酸氢钠与BaCl2稀溶液不反应，而碳酸钠与BaCl2稀溶液反应有白色沉淀生成。
答案：C
3．(对应考点二)除去NaHCO3溶液中混有的少量Na2CO3可采取的方法是( )
A．通入二氧化碳气体
B．加入氢氧化钡溶液
C．加入澄清石灰水
D．加入稀盐酸
解析：Na2CO3溶液可与CO2反应生成NaHCO3，所以采用通入CO2的方法；加入Ba(OH)2、Ca(OH)2、盐酸等物质时，都会与NaHCO3反应。
答案：A
4．(对应考点一)为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度，现将w1 g样品加热，其质量变为w2 g，则该样品的纯度(质量分数)是( )
A. B.
C. D.
解析：因NaHCO3受热易分解为Na2CO3、CO2和H2O，导致固体质量减小，可利用差量法进行计算：
2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O m(减少)
2×84 106 62
x (w1－w2)
解得x＝，将其代入下式可得：w(Na2CO3)＝(w1－x)/w1＝，A项正确。
答案：A
5．(实验题)“套管实验”是将一个较小的玻璃仪器装入另外一个玻璃仪器中，经组装来完成原来需要两只或更多普通玻璃仪器进行的实验。因其具有许多优点，近年被广泛开发并应用于化学实验中。下述实验为“套管实验”，请观察如图所示实验装置，分析实验原理，回答下列问题：
(小试管内塞有沾有无水硫酸铜粉末的棉花球)
(1)从点燃酒精灯开始，试管及烧杯A、B中能观察到的现象有_________________
________________________________________________________________________。
(2)整个实验结束时，在操作上需要特别注意的问题是
________________________________________________________________________。
(3)通过该实验可得出的结论是________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：实验装置不再是传统的组装，而是改进了的，将原来两个实验结合在一起，能更好地进行对比说明碳酸钠与碳酸氢钠的热稳定性。
答案：(1)棉花球变蓝，B中澄清石灰水变浑浊，开始时A中有气泡产生，小试管内有液滴出现
(2)防止倒吸
(3)NaHCO3的热稳定性比Na2CO3的差，NaHCO3分解有CO2和H2O生成
1．Na2CO3俗称纯碱或苏打，NaHCO3俗称小苏打。它们都是钠盐水溶液，都呈碱性，且物质的量浓度相同时，Na2CO3溶液的碱性更强。
2．鉴别Na2CO3和NaHCO3的方法：
①固体：加热法，看是否能放出使澄清石灰水变浑浊的气体。
②溶液：滴加BaCl2或CaCl2溶液，看是否有白色沉淀。
3．Na2CO3与NaHCO3相互转化的反应：
Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3。
2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，
NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O。
一、选择题(本题包括5小题，每小题4分，共20分)
1．为使以面粉为原料的面包松软可口，通常用NaHCO3作发泡剂，因为它( )
①热稳定性差 ②增加甜味 ③产生二氧化碳
④提供钠离子
A．②③ B．①③
C．①④ D．③④
解析：NaHCO3热稳定性差，加热可以分解产生CO2，使面包松软可口。
答案：B
2．下列说法不正确的是( )
A．Na2O2可用于呼吸面具中氧气的来源
B．Na2O和Na2O2投入水中都能生成NaOH，都是氧化还原反应，它们都是碱性氧化物
C．Na2CO3可用于制玻璃、肥皂、造纸、纺织等工业，而NaHCO3可用于治疗胃酸过多，制造发酵粉等
D．NaCl的性质稳定，可用作调味品
解析：碱性氧化物是指能与酸反应生成盐和水的氧化物，根据定义Na2O属于碱性氧化物，而Na2O2与酸反应相当于先和水反应，产物再和酸反应，因此产物中会有O2生成，故Na2O2不是碱性氧化物。
答案：B
3．(2011·上海高考)120 mL含有0.20 mol碳酸钠的溶液和200 mL盐酸，不管将前者滴加入后者，还是将后者滴加入前者，都有气体产生，但最终生成的气体体积不同，则盐酸的浓度合理的是( )
A．2.0 mol/L B．1.5 mol/L
C．0.18 mol/L D．0.24 mol/L
解析：若碳酸钠恰好与盐酸反应生成碳酸氢钠，则盐酸的浓度是0.12 mol/L；若碳酸钠恰好与盐酸反应生成二氧化碳，则盐酸的浓度是0.24 mol/L。由于最终生成的气体体积不同，则盐酸的浓度只能是介于0.12 mol/L～0.24 mol/L之间。
答案：C
4．下列实验方案鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体，不能达到预期目的的是( )
A．分别向等量的白色固体中加入等体积、等浓度的稀盐酸，比较生成气体的快慢
B．分别取少量的白色固体溶于水配成无色溶液，分别向两种溶液中加入BaCl2溶液，比较是否有沉淀生成
C．分别取少量的白色固体溶于水配成无色溶液，分别向两种溶液中加入澄清石灰水，比较是否有沉淀生成
D．分别将等量的白色固体在大试管中加热，将产生的气体通入到澄清石灰水中，比较澄清石灰水是否变浑浊
解析：C项中都会生成CaCO3沉淀。
答案：C
5．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．CaO固体(CaCO3)，将混合物加热
D．Na2CO3溶液(Na2SO4)，加入适量的Ba(OH)2溶液，过滤
解析：D项引入新的杂质NaOH，且Na2CO3也可与Ba(OH)2反应，故不正确。
答案：D
二、非选择题(本题包括3小题，共30分)
6．(10分)碳酸钠和碳酸氢钠是生活中常见的物质，请回答下列问题。
(1)碳酸钠俗称________，其水溶液显________(填“酸”、“碱”或“中”)性。
(2)碳酸氢钠可治疗胃酸(0.2%～0.4%的盐酸)过多，该反应的化学方程式为____________________________。等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量盐酸反应生成CO2的量，前者________后者(填“>”、“<”或“＝”)。
(3)用化学方程式表示除去碳酸钠固体中碳酸氢钠的方法________________________________________________________________________。
解析：(1)碳酸钠俗称纯碱或苏打，测定其水溶液的pH>7，说明其水溶液呈碱性；
(2)碳酸氢钠与胃酸(HCl)反应生成NaCl、CO2和H2O，根据碳酸钠及碳酸氢钠与盐酸反应的方程式可知，相同质量情况下，碳酸氢钠产生的CO2更多；
(3)要除去碳酸钠固体中的少量碳酸氢钠，可以用加热的方法。
答案：(1)纯碱或苏打 碱
(2)NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑ <
(3)2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O
7．(8分)除杂：将所需物质、试剂或方法填在相应横线上。
(1)Na2CO3中混有Na2O2_________________________________________________；
(2)NaCl溶液中混有NaHCO3____________________________________________；
(3)CO2中混有HCl______________________________________________；
(4)NaOH溶液中混有Na2CO3________________________________________。
解析：(1)将混合物装入干燥管，通CO2至不再产生O2，Na2O2转化为Na2CO3。
(2)向溶液中加入盐酸至不再产生气泡，使NaHCO3跟盐酸反应生成NaCl和CO2，然后将溶液加热，驱除CO2。
(3)将气体通过足量的饱和NaHCO3溶液，即可除去HCl，因CO2在饱和NaHCO3溶液中溶解度很小，使CO2少损失，不可用Na2CO3溶液、NaOH溶液，因CO2也与之反应。
(4)向溶液中滴加Ca(OH)2溶液，至不再产生白色沉淀，即可除去Na2CO3，并转化为NaOH。过滤除去沉淀。
答案：(1)CO2 (2)稀盐酸
(3)饱和NaHCO3溶液 (4)Ca(OH)2溶液
8．(12分)已知A、B、C是三种含钠元素的白色固体物质，D是无色气体，E是一种难溶物质，它们具有如右图所示转化关系：
(1)写出A、B、C、D、E的化学式
A________，B________，
C________，D________，
E________。
(2)写出①②两个箭头所示转化的化学方程式。
①________________________________________________________________________，
②________________________________________________________________________。
解析：根据D是无色气体，能和石灰水反应生成一种难溶物质E，可推出D是CO2，E是CaCO3；A既能和少量CO2反应，又能和足量CO2反应，可推出A是NaOH，B是NaHCO3，C是Na2CO3。
答案：(1)NaOH NaHCO3 Na2CO3 CO2 CaCO3
(2)①Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH
②CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O
第三课时 离子反应
1．电解质是在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物，主要包括酸、碱、盐，多数金属氧化物和水。
2．非电解质主要包括多数有机化合物、非金属氧化物和氨气等。
3．书写下列物质的电离方程式：
①HCl：HCl===H＋＋Cl－；
②NaOH：NaOH===Na＋＋OH－；
③NaCl：NaCl===Na＋＋Cl－；
④NaHSO4：NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO。
一、强电解质与弱电解质
(1)强电解质：在水溶液中能完全电离的电解质。如强酸、强碱、绝大多数盐等。
(2)弱电解质：在水溶液中不能完全电离的电解质。如弱酸、弱碱、水等。
(3)完成下列电离方程式：
①H2SO4===2H＋＋SO；
②CH3COOH??H＋＋CH3COO－。
③NaOH===Na＋＋OH－
④NH3·H2O??NH＋OH－
二、离子反应
(1)概念：有离子参加的化学反应。
(2)离子反应的实质：溶液中某种离子浓度的降低。
(3)复分解反应型离子反应发生的条件：
三、离子方程式
1．概念
用实际参加反应的离子符号来表示离子反应的式子。
2．离子方程式的书写步骤
(1)写：写出反应的化学方程式：
(2)拆：把溶于水且完全电离的物质写成离子形式，难溶于水或溶于水但难电离的物质仍用化学式表示。
(3)删：删去化学方程式两边不参加反应的离子。
(4)查：检查离子方程式两边各元素的原子数目和离子所带电荷总数是否相等。
3．离子方程式的意义
(1)表示某一特定的化学反应：
如离子方程式：Ba2＋＋2OH－＋Cu2＋＋SO===BaSO4↓＋Cu(OH)2↓，只表示Ba(OH)2＋CuSO4===BaSO4↓＋Cu(OH)2↓这一化学反应。
(2)表示同一类型的所有的化学反应：
例如，离子方程式：H＋＋OH－===H2O，表示强酸和强碱在溶液中反应生成可溶性盐和水的所有反应。
4．氧化还原型离子反应
锌和稀硫酸的反应，氯气和溴化钠溶液的反应实质上分别是Zn和溶液中的H＋，Cl2和溶液中的Br－的反应，其离子方程式分别为Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2。
1．连连看。
答案：①－ae ②－bf ③－c
2．强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质溶液的导电能力强吗？
答案：不一定，溶液的导电能力取决于溶液中离子浓度的大小。
3．强电解质一定易溶于水吗？
答案：不一定，如CaCO3等难溶性盐都为强电解质。
4．离子反应一定是复分解反应吗？
答案：不一定，只要有离子参加的反应都属于离子反应。
5．判断离子方程式的正误。
(1)钠与水反应：
Na＋H2O===Na＋＋OH－＋H2↑。( )
(2)碳酸钠溶液与CaCl2溶液反应：
Ca2＋＋CO===CaCO3↓。( )
(3)Cu和AgNO3溶液反应：
Cu＋Ag＋===Cu2＋＋Ag。( )
(4)H2SO4和Ba(OH)2溶液反应：
H＋＋OH－===H2O。( )
(5)Fe和稀H2SO4反应：
Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑。( )
答案：(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)×
离子方程式的书写与正误判断
1．离子方程式书写中的注意事项
(1)难溶物质、弱电解质、易挥发物质、单质、非电解质、氧化物均写化学式。
(2)微溶物作为反应物时，若是澄清溶液，如澄清石灰水，写离子符号；若是悬浊液，如石灰乳写化学式。微溶物作为生成物，一般写化学式(标“↓”)。
(3)氨水作为反应物，写NH3·H2O；作为生成物，若有加热条件或浓度很大，可写NH3(标“↑”)，否则一般写NH3·H2O。
(4)固体与固体间的反应不能写离子方程式；浓H2SO4与固体的反应不能写离子方程式。
(5)离子方程式要做到两配平，即原子个数配平和电荷配平。
2．离子方程式的正误判断——“七看”
(1)看是否符合客观事实。
(2)看化学式拆写是否正确。
(3)看符号使用是否正确。要注意“===”“??”“―→”“↓”“↑”等符号的正确使用。
(4)看是否遵循质量守恒、电荷守恒和得失电子守恒。
(5)看是否漏掉离子反应。
(6)看反应物或产物的配比是否正确。
(7)看是否符合题设条件的要求。如过量、少量、等物质的量、适量、任意量以及滴加顺序等对反应产物的影响。
[例1] 下列反应的离子方程式正确的是( )
A．氯化钠溶液中滴加硝酸银溶液：AgNO3＋Cl－===AgCl↓＋NO
B．碳酸氢钠溶液与NaOH溶液混合：HCO＋OH－===CO＋H2O
C．盐酸滴入氨水中：H＋＋OH－===H2O
D．碳酸钙溶解于稀硝酸中：CO＋2H＋―→CO2↑＋H2O
[解析] AgNO3属于可溶于水的强电解质，在离子方程式中可拆成离子，A不正确；氨水中的NH3·H2O是弱电解质，在离子方程式中不能拆开，C不正确；碳酸钙属难溶物质，不能拆开，且离子方程式不应用“→”，D不正确。
[答案] B
判断离子方程式正误特别要注意以下几点：①反应是真实存在的；②在水溶液中，只有可溶于水的强电解质在反应中才可拆成离子；③符合质量、电荷、得失电子守恒。
溶液中的离子能否大量共存的判断
1．溶液中的离子满足离子反应发生的条件时，不能大量共存
(1)生成难溶物质不能大量共存：如SO与Ba2＋、Pb2＋；Cl－与Ag＋；CO与Ca2＋、Ba2＋等。
(2)生成微溶物质不能大量共存：如SO与Ag＋、Ca2＋；CO与Mg2＋；OH－与Ca2＋等。
(3)强酸性溶液中不能大量共存的离子有：OH－、弱酸根离子(如CO、S2－、SO、ClO－、SiO等)、多元弱酸酸式酸根离子(如HSO、HCO、HS－等)。
(4)强碱性溶液中不能大量共存的离子有：H＋、弱碱阳离子(如NH、Cu2＋、Fe3＋、Al3＋、Mg2＋等)、多元弱酸酸式酸根离子(如HSO、HCO、HS－、HPO等)。
2．判断溶液中离子能否大量共存时要注意隐含条件
(1)在“无色溶液”中不能存在有色离子：如Fe3＋(棕黄色)、Fe2＋(浅绿色)、MnO(紫红色)、Cu2＋(浓溶液：绿色；稀溶液：蓝色)等。
(2)强酸性溶液中要考虑H＋的大量存在，强碱性溶液中要考虑OH－的大量存在。
[例2] 下列无色溶液中，可以大量共存的离子组是( )
A．Mg2＋、SO、NO、NH
B．Cu2＋、H＋、SO、Na＋
C．HCO、OH－、SO、Cl－
D．K＋、Ba2＋、CO、OH－
[解析] Cu2＋在水溶液中显蓝色，B不符合题意；HCO与OH－能反应生成CO和H2O，C不正确；Ba2＋与CO可形成BaCO3沉淀，D不正确；只有A正确。
[答案] A
解答离子能否大量共存的问题，首先要看题干中是否有隐含条件，然后再看选项中是否有能生成沉淀、难电离的物质和气体，或能发生氧化还原反应的离子。
1．(对应考点一)下列离子方程式书写正确的是( )
A．石灰乳与Na2CO3溶液混合：
Ca2＋＋CO===CaCO3↓
B．向稀盐酸中加入适量铁粉：
2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑
C．氨气通入盐酸中：NH3＋H＋＋Cl－===NH4Cl
D．氢氧化镁和盐酸反应：
Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O
解析：A项，改写错误：石灰乳中Ca(OH)2应写成化学式；B项，不符合客观事实：铁粉和稀盐酸反应生成Fe2＋；C项，NH4Cl为强电解质，应拆写成离子形式。
答案：D
2．(对应考点一)能正确表示下列化学反应的离子方程式是( )
A．用碳酸钠溶液吸收少量SO2：
2CO＋SO2＋H2O===2HCO＋SO
B．金属铝溶于盐酸中：Al＋2H＋===Al3＋＋H2↑
C．石灰乳与盐酸反应：H＋＋OH－===H2O
D．碳酸镁溶于硝酸中：CO＋2H＋===H2O＋CO2↑
解析：B项电荷不守恒，C项反应物为石灰乳，Ca(OH)2不能拆写，D项MgCO3不能拆写。
答案：A
3．(对应考点二)在酸性的无色溶液中，下列离子能大量共存的是( )
A．ClO－、Na＋、Ba2＋、SO
B．OH－、NO、Mg2＋、Na＋
C．Al3＋、Mg2＋、SO、Cl－
D．MnO、SO、K＋、Na＋
解析：题干中有两个隐藏条件，一为无色溶液，即有色离子不能存在，另一为溶液呈酸性。在酸性溶液中，OH－及弱酸酸根离子均不能共存。A项中ClO－与H＋不能共存，同时Ba2＋和SO生成沉淀也不能共存。B项中OH－与H＋不能共存，同时OH－与Mg2＋不能共存。D项中MnO为紫红色，不符合条件。
答案：C
4．(对应考点二)在碱性溶液中能大量共存且溶液为无色透明的离子组是( )
A．K＋、MnO、Na＋、Cl－
B．K＋、Na＋、NO、CO
C．Na＋、H＋、NO、SO
D．Fe3＋、Na＋、Cl－、SO
解析：题设要求为碱性条件，故还有OH－的存在。同时，溶液为无色，排除A、D，因MnO呈紫红色，Fe3＋呈黄色。C中H＋＋OH－===H2O，不共存。
答案：B
5．(探究题)某无色溶液可能由Na＋、Ag＋、Ba2＋、Al3＋、Cu2＋、MnO、CO、SO、Cl－中的若干种组成。为了确定该溶液的成分，进行如下实验：
①取少量该溶液加入过量稀盐酸，有气体生成，得到甲溶液；
②取少量甲溶液，向其中加入硝酸酸化的硝酸银溶液，出现白色沉淀甲；
③取少量原溶液，向其中加入Ba(OH)2溶液，出现白色沉淀乙。
根据上述实验回答下列问题：
(1)溶液中一定不存在的离子是________。
(2)一定存在的离子是______________。
(3)沉淀乙中一定含有________，可能含有________，判断乙成分的方法是________，有关反应的离子方程式是______________________________。
解析：因为原溶液无色，所以其中不含有颜色的Cu2＋和MnO；由实验①可知溶液中含有CO，由此可排除Ag＋、Ba2＋、Al3＋的存在；因为实验①中引入了Cl－，所以实验②无法说明原溶液中是否含有Cl－；溶液中可能存在SO，实验③所得的沉淀可能是BaCO3和BaSO4的混合物；溶液中不能没有阳离子，故溶液中肯定存在Na＋。
答案：(1)Ag＋、Ba2＋、Al3＋、Cu2＋、MnO
(2)Na＋、CO
(3)BaCO3 BaSO4 在③中加入盐酸，观察沉淀是否全部溶解 BaCO3＋2H＋===Ba2＋＋H2O＋CO2↑
1．强电解质是在水溶液中完全电离的电解质，如强酸、强碱、绝大多数盐。
2．弱电解质是在水溶液中不能完全电离的电解质，如弱酸、弱碱和水等。
3．离子方程式的书写步骤分四步：写、拆、删、查。
拆：易溶于水且完全电解的物质即在溶液中以离子形式存在。
查：原子守恒，电荷守恒(方程式两边离子所带电荷相等)。
4．复分解型离子反应发生的条件：有难溶物质、难电离物质或易挥发物质生成。
5．离子在溶液中也可发生氧化还原反应，如Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑
一、选择题(本题包括5小题，每小题4分，共20分)
1．下列事实能证明NaCl为强电解质的是( )
A．熔融NaCl能导电
B．NaCl饱和溶液具有很强的导电能力
C．NaCl为离子化合物
D．1 mol·L－1的NaCl溶液中c(Na＋)为1 mol·L－1
解析：判断的关键是抓住强电解质在水溶液中完全电离。
答案：D
2．可以用离子方程式H＋＋OH－===H2O来表示的化学反应是( )
A．醋酸和氢氧化钠溶液的反应
B．盐酸和氨水的反应
C．硝酸和氢氧化钡溶液的反应
D．硫酸和氢氧化钡溶液的反应
解析：A项醋酸为弱电解质不能拆开，B项中氨水为弱电解质，不能拆开，D项中SO和Ba2＋反应生成BaSO4沉淀，离子方程式为Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SO===BaSO4↓＋2H2O。
答案：C
3．下列化学反应的离子方程式正确的是( )
A．往碳酸镁中滴加稀盐酸：
MgCO3＋2H＋===Mg2＋＋CO2↑＋H2O
B．氢氧化钡溶液与稀硫酸反应：
Ba2＋＋SO===BaSO4↓
C．氢氧化铜加到稀盐酸中：
Cu2＋＋2OH－＋2H＋===Cu2＋＋2H2O
D．碳酸与氢氧化钠溶液反应：H＋＋OH－===H2O
解析：B项漏写离子反应；C项Cu(OH)2应写化学式；D项中H2CO3为弱酸应写成分子形式。
答案：A
4．在pH＝1的无色溶液中能大量共存的离子组是( )
A．NH、Mg2＋、SO、Cl－
B．Ba2＋、K＋、OH－、NO
C．Al3＋、Fe2＋、SO、Cl－
D．Na＋、Ca2＋、Cl－、MnO
解析：pH＝1的溶液是酸性溶液，在各个选项中增加H＋，判断是否发生反应，无色溶液中不包括常见的有色离子，B项中OH－与H＋不能大量共存，C、D两个选项中均含有有色离子，Fe2＋是浅绿色的离子，MnO是紫红色的离子。
答案：A
5．下列各组离子，在强碱性溶液中可以大量共存的是( )
A．I－、Cu2＋、Cl－、SO
B．Na＋、K＋、Fe3＋、Ba2＋
C．Br－、S2－、Cl－、CO
D．SO、NO、SO、HCO
解析：A项生成Cu(OH)2沉淀，B项生成Fe(OH)3沉淀，D项HCO与OH－反应。
答案：C
二、非选择题(本题包括3小题，共30分)
6．(10分)溶液中可能有SO、CO、Cl－、OH－中的一种或几种离子。
(1)当溶液中有大量H＋存在时，溶液中可能有离子___________________________
________________________________。
(2)当溶液中有大量Ba2＋存在时，溶液中不可能有离子______________________。
(3)当溶液中有阳离子________和________时，上述所有阴离子都不可能存在。
解析：(1)由于H＋能与CO、OH－发生反应，则溶液中可能存在SO、Cl－。
(2)由于Ba2＋能与SO、CO发生反应，则溶液中不可能存在SO、CO。
(3)由于Cl－、OH－都能与Ag＋发生反应生成沉淀，故若有Ag＋、Ba2＋存在时，上述所有阴离子均不可能存在。
答案：(1)SO、Cl－
(2)SO、CO (3)Ag＋ Ba2＋
7．(8分)某研究性学习小组为了了解HCl、NaHSO4、NaHCO3在水溶液中的电离情况，进行了下列实验：
①分别测定了0.1 mol/L的HCl、NaHSO4、NaHCO3溶液中H＋的物质的量浓度，HCl溶液中c(H＋)＝0.1 mol/L，NaHSO4溶液中c(H＋)＝0.1 mol/L，而NaHCO3溶液中H＋的物质的量浓度远远小于0.1 mol/L。
②取少量NaHSO4溶液于试管中，滴入BaCl2溶液有不溶于稀硝酸的白色沉淀生成。
③取少量NaHCO3溶液于试管中，滴入几滴BaCl2无明显现象。
(1)请根据该小组同学的实验结果，分别写出HCl、NaHSO4、NaHCO3在水溶液中的电离方程式________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)写出②中反应的离子方程式__________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：根据实验①、②、③可知溶液中HCl完全电离生成H＋和Cl－，NaHSO4完全电离生成Na＋、H＋、SO，NaHCO3溶液中H＋和CO很少，NaHCO3电离生成Na＋和HCO。
答案：(1)HCl===H＋＋Cl－，
NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO，
NaHCO3===Na＋＋HCO
(2)Ba2＋＋SO===BaSO4↓
8．(12分)某河道两旁有甲、乙两厂。它们排放的工业废水中，共含有K＋、Ag＋、Fe3＋、Cl－、OH－、NO六种离子。甲厂的废水明显呈碱性，故甲厂废水所含的三种离子是________、________、________；乙厂的废水中含有另外三种离子。如果加一定量的________(填“活性炭”、“硫酸亚铁”或“铁粉”)，可以回收其中的金属________(填写元素符号)。
另一种设想是将甲厂和乙厂的废水按适当比例混合，可以使废水中的__________________(填写离子符号)转化为沉淀。经过滤后的废水主要含________，可用来浇灌农田。
解析：甲厂废水呈现碱性，说明应该有OH－，所以就要考虑和OH－不共存的离子应该在乙厂，所以乙厂中应该有Ag＋、Fe3＋，这时剩下的离子还是要考虑共存，因为乙厂有了以上两种离子，所以Cl－应该在甲厂，因为它与Ag＋是不共存的。这样甲厂有两种阴离子。因为溶液呈中性，所以K＋应该在甲厂。要回收金属，只能是回收银，所以应该加入铁粉。两厂的废水按适当比例混合后就只剩下了KNO3。
答案：OH－ K＋ Cl－ 铁粉 Ag
Ag＋、Fe3＋、Cl－、OH－ KNO3
第四课时 镁的提取及应用
1．镁带在空气中燃烧，发出耀眼的白光，化学方程式为：2Mg＋O22MgO。
2．将打磨好的镁条插入CuSO4溶液中发生反应：
Mg＋CuSO4===MgSO4＋Cu。
3．金属活动性顺序中，Mg排在氢之前，可与稀H2SO4、盐酸等反应生成H2。
一、镁的提取
1．利用贝壳制取石灰乳
化学方程式：①CaCO3CaO＋CO2↑，
②CaO＋H2O===Ca(OH)2。
2．沉淀Mg2＋
化学方程式：
MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2。
离子方程式：Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓。
3．提取MgCl2
化学方程式：Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O。
离子方程式：Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O。
4．制取金属镁
化学方程式：MgCl2Mg＋Cl2↑。
二、镁的结构、性质和用途
1．镁的原子结构
原子结构示意图：，易失去最外层的2个电子。
2．化学性质
(1)与非金属反应：
①与O2反应：2Mg＋O22MgO。
②与N2反应：3Mg＋N2Mg3N2。
(2)与酸反应：
与盐酸反应：Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑。
(3)与CO2反应：
2Mg＋CO22MgO＋C。
3．镁的用途
(1)镁合金制造火箭、导弹和飞机的部件。
(2)制造信号弹和焰火。
(3)氧化镁是优质的耐高温材料。
1．镁的提取过程没有涉及到四种基本反应类型中的哪类反应？
答案：置换反应。
2．镁着火时，能否使用CO2灭火器？
答案：不能，镁可以在CO2中燃烧。
3．CO2真的不能助燃吗？
答案：CO2对绝大多数可燃物是良好的灭火剂，但对具有强还原性的可燃物如K、Ca、Na、Mg等却是助燃剂。
4．镁在空气中燃烧可得到哪些固体产物？
答案：MgO、Mg3N2、C。
5．小明在做Mg条与稀盐酸的反应实验时，发现开始并无气泡冒出，过一会才有气泡冒出，而且越来越剧烈，你能帮小明解释一下原因吗？
答案：由于Mg条表面覆盖了一层氧化膜(MgO)，将Mg条放入盐酸中先发生MgO＋2HCl===MgCl2＋H2O，后发生Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑，且该反应为放热反应。
工业提取镁
1．工艺流程
2．注意事项
(1)不要直接往海水中加沉淀剂。因为海水中的Mg2＋的浓度很小，直接加沉淀剂不利于Mg2＋的沉淀，而且会增大沉淀剂的用量，我们可以先将海水浓缩，再加沉淀剂。
(2)从原料来源以及经济等综合角度考虑选用Ca(OH)2试剂作沉淀剂较好。因为海边有丰富的贝壳，可用来制得Ca(OH)2。
(3)在Mg(OH)2中先加盐酸反应，再浓缩得MgCl2·6H2O晶体，然后再将MgCl2·6H2O晶体在HCl气氛中加热脱水即可得无水MgCl2。
(4)电解产生的Cl2可以循环利用，这样既可以节约资源又可以减轻Cl2任意排放对环境造成的污染。
[例1] 海水中含有的MgCl2是Mg的重要来源之一，从海水中提取镁，可按如下步骤进行：
①将贝壳制成石灰乳 ②在引入的海水中加入石灰乳、沉降、过滤、洗涤沉淀物 ③将沉淀物与盐酸反应、结晶、过滤、干燥产物 ④将产物熔融后电解
关于提取镁，下列说法中不正确的是( )
A．此法的优点之一是原料来源丰富
B．进行①、②、③步的目的是从海水中提取MgCl2
C．第四步会产生氯气
D．以上过程中涉及复分解反应、化合反应和置换反应
[解析] 原料来源丰富是此法的优点之一，A正确；①、②、③步的目的是从海水中提取MgCl2以便用于第④步的电解，B正确；电解MgCl2生成镁和氯气，C正确；此过程中无置换反应，D不正确。
[答案] D
电解熔融MgCl2才能生成镁，电解MgCl2溶液不能生成镁，生成氢氧化镁。
镁带的燃烧
1．镁在空气中的燃烧
在空气中点燃镁，除了可与O2反应外，还能与N2、CO2反应。
化学方程式分别为：2Mg＋O22MgO、3Mg＋N2Mg3N2、2Mg＋CO22MgO＋C。
2．镁与CO2反应的实验探究
(1)实验步骤：
取一根4～5 cm的镁条，用砂纸将表面的氧化膜除去，用坩埚钳夹持镁条，在酒精灯上点燃后，伸入充满二氧化碳的集气瓶中(如图所示)。
(2)实验现象：
燃着的镁条在二氧化碳气体中继续燃烧，燃烧过程中发出耀眼的白光，伴有白烟，生成白色粉末，在集气瓶的内壁还有黑色的固体附着。
(3)实验结论：
在点燃(或高温)的条件下，镁与二氧化碳反应，生成氧化镁和碳单质。
(4)注意事项：
①对燃烧的镁条要用坩埚钳或大镊子夹持。
②镁条在点燃之前，要用细砂纸除去其表面的氧化膜，否则，镁条不易点燃。
③盛二氧化碳的集气瓶中要加入少量细沙，以防高温固体损伤集气瓶。
④集气瓶要始终用玻璃片盖着，镁条在集气瓶中要自上而下慢慢深入。
[例2] 下列说法不正确的是( )
A．金属镁在空气中较易被氧化，生成的氧化膜对金属镁有保护作用
B．去除表面氧化膜的金属镁，能在空气中点燃，产生耀眼的白光
C．将镁粉加到水中加热煮沸冷却后，滴加酚酞，会变红色
D．氮气很稳定，即使高温加热，去除表面氧化膜的镁条也不能在氮气中燃烧
[解析] 镁条表面的氧化膜对镁有保护作用，A正确；镁条在空气中可点燃，B正确；镁粉在加热条件下可与水缓慢反应生成Mg(OH)2沉淀物，但Mg(OH)2不是绝对不溶，微量Mg(OH)2溶解在水中，使溶液呈碱性，C正确；镁条可以在高温下与氮气反应，D不正确。
[答案] D
镁具有金属的一般通性，属于活泼的金属单质，但由于表面的氧化膜对内部的镁有保护作用，因此实验室中的镁条能放置较长时间。
1．(对应考点一)由海水制备无水氯化镁，主要有以下步骤：①在一定条件下脱水干燥；②加熟石灰；③加盐酸；④过滤；⑤浓缩结晶。其先后顺序正确的是( )
A．②④⑤③① B．③②④①⑤
C．③④②⑤① D．②④③⑤①
解析：由海水中提取镁可知，先在海水中加入熟石灰，使Mg2＋变成Mg(OH)2沉淀，过滤得到Mg(OH)2，然后再加盐酸溶解、浓缩结晶，在一定条件下脱水干燥，最终得到无水氯化镁。
答案：D
2．(对应考点一)下列化学反应，在从海水中提取金属镁的过程中，不会涉及的是( )
A．Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓
B．Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O
C．Mg(OH)2MgO＋H2O
D．MgCl2Mg＋Cl2↑
解析：A项是把海水中的Mg2＋转化为Mg(OH)2沉淀，B项是把Mg(OH)2转化为MgCl2，D项是电解熔融MgCl2制得Mg和Cl2，C项中的反应未涉及。
答案：C
3．(对应考点二)将相同质量的镁条分别放在①O2，②空气，③N2，④CO2中完全燃烧，燃烧后所得固体产物的质量由大到小的顺序为( )
A．②<①<③<④ B．④＝①＝②＝③
C．④>①>②>③ D．③>①>②>④
解析：假设Mg为1 mol，分别计算①②③④生成固体质量增加为多少，①中MgO增加16 g，③Mg3N2增加14×2/3 g＝28/3 g，④中MgO和C增加16 g＋6 g＝22 g，②介于①和③之间，故固体产物质量由大到小的顺序为④①②③。
答案：C
4．(对应考点二)已知Mg在CO2中可以燃烧。现将a g Mg置于盛有b L(标准状况)CO2和O2混合气体密闭容器中燃烧。
(1)在密闭容器中可能发生的化学反应有___________________________________
________________________________________________________________________。
(2)若在反应容器中CO2有剩余，则容器内的固体物质一定含有________。
解析：(1)Mg既可以在O2中燃烧，也可以在CO2中燃烧。
(2)若在反应容器中CO2有剩余，则CO2可能参加反应，也可能没有参加反应，所以容器内一定含有的固体物质是Mg和O2反应生成的MgO。
答案：(1)2Mg＋O22MgO、2Mg＋CO22MgO＋C
(2)MgO
5．(探究题)海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如下图所示：
(1)写出下列变化的化学方程式或离子方程式。
煅烧贝壳：__________________________________________________，
Mg(OH)2加盐酸：____________________________________________。
(2)电解熔融MgCl2的反应方程式是__________________________________________
________________，检验除镁外另一产物的方法是__________________________
______________________________。
(3)若在空气中加热MgCl2·6H2O，生成的是Mg(OH)Cl和HCl，写出相应反应的化学方程式________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)贝壳的主要成分是CaCO3。
(2)检验氯气用湿润的淀粉KI试纸。
(3)根据原子守恒写出方程式：MgCl2·6H2OMg(OH)Cl＋HCl↑＋5H2O↑。
答案：(1)CaCO3CaO＋CO2↑
Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O
(2)MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ 用湿润的KI淀粉试纸检验，可观察到试纸变蓝，说明产生的气体为Cl2
(3)MgCl2·6H2OMg(OH)Cl＋HCl↑＋5H2O↑
1．海水提镁的主要反应：CaCO3CaO＋CO2↑；
CaO＋H2O===Ca(OH)2；
MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2；
Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O；
MgCl2Mg＋Cl2↑。
2．Mg为活泼金属，可与O2、N2、CO2和盐酸等物质发生反应，表现出强还原性。
3．镁合金密度小，硬度和强度都很大；MgO是优质耐火材料。
一、选择题(本题包括5小题，每小题4分，共20分)
1．从海水中提取金属镁，正确的方法是( )
A．海水Mg(OH)2Mg
B．海水MgCl2溶液―→MgCl2(熔融)Mg
C．海水Mg(OH)2MgOMg
D．海水Mg(OH)2MgCl2溶液―→MgCl2(熔融)Mg
解析：镁应由电解熔融的MgCl2得到，而不能由电解MgO得到，因为MgO的熔点比MgCl2高得多。往海水中加入的碱应是石灰乳而不是NaOH，因为石灰乳可由海边贝壳来制取，比NaOH要便宜得多。
答案：D
2．下列关于镁的叙述中，不正确的是( )
A．在空气中燃烧时发出耀眼的白光
B．由于镁能够在空气中和氧气反应，所以必须密封保存
C．能跟盐酸反应放出氢气
D．能跟沸水反应放出氢气
解析：镁易和氧气反应生成氧化镁，氧化镁附着在镁的表面，阻碍镁和氧气反应，所以保存镁条时不用密封。
答案：B
3．镁粉是焰火、闪光粉中不可缺少的原料，工业制造镁粉是将镁蒸气在气体中冷却，下列①空气 ②CO2 ③Ar ④H2 ⑤N2可作为冷却气的是( )
A．①② B．②③
C．③④ D．④⑤
解析：镁是还原性很强的金属，在加热时能与许多气体物质反应，如空气、二氧化碳、氮气等，但不与氢气和稀有气体反应。
答案：C
4．某同学通过系列实验探讨 Mg 及其化合物的性质，操作正确且能达到目的的是( )
A．将水加入浓硫酸中得稀硫酸，置镁片于其中探讨 Mg 的活泼性
B．将 NaOH溶液缓慢滴入MgSO4溶液中，观察Mg(OH)2沉淀的生成
C．将 Mg(OH)2 浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤，洗涤并收集沉淀
D．将Mg(OH)2 沉淀转入蒸发皿中，加足量稀盐酸，加热蒸干得无水MgCl2固体
解析：浓硫酸稀释时，应将浓硫酸沿玻璃棒缓慢加入水中以防止液滴飞溅，A项错误；将NaOH溶液与MgSO4 溶液混合即可得到Mg(OH)2沉淀，B项正确；过滤时，应使用玻璃棒引流，C项错误；对MgCl2溶液直接加热，Mg2＋易水解，不能得到MgCl2固体，D项错误。
答案：B
5．某学校课外兴趣小组用海水晒盐后的盐卤(主要含Na＋、Mg2＋、Cl－、Br－等)来模拟工业生产提取镁，主要过程如图所示：
下列说法正确的是( )
A．①既是复分解反应，又是氧化还原反应
B．②既是复分解反应，又是非氧化还原反应
C．③既是分解反应，又是氧化还原反应
D．④既是置换反应，又是氧化还原反应
解析：①中发生反应的离子方程式为Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，该反应属于复分解反应，故肯定不是氧化还原反应，A项错误；②中的反应方程式为Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋H2O，B项正确；③中涉及的反应为MgCl2·6H2OMgCl2＋6H2O，由于没有单质生成，故该反应虽然是分解反应，但不是氧化还原反应，C项错误；④中涉及的反应为MgCl2Mg＋Cl2↑，不是置换反应，D项错误。
答案：B
二、非选择题(本题包括3小题，共30分)
6．(10分)某研究性学习小组为了探索镁粉与溴水反应的机理，做了如下四组实验：
①将镁粉投入到冷水中，未见任何现象。
②将镁粉放入溴水中，只观察到产生少量气泡，但溴水的颜色逐渐褪去。
③将镁粉放入液溴中，未见任何变化。
④向含足量镁粉的液溴中滴加几滴水，观察到红棕色很快褪去。
问题：
(1)实验②中观察到有少量气泡产生，可能是________，原因是______________________。
(2)水的作用是____________。
(3)写出镁与溴反应的方程式____________________。
解析：①说明镁不与冷水反应；②说明镁放入溴水中，少量镁与溴水中H＋反应生成H2，大量镁与溴反应；③④说明水可加快镁与溴的反应。
答案：(1)氢气 镁与溴水中的氢溴酸反应生成了氢气，Mg＋2HBr===MgBr2＋H2↑
(2)催化剂 (3)Mg＋Br2MgBr2
7．(8分)工业上“从海水中提取镁”的流程图如图所示。
其步骤为：
①将海边大量存在的贝壳煅烧成石灰，并将石灰制成石灰乳；②将石灰乳加入到海水沉淀池中经过滤得到Mg(OH)2沉淀；③在Mg(OH)2沉淀中加入盐酸得到MgCl2溶液，再经蒸发结晶得到MgCl2·6H2O；④将MgCl2·6H2O在一定条件下加热得到无水MgCl2；⑤电解熔融的MgCl2可得到Mg。
请回答以下问题：
(1)步骤③中的蒸发是利用风吹日晒来完成的，而在实验室中进行蒸发操作需要的主要仪器有________、玻璃棒、酒精灯、铁架台等。
(2)请写出步骤②、⑤中发生反应的化学方程式：
②________________________________________________________________________，
⑤________________________________________________________________________。
(3)上述提取镁的流程中，在降低成本、减少污染方面做了一些工作，请写出其中一点。
________________________________________________________________________
解析：(1)蒸发一般是在蒸发皿中进行的；
(2)从题中步骤来看②发生的反应是石灰乳[Ca(OH)2]与MgCl2发生复分解反应，⑤发生的是分解反应，生成了镁与氯气。
答案：(1)蒸发皿
(2)Ca(OH)2＋MgCl2===Mg(OH)2↓＋CaCl2
MgCl2Mg＋Cl2↑ (3)①电解产生的Cl2用于制HCl；②利用贝壳分解生成的CaO制石灰乳，降低成本。(答一点即可，其他合理答案都给分)
8．(12分)镁在二氧化碳中能燃烧，钠比镁更活泼，那么钠能在二氧化碳中燃烧吗？某研究性学习小组设计了如下装置进行探究。
(1)写出镁在二氧化碳中燃烧的化学反应方程式____________________________
____________________。
(2)该装置中饱和碳酸氢钠溶液的作用是____________________，浓硫酸的作用是________________________________________________________________________。
(3)用酒精灯在试管D底部加热，钠在充满二氧化碳气体的试管里剧烈地燃烧，产生大量的白烟。试管底部有黑色物质生成。试管冷却后，试管壁上附着一层白色物质。往试管中加水，白色物质溶解于水，黑色物质不溶。过滤，得到澄清的滤液。往滤液中加澄清石灰水，溶液变浑浊。再滴入稀盐酸，溶液中有气泡出现。则试管壁上附着的白色物质是______________。将滤纸上的黑色物质在坩埚中灼烧，黑色物质能燃烧。则该黑色物质是__________。试写出钠与二氧化碳反应的化学方程式：_______________________。
解析：石灰石和稀盐酸反应产生的CO2气体中含HCl气体和水蒸气，除去HCl应用饱和NaHCO3溶液，除去H2O用浓硫酸，Na与CO2反应生成的白色物质与石灰水反应变浑浊，加盐酸有气泡产生，白色物质应为Na2CO3，黑色物质能燃烧，应为碳。
答案：(1)2Mg＋CO22MgO＋C
(2)除去CO2中混有的HCl 干燥CO2气体
(3)Na2CO3 C(碳) 4Na＋3CO22Na2CO3＋C