课时素养评价
十四 钠的性质及制备
(30分钟 50分)
一、选择题(本题包括3小题,每小题5分,共15分)
1.(2020·南京高一检测)如图所示实验装置,烧瓶内充满氯气,底部有一层细沙(不参与反应),玻璃导管下口b处塞有一小块钠。从a口伸入一根细铁丝把钠块捅下去,再用滴管从a口滴下一滴水,恰好落在钠块上,立即剧烈反应。下列对此实验的说法中,不正确的是
( )
A.所充氯气应用向上排空气法收集
B.反应中,烧瓶内产生大量白色烟雾
C.玻璃导管只起到定位加入钠和水的作用
D.烧瓶中Cl2,可能参与四个氧化还原反应
【解析】选C。氯气的密度比空气的密度大,通常条件不与氧气等反应,故选择向上排空气法收集,故A正确;B、钠与水反应放出大量的热使钠与氯气反应生成氯化钠固体颗粒,有HCl生成,与水蒸气结合,故为白色烟雾,故B正确;C、反应导致气体的物质的量减小,玻璃导管可以平衡烧瓶内外压强,防止发生危险,故C错误;D、滴加水,钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,氯气可以与钠反应、氯气与水反应、氯气与氢氧化钠反应、氯气与氢气反应,都属于氧化还原反应,故D正确。
2.(2020·福州高一检测)下列各组中的两物质相互反应时,若改变反应条件(温度、反应物用量比),生成物并不改变的是
( )
A.Na和O2
B.NaOH和CO2
C.Na2O2和CO2
D.木炭和O2
【解析】选C。钠与氧气常温生成氧化钠、加热或点燃生成过氧化钠,A错误;少量二氧化碳气体通入氢氧化钠溶液生成碳酸钠,过量二氧化碳气体通入氢氧化钠溶液生成碳酸氢钠,B错误;过氧化钠与二氧化碳生成碳酸钠和氧气,C正确;木炭在氧气中充分燃烧生成二氧化碳、不充分燃烧生成一氧化碳,D错误。
3.一团棉花包裹少量过氧化钠放在石棉网上,将CO2气体缓缓通入棉花中的过氧化钠上,棉花很快燃烧起来,由实验分析可知,下列表达不正确的是
( )
A.反应生成的O2有利于棉花燃烧
B.过氧化钠与CO2反应放热
C.CO2对棉花燃烧起助燃作用
D.过氧化钠与CO2反应属于氧化还原反应
【解析】选C。氧气是助燃性气体,反应生成的O2有利于棉花燃烧,A正确;棉花燃烧,这说明过氧化钠与CO2反应放热,B正确;CO2不能支持燃烧,对棉花燃烧不能起助燃作用,C错误;过氧化钠与CO2反应中有氧气产生,属于氧化还原反应,其中过氧化钠既是氧化剂,也是还原剂,D正确。
【补偿训练】
(教材二次开发·改编题)下列关于钠及其化合物的说法错误的是
( )
A.切开的金属钠暴露在空气中,光亮的表面变暗发生2Na+O2Na2O2反应
B.钠、过氧化钠、氢氧化钠、碳酸钠灼烧时火焰呈黄色
C.Na2O2在潮湿空气放置一段时间变成白色粘稠物发生2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑反应
D.过氧化钠投入硫酸铜溶液可产生氢氧化铜沉淀和氧气
【解析】选A。切开的金属钠暴露在空气中,光亮的表面变暗发生4Na+O22Na2O反应,故A错误;焰色反应为元素性质,钠的焰色为黄色,故B正确;过氧化钠与水反应生成氢氧化钠,氢氧化钠潮解得到氢氧化钠溶液,故C正确;过氧化钠投入硫酸铜溶液反应生成氢氧化铜,硫酸钠和氧气,产生氢氧化铜沉淀和氧气,故D正确。
二、非选择题(本题包括1小题,共15分)
4.(2020·镇江高一检测)某校学生课外活动小组为测定钠元素的相对原子质量,设计的装置如图,该装置(包括水和干燥剂)的总质量为a
g,从实验室取出b
g(不足量)的钠放入水中,塞紧瓶塞,完全反应后再称量此装置的总质量为c
g。试回答:
(1)实验室取用一小块钠,需要用到________。?
(2)此干燥管的作用是________________________;?
若此钠块有极少量被氧化,则测出的相对原子质量会比实际相对原子质量________(填“偏大”“偏小”或“不变”,下同)。?
(3)有甲同学建议在图中干燥管上再连一同样干燥管,其目的是_____________
__________________,?
计算钠的相对原子质量的表达式为?_________________________。?
(4)有乙同学为避免由于行动不够迅速产生偏差,又建议在集气瓶中再加入一定量煤油,其目的是_______________________。?
【解析】本题通过定量实验综合考查钠的取用、钠的物理性质、化学性质。原理是根据钠与水的反应,通过测定一定质量的钠与过量的水反应生成氢气的质量,来求出钠的相对原子质量。
答案:(1)滤纸、小刀、镊子、玻璃片
(2)吸收水蒸气,避免集气瓶中水蒸气逸出偏大
(3)避免空气中水蒸气被干燥剂吸收
(4)避免钠投入后,立即与水反应,来不及塞上塞子
一、选择题(本题包括2小题,每小题6分,共12分)
5.(双选)如图装置,试管中盛有水,气球a中盛有干燥的Na2O2颗粒。U形管中注有浅红色的水。将气球用橡皮筋紧缚在试管口。实验时将气球中的Na2O2抖落到试管b的水中,将发现的现象是
( )
A.U形管内红水褪色
B.试管内溶液变红
C.气球a被吹大
D.U形管水位:d>c
【解析】选C、D。由于发生反应:2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,产生O2使气球膨胀,该反应放出大量热量,使广口瓶中空气受热膨胀而出现U形管中水位d>c。
6.(2020·衡水高一检测)已知天然气的主要成分为甲烷(CH4),把16
g甲烷(CH4)在64
g氧气中完全燃烧后的产物通入足量的过氧化钠后,过氧化钠增加的质量为
( )
A.48
g
B.16
g
C.80
g
D.32
g
【解析】选D。甲烷燃烧发生反应:CH4+2O2CO2+2H2O,可知甲烷和氧气完全反应,生成44
g
CO2和36
g
H2O,通入过氧化钠发生应:
2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2,2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,对生成物变式:Na2CO3～Na2O2·CO,2NaOH～Na2O2·H2,可知固体质量相当于增加CO和H2的质量,增加总质量为28
g+4
g=32
g,故过氧化钠增加的质量为32
g。
二、非选择题(本题包括1小题,共8分)
7.兴趣是最好的老师。过氧化钠与水反应的滴水生火实验引起同学们的兴趣,大家主动探究着火原因。
【猜想】(1)根据燃烧条件,知道脱脂棉是可燃物,小新认为过氧化钠(Na2O2)与水反应生成了可以支持燃烧的物质;小海又进行了补充:此反应还会________(填“吸收”或“放出”)很多热量,进而满足了燃烧的另一个条件是____________。?
【实验与探究】设计装置如图所示
(2)打开分液漏斗的活塞,控制水滴加的速度,看到试管中有大量气泡产生,将带火星的木条靠近P出口,看到木条复燃,推测此气体是________________。?
(3)实验中还观察到,M处有大量气泡冒出,产生这一现象的原因是____________
____________________,?由此证明上述猜想是正确的。
【拓展与交流】
(4)完成了以上实验,同学们又进一步探究过氧化钠(Na2O2)与水反应后生成的另一种物质是什么?小新认为是NaOH,小华认为是NaOH和Na2CO3的混合物。大家经过讨论认为小新的猜想是正确的,不可能生成碳酸钠,判断依据是______________________________。?
(5)根据以上探究,要保证“滴水生火”魔术成功,从燃烧的条件考虑,滴入水的量要适量,不能太多,也不能太少,则必须做到___________________________。?
【解析】(1)根据物质燃烧的条件:脱脂棉是可燃物,小新认为过氧化钠(Na2O2)与水反应生成了可以支持燃烧的物质,棉花要燃烧还需达到其着火点,据此分析。
(2)用带火星的木条靠近P出口,木条复燃,说明该气体具有助燃性,是氧气。
(3)M处有大量气泡冒出,可能生成了气体,也可能气体的温度升高,通过分析没有生成气体,只能是锥形瓶中的气体温度升高,故可知过氧化钠与水反应放热使锥形瓶内压强增大。
(4)过氧化钠(Na2O2)与水反应后生成的另一种物质不可能是NaOH和Na2CO3的混合物,根据质量守恒定律,反应物中不含有碳元素,故不可能生成碳酸钠。
(5)水不能太多,因为水能灭火,所以要使魔术成功必须控制反应物用量。
答案:(1)放出 温度达到着火点 (2)氧气 (3)过氧化钠与水反应放热使锥形瓶内压强增大 (4)质量守恒定律 (5)控制反应物的用量
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第3课时 离
子
反
应
一、强电解质和弱电解质
1.概念:
必备知识·自主学习
2.常见物质:
(1)强电解质。
(2)弱电解质。
3.电离方程式的书写:
(1)强电解质:用_____表示。如
H2SO4:
_________________。
NaOH:
_______________。
NaCl:
_______________。
H2SO4====2H++
NaOH====Na++OH-
NaCl====Na++Cl-
====
(2)弱电解质:用_____表示。如
CH3COOH:
_______________________。
NH3·H2O:
_______________________。
CH3COOH
CH3COO-+H+
NH3·H2O
+OH-
【自主探索】
1.为什么NaCl、KNO3等电解质,在干燥时不导电,而溶于水或熔化后却能导电呢?
提示:NaCl、KNO3干燥时,其中存在的离子不能自由移动,NaCl、KNO3溶于水或熔化后,其水溶液(或液体)中存在着能自由移动的、带电荷的粒子。
2.(情境思考)夏天出了很多汗的手不能去接触电器或擦拭电器,否则容易发生触电事故(如图1)。一旦有人因接触电线发生触电事故,在取走电线的时候应该用干燥的木杆或竹竿挑走,切不可直接用手拿走(如图2)。
(1)为什么出了很多汗的手可以导电?
(2)化学中有哪些物质的溶液可以导电?
提示:(1)人体的汗液中含有大量的盐,汗液中盐发生电离产生自由移动的阴阳离子,可以导电。
(2)酸、碱、盐的水溶液可以导电。
二、离子反应
1.离子反应:
2.离子方程式的书写:
以Na2CO3溶液和盐酸反应为例
3.离子方程式的意义:
4.发生条件:
5.常见类型和应用:
【自主探索】
1.(情境思考)2020年,全球暴发了新型冠状病毒肺炎疫情,200多个国家都发现了确诊病例,“84”消毒液(主要成分NaClO)是疫情期间常用的消毒剂,其消毒原理可表示为NaClO+CO2+H2O====NaHCO3+HClO,HClO是一种弱酸,能够使病毒变性而将病毒杀死,写出该反应的离子方程式。
提示:ClO-+CO2+H2O====
+HClO
2.(情境思考)《三国演义》中有这样一个故事:诸葛亮第四次释放孟获后,孟获逃至秃龙洞,秃龙洞的毒泉中有一个“哑泉”。蜀军先锋王平率数百军士前来探路,由于天气炎热,人马均争先恐后误喝哑泉水(含有较多的硫酸铜)。回营后军士们个个说不出话来,生命危在旦夕,诸葛亮也毫无办法。此时,幸巧遇见一老叟,经指点,蜀军众将士及时饮用万安溪安乐泉水(含有较多的碱),终于逐渐转危为安,渡过难关。
那么喝了万安溪安乐泉水又为何转危为安呢?发生的反应是否是离子反应?若是,写出反应的离子方程式。
提示:安乐泉水中含有较多的碱,大量饮此泉水,其中碱先中和了胃酸,然后多余的碱又会在胃肠中与CuSO4发生反应生成不溶物Cu(OH)2,而不再会被吸收,因此具有解毒作用。该过程发生了两个离子反应,离子方程式为H++OH-====H2O,
Cu2++2OH-====Cu(OH)2↓。
关键能力·合作学习
知识点一 强弱电解质的比较?
强电解质
弱电解质
物质类别
都是化合物,都是纯净物
电离程度
完全电离
部分电离
电离条件
溶于水或熔融状态
溶于水或熔融状态
溶液中的
粒子种类
溶质阳离子和阴离子以及水分子,无电解质分子
溶质阳离子和阴离子、电解质分子和水分子
强电解质
弱电解质
电离
方程式
用“====”连接
用“
”连接
典型
代表物
强酸:HCl、H2SO4、HNO3等;强碱:NaOH、KOH等;大多数盐(包括难溶性盐)
弱酸:H2CO3、
CH3COOH等;
弱碱:NH3·H2O等;
少数盐;水
【易错警示】电解质的认识误区
(1)溶于水导电的化合物不一定是电解质,如CO2、SO2、SO3、NH3等。
(2)强电解质溶液导电性不一定强。导电性主要与阴阳离子的浓度和所带的电荷数有关。
(3)难溶的物质不一定是弱电解质,如CaCO3、BaCO3等均为强电解质。
【合作探究】
1.(思维升华)BaSO4、AgCl、CaCO3等难溶于水,且它们的水溶液几乎也不导电,那么它们是电解质吗?
提示:BaSO4、AgCl、CaCO3都属于盐,所以它们均为电解质。
2.二氧化硫、二氧化碳、氨气的水溶液导电,是电解质吗?为什么?
提示:二氧化硫、二氧化碳、氨气的水溶液导电,均不是电解质,因为它们是混合物,二氧化硫、二氧化碳、氨气是非电解质,因为它们是化合物,而且熔融态也是分子,不导电,水溶液虽然导电,但不是自身产生离子,其与水反应的产物H2SO3、H2CO3、NH3·H2O是电解质。
【合作探究】
(教材二次开发)教材【实验探究】对同浓度的不同电解质溶液进行了导电性实验,验证电解质的强弱。某同学对教材实验进行了改进,按如下图所示的实验装置把仪器连接好,然后把相同条件下(电解质物质的量浓度、装置都相同)的盐酸、醋酸、NaOH溶液、NaCl溶液和氨水分别倒入五只烧杯中,接通电源,观察灯泡发光的明亮程度。(科学探究与创新意识)
①根据灯泡的明亮程度确定上述溶液中溶质是强电解质的有哪些物质?
提示:HCl、NaOH、NaCl。
②强电解质溶液的导电性一定比弱电解质溶液的强吗?举例说明。并归纳溶液导电性的影响因素有哪些?
提示:不一定,如很稀的HCl溶液可能比较浓的醋酸溶液的导电性弱。电解质溶液的导电能力的强弱取决于溶液中自由离子浓度的大小和离子所带电荷的多少。离子浓度越大,离子所带电荷越多,溶液的导电能力就越强;反之就越弱。
【典例示范】
【典例】(2020·丽水高一检测)现有以下物质:①NaCl溶液,②液态SO3,③乙醇(C2H5OH),④熔融的KNO3,⑤BaSO4固体,⑥干冰,⑦铜,⑧醋酸,⑨HCl气体,⑩氨气。
请回答下列问题(用序号填写):
(1)能导电的是__________________。?
(2)属于电解质的是__________________。?
(3)属于非电解质的是____________________。?
(4)属于强电解质的是____________________。?
(5)属于弱电解质的是____________________。?
【思维建模】解答此类题目的具体步骤:
【解析】NaCl在水溶液或熔融状态下都能够导电,属于电解质,但是NaCl溶液属于混合物,铜是单质,两者都不属于电解质或非电解质的范围;非电解质主要包括非金属氧化物和酒精、蔗糖等大多数有机化合物,氨气的水溶液虽然能导电,但不是自身电离,而是与水结合成电解质NH3·H2O的电离,所以②③⑥⑩属于非电解质;KNO3和BaSO4属于盐类物质,是强电解质,固体电解质中无自由移动的离子,所以不能导电,HCl气体溶于水以后完全电离,是强电解质。
答案:(1)①④⑦ (2)④⑤⑧⑨ (3)②③⑥⑩
(4)④⑤⑨ (5)⑧
【母题追问】(1)液态SO3溶于水可以导电,是电解质吗?为什么?
提示:不是。因为液态SO3溶于水可以导电是SO3与水反应产生的硫酸电离出的离
子导电,而非SO3自身电离产生的离子导电,所以液态SO3不是电解质。
(2)醋酸是强电解质还是弱电解质?写出其电离方程式。
提示:醋酸是弱酸,属于弱电解质。其电离方程式为:CH3COOH
CH3COO-+H+。
【素养训练】
俗话“养鱼先养水”。在鱼类养殖生产过程中,养殖水体的水质条件是养殖成败的关键因素之一。评价水质的好坏有以下几个指标(部分节选)。
Ⅰ.养殖塘水环境中的溶氧量。池水中90%以上的溶解氧是靠水中植物的光合作
用产生的,光合作用是①二氧化碳和水通过叶绿体生成②葡萄糖和氧气。
Ⅱ.水体中氨氮的含量。水体中氨氮是以③非离子氨(NH3)和铵根离子(
)两
种形式存在。水体中氨氮的升高可导致水体富营养化现象的产生。养鱼水体的
氨氮主要来源于④饲料和⑤肥料。
Ⅲ.水体中⑥硫化氢(H2S)的含量也是指征水体质量的因素。硫化氢在有氧条件
下很不稳定,可通过化学或微生物作用转化为硫酸盐,因在底层水中有一定量的
⑦活性铁,故可被转化为无毒的⑧硫或⑨硫化铁(Fe2S3)。
(1)上述短文中标有序号的物质,属于混合物的有__________(填序号,下同),属于电解质的有________,属于非电解质的有________。?
提示:④⑤ ⑥⑨ ①②③。上述标有序号的物质中,属于混合物的是饲料和肥料,属于电解质的是硫化氢和硫化铁,属于非电解质的是二氧化碳、葡萄糖和非离子氨。
(2)社会上有些不法分子采用通电的方法捕鱼,会造成鱼类资源的严重破坏。河水为什么可以导电?河水是电解质吗?
提示:河水中含有大量的矿物质,大部分是盐类,盐是电解质,发生电离,使河水可以导电。河水属于混合物不是电解质。
知识点二 离子方程式的书写及正误判断?
1.
离子方程式书写及判断的核心
在书写离子方程式和判断离子方程式的正误时要从“两易”“两等”和“两查”入手:
2.“六看”判断离子方程式的正误
(1)看是否符合客观事实
如Fe加入硫酸铜溶液中:
2Fe+3Cu2+====2Fe3++3Cu(×)
Fe+Cu2+====Fe2++Cu(√)
(2)看是否符合拆写原则
如石灰石加入稀盐酸中:
+2H+====CO2↑+H2O(×)
CaCO3+2H+====Ca2++CO2↑+H2O(√)
(3)看是否遵守质量守恒定律
如Na2CO3与稀硫酸反应:
+H+====CO2↑+H2O(×)
+2H+====CO2↑+H2O(√)
(4)看是否遵守电荷守恒
如钠与稀硫酸反应:
Na+2H+====Na++H2↑(×)
2Na+2H+====2Na++H2↑(√)
(5)看是否漏掉参加反应的离子
如CuSO4与Ba(OH)2溶液反应:
Ba2++
====BaSO4↓(×)
Ba2++
+Cu2++2OH-====BaSO4↓+Cu(OH)2↓(√)
(6)看是否符合阴、阳离子的个数配比
如Ba(OH)2溶液和稀硫酸反应:
Ba2++OH-+H++
====BaSO4↓+H2O(×)
Ba2++2OH-+2H++
====BaSO4↓+2H2O(√)
【易错警示】离子方程式中的“拆”与“不拆”
(1)多元弱酸的酸式酸根离子不能拆开写,如NaHCO3不能拆写成Na+、H+和
,
应拆写成Na+和
。
(2)浓硫酸作为反应物不能拆开写,应写成化学式;浓盐酸、浓硝酸拆成离子形
式。
(3)在溶液中的NaHSO4应拆写成Na+、H+和
。
(4)对微溶物,如Ca(OH)2,如果是反应物且为澄清石灰水,应拆成Ca2+和OH-的形式,
如果是生成物或是石灰乳等,则不能拆写成离子,应保留化学式Ca(OH)2。
【合作探究】
1.H++OH-====H2O能表示所有的强酸和强碱发生的反应吗?为什么?(宏观辨识与微观探析)
提示:不能。如H2SO4与Ba(OH)2反应除H+和OH-反应生成H2O外,Ba2+与
反应生
成BaSO4沉淀,故其离子方程式为Ba2++2OH-+2H++
====BaSO4↓+2H2O。
2.(情境思考)期刊《广东公安科技》曾在1996年发表过一篇题为《碳酸钡中毒致死一例分析》的文章。文章中有如下描述:
本例是在搬运碳酸钡之后发生的,因死者误认为搬运货物为立德粉而未加以防护。因而通过口、鼻部吸入或吞入过多的碳酸钡粉尘。进入胃内的碳酸钡,因胃酸的作用,钡离子易被吸收入血液。呼吸道吸入的碳酸钡粉尘,在小支气管和肺泡内部分钡离子亦可被吸收入血液。钡离子通过血液进入全身各个器官,对人体的平滑肌、心肌等组织可引起过度的刺激和兴奋,并且心肌的应激性和传导可增强,心跳加快,严重时出现室颤或心肌麻痹而死亡。
(1)已知胃酸中有盐酸,写出胃酸与碳酸钡反应的离子方程式。(宏观辨识与微
观探析)
提示:2H++BaCO3====
Ba2+
+CO2↑+H2O
(2)某同学根据离子反应的相关知识,认为若人误食碳酸钡后,可以服用MgSO4溶
液来解毒。你认为他的观点有道理吗?并给出相应的理由。(证据推理与模型认
知)
提示:有道理。硫酸镁中的
与Ba2+结合生成BaSO4沉淀,可以减少Ba2+的中毒
症状。
【典例示范】
【典例】(2019·苏州高一检测)下列化学反应的离子方程式错误的是
( )
A.BaCl2溶液与K2SO4溶液的反应:Ba2++
====BaSO4↓
B.NaOH溶液与硝酸的反应:OH-+H+====H2O
C.Na2CO3溶液与硫酸的反应:
+2H+====CO2↑+H2O
D.碳酸钙与盐酸的反应:
+2H+====CO2↑+H2O
【解题指南】解答本题注意以下两点:
(1)注意离子方程式正误判断的“六看”;
(2)离子方程式书写中的“拆”“不拆”。
【解析】选D。D项中因碳酸钙为不溶于水的固体,应写化学式,正确的离子方程式为CaCO3+2H+====Ca2++CO2↑+H2O。
【母题追问】(1)若将B项改成“NaOH溶液与硫酸的反应”,该选项是否正确?为什么?
提示:正确。因为都是强酸与强碱之间的反应,所以离子方程式均为“OH-+H+
====H2O”。
(2)若将D项改成“碳酸钡与盐酸的反应”,则反应的离子方程式是什么?
提示:BaCO3+2H+====Ba2++CO2↑+H2O。
【素养训练】
镉具有较强的稳定性和防腐性,被广泛应用于现代工业生产。但
镉的毒性较大,一旦受其影响,可导致肺障碍病变和肾功能不良,
还可以通过器官组织中的积蓄引起骨痛病。
目前,对于含镉(主要含Cd2+)废水的处理主要采用沉淀法或化学
反应等方法。
(1)目前,沉淀法是处理含镉废水的一种主要方法。该方法是在含镉的工业废水中投入消石灰,使Cd2+形成难溶的Cd(OH)2沉淀而除去。请写出相应的离子反应方程式?
__。?
(2)除去镉离子的另一方法是还原法。利用置换反应,加入铁等金属单质,将Cd2+从废水体系中还原出来,然后分离即可。请你写出该过程的离子反应方程式
?
__。?
【解析】(1)利用镉离子与氢氧根离子生成难溶的Cd(OH)2沉淀。
(2)利用置换反应,然后写成离子方程式。
答案:(1)Cd2++Ca(OH)2====Cd(OH)2+Ca2+
(2)Fe+Cd2+====Fe2++Cd
知识点三 离子共存问题?
判断离子能否共存实际上是看离子之间能否反应,若反应,则不共存;若不反应,则大量共存。
1.离子不能大量共存的三种情况
(1)生成难溶性或微溶性物质的离子不能大量共存:
①生成难溶性的盐:如Ca2+与
,Ba2+与
、
,Ag+与Cl-等。
②生成难溶性的碱:如OH-与Cu2+、Fe2+、Fe3+、Mg2+、Al3+等。
(2)生成气体的离子不能大量共存:如H+与
、
等。
(3)生成水或其他难电离物质的离子不能大量共存:如H+与OH-、CH3COO-,OH-与
等。
2.注意事项——“隐含条件”
(1)“无色透明”溶液不存在有色离子,如:
(2)酸性溶液中不能大量存在与H+反应的离子
“酸性”溶液的不同描述:
①酸性溶液。
②pH<7的溶液。
③使石蕊溶液变红色的溶液。
(3)碱性溶液中不能大量存在与OH-反应的离子
“碱性”溶液的不同描述:
①碱性溶液。
②pH>7的溶液。
③使石蕊溶液变蓝的溶液。
【方法规律】解答离子共存问题的方法
(1)看是否有隐含限制条件,如碱性、酸性、无色等。这些问题较易忽视,故
放在第一步。
(2)看能否发生复分解反应。可分三步进行:
①查H+,主要看是否有弱酸根离子和酸式酸根离子等;
②查OH-,主要看是否有
、酸式酸根离子和金属离子;
③查金属离子,主要看是否与酸根产生难溶性盐(包括微溶性盐)。
【合作探究】
1.(教材二次开发)教材【交流讨论】中涉及一些离子方程式的书写,由此可以
看到溶液中的一些反应实际上是离子之间的反应,由此可知,一些溶液中离子是
不能共存的,则在强酸性或强碱性溶液中Mg2+、Cl-、Al3+、
、
可否大量
共存?为什么?(宏观辨识与微观探析)
提示:不能。在强酸性溶液中
不能存在,在强碱性溶液中Mg2+、Al3+不能存
在,故均不可以。
2.下图中的阴、阳离子为什么不能共存?(宏观辨识与微观探析)
提示:Ag+与Cl-、OH-、
都能结合生成沉淀,导致溶液中离子浓度降低。
【典例示范】
【典例】(2019·三明高一检测)在强酸性的无色透明溶液中,能大量共存的离子组是
( )
A.
、Mg2+、
、Cl-
B.K+、OH-、
、Fe3+
C.Al3+、Cu2+、
、Cl-
D.Na+、Ca2+、Cl-、
【解题指南】解答本题注意以下两点:
(1)题目的隐含条件;
(2)离子之间不能共存的条件。
【解析】选A。无色溶液,B中Fe3+,C中Cu2+不能存在;溶液为强酸性,B中OH-,D中
不能大量存在。
【母题追问】(1)若将A中的“Mg2+”换成“Ba2+”可否共存?
提示:不能。Ba2+可以和
发生反应生成白色的BaSO4沉淀。
(2)若将B组中的“Fe3+”换成“
”可否共存?为什么?
提示:否。因OH-可以和
发生反应生成
和H2O。
【素养训练】
习近平总书记指出“绿水青山就是金山银山”。污染问题已经成
为我国现代社会发展的突出难题,经过一段时间的治理,现在污染
问题已经得到有效控制。现代工业生产中的污水处理问题是环保
问题的重要方面。高效合理的污水处理是我们幸福生活的保障。
某河道两旁有甲、乙两厂。它们排放的工业废水中,共含K+、Ag+、Fe3+、Cl-、
OH-、
六种离子。
若甲乙两厂分别含有不相同的三种离子。根据题目要求回答问题:
(1)若甲厂的废水显棕黄色,则甲厂含有的离子为__________,同时该厂还含有的离子为________,理由是_________?____________________。?
(2)若甲厂的废水显碱性,则甲厂含有的离子为__________。?
(3)在污水处理厂某技术人员提出了另一种设想是将甲厂和乙厂的废水按适当的比例混合,经过滤后的废水,可用来浇灌农田。你能解释其中的原因吗?
___________________________??__。?
【解析】(1)甲厂的废水显棕黄色,说明含有Fe3+。根据离子共存的判断依据,则
OH-在乙厂,因为Ag+和OH-反应,则Ag+
只能在甲厂,则Cl-在乙厂,根据溶液电中性
的原则,则甲厂一定有阴离子
,所以甲厂含有的离子为Fe3+、Ag+
、
(2)甲厂废水呈碱性,则溶液中含有大量的OH-,与OH-反应的Ag+、Fe3+不能大量共
存,根据溶液电中性可知甲厂废水中应含有K+,乙厂中含有Ag+、Fe3+,则与Ag+、
Fe3+反应的Cl-、OH-不能共存,所以根据溶液电中性可知乙厂还有
,由此可知:
甲厂含有K+、Cl-、OH-,乙厂含有Ag+、Fe3+、
。
(3)将甲厂和乙厂的废水按适当的比例混合,可生成AgCl、Fe(OH)3沉淀,生成沉
淀的离子有Ag+、Fe3+、Cl-、OH-,经过滤后的废水中溶质主要为KNO3。
答案:(1)Fe3+ Ag+
、
甲厂的废水显棕黄色,说明含有Fe3+。根据离子共存的判断依据,则OH-在乙厂,
因为Ag+和OH-反应,则Ag+
只能在甲厂,则Cl-在乙厂,根据溶液电中性的原则,则
甲厂一定有阴离子
,所以甲厂含有的离子为Fe3+、Ag+
、
(2)K+、OH-、Cl-
(3)将甲厂和乙厂的废水按适当的比例混合,可生成AgCl、Fe(OH)3沉淀,经过滤
后的废水中溶质主要为KNO3,可作为复合肥灌溉农田
书
写
意
义
发生电离
满足反应
发生条件
电解质
自由离子
导电
电离方程式
离子反应
溶于水或熔融
实质
发生条件
表示
方式
离子之间的反应
离子方程式
生成难溶物
生成难电离物质
生成挥发性物质
表示一个反应；表示一类反应
写、拆、删、查
【课堂小结】
三言两语话重点
(1)掌握电解质的“两种”物质类别:强电解质和弱电解质。
(2)学会利用“四步”法书写离子方程式:写—拆—删—查。
(3)一色、二性、三反应判断离子共存
①记住几种溶液颜色,如Cu2+(蓝色)、Fe2+(浅绿色)、Fe3+(棕黄色)、
(紫红色)等。
②溶液酸性(如石蕊显红色、0.1
mol·L-1
H+、pH=2等)、碱性(如石蕊显蓝色、pH=12等)。
③能生成沉淀、气体、H2O(难电离的物质)等符合离子反应发生条件的离子不能共存。
课堂检测·素养达标
1.(2020·宝鸡高一检测)目前市场上有一种专门为婴幼儿设计的电解质饮料,适合在婴幼儿感冒、发烧时快速补充体内流失的电解质成分。下列物质可用作该饮料中的电解质的是
( )
A.Fe
B.葡萄糖
C.MgSO4
D.CO2
【解析】选C。铁是单质,不是电解质,也不是非电解质,A错误;葡萄糖是非电解质,B错误;硫酸镁是电解质,C正确;CO2是非电解质,D错误。
2.下表是常见的几种酸、碱、盐在水溶液中解离出离子的情况,根据表中信息分析正确的是
( )
酸
盐
碱
溶质
HCl
H2SO4
NaCl
NaHSO4
NH4Cl
NaOH
NH3·
H2O
解离出
的离子
H+、
Cl-
H+、
Na+、
Cl-
Na+、H+、
、
Cl-
Na+、
OH-
、
OH-
A.在水溶液中解离出H+的物质一定是酸
B.在水溶液中解离出金属阳离子和酸根离子的物质一定是盐
C.盐溶液解离出的阳离子一定是金属阳离子
D.碱溶液解离出的离子一定是金属阳离子和OH-
【解析】选B。NaHSO4在水溶液中解离出的离子有H+,但它属于盐,不属于酸,A错
误;盐由金属阳离子(或铵根离子)和酸根离子构成,则在水溶液中解离出金属阳
离子和酸根离子的物质一定是盐,B正确;在NH4Cl的盐溶液中解离出的阳离子为
,而不是金属阳离子,C错误;NH3·H2O属于碱,在水溶液中解离出
和OH-,
D错误。
【补偿训练】
(2020·咸阳高一检测)铁、稀盐酸、澄清石灰水、氯化铜溶液是中学化学中常见物质,四种物质间的反应关系如图所示。图中两圆相交部分(A、B、C、D)表示物质间的反应,其中对应反应的离子方程式书写正确的是
( )
A.OH-+HCl====H2O+Cl-
B.Ca(OH)2+Cu2+====Ca2++Cu(OH)2↓
C.Fe+Cu2+====Cu+Fe2+
D.Fe+2H+====Fe3++H2↑
【解析】选C。A项中HCl应拆为离子的形式,正确的离子方程式为OH-+H+====
H2O;B项中Ca(OH)2应拆为离子形式,应为Cu2++2OH-====Cu(OH)2↓;D项中应生成Fe2+,不应为Fe3+,应为Fe+2H+====Fe2++H2↑。
3.化学中微粒之间因为发生反应而“水火不容”。下列各组离子能在溶液中大量共存的是
( )
A.Na+、Mg2+、Cl-、OH-
B.H+、Ca2+、
、
C.Cu2+、K+、
、
D.Na+、
、OH-、Ca2+
【解析】选C。溶液中的离子能否大量共存,关键是看离子间能否发生反应。
A项,Mg2++2OH-====Mg(OH)2↓;B项,
2H++
====H2O+CO2↑,Ca2++
====
CaCO3↓;C项,离子相互之间不会发生反应;D项,
+OH-====H2O+
,Ca2++
====CaCO3↓,另外Ca(OH)2为微溶。
4.(教材二次开发·教材习题改编)下列除去杂质(括号内)的方法中,不正确的是
( )
A.Na2CO3固体(NaHCO3):加热
B.NaHCO3溶液(Na2CO3):用Ca(OH)2溶液
C.NaOH溶液(Na2CO3):适量Ca(OH)2溶液
D.
NaCl溶液(Na2CO3)适量盐酸
【解析】选B。Na2CO3固体混有NaHCO3,可以用加热的方法除去,A项正确;NaHCO3溶液可以与Ca(OH)2溶液反应,B不正确;
Na2CO3可用与Ca(OH)2溶液反应生成碳酸钙和氢氧化钠,可以除去,C正确;盐酸可以与碳酸钠反应生成氯化钠,D正确。
素养新思维
5.化学是一门自然科学,渗透在我们生活的每一个环节。
例如:豆腐不可与菠菜一起煮。原因是菠菜中含有丰富的草酸、草酸钠(Na2C2O4),豆腐中含有较多的钙盐,如硫酸钙等。一起煮时上述物质发生复分解反应,生成草酸钙沉淀等物质。从医学的观点看:混合食用,生成草酸钙沉淀,是产生结石的诱因
;从营养学的观点看:混合食用会破坏它们的营养成分。
(1)写出草酸钠(Na2C2O4)与可溶性钙盐反应的离子方程式。
提示:Ca2++
====CaC2O4↓。
(2)生活中还有很多类似的例子,请利用所学知识解释。
①洁厕剂(主要成分为HCl)可用于除去卫生间瓷砖污垢[主要成分有CaCO3、Mg(OH)2],原因是什么?写出相关反应的离子方程式。
提示:CaCO3、Mg(OH)2与HCl发生复分解反应,生成可溶物,则水垢除去,反应的离子方程式为CaCO3+2H+====Ca2++H2O+CO2↑,Mg(OH)2+2H+====Mg2++2H2O。
②生活中常用白醋(主要成分为CH3COOH,为一元弱酸)擦拭洗手盆上的铁锈(主要成分为Fe2O3),请用离子方程式解释原因。
提示:Fe2O3为金属氧化物能够溶于酸,反应的离子方程式为Fe2O3+6CH3COOH
====2Fe3++3H2O+6CH3COO-。
【补偿训练】
有下列4种溶液:NaCl溶液、NaOH溶液、盐酸、BaCl2溶液。
(1)能与Na2CO3溶液发生离子反应的有________。?
(2)上述反应的基本反应类型是______、________。?
(3)上述反应能发生的原因是?___________________________。?
(4)写出相关反应的离子方程式:?______________________。?
【解析】能与碳酸钠反应的物质有盐酸和氯化钡溶液,二者的反应机理均是复
分解反应,能发生该两个反应的是有气体和沉淀生成,相关的离子方程式为
+2H+====CO2↑+H2O、
+Ba2+====BaCO3↓。
答案:(1)盐酸、BaCl2溶液
(2)复分解反应 复分解反应
(3)有气体生成,有难溶物质生成
(4)
+2H+====CO2↑+H2O、
+Ba2+====BaCO3↓课时素养评价
十五 碳酸钠 碳酸氢钠
(30分钟 50分)
一、选择题(本题包括3小题,每小题5分,共15分)
1.(2020·潍坊高一检测)为使以面粉为原料的面包松软可口,通常用碳酸氢钠作发泡剂,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.①③
B.②③
C.①④
D.③④
【解析】选A。为使以面粉为原料的面包松软可口,通常用碳酸氢钠作发泡剂,这是由于碳酸氢钠不稳定,加热会发生分解反应,反应的化学方程式是2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,分解产生CO2气体从面团中逸出,从而导致面包松软可口,故正确的说法是①③。
2.(2020·福州高一检测)下列关于碳酸钠的叙述正确的是
( )
A.碳酸钠俗称纯碱,因为碳酸钠是一种碱
B.碳酸钠溶液中滴入酚酞溶液,溶液呈浅红色
C.碳酸钠本身显碱性,所以不能与任何碱反应
D.用BaCl2溶液不能区分碳酸钠和碳酸氢钠溶液
【解析】选B。碳酸钠属于盐类,A项错误;碳酸钠可与氢氧化钙反应,C项错误;BaCl2溶液可与碳酸钠反应产生沉淀,而不与碳酸氢钠溶液反应,D项错误。
【补偿训练】
(双选)(2020·锦州高一检测)已知A是一种金属单质,B为淡黄色固体,其转化关系如图所示,则以下有关C的性质描述错误的是( )
A.C与CO2不能继续反应
B.澄清石灰水反应产生白色沉淀
C.与足量盐酸反应放出气体
D.受热易分解
【解析】选A、D。B为A与氧气反应的产物,为氧化物,颜色为淡黄色,应为Na2O2,则A为Na,C为Na2CO3,D为NaOH。Na2CO3与二氧化碳和水反应生成碳酸氢钠,故A错误;
Na2CO3与澄清石灰水反应生成CaCO3沉淀,故B正确;Na2CO3与足量盐酸反应生成CO2气体,故C正确;Na2CO3稳定,加热不易分解,故D错误。
3.(教材二次开发·教材习题改编)已知,纯碱和小苏打都是白色晶体,在日常生活中都可以找到。某同学在学习研究了教材【实验探究】碳酸钠和碳酸氢钠的性质探究对比以及区别碳酸钠和碳酸氢钠的方法后,想要在利用家中常用的一些化学物质或一些常用的炊具等将它们区分开来,下面的方法中可行的是( )
A.分别放在炒锅中加热,观察是否有残留物
B.分别与白醋反应,看有没有气体产生
C.将样品溶解,分别加入澄清石灰水,观察是否有白色沉淀
D.在水杯中各盛相同质量的样品,分别滴入等体积的白醋,观察反应的剧烈程度
【解析】选D。纯碱和小苏打放在炒锅中加热,二者均有残留物;由于二者均能与酸反应产生气体,所以不能用白醋产生气体的现象来检验二者;二者均能与澄清的石灰水发生反应生成白色沉淀,所以不能用澄清的石灰水来鉴别二者;由于碳酸氢钠与白醋反应比碳酸钠剧烈,所以可以用加入等体积白醋观察反应的剧烈程度的方式来检验二者。
二、非选择题(本题包括1小题,共15分)
4.(2020·镇江高一检测)小明通过学习知道Na2CO3、NaHCO3均能与盐酸反应,Na2CO3溶液还会与石灰水反应。
【产生疑问】NaHCO3溶液也能与石灰水反应吗?如果能反应,生成物可能是什么?
【进行实验】小明将NaHCO3溶液与石灰水混合,结果产生白色沉淀,已知Ca(HCO3)2能溶于水,碳酸氢盐在碱溶液中会生成碳酸盐。此白色沉淀是________;为了进一步了解生成的含钠化合物有什么,继续探究:
?
【做出猜想】①只有NaOH
②有Na2CO3和NaOH
③__________?
【实验设计】
步骤1:取少量上述实验后的上层清液于试管中,再滴加足量的CaCl2溶液(中性),观察到产生白色沉淀,由此可知生成的含钠化合物一定含有________;?
步骤2:将步骤1中反应后的混合物过滤,往滤液中先滴加几滴酚酞溶液,再滴加足量的稀盐酸,观察到溶液颜色变化情况为?____________________________,?
整个实验过程中无气泡产生,由此可知猜想②成立。
【拓展提高】若步骤1中未出现白色沉淀,则此时NaHCO3溶液与Ca(OH)2溶液反应的化学方程式为?_________________________________。?
【解析】因为题给信息Ca(HCO3)2能溶于水,而HC能与OH-反应生成C,故将NaHCO3溶液与石灰水混合后,产物除CaCO3外,溶液中还可能有①Ca(OH)2过量时:发生反应NaHCO3+Ca(OH)2CaCO3↓+NaOH+H2O;②恰好反应时:
2NaHCO3+Ca(OH)2CaCO3↓+Na2CO3+2H2O;③NaHCO3过量时,产物有CaCO3、Na2CO3,剩余NaHCO3。依据以上分析可猜想:生成的含钠化合物只能有三种情况:
①NaOH、②Na2CO3和NaOH、③Na2CO3。
答案:【进行实验】CaCO3 【做出猜想】只有Na2CO3
【实验设计】Na2CO3 溶液先由无色变红色,然后红色变为无色
【拓展提高】Ca(OH)2+NaHCO3CaCO3↓+NaOH+H2O
一、选择题(本题包括1小题,共6分)
5.(2020·衡阳高一检测)我国医学家通过研究发现小苏打可去除肿瘤内的氢离子,从而快速有效地杀死处于葡萄糖饥饿或缺乏状态的肿瘤细胞,为治疗原发性肝癌开辟了新路径。下列有关小苏打的说法错误的是
( )
A.可用于制备苏打
B.可用于糕点生产中
C.与H+作用易产生CO2
D.可用饱和食盐水与CO2反应制得
【解析】选D。NaHCO3俗称小苏打,碳酸钠俗称苏打,碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠,则可用于制备苏打,故A正确;NaHCO3俗称小苏打,碳酸氢钠能与H+反应生成二氧化碳,用于制发酵粉,可用于糕点生产中,故B正确;NaHCO3俗称小苏打,与H+作用易产生CO2,故C正确;饱和食盐水与CO2不反应,所以不能用饱和食盐水与CO2反应制得小苏打,故D错误。
【补偿训练】
(双选)(2020·济南高一检测)学生在设计实验方案、进行实验操作、获取实验结论的过程中,不仅能获取知识、技能和方法,还能提高探究能力。下列实验装置不能达到实验目的的是
( )
【解析】选A、D。碳酸氢钠受热易分解,不能用该装置干燥碳酸氢钠,A错误;Na2O2与H2O反应生成的O2能使带火星的木条复燃,B正确;进行焰色反应可以用光洁无锈的铁丝或铂丝蘸待测溶液,然后在酒精灯的火焰上灼烧,若观察到火焰呈黄色,就证明在纯碱中含有钠元素,C正确;比较Na2CO3、NaHCO3的热稳定性,应该把NaHCO3放在内管,把Na2CO3放在外管,若观察到与内管连接的澄清石灰水变浑浊,就证明稳定性Na2CO3>NaHCO3,否则由于玻璃的导热性差,观察到与外管连接的澄清石灰水变浑浊,D错误。
二、非选择题(本题包括1小题,共14分)
6.(2020·常州高一检测)小刚、小军、小红对一久置的NaOH白色粉末的成分进行探究。三位同学都作出以下的猜想:
Ⅰ.①可能是NaOH;
②可能是Na2CO3;
③可能是NaOH与Na2CO3的混合物。
做出②③猜想的依据是?___________________________(用化学方程式表示)
Ⅱ.为了验证①②③猜想,他们分别做了下面的实验。
(1)小刚取少量白色粉末于试管中,再滴加稀盐酸,有气泡产生,由此可推出白色粉末中一定含有______________,可肯定猜想________(填序号)是错误的。?
(2)小军又取少量白色粉末溶于水,向所得溶液中滴加酚酞试液,溶液变为红色。由此小军结合小刚的实验,认为猜想③是正确的。小红却认为小军的所得结论不确切,因为__________________________。?
(3)为探究白色粉末是否含有NaOH,小红设计了如下实验方案:
①沉淀B的化学式为____________。?
②在操作Ⅰ中要用到玻璃棒,其作用是________________________;?
在操作Ⅱ中,除要用到铁架台(带铁圈)、烧杯、滤纸、玻璃棒外,还需补充的玻璃仪器是_______________________。?
③小刚认为小红的这个方案也有问题,理由是?__________________________。?
Ⅲ.小刚对小红的实验做了正确的改进后进行了实验,实验现象和小红的一致。由此确定猜想③是正确的。小刚改进的方法是?_________________________。?
【解析】Ⅰ.由于空气中含有大量的二氧化碳,所以久置的NaOH白色粉末会与其反应生成碳酸钠。
Ⅱ.(1)由于滴加盐酸的过程中有气泡产生,所以该混合粉末中一定含有Na2CO3,所以只含有NaOH的猜想①一定是不正确的。
(2)由于碳酸钠的水溶液也是呈碱性的,所以若溶液呈现碱性的混合粉末中不一定有NaOH。
(3)由于混合粉末中含有Na2CO3所以会与澄清的石灰水发生反应生成CaCO3,玻璃棒起到搅拌的作用,由于Na2CO3与Ca(OH)2反应后也有NaOH生成,因此这个方案不能证明白色粉末中是否含有NaOH。
Ⅲ.若将澄清的石灰水改成氯化钙或者是氯化钡,这个过程中就不会产生NaOH,所以就可以检验原混合粉末中是否含有NaOH。
答案:Ⅰ.CO2+2NaOHNa2CO3+H2O
Ⅱ.(1)Na2CO3 ①
(2)溶液中存在Na2CO3也会使酚酞变红
(3)①CaCO3 ②搅拌 漏斗
③Na2CO3与Ca(OH)2反应后也有NaOH生成,因此这个方案不能证明白色粉末中是否含有NaOH
Ⅲ.将滴加澄清石灰水改为过量的CaCl2[或Ba(NO3)2
或Ca(NO3)2或BaCl2]即可
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第2课时 碳酸钠 碳酸氢钠
一、碳酸钠和碳酸氢钠的性质
1.碳酸钠和碳酸氢钠的物理性质
必备知识·自主学习
Na2CO3
NaHCO3
纯碱、苏打
小苏打
大于
名称
碳酸钠
碳酸氢钠
化学式
______
______
俗名
___________
_______
色态
白色粉末
细小白色晶体
溶解性
水中易溶
水中易溶,相同温度下,Na2CO3的溶解度_____NaHCO3
2.碳酸钠的化学性质
写出序号对应的化学方程式:
①_____________________________。
②______________________________。
③____________________________。
④________________________。
Na2CO3+2HCl====2NaCl+H2O+CO2↑
Na2CO3+Ca(OH)2====CaCO3↓+2NaOH
Na2CO3+BaCl2====BaCO3↓+2NaCl
Na2CO3+H2O+CO2====2NaHCO3
3.碳酸氢钠的化学性质
①_______________________________。
②____________________________。
③________________________。
④Ca(OH)2不足时:______________________________________。?
Ca(OH)2过量时:__________________________________。?
2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2↑
NaHCO3+HCl====NaCl+H2O+CO2↑
NaHCO3+NaOH====Na2CO3+H2O
2NaHCO3+
Ca(OH)2====CaCO3↓+Na2CO3+2H2O
NaHCO3+
Ca(OH)2====CaCO3↓+NaOH+H2O
4.用途
下列属于碳酸钠用途的是________;属于碳酸氢钠用途的是__________。?
①制取玻璃、肥皂、合成洗涤剂;
②发酵粉的主要成分之一;
③造纸、纺织、石油;
④医疗上可以做治疗胃酸过多的药剂。
提示:①③ ②④
【自主探索】
(情境思考)面包松软可口,深受人们喜爱,这么好吃的食物离不开一种原料——发酵粉。发酵粉主要用作面制品和膨化食品的生产。发酵粉的主要成分为碳酸氢钠和酒石酸。
请分析碳酸氢钠在面包制作中的作用是什么?化学反应原理是什么?
提示:发酵粉溶于水后,碳酸氢钠与酒石酸和食物里含有的酸性物质发生反应生成水和二氧化碳气体,二氧化碳可以起蓬松食物的作用。
二、碳酸钠的制备及碳酸钠和碳酸氢钠之间的转化
1.碳酸钠的制备——侯氏制碱法
侯氏制碱法中主要反应的化学方程式为
①NaCl+NH3+CO2+H2O====____________;
②2NaHCO3
Na2CO3+CO2↑+H2O。
NaHCO3+NH4Cl
2.碳酸钠和碳酸氢钠之间的相互转化
写出序号涉及的化学反应方程式:
①
______________________________。
②________________________。
③________________________。
2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2↑
NaHCO3+NaOH====Na2CO3+H2O
Na2CO3+H2O+CO2====2NaHCO3
【自主探索】
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)苏打是面包发酵粉的主要成分之一。
( )
提示:×。发酵粉的主要成分之一是小苏打——碳酸氢钠。
(2)Na2CO3、NaHCO3都能与盐酸、氢氧化钠溶液反应。
( )
提示:×。NaHCO3与盐酸、氢氧化钠溶液都能反应,Na2CO3只能与盐酸反应,不与氢氧化钠溶液反应。
(3)确定NaCl溶液中是否混有Na2CO3的方法是取少量溶液滴加CaCl2溶液,观察是否出现白色浑浊。
( )
提示:√。Na2CO3与CaCl2反应生成白色沉淀CaCO3。
关键能力·合作学习
知识点 碳酸钠、碳酸
氢钠的鉴别、转化与除杂?
1.Na2CO3与NaHCO3的鉴别方法
【方法引导】
互滴法
互滴法是指当两种溶液反应时有两个不同的反应过程,且这两个过程的实验现象各不相同,则可以通过滴加顺序不同,利用产生的现象不同进行鉴别。
如:(1)盐酸逐滴加入到Na2CO3溶液中
①现象:开始无明显现象,后有无色气体放出。
②原理:
+H+
====
(无明显现象),
+H+
====H2O+CO2↑(无色气体放出)。
(2)Na2CO3溶液逐滴加入到稀盐酸中
①现象:有无色气体放出。
②原理:
+2H+
====H2O+CO2↑。
2.Na2CO3与NaHCO3的分离与提纯
混合物(括号内的为杂质)
除杂方法及试剂
Na2CO3固体(NaHCO3)
加热
NaHCO3溶液(Na2CO3)
通入足量CO2气体
Na2CO3溶液(NaHCO3)
加入适量NaOH溶液
3.碳酸钠和碳酸氢钠之间的相互转化
(1)Na2CO3→NaHCO3:
①向碳酸钠溶液中通入足量的二氧化碳,可使碳酸钠转化为碳酸氢钠,反应的化学方程式为Na2CO3+CO2+H2O====2NaHCO3。
②向碳酸钠溶液中逐滴加入适量盐酸可使碳酸钠转化为碳酸氢钠,反应的化学方程式为Na2CO3+HCl====NaHCO3+NaCl。
(2)NaHCO3→Na2CO3:
①固体:碳酸氢钠固体受热可完全分解为碳酸钠、水和二氧化碳,反应的化学方
程式为
2NaHCO3
Na2CO3+CO2↑+H2O。
②溶液:向碳酸氢钠溶液中加入适量氢氧化钠可使碳酸氢钠转化为碳酸钠,反应
方程式为
NaHCO3+NaOH====Na2CO3+H2O。
【合作探究】
1.(思维升华)为什么碳酸钠和碳酸氢钠分别与同浓度的盐酸反应时,碳酸钠比碳酸氢钠的反应显得“慢一步”?(宏观辨识与微观探析)
提示:因为碳酸钠在和盐酸反应时分成两步,即先与盐酸反应生成碳酸氢钠,然后碳酸氢钠再与盐酸反应生成二氧化碳和水;而碳酸氢钠可以直接与盐酸反应生成二氧化碳和水,所以碳酸钠比碳酸氢钠的反应显得“慢一步”。
2.分别向等浓度的Na2CO3、NaHCO3的稀溶液中滴加同浓度的CaCl2溶液,产生的实验现象相同吗?原因是什么?
提示:不相同;Na2CO3中有白色沉淀生成,发生的反应为Na2CO3+CaCl2====
CaCO3↓+2NaCl。NaHCO3中无明显现象,因为NaHCO3与CaCl2不反应。
3.(情境思考)油炸黄鱼、鲜虾、鸡排或排骨时,在面粉糊里和上一点小苏打,吃起来又松又脆。你知道其中的道理吗?(科学探究与创新意识)
提示:因为小苏打受热后分解,会产生大量的二氧化碳气体,使油炸面糊里留下许多气孔。
【典例示范】
【典例】(2019·济宁高一检测)有两支试管分别装有Na2CO3和NaHCO3溶液,下列操作和判断正确的是
( )
选项
操作
判断
A
分别加入澄清石灰水
产生沉淀者为Na2CO3
B
分别加入等浓度的稀盐酸
反应较剧烈者为Na2CO3
C
分别加入CaCl2溶液
产生沉淀者为Na2CO3
D
逐滴加入等浓度的盐酸
立即产生气泡者为Na2CO3
【解题指南】解答该题要注意以下三点:
(1)结构决定性质,Na2CO3和NaHCO3的性质不同在于阴离子的不同;
(2)CaCO3难溶于水,Ca(HCO3)2易溶于水;
(3)Na2CO3与酸反应是碳酸根离子逐步结合氢离子的过程。
【解析】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项逐滴加入等浓度的盐酸时,NaHCO3立即产生气泡,Na2CO3开始无气泡产生,过一会儿才产生气泡。
【母题追问】(1)若将A项改为氢氧化钡溶液,能否鉴别?
提示:不能,因为碳酸钙和碳酸钡均难溶于水,而碳酸氢钙和碳酸氢钡均易溶于水。
(2)若NaHCO3溶液中混有Na2CO3,用滴加盐酸的方法可否鉴别?
提示:否,因为只要滴入稀盐酸,碳酸氢钠与盐酸立即产生气体,无法检验碳酸钠的存在。
【素养训练】
小许同学在帮化学实验员整理药品时,发现药品包装箱
里有两瓶化学药品的标签已脱落,从脱落的标签可知,这
两瓶药品是碳酸钠和碳酸氢钠。为确定这两瓶药品到底哪一瓶是碳酸钠,哪一
瓶是碳酸氢钠,该同学开始了探究行动:
实验方案:根据碳酸钠、碳酸氢钠加热是否分解及生成的产物鉴别出两种药品
实验装置:如图(图中显示的是加热NaHCO3的情况)
探究报告:小许同学设计的探究报告如下,请你帮他补充完整。
实验操作
实验现象
得出结论
【解析】因为碳酸氢钠受热可分解为碳酸钠、水和二氧化碳,而碳酸钠受热不易分解,故可用加热的方法进行区别。在加热过程中,能产生使澄清石灰水变浑浊的气体的药品是碳酸氢钠,无明显现象的是碳酸钠。
答案:
实验操作
实验现象
得出结论
分别取少量固体于大试管中,加热,将产生的气体通入装有澄清石灰水的试管中
加热过程中,可看到一种药品产生的气体能使澄清的石灰水变浑浊,另一种药品无明显现象
能使澄清的石灰水变浑浊的原固体是碳酸氢钠,无明显现象的原固体是碳酸钠
决定于
类别
转
化
转
化
碳酸钠
碳酸氢钠
物理性质
化学性质
白色粉末状物质
盐类
与酸反应
与碱反应
与盐反应
物理性质
化学性质
细小白色晶体，稳定性差
鉴别方法
【课堂小结】
三言两语话重点
(1)掌握“两种”重要的含碳化合物的性质:碳酸钠和碳酸氢钠的性质。
(2)学会“一个”转化:碳酸钠和碳酸氢钠之间的相互转化
(3)必记“五个”重要的化学方程式:
①Na2CO3+2HCl====2NaCl+CO2↑+H2O
②NaHCO3
+
HCl====CO2
↑+H2O+NaCl
③NaHCO3+NaOH====Na2CO3+H2O
④Na2CO3+CO2+H2O====2NaHCO3
⑤2NaHCO3
Na2CO3+CO2↑+H2O
课堂检测·素养达标
1.下列物质的俗名与化学式对应不正确的是
( )
A.纯碱——NaOH
B.石灰石——CaCO3
C.小苏打——NaHCO3
D.苏打——Na2CO3
【解析】选A。NaOH俗名为火碱或烧碱,故A项错误。
2.(2020·北京市大兴区高一检测)下列物质中,既能和盐酸反应,又能和氢氧化钠反应的物质是
( )
A.碳酸钠
B.碳酸氢钠
C.氯化钠
D.硫酸铜
【解析】选B。碳酸氢钠既能和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,又能和盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水。
3.(2020·温州高一检测)为了验证碳酸氢钠固体中是否含有碳酸钠。下列实验及判断中,正确的是
( )
A.加热,观察是否有气体放出
B.溶于水后加石灰水,看有无沉淀
C.取少量配成稀溶液滴加氯化钡溶液,看有无沉淀
D.加热后称量,看质量是否变化
【解析】选C。碳酸氢钠固体中不管是否含有碳酸钠,加热后均会产生气体;碳酸钠和碳酸氢钠均可以和石灰水反应产生白色沉淀碳酸钙;碳酸钠可以和氯化钡发生复分解反应生成白色沉淀碳酸钡,但是碳酸氢钠不能反应;碳酸氢钠本身加热后称量质量会减轻,碳酸氢钠固体中含有碳酸钠加热后称量质量仍然会减轻。
4.(2020·泉州高一检测)为了除去CO2中含有少量的HCl
气体,可以使气体通过( )
A.饱和Na2CO3溶液
B.饱和NaHCO3溶液
C.H2SO4溶液
D.Ba(OH)2溶液
【解析】选B。除去CO2中含有少量的HCl
气体,可以用饱和NaHCO3溶液,原因是饱和NaHCO3溶液不能与CO2反应而HCl可以与NaHCO3反应。
5.(教材二次开发·教材习题改编)教材
【学以致用】中给出了碳酸钠与碳酸氢钠的性质比较。试根据此表中的二者性质的比较选择除掉固体
Na2CO3中混有的固体NaHCO3
的最佳方法和除掉NaHCO3溶液中混有少量的Na2CO3的最佳方法分别是
( )
A.加盐酸、通二氧化碳
B.加热、加盐酸
C.加热、通二氧化碳
D.加氢氧化钠溶液、通一氧化碳
【解析】选C。由于NaHCO3分解生成碳酸钠,所以除掉固体Na2CO3中混有的固体NaHCO3的最佳方法是加热;由于碳酸钠溶液能与CO2反应生成NaHCO3,所以除掉NaHCO3溶液中混有少量的Na2CO3通二氧化碳。
【素养新思维】
6.有同学利用如图装置鉴别碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性。点燃酒精灯,加热盛有固体药品的部位。请结合实验现象,完成下面的填空。
2个长柄V形玻璃管左右并列固定
(1)【实验现象】加热开始后,很快可以看到,盛有碳酸氢钠的长柄V形玻璃管内的石灰水__________________________________________________________,?
且固体附近的玻璃管内壁上附有大量的____________________。?
(2)【实验结论】该实验现象充分说明,碳酸氢钠受热易分解,并且分解的产物有________。而盛有碳酸钠的长柄V形玻璃管里的石灰水________。?
【解析】加热开始后,很快可以看到,盛有碳酸氢钠的长柄V形玻璃管内的石灰水变浑浊,且固体附近的玻璃管内壁上附有大量的小液滴;该实验现象充分说明,碳酸氢钠受热易分解,并且分解的产物有二氧化碳和水。而盛有碳酸钠的长柄V形玻璃管里的石灰水不变浑浊。
答案:(1)变浑浊 小液滴
(2)二氧化碳和水 不变浑浊
【补偿训练】
1.(2019·衡阳高一检测)某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体,用不同的方法做了以下实验,如图所示。
(1)只根据图Ⅰ、Ⅱ所示实验,能够达到实验目的的是________(填装置序号)。?
(2)图Ⅲ、Ⅳ所示实验均能鉴别这两种物质,其反应的化学方程式为__;?
与实验Ⅲ相比,实验Ⅳ的优点是______(填选项序号)。?
A.Ⅳ比Ⅲ复杂
B.Ⅳ比Ⅲ安全
C.Ⅳ比Ⅲ操作简便
D.Ⅳ可以做到用一套装置同时进行两个对比实验,而Ⅲ不行
(3)若用实验Ⅳ验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性,则试管B中装入的固体最好是________(填化学式)。?
【解析】(1)Na2CO3、NaHCO3均能与盐酸反应生成使澄清石灰水变浑浊的CO2气体,
但等质量的Na2CO3与NaHCO3跟过量盐酸反应时,NaHCO3与盐酸反应更剧烈且产生
气体的量多,故实验Ⅰ不能鉴别Na2CO3与NaHCO3,而实验Ⅱ可以。
(2)NaHCO3受热易分解:2NaHCO3
Na2CO3+CO2↑+H2O,Na2CO3受热不分解,可
用加热方法鉴别,对比实验Ⅲ,实验Ⅳ可以同时进行两个对比实验,现象明显。
(3)将NaHCO3置于小试管B中,Na2CO3置于大试管A中,加热时D中澄清石灰水不变
浑浊,C中变浑浊,说明Na2CO3比NaHCO3稳定。
答案:(1)Ⅱ
(2)2NaHCO3
Na2CO3+CO2↑+H2O D
(3)NaHCO3
2.侯氏制碱法是我国著名化学家侯德榜发现的,他是在改良了索尔维制碱法之后得出的一种新的制碱工艺,成为工业纯碱的主要制取方法之一。工业纯碱中常含有NaCl、Na2SO4等杂质,为了测定工业纯碱中Na2CO3的含量,某同学设计了如图装置:
试回答下列问题:
(1)装置A中发生反应的化学方程式为___________。
(2)装置D的作用是_______________。
(3)利用上述装置进行实验,即使气密性良好,并缓慢滴加了过量的稀硫酸使反应完全,装置C中装有足量碱石灰,其他操作也正确,测定结果还是偏低,原因可能是__。
(4)实验前所取工业纯碱质量为m
g,装置C中碱石灰和U形管的总质量为m1
g,加入足量稀硫酸,反应结束后,装置C中碱石灰和U形管的总质量变为m2
g,则上述实验中测得的工业纯碱中Na2CO3的质量分数为________。
(5)利用上图A、B装置(B中仍用浓硫酸作干燥剂),还可以制取哪些气体?________(填两种气体的化学式)。
【解析】(1)装置A中发生的是稀硫酸与碳酸钠的反应,则化学方程式为
Na2CO3+H2SO4====Na2SO4+H2O+CO2↑。
(2)由于空气中也存在二氧化碳和水,所以若没有装置D的话,空气中的水和二氧
化碳会被碱石灰吸收,所以装置D的作用是防止空气中的水和二氧化碳进入装置
内,引起误差。
(3)若测定结果偏低,则是装置中的二氧化碳未被完全吸收。
(4)装置C中碱石灰和U形管的总质量的前后的差值是生成二氧化碳的质量,
所以根据反应方程式:
Na2CO3+H2SO4====CO2
↑+H2O+Na2SO4
106
g
44
g
m(Na2CO3)
(m2-m1)g
则:m(Na2CO3)=
,所以工业纯碱中Na2CO3的质量分数为
×100%。
(5)由于该装置是固液不加热装置,所以还可以用该装置制取H2(Zn和稀硫酸)和
O2(H2O2和MnO2)。
答案:(1)Na2CO3+2HCl====2NaCl+H2O+CO2↑
(2)防止空气中的水和二氧化碳进入装置内,引起误差 (3)装置中的二氧化碳
未能完全被吸收
(4)
×100% (5)H2、O2?(共82张PPT)
第二单元 金属钠及钠的化合物
第1课时 钠的性质及制备
一、金属钠的性质与制备
1.钠的存在:在自然界中钠元素都以_______存在,如_______、碳酸钠、
_______等。
2.钠的物理性质
必备知识·自主学习
化合态
氯化钠
硫酸钠
银白
固
软
小
低
颜色
状态
质地
密度
熔点
_____色
___态
较___
比水___
较___
3.钠与氧气的反应
银白
变暗
黄
淡黄
4Na+O2====2Na2O
2Na+O2
Na2O2
反应
条件
室温
加热
实验步骤
实验现象
新切开的钠具有_____
色的金属光泽,在空气
中很快_____
钠先熔化成小球,然后剧烈燃烧,
火焰呈___色,生成_____色固体
化学方程
式
_______________
___________________
结论
钠是非常活泼的金属,与O2反应,条件不同时,现象不同,产物也不同
4.钠与水的反应
浮
小
熔
较低
气体
剧烈
红
NaOH
2Na+2H2O====2NaOH+H2↑
实验操作
实验现象
结论或解释
钠___在水面上
钠的密度比水___
钠___成小球
钠熔点_____,且反应
放热
小球在水面上迅速游动,
逐渐变小,最后消失
反应产生的_____推
动小球运动
与水反应发出“嘶嘶”
声
钠与水_____反应,反
应放热并生成气体
反应后溶液的颜色逐渐
变___
有_____生成
化学方程式
______________________
【特别提醒】(1)钠原子最外电子层上只有一个电子,反应容易失去,表现还
原性且性质活泼。
(2)钠与水(滴有酚酞)反应的现象概括为“浮、熔、游、响、红”。
(3)钠易与空气中O2、H2O反应,通常保存在煤油中。
5.钠的制备
工业上电解熔融的NaCl:
______________________。
2NaCl
2Na+Cl2↑
6.钠的用途
【自主探索】
(情境思考)某船员在运输盛有钠的铁桶时,不小心把盖子打开,桶内马上冒起浓浓的白烟,而且一接触桶内物质,双手立刻感到剧烈的疼痛,情急之下他将桶推到江里。一遇到水,桶立马爆炸。消防队员找来一个较大的白色塑料桶,将打捞上来的铁桶放在里面,用煤油浸泡。
(1)盛有钠的桶遇水立马爆炸的原因是什么?
提示:钠与水反应放出热量,使生成的氢气发生爆炸。
(2)用煤油浸泡铁桶灭火的道理是什么?
提示:钠易与空气中的氧气、水等反应,而Na不与煤油反应,且密度比煤油大,故将钠保存在煤油中隔绝空气。
二、钠的氧化物
1.氧化钠
(1)物理性质:Na2O是一种白色粉末状固体。
(2)化学性质
写出以上序号对应的化学方程式:
①_________________;
②______________________;
③_________________。
Na2O+H2O====2NaOH
Na2O+2HCl====2NaCl+H2O
Na2O+CO2====Na2CO3
2.过氧化钠
(1)物理性质
颜色:_____色;状态:固体。
(2)化学性质
写出以上序号对应的化学方程式
①
________________________;
②
________________________。
(3)用途:可用于漂白剂和呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源。
淡黄
2Na2O2+2H2O====4NaOH+O2↑
2Na2O2+2CO2====2Na2CO3+O2
【特别提醒】Na2O2不是碱性氧化物,因Na2O2与酸反应生成物不只有盐和水还有氧气。
【自主探索】
1.(知识关联)过氧化钠与CO2的反应是氧化还原反应吗?为什么?若为氧化还原反应,则该反应的氧化剂是什么?还原剂是什么?
提示:是氧化还原反应,因为氧的化合价发生了变化。在该反应中,Na2O2既是氧化剂又是还原剂。
2.化学课上刘老师吹气生火的魔术吸引了很多学生的眼球。只见老师深吐一口气朝棉花吹去,棉花很快燃烧起来。这团神奇的棉花有何奥妙?原来棉花中包有过氧化钠。过氧化钠在这个魔术中起什么作用?
提示:过氧化钠既是氧化剂又是还原剂,与二氧化碳反应生成氧气,并放出大量的热。
关键能力·合作学习
知识点一 钠的“一个变化”及“四个反应”?
金属钠露置在空气中发生的变化
1.相应变化
金属钠长期露置于空气中最终完全转变为Na2CO3粉末。
2.变化过程
3.发生主要变化的化学方程式
(1)4Na+O2====2Na2O
(2)Na2O+H2O====2NaOH
(3)2NaOH+CO2====Na2CO3+H2O
Na2CO3+10H2O====Na2CO3·10H2O
(4)Na2CO3·10H2O====Na2CO3+10H2O
【合作探究】
1.Na2CO3·10H2O风化生成Na2CO3属于化学变化还是物理变化?(变化观念与平衡思想)
提示:化学变化。风化是结晶水合物在干燥空气中失去结晶水的过程,生成了新的物质,故属于化学变化。
2.(情境应用)据报道,某生产手机零部件的工厂突
然发生爆炸并起火,造成1人死亡、3人重伤。消防部
门初步推测可能是生产线上的钠材料发生爆炸,确切
原因仍在调查中。
(1)钠很容易发生爆炸,实验室里如何保存钠?
提示:实验室里少量的钠存放在煤油中,大量的钠应隔绝空气密封保存。
(2)报道中发生的钠爆炸应是钠与氧气反应引起的。请你写出钠与氧气反应的
化学方程式。(证据推理与模型认知)
提示:4Na+O2====2Na2O;2Na+O2
Na2O2
【典例示范】
【典例】(2019·淄博高一检测)钠露置在空气中易变质,其变质过程中不可能产
生的物质是
( )
A.Na2O
B.NaOH
C.NaHCO3
D.Na2CO3
【解题指南】解答本题时应注意以下两点:
(1)NaOH可与空气中的二氧化碳反应。
(2)空气中的二氧化碳含量少,与氢氧化钠反应不能生成NaHCO3。
【解析】选C。钠露置在空气中的变化过程为Na
Na2O
NaOH
Na2CO3·10H2O
Na2CO3,不可能有NaHCO3生成。
【母题追问】(1)钠露置在空气中,其变质过程中涉及的反应类型有哪些?
提示:钠露置在空气中的变化过程为Na
Na2O
NaOH
Na2CO3·10H2O
Na2CO3,分别属于化合反应(氧化还原反应)、化合反应、复分解反应、
分解反应。
(2)23
g钠暴露在空气中,最终得到的产物及其质量是多少?
提示:钠暴露在空气中,最终得到Na2CO3,根据元素守恒,
有2Na～Na2CO3
46
106
23
m(Na2CO3)
则m(Na2CO3)=53
g。
【素养训练】
(2020·镇江高一检测)在实验室里为了研究钠的性质,做了如下实验:
(1)取用浸没在煤油中的金属钠的操作方法是___________。?
(2)一小块金属钠长时间置于空气中,可能有下列现象,这些现象出现的先后顺序是________(填序号,下同)。?
①变成白色粉末 ②变暗 ③变成白色固体 ④变成液体
A.①②③④
B.②③④①
C.②③①④
D.③②④①
(3)取一块金属钠放在燃烧匙里加热,观察到下列实验现象:①金属先熔化
②在空气中燃烧,放出黄色火花
③燃烧后得白色固体
④燃烧时火焰为黄色 ⑤燃烧后生成淡黄色固体,描述正确的是________。?
A.①②
B.①②③
C.①③
D.①④⑤
【解析】(1)取用金属钠必须用镊子,剩余的金属钠包括碎屑都必须放入原试剂
瓶中。(2)Na在空气中放置的变化过程为Na
Na2O(变暗)
NaOH(白色固
体)
表面形成溶液
Na2CO3·10H2O(白色固体)
Na2CO3(白色粉末)。
(3)钠的熔点只有97.8
℃,加热立即熔化。钠是一种很活泼的金属,加热时与氧
气化合生成过氧化钠,呈淡黄色。钠在空气中燃烧的火焰为黄色。
答案:(1)用镊子取出钠块,用滤纸吸干钠块表面的煤油,在玻璃片上用小刀切去
表面的氧化层,再切下一小粒备用,余下的钠全部放回试剂瓶中
(2)B (3)D
知识点二 钠与水、酸、碱和盐溶液的反应的实质?
1.钠与水(滴有酚酞)的反应
现象
原因解释
浮
浮在水面上
钠的密度比水小
熔
熔成闪亮的小球
钠熔点低,反应放热
游
钠球在水面游动
反应有气体生成
响
发出“嘶嘶”的响声
红
溶液变红
反应有碱性物质生成
2.与酸溶液反应
3.与碱溶液反应:其实质是钠与水的反应
如钠与氢氧化钠溶液的反应,即钠与水的反应。
4.与盐溶液反应
【易错警示】钠的性质的三个认识误区
(1)Na和O2在不同条件下反应,产物不同。
(2)Na在溶液中不能置换出盐中的金属,但在熔融态时能置换出盐中的金属。
(3)Na与酸反应是直接置换出酸中的氢,而不是先和水反应生成NaOH,NaOH再和酸反应。
【合作探究】
1.(思维升华)把钠投入稀盐酸中,有何现象?相比钠与水的反应哪个更剧烈?为什么?(科学探究与创新意识)
提示:浮、熔、游、响,钠与盐酸反应比与水反应更剧烈,因为钠与水反应的实质是钠与H+反应,盐酸中H+浓度比水中的大,所以更剧烈。
2.(教材二次开发)教材【观察思考】中实验3中反应的化学方程式是什么?反应中钠的化合价怎样变化?氧化剂是哪种物质?(宏观辨识与微观探析)
提示:反应的化学方程式为2Na+2H2O====2NaOH+H2↑;反应中钠的化合价由0价变为+1价,化合价升高;根据化合价变化可知,氧化剂应该是H2O。
【典例示范】
【典例】将少量金属钠分别投入下列物质的水溶液中,有气体放出,且溶液质量减轻的是
( )
A.HCl B.NaOH C.K2SO4 D.CuSO4
【思维建模】解答钠与水溶液反应的思路如下:
【解析】选D。将少量钠投入题述四种物质的水溶液中,均有H2产生,故都满足题目的第一个条件“有气体放出”,而反应后“溶液质量减轻”是指投入的金属钠的质量小于脱离溶液的物质的质量。在A、B、C三个选项中只有H2放出,故溶液质量是增加的。D选项中由于Na与H2O反应生成的NaOH还能继续与CuSO4反应析出Cu(OH)2沉淀:2Na+CuSO4+2H2O====Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑,故反应后溶液质量减轻。
【规律方法】金属钠与水、酸、盐溶液反应现象分析的思维模板
(1)共性:浮:钠浮在液面上;熔:钠熔化成光亮的小球;游:在液面上不停地游动直至反应完;响:反应中不停地发出“嘶嘶”的响声。
(2)差异性:与酸反应时,由于溶液中H+浓度较大,反应比钠与水剧烈,最后钠可能在液面上发生燃烧;与盐溶液反应时,还可能会生成沉淀(如生成难溶碱)、气体(NH3)等。
【母题追问】(1)若题干不变,将C项改成“饱和Na2SO4溶液”,是否可选?为什么?
提示:是。若C项改成“饱和Na2SO4溶液”,由于Na与水反应会消耗水,故Na2SO4会析出,溶液质量会减轻。
(2)若将题干中的“质量减轻”改成“有沉淀生成”,则答案选什么?
提示:D。D中Na与水反应生成的NaOH会与CuSO4反应生成Cu(OH)2蓝色沉淀。
【素养训练】某位教师设计了钠与硫酸铜溶液反应实验装置(如图,夹持装置省略)。
①注射器针头 ②止水夹 ③短导管 ④细铜丝
⑤⑦直通管 ⑥
直角导管 ⑧⑨⑩单孔橡皮塞
乳胶管
实验前要将装置中的直角导管(序号为
)的上端和直通管⑤的上端高度相当;
同时止水夹要夹在短导管的乳胶管上,避免逸出气体。
实验操作如下:
1.向直通管⑤中注满硫酸铜溶液(开始两直通管高度相当),然后小心且迅速地
用带有金属钠(置于细铜丝上)和短导管的橡胶塞塞紧直通管。
可观察到:
(1)钠与硫酸铜溶液剧烈反应有无色气体产生,该气体为________,
直通管⑤液面逐渐下降,直通管⑦液面逐渐上升(液面高度如图所示),产生该现象的原因是__?__,?直通管⑤中有蓝色絮状沉淀生成,该沉淀为________。?
提示:氢气。反应产生氢气,直通管⑤中压强增加,所以直通管⑦中的液面升高。Na与水反应生成NaOH,NaOH与CuSO4反应生成Cu(OH)2沉淀,所以该沉淀为氢氧化铜沉淀。
(2)把燃着的火柴置于注射器针头口,打开止水夹。可观察到的现象:_______。?
提示:火柴继续燃烧,产生淡蓝色火焰。
2.写出钠与硫酸铜溶液总反应的化学方程式:_________。?
提示:2Na+CuSO4+2H2O====Cu(OH)2↓+H2↑+Na2SO4。
3.实验过程中可观察到蓝色絮状沉淀中有黑色物质,分析发现该黑色物质是氧
化铜,写出生成黑色物质的化学方程式_________________。?
提示:Cu(OH)2
CuO+H2O。
决定
钠
物理性质
银白色金属光泽
硬度低，密度小
熔点低
结构
化学性质
最外层一个电子，易失去
与O2反应
与水反应
与酸反应
与碱、盐反应
不加热：Na2O
加热：Na2O2
与H+反应
保存
实质
知识点三 氧化钠与过氧化钠?
1.二者性质比较
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
(过氧化物)
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
化学式
Na2O
Na2O2
与H2O
反应
Na2O+H2O====2NaOH
2Na2O2+2H2O====
4NaOH+O2↑
与CO2
反应
Na2O+CO2====Na2CO3
2Na2O2+2CO2====
2Na2CO3+O2
主要用途
用于制取Na2CO3
强氧化剂、漂白剂、
供氧剂
转化:2Na2O+O2
2Na2O2
2.Na2O2与CO2、H2O反应的三大关系
反应的化学方程式为
2Na2O2+2CO2
====2Na2CO3+O2 ①
2Na2O2+2H2O
====4NaOH+O2↑ ②
(1)物质的量关系
不论是CO2还是H2O,通过足量的Na2O2时,放出O2的物质的量与CO2或H2O的物质的量之比均为1∶2。
(2)电子转移关系
在Na2O2与CO2或H2O的反应中,Na2O2既是氧化剂又是还原剂,每生成1
mol
O2都转移2
mol电子。
(3)固体质量关系
2Na2O2+2CO2====2Na2CO3+O2
Δm(固体)
2×78
g
2
mol
2×106
g
56
g(2
mol
CO的质量)
即发生反应①时,固体增加的质量等于与CO2等物质的量的CO的质量。
2Na2O2+2H2O====4NaOH+O2↑ Δm(固体)
2×78
g
2
mol
4×40
g
4
g(2
mol
H2的质量)
即发生反应②时,固体增加的质量等于与H2O等物质的量的H2的质量。
【知识拓展】凡分子组成符合(CO)m·(H2)n的物质,m
g该物质在O2中完全燃烧,将其产物(CO2和水蒸气)全部通过足量Na2O2后,固体增重为m
g。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,即可满足上述条件。中学阶段常见的符合这一关系的物质有:
①无机物:H2、CO及H2和CO的混合气体;
②有机物:CH3OH(甲醇)、HCHO(甲醛)、CH3COOH(乙酸)、C6H12O6(葡萄糖)等。
【合作探究】
1.(思维升华)Na2O2与水的反应中,为何Na2O2既是氧化剂又是还原剂呢?(宏观辨识与微观探析)
提示:Na2O2与H2O的反应中,Na2O2中O的化合价升高生成O2,降低生成NaOH,所以Na2O2与水的反应中,
Na2O2既是氧化剂又是还原剂。
2.为解决养鱼的增氧问题,可在水中加入过氧化钙(CaO2)作制氧剂。
根据Na2O2与H2O、CO2反应的化学方程式,写出CaO2与H2O、CO2反应的化学方程式。并解释CaO2可作制氧剂的原理。(科学探究与创新意识)
提示:CaO2与H2O反应的化学方程式为
2CaO2+2H2O====2Ca(OH)2+O2↑
CaO2与CO2反应的化学方程式为
2CaO2+2CO2====2CaCO3+O2
CaO2与H2O反应生成O2,故CaO2可作制氧剂。
3.(情境思考)据报道,郑州市某小区地下停车场内曾发生火灾,起因是蜡烛照明而引起地下室内放置的固体钠燃烧,主人不知钠的特性而用水灭火,结果产生急速化学反应,起火并引燃下水管道等存放物,滚滚浓烟冲出,瞬间充斥地下停车场,并弥漫整个小区。
(1)钠着火时应如何扑灭?(科学探究与创新意识)
提示:应用沙土、石棉等盖灭。
(2)钠能用泡沫灭火器、干粉灭火器灭火吗?请解释理由。(科学探究与创新意识)
提示:不能。钠能与CO2反应,且钠与氧气反应生成的过氧化钠与二氧化碳反应生成氧气。
【典例示范】
【典例1】在深海中作业的潜水员的呼吸面具上,往往装入一定量的Na2O2,目的是给潜水员提供氧气。下列对于Na2O、Na2O2的比较正确的一项是
( )
A.Na2O2、Na2O都是钠的氧化物,都是碱性氧化物
B.Na2O、Na2O2都是易溶于水(与水反应)的白色固体
C.Na2O2在和CO2的反应中既是氧化剂又是还原剂
D.Na2O2、Na2O均可作供氧剂
【解题指南】解答本题需要注意理解以下两个方面:
(1)碱性氧化物的定义。
(2)过氧化钠中氧的化合价的特殊性。
【解析】选C。Na2O2与水反应时除了生成碱外,还生成了O2,故Na2O2不属于碱性氧化物,故A项错;Na2O2是淡黄色固体,故B项错;Na2O2与CO2和H2O反应时,是Na2O2中的氧元素发生了氧化还原反应,CO2、H2O既不是氧化剂又不是还原剂,Na2O2既作氧化剂又作还原剂,故C项正确;
Na2O反应中无氧气产生,不能作供氧剂,D项错误。
【规律方法】(1)从元素化合价角度分析Na2O2的性质
(2)Na2O2强氧化性的表现
【母题追问】(1)白色的Na2O粉末中若混有少量的Na2O2,如何进行检验?
提示:取少量白色粉末于试管中,滴加少量水,若有气体生成,则说明含有Na2O2。
(2)将一定量的Na2O2、Na2O分别加入滴有酚酞溶液的水中,二者现象是否相同?
提示:不同。Na2O2加入滴有酚酞溶液的水中观察到有气体生成,溶液先变为红色后褪色;而Na2O加入滴有酚酞溶液的水中只观察到溶液变为红色。
【典例2】(2020·济宁高一检测)对Na2O2与CO2和H2O(g)混合气体的反应来说,下列说法错误的是( )
A.只要参加反应的Na2O2一定,反应生成的氧气就一定
B.只要CO2和H2O(g)的总的物质的量一定,反应所消耗的Na2O2的量就一定
C.只要气体的总物质的量一定,反应中所转移的电子的物质的量就一定
D.只要混合气体的总物质的量一定,固体所增加的质量就一定
【解题指南】解答本题注意以下两点:
(1)过氧化钠与CO2与H2O反应的数量关系;
(2)过氧化钠与CO2与H2O反应的氧化还原情况分析。
【解析】选D。
2Na2O2+2CO2====2Na2CO3+O2
Δm(s)
2×78
g
2×106
g
56
g
2Na2O2+2H2O====4NaOH+O2↑ Δm
2×78
g
4×40
g
4
g
由于二氧化碳和水分别与过氧化钠反应时,二者增加的质量是不一样的,所以在总物质的量一定的情况下,二者比值不固定的情况下,二者固体增加的质量不一样。
【母题追问】7.8
g
Na2O2与足量水反应时转移电子的个数是多少?
提示:0.1NA;由Na2O2与水反应的化学方程式可知,0.1
mol
Na2O2与水反应转移0.1
mol电子。
【素养训练】2019年10月1日,我国举行中华人民共和
国成立70周年盛大阅兵仪式。潜艇兵是我国海军的一
个重要兵种,肩负着保卫祖国海洋、保卫人民的重担。
在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
如图中的实验装置进行实验,证明过氧化钠可作供氧剂,其中A是实验室制取CO2
的装置。
请分析装置B、C、D中所加的试剂及其作用或目的。
仪器
加入试剂
加入该试剂的作用或目的
B
C
D
提示:
仪器
加入试剂
加入该试剂的作用或目的
B
饱和NaHCO3溶液
除去CO2中混有的HCl
C
Na2O2
反应生成O2
D
NaOH溶液
吸收没有反应的CO2
【补偿训练】
某研究性学习小组在做Na2O2与水反应的实验时,发现Na2O2与水反应后的溶液中滴加酚酞试液,溶液呈现红色,但红色很快褪去。甲、乙、丙三位同学对此现象分别做了如下推测:
甲:因为反应后试管很热,所以可能是溶液温度较高使红色褪去。
乙:因为所加水的量较少,红色褪去可能是生成的NaOH溶液浓度较大的影响。
丙:Na2O2具有强氧化性,生成物中O2、H2O2(可能产物)等也具有强氧化性,可能是氧化漂白了红色物质。
(1)验证甲同学的推测是否正确的方法是__________________________________;?
验证乙同学的推测是否正确的方法是________________;当出现________的现
象时,即可说明丙同学的推测正确。?
(2)有同学提出用定量的方法探究丙同学方案中是否含有H2O2,其实验方法:称取2.6
g
Na2O2固体,使之与足量的水反应,测出产生O2的体积时,与理论值比较,即可得出结论。测量气体体积时,必须等试管和量筒内的气体都冷却至室温时进行,应选用如图所示装置中的________,理由是________。?
【解析】(1)验证甲同学的推测只需要将溶液冷却即可,若冷却后滴加酚酞先变红后褪色,说明甲推测不正确,若只变红而不褪色,说明甲推测正确;同样利用加水稀释后或直接配制饱和的氢氧化钠溶液,再
滴加酚酞观察现象,若加水稀释后不变红或直接向现配的饱和NaOH溶液中滴加酚酞变红后不褪色,说明乙推测不正确。
(2)防止倒吸,要选图Ⅱ所示装置。
答案:(1)冷却后加酚酞试液看溶液是否变红(或冷却后看溶液是否变红) 加水稀释后看溶液是否变红(或直接配制饱和的氢氧化钠溶液,再滴加酚酞试液看是否变红) 冷却和加水稀释后均不变红
(2)Ⅱ 防止气体冷却时发生倒吸现象
产物
产物
点燃（或加热）
常温
类别
性质
钠
氧化钠
过氧化钠
碱性氧化物
与H2O反应
与酸反应
与酸性氧化物反应
非氧化还原反应
性质
与H2O反应
与CO2反应
NaOH、O2
Na2CO3、O2
氧化还原反应
【课堂小结】
三言两语话重点
(1)钠的物理性质。
(2)钠的“四个”化学性质:与氧气反应、与水反应、与酸反应、与盐溶液反应。
(3)钠与氧气的“两个”反应:常温下生成氧化钠,加热时生成过氧化钠。
(4)钠与水反应的“五个现象”:浮、熔、游、响、红。
(5)掌握“三个”
重要的化学方程式:
①2Na+2H2O====2NaOH+H2↑
②2Na2O2+2CO2====2Na2CO3+O2
③2Na2O2+2H2O====4NaOH+O2↑
课堂检测·素养达标
1.在呼吸面具和潜水艇中,过滤空气的最佳物质是
( )
A.NaOH
B.Na2O2
C.Na
D.NaCl
【解析】选B。Na2O2能与空气中的水蒸气、CO2反应,产生氧气,因此Na2O2是过滤空气的最佳物质。
2.(双选)(2020·长沙高一检测)下列叙述中正确的是( )
A.过氧化钠是淡黄色固体,久置于空气中变成白色氢氧化钠固体
B.过氧化钠中阴、阳离子比例为1∶2
C.用过氧化钠漂白织物、麦秆等日久又逐渐变成黄色
D.Na2O2具有漂白性,但不能用来漂白食品
【解析】选B、D。过氧化钠久置于空气中变成白色碳酸钠固体,A错误;Na2O2中阴离子为过氧根离子,阳离子为钠离子,过氧根离子与钠离子数之比为1∶2,B正确;过氧化钠漂白是由于它的氧化性将有色物质永久漂白,C错误;Na2O2有强氧化性,具有漂白性,但不能用来漂白食品,D正确。
【补偿训练】
(2020·北京市海淀区高一检测)如图所示,在烧杯中加入水和苯(苯的密度为0.88
g·cm-3,与水互不相溶,且不与钠反应)各50
mL,将一小粒金属钠(密度为0.97
g·cm-3)投入烧杯中,观察到的现象可能为
( )
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上浮下沉
【解析】选D。苯与水互不相溶,且钠的密度介于苯和水之间;加入钠后,钠处在苯与水的中间。由于钠能与水反应,生成氢气,氢气附着在钠的周围,浮力增大,钠上浮进入苯层,氢气放出后,浮力减小,钠又回到水层,
这样上浮下沉至反应完全。
3.(2020·泰安高一检测)下列物质露置于空气中会发生变质,但不发生氧化还原反应的是
( )
A.钠
B.氢氧化钠
C.氯化钠
D.过氧化钠
【解析】选B。钠露置于空气中会与氧气和水反应而变质,都是氧化还原反应,A错误;氢氧化钠露置于空气中吸水潮解而且能与空气中二氧化碳反应而变质,不是氧化还原反应,B正确;氯化钠露置于空气中不发生变化,C错误;过氧化钠露置于空气中能与二氧化碳和水反应,都是氧化还原反应,D错误。
【补偿训练】
已知钠放置于空气中可发生如下变化:
根据此变化回答以下问题:
(1)请写出①②步转化的化学方程式:
①_______________________________;?
②_______________________________。?
(2)已知钠在空气中燃烧可生成一种淡黄色物质,该物质可与CO2、H2O发生反应,根据以上叙述回答:
①该淡黄色物质的化学式为___________________________;?
②该淡黄色物质与CO2、H2O反应的化学方程式分别为______________。?
【解析】(1)根据题目中图示转化关系可得反应的化学方程式为4Na+O2====
2Na2O,Na2O+H2O====2NaOH。(2)钠在空气中燃烧可生成淡黄色的Na2O2,Na2O2与CO2、H2O反应的化学方程式分别为2Na2O2+2CO2====2Na2CO3+O2,
2Na2O2+2H2O====4NaOH+O2↑。
答案:(1)①4Na+O2====2Na2O
②Na2O+H2O====2NaOH
(2)①Na2O2 ②2Na2O2+2CO2====2Na2CO3+O2;
2Na2O2+2H2O====4NaOH+O2↑
4.用脱脂棉包住0.2
g
Na2O2粉末,放在石棉网上,在脱脂棉上滴加几滴水,可以观察到脱脂棉剧烈燃烧起来。由实验现象所得出的结论正确的是
( )
A.Na2O2与H2O反应是一个放热反应
B.Na2O2具有强烈的腐蚀性
C.Na2O2与H2O反应中有氢氧化钠生成
D.Na2O2与H2O反应中有中间产物H2O2生成
【解析】选A。根据上述反应的现象可知上述过程中产生了助燃物氧气,同时由于脱脂棉燃烧起来,说明上述反应为放热反应。
【素养新思维】
5.某同学设计了一个“滴水点火,水火相容”的实验,他用脱脂棉包住一些过氧化钠粉末,放在石棉网上向脱脂棉上滴几滴蒸馏水,结果脱脂棉竟然剧烈燃烧起来。
(1)脱脂棉燃烧需要具备哪些条件:________________________________。
?
(2)请解释脱脂棉能够燃烧的原因:________________________________。?
(3)请设计简单的实验,验证过氧化钠与水反应可能的产物。
①实验用品:过氧化钠、蒸馏水、酚酞试剂、试管、酒精灯、小木棍
②实验思路:_____________________________。?
③现象及结论:
实验现象
实验结论
【解析】(1)可燃物燃烧需要具备两个条件:要有充足的氧气,达到物质的着火点。
(2)脱脂棉能够燃烧是由于反应中产生了O2,且该反应放出热量,达到了脱脂棉的着火点。
(3)验证过氧化钠与水反应可能的产物可用酚酞试剂验证有氢氧化钠生成,可用带火星的木条验证有氧气生成。
答案:(1)要有充足的氧气,达到物质的着火点
(2)反应中产生了O2,且该反应放出热量,达到了脱脂棉的着火点
(3)②取过氧化钠少许,加入试管中,固定试管,用胶头滴管滴加少许蒸馏水,将带火星的小木棍放在试管口,观察现象,同时,用胶头滴管取少许酚酞试剂加入反应后的溶液中,观察溶液颜色的变化
③现象及结论:
实验现象
实验结论
试管壁发热
该反应为放热反应
带火星的木条复燃
有O2生成
滴加酚酞试剂后溶液变为红色
有NaOH生成课时素养评价
十六 离
子
反
应
(40分钟 70分)
一、选择题(本题包括10小题,每小题5分,共50分)
1.(2020·开封高一检测)对于弱电解质溶液,下列说法正确的是
( )
A.溶液中只有离子,没有溶质分子
B.溶液中只有溶质分子,没有离子
C.在弱电解质的电离方程式中,可用“”表示
D.溶液中溶质分子和离子同时存在
【解析】选D。弱电解质部分电离,有溶质分子和离子,写电离方程式用“”。
2.下列各组关于强电解质、弱电解质、非电解质的归类,完全正确的是
( )
选项
A
B
C
D
强电解质
Fe
NaCl
CaCO3
HNO3
弱电解质
CH3COOH
CO2
H3PO4
Fe(OH)3
非电解质
C12H22O11(蔗糖)
BaSO4
C2H5OH
H2O
【解析】选C。铁既不是电解质,也不是非电解质,A项错误;CO2是非电解质,BaSO4是强电解质,B项错误;碳酸钙是盐,为强电解质,磷酸是中强酸,是弱电解质,乙醇是非电解质,C项正确;H2O是弱电解质,D项错误。
3.(2020·三明高一检测)下列说法正确的是( )
A.BaSO4难溶于水,其水溶液导电能力极弱,所以硫酸钡是弱电解质
B.CO2溶于水得到的溶液能导电,所以CO2是电解质
C.强电解质溶液的导电能力不一定比弱电解质溶液的导电能力强
D.导电能力强的溶液一定是强电解质溶液
【解析】选C。BaSO4是强电解质,电解质的强弱与其溶解性无关,也与其溶液的导电能力无关。溶液的导电能力强弱与溶液中自由移动的离子的浓度以及离子所带的电荷数有关,与电解质的强弱无关。溶于水能导电的物质不一定是电解质,CO2溶于水能导电是因为其与水反应生成的H2CO3电离的结果,CO2自身不能电离,为非电解质。
4.(2020·丽水高一检测)下列电离方程式正确的是
( )
A.H2SO42H++S
B.H3PO43H++P
C.NaHCO3Na++H++C
D.CaCO3Ca2++C
【解析】选A。硫酸为强电解质,完全电离,电离方程式:H2SO42H++S,故A正确;磷酸为多元弱酸是弱电解质,分步电离,以第一步为主,电离方程式:H3PO4H++H2P,故B错误;碳酸氢钠为强电解质,完全电离,但碳酸氢根离子不能拆,电离方程式:NaHCO3Na++HC,故C错误;碳酸钙为强电解质,完全电离,电离方程式:CaCO3Ca2++C,故D错误。
5.下列化学反应的离子方程式正确的是
( )
A.用小苏打治疗胃酸过多:HC+H+CO2↑+H2O
B.往碳酸镁中滴加稀盐酸:C+2H+CO2↑+H2O
C.少量金属钠放入冷水中:Na+2H2ONa++2OH-+H2↑
D.将过量二氧化碳气体通入澄清石灰水中:2OH-+CO2C+H2O
【解析】选A。小苏打治疗胃酸过多是NaHCO3和盐酸反应,A正确。B中MgCO3是难溶物,应写化学式,错误。C中电荷不守恒。D中产物应为HC。
6.(2020·无锡高一检测)下列离子方程式中,只能表示一个化学反应的是( )
①C+2H+CO2↑+H2O
②Ba2++2OH-+2H++SBaSO4↓+2H2O
③Ag++Cl-AgCl↓
④Fe+Cu2+Fe2++Cu
⑤Cl2+H2OH++Cl-+HClO
A.①③
B.②④
C.②⑤
D.只有⑤
【解析】选D。①表示可溶性碳酸正盐与强酸的反应,表示一类反应;②表示Ba(OH)2与H2SO4、Ba(OH)2与足量NaHSO4(KHSO4等)反应;③表示可溶性银盐(如AgNO3)与盐酸或可溶性氯盐间的反应;④表示Fe与可溶性铜盐溶液间的一类反应;⑤只表示Cl2和H2O的反应。
7.(2020·南京高一检测)如表是某矿物质饮用水的部分标签,则说明该饮用水中还可能较大量存在的是
( )
主要成分
钾离子(K+)20～27.3
mg·L-1
氯离子(Cl-)30～34.2
mg·L-1
镁离子(Mg2+)20.2～24.9
mg·L-1
硫酸根离子(S)24～27.5
mg·L-1
A.OH-
B.Ag+
C.Na+
D.Ca2+
【解析】选C。OH-与Mg2+不共存;Ag+与S、Cl-不共存;Ca2+与S不能大量共存。
8.(教材二次开发·改编题)教材【方法导引】给出了离子方程式的书写方法,根据离子方程式的书写方法,下表中对化学反应及其离子方程式的评价合理的是( )
选项
化学反应及其离子方程式
评价
A
Fe3O4与稀硝酸反应:2Fe3O4+18H+6F+H2↑+8H2O
正确
B
向碳酸镁中加入稀盐酸:C+2H+CO2↑+H2O
错误,碳酸镁不应写成离子形式
C
向硫酸铵溶液中加入氢氧化钡溶液:Ba2++SBaSO4↓
正确
D
FeBr2溶液与等物质的量的Cl2反应:2Fe2++2Br-+2Cl22Fe3++4Cl-+Br2
错误,Fe2+与Br-的化学计量数之比应为1∶2
【解析】选B。A项,Fe3O4与稀硝酸反应没有H2生成;B项,碳酸镁(MgCO3)为不溶物,离子方程式应写分子形式,评价正确;C项,硫酸铵与氢氧化钡溶液反应,N与OH-也反应,C错误;D项,FeBr2溶液与等物质的量的Cl2反应,Fe2+与Br-物质的量之比应为1∶1,D错误。
9.下列反应可用同一离子方程式表示的是
( )
A.HCl溶液+Na2CO3溶液;HCl溶液+NaHCO3溶液
B.NaOH溶液+HCl溶液;Ba(OH)2溶液+H2SO4溶液
C.BaCl2溶液+H2SO4溶液;Ba(OH)2溶液+Na2SO4溶液
D.CaCO3+HCl溶液;Na2CO3溶液+H2SO4溶液
【解析】选C。A.Na2CO3写成C,NaHCO3写成HC;B.前者生成水,后者还有沉淀生成;D.CaCO3写成化学式,Na2CO3写成离子形式。
10.(2020·厦门高一检测)某溶液中可能含有Na+、N、Ba2+、S、I-、S2-。分别取样:
①用pH计测试,溶液显弱酸性;②加氯水和淀粉无明显现象。为确定该溶液的组成,还需检验的离子是
( )
A.Na+
B.S
C.Ba2+
D.N
【解析】选A。溶液显弱酸性,说明有N(水解显酸性);加氯水和淀粉无明显现象排除I-、S2-。所以必须含有S,故不能有Ba2+。Na+无法排除。
二、非选择题(本题包括2小题,共20分)
11.(10分)(2020·镇江高一检测)某无色透明溶液中可能大量存在Ag+、Mg2+、Cu2+、Fe3+、Na+中的几种。请填写下列空白:
(1)不做任何实验就可以肯定原溶液中不存在的离子是________。?
(2)取少量原溶液,加入过量稀盐酸,有白色沉淀生成;再加入过量的稀硝酸,沉淀不消失。说明原溶液中,肯定存在的离子是________,有关离子方程式为__?
_______________________________。?
(3)取(2)中的滤液,加入过量的稀氨水(NH3·H2O),出现白色沉淀,说明原溶液中肯定有________,有关的离子方程式为__?___________________________。?
(4)原溶液可能大量存在的阴离子是下列的________(填字母)。?
A.Cl-
B.N
C.C
D.OH-
【解析】(1)无色透明溶液中不可能含有Cu2+、Fe3+有色离子。
(2)加盐酸有不溶于稀硝酸的白色沉淀生成,则肯定存在Ag+,离子方程式为Ag++Cl-AgCl↓。
(3)加稀氨水有白色沉淀出现,肯定含有Mg2+。
(4)原溶液中由于含有Ag+,阴离子中不可能含有Cl-、C、OH-,一定含N。
答案:(1)Cu2+、Fe3+
(2)Ag+ Ag++Cl-AgCl↓
(3)Mg2+
Mg2++2NH3·H2OMg(OH)2↓+2N
(4)B
12.(10分)(2020·泰安高一检测)实验探究离子之间是否发生了反应。许多离子反应的发生实质是溶液中某些离子浓度发生了变化(增大或减小),从而引起溶液颜色的变化、溶液导电性的变化等。
实验设计:给你足够的仪器和试剂,你能否设计实验,探究Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液混合时发生了离子反应?
在烧杯里加入20
mL
0.1
mol·L-1的Ba(OH)2溶液,再滴几滴酚酞溶液。然后用滴定管向烧杯中滴加等物质的量浓度的NaHSO4溶液。实验装置如图(夹持仪器已去掉)实验现象如下:
①灯泡逐渐变暗;
②烧杯中有白色沉淀生成,溶液红色变浅甚至消失。
请依据实验现象回答下列问题:
(1)灯泡变暗的原因是___________________________。?
(2)有白色沉淀生成,说明_________________________。?
红色变浅说明__。?
(3)当Ba2+恰好完全沉淀时,消耗NaHSO4溶液的体积为________mL,溶液呈________色,离子反应方程式为__?____________________。?
(4)若向(3)得到的溶液中,继续滴加NaHSO4溶液到恰好变为无色,此阶段反应的离子方程式为?______________________________。?
【解析】Ba(OH)2与NaHSO4反应的方程式与滴入NaHSO4溶液的体积有关:若使Ba2+完全沉淀,其离子方程式为Ba2++OH-+S+H+BaSO4↓+H2O,此时消耗的NaHSO4溶液的体积为20
mL,此时OH-未完全反应。若使溶液恰好变为无色,即OH-与H+恰好完全反应,其离子反应的方程式为H++OH-H2O。
答案:(1)滴定中可自由移动的离子浓度变小
(2)Ba2+和S发生了反应
H+和OH-发生了反应,使溶液碱性减弱
(3)20 浅红
Ba2++OH-+S+H+BaSO4↓+H2O
(4)H++OH-H2O
(20分钟 30分)
一、选择题(本题包括2小题,每小题6分,共12分)
13.(双选)下列离子方程式书写正确的是
( )
A.H2SO4与Ba(OH)2溶液反应:Ba2++2OH-+2H++SBaSO4↓+2H2O
B.Ca(HCO3)2与过量Ca(OH)2溶液反应:C+HC+2OH-CaCO3↓+C+2H2O
C.Na2CO3溶液中通入少量CO2:C+CO2+H2O2HC
D.CH3COOH溶液与NaOH溶液反应:H++OH-H2O
【解析】选A、C。判断离子方程式是否正确时,要注意反应是否符合事实,化学式拆写是否正确,元素和电荷是否守恒。Ca(HCO3)2与过量的Ca(OH)2反应时,由于Ca2+过量,所以不会有剩余的C,故B项正确的离子方程式为Ca2++HC+OH-CaCO3↓+H2O;CH3COOH属于弱酸,是弱电解质,在书写离子方程式时要写分子式而不能拆开,D项错误。
14.(双选)(2020·烟台高一检测)不能正确表示下列反应的离子方程式的是( )
A.钠与水反应:2Na+2H2O2Na++2OH-+H2↑
B.钠与CuSO4溶液反应:2Na+Cu2+Cu+2Na+
C.锌与稀盐酸反应:Zn+2H+Zn2++H2↑
D.过氧化钠与水反应:4Na++2+2H2O4Na++4OH-+O2↑
【解析】选B、D。2Na+2H2O2Na++2OH-+H2↑能表示钠与水反应,A正确;钠与CuSO4溶液反应时,钠首先与水反应,产物再与CuSO4反应,B错误;C.
Zn+2H+Zn2++H2↑能正确表示锌与稀盐酸反应,C正确;D.过氧化钠与水反应中,过氧化钠不拆,2Na2O2+2H2O4Na++4OH-+O2↑,D错误。
【易错提醒】过氧化钠有氧化性,加入水中还原性离子被氧化,所以向溶液中加入过氧化钠时不能只考虑过氧化钠和水反应生成氢氧化钠而忽视了其氧化性。
二、非选择题(本题包括1小题,共18分)
15.(1)将AgNO3溶液分别与HCl、NaCl、KCl溶液混合,均有________产生,它们的离子反应方程式为__?________________________。?
(2)锌粒投入稀硫酸中,溶液里________的量减少,________的量增加,________的量没有变化。?
(3)写出下列反应的离子方程式:
①向纯碱中滴加足量盐酸_________________________;?
②向硫酸铜溶液中滴加氢氧化钠溶液_______________________________;?
③醋酸跟氢氧化钾溶液反应__________________________________。?
(4)离子方程式是重要的化学用语。下列是有关离子方程式的一些错误观点,请在下列表格中用相应的“离子方程式”否定这些观点。
反应物从下列物质中选取:Na、Al、H2O、H2SO4、HCl、NaOH、Ba(OH)2、CuCl2。
错误观点
离子方程式
①
所有的离子方程式均可以表示一类反应
②
所有酸碱中和反应均可表示为H++OH-H2O
【解析】(1)AgNO3溶液分别与HCl、NaCl、KCl溶液混合反应的实质是Ag+和Cl-反应生成AgCl沉淀;
(2)锌和硫酸反应的离子方程式为Zn+2H+Zn2++H2↑,所以减少的离子是H+,增加的是Zn2+,不变的是S;掌握离子方程式的书写方法便可解决第(3)和(4)小题。
答案:(1)白色沉淀 Ag++Cl-AgCl↓
(2)H+ Zn2+ S
(3)①C+2H+H2O+CO2↑
②Cu2++2OH-Cu(OH)2↓
③CH3COOH+OH-CH3COO-+H2O
(4)①2Na+2H2O2Na++2OH-+H2↑
②Ba2++2OH-+2H++SBaSO4↓+2H2O
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