“钠及其化合物”常见考点例析与规律总结

2019-08-02 08:52张宝如
理科考试研究·高中 2019年6期
关键词:考点解析

张宝如

摘要:“钠及其化合物”是高中化学元素及化合物部分的重要内容,本文将其考点分类进行了举例、解析,并将重点、易错易混点等重要规律作了总结.

关键词:钠及其化合物;考点;解析;规律总结

“钠及其化合物”是高中化学元素及化合物部分的重要内容,为了帮助同学们更好的学习,现将其考点分类例析与相关重要规律总结如下,希望对大家有所裨益,

考点一钠单质的性质、制备及应用及计算

例1下列关于钠的叙述中,正确的是( )

A.钠是金属元素,单质的熔点很高

B.钠在空气中燃烧,生成淡黄色的过氧化钠

C.鈉可保存在四氯化碳或酒精中

D.钠可由电解食盐水的方法制得

【答案】B

【解析】A项,钠的熔点低于100℃,是熔点很低的金属,故A项错误;B项,钠在空气中可剧烈燃烧,生成过氧化钠,故B项正确;C项,钠的密度比四氯化碳小,浮在液面上,起不到保护作用,钠与酒精易发生反应,钠应保存在煤油中,故C项错误;D项,钠可由电解熔融的氯化钠的方法制得,电解食盐水得到氢氧化钠、氢气和氯气,故D项错误.

例2.将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中,既有气体产生,又有沉淀产生的是( )

①MgS04溶液 ②NaHC03溶液 ③Na2S04溶液④饱和澄清石灰水 ⑤Ca( HC03):溶液⑥FeCl3溶液⑦NH4Cl溶液

A.①③④⑤

B.②⑤⑥⑦

C.①④⑤⑥

D.全部 【答案】C 【解析】金属钠先与水发生反应:2Na +2H20一2NaOH +H2 ↑,①中Mg2+ +20H-= Mg(OH)2↓;②中NaHC03+ NaOH=Na2C03+ H2O,生成的Na2C03溶解度大于NaHCO3,故不会产生沉淀;③中Na2 S04与NaOH不反应,没有沉淀生成;④中反应消耗水,溶液温度升高,Ca( OH)2的溶解度降低,析出Ca( OH)2沉淀;⑤中Ca2++ HC03- +OH-=CaC03↓+H2O;⑥中Fe3+ +30H-= Fe(OH)3↓;⑦中只产生气体,没有沉淀生成.

例3下列说法不正确的是()

A.比较水与乙醇中氢的活泼性的方法是分别将少量钠投入到盛有水和乙醇的烧杯中

B.钾、钠、镁等活泼金属着火时,不能用泡沫灭火器灭火

C.钠在空气中燃烧可生成多种氧化物,23 9钠充分燃烧时转移电子数为NA

D.23 9钠与足量H:0反应完全后可生成N。个H2分子

【答案】D

【解析】分别将少量钠投入到盛有水和乙醇的烧杯中,反应剧烈的是水,反应平缓的是乙醇,利用此反应比较水和乙醇中氢的活泼性,故A项正确;钾、钠燃烧生成过氧化物跟C0:反应生成氧气,镁在CO:燃烧生成氧化镁和碳,所以不能用泡沫灭火器灭火,故B项正确;23 9钠是1 mol,充分燃烧时转移电子数也是1 mol,故C项正确;23 9钠的物质的量为1 mol,而钠与水反应时1mol钠生成0.Smol氢气,即生成0.5NA个分子,故D项错误,符合题意.

【规律总结】

1.钠与氧气反应的产物与反应温度有关,加热或点燃产物是过氧化钠.不管生成氧化钠还是过氧化钠,金属钠失电子均变为Na+,因而等量的钠完全反应失去的电子数相同.

2.金属钠与水、酸、盐溶液和乙醇反应现象、原理分析

(1)共性:钠与水溶液反应的实质是与H+反应,有共同的现象产生:①浮:钠浮在液面上②熔③游④响.(2)差异性:钠与酸及强酸弱碱盐(如氯化铵)或强酸的酸式盐(如硫酸氢钠)溶液反应时,由于溶液中H+浓度较大,比水的反应剧烈,可能燃烧甚至爆炸(先酸后水);与盐溶液反应时先水后盐,还可能会生成沉淀(如生成难溶碱)、气体( NH3)等;钠的密度比乙醇大,所以钠放入乙醇中沉入底部.

考点二氧化钠和过氧化钠组成、结构、性质、用途及相关计算

例4下列对过氧化钠的叙述中,正确的是( )

A.过氧化钠能与酸反应生成盐和水,所以过氧化钠是碱性氧化物

B.过氧化钠能与水反应,所以过氧化钠可以作气体的干燥剂

C.过氧化钠与二氧化碳反应产生氧气,故可用于呼吸面具中

D.过氧化钠与二氧化碳反应时,过氧化钠只作氧化剂

【答案】C

【解析】A项,过氧化钠能与酸反应生成盐、水和氧气,所以不是碱性氧化物,故A项错误;B项,过氧化钠能与水反应,但生成氧气,引入杂质,所以过氧化钠不能作气体的干燥剂,故B项错误;C项正确;D项,过氧化钠与二氧化碳反应时,过氧化钠既是氧化剂又是还原剂,故D项正确,

例5过氧化钠具有强氧化性,遇木炭、铝粉等还原性物质时可燃烧,下列有关说法不正确的是( )

A.Na202与CO2反应时,Na202是氧化剂,CO2是还原剂

B.1 mol过氧化钠中阴离子数目为NA

C.过氧化钠与木炭、铝粉反应时,过氧化钠均表现出强氧化性

D.过氧化钠与二氧化硫反应时可生成硫酸钠

【答案】A

【解析】Na202与C02反应生成Na2C03和O:,反应中Na202既是氧化剂也是还原剂,故A项错误,符合题意;Na202中oi一是个原子团,是一个阴离子,1mol Na2 02中阴离子数目为NA,故B项正确;Na2 02具有强氧化性,铝、木炭具有还原性,故C项正确;Na202具有氧化性,S02具有还原性,Na202与SO2反应时可生成硫酸钠Na202+ SO2=Na2 S04,故D项正确,

例6在密闭容器中充入C02、CO、CH4的混合气体共m g,若加入足量Na202,充分振荡并不断用电火花引燃至反应完全,测得固体质量增加mg,则CO2与CH4的体积比为( )

A.3:1

B.2:1

C.1:1

D.任意比

【答案】C

【解析】2CO2 02点燃2C02①2Na202 +2C02=2Na2C03+ 02②,①+②得:Na202+ CO=Na2C03(虚拟的反应),即:CO可被Nd2 02完全吸收.2H2+0:点燃2H2O③2Na202 +2H2O =4NaOH +02↑,③+④得:Na2o2+H2=2NaOH(虚拟的反应),即:H2可被NaiOj完全吸收,由于CO完全被吸收,当C02CH4的体积比符合I:I时,相当于2CO: 2H2,可被Na2 O2完全吸收,故C項正确,

【规律总结】

考点三 碳酸钠与碳酸氢钠的性质、用途、分离提纯、相关计算等

例7有关NaHC03和Na2C03的性质,以下叙述错误的是( )

A.等质量的NaHC03和Na2C03与足量盐酸反应,在相同条件下Na2C03产生的CO:体积小

B.等物质的量的NaHC03和Na2 C03与同浓度盐酸完全反应,所消耗盐酸的体积Na2 C03是NaHC03的两倍

C.等质量的NaHC03和Na2C03与盐酸完全反应,前者消耗盐酸较多

D.等物质的量的NaHC03和Na2C03与足量盐酸反应,两者产生的CO, -样多

【答案】C

[规律总结】Na2C03、NaHC03与足量盐酸反应的比较

【答案】C

【解析】分别加入澄清石灰水,均产生白色沉淀,故A项错误;分别加入等浓度的稀盐酸,反应较剧烈的为NaHC03,故B项错误;Na2C03溶液与CaC12溶液反应产生白色沉淀而NaHC03溶液与CaCI,溶液不反应,故C项正确;逐渐加入等浓度的盐酸,立即产生气泡的为NaHC03,故D项错误.

【规律总结】

1.①Na2C03 .NaHC03与酸、碱、盐的反应均为复分解反应,因而反应能否进行应从复分解反应的条件来判断,②NaHC03与碱溶液反应的实质是HC03-与OH -反应生成CO2-,CO2-有可能发生后续反应,如NaHC03与Ca( OH)2溶液反应可以生成白色沉淀CaC03·

2.Na2 C03 NaHC03的鉴别:①固体的鉴别用加热法:产生使澄清石灰水变浑浊的气体的是NaHC03固体.②溶液的鉴别可用沉淀法、气体法和测pH法.

a.沉淀法:加入BaC12溶液或CaC12溶液,产生沉淀的是Na2C03溶液.

b.气体法:滴入稀盐酸,立即产生气泡的是NaH-C03溶液.

c.测pH法:用pH试纸测相同浓度的稀溶液,pH大的是Na12C03溶液.

3.Na2C03.NaHC03的除杂

例9向100 mL NaOH溶液中通入一定量的C02气体,充分反应后,再向所得溶液中逐滴加入0.2 mol·L_1的盐酸,产生C02的体积与所加盐酸体积之间关系如图所示,

下列判断正确的是( )

A.原NaOH溶液的浓度为0.2 mol.L-l

B.通入C02在标准状况下的体积为448 mL

C.所得溶液的溶质成分的物质的量之比为n(NaOH):n(Na2C03) =1:3

D.所得溶液的溶质成分的物质的量之比为n( NaHC03):n(Na2C03)=I:I

【答案】A

【规律总结】使用差量法的注意事项

(1)所选用差值要与有关物质的数值成正比例或反比例关系.

(2)有关物质的物理量及其单位都要正确地使用,即“上下单位一致,左右关系对应”, 例11 (2017.合肥联考)为精确测定工业纯碱中碳酸钠的质量分数(含少量NaCl),准确称量W0g样品进行实验,下列实验方法所对应的实验方案和测量数据最合理(除W0外)的是()

【答案】A

【解析】A项,用甲基橙作指示剂,发生反应Na2C03 +2HCl一2NaCI+H2O+CO2 ↑,根据消耗HCI的物质的量可确定Nd2C03的含量,故A项正确;B项,C02中含有水蒸气,导致结果偏大,故B项错误;C项,C02挥发带出水蒸气,导致结果偏大,故C项错误;D项,CO2能溶于水,不能用排水法收集,可用排饱和NaHC03溶液的方法收集,故D项错误.

例12 (2017.贵阳二中模拟)下列实验方案中,不能测定Na2C03和NaHC03混合物中Na2 C03质量分数的是( )

A.取a克混合物充分加热,减重b克

B.取a克混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸于、灼烧,得6克固体

C.取a克混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出气体用碱石灰吸收,增重6克

D.取a克混合物与足量Ba( OH)2溶液充分反应,过滤、洗涤、烘干,得b克固体

【答案】C

【解析】取a克混合物充分加热,减重b克,根据差量法可求出NaHC03的质量,从而求出Na2C03的质量分数,故A项正确;取a克混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得b克固体氯化钠,列方程组即可求出,故B项正确;C中,取a克混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出气体用碱石灰吸收,增重b克,由于逸出气体中含有H20(g),故无法求解,故C项错误,符合题意;D中由于二者都能与Ba( OH)2溶液反应生成BaC03沉淀,由Na2C03 →BaC03 .NaHC03→BaC03的转化关系,列方程组即可求出混合物中Na2C03的质量分数,故D项正确.

【规律总结】测定纯碱中Na2C03质量分数的两种方法

考点四碱金属元素焰色反应

例13有关碱金属的叙述正确的是( )

A.随核电荷数的增加,碱金属单质的熔点逐渐降低,密度逐渐增大

B.碱金属单质的金属性很强,均易与C12、O2、N2等发生反应

C.Cs2C03加热时不能分解为CO2和Cs20

D.无水硫酸铯的化学式为Cs2 S04,它不易溶于水

【答案】C

【解析】钾的密度小于钠的密度,这是碱金属单质密度依次增大的一个例外,故A项错误;碱金属中除锂外,均不与N2直接反应,故B项错误;由Na2C03加热不分解,可得出Cs2C03加热也不分解,故C项正确;Cs与Na同为碱金属元素,性质相似,由Na2S04易溶于水,可得出Cs2S04也易溶于水,故D项错误.

【规律总结】1.碱金属元素的特殊性:①碱金属的密度一般随核电荷数的增大而增大,但钾的密度比钠的小;②碱金属一般都保存在煤油中,但由于锂的密度小于煤油的密度而将锂保存在石蜡中;③碱金属跟氢气反应生成的碱金属氢化物都是离子化合物,其中氢以H-形式存在,显-1价,碱金属氢化物是强还原剂.④一般情况下,碱金属所形成的盐均溶于水,并且在一定温度下,酸式盐比正盐的溶解度大(但NaHC03的溶解度比Na2C03的小).⑤试剂瓶中的药品取出后,一般不能放回原瓶,但金属Na、K等需立即放回原瓶.⑥锂与02反应与钠不同,只生成Li20,而不生成Li2 02·

2.焰色反应的操作:铂丝 酒精灯/灼烧 无色蘸取,待测

考点五 以陌生含钠化合物为载体的综合题

例14过氧化钠和氢化钠(NaH),广泛应用于工业生产.

(1)氢化钠(NaH)中氫元素的化合价为____.

(2) NaH能与水剧烈反应:NaH+ H2O=NaOH+H2↑,该反应中的氧化剂是____,氧化剂与还原剂的物质的量之比是____.

(3)在高温下氢化钠(NaH)可将四氯化钛( TiC14)还原成金属钛,该反应的化学方程式为____.

【答案】(1) -1价

(2) H20 1:1

(3) 2NaH+TiCl4一Ti+2NaCI+2HCl↑(或4NaH +TiCl4=Ti +4NaCl+2H2↑)

【解析】(1)氢化钠(NaH)中钠元素化合价+1价,化合物中元素化合价代数和为0,则氨元素的化合价为-1价.

(2) NaH能与水剧烈反应:NaH+ H2O=NaOH+H2↑,NaH中氢元素化合价由-1价变为0价,作还原剂,H:0中氢元素化合价由+1价变为0价,作氧化剂,该反应中的氧化剂是H20,氧化剂和还原剂物质的量之比1:1.

(3)在高温下氢化钠(NaH)可将四氯化钛( TiC14)还原成金属钛,氢化钠中氢元素化合价由-1价升高为+1价,钛元素化合价由+4价变化为0价,(+1价氢会与氢化钠中-1价氢发生归中反应生成氢气),据此可写出方程式.

【规律总结】以陌生含钠化合物(NaH、NaN3NaCN、NaAIH4 .NaBH4等)为载体的综合题,考查范围广,常涉及物质的判断、电子式书写、化学反应方程式书写、实验方案的评价等.解答这类问题的关键是弄清物质的类别、结构特点,用好氧化还原反应的基本方法等.

参考文献:

[1]王朝银,步步高大一轮复习[M].哈尔滨:黑龙江教育出版社,2018.

[2]刘毅然,路丽梅.提分宝典(化学)[M].上海:上海交通出版社,2018.

[3]张泉.世纪金榜[M].延吉:延边大学出版社,2017.

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