高考化学复习钠及其化合物专项易错题及答案解析.docx
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高考化学复习钠及其化合物专项易错题及答案解析
高考化学复习钠及其化合物专项易错题及答案解析
一、高中化学钠及其化合物
1.为测定某样品中碳酸氢钠的质量分数(假设仅含杂质氯化钠),某学生设计了如下实验方案:
(1)称量所需要的仪器是_______________;
(2)样品放在_________(仪器名)中灼烧,在_________(仪器名)中冷却;
(3)实验中操作A的名称为_______________;
(4)灼烧后的样品若在空气中冷却,会造成实验结果_______(填“偏大”、“偏小”或“不变”);
(5)样品中碳酸氢钠的质量分数为_________(保留3位有效数字)。
已知该样品碳酸氢钠的质量分数为0.800,则本次实验的相对误差为___________;
(6)将灼烧后的样品加足量稀硫酸溶解,生成的气体在标准状况下的体积为_____毫升(按碳酸氢钠质量分数0.800计算)。
【答案】电子天平坩埚干燥器恒重偏大0.768-4%640
【解析】
【详解】
(1)托盘天平不能精确到小数点后三位,精确称量固体质量的仪器是电子天平,故答案为:
电子天平;
(2)灼烧应放在坩埚中,灼烧后的样品放在空气中冷却,碳酸钠吸水,所以放在干燥器中冷却,故答案为:
坩埚,干燥器;
(3)反复灼烧至固体质量不再变化的实验操作叫恒重法,故答案为:
恒重;
(4)灼烧后的样品放在空气中冷却,碳酸钠吸水,会造成实验结果偏大,故答案为:
偏大;
(5)碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠,根据化学反应方程式2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2↑计算,当168gNaHCO3分解时固体质量减少62g,现在减少3.000g-2.150g=0.850g,所以NaHCO3的质量为2.303g,碳酸氢钠的质量分数为
,相对误差
,故答案为:
0.768,-4%;
(6)根据化学反应方程式2NaHCO3+H2SO4=Na2SO4+2H2O+2CO2↑,当168gNaHCO3参加反应时,产生CO244.8L=44800mL,当3.000g×0.800=2.400g参加反应时生成CO2640mL,故答案为640。
【点睛】
本题考查了测样品纯度的实验设计,易错点是
(2)问中“坩埚”易写成“坩锅”,(5)问中对有效数字理解不清,易误写成0.77。
有效数字应从第一位不为零的数字算起,直到末尾数字为止的数字。
2.我国化学家侯德榜(下图所示)改革国外的纯碱生产工艺,生产流程可简要表示如下:
(1)请写出碳酸钠的一种用途________。
(2)写出上述流程中X物质的分子式_________。
(3)使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上,主要是设计了________(填上述流程中的编号)的循环,从沉淀池中取出沉淀的操作是_______。
(4)该流程中氨气和二氧化碳的添加顺序是:
先通氨气后通二氧化碳,请说明理由:
______。
【答案】制造肥皂、制造玻璃等CO2I过滤氨气在水溶液中的溶解度远远大于二氧化碳,先通入氨气有利于二氧化碳的吸收
【解析】
【详解】
(1)碳酸钠可用于制造肥皂、制造玻璃等;
(2)沉淀池析出的为碳酸氢钠,煅烧炉中加热碳酸氢钠,分解生成二氧化碳,则循环物质X为二氧化碳;
(3)母液的主要成分为NaCl、NH4Cl、NH3、Na2CO3等,使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上,应增加I的循环;固液分离方法为过滤;
(4)氨气易溶于水,二氧化碳溶解度相对较小,先通入氨气,有利于二氧化碳的吸收;
3.有一包NaHCO3和KHCO3的混合物样品。
某研究性学习小组对其进行如下探究。
实验装置如图所示。
将一定质量的混合物样品加入锥形瓶中,用针筒a分次注入一定体积的稀硫酸充分反应,再用针筒b收集生成气体的体积(忽略针筒壁之间的摩擦)
(1)为了较准确地测量反应生成的CO2体积,必须保证整个装置的气密性良好。
如果往锥形瓶中注入稀硫酸的体积为V1mL,充分反应后,针筒b中气体的读数为V2mL,则反应中生成的CO2气体体积为______________mL。
(2)某学生通过实验,测得如下数据(所用稀硫酸的物质的量浓度相同),下列分析推理错误的是_________。
50mL稀硫酸
50mL稀硫酸
50mL稀硫酸
m(混合物)
9.2g
15.7g
27.6g
V(CO2)(标况)
2.24L
3.36L
3.36L
①稀硫酸的物质的量浓度为1.5mol/L
②15.7g混合物恰好与稀硫酸完全反应
③加入混合物9.2g时稀硫酸未反应完
④计算出样品中NaHC03和KHC03物质的量之比为1:
1
(3)某同学设计了另一种方案,其操作流程如下:
在转移溶液时,如果溶液转移不完全,则测得的混合物中NaHC03和KHC03物质的量之比______________(选填“偏人”、“偏小”或“不变”)。
【答案】V2-V1②偏大
【解析】
【分析】
【详解】
(1)由于在密闭体系中注入V1mL的硫酸,导致此时注射器中也应该为V1mL才能维持内部压强相等,所以后来生成的气体会导致体积在V1mL的基础上增大,硫酸消耗引起的体积变化可以忽略不计,所以二氧化碳的体积为两者的差;即V2-V1mL;所以本题答案:
V2-V1;
(2)①m(混合物)=15.7gg,V(CO2)标况)=3.36L,m(混合物)=27.6g,V(CO2)标况)=3.36L,说明此时混合物过量,根据HCO3−+H+=H2O+CO2↑,可知c(H+)=n/V=3.36L/22.4L∙mol-1/0.05L=3mol/L,所以稀硫酸的物质的量浓度为1.5mol/L,故①正确;
②由m(混合物)=9.2g,V(CO2)标况)=2.24L,根据HCO3−+H+=H2O+CO2↑可知n(HCO3-)=0.1mol,混合物的平均摩尔质量为=9.2g/0.1mol=92g/mol,15.7g/92g∙mol-1=0.17mol,50mL硫酸中氢离子的物质的量为n(H+)=0.15mol,所以15.7g混合物恰好与稀硫酸不能完全反应,故②错误;
③锥形瓶中发生的反应是碳酸氢钠、碳酸氢钾与稀硫酸的反应,其离子反应方程式为HCO3−+H+=H2O+CO2↑,由表中的数据可知:
m(混合物)=9.2g,V(CO2)标况)=2.24L
此时硫酸有剩余,故③正确;
④由m(混合物)=9.2g,V(CO2)标况)=2.24L,根据HCO3−+H+=H2O+CO2↑可知n(HCO3-)=0.1mol,混合物的平均摩尔质量为=9∙2g/0.1mol=92g/mol,根据
所以样品中NaHCO3和KHCO3物质的量之比为1:
1,故④正确;
所以本题答案:
②;
(3)NaHCO3和KHCO3的混合物与过量的盐酸反应,溶液中溶质为NaCl和KCl,该实验方案最后称量的是氯化钠和氯化钾质量,如果溶液转移不完全,称量的氯化钠和氯化钾质量偏小。
设样品为ag,如果样品全为NaHCO3,则最后称量的氯化钠质量为:
58.5a/84g;如果样品全为KHCO3,则最后称量的氯化钾质量为 74.5a/100g;因为58.5a/84g<74.5a/100g, 即样品中NaHCO3越多或KHCO3越少,最后称量的固体质景越小。
NaHCO3和KHCO3物质的量之比越大;
所以本题答案:
偏大。
4.往100mL的NaOH溶液中通入
充分反应后,在减压和较低温度下,小心地将溶液蒸干,得到白色固体M。
通入的
的体积V(标准状况)与M的质量W的关系如下图所示。
试解答下列问题:
(1)A点时,白色固体M的化学式为_________,通入的
的体积为_________mL(标准状况下,下同)。
(2)C点时,白色固体M的化学式为__________,通入的
的体积为__________mL。
(3)B点时M的组成成分为_________,物质的量之比为_________,通入的
的体积为__________mL。
(4)该NaOH溶液的物质的量浓度为_________。
【答案】Na2CO31120NaHCO32240Na2CO3、NaHCO31:
317921mol/L
【解析】
【分析】
由图知NaOH质量为4g,物质的量为0.1mol,完全转化为Na2CO3时,Na2CO3质量为0.1mol×
×106g/mol=5.3g,完全转化为NaHCO3时,NaHCO3质量为0.1mol×84g/mol=8.4g,故A点白色固体M为Na2CO3,C点白色固体M为NaHCO3,根据碳原子守恒可得n(CO2),根据V=nVm计算二氧化碳体积;图B点时M的质量为7.16g,5.3<7.16<8.4,知M由Na2CO3和NaHCO3组成,设在B点时Na2CO3物质的量为x,NaHCO3物质的量为y,根据钠离子守恒、二者质量之和列方程计算x、y的值,根据V=nVm计算二氧化碳体积;根据c=
计算NaOH溶液的物质的量浓度。
【详解】
由图知NaOH质量为4g,物质的量为0.1mol,完全转化为Na2CO3时,Na2CO3质量为0.1mol×
×106g/mol=5.3g,完全转化为NaHCO3时,NaHCO3质量为0.1mol×84g/mol=8.4g,故A点白色固体M为Na2CO3,C点白色固体M为NaHCO3;
(1)由上述分析可知,A点白色固体M为Na2CO3,需CO2体积为0.1mol×
×22.4L•mol−1=1.12L=1120mL,故答案为:
Na2CO3;1120;
(2)由上述分析可知,C点白色固体M为NaHCO3,需CO2体积为0.1mol×22.4L•mol−1=2.24L=2240mL,故答案为:
NaHCO3;2240;
(3)图B点时M的质量为7.16g,5.3<7.16<8.4,知M由Na2CO3和NaHCO3组成;
设在B点时Na2CO3物质的量为xmol,NaHCO3物质的量为ymol,则:
2x+y=0.1,106x+84y=7.16,解得x=0.02,y=0.06,n(Na2CO3):
n(NaHCO3)=0.02mol:
0.06mol=1:
3,
故V(CO2)=(0.02mol+0.06mol)×22.4L•mol−1=1.792L=1792mL,故答案为:
Na2CO3、NaHCO3;1:
3;1792;
(4)该NaOH溶液的物质的量浓度为
=1mol/L,故答案为:
1mol/L。
【点睛】
本题根据图像判断出开始时氢氧化钠的质量及利用假设法判断A、C两点白色固体的成分是解题关键。
5.化学与生活密切相关,下列说法正确的是
A.酿酒工艺中加入的“酒曲”与面包工艺中加入的“发酵粉”作用相同
B.氨水显碱性,不能与金属反应,所以运输过程中可以用铁罐车
C.葡萄酒中通常添加微量的SO2,既可以杀菌消毒,又可以防止营养成分被氧化
D.大多数胶体的胶粒带电,利用这一性质可进行“血液透析”和“静电除尘”
【答案】C
【解析】
【详解】
A、酒曲与发酵粉的作用不同:
在经过强烈蒸煮的白米中,移入曲霉的分生孢子,然后保温,米粒上便会茂盛地生长出菌丝,此即酒曲;酿酒加曲,是因为酒曲上生长有大量的微生物,以及微生物分泌的酶,其中糖分经过部分酶的作用酒化变为乙醇;而发酵粉的主要成分是NaHCO3,面包工艺中加入发酵粉是为了中和微生物产生的酸,同时生成的CO2气体可以是面团变为多孔,显得松软可口;A错误;
B、一般情况下,氨水不会与金属反应,但是氨水呈弱碱性,若用铁罐车运输,会加快铁罐的腐蚀速率(吸氧腐蚀),B错误;
C、在葡萄酒的生产过程中,SO2的作用是对生产设备消毒杀菌,还可以杀死酿造完的葡萄酒中的酵母,保证葡萄酒的稳定,最后装瓶也会填入少量SO2,保证葡萄酒不被氧化和生物稳定,C正确;
D、血液是一种胶体,利用渗析的原理可以除去血液中的毒性小分子物质,而血液中的必要成分不能通过透析膜,与胶粒是否带电无关,D错误;
故选C。
6.Ⅰ.
(1)用锌片,铜片连接后浸入稀硫酸溶液中,构成了原电池,工作一段时间,锌片的质量减少了3.25g,铜表面析出了氢气________L(标准状况下),导线中通过________mol电子。
(2)将agNa投入到bgD2O(足量)中,反应后所得溶液的密度为dg/cm3,则该溶液物质的量浓度是_______;
Ⅱ.将气体A、B置于固定容积为2L的密闭容器中,发生如下反应:
3A(g)+B(g)⇌2C(g)+2D(g)。
反应进行到10s末时,测得A的物质的量为1.8mol,B的物质的量为0.6mol,C的物质的量为0.8mol,则:
(1)用C表示10s内正反应的平均反应速率为____________。
(2)反应前A的物质的量浓度是________。
(3)10s末,生成物D的浓度为________。
【答案】1.120.1
mol/L0.04mol•L-1•s-11.5mol•L-10.4mol•L-1
【解析】
【分析】
【详解】
Ⅰ.
(1)用锌片、铜片连接后浸入稀硫酸溶液中,构成了原电池,锌为负极,电极反应为:
Zn-2e-=Zn2+,铜为正极,电极反应为2H++2e-=H2↑,锌片的质量减少了3.25克,则物质的量为
=0.05mol,转移的电子的物质的量为n(e-)=2n(Zn)=2n(H2)=2×0.05mol=0.1mol,则V(H2)=0.05mol×22.4L/mol=1.12L,故答案为:
1.12;0.1;
(2)将agNa投入到bgD2O(足量)中,发生2Na+2D2O=2NaOD+D2↑,agNa的物质的量为
=
mol,生成的氢氧化钠为
mol,D2的物质的量为
mol,质量为
mol×4g/mol=
g,反应后溶液的质量为ag+bg-
g=(a+b-
)g,溶液的体积为
=
cm3,则该溶液物质的量浓度c=
=
=
mol/L,故答案为:
mol/L;
Ⅱ.
(1)v(C)=
=0.04mol•L-1•s-1,故答案为:
0.04mol•L-1•s-1;
(2)3A(g)+B(g)⇌2C(g)+2D(g)。
反应进行到10s末时,测得A的物质的量为1.8mol,C的物质的量为0.8mol,则反应的A为1.2mol,反应前A的物质的量浓度是
=1.5mol•L-1,故答案为:
1.5mol•L-1;
(3)3A(g)+B(g)⇌2C(g)+2D(g)。
反应进行到10s末时,测得C的物质的量为0.8mol,则生成的D为0.8mol,10s末,生成物D的浓度为
=0.4mol•L-1,故答案为:
0.4mol•L-1 。
【点睛】
本题的难点为I.
(2),要注意生成的氢气的质量的计算,同时注意c=
中V的单位是“L”。
7.已知钠与氧气在不同条件下会发生不同的反应。
(1)将金属钠长时间放置于空气中可发生如下一系列变化,写出此变化中①③步转化的化学方程式:
Na
Na2O
NaOH
Na2CO3·10H2O→Na2CO3
①___________;
③__________。
(2)将钠置于坩埚内,在空气中加热,可燃烧生成一种淡黄色物质。
①钠在空气中燃烧的化学方程式为___________。
②某学习小组通过实验研究Na2O2与水的反应。
操作
现象
向盛有4.0gNa2O2的烧杯中加入50mL蒸馏水
剧烈反应,产生能使带火星木条复燃的气体,得到的无色溶液a
向溶液a中滴入两滴酚酞
ⅰ.溶液变红
ⅱ.10分种后溶液颜色明显变浅,稍后,溶液变为无色
Na2O2与水反应的离子方程式是___________,甲同学认为过氧化钠中阴离子结合水中氢离子生成了H2O2,溶液a中的H2O2将酚酞氧化导致褪色。
用实验证实H2O2的存在:
取少量溶液a,加入试剂___________(填化学式),有气体产生。
【答案】4Na+O2=2Na2O2NaOH+CO2+9H2O=Na2CO3•10H2O2Na+O2
Na2O22Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑MnO2
【解析】
【分析】
(1)反应①是钠和氧气在常温下生成氧化钠;反应③是NaOH和CO2反应生成Na2CO3•10H2O;
(2)①钠在空气中燃烧生成过氧化钠;
②能使带火星木条复燃的气体是氧气,碱使酚酞变红,说明过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气;双氧水在MnO2的催化作用下发生分解反应生成氧气;
【详解】
(1)反应①是钠和氧气在常温下生成氧化钠,反应方程式是4Na+O2=2Na2O;反应③是NaOH和CO2反应生成Na2CO3•10H2O,反应方程式是2NaOH+CO2+9H2O=Na2CO3•10H2O;
(2)①钠在空气中燃烧生成过氧化钠,反应方程式是2Na+O2
Na2O2;
②过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气,反应的离子方程式是2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑;双氧水在MnO2的催化作用下发生分解反应生成氧气,取少量溶液a,加入试剂MnO2,有气体产生,能证明H2O2的存在。
8.①盐酸、②铁、③碳酸氢钠、④二氧化硅是常见的物质。
请回答下列问题。
(1)上述4种物质中属于盐的是______(填序号,下同);水溶液能使紫色石蕊溶液变红的是______。
(2)写出盐酸的电离方程式___________。
(3)写出二氧化硅与氢氧化钠溶液反应的化学方程式_____________。
(4)碳酸氢钠可治疗胃酸(0.2%~0.4%的盐酸)过多,反应的离子方程式为_______。
等物质的量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量盐酸反应时生成CO2的量,前者_______后者(填“>”、“<”或“=”)。
(5)氯碱工业是以电解饱和食盐水为基础的基本化学工业。
电解饱和食盐水的产物中一种是所有气体中密度最小的气体、一种是黄绿色气体和一种易溶、易电离的碱,则电解食盐水的化学方程式:
___________。
【答案】③①HCl=H++Cl-SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OHCO3-+H+=H2O+CO2↑=2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑
【解析】
【分析】
(1)由金属阳离子(或铵根离子)和酸根离子组成的化合物属于盐;酸使紫色石蕊溶液变红;
(2)盐酸是强酸,完全电离产生氢离子和氯离子;
(3)二氧化硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠和水,据此写出反应的方程式;
(4)碳酸氢钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,根据离子方程式的书写方法书写;二者都可与盐酸反应生成二氧化碳气体,结合方程式判断;
(5)根据电解饱和食盐水的电解原理,阴极产生氢气和氢氧化钠,阳极产生氯气,写出电解饱和食盐水的电解方程式。
【详解】
(1)①盐酸属于酸、能使紫色石蕊溶液变红②铁是单质③碳酸氢钠是盐④二氧化硅是氧化物;故答案为:
③;①;
(2)盐酸是强酸,完全电离产生氢离子和氯离子,方程式为:
HCl=H++Cl-,故答案为:
HCl=H++Cl-;
(3)二氧化硅与氢氧化钠溶液反应生成了硅酸钠和水,反应的离子方程式为:
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O,故答案为:
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O;
(4)碳酸氢钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,反应的离子方程式为:
HCO3-+H+=H2O+CO2↑;碳酸氢钠与足量盐酸反应的化学方程式为:
NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,碳酸钠与足量盐酸反应的化学方程式为:
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑,由以上两个化学方程式可以看出,等物质的量的Na2CO3和NaHCO3分别与HCl反应,产生CO2的物质的量之比为:
1:
1;故答案为:
HCO3-+H+=H2O+CO2↑;=;
(5)通电后阴极氢离子放电,阴极产生氢气和氢氧化钠,阳极上氯离子放电产生氯气,电解反应方程式:
2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑;故答案为:
2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑。
9.某港口化学品堆场发生火灾,消防队在未被告知着火可燃物类别的情况下,用水灭火时,发生了剧烈爆炸。
事后有关部门初步认定危化品部分清单:
钾、钠、氯酸钾、烧碱、氯化铵。
试回答:
⑴请你分析用水灭火时,随后发生了剧烈爆炸的原因是_____________________________。
⑵请写出氯化铵中NH4+的检验方法____________________________(简要说明操作步骤)。
⑶钠燃烧产物中可作为消防员呼吸面具供氧剂的是_________________(写化学式)。
⑷硝酸钾受热分解产生KNO2和O2,写出该反应的化学方程式______________________。
【答案】钠、钾能与水发生剧烈的放热反应,并释放出氢气。
氯酸钾受热分解产生氧气,氢气和氧气混合受热发生爆炸将氯化铵溶于水,取少量溶液于试管中,滴入浓氢氧化钠溶液并加热,在试管口上方用湿润的红色石蕊试纸检验,若发现试纸变蓝,则说明该溶液中含有NH4+Na2O22KNO3
2KNO2+O2↑
【解析】
【分析】
钠、钾等物质遇水会发生剧烈反应并产生氢气,而氯酸钾分解会产生氧气,氢氧混合受热后会发生爆炸,后面再根据要求来作答即可。
【详解】
(1)根据分析,钠、钾与水发生剧烈反应并放出氢气,而氯酸钾受热产生氧气,氢气和氧气混合后发生剧烈的爆炸;
(2)铵离子可以通过加水溶解后,加入浓碱并加热的方法来检验,因为高中阶段只有氨气这一种碱性气体;实验操作为:
将氯化铵溶于水,取少量溶液于试管中,滴入浓氢氧化钠溶液并加热,在试管口上方用湿润的红色石蕊试纸检验,若发现试纸变蓝,则说明该溶液中含有NH4+,
(3)过氧化钠可以作呼吸面具中的供氧剂,化学式为Na2O2;
(4)硝酸钾受热分解产生
和
的过程是一个自身氧化还原反应,氮从+5价降低到+3价,得2个电子,氧从-2价升高到0价,失2个电子,据此来写出氧化还原方程式即可:
。
10.钠和铝是两种重要的金属。
请回答下列问题:
(1)一小块金属钠长时间放置在空气中,可能有下列现象,这些现象出现的先后顺序是______________________(填序号);
①变成白色粉末②变暗③变成白色固体④变成液体
若金属钠长时间在潮湿的空气中放置,最后生成的物质是_________(填名称)。
(2)将一小块金属钠投入水中,观察到的实验现象是________(填序号),发生反应的离子方程式为:
__________________。
A.钠沉到水底B.钠熔成小球C.小球四处游动
(3)铝与稀硝酸反应的化学方程式为:
Al+4HNO3=Al(NO3)3+NO↑+2H2O,该反应的氧化剂是_______(填化学式),还原剂与氧化剂的物质的量之比是________,当有5.4gAl发生反应时,转移的电子数为________。
【答案】②③④①碳酸钠BC2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑HNO31:
10.6NA
【解析】
【分析】
(1)切开金属钠置于空气中,切口开始呈银白色(钠的真面目)→变暗(生成Na2O)→变白色固体(生成NaOH)→成液(NaOH潮解)→结块(吸收CO2成Na2CO3•10H2O)→最后变成Na2CO3粉(风化);
(2)依据钠的物理性质及钠与水反应产物解答;
(3)反应中铝失去电子化合价升高