高考化学钠及其化合物的综合复习.docx

1、高考化学钠及其化合物的综合复习高考化学钠及其化合物的综合复习一、高中化学 钠及其化合物1如图所示，“二氧化碳是否在有水存在时，才能与过氧化钠反应？”这个问题可通过以下实验加以证明。（1）按图装置，在干燥的试管中装入Na2O2后，在通入CO2之前，应事先将活塞（K1、K2）关闭好，目的何在？_。（2）试管I内的试剂X是_时，打开活塞K1、K2，加热试管约5分钟后，将带火星的小木条插入试管的液面上，可观察到带火星的小木条不能剧烈地燃烧起来，且内淡黄色粉末未发生变化，则所得的结论是_。（3）试管I内试剂为CO2饱和水溶液时，其他操作同（2），通过_的现象，可以证明Na2O2与潮湿的CO2能反应且放出

2、O2。（4）CO2与过氧化钠反应机理也可用示踪原子分析加以证明，请完成下列反应方程式：_Na2O2+_C18O2+_H218O_。【答案】以防止试管内的过氧化钠和外界相通时发生吸潮现象 浓H2SO4 过氧化钠与干燥的CO2不反应 带火星的小木条在试管的液面上复燃，同时，内固体由淡黄色变为白色 2 2 2 2Na2C18O3+O2+2H2O 【解析】【详解】(1)本题旨在利用对比实验，探究Na2O2与CO2反应的环境，故实验步骤中，首先让Na2O2与干燥CO2反应，必须保证整个环境中不能有H2O，故通入反应装置前CO2必须干燥，故答案为以防止试管内的过氧化钠和外界相通时发生吸潮现象；(2)二氧化

3、碳必须是干燥的，所以使用试剂X浓硫酸进行干燥；由带火星的小木条不能剧烈地燃烧起来，且内淡黄色粉末未发生变化，说明干燥的 二氧化碳与过氧化钠没有发生反应，故答案为浓H2SO4；过氧化钠与干燥的CO2不反应；(3)过氧化钠与潮湿的二氧化碳反应会生成氧气，所以带火星的小木条在试管的液面上会复燃；内固体由淡黄色变为白色，说明淡黄色的过氧化钠由于参加了反应生成了白色的碳酸钠，故答案为带火星的小木条在试管的液面上复燃，同时，内固体由淡黄色变为白色；(4)过氧化钠与潮湿的二氧化碳反应的实质为：二氧化碳与水结合生成碳酸，碳酸电离的氢离子与过氧化钠反应，碳酸中18O完全存在于碳酸根离子中，生成的水中不含18O，

4、反应的化学方程式为：2Na2O2+2C18O2+2H218O2Na2C18O3+O2+2H2O，故答案为2；2；2；2Na2C18O3+O2+2H2O。【点睛】本题考查了碱金属及其化合物的性质，该题是高考中的常见考点和题型，试题基础性强，旨在考查学生的逻辑推理能力。本题的易错点为(4)，碳酸电离的氢离子与过氧化钠反应，碳酸中18O完全存在于碳酸根离子中。2某兴趣小组的学生根据活泼金属Mg与CO2发生反应，推测活泼金属钠也能与CO2发生反应，因此兴趣小组用下列装置进行“钠与二氧化碳反应”的实验探究(尾气处理装置已略去)。已知：常温下，CO能使一些化合物中的金属离子还原例如：PdCl2 + CO

5、+ H2OPd+ CO2+2HCl 。反应生成黑色的金属钯，此反应也可用来检测微量CO的存在。请回答下列问题： (1)通常实验室制取CO2气体的离子方程式是_，为了使制气装置能“随开随用，随关随停”，上图A处应选用的装置是_(填写 “”、“”或“”)。若要制取干燥、纯净的CO2气体，装置B中应盛放的试剂是_溶液，装置C中应盛放的试剂是_。(2)观察实验装置图可知Na与CO2反应的条件是_。检查装置的气密性完好并装入药品后，在点燃酒精喷灯前，必须进行的操作是_。待装置_(填写字母)中出现_现象时，再点燃酒精喷灯，这步操作的目的是_。(3)假设CO2气体为足量，在实验过程中分别产生以下、两种不同情

6、况，请分析并回答问题：若装置F中溶液无明显变化，装置D中生成两种固体物质，取少量固体生成物与盐酸反应后，有能使澄清石灰水变浑浊的气体放出，则钠与二氧化碳反应的化学方程式是_。若装置F中有黑色沉淀生成，装置D中只生成一种固体物质，取少量该固体与盐酸反应后，也有能使澄清石灰水变浑浊的气体放出，则钠与二氧化碳反应的化学方程式是_。(4)请用文字简要说明你判断中D装置生成固体的成分是钠的正盐或酸式盐的理由。_。【答案】CaCO3 + 2H+ Ca2+ H2O + CO2 饱和NaHCO3 浓H2SO4 高温(或强热) 扭开装置中导气管活塞 E 澄清的石灰水变浑浊 排出该装置中的空气 4Na + 3CO

7、22Na2CO3+ C 2Na + 2CO2Na2CO3+ CO 生成正盐。因为根据质量守恒定律可知，反应物共有三种元素，没有氢元素，因此不能生成酸式盐。 【解析】【分析】(1)实验室通常用大理石或石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳，反应不需要加热，大理石和石灰石的主要成分是碳酸钙，能和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳；装置能使反应随时进行或停止，原理是：关闭开关时，试管中的气体增多，压强增大，把液体压入长颈漏斗，固体和液体分离，反应停止；打开开关时，气体导出，试管中的气体减少，压强减小，液体和固体混合，反应进行；(2)高温条件下，钠能和氧气反应；二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊；(3)根据提供的信

8、息可以判断反应进行情况；(4)化学反应遵循质量守恒定律，即反应前后元素种类、原子种类和总个数都不变【详解】(1)通常实验室制取CO2气体的化学方程式是：CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2；装置能使反应随时进行或停止，原理是：关闭开关时，试管中的气体增多，压强增大，把液体压入长颈漏斗，固体和液体分离，反应停止；打开开关时，气体导出，试管中的气体减少，压强减小，液体和固体混合，反应进行；若要制取干燥、纯净的CO2气体，装置B中应盛放的试剂是饱和碳酸氢钠溶液，这是因为饱和碳酸氢钠溶液不能和二氧化碳反应，能和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，从而可以除去二氧化碳中的氯化氢气体；装置C中应

9、盛放的试剂是浓硫酸，用来除去二氧化碳中的水蒸气；(2)观察实验装置图可知Na与CO2反应的条件是高温；检查装置的气密性完好并装入药品后，在点燃酒精喷灯前，必须进行的操作是通入一会儿二氧化碳气体，待装置E中出现浑浊现象时，再点燃酒精喷灯，这步操作的目的是防止钠和空气中的氧气反应；(3)若装置F中溶液无明显变化，装置D中生成两种固体物质，取少量固体生成物与盐酸反应后，有能使澄清石灰水变浑浊的气体放出，说明反应生成了碳酸钠，则钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和碳，反应的化学方程式是：3CO2+4Na2Na2CO3+C；若装置F中有黑色沉淀生成，装置D中只生成一种固体物质，说明反应生成了一氧化碳，取少量该固

10、体与盐酸反应后，也有能使澄清石灰水变浑浊的气体放出，说明反应生成了碳酸钠，则钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和一氧化碳，反应的化学方程式是：2CO2+2NaNa2CO3+CO；(4)中D装置生成固体的成分是钠的正盐的理由是：反应物中不含有氢元素，因此生成物中不含有氢元素，即生成的固体不可能是碳酸氢钠。32019年诺贝尔化学奖授予在开发锂离子电池方面做出卓越贡献的三位化学家。锂离子电池的广泛应用使锂的需求量大增，自然界中主要的锂矿物为锂辉石、锂云母、透锂长石和磷锂铝石等。（1）i.为鉴定某矿石中是否含有锂元素，可以采用焰色反应来进行鉴定，当观察到火焰呈_，可以认为存在锂元素。A紫红色 B绿色 C黄色

11、D紫色（需透过蓝色钴玻璃）ii锂离子电池的广泛应用同样也要求处理电池废料以节约资源、保护环境。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片(由Al箔、LiFePO4活性材料、少量不溶于酸碱的导电剂组成)中的资源，部分流程如图： 查阅资料，部分物质的溶解度(s)，单位g，如下表所示：（2）将回收的废旧锂离子电池进行预放电、拆分破碎、热处理等预处理，筛分后获得正极片。下列分析你认为合理的是_ 。A废旧锂离子电池在处理之前需要进行彻底放电，否则在后续处理中，残余的能量会集中释放，可能会造成安全隐患。B预放电时电池中的锂离子移向负极，不利于提高正极片中锂元素的回收率。C热处理过程可以除去废旧锂离子电池

12、中的难溶有机物、碳粉等。（3）工业上为了最终获得一种常用金属，向碱溶一步所得滤液中加入一定量硫酸，请写出此时硫酸 参与反应的所有离子方程式 _ （4）有人提出在酸浸时，用H2O2代替HNO3效果会更好。请写出用双氧水代替硝酸时主要反应的化学方程式_（5）若滤液中c(Li+)=4mol/L加入等体积的Na2CO3后，沉淀中的Li元素占原Li元素总量的95.5%， 计算滤液中c(CO32-)_。（Ksp(LiCO)=1.62103）（6）综合考虑，最后流程中对滤渣洗涤时，常选用下列_（填字母）洗涤。A热水 B冷水 C酒精原因是_（7）工业上将回收的Li2CO3和滤渣中FePO4粉碎与足量炭黑混合高

13、温灼烧再生制备 LiFePO4，实现了物质的循环利用，更好的节省了资源，保护了环境。请写出反应的化学方程式：_ 。【答案】A AC H+ OH-=H2O、H+AlO2-+H2O=Al(OH)3 2LiFePO4 +H2O2+4H2SO4=Li2SO4+Fe2(SO4)3+2 H2O+2H3PO4 0.2mol/L A 碳酸锂的溶解度随温度的升高而减小，用热水洗涤会减少沉淀的溶解，同时热水成本比酒精低 Li2CO3+ 2FePO4+2C= 2LiFePO4+3CO 【解析】【分析】废旧电池正极片（磷酸亚铁锂、炭黑和铝箔等）放电拆解后加入氢氧化钠溶液碱浸，过滤得到滤液中偏铝酸钠溶液，滤渣酸浸过滤得

14、到炭黑和硫酸锂、硫酸亚铁的溶液，加入硫酸、硝酸氧化亚铁滤渣生成铁离子，调节溶液pH生成磷酸铁沉淀，过滤后的滤液中加入碳酸钠沉淀锂离子生成碳酸锂，经过滤、洗涤、干燥等操作得到碳酸锂，以此解答该题。(1)根据锂的焰色反应回答；(2)将回收的废旧锂离子电池进行预放电，A从锂的性质分析；B放电是原电池，从离子的移动方向考虑；C从有机物与碳的性质分析；(3)碱溶一步所得滤液中含有偏铝酸钠和氢氧化钠，加入硫酸，首先发生的是酸碱中和，然后是偏铝酸根与氢离子的反应；(4)LiFePO4在硫酸和过氧化氢同时存在的条件下生成Li2SO4，Fe2（SO4）3，2 H2O和2H3PO4，从环保和价格的角度分析；(5)

15、利用溶度积进行计算；(6)碳酸锂的溶解度随温度的变化分析；(7)根据题目所给信息写出化学方程式；【详解】(1)根据焰色反应原理，锂矿石含有锂元素，锂的焰色反应为紫红色；(2)A废旧锂离子电池在处理之前需要进行彻底放电，由于锂是很活泼的金属，容易和氧气，水蒸气发生反应，可能会造成安全隐患，故A正确；B放电时，阳离子移向正极，故放电时电池中的锂离子移向正极，故B错误；C难溶有机物的沸点一般较低，碳粉也可以被氧化，通过热处理可以除去有机物和碳粉，故C正确；(3)向碱溶一步所得滤液中加入一定量硫酸，先发生酸碱中和，向偏铝酸钠溶液中加入酸，由于要得到金属，酸的量必须控制，故离子反应为：H+ OH-=H2

16、O，H+AlO2-+H2O=Al(OH)3；(4)H2O2和HNO3都具有强氧化性，由于硝酸见光分解，成本较高，故可以利用过氧化氢代替硝酸，过氧化氢被还原的产物是水，对环境没有污染，化学方程式为2LiFePO4 +H2O2+4H2SO4=Li2SO4+Fe2(SO4)3+2H2O+2H3PO4；(5)碳酸锂是沉淀，存在难溶电解质的溶解平衡，设两溶液体积为V，滤液中c(Li+)=4mol/L，沉淀中的Li元素占原Li元素总量的95.5%，则沉淀后溶液中锂离子的浓度为=0.09mol/L，故Ksp (Li2CO3)=c(Li+)2c(CO32-)，故c(CO3)= =0.2mol/L；(6)碳酸锂

17、的溶解度随温度的升高而减小，用热水洗涤会减少沉淀的溶解，同时热水成本比酒精低；(7)工业上将回收的Li2CO3和滤渣中FePO4粉碎与足量炭黑混合高温灼烧再生制备 LiFePO4，反应方程式为Li2CO3+ 2FePO4+2C= 2LiFePO4+3CO。4（1）向碳酸钠的浓溶液中逐滴加入稀盐酸，直到不再产生CO2气体为止，在此过程中，溶液中的碳酸氢根离子浓度的变化是_。A先变大后变小 B先变小后变大 C一直变小 D保持不变（2）有含0.2molNa2CO3和含0.3molHCl的两种溶液中：将Na2CO3溶液逐滴加入HCl溶液中；将HCl溶液逐滴加入Na2CO3溶液中。两种操作生成的CO2之

18、比为_。（3）已知固体混合物A由NaHCO3、KHCO3、MgCO3、CaCO3四种物质中的两种混合而成。请通过计算和推理完成下列各小题：取A与足量的盐酸反应：若固体混合物A的物质的量n(A)为定值，生成气体的量即为定值，则A的组成可能有_种。若固体混合物A的质量m(A)为定值，生成气体的量为定值，则A的可能组成是(填写化学式)：_、_；_、_。(可以不填满)若先将A加热，剩余固体再与足量的盐酸反应，且先后两次产生的气体分别通过足量的澄清石灰水生成的沉淀均为10.0g，则混合固体A的总物质的量是_mol。【答案】A 3：2 6 NaHCO3 MgCO3 KHCO3 CaCO3 0.2 【解析】

19、【分析】（1）向碳酸钠的浓溶液中逐滴加入稀盐酸，先发生反应：CO32-+H+=HCO3-，然后发生反应：HCO3-+H+=H2O+CO2。（2）将Na2CO3溶液逐滴加入HCl溶液中，发生的反应为：CO32-+2H+=H2O+CO2；将HCl溶液逐滴加入Na2CO3溶液中，则先发生反应：CO32-+H+=HCO3-，然后发生反应：HCO3-+H+=H2O+CO2。（3）若等物质的量的盐生成等量的气体，则符合A与足量的盐酸反应，若固体混合物A的物质的量n(A)为定值，生成气体的量即为定值；若等质量的盐生成等量的气体，则符合A与足量的盐酸反应，若固体混合物A的质量m(A)为定值，生成气体的量为定值

20、。根据原子守恒计算。【详解】（1）向碳酸钠的浓溶液中逐滴加入稀盐酸，直到不再产生CO2气体为止，在此过程中，先发生反应：CO32-+H+=HCO3-，然后发生反应：HCO3-+H+=H2O+CO2，所以溶液中的碳酸氢根离子浓度的变化是先变大后变小，故选A。（2）有含0.2molNa2CO3和含0.3molHCl的两种溶液中：将Na2CO3溶液逐滴加入HCl溶液中，发生反应CO32-+2H+=H2O+CO2，Na2CO3是过量的，生成的CO2的物质的量根据HCl的量计算为0.15mol；将HCl溶液逐滴加入Na2CO3溶液中，先发生反应：CO32-+H+=HCO3-，0.2mol CO32-消耗

21、0.2molHCl，剩余0.1molHCl，生成0.2mol HCO3-，再发生反应：HCO3-+H+=H2O+CO2，剩余的0.1molH+消耗了0.1mol HCO3-，生成了0.1molCO2。所以两种操作生成的CO2之比为0.15：0.1=3：2。（3）若等物质的量的盐生成等量的气体，则符合A与足量的盐酸反应，若固体混合物A的物质的量n(A)为定值，生成气体的量即为定值。四种碳酸盐物质的量相等时，生成的气体的量都相等，四种盐有6种组合；若等质量的盐生成等量的气体，则符合A与足量的盐酸反应，若固体混合物A的质量m(A)为定值，生成气体的量为定值。NaHCO3和MgCO3的摩尔质量相等，当

22、两者质量相等时，和足量盐酸反应，能生成等量的气体，KHCO3和CaCO3的摩尔质量也相等，符合要求。故答案为6，NaHCO3和MgCO3，KHCO3和CaCO3。 CO2通过足量的澄清石灰水生成的沉淀均为10.0g，即0.1mol，根据碳守恒，生成的CO2即为0.1mol。先将A加热，剩余固体再与足量的盐酸反应，A中的碳元素均转化成CO2，所以A中的碳元素为0.2mol，则固体A的总物质的量是0.2mol。5已知Na2O2 O2 HClO H2O2 Cl2 NaClO O3七种物质都具有强氧化性。请回答下列问题:(1)上述物质中互为同素异形体的是_(填序号，下同)。(2)含非极性键的共价化合物

23、是_。(3)属于离子化合物的有_种。(4)Na2O2、HClO、H2O2均能用于制备O2。HClO在光照条件下分解生成O2和HCl，用电子式表示HCl的形成过程:_。写出Na2O2与H2O反应制备O2的化学方程式:_。H2O2在二氧化锰催化作用下可以制备O2。若6.8g H2O2参加反应，则转移电子数目为_，生成标准状况下O2体积为_L。【答案】 2 2Na2O2 +2H2O=4NaOH +O2 1.204x1023或0.2NA 2.24 【解析】【分析】根据物质的分类的依据，熟悉同素异形体、离子化合物的概念，用电子式表示共价化合物的物质形成的过程。【详解】（1）同种元素组成的结构不同的单质互

24、为同素异形体。故O2与O3互为同素异形体；（2）Na2O2既含有非极性共价键又含有离子键的离子化合物；HClO是含有极性键共价键而不含非极性共价键的化合物；H2O2既含有极性共价键又含有非极性共价键的化合物；NaClO既含有极性共价键又含有离子键的离子化合物；O2、O3、Cl2属于单质，不属于化合物，故含非极性键的共价化合物是H2O2；（3）由(2)可知，Na2O2、NaClO属于离子化合物，故属于离子化合物的有2种；（4）HCl是共价化合物，用电子式表示HCl的形成过程是：；（5）Na2O2与H2O反应生成氧气和氢氧化钠，其反应的化学方程式为2Na2O2 +2H2O=4NaOH +O2；（6

25、）2H2O2O2+2H2O，每生成1mol转移2mol电子，故6.8g H2O2的物质的量：=0.2mol，生成氧气的物质的量为0.1mol，转移的电子的数目为0.1mol26.021023mol-1=1.204x1023；V(O2) = 0.1mol22.4Lmol 1=2.24L。6为测定氢氧化钠和碳酸钠固体混合物样品中碳酸钠的质量分数，甲、乙两位同学分别设计了如下实验方案：.甲同学的方案是：将m g样品溶解，加过量氯化钡溶液，过滤、洗涤、烘干，称得固体为n g。(1)混合物中碳酸钠的质量分数为_(用m、n表示)，甲同学洗涤沉淀的具体操作是_。(2)Ca2、Ba2都可以使CO32-沉淀完全

26、，但使用氯化钡溶液比氯化钙溶液所得的结果具有更高的精确度，原因是_；BaCO3的摩尔质量比CaCO3的大，与等质量的Na2CO3反应，Ba2产生沉淀的质量大，称量误差小。.乙同学的方案的实验装置如图所示：(1)盛有浓硫酸的装置的作用是_。(2)乙同学的方案的装置中存在一定的缺陷，请你提出改进的方法：_(简单叙述做法，不必画图)。【答案】100% 向沉淀中加入蒸馏水至刚好没过沉淀，静置，待水自然流下后，再重复2-3次 反应生成的Ca(OH)2微溶于水，会使沉淀的质量变大，且碳酸钙的相对分子量小于碳酸钡，会导致称量误差偏大 吸收二氧化碳气体中的水蒸气(或干燥二氧化碳) 在气体发生装置前加一个经过碱

27、液处理的通入空气的装置；在碱石灰装置后再连接一个装有碱石灰的装置 【解析】【分析】I.(1)混合物中碳酸钠的质量分数=100%，混合物的质量为m g，碳酸钠的质量可根据碳酸钡的质量n g来求出；根据沉淀洗涤方法分析；(2)若用氯化钙的话，反应生成的氢氧化钙微溶于水，会使沉淀的质量变大；II.(1)根据浓硫酸的吸水性分析；(2)反应后的装置中会有残留的二氧化碳气体，碱石灰会吸收外面空气中的水和二氧化碳。【详解】I.(1)设碳酸钠的质量为x，根据反应方程式：Na2CO3+BaCl2=BaCO3+2NaCl可知：每有106 g Na2CO3反应，会产生197 g BaCO3沉淀，则反应产生n g B

28、aCO3沉淀，反应的Na2CO3质量x= g，所以样品中Na2CO3的质量分数为100%=100%；甲同学洗涤沉淀的具体操作是：向沉淀中加入蒸馏水至刚好没过沉淀，静置，待水自然流下后，再重复2-3次；(2)若用氯化钙，反应生成的Ca(OH)2微溶于水，会使沉淀的质量变大，且碳酸钙的相对分子量小于碳酸钡，会导致称量误差偏大；II.(1)浓硫酸具有吸水性，盛有浓硫酸的装置的作用是吸收二氧化碳气体中的水蒸气；(2)该方案中没有除去装置中的空气，空气中含有二氧化碳会影响测定结果，另外反应后的装置中也有残留的二氧化碳气体；碱石灰也会吸收外面空气中的水和二氧化碳。改进方法是在气体发生装置前加一个经过碱液处

29、理的通入空气的装置，在实验前先通入空气，排除装置中空气中CO2的干扰，实验结束再通入空气，将反应产生的CO2赶出，全部被碱石灰吸收；在碱石灰装置后再连接一个碱石灰装置，以防吸收空气中的水和二氧化碳。【点睛】本题考查了碳酸钠的性质、化学实验基本操作、化学实验方案的设计与评价，注意掌握碳酸钠的性质，明确实验方案的设计与评价方法，试题有利于提高学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力。7碳酸钠和碳酸氢钠在一定条件下可以相互转化。（1）向碳酸钠溶液中通入二氧化碳，可以得到碳酸氢钠，请写出该反应的化学方程式_。（2）请设计实验方案除去碳酸钠固体中混有的少量碳酸氫钠_。（3）请设计实验方案除去碳酸氢钠溶液中混有的少量碳酸钠_。（4）充分加热碳酸钠和碳酸氢钠的混合物95g，完全反应后得到气体5.6L（标准状况），求混合物中碳酸钠的质量分数_。【答案】Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3 加热碳酸钠固体，NaHCO3受热分解生成Na2CO3和H2O、CO2，从而除去了杂质 向NaHCO3溶液中通入CO2，使Na2CO3反应生成了NaHCO3，从而除去了杂质 55.8% 【解析】【分析】（1）碳酸钠溶液通入二氧化碳气体生成碳酸氢钠；（2）碳酸钠较稳定，碳酸氢钠加热容易分解；（3）碳酸钠溶液通入二氧化碳气体生成碳酸氢钠；（4）由碳酸氢钠受热分解的化学方程式列关系式求解可得