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一、以过氧化钠为主体的知识总结
问题1. 标出过氧化钠与水、二氧化碳反应的电子转移方向和数目。 解析：
问题2. 由2Na2O2+2CO2=== 2Na2CO3+O2知， 2Na2O2+2SO2=== 2Na2SO3+O2对吗？ 解析：由于Na2O2 具有氧化性而SO2 具有还原性，故二者发生氧化还原反应，正确的方程式为：Na2O2+2SO2 === Na2SO4。 问题3. 把Na2O2投入到FeSO4溶液中，可以看到哪些现象？请用化学方程式表示。 解析：发生的化学方程式为：2Na2O2 + 2H2O=== 4NaOH + O2↑、FeSO4 + 2NaOH === Fe(OH)2↓+ Na2SO4、4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O === 4Fe(OH)3. 看到的现象有：过氧化钠消失，放出无色气体，出现白色浑浊，白色浑浊逐渐变成灰绿色，最终生成红褐色沉淀。 二、以碳酸氢钠为主体的知识总结
问题1. 向饱和碳酸钠溶液中通入过量的CO2气体有何现象？ 解析：CO2与Na2CO3溶液发生反应：CO2+Na2CO3+H2O=== 2NaHCO3，由于碳酸氢钠的溶解度小于碳酸钠的溶解度，所以向饱和的碳酸钠溶液中通入过量的CO2气体会出现浑浊。 问题2. 向碳酸钠的浓溶液中，逐滴加入稀盐酸，直到不在生成二氧化碳为止，在此过程中，溶液中的HCO3－浓度变化趋势如何？ 解析：首先，Na2CO3 === 2Na+ + CO32－发生H+ + CO32－ === HCO3－，所以HCO3－的浓度先逐渐增大，而后，因为H++HCO3－=== H2CO3，H2CO3 === CO2↑+H2O，所以溶液中HCO3－的浓度逐渐减小。故HCO3－浓度先逐渐增大，而后逐渐减小。 问题3. 不用其他试剂能否鉴别碳酸钠溶液和盐酸？ 解析：能。①向盐酸中逐滴滴入碳酸钠溶液（开始时盐酸过量），有气体放出：Na2CO3 + 2HCl === 2NaCl + H2O + CO2↑；②向碳酸钠溶液中逐滴滴入盐酸（开始时盐酸不足），开始时无气体放出，先发生反应：Na2CO3 + HCl === NaHCO3 +NaCl，后又发生反应：NaHCO3 + HCl === NaCl + H2O + CO2↑，有气体产生，所以不同的滴加顺序产生不同的现象，不用其它试剂就能鉴别碳酸钠溶液和盐酸。 问题4. 设计实验：有NaOH 40 g，以过量的CO2、蒸馏水为原料，如何制取最大量的Na2CO3固体？ 解析：把40g NaOH配成溶液平均分成两等分，向其中一份通入过量的CO2，然后与另一份NaOH溶液充分混合后加热蒸发即得。原理：CO2+NaOH === NaHCO3，NaHCO3+NaOH === Na2CO3+H2O。 三、有关钠及其化合物的典型计算例析 钠及其化合物的有关计算知识点相对集中，看似繁琐，但有技巧可循。现举例如下： 1.极端假想法 【例题1】含8.0 g NaOH的溶液中通入一定量H2S后，将得到的溶液小心蒸干，称得无水物7.9g，则该无水物中一定含有的物质是 A．Na2S B．NaHS C．Na2S和NaHS． D．NaOH和NaHS 解析：本题主要考查H2S的性质及讨论型计算题的解题方法，由于不能确定H2S是否过量，因此需要讨论以下几种情况：由于n（NaOH）＝ ＝0.2 mol，若NaOH全部转化为Na2S时，m(Na2S)＝×0.2 mol×78 g·mol－1＝7.8 g，若NaOH全部转化成NaHS时，m(NaH) ＝0.2 mol×56 g·mol－1 ＝11.2 g。因为NaOH的质量为8.0g，而题中得无水物7.9g，7.8g＜7.9g＜8.0g，7.8g＜7.9g＜11.2 g，故该无水物可能为NaOH和Na2S的混合物，也可能为Na2S与NaHS的混合物，故本题答案为A。 答案：A 点拨：本题还可以用图像法(数轴法)解答，数形结合也是解题的有效方法。分析如下：
点拨:我们解题时要打破常规，不能直接设未知数求解的习题，要采用特殊解法。 2. 整体思维分析法 【例题2】由Na2CO3、NaHCO3、CaO和NaOH组成的混合物27.2 g，把它们溶于足量的水中，充分反应后，溶液中Ca2+、CO32－、HCO3－均转化为沉淀，将反应容器内的水分蒸干，最后得到白色固体物质共29 g，则原混合物中Na2CO3的质量是多少? 解析：该题涉及多个反应，若逐一分析，则非常繁琐。我们采用整体思维意识，仔细体会就会发现，物质质量的变化，就是水的质量的变化，通过NaHCO3 + NaOH ＝ Na2CO3 + H2O，减少了水；通过CaO + H2O ＝ Ca(OH)2，增加了水。这是本题解决的关键。 设原混合物中Na2CO3的物质的量为x，NaHCO3的物质的量为y，那么CaO的物质的量为x + y，由 NaHCO3 + NaOH ＝ Na2CO3 + H2O，知固体质量减少了18 y；由CaO + H2O ＝ Ca(OH)2知固体增加了18(x + y)，固有 18 g·mol－1·(x + y)－18 g·mol－1·y＝29 g－27.2 g，解得x＝0.1 mol m(Na2CO3)＝10.6 g 点拨：在有关循环反应的计算中，采用整体思维分析法，可以使复杂问题简单化，再如CH4、O2 、Na2O2置于密闭容器中，用电火花连续点燃，由于氧气的循环，使反应过程变得复杂化，我们这时采用整体思维分析就会发现，只要抓住起始、末了状态，列个总反应方程式，就会使得问题简单明了。（2CH4 + O2 + 6Na2O2→2Na2CO3 + 8NaOH） 3.守恒法 【例题3】Na2O2、HCl、Al2O3三种物质同时溶于水中，完全反应后，在不考虑AlO2－的水解，水的电离等其它因素的情况下，测得所得溶液中只含有Na+、Cl－、AlO2－，则的物质的量之比为 A. 4:6:1 B. 8:6:1 C .3:3:1 D. 1:1:1 解析：Na2O2、HCl、Al2O3三种物质同时溶于水中，完全反应后，溶液中只含有Na＋、Cl－、AlO2－，根据电解质溶液中的电荷守恒可得：c(Na+) + c(H+)＝c(Cl－) + c(AlO2－) + c(OH－)因不考虑水解、水的电离等情况故有： c(H+)＝c(OH－)，则c(Na+) ＝c(Cl－) + c(AlO2－) 即：2n(Na2O2)＝n(HCl) + 2n(Al2O3)将各备选项数值代入上式进行检验可知答案为A。 答案：A 点拨：一般来说化学守恒法主要包括：a质量守恒；b元素守恒；c电荷守恒；d得失电子守恒；e物料守恒等。本题采用的是电荷守恒。 4.差量法 【例题4】为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度，现将w1g样品加热，其质量变为w2g，则该样品的纯度（质量分数）是 A. B. C. D. 解析：本题用常规的计算方法来解答会比较繁琐，差量法是解答隐含有差量问题计算的一种求解捷径。 2NaHCO3 2×84 106 62 x (w1－w2) 解得x＝，将其带入下式可得： w(Na2CO3)＝ ＝，故A项正确。 答案：A。 巩固练习： 练习1.取a g某物质在氧气中完全燃烧，将其产物跟足量的过氧化钠固体完全反应，反应后固体的质量恰好也恰好增加了a g，下列物质中不能满足上述结果的是 A．H2 B．CO C．H2和CO的混合物 D．C6H12O6 E．C12H22O11 解析：2H2 + O2 答案：E。 练习2.将0.08 mol甲烷和乙炔的混合气体，在足量的氧气中充分燃烧，得到的气体全部通入100 mL浓度为1.6 mol/L的NaOH溶液中，然后将得到的溶液在低温下蒸干，得到固体y g。试回答下列问题： （1）固体的可能成分（填化学式，空格不够时可补充，空格多余时可不填）
（2）y的取值范围_____________。 （3）若甲烷在混合气体中的物质的量分数为x，则y ＝ ___________（用含有x的代数式表示） 解析：（1）甲烷和乙炔的混合气体，在足量的氧气中充分燃烧，产物是CO2和H2O故固体的可能成分是：①NaOH、Na2CO3；②Na2CO3；③Na2CO3、NaHCO3；④NaHCO3。 （2）0.08 mol甲烷和乙炔的混合气体，在足量的氧气中充分燃烧，得到的CO2的量： 0.08 mol＜n（CO2）＜0.16 mol。0.08 mol 的CO2与0.16 mol NaOH恰好完全反应生成0.08 mol Na2CO3，其质量为0.08 mol×106 g· mol－1 ＝8.84 g。0.16 mol的CO2与与0.16 mol NaOH恰好完全反应生成0.16 mol NaHCO3，其质量为0.16 mol×84 g· mol－1 ＝13.44 g。 即：8.84 g ＜y＜13.44 g。 （3）n(CH4) ＝ 0.08x mol n(C2H2) ＝（0.08－0.08x）mol，二者完全燃烧产生n(CO2)＝0.08x + (0.08－0.08x)×2 ＝ 0.16－0.08x。由于0.08 mol＜n(CO2)＜0.16 mol，则固体为Na2CO3与NaHCO3的混合物。 CO2 + 2NaOH === Na2CO3 + H2O 0.08 mol 0.16 mol 0.08 mol CO2 + Na2CO3 + H2O === 2 NaHCO3 0.08－0.08x 0.08－0.08x 0.16－0.16x 综合混合物中n(Na2CO3) ＝ 0.08 －(0.08－0.08x) ＝ 0.08x， n(NaHCO3) ＝ 0.16－0.16x， 固体的质量y＝0.08x mol×106 g· mol－1 +（0.16－0.16x）mol×84 g· mol－1 ＝13.44－4.96x 答案：（1）①NaOH、Na2CO3；②Na2CO3；③Na2CO3、NaHCO3；④NaHCO3。（2）8.84 g ＜y＜13.44 g。（3）y＝13.44－4.96x 练习3.将5.4 g由某种碱金属单质（R）及其氧化物（R2O）组成的混合物，与足量的水充分反应，蒸发反应后的溶液，得到8 g无水晶体。请通过计算： （1）判断该碱金属是哪一种金属？ （2）原混合物中R与R2O的质量各是多少？ 解析：（1）设该碱金属的相对原子质量为Mr，并假设5.4 g混合物中只有碱金属R则 2R + H2O ＝ 2ROH + H2↑ 2Mr (2Mr + 34) 5.4 g 8 g 计算得Mr ＝ 35.5 假设5.4 g混合物中只有氧化物R2O则 R2O + H2O ＝ 2ROH (2Mr+ 16) (2Mr + 34) 5.4 g 8 g 计算得Mr ＝ 10.7 分析判断知碱金属的相对原子质量必在10.7～35.5之间，因此此碱金属只能是钠（Na）。 （2）设混合物中Na的质量为x，则Na2O的质量为 5.4 g－x 由Na ～ NaOH， Na2O ～2NaOH 得 + ＝ 8 g ，计算得x ＝ 2.3 g，知5.4 g－x ＝ 3.1 g 答案：（1）该碱金属是Na。（2）原混合物中R与R2O的质量分别是2.3 g和3.1 g。 练习4.有NaOH和NaHCO3固体混合物20.8 g在密闭容器中加热到250℃，经充分反应后排出气体，冷却后称量剩余固体质量为15.9 g，求原混合物中NaOH的质量分数。 解析：该题涉及到的化学反应有
NaHCO3 + NaOH
因为 m ＝3.02 g＜4.9 g，说明NaHCO3过量。 根据钠元素守恒设混合物中NaOH的质量为x，那么NaHCO3质量为（20.8g－x）得 x + (20.8g－x)× ＝ 15.9× 解得x ＝ 4 g NaOH的质量分数为： ×100％ ＝ 19.2％ 答案：原混合物中NaOH的质量分数是19.2％ 链接高考 1.（2013·上海化学·6）与索尔维制碱法相比，侯德榜制碱法最突出的优点是 A.原料利用率高 B.设备少 C.循环利用的物质多 D.原料易得 解析：两种方法都发生反应：NH3 + H2O + CO2 + NaCl ＝ NH4Cl + NaHCO3↓，索尔维制碱法对滤液的处理是加熟石灰使氨气循环，产生的CaCl2，含Cl 几乎没什么用，而侯氏制碱法是对滤液通入二氧化碳，氨气，结晶出的NH4Cl 其母液可以作为制碱原料，提高食盐利用率，因此，选A。 答案：A 2.（2013·安徽理综·12）我省盛产矿盐（主要成分是NaCl，还有SO42－等其他可溶性杂质的离子）。下列有关说法正确的是 A. 由矿盐生成食盐，除去SO42－最合适的试剂是Ba(NO3)2 B. 工业上通过电解氯化钠溶液制备金属钠和氯气 C. 室温下，AgCl在水中的溶解度小于在食盐中的溶解度 D. 用酚酞试液可鉴别饱和食盐水和饱和纯碱溶液 解析：A选项除去硫酸根的同时，引入了新的杂质硝酸根，错误；B选项要得到钠和氯气需要电解熔融的NaCl，错误；C选项增加氯离子的量，AgCl的沉淀溶解平衡向逆向移动，溶解度减小，错误；D、纯碱水呈碱性，正确。 答案：D 3.（2013·福建理综·10）下列有关试验的做法不正确的是 A. 分液时，分液漏斗的上层液体应由上口到出 B. 用加热分解的方法区分碳酸钠和碳酸氢钠两种固体 C. 配置0.1000 mol·L－1氢氧化钠溶液时，将液体转移到容量瓶中需用玻璃棒引流 D. 检验NH4+时，往试样中加入NaOH溶液，微热，用湿润的蓝色石蕊试纸检验逸出的气体 解析：A 项，分液时根据“下流上倒”的原理，打开活塞让下层液体全部流出，关闭活塞，上层从上口倒出；B 项，碳酸氢钠受热易分解（产生CO2），而碳酸钠受热无变化；C 项，配制一定物质的量浓度溶液的步骤，转移步骤中必须用到玻璃棒，作用是引流；D 项， NH4+的检验方法：加入氢氧化钠溶液，加热，在试管口放湿润的红色石蕊试纸，如果变蓝色，那么原物质中有NH4+。 答案：D 4.（2013·上海化学·54－57）碳酸氢纳俗称“小苏打”，是氨碱法和联合制碱法制纯碱的中间产物，可用作膨松剂，制酸剂，灭火剂等。工业上用纯碱溶液碳酸化制取碳酸氢钠。 （1）某碳酸氢钠样品中含有少量氯化钠。称取该样品，用0.1000mol/L盐酸滴定，耗用盐酸20.00mL。若改用0.05618mol/L硫酸滴定，需用硫酸_______mL(保留两位小数)。 （2）某溶液组成如表一： 表一：
问该溶液通入二氧化碳，析出碳酸氢钠晶体。取出晶体后溶液组成如表二： 表二：
计算析出的碳酸氢纳晶体的质量（保留1位小数）。 （3）将组成如表二的溶液加热，使碳酸氢钠部分分解，溶液中NaHCO3的质量由428.8kg降为400.3kg，补加适量碳酸纳，使溶液组成回到表一状态。计算补加的碳酸钠质量（保留1位小数）。 （4）某种由碳酸钠和碳酸氢钠组成的晶体452kg溶于水，然后通入二氧化碳，吸收二氧化碳44.8m3（标准状况），获得纯的碳酸氢钠溶液，测得溶液中含碳酸氢钠504kg。通过计算确定该晶体的化学式。 解析：（1）根据反应可知消耗H2SO4的量是HCl的一半，即0.1×20×0.5＝0.05618×V，V=17.80mL （2） Na2CO3+CO2+H2O === 2NaHCO3 106 168 814.8kg－137.7kg m 得 m＝1073.1kg 则析出的碳酸氢钠的晶体的质量：1073.1 kg + 400.3 kg－428.8 kg ＝1044.6kg （3）溶液中碳酸氢钠的质量由428.8kg降为400.3kg，知分解的碳酸氢钠为： 428.8kg－400.3kg＝28.5kg 2NaHCO3 === Na2CO3+ CO2+ H2O 168 106 28.5 m(Na2CO3) 得m(Na2CO3)＝17.98kg， 则补加的碳酸钠质量814.8 kg－137.7 kg－17.98 kg＝659.1kg （4） Na2CO3 + CO2 + H2O === 2NaHCO3 106 22.4×103 168 m 44.8×103 m1， 因此：消耗碳酸钠m＝212kg，即原晶体含碳酸钠212kg；生成碳酸氢钠m1＝336kg，即原晶体含碳酸氢钠504kg－336kg＝168kg；原晶体含水：452kg－212kg－168kg＝72kg 则452kg晶体中含Na2CO3 212kg，NaHCO3 168kg，水72kg。 因此，该晶体的化学式为NaHCO3·Na2CO3·2H2O 答案：（1）17.80mL （2）1044.6 kg （3）659.1 kg （4）NaHCO3·Na2CO3·2H2O
2013-09-27 人教网  下载： |
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Na2CO3 + CO2
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