高考化学钠及其化合物综合练习题Word下载.docx
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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
(4)该NaOH溶液的物质的量浓度为_________。
【答案】Na2CO31120NaHCO32240Na2CO3、NaHCO31:
317921mol/L
【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。
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。
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。
3.品牌膨松剂中发挥作用的物质为碳酸氢钠。
某化学兴趣小组利用下列有关装置,加热该膨松剂样品,通过放出气体的量来检验其品质。
(1)装置D仪器的名称是_________。
(2)装置E中所盛试剂为____________,其作用是______________。
(3)装置的连接顺序为_____________(填装置序号)。
(4)实验过程中,装置A中发生反应的化学方程式为________________。
(5)实验过程中必须向装置内通入空气,装置C的作用是除去空气中的________(填化学式)。
加热前,通入一段时间空气的具体操作为________________________。
【答案】干燥管浓硫酸干燥CO2CAEBD2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2↑CO2先对装置A、C和E通入一段时间的空气,再连接上装置B、D
碳酸氢钠不稳定,分解生成二氧化碳和水,可测定水或二氧化碳的质量以判断碳酸氢钠的含量,实验时,应用C装置排出装置内的水、二氧化碳,加热A,生成的水可用E干燥,二氧化碳可用B装置吸收,最后连接D,以免空气中的水、二氧化碳进入B,避免实验误差,根据固体质量的变化,可测得碳酸氢钠的含量,以此解答该题;
(1)由仪器图可知D为干燥管;
答案为:
干燥管;
(2)装置E为浓硫酸,可用于干燥二氧化碳;
浓硫酸;
干燥CO2;
(3)由以上分析可知连接的顺序为CAEBD;
CAEBD;
(4)碳酸氢钠不稳定,加热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,装置A中发生反应的化学方程式为2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2↑;
2NaHCO3
(5)装置C的作用是除去空气中的二氧化碳,加热前,通入一段时间空气的具体操作为先对装置A、C
和E通入一段时间的空气,再连接上装置B、D;
CO2
;
先对装置A、C
和E通入一段时间的空气,再连接上装置B、D。
4.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↑
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。
(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:
。
5.我国化学家侯德榜改革国外的纯碱生产工艺,创造了侯德榜制碱法又叫联碱法,该法是将合成氨工厂生产的NH3及副产品CO2,再与饱和食盐水反应.
(1)该法与氨碱法比大大提高了原料利用率,主要表现在_______。
(2)碳酸氢钠分解产生的二氧化碳可循环使用,但必须要补充,补充的主要原因是_________,但实际生产中补充量超过理论上反应耗用量,可能的原因是______。
(3)氨碱法需补充的二氧化碳一定来自_________。
那么联合制碱需补充的二氧化碳可能来自__________。
(4)侯德榜法在滤去碳酸氢钠的母液中通氨气并加入细小食盐颗粒,冷却析出副产品,通氨气的作用____。
【答案】母液循环I提高了NaCl的利用率生产过程中CO2有一半转化成碳酸根被产品碳酸钠所带走(碳酸根来自CO2),所以要补充;
在生产过程中还有损耗;
碳酸钙的分解;
合成氨生产中用水煤气法制原料氢气时的副产品;
增大NH4+的浓度,使NH4Cl更多地析出;
使NaHCO3转化为Na2CO3,提高析出的NH4Cl纯度
合成氨工厂提供氨气及二氧化碳,通入饱和氯化钠溶液中,得到碳酸氢钠和副产物氯化铵,煅烧碳酸氢钠得到碳酸钠,同时产生的二氧化碳循环利用。
(1)对比该法与氨碱法可以发现侯德榜制碱法通过母液循环提高了氯化钠的利用率,
母液循环I提高了
的利用率;
(2)根据元素守恒,制得碳酸钠肯定会消耗二氧化碳,有一部分二氧化碳可以循环利用,且工业生产中不可避免的会有一些损耗,故实际生产中补充量超过理论上反应耗用量,
生产过程中
有一半转化成碳酸根被产品碳酸钠所带走(碳酸根来自
),所以要补充;
在生产过程中还有损耗;
(3)氨碱法补充二氧化碳来自碳酸钙分解,根据流程图,联合制碱需补充的二氧化碳来自于合成氨工厂,合成氨生产中用水煤气法制氢气时会产生副产品二氧化碳,
碳酸钙的分解;
合成氨生产中用水煤气法制原料氢气时的副产品;
(4)向母液中通氨气的目的是为了提取更多更纯的氯化铵,
增大
的浓度,使
更多地析出;
使
转化为
,提高析出的
纯度。
侯氏制碱法是依据离子反应发生的原理进行的,离子反应会向着离子浓度减小的方向进行。
制备纯碱(
),主要利用
在溶液中溶解度较小,所以先制得
,再利用碳酸氢钠不稳定性分解得到纯碱.要制得碳酸氢钠就要有大量钠离子和碳酸氢根离子,所以就在饱和食盐水中通入氨气,形成饱和氨盐水,再向其中通入二氧化碳,在溶液中就有了大量的钠离子、铵根离子、氯离子和碳酸氢根离子,这其中
溶解度最小,所以析出,其余产品处理后可作肥料或循环使用。
6.纯碱是重要的化工原料,在医药、冶金、化工、食品等领域被广泛使用。
某实验小组的同学模拟侯德榜制碱法制取纯碱,流程如下:
(1)工业生产纯碱的第一步是除去饱和食盐水的中SO42-、Ca2+离子,依次加入的试剂及其用量是______________、_______________、过滤、_______________。
(2)已知:
几种盐的溶解度
NaCl
NH4HCO3
NaHCO3
NH4Cl
溶解度(20°
C,100gH2O时)
36.0
21.7
9.6
37.2
①写出装置I中反应的化学方程式_____________________________________。
②写出装置II中发生反应的化学方程式________________________________。
(3)该流程中可循环利用的物质是__________________。
(4)若制出的纯碱中只含有杂质NaCl。
①检验用该纯碱配制的溶液中含有Cl―的方法是_________________________。
②向m克纯碱样品中加入足量CaCl2溶液,沉淀经过滤、洗涤、干燥,称其质量为bg,则该纯碱的纯度(质量分数)为__________(用m、b来表示)。
【答案】过量BaCl2溶液过量Na2CO3溶液适量(过量)稀盐酸NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2↑CO2取少量纯碱样品,加入足量的稀硝酸,再加入硝酸银溶液,若生成白色沉淀,则说明含有氯离子。
100%
(1)工业上除去SO42-用含有Ba2+的可溶性盐、除去Ca2+用含有CO32-的可溶性盐;
(2)①NaCl、CO2、NH3、H2O发生反应生成NaHCO3和NH4Cl;
②受热条件下,碳酸氢钠分解生成碳酸钠、二氧化碳和水;
(3)装置II中得到二氧化碳,装置I中需要二氧化碳;
(4)①Cl-的检验常用硝酸酸化的硝酸银溶液,生成不溶于稀硝酸的AgCl沉淀;
②向m克纯碱样品中加入足量CaCl2溶液反应生成碳酸钙,则最后得到的bg为碳酸钙的质量,根据碳原子守恒由碳酸钙的物质的量可得到碳酸钠的物质的量,在求算出理论上碳酸钠的质量,进而求算纯碱的纯度。
(1)除去饱和食盐水的中SO42-要用BaCl2溶液,除去饱和食盐水的中Ca2+要用Na2CO3溶液,并且除杂时试剂应该过量,最后用稀盐酸调节pH=7,
故答案为:
足量BaCl2溶液、足量Na2CO3溶液、适量稀盐酸;
(2)①先向食盐水中通入NH3使溶液呈碱性,CO2、NH3和H2O反应生成NH4HCO3,由于溶解度小NaHCO3,所以NaCl和NH4HCO3反应生成NaHCO3和NH4Cl,即
NaCl+CO2+NH3+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl,
NaCl+CO2+NH3+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl;
②NaHCO3对热不稳定,受热易分解生成Na2CO3、H2O、CO2,化学方程式为2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2↑,
Na2CO3+H2O+CO2↑;
(3)装置II中得到二氧化碳,装置I中需要二氧化碳,所以能循环利用的是二氧化碳,故答案为:
CO2;
(4)①Cl-的检验常用硝酸酸化的硝酸银溶液,方法为:
取少量纯碱样品溶于水,加入足量的稀硝酸,再加入硝酸银溶液,若生成白色沉淀,则说明其中含有氯离子;
取少量纯碱样品溶于水,加入足量的稀硝酸,在加入硝酸银溶液,若生成白色沉淀,则说明其中含有Cl-;
②向m克纯碱样品中加入足量CaCl2溶液反应生成碳酸钙,则最后得到的bg为碳酸钙的质量,则根据碳原子守恒,碳酸钠的物质的量=碳酸钙的物质的量=
=
,则碳酸钠的质量=nM=
106g/mol=
g,则该纯碱的纯度=
100%=
100%;
100%。
易错点在于第
(1)中,除杂提纯时,除杂试剂要过量,碳酸钠一定加在氯化钡溶液的后面,才能够除去多余的钡离子。
7.
(1)古代锻造刀剑时,将炽热的刀剑快速投入水中“淬火”,反应为:
3Fe+4H2O(g)
Fe3O4+4H2。
该反应中H2O作__________(填“氧化剂”或“还原剂”);
(2)检验某溶液中是否含有SO42-,先加盐酸,再加______(填“BaCl2”或“NaCl;
(3)海水提镁的重要步骤之一是用沉淀剂将海水中的Mg2+沉淀。
该沉淀剂是__________(填“生石灰”或“盐酸”)。
(4)过氧化钠可用于呼吸面具中作为氧气的来源。
完成下列化学方程式:
2Na2O2+2______=2Na2CO3+O2↑;
(5)某同学炒菜时发现,汤汁溅到液化气的火焰上时,火焰呈黄色。
据此他判断汤汁中含有________(填“钠”或“钾”)元素;
【答案】氧化剂BaCl2生石灰CO2钠
(1)在3Fe+4H2O(g)
Fe3O4+4H2中氢元素的化合价从+1价降为0价,则H2O作氧化剂;
(2)检验某溶液中是否含有SO42-,先加稀盐酸,可以排除银离子与碳酸根离子等离子的干扰,再加入BaCl2溶液,产生的沉淀是硫酸钡;
(3)海水中的Mg2+沉淀是生成Mg(OH)2,沉淀剂是利用生石灰与水反应生成氢氧化钙,从而将Mg2+沉淀;
(4)过氧化钠可用于呼吸面具中作为氧气的来源,是利用Na2O2与CO2或水蒸气反应生成氧气,则2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2↑;
(5)钠元素的焰色反应呈黄色,即可判断汤汁中含有钠元素。
8.活性炭、纯碱(Na2CO3)和小苏打(NaHCO3)在生产、生活中应用广泛。
完成下列填空:
(1)活性炭可用于处理大气污染物NO:
,已知NO的转化率随温度升高而降低。
降低温度,重新达到平衡,判断下列各物理量的变化:
(选填“增大”、“减小”或“不变”)
__________;
N2的体积分数___________;
平衡常数K____________。
(2)将氨气和二氧化碳先后通入饱和食盐水中,可观察到的现象是_______;
写出相关反应的化学方程式______________
(3)小苏打既能跟酸反应,又能跟碱反应,应用勒夏特列原理进行解释。
_____________
(4)比较同温下浓度均为0.01mol/L的①H2CO3、②Na2CO3、③NaHCO3、④NH4HCO3四种溶液中
的大小关系为_______(用编号表示)。
【答案】减小增大增大溶液中有白色沉淀生成NH3+CO2+NaCl+H2O→NH4Cl+NaHCO3↓当NaHCO3溶液加入酸时,促进了HCO3-的水解,生成CO2;
当加入碱时,促进了HCO3-的电离,生成碳酸正盐。
②>③>④>①
(1)NO的转化率随温度升高而降低,说明该反应为放热反应,则降低温度后平衡向着正向移动,反应速率减小、氮气体积分数和平衡常数都增大;
(2)氨气极易溶于水,饱和食盐水中先通入氨气再通入二氧化碳会析出碳酸氢钠晶体;
(3)碳酸氢钠在溶液中存在电离平衡HCO3-⇌H++CO32-,水解平衡:
HCO3-+H2O⇌H2CO3+OH-;
当加入酸时促进了HCO3-的水解;
当加入碱时促进了HCO3-的电离;
(4)H2CO3为二元弱酸,分步电离,以第一步电离为主,溶液中c(CO32-)最小;
Na2CO3在溶液中电离出碳酸根离子,碳酸根离子的水解程度较小,其溶液中c(CO32-)最大;
NaHCO3在溶液中,碳酸氢根离子的水解程度大于其电离程度,溶液中碳酸根离子浓度较小;
NH4HCO3溶液中,铵根离子水解溶液呈酸性,抑制了碳酸氢根离子的电离,据此进行解答。
(1)反应
中,NO的转化率随温度升高而降低,说明升高温度平衡向着逆向移动,则该反应为放热反应;
若降低温度,正逆反应速率都减小,平衡向着吸热的正反应进行,氮气的物质的量增大,则N2的体积分数增大;
因为降低温度后氮气和二氧化碳的浓度增大,NO的浓度减小,则平衡常数增大;
答案是:
减小;
增大;
(2)将氨气和二氧化碳先后通入饱和食盐水中发生反应:
NH3+CO2+NaCl+H2O=NH4Cl+NaHCO3↓;
则溶液中会有白色沉淀生成;
溶液中有白色沉淀生成;
(3)碳酸氢钠在溶液中存在电离平衡:
HCO3-⇌H++CO32-,水解平衡:
当NaHCO3溶液加入酸时,减小了c(OH-),促进了HCO3-的水解,生成CO2;
当加入碱时,减小了c(H+),促进了HCO3-的电离,抑制了HCO3-的水解,生成了碳酸正盐;
当NaHCO3溶液加入酸时,促进了HCO3-的水解,生成CO2;
当加入碱时,促进了HCO3-的电离,生成碳酸正盐;
(4)③④相比较,④中铵根离子水解呈酸性,抑制了碳酸氢根离子的电离,c(CO32-)大小为:
③>
④;
①为二元弱酸,c(CO32-)最小;
②Na2CO3在溶液中电离出钠离子和碳酸根离子,碳酸根离子水解程度较小,则其溶液中c(CO32-)最大,所以c(CO32-)的大小关系为:
Na2CO3>
NaHCO3>
NH4HCO3>
H2CO3,即:
②>③>④>①;
答案是:
②>③>④>①。
碳酸氢钠在溶液中存在电离平衡:
HCO3-⇌H++CO32-,水解平衡:
当NaHCO3溶液加入酸时,抑制了电离促进了水解,所以NaHCO3溶液与盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水;
当NaHCO3溶液加入碱时,抑制了水解促进了电离,所以NaHCO3溶液与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水;
所以小苏打既能跟酸反应,又能跟碱反应。
9.Na2O2是重要的化工原料,具有多种用途。
(1)Na2O2具有氧化性,可以将SO2氧化为硫酸钠,写出该反应的化学方程式:
______________________,该反应中,Na2O2的作用为____________(填“还原剂”、“氧化剂”或“既是氧化剂又是还原剂”)。
(2)Na2O2与CO2反应可以产生氧气。
某同学通过下列装置验证Na2O2能否与CO2反应。
(图中铁架台等装置已略去)。
①装置A的名称是_________,A中的固体为_______________,装置B中试剂的作用为__________________________
②若Na2O2能与CO2,则装置C中的现象是_____________________________
(3)碱石灰是干燥剂,在a处收集气体,检测发现该气体中几乎都是CO2气体(过氧化钠足量),则说明过氧化钠与C
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- 高考 化学 及其 化合物 综合 练习题