④当a/b=1时,剩余固体为Na2CO3、NaOH,排出气体为O2
⑤当a/b>1时,剩余固体为Na2CO3、NaOH、Na2O2,排出气体为O2
(3)NaHCO3和NaOH的混合物在密闭容器中加热
NaHCO3和NaOH在密闭容器中加热所发生的反应按下列方式处理;首先考虑NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O①若NaHCO3过量则再考虑2NaHCO3
Na2CO3+CO2↑+H2O↑②。
反应的差量可能是①造成的,也可能是①②共同造成,主要是看两者相对量的关系,所以首先讨论何者在①中过量是重要问题,然后再根据差量法进行进一步的计算。
讨论过量一般采用的方法是假设两者等物质的量按反应①,由差量法求得理论失重值,再进行判断:
若实际失重值小于或等于理论失重值,则n(NaHCO3):
n(NaOH)≤1:
1按反应①由差量法求算,质量减少为H2O的质量;
b、若实际失重值大于理论失重值,则n(NaHCO3):
n(NaOH)>1:
1,按反应①和②由差量法求算,质量减少由两部分组成:
NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O产生的水和由2NaHCO3
Na2CO3+CO2↑+H2O↑生成的H2O和CO2.
【例3】加热4.54gNa2CO3和NaHCO3的混合物至质量不再变化,剩余固体的质量为3.30g。
计算原混合物中NaCO3的质量分数。
【解析】2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2,失去的质量为水和二氧化碳,题中失重为4.54g-3.30g=1.24g,则W(NaHCO3)=
×2×84g=3.36g,则W(Na2CO3)=4.54g-3.36g=1.18g,所以NaCO3的质量分数为
=26%
【答案】26%
【例4】有NaHCO3、Na2CO3、CaO、NaOH组成的混合物27.2g,把它们溶于水后,溶液中Ca2+、CO32—、HCO3—均转化为沉淀,将反应后的溶液蒸干,最后得到白色固体物质共29g,则原混合物中Na2CO3的质量是()
A、10.6gB、5.3g
C、5.9gD、无法确定
【解析】发生反应的方程式为:
⑴CaO+H2O=Ca(OH)2,
⑵2NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2H2O,
⑶Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH.
设Na2CO3为amol,NaHCO3为bmol,则CaO为(a+b)mol。
由于CaO+H2O=Ca(OH)2,使混合物增加了(a+b)mol水的质量;由NaHCO3转化成CaCO3使混合物减轻了bmol水的质量,所以反应前后的质量差为amol水的质量。
依题意得a=1.8/18mol=0.1mol
【答案】A
小结:
解此类题目的要诀是合理分析反应的进行顺序,按方程式逐一分析。
三、焰色反应
很多金属或者它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特殊的颜色,由该方法可鉴别物质。
点拨:
焰色反应的实验
⑴、用品:
铂丝(或铁、铬、镍、钨等),酒精灯(或煤气灯),试剂。
⑵、操作:
洗——烧——蘸——烧
“洗”:
用稀盐酸洗涤铂丝。
“烧”:
在无色火焰上灼烧铂丝至火焰呈无色。
“蘸”:
蘸取试剂。
“烧”:
再次在无色火焰上灼烧,并观察火焰的颜色。
⑶、火焰的颜色
钠:
黄色;
钾:
紫色(透过蓝色钴玻璃);
钙:
砖红色
铜:
绿色
【例5】把物质灼烧时,焰色反应为黄色,下列判断正确的是()
A、该物质一定是钠的化合物
B、该物质一定含有钠元素
C、该物质一定是金属钠
D、不能确定该物质中是否含有钾元素
【解析】物质灼烧时火焰呈黄色,说明物质中一定含有钠元素。
由于钠元素的黄色火焰能够掩盖掉钾元素的紫色火焰,而该操作中并没有透过蓝色钴玻璃,因此无法确定是否含有钾元素。
【答案】B、D。
小结:
进行焰色反应实验步骤:
把铂丝或光洁无锈的铁丝,用蒸馏水洗净,放在酒精灯或煤气灯的外焰上灼烧,至没有颜色时为止,再蘸取溶液,在外焰上灼烧验,此时观察火焰的颜色。
【针对练习】
1.Na2O2与水反应能够产生O2,这一反应在呼吸面具、潜水艇及太空飞船中可为人体提供呼吸所用的O2。
下面对该反应的说法中正确的是()
A.这是一个氧化还原反应,Na2O2既是氧化剂,又是还原剂
B.这是一个氧化还原反应,Na2O2是氧化剂,水是还原剂
C.这是一个氧化还原反应,Na2O2是还原剂,水是氧化剂
D.这是一个置换反应,有单质O2产生
解析:
Na2O2与水反应能够产生O2,是一个自身氧化还原反应,Na2O2既是氧化剂,又是还原剂,所以A正确;它不符合置换反应的条件,所以不是置换反应。
答案:
A
2、(04上海)等物质的量的N2、O2、CO2混合气体通过Na2O2后,体积变为原体积的8/9(同温同压),这时混合气体中N2、O2、CO2物质的量之比为
(A).3:
4:
1(B).3:
3:
2
(C).6:
7:
3(D).6:
9:
0
3.下列灭火剂能够扑灭金属钠着火的是()
A.干冰灭火器B.泡沫灭火器
C.干粉灭火器D.砂土
解析:
干冰是固态的CO2,干粉灭火器里的NaHCO3受热分解为CO2、H2O和Na2CO3,泡沫灭火器里既含有H2O,又含有CO2,它们都能与金属钠及燃烧产物Na2O2发生反应,因此它们都不能用作钠的灭火器剂。
钠着火后,应用沙土盖灭。
答案:
D
4.(06年1月西城区抽样测试)取ag某物质A,在氧气中完全燃烧,使燃烧产物跟足量过氧化钠反应,反应后固体的质量增加了bg。
若b>a,则A为()
(A)H2(B)CO
(C)C12H22O11(D)C6H12O6
答案:
C
5.关于Na2O和Na2O2的叙述正确的是( )
A.都是白色的固体
B.都是碱性氧化物
C.都能和水反应形成强碱溶液
D.都是强氧化剂
答案:
C
6.(06年湖南省百校大联考)将含有O2和CH4的混合气体置于盛有23.4gNa2O2的密闭容器中,电火花点燃,反应结束后,容器内的压强为零(150℃),将残留物溶于水中,无气体产生。
下列叙述正确的是
A.原混合气体中O2和CH4的体积比为2∶1
B.残留物只有Na2CO3
C.原混合气体中O2与CH4的体积比为1∶1
D.残留物只有Na2CO3和NaOH
答案:
D
7.(06年北京西城区模拟)利用下图所示装置制取氧气并进行相关的实验探究。
(1)将3.9g过氧化钠放入烧瓶中,加入100mLH2O,然后用排水法收集气体。
①过氧化钠跟水反应的化学方程式为_________________。
②集气瓶充满气体后,怎样从水槽中取出集气瓶?
简述操作方法。
___________________________________________
(2)已知:
酚酞在c(OH-)在1.0×10-4mol/L~2.5mol/L时呈红色,且0.5mln内不会褪色;H2O2具有氧化性和漂白性。
取上述实验得到的溶液于试管中,滴入2滴酚酞试液,溶液变红,片刻红色褪去。
①有人认为,“红色迅速褪去”是由于溶液中c(OH—)过大造成的,试通过估算并对比数据加以说明。
___________________________________________。
②还有人认为,“红色迅速褪去”是因为溶液中存在H2O2。
试设计实验证明烧瓶内的溶液中可能有H2O2存在,请简述实验操作。
___________________________________________。
③补充实验,证明“红色迅速褪去”与溶液中存在H2O2有关。
请简述实验操作。
___________________________________________。
答案:
(1)①2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
②用玻璃片在水面下盖住集气瓶口,将玻璃片与集气瓶一起移出水面,将盖有玻璃片的集气瓶正放在桌上。
(2)①经计算,烧瓶中c(OH—)约为1mol/L;因为c(OH-)在1.0×10-4mol/L~2.5mol/L时酚酞呈红色,因此红色迅速褪去不是由于溶液中c(OH—)过大造成的。
②取烧瓶中的溶液于试管中,加入少量二氧化锰,有气泡放出,用带火星的木条检验,木条着火,说明溶液中可能有H2O2存在。
③取②中试管里的溶液滴加酚酞试液,溶液变红且不褪色,说明“红色迅速褪去”与H2O2的存在有关。
8.(07广州市调研测试)我国青海湖地区素有“夏天晒盐,冬天捞碱”之说。
其中捞出的碱主要是碳酸钠和少量氯化钠的混合物。
某同学以捞出的碱作为样品,并用下图装置对样品进行分析,根据量瓶中收集到的液体的体积来计算样品中碳酸钠的含量,下列装置中正确的是()
答案:
B
9.(07湖北联考)将2molNaHCO3和一定量Na2O2固体混合,在加热条件下让其充分反应,150℃下所得气体仅含2种组分,反应后固体的物质的量n的取值范围是
A.n=lB.l答案:
C
10.(07山东临沂市期中)再饱和NaOH溶液中加入一定量Na2O2,充分反应后恢复到原温度,下列说法正确的是()
A.有晶体析出,原溶液质量不变
B.有晶体析出,原溶剂质量不变
C.溶液仍为饱和溶液,浓度增大
D.溶液仍为饱和溶液,浓度不变
答案:
D
11、(07浙江富阳市期中)将NH3通入到饱和食盐水中,无明显现象,再通入适量CO2有晶体析出,该晶体是()
A.Na2CO3B.NaHCO3C.NaClD.NaOH
答案:
B
12.(07山东济宁)有50mLNaOH溶液,向其中逐渐通入一定量的CO2,随后取此溶液10mL将其稀释到100mL,并向此稀释后的溶液中逐滴加入0.1mol/L的HCl溶液,产生的CO2气体体积(标准状况下)与所加入的HCl的体积之间的关系如图所示:
试分析:
⑴NaOH在吸收CO2气体后,在甲、乙两种情况下,所得溶液中存在的溶质是
甲:
其物质的量之比是:
乙:
其物质的量之比是:
⑵且在两种情况下产生的CO2气体(标准状况)各是甲:
mL;乙:
mL。
⑶原NaOH溶液的物质的量浓度是;若以Na2O2固体溶于水配得100mL溶液需Na2O2g
解析:
NaOH溶液中通入一定量的CO2,有几种情况:
一种情况是CO2不足,反应后的混合物为NaOH,Na2CO3;另一种情况是二者恰好完全反应生成Na2CO3;第三种情况是CO2过量,全部NaOH转化为NaHCO3;第四种情况是CO2过量,反应后的混合物为NaHCO3和Na2CO3。
分析甲图象:
加入盐酸50mL时开始产生CO2气体,至反应完毕消耗25mL盐酸,根据反应:
Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl
NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑
可知滴加到50mL时开始反应
,根据耗酸量可知NaHCO3的物质的量。
分析图象加入50mL以前,无气体放出,与盐酸反应转化为NaHCO3应消耗25mL盐酸,则与NaOH反应的盐酸也应是25mL。
由此得也甲成分只能为NaOH和Na2CO3,且物质的量之比为1:
1,产生CO2的体积为0.056L.
分析乙图象:
加入盐酸25mL时开始产生CO2气体,消耗50mL盐酸反应完全,耗酸为末产生气体时的2倍,说明原物质是Na2CO3和NaHCO3的混合物,由耗酸量可判断出物质之比为1:
1,产生气体亦可由产生气体耗酸量求得,为0.112L。
原溶液NaOH物质的量浓度可由Na+守恒求得。
答案:
⑴NaOH,Na2CO3;1:
1;NaHCO3和Na2CO3;1:
1;⑵56mL;112mL;⑶0.75mol/L;2.93g
13.下列关于“焰色反应”的理解正确的是()
A.只有金属单质才有焰色反应
B.只有金属化合物才有焰色反应
C.只有某些金属或其化合物才有焰色反应
D.只有金属离子才有焰色反应
答案:
C
14.欲观察氢气燃烧的火焰的颜色,燃气导管口的材料最好是()
A、钠玻璃B、钾玻璃
C、石英玻璃D、铜管
答案:
C
【课时同步练习】
【基础达标】
1.将等物质的量的Na2O和Na2O2分别投入到足量且等质量的水中,得到溶质质量分数分别为
%和
%的两种溶液,则
和
的关系是( )
A.
=
B.
>
C.
<
D.无法确定
2.下列反应中,Na2O2只表现强氧化性的是
A.2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
B.Na2O2+MnO2=Na2MnO4
C.2Na2O2+H2SO4=2Na2SO4+2H2O+O2↑
D.5Na2O2+2KMnO4+8H2SO4=5Na2SO4+K2SO4+2MnSO4+5O2↑+8H2O
3.氧化钠和过氧化钠的共同之处是( )
A都能与水反应生成碱
B都能与二氧化碳反应生成盐和氧气
C都是淡黄色固体
D都是碱性氧化物
4.下列说法中不正确的是( )
A.Na2CO3比NaHCO3易溶于水
B.Na2CO3比NaHCO3稳定
C.Na2CO3和NaHCO3都能跟石灰水反应得到白色沉淀
D.物质的量相等的Na2CO3和NaHCO3分别与足量盐酸反应得CO2的物质的量之比为2:
1
5.不能用来鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体的实验操作是( )
A.分别加热这两种固体物质,并将生成的气体通人澄清的石灰水中
B.分别在这两种物质的溶液中,加入CaCl2溶液
C.分别在这两种固体中,加入同浓度的稀盐酸
D.分别在这两种物质的溶液中,加入少量澄清的石灰水
6.把CO2通入含NaOH0.8g的碱溶液中,将产物在减压条件下蒸干后,得固体1.37g,则通入CO2的质量是( )
A.0.44g B.0.88g C.0.66g D.都不是
7.有甲、乙、丙三瓶等体积等物质的量浓度的NaOH溶液,若将甲蒸发掉一半水分,在乙中通入少量的CO2,丙不变,然后分别向甲、乙、丙三瓶中加入同浓度的盐酸,完全反应后所需盐酸溶液的体积是( )
A.甲=丙>乙 B.丙>乙>甲 C.乙>甲=丙 D.甲=乙=丙
8.(07江苏通州市期中)在一定条件下,分别以高锰酸钾、氯酸钾、过氧化钠为原料制取氧气,当制得同温、同压下相同体积的氧气时,三个反应中转移的电子数之比为
A.1∶1∶1B.2∶2∶1C.2∶3∶1D.4∶3∶1
答案:
B
9.(07江苏通州市期中)在右图支管中,一管装入2.3g金属钠,一管装入HgO,同时加热两部分,Na完全燃烧,若加热后容器里空气成分基本未变,则HgO质量可能是
A.21.7gB.24g
C.43.4gD.10.85g
答案:
A
10.实验室甲、乙两瓶丢失标签的无色溶液,其中一瓶是盐酸,另一瓶是碳酸钠溶液。
为确定甲、乙两瓶溶液的成分及其物质的量浓度,现操作如下:
量取25.00mL甲溶液,向其中缓慢滴加乙溶液15.00mL,共收集到二氧化碳气体224mL;
另取15.00mL乙溶液,向其中缓慢滴加甲溶液25.00mL,共收集到二氧化碳气体112mL。
上述气体体积均已换算为标准状况。
则根据上术操作及实验数据填空。
(1)写出上述过程所涉及反应的离子方程式:
;
(2)甲是,甲溶液的物质的量浓度为,乙溶液的物质的量浓度为(二氧化碳在溶液中的小量溶解忽略不计)。
(3)将
mL的甲溶液与等体积的乙溶液按各种可能的方式混合,产生的气体体积为
mL(标准状况),则X的取值范围为。
答案:
(1)CO32-+2H+=CO2↑+H2OCO32-+H+=HCO3-HCO3-+H+=H2O+CO2↑
(2)盐酸(或HCl)0.8mol/L1.0mol/L
(3)0≤x≤8.96n
11.下图中A至F是化合物,G是单质。
(1)写出A~G的化学式
A,B,C,D,E,F,G。
(2)写出溶液A与B间相互转化的离子方程式:
。
答案:
(1)A:
NaHCO3;B:
Na2CO3;C:
CO2;D:
H2O;E:
Na2O2;F:
NaOH;G:
O2
(2)HCO3-+OH-=H2O+CO32-;CO32-+H+=HCO3-(或CO32-+CO2+H2O=2HCO3-)
12、(06全国Ⅰ)
在呼吸面具和潜水艇中可用过氧化纳作为供氧剂。
请选用适当的化学试剂和实验用品、用上图中的实验装置进行实验,证明过氧化钠可作供氧剂。
(1)A是制取CO;的装置。
写出A中发生反应的化学方程式:
。
(2)填写表中空格:
(请在答题卡上填空)
仪器
加入试剂
加入该试剂的目的
B
饱和NaHCO3溶液
C
D
(3)写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式:
。
(4)试管F中收集满气体后,下一步实验操作是:
。
【能力提升】
1.下列各组中的两物质相互反应时,若改变反应条件(温度、反应物用量比),化学反应的本质并不改变的是()
A.Na和O2B.NaOH和CO2
C.Na2O2和CO2D.木炭(C)和O2
解析:
此题属于量不同,产物不同或条件不同发生的反应不同的情况。
答案:
C
2.(06年南通四县期中联考)将15.6gNa2O2和5.4gAl同时放入一定量的水中,充分反应后得到200mL溶液,再向该溶液中缓慢通入标准状况下的HCl气体6.72L,若反应过程中溶液的体积保持不变,则
A.反应过程中得到6.72L的气体(标准状况)
B.最终得到的溶液中c(Na+)=c(Cl-)+c(OH-)
C.最终得到7.8g的沉淀
D.最终得到的溶液中c(NaCl)=1.5mol/L
答案:
CD
3、关于和Na2CO3和NaHCO3的说法正确的是()
A.它们的物质的量相等时,跟足量的盐酸反应,在相同状况时放出的CO2体积相同。
B.它们的物质的量相等时,跟足量的盐酸反应,所消耗