2022年高考化学一轮复习讲义第3章第14讲　钠及其化合物的计算与实验探究 (含解析)

这是一份2022年高考化学一轮复习讲义第3章第14讲　钠及其化合物的计算与实验探究 (含解析)，共21页。试卷主要包含了5% B．40%，3%，5 g，则O2的质量是16等内容，欢迎下载使用。

第14讲　钠及其化合物的计算与实验探究
复习目标　1.多角度认识Na2O2与H2O、CO2的反应。2.掌握Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应的原理与定量分析。3.学会用实验的方法测定Na2CO3的质量分数。
考点一　Na2O2与H2O、CO2的反应规律与实验探究

1．Na2O2与CO2、H2O的反应规律
Na2O2与CO2、H2O(g)的混合气体反应，可看作Na2O2先与CO2反应，完毕后再与H2O(g)反应。
2．气体体积关系
若CO2和水蒸气的混合气体(或单一气体)通过足量Na2O2，气体体积的减少量等于原混合气体体积的且等于生成氧气的体积，即ΔV＝V(O2)＝V(混合)。
3．电子转移关系
当Na2O2与CO2、H2O反应时，物质的量关系为2Na2O2～O2～2e－，n(e－)＝n(Na2O2)＝2n(O2)。
4．固体质量关系
相当于固体(Na2O2)只吸收了CO2中的“CO”、H2O中的“H2”，可以看作发生相应的反应：Na2O2＋CO===Na2CO3、Na2O2＋H2===2NaOH(实际上两反应不能发生)，所以固体增加的质量Δm(CO2)＝28 g·mol－1×n(CO2)，Δm(H2O)＝2 g·mol－1×n(H2O)。

题组一　Na2O2与H2O、CO2反应的定量分析
1．用单线桥分析Na2O2与水反应中电子转移的方向和数目：___________________________。
(1)氧化剂和还原剂是____________________________，氧化产物是_____________________，
还原产物是_____________________________________________________________________。
(2)Na2O2与CO2反应时，生成0.1 mol氧气时，转移的电子数________。
答案　

(1)Na2O2　O2　NaOH
(2)0.2NA(或1.204×1023)
2．下列物质均为a g，将它们在氧气中完全燃烧的产物全部通入到足量的过氧化钠固体中，则过氧化钠固体增重为a g的是(　　)
①CO　②H2　③CH4　④HCHO　⑤CH3COOH　⑥HCOOH
A．①②⑤⑥ B．②③④⑤
C．①②④⑤ D．①②③⑤
答案　C
解析　H2、CO发生反应的化学方程式为2H2＋O22H2O,2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑；2CO＋O22CO2，2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，由反应方程式可知，过氧化钠增加的质量即为H2、CO的质量。因此只要是CO或H2或它们的混合气体或化学式组成符合(CO)m·(H2)n，则过氧化钠固体增重质量等于原物质的质量，则①②符合，而④HCHO可以改写成CO·H2，⑤CH3COOH可以改写成(CO)2·(H2)2，⑥HCOOH可以改写成CO2·H2，故⑥不符合，①②④⑤符合，故选C。
3．将一定量的Na2O2和NaHCO3混合后，在密闭容器中加热充分反应，排出气体，冷却后有固体物质剩余，下列选项不正确的是(　　)
选项


剩余的固体物质
A
1
2
Na2CO3
B
1.5
2
Na2O2、Na2CO3
C
2
1
Na2O2、NaOH、Na2CO3
D
2
2
NaOH、Na2CO3

答案　B
解析　将Na2O2与NaHCO3的混合物加热，有关反应的化学方程式依次为2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O、2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2、2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑。当Na2O2与NaHCO3的物质的量之比为1∶2时，二者反应的总方程式为2Na2O2＋4NaHCO34Na2CO3＋O2↑＋2H2O；当Na2O2与NaHCO3的物质的量之比为1∶1时，二者反应的总方程式为2Na2O2＋2NaHCO32Na2CO3＋O2↑＋2NaOH，即当n(Na2O2)∶ n(NaHCO3)≤1∶2时，反应后剩余固体为Na2CO3，当1∶21∶1时，反应后剩余固体为Na2O2、NaOH、Na2CO3，由此可以判断A、C、D正确，B错误。

ω g化学式符合通式(CO)m·(H2)n的物质(其中m、n为自然数)在O2中充分燃烧后，将其产物通过足量的Na2O2固体，反应完毕，固体增重ω g。
中学阶段常见符合这一关系的物质有
①无机物：H2、CO及H2和CO的混合气体；
②有机物：CH3OH(甲醇)、HCHO(甲醛)、CH3COOH(乙酸)、HCOOCH3(甲酸甲酯)、C6H12O6(葡萄糖)等。
题组二　过氧化钠性质实验探究
4．比较下列四组反应，回答下列问题：
第一组：①Na2O2＋CO2　②Na2O2＋SO2
第二组：③Na2O2＋FeCl3(溶液)　④Na2O2＋FeCl2(溶液)
第三组：⑤SO2通入品红溶液中，加热　⑥Na2O2加入品红溶液中，加热
第四组：⑦NaOH溶液滴入紫色石蕊溶液中　⑧Na2O2固体加入紫色石蕊溶液中
(1)若第一组②不产生气体，用化学方程式解释原因：__________________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)预测第二组中③④的现象是否可能相同：_________________________________________。
(3)预测⑤⑥反应中可能产生的现象并分析原因。
(4)预测⑦⑧反应中可能产生的现象并分析原因。
答案　(1)Na2O2＋SO2===Na2SO4
(2)可能相同
(3)⑤溶液红色褪去，加热后又恢复红色；⑥溶液红色褪去，加热后不能恢复红色。前者是因为SO2与品红溶液生成的无色物质不稳定，受热易分解；后者是因为Na2O2具有强氧化性，将品红溶液氧化为无色。
(4)⑦溶液变蓝，⑧溶液先变蓝后褪色。前者是因为NaOH溶液呈碱性，使紫色石蕊溶液变蓝；后者是因为Na2O2与H2O反应生成NaOH，溶液呈碱性，同时Na2O2又有漂白性。
5．某课外活动小组设计如图实验装置，验证“二氧化碳与水接触时才能和过氧化钠反应”。

(1)过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式是_______________________________________，
该反应中，反应物的总能量________(填“大于”或“小于”)生成物的总能量。
(2)装置Ⅰ中的试剂是________(填字母)。
a．稀盐酸 b．稀硫酸
c．小苏打 d．石灰石
(3)实验时，应先打开弹簧夹________(填“K1”或“K2”)，观察到预期现象后，关闭它，再打开另一个弹簧夹。
(4)实验过程中将带火星的木条置于a口，观察到带火星的木条始终不复燃。
①为观察到最终木条复燃，甲建议在Ⅲ后安装一个盛有碱石灰的干燥管，目的是________________________________________________________________________。
②乙认为即使采纳甲的建议且最终观察到木条复燃，也不能证明CO2参与了反应，原因是________________________________________________________________________。
(5)为进一步达到实验目的，应补充的实验是：取最终反应后Ⅲ中所得固体，________________________________________________________________________。
答案　(1)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2　大于
(2)bc　(3)K2
(4)①除去未充分反应的CO2
②水与Na2O2反应生成O2
(5)加入稀盐酸，将产生的气体通入澄清石灰水中(答案合理即可)
解析　(1)此反应是放热反应。
(2)依据实验目的，需要干燥CO2，所以装置Ⅰ是制取CO2的装置，因为盐酸易挥发出HCl，所以应选择稀硫酸、小苏打。
(3)先通干燥CO2，再通湿润CO2进行对比。
(5)证明反应后固体中含有CO。
6．现有一定量含有Na2O杂质的Na2O2试样，用如图所示实验装置测定Na2O2试样的纯度。(可供选用的反应物只有CaCO3固体、6 mol·L－1盐酸、6 mol·L－1硫酸和蒸馏水)

回答下列问题：
(1)装置A中液体试剂选用______________________________________________________。
(2)装置B的作用是____________________________________________________________，
装置E中碱石灰的作用是______________________________________________________。
(3)装置D中发生反应的化学方程式为___________________________________________。
(4)若开始时测得样品的质量为2.0 g，反应结束后测得气体体积为224 mL(标准状况)，则Na2O2试样的纯度为________。
答案　(1)6 mol·L－1盐酸
(2)除去气体中的HCl　吸收装置D中反应剩余的CO2
(3)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2、Na2O＋CO2===Na2CO3
(4)78%
解析　(1)A是用来制取二氧化碳的装置，碳酸钙和硫酸反应时，生成的硫酸钙微溶于水，会覆盖在碳酸钙的表面，使反应不能继续进行，所以用盐酸而不用硫酸来反应，故装置A中液体试剂选用6 mol·L－1盐酸。
(2)碳酸钙和盐酸反应生成的二氧化碳中含有氯化氢气体，可用饱和碳酸氢钠溶液来除去；装置E中碱石灰的作用是吸收二氧化碳，防止二氧化碳对氧气的体积测量造成干扰。
(3)装置D中含有氧化钠和过氧化钠，CO2分别与它们发生反应。
(4)根据反应2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，反应结束后测得气体体积为224 mL(标准状况)，即生成的氧气的物质的量为＝0.01 mol，则过氧化钠的物质的量为0.02 mol，故试样中过氧化钠的纯度为×100%＝78%。
考点二　Na2CO3、NaHCO3与酸反应图像及计算

1．Na2CO3、NaHCO3与足量盐酸反应的比较
二者浓度相同时生成CO2的速率
NaHCO3快
耗酸量
二者等质量
Na2CO3耗酸多
二者等物质的量
Na2CO3耗酸多
生成CO2的体积
二者等质量
NaHCO3产生的多
二者等物质的量
相等

2.依据图像特点判断溶液溶质成分的方法
(1)化学原理：向碳酸钠溶液中逐滴滴加稀盐酸至过量，依次发生①CO＋H＋===HCO、②HCO＋H＋===H2O＋CO2↑，①②完成时消耗盐酸的量相等。
(2)图像分析
依据图像特点判断溶液溶质成分

若V(Oa)＝V(ab)(即Oa段与ab段消耗盐酸的体积相同)
溶液中的溶质为Na2CO3
涉及离子方程式Oa：CO＋H＋===HCO
ab：HCO＋H＋===H2O＋CO2↑
若V(Oa)>V(ab)(即Oa段消耗盐酸的体积大于ab段消耗盐酸的体积)
溶液中的溶质为Na2CO3和NaOH
涉及离子方程式Oa：OH－＋H＋===H2O
CO＋H＋===HCO
ab：HCO＋H＋===H2O＋CO2↑
若V(Oa) 溶液中的溶质为Na2CO3和NaHCO3
涉及离子方程式Oa：
CO＋H＋===HCO
ab：HCO＋H＋===H2O＋CO2↑
若a＝0(即图像从原点开始)
溶液中的溶质为NaHCO3
涉及离子方程式：HCO＋H＋===H2O＋CO2↑


题组一　Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应比较
1．有关NaHCO3和Na2CO3的性质，以下叙述错误的是(　　)
A．等质量的NaHCO3和Na2CO3与足量盐酸反应，在相同条件下Na2CO3产生的CO2体积小
B．等物质的量的两种盐与同浓度盐酸完全反应，所消耗盐酸的体积Na2CO3是NaHCO3的两倍
C．等质量的NaHCO3和Na2CO3与盐酸完全反应，前者消耗盐酸较多
D．等物质的量的NaHCO3和Na2CO3与足量盐酸反应产生CO2一样多
答案　C
解析　Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O
NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O
解答此类题目用归“1”法。A项，假设二者都是1 g，则n(NaHCO3)＝n(CO2)＝ mol，n(Na2CO3)＝n(CO2)＝ mol，正确；B项，假设二者均为1 mol，则消耗的盐酸：Na2CO3为2 mol，NaHCO3为1 mol，正确；C项，假设二者均为1 g，Na2CO3需盐酸的物质的量为2× mol＝ mol，NaHCO3需盐酸 mol，错误。
题组二　已知溶质种类分析反应阶段
2．向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1 mol·L－1的稀盐酸，CO2的生成量与加入盐酸的体积(V)的关系如图所示。

(1)Oa段发生反应的离子方程式为________________________________________________。
(2)a的值为________。
(3)原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为________。
答案　(1)OH－＋H＋===H2O、CO＋H＋===HCO　(2)0.3　(3)2∶1
解析　(1)向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1 mol·L－1的稀盐酸，发生的反应依次为OH－＋H＋===H2O、CO＋H＋===HCO、HCO＋H＋===CO2↑＋H2O。(2)从图像知生成0.01 mol CO2，根据HCO＋H＋===CO2↑＋H2O知，消耗HCl的物质的量为0.01 mol，ab段消耗盐酸的体积为＝0.1 L，a＝0.4－0.1＝0.3。(3)根据离子方程式和图像可知Na2CO3的物质的量是0.01 mol，共计消耗盐酸0.02 mol，所以与氢氧化钠反应的盐酸是0.04 mol－0.02 mol＝0.02 mol，则氢氧化钠的物质的量为0.02 mol，因此，原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为2∶1。
题组三　依据图像分析确定溶质种类
3．分别取等物质的量浓度的氢氧化钠溶液各100 mL，再通入一定量的CO2，随后分别各取20 mL溶液，向其中逐滴滴入0.2 mol·L－1的盐酸，在标准状况下产生CO2的体积(y轴)与所加入盐酸的体积(x轴)的关系如图(分A、B两种情况)：

(1)在A情况下，溶质是_________________ (填化学式)，其物质的量之比为________。
(2)在B情况下，溶质是__________________(填化学式)，其物质的量之比为________。
(3)原氢氧化钠溶液的物质的量浓度为________。
答案　(1)NaOH、Na2CO3　1∶1　(2)Na2CO3、NaHCO3　1∶1　(3)1.5 mol·L－1
解析　(1)对于A情况，V1＝100 mL，V2＝(150－100)mL＝50 mL (2)对于B情况，V1＝50 mL，V2＝150 mL－50 mL＝100 mL>V1，据此判断溶液中溶质的成分是Na2CO3和NaHCO3。根据Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl，NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑，可知NaHCO3和Na2CO3的物质的量之比等于两个过程分别消耗盐酸的体积之比，则n(NaHCO3)∶n(Na2CO3)＝(150 mL－50 mL－50 mL)∶50 mL＝1∶1。
(3)当加入150 mL盐酸时，恰好完全反应，此时溶液中溶质为NaCl。据物料守恒有n(NaOH)＝n(Na＋)＝n(Cl－)＝0.2 mol·L－1×0.15 L＝0.03 mol，所以原氢氧化钠溶液的物质的量浓度为＝1.5 mol·L－1。
考点三　Na2CO3的制备和质量分数测定

一、侯氏制碱法
1．制备原料
食盐、氨气、二氧化碳——合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气；其反应为C＋H2O(g)CO＋H2，CO＋H2O(g)CO2＋H2。
2．工艺流程

3．反应原理
(1)产生NaHCO3的反应：
NH3＋NaCl＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl。
(2)产生Na2CO3的反应：
2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑。
4．绿色思想
循环使用的物质为CO2、饱和食盐水。
二、测定碳酸钠质量分数的常用方法
1．气体法
(1)测定原理：Na2CO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋CO2↑。
依据CO2的体积确定Na2CO3的物质的量，进而确定纯碱中Na2CO3的含量。
(2)实验操作：向m g纯碱样品中加入足量的稀硫酸，准确测量产生CO2气体的体积为V mL(已折算为标准状况)。
(3)数据处理
纯碱样品中Na2CO3的质量为 mol×106 g·mol－1＝ g，则纯碱样品中Na2CO3的质量分数为×100%＝%。
2．沉淀法
(1)测定原理：Na2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2NaCl。
依据BaCO3沉淀的质量，确定Na2CO3的物质的量，进而确定纯碱中Na2CO3的含量。
(2)实验操作：先将m g纯碱样品溶于水配成溶液，向溶液中加入过量的BaCl2溶液，经过滤、洗涤、干燥得BaCO3沉淀的质量为n g。
(3)数据处理
纯碱样品中Na2CO3的质量为×106 g·mol－1＝ g，则纯碱样品中Na2CO3的质量分数为×100%＝×100%。

题组一　侯氏制碱法
1．以下是在实验室模拟“侯氏制碱法”生产流程的示意图：

则下列叙述错误的是(　　)
A．A气体是NH3，B气体是CO2
B．侯氏制碱法的工艺过程中应用了物质溶解度的差异
C．第Ⅲ步操作用到的主要玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒
D．第Ⅳ步操作是将晶体溶于水后加热、蒸发、结晶
答案　D
解析　A项，利用NH3极易溶于水，且水溶液显碱性，可以提高CO2的吸收，因此先通NH3后通CO2，正确；B项，NaHCO3的溶解度小于Na2CO3的溶解度，利用了溶解度的差异，正确；C项，操作Ⅲ是过滤，因此用到玻璃仪器：烧杯、漏斗、玻璃棒，正确；D项，晶体是NaHCO3，利用NaHCO3的不稳定性，2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，错误。
2．实验室模拟侯氏制碱法制取纯碱和氯化铵溶液，下列有关操作错误的是(　　)

A．图1为制取氨气将其溶于饱和食盐水
B．图2为过滤获得碳酸钠晶体
C．图3为灼烧碳酸氢钠制取碳酸钠
D．图4为蒸发浓缩氯化铵溶液
答案　B
解析　A项，用氯化铵和氢氧化钙共热制备氨气，正确；B项，侯氏制碱法中溶液析出的晶体为碳酸氢钠，故应过滤获得碳酸氢钠，错误；C项，在坩埚中灼烧碳酸氢钠分解制备碳酸钠，正确；D项，蒸发皿中蒸发浓缩氯化铵溶液，并不断搅拌，正确。
题组二　Na2CO3质量分数的测定
3．为精确测定工业纯碱中碳酸钠的质量分数(含少量NaCl)，准确称量W g样品进行实验，下列实验方法所对应的实验方案和测量数据合理的是(　　)
选项
实验方法
实验方案
测量数据
A
滴定法
将样品配成100 mL溶液，取10 mL，加入酚酞，用标准盐酸滴定
消耗盐酸的体积
B
量气法
将样品与盐酸反应，生成的气体全部被碱石灰吸收
碱石灰增加的质量
C
重量法
将样品放入烧瓶中，置于电子天平上，加入足量盐酸
减少的质量
D
量气法
将样品与盐酸反应，气体通过排水量气装置量气
排出水的体积

答案　A
解析　用酚酞作指示剂时，Na2CO3与盐酸发生反应Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O，依据消耗盐酸的量可以计算出样品中Na2CO3的量，进而确定样品中Na2CO3的质量分数，A项正确；测量碱石灰增重的方法是重量法而不是量气法，B项错误；样品中加入足量盐酸，因盐酸的质量未知，无法通过重量法测量Na2CO3的质量，C项错误；因部分CO2能溶解到水里，与水反应生成H2CO3，故排出水的体积并不是CO2的体积，D项错误。
4．(2020·河南安阳模拟)为了测定NaCl、Na2CO3·10H2O和NaHCO3的混合物中各组分的含量，某同学设计如下实验：取一定质量的混合物，通过测量反应前后②和③装置质量的变化，测定该混合物中各组分的质量分数。下列说法中错误的是(　　)

A．①②③中可以依次盛装碱石灰、无水CaCl2、碱石灰
B．硬质玻璃管加热前，应关闭b，打开a，缓缓通入空气，直至a处出来的空气不再使澄清石灰水变浑浊为止
C．若将①装置换成盛放NaOH溶液的洗气瓶，则测得的NaCl含量偏大
D．实验过程中一直通入空气，停止加热后再停止通入空气
答案　C
解析　根据实验目的和装置的连接顺序可知：装置①用于吸收空气中的CO2和水蒸气，可以使用碱石灰；装置②吸收Na2CO3·10H2O和NaHCO3分解生成的水蒸气，可以使用无水CaCl2；装置③吸收碳酸氢钠分解生成的CO2，使用碱石灰，A项正确；实验前必须将装置中的水蒸气和CO2赶净，避免影响测定结果，硬质玻璃管加热前，应关闭b，打开a，缓缓通入空气，直至a处出来的空气不再使澄清石灰水变浑浊为止，B项正确；若将①装置换成盛放NaOH溶液的洗气瓶，则会增加水的质量，使测得Na2CO3·10H2O和NaHCO3的含量偏高，NaCl的含量偏低，C项错误；实验过程中一直通入空气，停止加热后继续通入空气使存留在装置中的CO2和水蒸气完全被吸收，D项正确。
5．小苏打长期放置在空气中会变质(部分转变为Na2CO3)，某研究小组欲测定某小苏打样品中NaHCO3的质量分数，设计如下实验方案：
Ⅰ.加热分解法
利用图1装置，充分加热小苏打样品。
(1)仪器a的名称为_____________________________________________________________。
(2)在实验过程中，需要测量的实验数据如下：
①仪器a的质量；②_____________________；③________________。

Ⅱ.测量气体体积法
利用图2装置，测定反应生成气体的体积。
(3)组装好仪器后，首先进行的操作为______________________________________________。
(4)导管g的作用为______________________________________________________________。
(5)为了减小实验误差，B、C中最好用____________溶液代替水。
(6)待反应结束，气体冷却至室温后，利用图示装置读取气体体积时，应注意的事项如下：
①________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________。
(7)若所取样品的质量为m g，反应前量气管C的读数为V1 mL，反应结束后量气管C的读数为V2 mL，则样品中NaHCO3和Na2CO3的物质的量之和为________(气体体积均已换算为标准状况下的体积)。
答案　(1)坩埚　(2)②加热前，仪器a和样品的总质量　③加热冷却后，仪器a和残留物的总质量
(3)检查装置气密性
(4)平衡分液漏斗与锥形瓶内的气压，使液体顺利流下；滴入锥形瓶的稀硫酸的体积等于进入分液漏斗的气体体积，从而消除因加入稀硫酸而引起的气体体积误差
(5)饱和NaHCO3
(6)①读数时应上下移动C管，使B、C两管液面相平
②视线与液面最低处相平
(7) mol
解析　(7)根据碳原子守恒，1 mol碳原子对应1 mol二氧化碳，二氧化碳的物质的量为 mol，所以样品中NaHCO3和Na2CO3的物质的量之和为 mol。

1．Na2O2是中学化学常用试剂，下列说法错误的是(　　)
A．0.1 mol Na2O2与足量CO2反应转移的电子的物质的量为0.1 mol
B．Na2O2与SO2反应生成Na2SO3和O2
C．等物质的量的Na2O2与Na2O溶于等质量水中得到的NaOH的物质的量浓度相同
D．等质量的Na2O2与Na2S晶体中含有相同数目的阴离子
答案　B
2．(2019·湖北黄石二中周测)有关碱金属的叙述正确的是(　　)
A．随核电荷数的增加，碱金属单质的熔点逐渐降低，密度逐渐增大
B．碱金属单质的金属性很强，均易与Cl2、O2、N2等发生反应
C．Cs2CO3用酒精灯加热时不能分解为CO2和Cs2O
D．无水硫酸铯的化学式为Cs2SO4，它不易溶于水
答案　C
3．下列有关Na2CO3和NaHCO3的叙述中正确的是(　　)
A．向Na2CO3溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸，生成的CO2与原Na2CO3的物质的量之比为1∶2
B．等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应，在同温同压下，生成的CO2体积相同
C．物质的量浓度相同时，Na2CO3溶液的pH小于NaHCO3溶液
D．向Na2CO3饱和溶液中通入CO2，有NaHCO3晶体析出
答案　D
解析　根据化学方程式Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3，当碳酸钠和盐酸物质的量相等时，不会产生二氧化碳，A项错误；NaHCO3和Na2CO3都与盐酸反应生成二氧化碳气体：Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑，NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑，等质量的Na2CO3和NaHCO3分别与过量盐酸反应，放出CO2的质量不相等，所以同温同压下，生成CO2的体积不一样，B项错误；在Na2CO3、NaHCO3溶液中，碳酸根离子和碳酸氢根离子均能水解，导致溶液呈碱性，但是碳酸根离子水解程度大，所以碳酸钠的碱性强于碳酸氢钠，即Na2CO3溶液的pH大于NaHCO3溶液的pH，C项错误；向Na2CO3饱和溶液中通入CO2，会发生反应Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3↓，常温下在相同的溶剂中，Na2CO3比NaHCO3易溶，所以会析出碳酸氢钠晶体，D项正确。
4．现有25 mL 2 mol·L－1的Na2CO3溶液和75 mL 1 mol·L－1的稀盐酸。(1)将Na2CO3溶液逐滴滴入稀盐酸中；(2)将稀盐酸逐滴滴入Na2CO3溶液中。两操作的现象及结果(标准状况下)为(　　)
A．现象相同，所得气体的体积相等
B．现象相同，所得气体的体积不等
C．现象不同，所得气体的体积相等
D．现象不同，所得气体的体积不等
答案　D
解析　n(Na2CO3)＝0.05 mol，n(HCl)＝0.075 mol
(1)操作：Na2CO3＋　2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O
0.05 mol 0.075 mol 　　　n(CO2)
n(CO2)＝×0.075 mol；
(2)操作：Na2CO3＋　HCl===NaCl＋NaHCO3
0.05 mol　0.05 mol　　　 0.05 mol
NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O
0.05 mol　0.025 mol　　n(CO2)
n(CO2)＝0.025 mol。
5．(2020·黄山高三模拟)在一密闭容器中有CO、H2、O2共16.5 g和足量的Na2O2用电火花引燃，使其完全反应，Na2O2增重7.5 g，则原混合气体中O2的质量分数是(　　)
A．54.5% B．40%
C．36% D．33.3%
答案　A
解析　CO、H2、O2完全反应后生成的二氧化碳、水与过氧化钠反应生成碳酸钠、氢氧化钠，所以过氧化钠固体增重的质量等于CO、H2的质量，所以原混合气体中CO、H2的质量一共是7.5 g，则O2的质量是16.5 g－7.5 g＝9.0 g，所以原混合气体中O2的质量分数是×100%≈54.5%。
6．某干燥粉末可能由Na2O、Na2O2、Na2CO3、NaHCO3、NaCl中的一种或几种组成。将该粉末与足量的盐酸反应有气体X逸出，X通过足量的NaOH溶液后体积缩小(同温同压下测定)，若将原混合物粉末在空气中用酒精灯加热，也有气体放出，且剩余固体的质量大于原混合粉末的质量。下列判断正确的是(　　)
A．粉末中一定有Na2O2、Na2CO3、NaHCO3
B．粉末中一定不含有Na2CO3和NaCl
C．粉末中一定不含有Na2O和NaCl
D．无法确定粉末里是否含有Na2CO3和NaCl
答案　D
解析　向混合物中加入足量的盐酸，有气体放出，与盐酸反应产生气体的物质可能为Na2O2(生成O2)、Na2CO3或NaHCO3(生成CO2)，X通过NaOH溶液后体积缩小(而不是气体全部消失)，说明X由O2和CO2组成，原粉末中Na2O2一定存在，Na2CO3和NaHCO3至少有一种存在。将原混合粉末加热，有气体放出，说明混合物中一定有NaHCO3，但NaHCO3受热分解会使粉末质量减小，而实际剩余固体的质量却增加了，原因只能是发生了反应：2Na2O＋O22Na2O2；综上分析，混合物中一定有Na2O、Na2O2、NaHCO3，无法确定混合物中是否有Na2CO3和NaCl。
7．有甲、乙两个完全相同的装置，分别在它们的侧管中装入1.06 g Na2CO3和0.84 g NaHCO3，试管中各有10 mL相同浓度的盐酸(如图)，同时将两个侧管中的物质全部倒入各自的试管中，下列叙述正确的是(　　)

A．甲装置的气球膨胀速率大
B．若最终两气球体积相同，则一定有c(HCl)≥2 mol·L－1
C．若最终两气球体积不同，则一定有c(HCl)≤1 mol·L－1
D．最终两溶液中Na＋、Cl－的物质的量相同
答案　B
解析　碳酸钠和盐酸的反应分步进行，先生成碳酸氢钠，后碳酸氢钠和盐酸反应生成二氧化碳，所以甲装置的气球膨胀速率小，故A错误；1.06 g Na2CO3和0.84 g NaHCO3的物质的量相同，都是0.01 mol，根据方程式NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑，Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑知，若最终两气球体积相同，说明酸的物质的量大于或等于0.02 mol，所以其浓度大于或等于2 mol·L－1，故B正确；碳酸钠和盐酸反应的离子方程式为CO＋H＋===HCO、HCO＋H＋===CO2↑＋H2O，碳酸氢钠和盐酸反应的离子方程式为HCO＋H＋===CO2↑＋H2O，若最终两气球体积不同，所需酸的物质的量范围是0＜n(HCl)＜0.02 mol，故C错误；1.06 g Na2CO3和0.84 g NaHCO3的物质的量相同，都是0.01 mol，所以Na2CO3和NaHCO3中钠离子的物质的量不同，故D错误。
8．某同学为测定Na2CO3固体(含少量NaCl)的纯度，设计如下装置(含试剂)进行实验。

下列说法不正确的是(　　)
A．必须在②③间添加吸收HCl的装置
B．④的作用是防止空气中的气体影响实验的精确度
C．通入空气的作用是保证②中产生的气体完全转移到③中
D．称取样品和③中产生的沉淀的质量即可求算Na2CO3固体的纯度
答案　A
解析　氢氧化钡足量，挥发出的HCl先被吸收，不会影响BaCO3沉淀的生成和测定，无需单独添加吸收HCl的装置，故A项错误；碱石灰可与二氧化碳反应、吸收水分，可防止空气中的气体影响实验的精确度，故B项正确；根据③中沉淀的质量计算碳酸钠的纯度，故需要通入空气，保证②中产生的二氧化碳完全转移到③中，被充分吸收，减小实验误差，故C项正确；③中产生的沉淀为碳酸钡，根据碳酸钡的质量可计算生成二氧化碳的质量，根据生成二氧化碳的质量计算样品中的碳酸钠质量，根据称取样品的质量即可求算碳酸钠固体的纯度，故D项正确。
9．向50 mL NaOH溶液中逐渐通入一定量的CO2(假设溶液体积不变)，随后取此溶液10 mL，将其稀释至100 mL，并向此稀释后的溶液中逐滴加入0.1 mol·L－1的盐酸，产生CO2气体的体积(标准状况下)与所加入的盐酸的体积关系如图，下列分析错误的是(　　)

A．OA段所发生反应的离子方程式：H＋＋OH－===H2O
B．NaOH在吸收CO2后，所得溶液的溶质为NaOH和Na2CO3，其物质的量浓度之比为1∶1
C．产生的CO2体积(标准状况下)为0.056 L
D．稀释液中NaOH的物质的量浓度为0.025 mol·L－1
答案　A
解析　根据图像可知在A～B段发生反应：HCO＋H＋===H2O＋CO2↑；则产生HCO的反应：CO＋H＋===HCO；二者反应消耗的酸的物质的量相等，由于产生气体体积达到最大消耗的盐酸是25 mL，则产生的HCO的反应也消耗盐酸25 mL，因此在O～A段发生的反应是H＋＋OH－===H2O、CO＋H＋===HCO，A项错误；NaOH在吸收CO2后，所得溶液的溶质为NaOH和Na2CO3，根据消耗的HCl的物质的量的关系可知二者的物质的量之比是1∶1，由于溶质处于同一溶液，所以其物质的量浓度之比为1∶1，B项正确；n(CO2)＝n(HCl)＝0.1 mol·L－1×0.025 L＝0.002 5 mol，在标准状况下产生的CO2体积是V(CO2)＝0.002 5 mol ×22.4 L·mol－1＝0.056 L，C项正确；HCl＋NaOH===NaCl＋H2O，n(NaOH)＝n(HCl)＝0.1 mol·L－1
×0.025 L＝0.002 5 mol；c(NaOH)·V(NaOH)＝n(NaOH)＝0.002 5 mol；c(NaOH)＝＝0.025 mol·L－1，D项正确。
10．(2019·安徽淮南十校联考)工业上以粗盐(含Ca2＋、Mg2＋、SO等杂质)为主要原料，采用“侯氏制碱法”生产纯碱和化肥NH4Cl，实验室模拟工艺流程如图甲所示。下列说法正确的是(　　)


A．饱和食盐水中先通入的气体为CO2
B．流程图中的“系列操作”中一定需要使用玻璃棒
C．如图乙所示装置可以比较Na2CO3和NaHCO3晶体的热稳定性
D．对粗盐溶液除杂可依次加入过量NaOH、Na2CO3、BaCl2溶液，过滤后再加入盐酸调节溶液的pH
答案　B
解析　A项，二氧化碳在水中溶解度较小，氨气在水中溶解度较大，故应先通入氨气，使溶液为碱性溶液，再通入二氧化碳，才可以达到实验目的，错误；B项，从溶液中得到固体，需要加热浓缩、冷却结晶、过滤等操作，因此流程图中的“系列操作”中一定需要玻璃棒搅拌、引流等，正确；C项，Na2CO3加热不易分解，NaHCO3晶体加热容易分解，故小试管中盛放NaHCO3，大试管中盛放Na2CO3，错误；D项，除去粗盐中的Ca2＋、Mg2＋、SO及泥沙，可以依次加过量BaCl2除去SO，然后加NaOH除去Mg2＋，用Na2CO3除去Ca2＋和过量的Ba2＋，盐酸要在最后加入，除去过量的NaOH和Na2CO3，错误。
11．“侯氏制碱法”是我国化工专家侯德榜为世界制碱工业作出的突出贡献。某实验小组模拟“侯氏制碱法”的工艺流程及实验装置(部分夹持装置省略)如下：


下列叙述错误的是(　　)
A．实验时先点燃装置①的酒精灯，过一段时间后再打开装置③中分液漏斗的旋塞
B．装置②的干燥管中可盛放蘸稀硫酸的脱脂棉，作用是吸收多余的NH3
C．向步骤Ⅰ所得滤液中通入氨气，加入细小的食盐颗粒并降温，可析出NH4Cl
D．用装置④加热碳酸氢钠可实现步骤Ⅱ的转化，所得CO2可循环使用
答案　D
解析　因为氨气极易溶于水，而二氧化碳在水中溶解度非常小，所以应该先通入氨气，故不选A；过量氨气扩散到空气中会造成污染，所以要进行尾气吸收，2NH3＋H2SO4===(NH4)2SO4，故不选B；过滤碳酸氢钠晶体后，母液中含有氯化铵，在母液中通入氨气可以增大溶液中铵根离子的浓度，使NH4Cl以晶体的形式析出，故不选C；固体加热不可用烧杯，也实现不了二氧化碳的循环利用，故选D。
12．向四只盛有一定量NaOH溶液的烧杯中通入不同量的CO2气体，再在所得溶液中逐滴加稀盐酸至过量，并将溶液加热，产生的CO2气体与加入HCl的物质的量的关系如图所示(忽略CO2的溶解和HCl的挥发)：


则下列分析都正确的组合是(　　)
①Ⅰ图对应溶液中的溶质为NaHCO3
②Ⅱ图对应溶液中的溶质为Na2CO3和NaHCO3，且两者的物质的量之比为1∶1
③Ⅲ图对应溶液中的溶质为NaOH和Na2CO3，且两者的物质的量之比为1∶1
④Ⅳ图对应溶液中的溶质为Na2CO3
A．①② B．①③
C．②④ D．②③
答案　A
解析　图像Ⅰ中从O点即开始产生CO2气体，对应溶液中的溶质为NaHCO3，①正确；图像Ⅱ中Oa段消耗HCl的量小于ab段消耗HCl的量，对应的溶液中的溶质为Na2CO3和NaHCO3，且两者的物质的量之比为＝，②正确；图像Ⅲ中，Oa段消耗HCl的量等于ab段消耗HCl的量，对应溶液中的溶质为Na2CO3，③错误；图像Ⅳ中，Oa段消耗HCl的量大于ab段消耗HCl的量，对应溶液中的溶质为Na2CO3和NaOH，④错误。













13．钠的化合物都有广泛的应用，其中Na2O2就是一种常见的氧化剂，某化学学习小组的同学欲通过以下实验探究炭粉与Na2O2反应的产物。
【实验装置与步骤】
Ⅰ.按如图组装实验装置

Ⅱ.将炭粉和Na2O2的混合物装入硬质试管，在靠近试管口处放置一张湿润的氯化钯(PdCl2)试纸(湿润PdCl2试纸遇CO变黑，可用于检验是否有CO生成)。
Ⅲ.用酒精灯微微加热试管底部。
【实验过程与现象】
给试管加热后，试管中发生剧烈反应并产生火花，PdCl2试纸未变黑，澄清石灰水未变浑浊。
请回答下列问题：
(1)实验装置组装完毕后，首先要检查装置的________。
(2)已知PdCl2溶液是无色的，则PdCl2试纸应为______色。
(3)装置C的作用是________。
(4)装置B的作用是________。
(5)试管中发生反应的化学方程式为_______________________________________________。
(6)CO在潮湿环境中可将PdCl2还原为黑色粉末状的钯(Pd)，写出该反应的化学方程式：
________________________________________________________________________。
反应中还原剂与还原产物的质量比为________。
答案　(1)气密性　(2)白　(3)检验气体中是否有CO2
(4)防止倒吸　(5)2Na2O2＋CNa2CO3＋Na2O
(6)PdCl2＋CO＋H2O===Pd＋CO2＋2HCl　14∶53
解析　(5)根据原子守恒可知过氧化钠和碳反应生成碳酸钠：Na2O2＋C―→Na2CO3，再根据质量守恒配平方程式：2Na2O2＋CNa2CO3＋Na2O。(6)由题意“CO在潮湿环境中可将PdCl2还原为黑色粉末状的钯(Pd)”，可知反应物为CO、PdCl2、H2O，CO把PdCl2还原为黑色粉末状的钯(Pd)，则PdCl2把CO氧化为二氧化碳，可知产物为CO2、Pd，然后根据质量守恒判断还有HCl生成；根据化合价变化可知，还原剂为CO，还原产物为Pd，二者质量比为28∶106＝14∶53。
14．(2019·河南周口模拟)四个化学小组的同学测定某Na2CO3固体样品(仅含NaCl杂质)的纯度，他们提出了各自的气体分析法。


(1)第一小组用图1所示装置，仪器A的名称为________________，将m1 g混合物与足量稀硫酸反应后，测定产生的CO2气体的体积。实验开始时需检查该装置气密性，具体的操作方法是_________________________________________________________________________。
(2)第二小组用图2所示装置测定CO2的质量。该装置存在的明显缺陷是_________________
_____________________________________________________________________(填一处)。
(3)第三小组在第二小组装置的基础上，解决了第二小组装置的问题。所用到的装置如图3所示，则装置的连接顺序为a→______________________________(填接口字母，图中仪器可重复使用)。实验中取样品m1 g，称得干燥管的质量为m2 g，样品与足量稀硫酸反应后称得干燥管的质量为m3 g，则Na2CO3的纯度表达式为________________________________________。
(4)第四小组设计用沉淀法来测定。方法是滴加沉淀剂使碳酸钠转化为沉淀，然后过滤、洗涤、干燥后称量沉淀质量。经讨论认为应用Ba(OH)2溶液代替澄清石灰水作沉淀剂，其原因是________(填字母)。
a．Ba(OH)2比Ca(OH)2便宜
b．Ba(OH)2的溶解度大于Ca(OH)2的，可以增大Ba(OH)2的浓度，无须加入过大体积的沉淀剂
c．相同条件下，CaCO3的溶解度明显小于BaCO3
d．吸收等量的CO2生成BaCO3的质量大于CaCO3，测量误差小
答案　(1)分液漏斗　关闭仪器A的活塞，将注射器活塞拉出一定距离，一段时间后松开活塞，若活塞能回到原位，证明该装置的气密性良好
(2)CO2气体中混有水蒸气(或空气中的CO2和水蒸气会进入干燥管中或装置中的CO2没有全部被碱石灰吸收)
(3)fgcbdede　×100%
(4)bd
解析　(3)样品m1 g，称得干燥管质量为m2 g，与足量稀硫酸反应后称得干燥管质量为m3 g，干燥管增加的质量等于生成的CO2的质量为(m3－m2) g，依据碳元素守恒计算，碳酸钠的纯度为×100%＝×100%。
(4)Ca(OH)2比Ba(OH)2便宜，a项错误；相同条件下，CaCO3、BaCO3的溶解度相差不大，c项错误。