高考化学第一轮复习:钠的化合物
一、选择题
1.离子化合物和与水的反应分别为;。下列说法正确的是( )
A.中均有非极性共价键
B.中水发生氧化反应,中水发生还原反应
C.中阴、阳离子个数比为,中阴、阳离子个数比为
D.当反应和中转移的电子数相同时,产生的和的物质的量相同
2.下列选项所示的物质间转化均能实现的是( )
A. (aq) (g) 漂白粉(s)
B. (aq) (s) (s)
C. (aq) (aq) (aq)
D. (s) (aq) (s)
3. “胜哥”将过氧化钠粉末投入到氯化亚铁溶液中,可观察到的现象是
A.最终生成红褐色沉淀 B.没有气体产生
C.最终生成白色沉淀 D.最终生成血红色溶液
4. 下列叙述正确的是( )
A.Cl2和Br2分别与Fe2+反应得到Cl-和Br-
B.Na和Li分别在O2中燃烧得到Na2O和Li2O
C.1molSO3与1molNO2分别通入1L水中可产生相同浓度的H2SO4和HNO3
D.0.1mol L-1醋酸和0.1mol L-1硼酸分别加入适量Na2CO3中均可得到CO2和H2O
5.化学与日常生活息息相关。下列说法错误的是( )
A.使用含氟牙膏能预防龋齿
B.小苏打的主要成分是
C.可用食醋除去水垢中的碳酸钙
D.使用食品添加剂不应降低食品本身营养价值
6. 下列用途与所述的化学知识没有关联的是
选项 用途 化学知识
A 用小苏打作发泡剂烘焙面包 Na2CO3可与酸反应
B 电热水器用镁棒防止内胆腐蚀 牺牲阳极(原电池的负极反应物)保护法
C 用84消毒液对图书馆桌椅消毒 含氯消毒剂具有强氧化性
D 用Na2O2作呼吸面具中的制氧剂 Na2O2能与H2O和CO2反应
A.A B.B C.C D.D
7. 碳酸钠应用广泛,下列说法错误的是
A.碳酸钠受热易分解 B.碳酸钠属于强电解质
C.碳酸钠溶液呈碱性 D.Na元素位于周期表s区
8.实验小组探究SO2与Na2O2的反应。向盛有SO2的烧瓶中加入Na2O2固体,测得反应体系中O2含量的变化如图。
下列说法错误的是
A.有O2生成推测发生了反应:2Na2O2+2SO2=2Na2SO3+O2
B.bc段O2含量下降与反应O2+2Na2SO3=2Na2SO4有关
C.可用HNO3酸化的BaCl2溶液检验b点固体中是否含有Na2SO4
D.产物Na2SO4也可能是SO2与Na2O2直接化合生成的
9. 下列物质性质与用途具有对应关系的是
A.呈淡黄色,可用作供氧剂
B.NaCl熔点较高,可用于制取NaOH
C.溶液呈碱性,可用于除油污
D.易分解,可用于治疗胃酸过多
10.下列说法中正确的是
A.海水中富集元素常用作为沉淀剂
B.标准状况下,溶于水可得分子
C.78克与足量水完全反应,转移电子
D.盐酸标准液标定未知浓度溶液时,酸式滴定管水洗后未润洗会使测定结果偏低
11. 劳动创造幸福。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是
选项 劳动项目 化学知识
A 分析员用X射线衍射仪区分普通玻璃和水晶 普通玻璃属于非晶体,水晶属于晶体
B 面点师制作糕点时添加小苏打作膨松剂 可与碱反应
C 实验员用加热法分离和NaCl 易升华
D 维修工用NaOH和铝粉疏通厨卫管道 Al与NaOH溶液反应产生
A.A B.B C.C D.D
12.下列实验方案中,不能测定出和的混合物中质量分数的是
A.取ag混合物充分加热,质量减少bg
B.取ag混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得到bg固体
C.取ag混合物与足量溶液充分反应,过滤、洗涤、烘干、得到bg固体
D.取ag混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出气体用碱石灰吸收,质量增加bg
13.向含有① 、② 、③ 、④ 、⑤ 等五种阴离子的溶液中加入少量Na2O2固体,上述离子浓度基本保持不变的是(忽略溶液体积的变化)( )
A.①③⑤ B.① C.①② D.①②④
14.在含有Na+、Fe2+ 、Fe3+、Al3+、NH4+、Mg2+等的溶液中加入足量的Na2O2固体,再加入过量的稀盐酸,完全反应后,上述离子的离子数目几乎没有改变的有( )
A.1种 B.2种 C.3种 D.4种
二、非选择题
15.中国“神舟”飞船举世瞩目,请完成下列填空:
(1)已知1g火箭推进剂肼(N2H4)(g)燃烧生成N2(g)和H2O(g)时,放出16.7kJ的热量,请写出该反应的热化学方程式 。
(2)飞船材料采用的某铝锂合金成分(质量百分比)如下(Bal指剩余的百分含量):
成分 Si Fe Cu Mn Mg Zn Ti Li Al
含量 0.08 0.1 2.9-3.5 0.5 0.25-0.8 0.25 0.1 0.8-1.1 Bal
采用碱腐蚀工艺,用稀NaOH 溶液在40-55℃下进行表面处理0.5-2 min,以便形成致密氧化膜提高耐腐蚀性能。请写出碱腐蚀过程中一个主要反应的化学方程式 。工业上制铝,可采用电解 (请选填序号):
A.AlCl3 B.Al2O3 C.NaAlO2
同时需添加 以降低熔点减少能量损耗。
(3)太空舱中宇航员可利用呼出的二氧化碳与过氧化钠作用来获得氧气,反应方程式为2Na2O2+2CO2→2Na2CO3+O2,其中还原产物为 ,当转移1mol电子时,生成标准状况下O2 L。
(4)飞船返回时,反推发动机的燃料中含铝粉,若回收地点附近水中Al3+浓度超标,可喷洒碳酸氢钠减少污染,请结合平衡移动规律解释该措施 。
16.“胜哥”对钠和钠的化合物进行了一系列的探究活动,下面是系列活动中的两个实验,请你回答下列问题:
(1)实验I:探究二氧化碳与过氧化钠反应是否有氧气生成,设计了如图的实验装置。B中盛有饱和碳酸氢钠溶液吸收挥发出的HCl,E为收集氧气装置。
C中盛有 ,目的是 。
(2)指出装置E的不正确: 。
(3)取a g C3H6O2某物质在氧气中完全燃烧,将其产物跟足量的Na2O2固体完全反应,反应后固体的质量增加 (填大于、等于或者小于)a g。
(4)实验II:利用如图装置(省略夹持装置)模拟工业级NaN3的制备。
已知:2NaNH2+N2O NaN3+NaOH+NH3
装置B中盛放的药品为 。
(5)实验中使用油浴加热相比水浴加热的优点是 。
(6)氨气与熔融的钠反应生成NaNH2的化学方程式为 。
(7)N2O可由NH4NO3(熔点为169.6℃)在240℃下分解制得,应选择的气体发生装置是 。
17.我国有丰富的Na2SO4资源,2020年10月,中科院过程工程研究所公布了利用Na2SO4制备重要工业用碱(NaHCO3)及盐(NaHSO4)的闭路循环绿色工艺流程:
某校化学兴趣小组根据该流程在实验室中进行实验。回答下列问题:
(1)用所给实验装置图进行流程中的“一次反应”
①装置A中的橡皮管a的作用是 。
②装置B中加入CCl4的目的是 。
③装置C中的试剂b是 。
④装置B中发生反应的化学方程式为 。
(2)在“二次反应”中,硫酸铵溶液与过量的硫酸钠反应生成溶解度比较小的复盐[Na2SO4·(NH4)2SO4·2H2O],分离该复盐与溶液的操作为 。
(3)用所给实验装置图进行流程中的“煅烧(350℃)”
①煅烧时,要边加热边通氮气,理由是 。
②依据该流程的闭路循环绿色特点,“一次反应”与“煅烧(350℃)”的实验中均采用如图所示装置处理尾气,则烧杯中的X溶液最好是 。
(4)分析流程图,写出利用该流程制备两种盐的总反应的化学方程式 。
18.二氯异氰尿酸钠[(CNO)3Cl2Na]是常用的杀菌消毒剂,常温下为白色固体,难溶于冷水。某同学利用高浓度的NaClO溶液和(CNO)3H3固体,在10℃时反应制备二氯异氰尿酸钠,实验装置如下图所示(部分夹持装置略)。
已知:2NaClO + (CNO)3H3 = (CNO)3Cl2Na + NaOH + H2O
回答下列问题:
(1)仪器a的名称为恒压滴液漏斗,与分液漏斗相比其优点是 。
(2)待装置B中出现 现象时,可由三颈烧瓶上口加入(CNO)3H3固体;反应过程中仍需不断通入 Cl2的理由是 。
(3)反应结束后,装置B中的浊液经过滤、 、干燥得粗产品。上述装置存在一处缺陷会导致装置B中NaOH利用率降低,改进的方法是 。
(4)通过下列实验测定二氯异氰尿酸钠样品中有效氯的含量。
反应原理: [(CNO)3Cl2]-+ H+ +2H2O = (CNO)3H3+ 2HClO, HClO + 2I- + H+ = I2 + Cl-+ H2O, I2 + 2S2O = S4O + 2I-
实验步骤:准确称取m g样品,用容量瓶配成250 mL溶液;取25.00 mL上述溶液于碘量瓶中,加入适量稀硫酸和过量KI溶液,充分反应后,用 c mol/L Na2S2O3标准溶液滴定至溶液呈微黄色。加入淀粉指示剂继续滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液平均为 V mL。
①滴定终点现象为 。
②该样品的有效氯含量表达式为 。(该样品的有效氯= ×100%)
答案与解析
1.答案:C
分析:A、相同的非金属原子为非极性共价键结合,不同的非金属原子为极性共价键结合;
B、Na2O2和H2O的反应中,Na2O2自身发生氧化还原反应;
C、O22-为原子团,应当成一个整体判断;
D、电子的数目=元素的价态变化数目×该元素原子的个数。
解析:A、Na2O2中,存在O-O键,CaH2中,H原子之间没有直接结合,不存在H-H键,A错误;
B、①中H2O的O化合价不变,不发生氧化反应和还原反应,②中H2O的H化合价降低,发生还原反应,B错误;
C、Na2O2阳离子为Na+,阴离子为O22-,阴阳离子个数比为1:2,CaH2中阳离子为Ca2+,阴离子为H-,阴阳离子个数比为2:1,C正确;
D、反应①每转移2mol电子,生成1mol O2,反应②每转移2mol电子,生成2mol H2,D错误;
故答案为:C
2.答案:C
分析:A. 2Cl2+2Ca(OH)2(石灰乳)=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O ;
B.二氧化碳与氯化钠溶液不反应;
C.Cl2+2I-=I2+2Cl-、 Cl2+2Br-=Br2+2Cl-、Br2+2I-=I2+2Br- ;
D. MgCl2(熔融)Mg+Cl2;
解析:A.石灰水中Ca(OH)2浓度太小,一般用氯气和石灰乳反应制取漂白粉,A不符合题意;
B.碳酸的酸性弱于盐酸,所以二氧化碳与氯化钠溶液不反应,故B不符合题意;
C.氧化性Cl2>Br2>I2,所以氯气可以氧化NaBr得到溴单质,溴单质可以氧化碘化钠得到碘单质,故C符合题意;
D.电解氯化镁溶液无法得到镁单质,阳极氯离子放电生成氯气,阴极水电离出的氢离子放电产生氢气,同时产生大量氢氧根,与镁离子产生沉淀,故D不符合题意;
故答案为:C
3.答案:A
分析:过氧化钠先和水反应生成氢氧化钠和氧气,氧气和氯化亚铁溶液发生氧化还原反应生成铁离子,铁离子和氢氧化钠反应生成氢氧化铁。
解析:将Na2O2投入FeCl2溶液中,发生的反应为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,氧气和Na2O2具有强氧化性,可以把Fe2+氧化为Fe3+,Fe3+与氢氧化钠反应3OH-+Fe3+=Fe(OH)3↓,立即生成红褐色的Fe(OH)3沉淀,所以看到的现象是:有大量气泡生成,立即有红褐色沉淀生成,
故答案为:A。
4.答案:A
分析:A.Cl2与Fe2+发生反应 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- ,Br2与Fe2+发生反应2Fe2++Br2=2Fe3++2Br-;
B.钠在氧气中燃烧生成过氧化钠;
C.1molSO3与1molNO2分别通入1L水中所得溶液的体积未知;
D.硼酸的酸性弱于碳酸。
解析:A.Cl2和Br2均能氧化Fe2+,Cl2与Fe2+发生反应 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- ,Br2与Fe2+发生反应2Fe2++Br2=2Fe3++2Br-,故A符合题意;
B.钠在氧气中燃烧生成过氧化钠,故B不符合题意;
C.无法确定1molSO3与1molNO2分别通入1L水中所得溶液的体积,无法计算和比较所得H2SO4和HNO3的浓度大小,故C不符合题意;
D.硼酸的酸性弱于碳酸,不能与碳酸钠溶液反应生成二氧化碳气体,故D不符合题意;
故答案为:A。
5.答案:B
分析:A.氟是人体必须的微量元素之一,不仅能降低牙釉质的溶解度防止牙齿表面溶解,还能促进釉质的再矿化,抑制致龋菌繁殖;
B.小苏打的成分是NaHCO3;
C.醋酸与碳酸钙反应生成可溶的醋酸钙;
D.使用食品添加剂不应降低食品本身营养价值。
解析:A.人体缺氟会导致龋齿,因此使用含氟牙膏可预防龋齿,A不符合题意;
B.小苏打的主要成分是NaHCO3,B符合题意;
C.食醋的主要成分为CH3COOH,可与碳酸钙反应生成可溶的醋酸钙、二氧化碳和水,因此食醋可除去水垢中的碳酸钙,C不符合题意;
D.食品添加剂加入到食品中的目的是为改善食品品质和色、香、味以及为防腐、保鲜和加工工艺的需要,所以合理使用有助于改善食品品质、丰富食品营养成分,不应降低食品本身营养价值,D不符合题意;
故答案为:B。
6.答案:A
分析:A中NaHCO3俗称小苏打,该物质不稳定,受热分解产生CO2气体,其它选项均合理。
解析:A.NaHCO3俗称小苏打,该物质不稳定,受热分解产生CO2气体,可以使面团松软,因此可用小苏打作发泡剂烘焙面包,但其成分不是Na2CO3,A符合题意;
B.由于金属活动性Mg>Fe,所以电热水器当用镁棒作电极时,首先发生氧化反应的是Mg,而不是Fe,因此就可以防止内胆被腐蚀,B不符合题意;
C.84消毒液有效成分是NaClO,该物质具有强氧化性,能够使细菌、病毒的蛋白质发生变性而失去其破坏作用,故用84消毒液对图书馆桌椅消毒,C不符合题意;
D.由于Na2O2能与H2O和CO2反应产生O2来帮助人呼吸,因此可以用Na2O2作呼吸面具中的制氧剂,D不符合题意;
故答案为:A。
7.答案:A
分析:依据元素及其化合物的性质分析,A中碳酸钠性质稳定,受热不易分解。
解析:A.碳酸钠性质稳定,受热不易分解,故A符合题意;
B.碳酸钠在溶液中能完全电离出自由移动的离子,属于强电解质,故B不符合题意;
C.碳酸钠是强碱弱酸盐,在溶液中水解使溶液呈碱性,故C不符合题意;
D.钠元素的原子序数为11,价电子排布式为3s1,位于元素周期表s区,故D不符合题意;
故答案为:A。
8.答案:C
分析:A.有O2生成,可能是Na2O2和SO2反应生成O2;
B.O2具有氧化性,能氧化Na2SO3;
C.硝酸具有氧化性,能将Na2SO3氧化成Na2SO4;
D.SO2具有还原性、Na2O2具有氧化性,二者能发生氧化还原反应,两者也能直接发生化合反应。
解析:A.根据分析可知,有O2生成推测发生了反应:2Na2O2+2SO2=2Na2SO3+O2,选项A不符合题意;
B.bc段O2含量下降,可能是发生反应O2+2Na2SO3=2Na2SO4,选项B不符合题意;
C.HNO3具有强氧化性,能将氧化为,不能用HNO3酸化的BaCl2溶液检验b点固体中是否含有Na2SO4,选项C符合题意;
D.虽然无法判断Na2O2+ SO2=2Na2SO4是否发生,但产物Na2SO4也可能是SO2与Na2O2直接化合生成的,同时发生①2Na2O2+2SO2 =2Na2SO3+O2、Na2O2+ SO2=2Na2SO4等反应,选项D不符合题意;
故答案为:C。
9.答案:C
分析:A.能与水和二氧化碳反应生成氧气;
B.电解饱和NaCl溶液生成NaOH;
C.溶液水解呈碱性;
D.与HCl反应生成二氧化碳。
解析:A.能与水和二氧化碳反应生成氧气,因此可做供氧剂,与颜色无关,故A不符合题意;
B.电解饱和NaCl溶液生成NaOH,与NaCl熔点无关,故B不符合题意;
C.溶液呈碱性,可使油污水解呈溶水物质除去,故C符合题意;
D.能与胃酸中HCl反应生成二氧化碳,因此可以用于治疗胃酸过多,与其不稳定性无关,故D不符合题意;
故答案为:C。
10.答案:C
分析:A、氢氧化钙可以结合镁离子形成氢氧化镁;
B、氯气和水的反应为可逆过程;
C、结合化学计量数之比等于物质的量之比判断;
D、滴定误差分析:
滴定管用蒸馏水洗后,未用标准液润洗,偏大;滴定管未用待测液润洗,偏小;锥形瓶用待测液润洗,偏大盛;标准液的滴定管滴定前有气泡,滴定后无气泡,偏大;待测液的滴定管滴定前有气泡,滴定后无气泡,偏小;待测液滴定管调“0”后,未将尖嘴部挂着的余液除去,偏大;标准液滴定管调“0”后,未将尖嘴部挂着的余液除去,偏小;滴定结束后,尖嘴挂着余液,偏大;滴定后俯视读数,偏大;滴定前俯视读数,偏小。
解析:A.海水中富集元素常用作为沉淀剂,因为石灰比烧碱更便宜、使用更方便,A不符合题意;
B. 氯气和水的反应可逆且HClO部分电离,则标准状况下,即1mol氯气溶于水可得分子小于,B不符合题意;
C. 与水反应得到氢氧化钠和氧气,存在关系式,则78克与足量水完全反应转移电子,C符合题意;
D. 盐酸标准液标定未知浓度溶液时,酸式滴定管水洗后未润洗,会使盐酸被稀释、标准溶液体积偏大、测定结果偏高,D不符合题意;
故答案为:C。
11.答案:B
分析:A.X射线衍射可以区分晶体和非晶体;
B.制作糕点利用碳酸氢钠受热分解生成二氧化碳;
C.碘单质易升华而氯化钠不升华;
D.Al与NaOH溶液反应产生。
解析:A.X射线衍射可以区分晶体和非晶体,普通玻璃属于非晶体,水晶属于晶体,故可以区别普通玻璃和水晶,与所述的化学知识有关联,故A不符合题意;
B.碳酸氢钠受热分解生成二氧化碳使得糕点疏松,不是可与碱反应,与所述的化学知识没有关联,故B符合题意;
C.碘单质易升华而氯化钠不升华,可以加热法分离和NaCl,与所述的化学知识有关联,故C不符合题意;
D.Al与NaOH溶液反应产生,生成气体膨胀可以疏通厨卫管道,与所述的化学知识有关联,故D不符合题意;
故答案为:B。
12.答案:D
分析:A.碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳,碳酸钠受热不分解;
B.加热后bg为氯化钠的质量,结合质量关系可计算;
C.bg为碳酸钡的质量;
D.bg为二氧化碳和水的质量。
解析:A.只有碳酸氢钠加热分解,由差量法可计算碳酸氢钠的质量,然后再计算碳酸钠的质量分数,能够测出混合物中碳酸钠的质量分数,故A不选;
B.加热后bg固体为氯化钠的质量,设碳酸钠的物质的量为x、碳酸氢钠的物质的量为y,则106x+84y=a,2x+y=,解方程计算出a、b,然后可计算出混合物中碳酸钠的质量分数,故B不选;
C.碳酸钠和碳酸氢钠均能与反应生成碳酸钡沉淀,结合B项分析,也可以计算出混合物中碳酸钠的质量分数,故C不选;
D.ag混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出气体主要是二氧化碳和水,所以质量增加bg两种气体的质量,故无法求出混合物中碳酸钠的质量分数,故D选;
故答案为:D。
13.答案:B
分析:过氧化钠具有一定的氧化性,因此还原性的离子会减少,且产物中含有氢氧根离子与氢氧根离子反应的离子会减少即可判断
解析:过氧化钠具有强氧化性,能氧化亚硫酸根离子为硫酸根离子,则④ 减少,② 增多,过氧化钠与水反应生成NaOH,NaOH与碳酸氢根离子反应生成碳酸根离子,则⑤ 减少,③ 增大,只有① 不变,故B符合题意
故答案为B
14.答案:B
分析:加入Na2O2过程中发生反应2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,再结合NaOH、O2与溶液中离子的反应分析。
解析:Na2O2溶于水会有NaOH生成,而Fe2+ 、Fe3+、Al3+、Mg2+均会与NaOH反应生成沉淀,Fe(OH)2会迅速氧化成Fe(OH)3,所以再加入过量的盐酸后,Fe2+ 、Fe3+、Al3+、Mg2+离子数目变化分别为减少、增加、不变、不变,而NH4+与NaOH反应会生成氨气,所以NH4+离子数目减少,由于加入Na2O2,引入Na+,故Na+也会增加,故6种阳离子只有Al3+和Mg2+几乎不变,B符合题意;
故答案为:B
二、非选择题
15.答案:(1)N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)
(2)2NaOH +Al2O3=2NaAlO2 + H2O;B;冰晶石
(3)Na2CO3;11.2
(4)Al3+水解呈酸性,碳酸氢钠水解呈碱性,相互反应,相互促进水解平衡正向移动,从而降低Al3+浓度
分析:(1)依据反应热与计量系数成比例计算;
(2)氧化铝是两性氧化物;氧化铝是离子化合物;
(3)根据反应物化合价变化分析;
(4)依据两弱双水解判断。
解析:(1)1g N2H4(g)燃烧生成N2(g)和H2O(g),放出热量16.7kJ,1mol N2H4(g)燃烧生成N2(g)和H2O(g),放出热量32×16.7kJ=534.4kJ,该反应的热化学方程式为:N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ;
(2)铝表面会形成致密的氧化膜Al2O3,故碱腐蚀过程中一个主要反应的化学方程式为:2NaOH +Al2O3=2NaAlO2 + H2O;工业上制铝,采用电解熔融氧化铝的方法,
故答案为:B;根据工业制铝反应:,需添加冰晶石以降低氧化铝的熔融温度减少能量损耗;
(3)根据反应物化合价变化,Na2O2既作氧化剂又作还原剂,氧化产物为O2,还原产物为Na2CO3;2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 ~2e-,转移电子与氧气之比为2:1,故转移1mol电子时,生成标准状况下O2的体积为;
(4)Al3+水解使溶液呈酸性,碳酸氢钠水解使溶液呈碱性,两者发生双水解反应,相互促进水解平衡正向移动,从而降低Al3+浓度。
16.答案:(1)浓硫酸;除去二氧化碳中的水蒸气
(2)E中导气管应短进长出
(3)大于
(4)碱石灰
(5)油浴可以在210~220oC下进行,水浴不能达到这样的温度
(6)2Na+2NH3=2NaNH2+H2
(7)D
分析:实验I:A装置中大理石与盐酸反应制取CO2;由于过氧化钠与水蒸气反应生成氧气,所以通入D装置中的CO2必须是干燥的,则C中盛放浓硫酸,用于干燥CO2;装置D中实现过氧化钠和二氧化碳的反应;有机物在足量的O2中燃烧生成CO2和H2O,CO2和H2O分别与过氧化钠反应:2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2↑、2H2O +2Na2O2=4NaOH+O2↑,对生成物变式:Na2CO3~ Na2O2 CO,2NaOH~ Na2O2 H2,可知CO2和H2O分别与Na2O2反应使得固体质量增加,其质量增加的本质是与CO2等物质的量的CO的质量、与H2O等物质的量的H2的质量,即有机物能拆成(CO)m (H2)n的形式,则有机物完全燃烧所产生的CO2和H2O使得Na2O2质量增加的量刚好等于有机物(CO)m (H2)n的质量,据此分析解答。
实验II:A装置加热浓氨水制取氨气,生成的氨气含有水蒸气,装置B中盛放的药品为碱石灰用于干燥氨气,装置C中氨气与熔融的钠反应生成NaNH2,NaNH2与N2O在210℃~220℃下反应制备NaN3,据此分析解答。
解析:实验I:
(1) A装置中大理石与盐酸反应制取CO2中混有HCl和水蒸气,B中盛有饱和碳酸氢钠溶液吸收挥发出的HCl,水蒸气也能与过氧化钠反应生成氧气,为防止水蒸气与过氧化钠反应产生O2对实验的干扰,C中盛放浓硫酸,用于除去二氧化碳中的水蒸气,故答案为:浓硫酸;除去二氧化碳中的水蒸气;
(2)根据装置图,E装置采用排水法收集氧气,为了将E装置的水排入F中,E装置中集气瓶导管应短进长出,故答案为:E中导气管应短进长出;
(3)a g C3H6O2写成C(CO)2 (H2)3,该物质中多了1个C,故在氧气中完全燃烧,再与足量的Na2O2固体完全反应,增加质量大于a g,故答案为:大于;
实验II:
(4)生成的氨气含有水蒸气,需要干燥,则装置B中盛放的药品为碱石灰,故答案为:碱石灰;
(5)由于制备NaN3的反应需要在210℃~220℃下进行,水浴不能达到这样的温度,所以实验中使用油浴而不用水浴,故答案为:油浴可以在210℃~220℃下进行,水浴不能达到这样的温度;
(6)氨气与熔融的钠反应生成NaNH2,根据原子守恒可知还有H2生成,反应的化学方程式为2Na+2NH3=2NaNH2+H2,故答案为:2Na+2NH3=2NaNH2+H2;
(7)N2O可由NH4NO3(熔点为169.6℃)在240℃下分解制得,由于在该温度下硝酸铵已融化,同时为避免液体倒流引起试管炸裂,因此选择的气体发生装置是装置D,故答案为:D。
17.答案:(1)平衡气压,使氨水能顺利滴加;防止溶液倒吸;饱和NaHCO3溶液;Na2SO4+2NH3+2CO2+2H2O=2NaHCO3↓+(NH4)2SO4
(2)过滤
(3)排出分解产生的氨气,防止氨气重新与硫酸氢钠反应;Na2SO4
(4)Na2SO4+CO2+H2O=NaHCO3+NaHSO4
分析:利用Na2SO4制备 NaHCO3 和NaHSO4的工艺流程为:Na2SO4溶液、NH3和CO2发生“一次反应“生成溶解性较小的NaHCO3,过滤得到NaHCO3 固体和(NH4)2SO4溶液,硫酸铵溶液与过量的硫酸钠反应生成Na2SO4·(NH4)2SO4·2H2O,过滤得到固体Na2SO4·(NH4)2SO4·2H2O和Na2SO4溶液,Na2SO4溶液循环到“一次反应”步骤,“灼烧”Na2SO4·(NH4)2SO4·2H2O得到NaHSO4和NH3,NH3循环到“一次反应“步骤再利用。
(1)装置A中利用浓氨水和碱石灰制取氨气,氨气极易溶于水,所以氨气进入三颈烧瓶后先和四氯化碳接触,防止发生倒吸,右侧装置中利用稀盐酸和碳酸钙反应制取CO2,用饱和NaHCO3溶液除去混有的HCl气体后通入B装置进行反应,进行流程中的“一次反应”,得到溶解性较小的NaHCO3,过滤得到NaHCO3 固体和(NH4)2SO4溶液。
解析:(1)①A中橡皮管a可以连通圆底烧瓶和分液漏斗,平衡气压,使氨水能顺利滴加;
②氨气是极易溶于水的气体,直接与水接触可能发生倒吸,但氨气难溶于四氯化碳,所以装置B中加入CCl4的目的就是为了防止溶液倒吸;
③稀盐酸和碳酸钙的反应发热,可导致HCl的挥发,使制得的CO2中会混有HCl气体,HCl可以和NaHCO3反应,而CO2难溶于饱和NaHCO3溶液,所以装置C中为饱和NaHCO3溶液,用来吸收HCl气体;
④装置B中Na2SO4溶液、NH3和CO2反应生成溶解性较小的NaHCO3,同时得到硫酸铵,化学方程式为Na2SO4+2NH3+2CO2+2H2O=2NaHCO3↓+(NH4)2SO4;
(2)该复盐溶解度较小,所以会以固体形式析出,可以过滤分离;
(3)①氨气是碱性气体,能与NaHSO4反应,为防止分解生成的氨气重新与NaHSO4反应,应边加热边通氮气,及时排出氨气;
②尾气中主要含有氨气,为将氨气充分利用,结合“一次反应“步骤中的原料分析可知,最好用Na2SO4溶液吸收氨气后直接循环利用,同时也符合流程的闭路循环绿色特点;
(4)根据流程可知氨气循环使用,所以反应物为Na2SO4溶液和CO2,生成物只有NaHCO3和 NaHSO4,根据元素守恒可得化学方程式为Na2SO4+CO2+H2O=NaHCO3+NaHSO4。
18.答案:(1)恒压分液漏斗的支管可以使漏斗下方与漏斗中的压强一致,可以使漏斗内液体顺利流下
(2)液面上方有黄绿色气体;使反应生成的 NaOH再次生成 NaClO,提高原料的利用率
(3)冰水洗涤;在装置 A、B之间加装盛有饱和食盐水的洗气瓶
(4)滴入最后一滴标准液时,锥形瓶内溶液蓝色刚好褪去(或颜色恰好由蓝色变成无色),且半分钟不恢复;
分析:浓盐酸和氯酸钾反应生成氯气,氯气中含有挥发出的HCl,会导致NaOH被消耗,NaOH利用率降低,氯气和NaOH溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,待全部反应完后加入(CNO)3H3,两者反应生成(CNO)3Cl2Na 、NaOH和水,生成的NaOH再和氯气反应,利用滴定原理来测定氯的含量。
解析:(1)仪器a的名称为恒压滴液漏斗,与分液漏斗相比其优点是恒压分液漏斗的支管可以使漏斗下方与漏斗中的压强一致,可以使漏斗内液体顺利流下;故答案为:恒压分液漏斗的支管可以使漏斗下方与漏斗中的压强一致,可以使漏斗内液体顺利流下。
(2)装置B主要是NaOH溶液与氯气反应生成次氯酸钠,当装置B中出现液面上方有黄绿色气体现象时,说明NaOH反应完,生成较多的次氯酸钠,可由三颈烧瓶上口加入(CNO)3H3固体,根据反应方程式2NaClO + (CNO)3H3 = (CNO)3Cl2Na + NaOH + H2O,反应中不断生成NaOH,因此反应过程中仍需不断通入Cl2的理由是使反应生成的 NaOH再次生成 NaClO,提高原料的利用率;故答案为:液面上方有黄绿色气体;使反应生成的 NaOH再次生成 NaClO,提高原料的利用率。
(3)为防止二氯异氰尿酸钠溶于水,又根据二氯异氰尿酸钠难溶于冷水,因此装置B中的浊液经过滤、冰水洗涤、干燥得粗产品。上述装置存在一处缺陷会导致装置B中NaOH利用率降低,主要是因此盐酸易挥发,挥发出的HCl和NaOH反应,因此改进的方法是在装置 A、B之间加装盛有饱和食盐水的洗气瓶;故答案为:冰水洗涤;在装置 A、B之间加装盛有饱和食盐水的洗气瓶。
(4)①该反应用淀粉作指示剂,因此滴定终点现象为滴入最后一滴标准液时,锥形瓶内溶液蓝色刚好褪去(或颜色恰好由蓝色变成无色),且半分钟不恢复;故答案为:滴入最后一滴标准液时,锥形瓶内溶液蓝色刚好褪去(或颜色恰好由蓝色变成无色),且半分钟不恢复。
②根据HClO~I2~2S2O ,得到n(HClO)= × c mol/L×V×10 3L×10=5cV×10 3mol,该样品的有效氯含量表达式为 ;故答案为: 。
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