高考化学复习钠及其化合物专项综合练及详细答案Word文件下载.docx
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(4)此实验装置存在一个明显的缺陷是________。
任务2:
探究NO2能否与Na2O2发生氧化还原反应。
(5)实验前,该小组同学提出三种假设。
假设1:
两者不反应;
假设2:
NO2能被Na2O2氧化;
假设3:
_______________。
(6)为了验证假设2,该小组同学选用任务1中的B、D、E装置,将B中的药品更换为Na2O2,另选F装置(如图所示),重新组装,进行实验。
①装置的合理连接顺序是(某些装置可以重复使用)_____________。
②实验过程中,B装置中淡黄色粉末逐渐变成白色。
经检验,该白色物质为纯净物,且无其他物质生成。
推测B装置中反应的化学方程式为__________。
【答案】A浓氨水和CaO(合理即可)Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O混合气体颜色变浅在此条件下,该反应的化学反应速率极慢缺少尾气吸收装置NO2能被Na2O2还原(其他合理答案也可)EDBDF2NO2+Na2O2=2NaNO3
【分析】
(1)干燥氨气不能用无水氯化钙,因而A为氨气发生装置;
固液反应制取氨气,要用浓氨水与生石灰或氢氧化钠固体;
铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水;
(2)若红棕色的NO2能够被NH3还原,反应时混合气体的颜色将变浅;
(3)实验过程中,未能观察到C装置中的预期现象,说明此条件下,二氧化氮与氨气不能反应,或者二氧化氮的转化率较低,或者是反应速率极慢;
(4)氮氧化物为有毒气体,不能直接排放到空气中;
(5)Na2O2中氧元素为中间价—1价,既有氧化性又有还原性,NO2中的氮元素为中间价+4价,既可能表现氧化性,也可能表现还原性;
(6)①验证假设2,首先要用E装置制取二氧化氮,因为水能和过氧化钠反应,实验时要除去水的干扰,装置B前后都必须有吸水装置,为防止过量气体污染环境,要连接F咋进行尾气处理;
②由过氧化钠变成白色固体且产物为纯净物,说明过氧化钠和二氧化氮发生化合反应生成硝酸钠。
(1)干燥氨气不能用无水氯化钙,因而A为氨气发生装置,E为二氧化氮发生装置;
实验室用浓硝酸与铜反应制备二氧化氮,铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水,反应的化学方程式为Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,故答案为:
A;
浓氨水和CaO(合理即可);
Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O;
(2)若红棕色的NO2能够被NH3还原,反应时混合气体的颜色将变浅,故答案为:
混合气体颜色变浅;
(3)实验过程中,未能观察到C装置中的预期现象,说明此条件下,二氧化氮与氨气不能反应,或者二氧化氮的转化率较低,或者是反应速率极慢,现象不明显,故答案为:
在此条件下,该反应的化学反应速率极慢;
(4)氮氧化物为有毒气体,不能直接排放到空气中,否则会污染环境,则该装置的缺陷是缺少尾气吸收装置,故答案为:
缺少尾气吸收装置;
(5)Na2O2中氧元素为中间价—1价,既有氧化性又有还原性,NO2中的氮元素为中间价+4价,既可能表现氧化性,也可能表现还原性,则NO2与Na2O2可能不发生氧化还原反应,或过氧化钠做氧化剂,将NO2氧化,或或过氧化钠做还原剂,将NO2还原,故答案为:
NO2能被Na2O2还原;
(6)①验证假设2,首先要用E装置制取二氧化氮,因为水能和过氧化钠反应,实验时要除去水的干扰,装置B前、后都必须有吸水装置,为防止过量气体污染环境,要连接F咋进行尾气处理,故答案为:
EDBDF;
②由过氧化钠变成白色固体且产物为纯净物,说明过氧化钠和二氧化氮发生化合反应生成硝酸钠,反应的化学方程式为2NO2+Na2O2=2NaNO3,故答案为:
。
【点睛】
水能和过氧化钠反应,实验时要除去水的干扰,装置B前、后都必须有吸水装置是解答关键,也是易忽略的易错点。
3.1942年,我国化工专家侯德榜以NaCl、NH3、CO2等为原料先制得NaHCO3,进而生产出纯碱,他的“侯氏制碱法”为世界制碱工业做出了突出贡献。
有关反应的化学方程式如下:
NH3+CO2+H2O=NH4HCO3;
NH4HCO3+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl;
2NaHCO3
Na2CO3+CO2↑+H2O
(1)“侯氏制碱法”把合成氨和纯碱两种产品联合生产,请写出工业合成氨的化学反应方程式_______
(2)碳酸氢铵与饱和食盐水反应,能析出碳酸氢钠晶体的原因是_______。
a.碳酸氢钠难溶于水
b.碳酸氢钠受热易分解
c.碳酸氢钠的溶解度相对较小,所以在溶液中首先结晶析出
(3)某探究活动小组根据上述制碱原理,欲制备碳酸氢钠,同学们按各自设计的方案进行实验。
第一位同学:
将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠,实验装置如图所示(图中夹持、固定用的仪器未画出)。
请回答:
①写出甲中发生反应的离子方程式_______。
②乙装置中的试剂是_______。
③实验结束后,分离出NaHCO3晶体的操作是_______(填分离操作的名称)。
第二位同学:
用如图装置进行实验(其它装置未画出)。
①为提高二氧化碳在此反应溶液中被吸收的程度,实验时,须先从a管通入_______气体,再从b管中通入_______气体。
②装置c中的试剂为_______(选填字母)。
e.碱石灰f..浓硫酸g.无水氯化钙
【答案】N2+3H2
2NH3cCaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑饱和碳酸氢钠溶液过滤NH3(氨)CO2(二氧化碳)g
(1)工业合成氨反应,利用N2、H2在高温、高压、催化剂作用下制NH3;
(2)a.碳酸氢钠易溶于水;
b.碳酸氢钠固态时受热易分解,在水溶液中受热不分解;
c.碳酸氢钠的溶解度相对较小,易结晶析出,促使平衡向生成物方向移动;
(3)第一位同学:
将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠;
甲装置中,CaCO3与盐酸反应制CO2气体,但CO2中混有HCl;
乙中加入饱和NaHCO3溶液,以除去CO2中的HCl;
在丙装置中,CO2通入含氨的饱和食盐水中,生成NaHCO3和NH4Cl;
丁装置用于吸收随未反应CO2逸出的NH3;
用如图装置进行实验(其它装置未画出);
由于CO2在水中的溶解度不大,所以应先通NH3,后通CO2,最后还需吸收未反应的NH3。
(1)工业合成氨反应,利用N2、H2在高温、高压、催化剂作用下制NH3,反应方程式N2+3H2
2NH3;
答案为:
N2+3H2
(2)a.碳酸氢钠易溶于水,a不合题意;
b.碳酸氢钠固态时受热易分解,对侯德榜制碱反应不产生影响,b不合题意;
c.碳酸氢钠的溶解度相对较小,易结晶析出,促使平衡向生成物方向移动,从而使NaHCO3结晶析出,c符合题意;
故选c;
(3)第一位同学:
①甲中CaCO3与盐酸反应制CO2气体,离子方程式为CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑;
CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑;
②乙装置的作用是除去CO2中的HCl,所以加入饱和NaHCO3溶液;
饱和碳酸氢钠溶液;
③实验结束后,分离出NaHCO3结晶析出,则分离此固体与液体的操作是过滤;
过滤;
①由于CO2在水中的溶解度不大,所以应先通NH3,后通CO2,即从a管通入NH3(氨)气体,再从b管中通入CO2(二氧化碳)气体;
NH3(氨);
CO2(二氧化碳);
②e.碱石灰(氢氧化钠与氧化钙的混合物)不能吸收NH3,e不合题意;
f..浓硫酸呈液态,不能放在干燥管内,f不合题意;
g.无水氯化钙呈固态,能够放在干燥管内,且能吸收NH3,g符合题意;
故选g。
常温常压下,1体积水约能溶解1体积的二氧化碳气体,二氧化碳是酸性气体,若将其通入碱性溶液中,则由于能与碱发生反应,使其在溶液中的溶解度增大数倍,从而增大了产品的质量,提高了生产效率。
4.(加试题)
(一)以一氯代乙酸钠(CH2ClCOONa)水溶液为原料,通过电解法可以制备1,2-二氯乙烷(CH2ClCH2Cl),装置如图1所示。
(1)所用的离子交换膜是___(填“阳”或“阴”)离子交换膜。
(2)写出电解池总反应___。
(二)1940年,我国著名化工专家侯德榜先生成功冲破了“索尔维”法的技术封锁,并加以改进,用NaCl固体代替生石灰,加入母液,并联合合成氨厂一起生产出纯碱和氯化铵。
这便是举世闻名的“侯氏联合制碱法”,工艺流程如图2。
(1)关于合成氨反应,下列说法合理的是___。
A.反应体系中一般用V2O5作催化剂
B.因为该反应ΔS小于零,所以反应的ΔH一定也小于零
C.因为该反应的ΔS小于零,所以反应的压强控制越高越好
D.该反应往往控制在500℃左右,是因为该温度下反应物转化率最高
(2)一定温度下合成氨反应的平衡常数K=48。
若在该温度下,在9L的恒容容器中投入1mol氮气和3mol氢气进行反应,则氨气的平衡产率y=___;
若氮气和氢气的物质的量之比为n∶1,相应平衡体系中氨气的物质的量分数为x,请在图3中绘制x随n变化的示意图(计算时不计副反应)。
______
(3)侯氏制碱法最大的优点是使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上,主要是设计了____(填上述编号)的循环。
(4)关于侯氏联合制碱法,下列说法合理的是_____。
A.往沉淀池中先通入CO2再通入氨气的目的是提高NaHCO3的产量
B.往母液中加入食盐的目的是使NaHCO3更多地析出
C.从母液中经过循环Ⅰ进入沉淀池的主要是Na2CO3、NH4Cl和氨水
D.往母液中通氨气目的仅仅是增大NH4+的浓度,使NH4Cl更多地析出
【答案】阳2CH2ClCOO-+2H2O
CH2ClCH2Cl+2CO2↑+H2↑+2OH-
B50%ⅠC
(一)电解溶液成分中只有溶质一氯代乙酸钠有氯元素,因此根据原子守恒结合装置图,利用电解池的工作原理书写其电极反应式,考虑二氯乙烷会与OH-反应来选择离子交换膜,据此分析作答;
(二)
(1)A.催化剂具有选择性;
B.根据
G=
H-T
S公式作答;
C.结合理论与实际经济成本考虑;
D.综合温度对化学反应速率与化学平衡的影响效果作答;
(2)根据三段式结合平衡常数K计算产率与氨气的物质的量分数变化情况;
(3)从碳酸氢钠的溶解性角度分析;
(4)A.二氧化碳微溶,氨气易溶;
B.加入盐可提高氯离子浓度;
C.根据侯氏联合制碱法的原理作答;
D.根据氨气的溶解度及化学反应的原理作答。
(一)根据上述分析可知,阳极上每消耗2molCH2ClCOO-可得到1mol产物CH2ClCH2Cl,阳极同时生成气体CO2,阴极上溶液中水电离的H+放电,生成H2和OH-,可书写电解池总反应:
2CH2ClCOO-+2H2O
CH2ClCH2Cl+2CO2↑+H2↑+2OH-,为了防止二氯乙烷与OH-反应,应使用阳离子交换膜,故答案为:
阳;
CH2ClCH2Cl+2CO2↑+H2↑+2OH-;
(二)
(1)A.V2O5是SO2和O2合成SO3的催化剂,不是合成氨反应的催化剂,A项错误;
B.通过饱和氯化钠溶液中通入氨气与二氧化碳反应生成碳酸氢钠晶体,该反应能自发进行,则根据
S<0可知,若反应
S小于零,则
H一定小于零,B项正确;
C.实际在合成氨工业生产中,压强不能太大,否则能耗太高,并且对设备要求高,C项错误;
D.提高温度可以适当加快氮气合成速率,温度太高则该放热反应平衡逆向移动,转化率降低,且催化剂活性降低,因此反应控制在500
左右,D项错误;
答案为B;
(2)设平衡时氮气消耗xmol/L,则平衡时氮气为(
-x)mol/L,氢气为3
(
-x)mol/L=(
-3x)mol/L,氨气为2xmol/L,根据K=48计算可得x=
,产率为50%。
当氮气与氢气的物质的量之比为合成氨反应的计量系数之比为3:
1,到平衡时氧气的物质的量分数最大,因此横坐标n=
时纵坐标达到峰值,画图如图所示:
,故答案为:
50%;
;
(3)析出晶体后的溶液中还含有碳酸氢钠、氯化钠、氯化铵、氨水等物质,因此循环I可以提高氯化钠的利用率;
(4)A.氨气溶解度大,通入氨气后使溶液显碱性,吸收二氧化碳的量增加,A项错误;
B.加入盐的目的是提高氯离子浓度,促进氯化铵结晶析出,B项错误;
C.通入氨气的作用是增大铵根离子浓度,增强碱性和碳酸氢钠反应,从而使碳酸钠、氯化铵和过量氨水通过循环I进入沉淀池,C项正确;
D.往母液中通氨气目的,可增大铵根离子浓度,在促进氯化铵析出的同时,还可增强溶液的碱性,有利于在循环I后吸收二氧化碳,D项错误;
答案选C。
5.现有下列物质:
①KCl②CH4③NH4NO3④I2⑤Na2O2⑥HClO4⑦N2⑧CO⑨SO2⑩金刚石⑪CH3CH2OH⑫MgO⑬MgCl2⑭KOH⑮HCl⑯Al2O3
请回答下列问题。
(1)两性氧化物是___(填序号),其电子式为___。
(2)最简单的有机化合物是___(填序号),用电子式表示其形成过程:
___。
(3)属于共价化合物的是___(填序号),含有共价键的离子化合物是___(填序号)。
(4)由两种元素组成,且含有离子键和共价键的化合物为___(填序号),这两种元素的单质反应生成该化合物的化学方程式为___。
【答案】⑯
②
②⑥⑧⑨⑪⑮③⑤⑭⑤2Na+O2
Na2O2
(1)两性氧化物指的是能与碱和酸反应生成盐和水的氧化物;
(2)最简单的有机化合物是CH4,甲烷为共价化合物;
(3)一般来说,活泼金属和活泼非金属元素之间易形成离子键,非金属元素之间易形成共价键,含有离子键的化合物为离子化合物,离子化合物中可能含有共价键,只含共价键的化合物为共价化合物;
(4)由两种元素组成,且离子键、共价键都含有的是Na2O2。
(1)两性氧化物指的是能与碱和酸反应生成盐和水的氧化物,这里只有Al2O3,Al2O3是离子化合物,其电子式为:
⑯;
(2)最简单的有机化合物是CH4,甲烷为共价化合物,用电子式表示其形成过程为:
②;
(3)只含共价键的化合物为共价化合物,CH4、HClO4、CO、SO2、CH3CH2OH、HCl中只含共价键,属于共价化合物;
含有共价键的离子化合物有:
NH4NO3、Na2O2、KOH,故答案为:
②⑥⑧⑨⑪⑮;
③⑤⑭
;
(4)由两种元素组成,且离子键、共价键都含有的是Na2O2,钠和氧气反应生成过氧化钠的化学方程式:
2Na+O2
Na2O2,故答案为:
⑤;
Na2O2。
一般来说,活泼金属和活泼非金属元素之间易形成离子键,非金属元素之间易形成共价键,不同非金属元素之间易形成极性键,同种非金属元素之间易形成非极性键,含有离子键的化合物为离子化合物,离子化合物中可能含有共价键,只含共价键的化合物为共价化合物。
6.为测定氢氧化钠和碳酸钠固体混合物样品中碳酸钠的质量分数,甲、乙两位同学分别设计了如下实验方案:
Ⅰ.甲同学的方案是:
将mg样品溶解,加过量氯化钡溶液,过滤、洗涤、烘干,称得固体为ng。
(1)混合物中碳酸钠的质量分数为_____(用m、n表示),甲同学洗涤沉淀的具体操作是_____。
(2)Ca2+、Ba2+都可以使CO32-沉淀完全,但使用氯化钡溶液比氯化钙溶液所得的结果具有更高的精确度,原因是①________;
②BaCO3的摩尔质量比CaCO3的大,与等质量的Na2CO3反应,Ba2+产生沉淀的质量大,称量误差小。
Ⅱ.乙同学的方案的实验装置如图所示:
(1)盛有浓硫酸的装置的作用是______。
(2)乙同学的方案的装置中存在一定的缺陷,请你提出改进的方法:
______(简单叙述做法,不必画图)。
【答案】
×
100%向沉淀中加入蒸馏水至刚好没过沉淀,静置,待水自然流下后,再重复2-3次反应生成的Ca(OH)2微溶于水,会使沉淀的质量变大,且碳酸钙的相对分子量小于碳酸钡,会导致称量误差偏大吸收二氧化碳气体中的水蒸气(或干燥二氧化碳)在气体发生装置前加一个经过碱液处理的通入空气的装置;
在碱石灰装置后再连接一个装有碱石灰的装置
I.
(1)混合物中碳酸钠的质量分数=
100%,混合物的质量为mg,碳酸钠的质量可根据碳酸钡的质量ng来求出;
根据沉淀洗涤方法分析;
(2)若用氯化钙的话,反应生成的氢氧化钙微溶于水,会使沉淀的质量变大;
II.
(1)根据浓硫酸的吸水性分析;
(2)反应后的装置中会有残留的二氧化碳气体,碱石灰会吸收外面空气中的水和二氧化碳。
I.
(1)设碳酸钠的质量为x,根据反应方程式:
Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl可知:
每有106gNa2CO3反应,会产生197gBaCO3沉淀,则反应产生ngBaCO3沉淀,反应的Na2CO3质量x=
=
g,所以样品中Na2CO3的质量分数为
100%=
100%;
甲同学洗涤沉淀的具体操作是:
向沉淀中加入蒸馏水至刚好没过沉淀,静置,待水自然流下后,再重复2-3次;
(2)若用氯化钙,反应生成的Ca(OH)2微溶于水,会使沉淀的质量变大,且碳酸钙的相对分子量小于碳酸钡,会导致称量误差偏大;
II.
(1)浓硫酸具有吸水性,盛有浓硫酸的装置的作用是吸收二氧化碳气体中的水蒸气;
(2)该方案中没有除去装置中的空气,空气中含有二氧化碳会影响测定结果,另外反应后的装置中也有残留的二氧化碳气体;
碱石灰也会吸收外面空气中的水和二氧化碳。
改进方法是在气体发生装置前加一个经过碱液处理的通入空气的装置,在实验前先通入空气,排除装置中空气中CO2的干扰,实验结束再通入空气,将反应产生的CO2赶出,全部被碱石灰吸收;
在碱石灰装置后再连接一个碱石灰装置,以防吸收空气中的水和二氧化碳。
本题考查了碳酸钠的性质、化学实验基本操作、化学实验方案的设计与评价,注意掌握碳酸钠的性质,明确实验方案的设计与评价方法,试题有利于提高学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力。
7.化学兴趣小组的同学为测定某Na2CO3和NaCl的固体混合物样品中Na2CO3的质量分数进行了以下实验。
请你参与并完成对有关问题的解答:
(1)甲同学用如图所示装置测定CO2的质量。
实验时稀硫酸是与样品中的__________(填“Na2CO3”或“NaCl”)发生反应,仪器b的名称是______,洗气瓶c中盛装的是浓硫酸,此浓硫酸的作用是__________。
(2)乙同学用如图所示装置,取一定质量的样品(mg)和足量稀硫酸反应进行实验,完成样品中Na2CO3质量分数的测定。
①实验前,检查该装置气密性的方法是先打开活塞a,由b注入水至其下端玻璃管中形成一段水柱,再将针筒活塞向内推压,若b下端玻璃管中的______________________________,则装置气密性良好。
②在实验完成时,能直接测得的数据是CO2的______(填“体积”或“质量”)。
(3)丙同学用下图所示方法和步骤进行实验:
①操作Ⅰ涉及的实验名称有:
__________、洗涤;
操作Ⅱ涉及的实验名称有干燥、__________。
②丙同学测得样品中Na2CO3的质量分数为__________。
【答案】Na2CO3分液漏斗除去CO2中的水蒸气液面上升体积过滤称量106y/197x
(1)依据装置和试剂分析,硫酸和样品中的碳酸钠反应,仪器b是加入液体的仪器可以控制加入的量,是分液漏斗;
反应过程中含有水蒸气,可以利用浓硫酸干燥二氧化碳气体;
(2)①使用注射器改变瓶内气体的多少而改变瓶内压强;
当将针筒活塞向内推压时,瓶内气体被压缩,压强增大,瓶内液体则会被压入长颈漏斗内,b下端玻璃管中液面上升,可以说明装置气密性良好;
②在实验完成时,反应后可以利用注射器读取生成气体的体积,能直接测得的数据是CO2的体积;
(3)①流程分析可知,加入氢氧化钡溶液和碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀,通过过滤得到沉淀,洗涤后称重得到沉淀碳酸钡质量;
②由流程分析判断:
碳酸钡沉淀质量为yg,根据原子守恒可知样品中Na2CO3质量为
,因此样品中Na2CO3的质量分数为
8.Ⅰ.金属冶炼与处理中常涉及离子反应和氧化还原反应。
(1)实验室常用无水乙醇处理少量残留的金属钠,写出反应的化学方程式_________。
(2)镁与碳在加强热时可生成易水解的MgC2,其水解的化学方程式为________。
(3)我国古代劳动人民曾利用明矾溶液除去铜器表面的铜锈[Cu2(OH)2CO3],请简要解释其原理:
_______。
Ⅱ.(4)0.1mol·
L-1NaHCO3溶液与0.1mol·
L-1NaOH溶液等体积混合,所得溶
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