高三化学碱金属复习练习题-高中三年级化学试题练习、期中期末试卷、测验题、复习资料-高中化学试卷-试卷下载

第　 2 章　　　　　　　　　　　　　　　　碱金属

节随堂例解

1.钠

例题2-1-1

　　　　把一小块金属钠暴露在空气中，观察到以下现象：

　　　　 ①金属钠表面逐渐变暗；

　　　　 ②过一段时间以后又逐渐变潮湿；

　　　　 ③再过些时候又变成白色固体；

　　　　 ④又过一段时间白色固体变成白色粉末。

　　　　试写出以上发生的各种现象的有关方程式。

解析与答案

金属钠为活泼金属，极易被空气中的氧气氧化生成氧化钠，所以表面逐渐变暗且无光泽；氧化钠在空气中溶于水，表面变潮湿而生成氢氧化钠；氢氧化钠和空气中的二氧化碳和水蒸气反应，生成碳酸钠晶体，即含有10个结晶水的碳酸钠；再过一段时间，含有结晶水的晶体风化失水而变成粉末状物质。

答案:　　 ①4Na+O₂＝2Na₂O；

　　　　　　　 ②Na₂O+H₂O＝2NaOH；

风化

　　　　　　　 ③2NaOH+CO₂+9H₂O＝；

　　　　　　　 ④＝Na₂CO₃+10H₂O。

例题2-1-2

　　　　将一定质量的钠投入到12.3g t℃H₂O中，得到t℃时的NaOH饱和溶液15.6 g。试计算：①该温度

下NaOH溶液的溶解度是多少? ②反应掉Na的质量是多少克?

解析与答案

此题未给出实际参加反应的Na的质量，有一定的难度，最好的方法就是差量法求出生成的NaOH的质量，反应掉水的质量，继而求出溶解度。

设：反应掉Na、H₂O的质量为x、y，生成NaOH的质量为z，

2Na +　2H₂O　＝　 2NaOH + H₂↑　　

2×23　　 2×18　　　　 2×40　　　　　　 44

x　　　　 y　　　　　　z　　　　　 15.6-12.3＝3.3

列式，求得x＝3.45g，y＝2.7g，z＝6g

所以S(NaOH)＝＝62.5g

答案：①该温度下NaOH的溶解度为62.5 g；

　　　　　　　②反应掉3.45 g Na。

例题2-1-3

　　　　取一支大试管，加入15mL的水与苯()，静置。取黄豆大的金属钠(Na＝)，轻轻放入这支装有水和苯的试管，试推测能观察到的实验现象是____________________。

解析与答案

因为＜＜，所以当将Na块轻轻放入这支装有水和苯的试管时，钠刚好落在界面上。又由于Na与水反应有H₂产生，H₂又使Na块上浮，当附着在Na块表面的H₂逸出后，Na块又下沉到界面上，又发生反应，重复发生上述现象直至钠块反应耗尽，逐渐消失。

答案：钠块在苯和苯、水的界面上下起伏，并有气泡产生。

例题2-1-4

　　　　为防止药品变质，实验室通常采用密封的方法保存药品。少量的金属钠是放在盛有煤油的广口试剂瓶中，而不是直接放在密封的广口瓶中。

　　　　 (1) 请解释原因;

　　　　 (2) 若金属钠直接露置在空气中，有下列现象：a. 变成白色粉末 b. 变暗 c. 变成白色固体 d. 固体表面变潮湿，上述现象出现的先后顺序是_____。

解析与答案

本题是利用钠的性质，解决实际问题。

物理性质:

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　银白色，密度小(0.97g/cm³)

金属Na

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　熔沸点低，电、热的良导体

点燃

化学性质

(强还原性)

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　与非金属 4Na + O₂＝2Na₂O

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2Na + O₂ ==Na₂O₂

　　　　　　　　　　　　　　　　　 2Na + S＝Na₂S

与化合物 2Na + 2H₂O＝2NaOH + H₂↑

　　　　　　　　　　　　　　　　　 2Na + 2HCl＝2NaCl + H₂↑

分析：Na有强还原性，可直接与空气中的O₂和H₂O反应，因此在保存少量钠时，必须禁止Na直接与空气接触。

若直接放在空广口瓶中，Na也可以与瓶内空气中的O₂和少量水蒸气反应。而放在煤油中，因Na的密度大于煤油，且不与煤油反应，所以沉在煤油下面，通过煤油与空气隔绝。

若Na露置在空气中，发生的主要变化为：

H₂O

Na₂ONaOH

Na₂CO10H₂O

Na₂CO₃

银白色　变暗　　　潮解吸水　　　　白色固体　　　　　　白色粉末状

通过反应，推断现象。

答案　 (1)　钠的密度大于煤油，沉在煤油下面，且钠不与煤油反应，所以通过煤油，将钠与空气和水隔绝。少量的钠放在空瓶中，即使是密封瓶中也含有氧气，钠会与氧气反应而变质。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　(2)　 b、d、c、a

例题2-1-5

　　　　有人设计了如图所示的实验装置，目的是做钠与水反应的实验并验证: ①钠的物理性质;　

②钠与水反应的产物是什么。

　　　　 (1)当进行适当操作时还需要的仪器有____________。

　　　　 (2)如何进行操作？_______________。

解析与答案

(1)　由于实验目的是做钠和水的反应，验证钠的物理性质并验证钠和水反应的产物是什么，所以要收集产生的气体, 并验证气体的可燃性。

(2)　要由钠和水反应来验证钠的物理性质，使自由的钠块与水接触，就要想办法将钠块放入水中。

答案　(1) 还需要小试管和酒精灯。

　　　　　(2)　将大头针向上提，使钠块落入水中，将小试管扣在导管上收集反应产生的气体，用拇　　　　　　　指堵住试管口移近酒精灯，松开拇指点燃试管中的气体。

例题2-1-6

　　　　将4.6g钠与1.6g硫粉迅速混合起来，并放在石棉网上加热，反应后生成的固体是(　　)

A.黄色固体混合物　　　　　　　　　　　　　　　 B.氧化钠与硫化钠

C.硫与硫化钠　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　D.过氧化钠与硫化钠

△

解析与答案

本题容易错认为只发生：2Na+S==Na₂S这个反应，而并未注意条件中: ①钠是过量的；②未隔绝空气对反应物进行加热。全面考虑后，在加热条件下，钠既能与硫化合生成Na₂S，也能与空气中的氧气反应生成Na₂O₂，钠又是过量的，故生成物是Na₂O₂和Na₂S的混合物。

答案 D

例题2-1-7

　　　　有一块表面被氧化成氧化钠的金属钠，质量是10.8g。将它投入到100g水中完全反应后，收集到0.2g氢气，试计算。

　　　　 1.未被氧化的金属钠的质量是多少克?

　　　　 2.被氧化成氧化钠的金属的质量是多少克?

　　　　 3.反应后所得溶液中溶质的质量分数。

解析与答案

解析：解好有关化学方程式的计算题的关键应从下面3点出发：

　　　　　　　1.　确定所发生的反应

　　　　　　　2.　找出物质间的量的关系

　　　　　　　3.　依数值列算式求解

本题涉及反应：　　Na₂O+H₂O＝2NaOH

　　　　　　　　　　　　　　　　　2Na+2H₂O＝2NaOH+H₂↑

　　　　　　　　　　　　　　　　　4Na+O₂＝2Na₂O

解题思路：

由H₂的质量求出金属Na质量求出Na₂O质量被氧化的Na的质量

生成NaOH质量　　　　　　　生成NaOH质量　

　　　　　　总NaOH质量

答案　　　2Na + 2H₂O＝2NaOH + H₂↑

　　　　　　 223　　　　240　 2

　　　　　　　 m(Na)　　　 m(NaOH) 0.2g

　　　　　　　 m(Na)＝4.6g, m(NaOH)＝8g

　　　　　　　 m(Na₂O)＝10.8g-4.6g＝6.2g

　　　　　　　 ∵ 4Na+O₂＝2Na₂O

　　　　　　　 Na₂O+H₂O＝2NaOH

存在:　　　　 Na₂O　　　 2Na　　　 2NaOH

　　　　　　　　　 62　　　　　　　　 223　　　　　　 240

　　　　　　　　　 6.2　　　　　　　　 m(Na)　　　　　 m(NaOH)

　　　　　　　　　 m(Na)＝4.6g　　　m(NaOH)＝8g

　 ∴　未被氧化的Na为4.6g，被氧化成氧化钠的金属Na为4.6g, 溶液中溶质的质量分数为：

　　　　　w(NaOH)＝100%＝14.5%

2.钠的化合物

例题2-2-1

　　　　将70 g过氧化钠和氧化钠的混合物跟98 g水充分反应，所得氢氧化钠溶液的溶质质量分数为

50%，试写出过氧化钠跟水反应的化学方程式，并计算原混合物中过氧化钠和氧化钠的质量各为多少?

解析与答案

本题解题关键是对所得NaOH溶液的溶质质量分数50%的分析，可以有两种理解：

(1)　根据溶质质量分数的概念进行计算：

　　　 w(NaOH)＝×100%

(2)　根据所生成溶液中溶质和溶剂的质量相等进行计算.

解：发生的反应为：

　　　　　Na₂O+H₂O＝2NaOH；2Na₂O₂+2H₂O＝4NaOH+O₂↑

　　　　　设混合物中含Na₂O₂和Na₂O质量分别为x，y。

　　　　　2Na₂O₂+2H₂O＝4NaOH+O₂↑；

　　　　　2×78　 2×18　 4×40　32

　　　　　x　　　 x　 x x

　　　　　Na₂O+H₂O＝2NaOH

　　　　　62　 18　　2×40

　　　　　y　 y　 y

[解法一]

[解法二]

解得：x＝39g； y＝31g。

答案: 　①2Na₂O₂+2H₂O＝4NaOH+O₂↑；

　　　　　　　②原混合物中含Na₂O₂ 39 g，Na₂O 31g。

例题2-2-2

　　　　今有Na₂CO₃、NaHCO₃和NaCl的混合物100g，加热到质量不再减少为止，剩余残渣为84.5g，将残渣溶于水，滴入足量AgNO₃溶液得到白色沉淀，加足量稀HNO₃后大部分沉淀消失，剩余沉淀为12.26g，试计算混合物中Na₂CO₃、NaHCO₃和NaCl的质量分数各是多少?

解析与答案

要计算Na₂CO₃、NaHCO₃和NaCl的质量分数，必须求出它们在100 g混合物中各自的质量。从条件分析，这三种物质加热，只有NaHCO₃受热分解，而Na₂CO₃、NaCl不分解，加热后剩余残渣为84.5g，减少的质量是NaHCO₃加热分解跑走的CO₂和H₂O的质量，以此为突破口求出NaHCO₃的质量；然后滴加AgNO₃溶液，再加足量稀HNO₃，剩余沉淀为12.26g是AgCl的质量，根据方程式再求出NaCl的质量，最后求出Na₂CO₃的质量。

△

解：设混合物中含NaHCO₃的质量为x，NaCl的质量为y。

　　　　　2NaHCO₃＝Na₂CO₃+H₂O↑+CO₂↑　　

　　　　　2×84　　　　　　　 18　　 44　　　 62

　　　　　x　　　　　　　　　　　 100 g-84.5 g＝15.5 g

　　　　　求得：x＝42g。

　　　　　NaCl + AgNO₃＝NaNO₃+ AgCl↓

　　　　　58.5　　　　　　　　　 143.5

　　　　 y　　　　　　　　　　　　12.26 g

　　　　　求得：y＝5g

　　　　　m (Na₂CO₃)＝100-x-y＝100-42-5＝53 g。

　　　　　w (Na₂CO₃)＝×100％＝53％，

　　　　　w (NaHCO₃)＝×100％＝42％，

　　　　　w (NaCl)＝1-53％-42％＝5％。

答案：　混合物中NaHCO₃的质量分数为42％，

　　　　　　　 Na₂CO₃的质量分数为53％，

　　　　　　　 NaCl的质量分数为5％。

例题2-2-3

　　　　 200℃时，11.6 g CO₂和水蒸气的混合气体与足量的Na₂O₂充分反应后固体质量增加了3.6 g，求原混合物中CO₂和H₂O的质量比。

解析与答案

本题涉及Na₂O₂与CO₂和H₂O的两个反应，且两个反应中均生成O₂，所以11.6 g的混合气体与Na₂O₂反应后固体只增重了3.6 g，其差量11.6 g-3.6 g＝8 g为生成的O₂的质量。

设:　　CO₂和H₂O的质量分别为x、y，则

　　　　　2CO₂+ 2Na₂O₂＝2Na₂CO₃+ O₂↑

　　　　　2×44　　　　　　　　　 32

　　　　　 x　　　　　　　　　　 x

　　　　　2H₂O + 2Na₂O₂＝4NaOH + O₂↑

　　　　　2×18　　　　　　　　　 32

　　　　　 y　　　　　　　　　 y

依题意，得：

求得：　　　x＝4.4g，y＝7.2g，

　　　　　　　　　 x∶y＝4.4∶7.2＝11∶18。

答案：原混合物中CO₂和H₂O的质量比为11∶18。

例题2-2-4

　　　　 18.4 g由NaOH和NaHCO₃组成的固体混合物，在密闭容器中加热到约250℃，经充分反应后排出气

体，冷却后称得剩余固体质量为16.6 g。试计算原混合物中NaOH的质量分数。

解析与答案

△

题中涉及两个反应：

NaHCO₃+ NaOH＝Na₂CO₃+ H₂O↑　　　①

△

当两者反应后，若NaHCO₃过量，则过量的NaHCO₃还会发生下面反应：

2NaHCO₃＝Na₂CO₃+ H₂O↑+ CO₂↑　　　　　②

因题中并未明确NaHCO₃和NaOH哪个过量，故n(NaHCO₃)∶n(NaOH)，应分以下三种情况讨论：

(1)n(NaHCO₃)∶n(NaOH)＝1∶1，

(2)n(NaHCO₃)∶n(NaOH)＞1∶1，

(3)n(NaHCO₃)∶n(NaOH)＜1∶1。

△

假设n(NaHCO₃)∶n(NaOH)＝1∶1，则根据差量法计算18.4 g混合物反应后理论上失重为m(理论)。

NaHCO₃+ NaOH＝Na₂CO₃+ H₂O↑

　　　　　　　 18　　　 18

　 18.4 g　　　　　　　　　　　　 m(理论)

可得：m(理论)＝2.67g，

而真实失重为：18.4 g-16.6 g＝1.8 g，

m(真实)＜m(理论)，说明反应是按

n(NaHCO₃)∶n(NaOH)＜1∶1，即NaOH过量进行的，所以应以NaHCO₃的量为计算依据。

△

设：混合物中NaHCO₃的质量为x，

NaHCO₃+ NaOH＝Na₂CO₃ + H₂O↑

　84　　　　　　　　　　　　　　 18

　 x　　　　　　　　　　　　　　 1.8 g

可得：x＝8.4g，

混合物中NaOH的质量分数为：

×100％＝54.3％。

答案：混合物中NaOH的质量分数为54.3％。

例题2-2-5

　　　　如图2-1所示，烧瓶内有一只活的小鼠，U形管内装有红色水溶液，使a，b两端的液面处于同一水平面。两天后，U形管内液面发生的变化是(　　)

A.a端下降，b端上升　　　　　　　　　　　　　　　　 B.a端上升，b端下降

C. a，b两端都下降　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 D. a，b两端都上升

解析与答案

此题根据压强原理。因为小鼠吸氧呼出CO₂气，且CO₂又被NaOH吸收，故烧瓶内的气体越来越少，压强变小，而b端仍是一个大气压，所以a端上升，b端下降。

答案：B

例题2-2-6

　　　　将一定量的NaOH与NaHCO₃的混合物X，放在一个密闭容器中加热，充分反应后生成气体V₁L(V₁0)。将反应后的固体残留物Y与过量盐酸反应，又生成CO₂ V₂ L。(气体体积在标准状况下测定)

　　　　 (1)　 Y的成分是_____

A. Na₂CO₃和NaOH

B. Na₂CO₃和NaHCO₃

C. Na₂CO₃

D. NaOH

　　　　 (2)　 X中NaOH和NaHCO₃共_____mol；

　　　　　　　　NaOH和NaHCO₃物质的量之比为_____。

解析与答案

本题可用列方程组求解并运用碳元素的守恒求解。

因为V₁0，X受热发生反应后必无NaOH和NaHCO₃剩余，X中的Na⁺完全转移到Na₂CO₃(其物质的量为)中。则X中的Na⁺共，所以NaOH和NaHCO₃共。

X中的碳元素全部转化为CO₂，共。所以X中的NaHCO₃为。

X中的NaOH为，所以NaOH与NaHCO₃物质的量之比为。

答案：(1) C　　(2) X中NaOH与NaHCO₃共；它们的比：。

例题2-2-7

　　　　在干燥管A中为块状白色固体，B中为淡黄色粉末，C中为白色固体，并将A、B、C按如图2-2所示连接，当打开活塞(Ⅰ)(Ⅱ)时，D中蜡烛火焰明亮；打开活塞(Ⅰ)(Ⅲ)时，D中蜡烛火焰熄灭；关闭活塞(Ⅰ)时，A中反应自行停止。

　　　　试根据上述实验事实，回答以下各问题：

　　　　 (1)　A中发生的化学反应是_____。

　　　　 (2)　在装置B中的淡黄色粉末是_____。

　　　　 (3)　在干燥管C中的白色固体应为_____。

解析与答案

此题以蜡烛火焰的明亮和熄灭为突破口。明亮一定是通入了O₂，而熄灭一般是CO₂。由此可确定B中是Na₂O₂(淡黄色粉末)和CO₂的反应；从而可知A是产生CO₂的简易启普发生器，C中是一个不与CO₂反应的白色固体，即是中性或酸性的固体干燥剂。

答案：　(1)CaCO₃+2HCl＝CaCl₂+CO₂↑+H₂O

　　　　　　　 (2)Na₂O₂　　　　　　　　

　　　　　　　 (3)CaCl₂或P₂O₅

例题2-2-8

　　　　将70 g Na₂O₂和Na₂O的混合物跟98 g水充分反应后，所得NaOH溶液的质量分数为50％，试分别写出Na₂O₂和Na₂O与H₂O反应的化学方程式，并计算混合物中Na₂O₂和Na₂O的质量各是多少克?

解析与答案

此题有多种解法，其中常见的可利用二元一次方程，还可利用一元一次方程法。

方法一：设混合物中Na₂O₂为x g，Na₂O为y g

2Na₂O₂+ 2H₂O＝4NaOH　+　 O₂↑……①

2×78　　　　　 4×40　　　 32

Na₂O + H₂O＝2NaOH……②

62　　　　 2×40

解得：x＝39g，y＝31g

方法二：设混合物中Na₂O₂为x g，则Na₂O为y=(70-x)g, 同上述②反应，再列出一元一次方程：

＝50％

解得x＝39g，所以Na₂O＝70－39＝31g。

答案：m(Na₂O₂)＝39g，m(Na₂O)＝31g

例题2-2-9

　　　　下列关于Na₂O和Na₂O₂的叙述正确的是(　　)

　　　　 A.都是白色固体

　　　　 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

解析与答案

本题是考查对碱金属氧化物和过氧化物的认识。其知识核心见表。

组　　成	Na₂O	Na₂O₂
电　子　式
阳离子与阴离子个数比	2:1	2:1
颜色、状态	白色粉末	淡黄色粉末
氧元素价态	-2	-1
化学性质	碱性氧化物	氧化性、还原性
H₂O CO₂ H⁺ SO₂	Na₂O+H₂O＝2NaOH Na₂O+CO₂＝Na₂CO₃ Na₂O+2H⁺＝2Na⁺+H₂O Na₂O+SO₂＝Na₂SO₃	2Na₂O₂+2H₂O＝4NaOH+O₂↑ 2Na₂O₂+2CO₂＝2Na₂CO₃+O₂ Na₂O₂+2H⁺＝2Na⁺+H₂O₂ 2H₂O₂＝2H₂O+O₂↑ Na₂O₂+SO₂＝Na₂SO₄
化学特性用途	无氧化性、漂白性	强氧化性、漂白性医用消毒水、生氧剂、漂白剂

通过比较可知：虽然两种氧化物的组成元素相同，但其结构、性质上的差异很大。

答案：C

例题2-2-10

将70g过氧化钠和氧化钠的混合物跟98g水充分反应，所得氢氧化钠溶液的溶质质量分数为50%，试写出过氧化钠跟水反应的化学方程式，并计算原混合物中过氧化钠和氧化钠的质量各为多少？

解析与答案

本题解题关键是对所得NaOH溶液的溶质质量分数为50%的分析，可以有两种理解：

(1)　根据溶质质量分数的概念进行计算: w(NaOH)100%

(2)　根据生成溶液中溶质和溶剂的质量相等进行计算　　

解：发生的反应为：Na₂O+H₂O＝2NaOH; 2Na₂O₂+2H₂O＝4NaOH+O₂↑

　　　　设混合物中含Na₂O₂和Na₂O的质量分别为x, y

　　　　 2Na₂O₂+2H₂O＝4NaOH + O₂↑；　　　　　　　　Na₂O + H₂O＝2NaOH

　　　　 278　218　　　 440　32　　　　　　　　　　　 62　　　18 　　 240

　　　　　x　　 x　　x　x　　　 y　　y　　y

解得：x＝39g；y＝31g.

答案　　(1)2Na₂O₂+2H₂O＝4NaOH+O₂↑

　　　　　　 (2)原混合物中含Na₂O₂ 39g, Na₂O 31g。

例题2-2-11

200℃时，11.6gCO₂和水蒸气的混合气体与足量的Na₂O₂充分反应后固体质量增加3.6g，求原混合物中CO₂和H₂O的质量比。

解析与答案

O₂

Na₂O₂固体

CO₂、H₂O

解题思路:

　　　　　　　　　　　　　　 , 本题涉及Na₂O₂与CO₂和H₂O的

两个反应，且两个反应中均生成O₂，所以11.6g的混合气体与Na₂O₂反应后固体只增重了3.6g，其差量11.6g-3.6g = 8g为生成的O₂的质量。

设：CO₂和H₂O的质量分别为x,　y，则

2CO₂+2Na₂O₂＝2Na₂CO₃+O₂，2H₂O+2Na₂O₂＝4NaOH + O₂↑

244　　　　　　　　　　　 32　　　　218　　　　　　　　　　　　　　 32

x　　　　　　　　　　　y　　　　　　　　　

答案:　原混合物中CO₂和H₂O的质量比为11:18。

例题2-2-12

　　　　 CO与H₂的混合气体3g，在150℃时和足量的氧气燃烧后，将所得CO₂和H₂O通入到足量的Na₂O₂后，Na₂O₂增重的质量为(　　)

A. 1.5g　　　　　　　　　　　　 B. 3g　　　　　　　　　　　　　　C. 6g　　　　　　　　　　　　　　D. 无法计算

解析与答案

反应过程如下

由合并的③、⑥两式看出，Na₂O₂增重的质量就是CO和H₂的质量。

答案：B

例题2-2-13

　　　　试列表比较Na₂CO₃、NaHCO₃在物理、化学性质方面的异同及两者的相互转化和工业制备。

解析与答案

Na₂CO₃、NaHCO₃的比较

名　称

Na₂CO₃

NaHCO₃

俗名

苏打、纯碱

小苏打

物理

性质

颜色状态

白色粉末

细小白色晶体

水溶性

易溶于水

较易溶于水

化学

性质

热稳定性

比较稳定

不易分解

△

易分解

2NaHCO₃==Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑

H⁺

CO₃²^-+2H⁺= H₂O+CO₂↑

HCO^-₃+H⁺=H₂O+CO₂↑较Na₂CO₃快

OH^-

与NaOH不反应

与Ca(OH)₂反应生成沉淀

Na₂CO₃+Ca(OH)₂ = CaCO₃↓+2NaOH

NaHCO₃+NaOH=Na₂CO₃+H₂O

2NaHCO₃+Ca(OH)₂=CaCO₃↓+Na₂CO₃+2H₂O

CO₂

Na₂CO₃+H₂O+CO₂=2NaHCO₃若是饱和Na₂CO₃溶液，将产生NaHCO₃晶体

不反应

BaCl₂或

CaCl₂

CO₃²^-+Ba²⁺=BaCO₃↓

CO₃²^-+Ca²⁺=CaCO₃↓

不反应

相互转化

CO₂+H₂O

加热或加NaOH　

NaHCO₃

Na₂CO₃

工业制备

△

熔烧NaHCO₃

2NaHCO₃==Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑

饱和氨盐水中通入CO₂

NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl

例题2-2-14

今有Na₂CO₃、NaHCO₃和NaCl的混合物100g, 加热到质量不再减少为止，剩余残渣为84.5g，将残渣溶于水，滴入足量AgNO₃溶液得到白色沉淀，加足量稀HNO₃后大部分沉淀消失，剩余沉淀为12.26g。试计算混合物中Na₂CO₃、NaHCO₃和NaCl的质量分数各是多少?

解析与答案

解题思路：

△

设: 混合物中含NaHCO₃的质量为x, NaCl的质量为y

　　　　 2NaHCO₃==Na₂CO₃ + H₂O + CO₂↑ D m

　　　　　 284　　　　　　　 18　　　　44 　　62

　　　　　　x　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　100g-84.5g＝15.5g

　　　　 NaCl + AgNO₃＝AgCl↓+ NaNO₃

　　　　 58.5　 143.5

　　　　 y　　　　12.26g

　　　　求得：x＝42g　 y＝5g

　　　　则：m(Na₂CO₃)＝100-x-y＝53g。

　　　　　各物质的质量分数分别为：　　　w(Na₂CO₃)100%＝53%;

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 w(NaHCO₃)100%＝42%;

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 w(NaCl)100% = 5%。

例题2-2-15

向含NaOH8g的NaOH溶液中通入CO₂，生成盐的质量为13.7g，　　求参加反应的CO₂的质量。

解析与答案

解析: 首先要分析产物13.7g是Na₂CO₃还是NaHCO₃，或是两者的混合物。可采用极限法加以讨论(即8gNaOH只生成Na₂CO₃或只生成NaHCO₃时其质量各是多少)。

2NaOH + CO₂＝Na₂CO₃+H₂O

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 80　　　　　　　　　　　 106

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 8g 　　　　　　 m (Na₂CO₃)

　　　　　　　　　　　　　　　 m(Na₂CO₃)＝10.6g

　　　　　　　　　　　　　　　 NaOH+CO₂＝NaHCO₃

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 40　　　　　 84

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 8g　　　 m(NaHCO₃)

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 m(NaHCO₃)＝16.8g

因为10.6g＜13.7g＜16.8g

所以产物是Na₂CO₃与NaHCO₃组成的混合物。

设参加①反应的NaOH为xg，参加②反应的NaOH为yg。

① 2NaOH + CO₂＝Na₂CO₃+H₂O； ②NaOH+CO₂＝NaHCO₃

　　　　　80　　　 44　　　　 106 　40 　　 44　　　　　84

　　　　　xg　　g　　　 g　　　yg　 g　　 g

∴ 参加反应的总CO₂为g+g＝6.6g

3.碱金属元素

例题2-3-1

　　　　铷和另一种碱金属的合金7.8 g，与足量的水完全反应后，放出氢气0.20 g，则合金中另一种碱金属可能是(　　 )

A. Li　　　　　　　　　 B. Na　　　　　　　　　　　　　　C. K　　　　　　　　　　D. Cs

解析与答案

对于两种物质的混合物，可根据混合物的平均质量、平均体积、平均相对原子(分子)质量等，求出混合物的组成、质量比等。

解：因合金是由碱金属组成，故设：合金为R，平均相对原子质量为。

　　　2R+2H₂O＝2ROH+H₂↑

　　　2　　　　　　 2

　　　7.8 g　　　　　 0.2 g

得：＝39

由于合金的平均相对原子质量为39，铷的相对原子质量是85.5，所以另一种碱金属的相对原子质量必定小于39。Li为6.9，Na为23，符合题意。

答案：A、B

例题2-3-2

　　　　取10.8 g由碱金属(B)及其氧化物(R₂O)组成的混合物，使之与足量的水反应，蒸发后溶液得16.0g无水晶体。问：(1)该金属是哪种金属？(2)原混合物中R和R₂O的质量各是多少?

解析与答案

解决此题可用“极端假设”法，其依据仍为平均值原理。

设：　此碱金属的相对原子质量为M，则16 g的固体为ROH。

(1)　　　假设10.8 g全部是碱金属R，则：

　　　　　2R + 2H₂O　＝　2ROH + H₂↑

　　　　　2×M　　　　　 2(17＋M)

　　　　　10.8 g　　　　　　16 g

　　　　　列出比例求得M＝35.3　　

　　　　　假设10.8g全部是该金属氧化物R₂O，则：

　　　　　R₂O + H₂O＝2ROH

　　　　　2M + 16　　 2(M + 17)

　　　　　10.8 g　　　 16 g

　　　　　列出比例求得M＝10.69

　　　　　由平均值原理：10.69＜M＜35.3，符合此条件的碱金属是钠。

(2)　　设10.8 g混合物中Na和Na₂O质量分别为x g，yg，则：

解得：　M(Na)＝x＝4.6 g

　　　　　　　 M(Na₂O)＝y＝6.2 g

答案：　(1)此碱金属为钠

　　　　　　　 (2)M(Na)＝4.6 g　M(Na₂O)＝6.2 g

例题2-3-3

　　　　铷在氧气中剧烈燃烧生成棕色的过氧化铷(Rb₂O₂)和深棕色的超氧化铷(RbO₂)的混合物。测得某次燃烧后所得混合物中铷的质量分数为则其中过氧根离子(O₂²^-)和超氧根离子(O₂^-)的物质的量之比为(　 )

A. 1∶1　　　　　　　　　　　　B. 4∶1　　　　　　　　　　　　C. 1∶4　　　　　　　　　　　　D.任意比

解析与答案

根据题意，在混合物中Rb⁺与O₂²^-及O₂^-的物质的量之比为：

∶＝3∶2.5，那么在混合物中两种

氧离子的平均化合价为＝-1.2，根据十字交叉法：

O₂²^-　 2　　　 0.2

1.2　　

O₂^-　　1　　　 0.8

　　　　　　所以：n(O₂²^-)∶n(O₂^-)＝1∶4

答案：C

例题2-3-4

　　　　某物质的分子组成为C_xH_yO_z，取该物质m g在足量的O₂中充分燃烧后，将产物全部进入过量的Na₂O₂中，若Na₂O₂固体的质量也增加mg，则该物质分子组成中必须满足(　　)

A. x＝y＝z　　　　　　　　　　　　　 B. x＝y　　　　　　　　　　　　C. y＝z　　　　　　　　　　　　 D. x＝z

解析与答案

根据质量守恒首先将此化合物的燃烧方程写出：

C_xH_yO_z+( x +→xCO₂+

2CO₂+ 2Na₂O₂＝2Na₂CO₃+ O₂

2H₂O + 2Na₂O₂＝4NaOH + O₂↑

要达到题目中的要求需：

x＝z

答案：D

例题2-3-5

　　　　金属钾在氧气中燃烧生成超氧化钾KO₂，KO₂与CO₂或H₂O反应均生成O₂。先将一定量的钠钾合金在足量氧气中燃烧，再将反应物投入水中，并通入足量的CO₂，充分反应后，放出氧气的最大体积是被吸收的CO₂最大体积的，则原钠钾合金中钠和钾的质量比为(　　)

解析与答案

点燃

因为吸收CO₂最多，则可认为KO₂、Na₂O先与CO₂反应，水只提供反应所需溶液，这样吸收CO₂最多。可发生反应如下：

K + O₂＝KO₂

4KO₂+ 2H₂O＝4KOH + 3O₂↑

CO₂+ KOH＝KHCO₃

点燃

合并化简得：4K～4KO₂～4CO₂～3O₂即K～CO₂～O₂,由1个钾原子生成O₂与消耗CO₂的体积比为,

同理：4Na + O₂＝2Na₂O₂

　　　　　　　　　　　　 2Na₂O₂+ 2H₂O＝4NaOH + O₂↑

NaOH + CO₂＝NaHCO₃

合并化简得：4Na～2Na₂O₂～4CO₂～O₂即Na～CO₂～O₂,由1个钠原子生成O₂与消耗CO₂的体积比为,

所以钾原子个数与钠原子个数比为1∶5

m(Na)∶m(K)＝5×23∶39＝115∶39

答案：115:39

例题2-3-6

　　　　下列各物质的学名是：Na₂S₂O₃叫硫代硫酸钠；CaSx叫多硫化钙；Na₂O₂叫过氧化钠；KO₂叫超氧化钾。试综合上述命名规律，分析回答：Na₂CS₃应读做(　　 )

A.硫代碳酸钠　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 B.多硫碳酸钠

C.过硫碳酸钠　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　D.超硫碳酸钠

解析与答案

此题为信息迁移题。据题意分析：硫代硫酸钠(Na₂S₂O₃)表明Na₂SO₄分子中的一个氧原子被一个硫原子代替，代替氧的硫原子化合价仍为-2价，而多硫化钙表明普通硫化钙又与硫结合后的产物，硫的价态发生了改变；过氧化物中含有过氧根离子即O₂²^-，超氧化物中含有超氧根离子即O₂^-，它们的价态都与原先氧的价态不同，综上分析应选A。

答案：A

例题2-3-7

　　　　某物质灼烧时，焰色反应呈黄色，下列判断正确的是(　　)

A.该物质一定含钠元素

B.该物质一定是钠的化合物

C.该物质一定是金属钠

D.不能确定该物质中是否含钾元素

解析与答案

焰色反应的作用是检验某些金属或金属离子的存在。

焰色为黄色证实有Na元素，可能是单质，也可能是化合物。K元素的确定应是: 透过钴玻璃滤去黄光呈紫色。

答案 A、D

例题2-3-8

　　　　将1.40g碱金属(M)及其氧化物(M₂O)的混合物与水反应，蒸发、结晶得干燥的MOH1.79g。

　　　　 (1) 该碱金属是何种金属?

　　　　 (2) 混合物中碱金属单质所占的质量分数。

解析与答案

解析：由于碱金属不能直接确定，传统解法中可采用排除法进行计算，就是将每一种碱金属逐一代入进行尝试，缺点是计算繁杂、耗时多。

另一种方法就是采用极限讨论法：假定1.40g只是碱金属或只是氧化物，分别求得两种情况时碱金属的相对原子质量，再进行比较分析、判断。

解: 　设M的相对原子质量为x，M₂O的相对原子质量为2x+16

　　　　　　　　　若1.40g只是碱金属：2M+2H₂O＝2MOH+H₂↑

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 2x　　　　　　 2(x+17)

　　　　　　　　　　　　　 1.40g　　　　 1.79g

　　　　　　　　　　　　　　　　x＝61.03

　　　　　　　　　若1.40g只是M₂O: M₂O +H₂O＝2MOH

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 2x + 16　 2(x+17)

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1.40g　　　　 1.79g

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　x＝24.3

所以，该碱金属的相对原子质量应满足24.3＜x＜61.03，只有K符合。

设a、b分别为K和K₂O的质量：

依反应方程式得　

∴w(K)100%＝35.6%

例题2-3-9

有一在空气中暴露过的NaOH固体，经分析知其含水7.65%，含Na₂CO₃ 4.32%，其余是NaOH，若将1g该样品放入含有3.65g HCl的盐酸中，使其完全反应后，多余的酸再用50g浓度为 2%的NaOH溶液恰好中和完全，蒸发所得溶液至干，求所得固体的质量。

解析与答案

此题数据众多，反应繁杂，若使用传统计算方法，耗时多，效率低。如果依反应过程分析体系中粒子的种类，结合元素原子守恒，

存在Cl元素守恒：　 NaClCl^-HCl

　　　　　　　　　　　　 58.5　　　　 36.5

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 m(NaCl)　　 3.65g

　　　　　　　　　　　　 m(NaCl)＝5.85g

章综合例解

例题2-1

　　　　现有四瓶已失去标签的溶液，分别为: Na₂CO₃、K₂CO₃、NaCl、K₂SO₄, 试用化学方法将其一一鉴别，并写出有关的离子方程式。

解析与答案

Na₂CO₃ K₂CO₃　NaCl　K₂SO₄

焰色反应

透过蓝色钴玻璃呈紫色

黄色

有气泡

Na₂CO₃　　　　　　　 NaCl　　　　　　 K₂CO₃　　　　　　　　 K₂SO₄

离子方程式为：+ 2H⁺＝H₂O + CO₂↑

例题2-2

　　　　根据右图所示装置回答：广口瓶中的新鲜绿藻浸在溶有适宜浓度的Na₂CO₃和

NaHCO₃的液体中(绿藻能生活)，实验前B管中水柱与C中液面齐平。

　　　　 (1) Na₂CO₃和NaHCO₃起什么作用? 写出反应方程式。

　　　　 (2)光照一段时间，B管中水柱会怎样变化? 为什么?

　　　　 (3)去掉光源，在黑暗室内放置一段时间后，B管水柱会怎样变化? 为什么?

解析与答案

本题涉及化学学科、生物学科、物理学科的知识，解题关键是“新鲜的绿藻在水中能生活”。进一步分析，B管中水柱高度的改变，与压强变化有关，也就是由于条件的改变，导致绿藻的生活有所变化，光合作用和呼吸作用的交替进行，使得B管中压强变化，水柱高度或升或降。

答案:

(1)　作用为：稳定气体中CO₂的含量，Na₂CO₃+CO₂+H₂O＝2NaHCO₃。

(2)　光照一段时间后，B管中水柱下降，因为光合作用产生O₂，消耗CO₂(部分CO₂由NaHCO₃分解提供)，导致A中气压上升，故B中水柱下降。

(3)　关掉光源，在黑暗室内放置一段时间后，B管水柱上升，因为呼吸作用消耗O₂，产生的CO₂又被溶液吸收，导致A中气压下降，故B中水柱上升。

例题2-3

　　　　工业生产的纯碱中常含有少量的NaCl等杂质，下图是测定产品中Na₂CO₃质量分数的实验装置。

　　　　实验步骤有：

　　　　 (A) 在干燥管内填满碱石灰，质量为mg；

　　　　 (B) 取ng样品装入广口瓶中；

　　　　 (D) 缓缓鼓入空气数分钟，再称干燥管的质量为Wg；

　　　　 (E) 关闭止水夹；

　　　　 (F) 打开止水夹；

　　　　 (G) 缓缓加入稀H₂SO₄至不再产生气体为止；

　　　　 (H) 缓缓鼓入空气数分钟。

　　　　 (1)　正确的操作顺序是(填序号) ：

　　　　　　　　C　　 _____　　　F　　 _____　　　E　　 _____　　 G　　 _____　　 D

　　　　 (2)　操作D中，要缓缓鼓入空气数分钟，鼓入空气的作用是_____；

　　　　 (3)　装置乙中浓硫酸的作用是_____。

　　　　 (4)　装置甲中NaOH的作用是_____。

　　　　 (5)　依实验数据，计算纯碱中Na₂CO₃的质量分数的数学表达式为_____。

　　　　 (6)　若去掉装置甲，测定结果会_____；若去掉装置乙，测定结果将会_____。(填“偏大”、“偏小”、　　　　　　　　　“无影响”)

解析与答案

解好实验题的关键是要明确实验目的、仪器和药品的作用等方面。

此题的实验目的为：测定样品中Na₂CO₃的质量分数；

测定原理为:　　　利用碱石灰的质量差值，求得样品与酸反应时生成的二氧化碳质量: 即m(CO₂)＝W-m; 再利用Na₂CO₃和CO₂的转化关系，求得样品中Na₂CO₃的质量分数。

符合的条件: ①　　　碱石灰要完全吸收所产生的CO₂。因此，D操作的作用，就是使广口瓶中产生的CO₂气体全部　　　　　　　　　　　　　排出。

　　　　　　　　　　　　　②　碱石灰不能吸收水蒸气。因此，乙装置利用浓H₂SO₄的吸水性吸收CO₂中的水。

　　　　　　　　　　　　　③　碱石灰不能吸收外界的酸性气体。因此，甲装置的NaOH可吸收空气中的CO₂。

计算过程: Na₂CO₃+H₂SO₄＝Na₂SO₄ + CO₂↑+ H₂O

　　　　　　　 106 　　　　　　　　　　　　　44

　　　　　w(Na₂CO₃)ng　　　　　　　　　　　　　　　(W-m)g

　　　　　∴w(Na₂CO₃)100%或为100%

答案：(1) BHAF　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (2)使广口瓶内产生的CO₂全部被碱石灰吸收　

　　　　　　 (3)除去CO₂中的水蒸气　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(4)除去空气中的CO₂　

　　　　　　 (5)w(Na₂CO₃)100%　　　　　　　　　(6)偏大　偏大

例题2-4　

　　　　将4.6 g钠与1.6 g硫粉迅速混合起来，并放在石棉网上加热，反应后生成的固体是(　　 )　　　　　

A. 黄色固体混合物　　　　　　　　　　　　　　 B. 氧化钠与硫化钠

C. 硫与硫化钠　　　　　　　　　　　　　　　　　　　D. 过氧化钠与硫化钠

△

解析与答案

本题容易认为只发生：2Na + S＝Na₂S这个反应，而并未注意条件中：①钠是过量的；②未隔绝空气对反应物进行加热。全面考虑后，在加热条件下，钠既能与硫化合生成Na₂S，也能与空气中的氧气反应生成Na₂O₂，钠又是过量的，故生成物是Na₂O₂和Na₂S的混合物。

答案：A、D

例题2-5

　　　　金属钾投入到氯化铁溶液中，产物可能是(　　 )

A. KOH和H₂　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　B. Fe(OH)₃、KCl、H₂

C. Fe和KCl　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 D. HCl、Fe(OH)₃、KCl

解析与答案

碱金属单质投入到盐溶液中，容易认为是简单的置换反应，其实不然。金属钾具有强还原性，很活泼，遇盐溶液首先应与水发生置换反应，然后再考虑产物(氢氧化钾)与盐能否起复分解反应。本题钾投入到氯化铁溶液中，先是2K + 2H₂O＝2KOH + H₂↑，然后生成物KOH与FeCl₃溶液反应：

3KOH + FeCl₃＝Fe(OH)₃↓+ 3KCl，故最终生成物为Fe(OH)₃、KCl与H₂。

答案：B

例题2-6

　　　　 Na₂CO₃溶液中NaHCO₃杂质应如何除去?

解析与答案

△

(1)没有注意条件：溶液与固体的区别，错误地认为利用加热方法除去杂质，但加热只适用于Na₂CO₃, 固体中混有NaHCO₃杂质，利用NaHCO₃受热易分解这一性质，即：2NaHCO₃＝Na₂CO₃ + CO₂↑+ H₂O↑，而若是溶液的混合，只能利用反应NaHCO₃ + NaOH＝Na₂CO₃ + H₂O除去杂质NaHCO₃。

(2)除杂质过程中又引入新的杂质，即没加入NaOH溶液而加入KOH溶液，虽也能反应，但又添入了K⁺这一杂质粒子。

(3)除杂过程中，加入的试剂不仅将杂质除去，而且也将所要的物质除去了，例如：加入盐酸溶液等。

答案：应向溶液中加入适量NaOH溶液。

例题2-7

　　　　下列说法中，正确的是(　　 )

A.Na₂O₂是碱性氧化物，溶于水生成相应的强碱

B.金属钠应保存在磨口玻璃瓶中

C.金属钠在常温下和氧气反应生成氧化钠

D.固体NaOH暴露在空气中，极易吸收空气中的CO₂，其溶液中必然含有CO₃²^-、HCO₃^-、OH^-等

解析与答案

(1)碱性氧化物的概念不清。碱性氧化物是与水反应只生成碱的氧化物，而Na₂O₂与水反应不仅生成碱，还生成O₂，故Na₂O₂不是碱性氧化物。A答案不正确。

(2)因为钠的性质非常活泼，常温情况下就能与氧气反应生成Na₂O，故钠应保存于煤油中，只放在磨口瓶中不行，因为瓶里可能含有空气，故B答案不正确。

(3) NaOH水溶液中的HCO₃^-和OH^-不能共存，故D答案也不正确。

答案：C

例题2-8

　　　　现有苏打和小苏打的混合物6.85 g，加热灼烧至质量不再减轻，冷却将所得固体再跟足量的盐酸反应放出2.2 g二氧化碳，计算原混合物中苏打和小苏打各是多少克?

解析与答案

本题是典型的用差量法解决混合物的计算。阅读题目时，容易忽略题中隐含的条件，即与盐酸反应放出的2.2 g二氧化碳，是由原混合物中的苏打和由小苏打受热分解产生的苏打二者之和一起与盐酸反应产生的，故不能简单地认为只是原混合物中的苏打与盐酸反应产生的二氧化碳。正确解题思路为：

△

设：原混合物中苏打的质量为x，小苏打的质量为y。

　　　　　　2NaHCO₃＝Na₂CO₃ + CO₂↑+ H₂O↑

　　　　　　 2×84　　　　106

y　　　　 y

Na₂CO₃ + 2HCl＝2NaCl + H₂O + CO₂↑

　　　　　　　106　　　　　　　　　　　　　　 44

　　　　　　x+y　　　　　　　　　　 2.2 g

　　　　　　依题意：

　　　　　　解得：x＝2.65 g，y＝4.2 g

答案：原混合物中苏打为2.65 g，小苏打为4.2 g。

例题2-9

　　　　某混合气体，可能含有N₂、HCl、CO。把混合气体依次通过足量的NaHCO₃溶液和灼热的CuO，气体体积都没有变化；再通过足量的Na₂O₂固体，气体体积减小；最后通过灼热的铜网，经充分反应后，气体体积又减小，但还有剩余的气体。以下对混合气体组成的判断，不正确的是(　　)

A.一定没有N₂，CO和HCl中至少有一种

B.一定有N₂，CO和HCl中至少有一种

C.一定有N₂，可能有CO和HCl

D.一定有N₂和CO，没有HCl

解析与答案

△

此题隐含陷阱的条件是通过足量的NaHCO₃溶液和灼热的CuO，气体体积都没有变化，不少学生误认为二者均没有发生反应。实际上HCl与NaHCO₃或CO与CuO都可发生反应，但反应前后气体体积均不发生变化：NaHCO₃ + HCl＝NaCl + CO₂＋H₂O；CuO + CO＝Cu + CO₂。因为两个反应都生成CO₂气体，故与下一步Na₂O₂反应，使气体体积减小：2Na₂O₂ + 2CO₂＝2Na₂CO₃ + O₂。因为含有氧气，混合气体通过灼热的铜网会使O₂体积减小。最后还有气体剩余，必是化学性质较稳定的N₂。

总之，凡是肯定有HCl无CO或有CO无HCl都是不全面的。应该说一定有N₂，HCl和CO至少有一种，不能排除CO和HCl同时存在的可能性。

答案：A、D

例题2-10

　　　　欲除去小苏打溶液中少量苏打杂质，加入的物质最宜选用(　　)

A.盐酸　　　　　　　　　　　　B.干冰　　　　　　　　　　　　 C. 碳酸氢钠　　　　　　　　　　　　D. 氢氧化钙

解析与答案

此题不少学生误选C。要除尽杂质，所加除杂质的试剂必须稍过量。加盐酸：CO₃²^-+2H⁺＝CO₂↑+ H₂O；同时HCO₃^-+H⁺＝CO₂↑+H₂O，显然除去了小苏打，错; B加干冰可发生：Na₂CO₃+CO₂+H₂O＝2NaHCO₃，既除去Na₂CO₃，又增加了NaHCO₃，符合题意；C选项加Ca(HCO₃)₂可发生：Ca(HCO₃)₂+Na₂CO₃＝CaCO₃↓+ 2NaHCO₃，从反应方程式看可行，但加入适量的Ca(HCO₃)₂操作极不容易，加少了除不尽杂质，加多了引入了新的杂质，所以不是最适宜的试剂；D加入Ca(OH)₂：Ca(OH)₂+NaHCO₃＝CaCO₃↓+NaOH+H₂O显然把小苏打也除去了，错。

答案：B

例题2-11

　　　通常用盛有饱和NaHCO₃溶液的洗气瓶来除去混在CO₂中的HCl气体，而不能用NaOH和Na₂CO₃溶液的

原因______________。

解析与答案

除去杂质气体的原则是：①除去杂质气体；②不能使原来气体减少；③不能引入新的杂质。因为NaHCO₃不与CO₂反应，能与HCl反应生成CO₂，离子方程为：HCO₃^-+H⁺＝CO₂↑+H₂O，同时CO₂在饱和NaHCO₃溶液中的溶解度小。若用NaOH吸收HCl，同时CO₂+2NaOH＝Na₂CO₃+H₂O，而用Na₂CO₃溶液，则发生反应CO₃²^-+CO₂+H₂O＝2HCO₃^-，CO₂也被吸收了，所以不允许。

答案：　因为用NaOH和Na₂CO₃溶液虽然能除去HCl气体，同时也将CO₂除掉了，故不能用NaOH和　　　　　　　 Na₂CO₃溶液。

例题2-12

　　　　下列灭火剂能用于扑灭金属钠着火的是(　　 )

A. 干冰灭火剂　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　B. 黄砂

C. 干粉灭火剂(含NaHCO₃)　　　　　　　　　　　　　　　　　D. 泡沫灭火剂

点燃

解析与答案

钠着火实际上是钠与氧气在点燃情况下反应，生成过氧化钠，即：2Na＋O₂＝Na₂O₂。A、C、D答案中的灭火剂实质都是利用CO₂灭火，而生成的过氧化钠与二氧化碳反应，即2Na₂O₂＋2CO₂＝2Na₂CO₃＋O₂，产生氧气又助燃，故A、C、D答案均不正确。

答案：B

例题2-13

　　　　向碳酸钠的浓溶液中逐滴加入稀盐酸，直到不再生成二氧化碳气体为止，则在此过程中，溶液中碳酸根离子浓度变化趋势可能是(　　 ) (全国)

A. 逐渐减小　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　B. 逐渐增大

C. 先逐渐增大，而后减小　　　　　　　　　　　　　　　　　 D. 先逐渐减小，而后增大

　　　　你的选择是_____。(填正确选项的标号)试用化学方程式和简要文字表述其理由。

解析与答案

因为Na₂CO₃＝2Na⁺+ CO₃²^-，CO₃²^-+H⁺＝HCO₃^-，所以溶液中HCO₃^-的浓度逐渐增大；而后因为HCO₃^-+H⁺＝H₂CO₃，H₂CO₃＝H₂O + CO₂↑，所以溶液中HCO₃^-的浓度减小。本题为元素和电解质溶液知识的综合题，主要应从碳酸钠浓溶液中逐滴加入稀盐酸，直到不再生成二氧化碳气体为止这个条件去分析。运用学过的知识，即随着H⁺浓度的增大，CO₃²^-转换成HCO₃^-，而H⁺浓度的继续增大，HCO₃^-又转化成H₂O和CO₂，这就决定了HCO₃^-浓度由逐渐增大到逐渐减小的实质。

答案：C；解释略

例题2-14

　　　　向20 mL 0.2 mol/L NaOH溶液中，缓缓通入一定量CO₂气体，将溶液在一定条件下蒸干，若得到白色固体是纯净物，则通入的CO₂的体积应为_____mL(标准状况)。写出有关离子方程式______________。将上述白色固体加水溶解，加盐酸至pH＝7再蒸干得白色固体质量为_____g。(上海市)

解析与答案

(1)此题前部分是成盐种类的计算，即：由于CO₂量的不同，产物不同。由CO₂与NaOH反应方程式可知：当n(OH^-)∶n(CO₂)＝2 : 1时，生成正盐，即n(CO₂)＝2×10^-³mol，V(CO₂)＝44.8mL；当n(OH^-)∶n(CO₂)＝1 : 1时，生成酸式盐，即n(CO₂)＝4×10^-³mol，V(CO₂)＝89.6mL。其它情况均生成混合物。

(2)当白色固体加入盐酸中和后，不管生成什么盐，从反应的NaOH分析，其Na⁺的量不变，所以最后得到的n(NaCl)＝n(NaOH)，即m(NaOH)＝58.5 g/mol×20 mL×0.2 mol/L×10^-³ L/mL＝0.234 g。

答案：44.8 mL或89.6 mL；离子方程式为：CO₂+OH^-＝HCO₃^-或CO₂+2OH^-＝CO₃²^-+H₂O；固体质量为：　　　 0.234 g。

例题2-15

　　　　现有一定量含有Na₂O杂质的Na₂O₂试样，请从下面图2-3中选用适当的实验装置，设计一个最简单的实验，测定Na₂O₂试样的纯度。(可供选用的反应物只有CaCO₃固体，6mol/L盐酸和蒸馏水)

　　　　请填写下列空白：

　　　　 (1)写出在实验中Na₂O₂和Na₂O分别发生反应的化学方程式　　　　　　　　　　　　　。

　　　　 (2)应选用的装置是(只要求写出图中装置的标号)_________。

　　　　 (3)所选用装置的连接顺序是(填各接口的字母，连接胶管省略)________________________。(全国)

解析与答案

本题主要考查Na₂O₂和Na₂O在性质方面的不同点，即Na₂O₂不是碱性氧化物，与水反应可生成O₂，然后再利用生成的氧气将水排出，测定水的体积，即可得到氧气的体积，间接得到样品中Na₂O₂的量，从而求得试样中Na₂O₂的纯度。

答案：　(1)　2Na₂O₂+2H₂O＝4NaOH+O₂↑

　　　　　　　　　　　Na₂O+H₂O＝2NaOH；

　　　　　　　 (2)　所用仪器为：⑤、①、④；

　　　　　　　 (3)　连接顺序为：G、A、B、F。

例题2-16

　　　　在一定条件下，使H₂和O₂的混合气体26 g充分发生反应。所得产物在适当温度下跟足量的固体

Na₂O₂反应，使固体增重2 g。求原混合气体中O₂和H₂的质量。(2002年广东、河南)

解析与答案

此题可能发生的反应：

2Na₂O₂+2H₂O＝4NaOH+O₂　　　　

　　　　　　　＝　　　　

　　　　　　　 x＝18 g

　　　　　　2H₂+ O₂＝2H₂O　　　　　　　　　　　　　　　　　 y＝2 g

　　　　＝＝　　　　　　　　　　　　　　　　　z＝16 g

　　　　　　已知H₂和O₂共26 g，而反应用了H₂ 2 g，O₂ 16 g, 共18 g，所以剩余气体：26-18＝8 g

　　　　　　(1)当O₂过量时：m(O₂)＝16 g + 8 g＝24 g，m(H₂)＝2 g

　　　　　　(2)当H₂过量时：m(O₂)＝16 g，m(H₂)＝2 g + 8 g＝10 g

答案： ①氧气过量时：m(O₂)＝24 g，m(H₂)＝2 g

　　　　　　　②氢气过量时：m(O₂)＝16 g，m(H₂)＝10 g

例题2-17

　　　　 Ag/-Al₂O₃是石油化学工业的一种重要催化剂，其中Ag起催化作用，-Al₂O₃是载体且不溶于硝酸，该催化剂的回收实验如下图所示。其中的转化反应为：6AgCl+Fe₂O₃＝3Ag₂O+2FeCl₃。

　　　　阅读上述实验流程，完成下列填空：

　　　　 (1)　Ag/-Al₂O₃加酸溶解应选用图2-4装置_____。(选填a、b、c)

　　　　 (2)　在实验操作(Ⅱ)中，如果用自来水代替蒸馏水进行洗涤，将会发生化

　　　　　　　　学反应的离子方程式_______________________。

　　　　 (3)　实验操作(Ⅳ)所需的玻璃仪器为_____、_____、_____。(填写三种)

　　　　 (4)　实验操作(Ⅶ)从AgNO₃溶液获得AgNO₃晶体需要进行的实验操作依

　　　　　　　　次为:__________。(多选扣分)。

　　　　　　　　a. 蒸馏　　b. 蒸发　 c. 灼烧　　d. 过滤　 e. 冷却结晶

　　　　 (5)　已知：NO+NO₂+2NaOH　　　2NaNO₂+H₂O；

　　　　　　　　2NO₂+2NaOH　　　NaNO₃+NaNO₂+H₂O

　　　　 NO和NO₂的混合气体组成可表示为NO_x。该混合气体通入NaOH溶液完全被吸收时，x的值为_____。

a. x≤1.5　　　　　　　　　b. x＝1.2　　　　　　　　　c. x≥1.5

　　　　 (6)　已知Ag/-Al₂O₃中Ag的质量分数，若计算Ag的回收率，还必须知道的实验数据为_____和_____。(2002年上海市)

解析与答案

在(Ⅰ)的操作中需将固体加酸溶解并产生气体，所以用分液漏斗控制酸量，且反应放出气体, 故另一导管口应位于液面之上，选a；因为自来水中含有Cl^-离子，(Ⅱ)操作目的是分离AgNO₃和-Al₂O₃，如果用自来水清洗必会发生Ag⁺与Cl^-的反应；操作(Ⅳ)要分离AgCl和NaNO₃, 所以需用过滤装置；欲从AgNO₃溶液中获得AgNO₃, 基本操作是蒸发、冷却和过滤；第(5)问中题干给出2个方程，从而看出有NO必然伴有NO₂一起与NaOH反应：NO+NO₂+2NaOH＝2NaNO₂+H₂O，N与O关系是2 : 3；所以x＝1.5；或者无NO，只生成NO₂与NaOH反应, 此时x＝2，所以x≥1.5不会＜1.5或＝1.2；要想算出Ag的回收率，必须知道原来在催化剂中含Ag多少，还要知道回收的AgNO₃含Ag多少，列出比例求出回收率，现已知道在催化剂中Ag的质量分数，所以再知道催化剂的总质量和回收后的AgNO₃的质量，即可算出Ag的回收率。

本题考查学生敏捷地接受题目所给出的信息，并结合学过的知识综合分析判断的能力。

答案： (1)a；(2)Ag⁺+ Cl^-＝AgCl↓；(3)漏斗，烧杯、玻棒；

　　　　　　　(4)b、e、d；(5)c；(6)催化剂的质量和AgNO₃的质量。

例题2-18

　　　　天平的两个托盘上放两个等质量的烧杯，分别加入3.65 g的盐酸，再分别加入x g的NaHCO₃与y g的KHCO₃, 反应后天平仍平衡，则x，y的正确关系是(　　)

A. x＞y≥8.4 g　　　　　　　　　　　　　　　B. y＞x≥10 g　　　　　　　　　　　　　　　 C. x＝y≥8.4 g　　　　　　　　　　　　　　　D. x＝y≥10 g

解析与答案

欲使反应后天平仍平衡，应使两只烧杯中反应完成后增重质量相等。一般分三种情况讨论：①盐酸过量，NaHCO₃和KHCO₃完全反应；②盐酸不足量，NaHCO₃和KHCO₃均有剩余；③盐酸与一种反应物完全反应，另一种有剩余。本题中发生的反应为：

　　　　 NaHCO₃+ HCl＝NaCl + CO₂↑+ H₂O

　　　　　84 g　　36.5 g　　　 44 g

　　　　 KHCO₃+ HCl＝KCl + CO₂↑+ H₂O

　　　　 100 g　 36.5 g　　　44 g

由于烧杯中的盐酸均是3.65 g，所以当盐酸恰好完全反应时，消耗NaHCO₃ 8.4 g，消耗KHCO₃ 10 g，同时都跑掉4.4 g CO₂，要使反应后天平仍平衡，就要增重质量相等，只能NaHCO₃过量，10 g NaHCO₃反应8.4 g，还剩余1.6g在烧杯中，所以x＝y≥10 g符合题意。

答案：D

例题2-19

　　　　为了测定工业纯碱中Na₂CO₃的质量分数(含有少量的NaCl)，某学生设计了如图2-5所示的实验装置。

　　　　 (1)①准确称取盛有碱石灰的干燥管的质量(设为m₁); ②准确称取一定质量的纯碱样品(设为m₀)，并放入广口瓶中。从分液漏斗缓缓滴入稀硫酸, 待不再生成气体后, 称干燥管的总质量(设为m₂)。设该生导出的计算式为: w(Na₂CO₃)＝

　　　　　　　　　试回答：(1) m₂-m₁表示__________。

　　　　 (2)如果不计称量误差，该生的实验结果有无误差(填有或无), 如果有, 是偏大还是偏小(如果无

误差, 此空和后面的空不用填写)。产生误差的原因是__________，如何改进实验进行补救__________。

解析与答案

(1)m₂－m₁理应是CO₂的质量，但实际是部分CO₂和H₂O的质量。

(2)随着CO₂逸出少量的水蒸气也跟着逸出，但因为量很少，所以对实验结果的影响(偏大)较小。而反应后滞留在广口瓶和导管中的CO₂未被碱石灰吸收，是导致误差偏小的主要因素，所以实验结果总体偏小。补救的措施：①将瓶塞换成三孔塞(如图2-6)。纯碱和浓H₂SO₄反应后，打开止水夹缓缓通入经过NaOH溶液除去CO₂后的空气数分钟；②CO₂被碱石灰吸收前增加盛有浓H₂SO₄的干燥装置；用上述2种方法可避免误差。

答案：(1)表示干燥管增加的质量，(2)有，总体偏小，因为有部分CO₂滞留在广口瓶中，补救办法见　　　　　图2-6。

例题2-20

　　　　将a mol Na₂O₂和b mol NaHCO₃固体混合物在密闭容器中加热到250，让其充分反应后排出气体。

　　　　 (1)当剩余固体为Na₂CO₃，排出气体为O₂和H₂O(g)时，＝_____。

　　　　 (2)当剩余固体为Na₂CO₃和NaOH，排出气体为O₂和H₂O(g)时，＝_____。

　　　　 (3)当＞1时，剩余固体为_____，排出气体为_____。

　　　　 (4)当排出O₂和H₂O(g)为等物质的量时，＝_____。

解析与答案

△

Na₂O₂和NaHCO₃组成的固体混合物在密闭容器中加热，可发生如下反应：

2NaHCO₃＝Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O↑

2CO₂+2Na₂O₂＝2Na₂CO₃+O₂↑

2H₂O+2Na₂O₂＝4NaOH+O₂↑

当Na₂O₂和NaHCO₃的物质的量之比()不同时，反应情况也不同，剩余固体的成分和逸出气体的成分也不同。固体剩余只能是Na₂O₂、Na₂CO₃和NaOH的一种或几种，所以可用2个通式表示：

　　 ①a Na₂O₂+b NaHCO₃＝b Na₂CO₃+(2a-b) NaOH+(b-a) H₂O+O₂↑

　　　　　　　　　　　　　　　一配碳　　二配钠　　三配氢　四配氧

　　　　　　②a Na₂O₂+b NaHCO₃＝(a+) Na₂CO₃+(-a)CO₂↑+H₂O+O₂↑

　　　　　　　　　　　　　　　　一配钠　　　二配碳　　三配氢四配氧

上述两式a、b均是任意的正数。当某生成物系数为0时，说明该生成物不存在，当某生成物为负数时，不仅说明该生成物不存在，而且某一反应物必然过量。根据给出条件，运用此法可迅速解出答案：

(1)　剩余固体只有Na₂CO₃按②式计算，排出的气体只有氧气和H₂O(g)，所以 nCO₂＝0，即－a＝0，＝；

(2)　剩余固体为Na₂CO₃和NaOH，按①式计算：

　　　　　　　　　即而可得：

(3)　＞1，代入①式，Na₂CO₃，NaOH，O₂均为正数，水的系数为负数，说明产物中没有H₂O，且Na₂O₂过量。所以剩余固体为Na₂O₂，Na₂CO₃和NaOH，排出的气体只有O₂；

(4)　排出的O₂和H₂O(g)等物质的量，应代入①式，n(O₂)＝n(H₂O)，得出b-a＝，＝。

答案：　(1) ＝　 (2) ＜＜1

　　　　　　　 (3) 剩余固体Na₂O₂，Na₂CO₃和NaOH; O₂

　　　　　　　 (4) ＝

例题2-21

　　　　将18.4 g NaOH和NaHCO₃的固体混合物在密闭容器中加热到250，经充分反应后排出气体，冷却，称得固体质量为16.6 g，求原混合物中NaOH的质量分数。

△

解析与答案

250℃

混合物加热时的化学方程式为：2NaHCO₃＝Na₂CO₃+CO₂↑＋H₂O↑，2NaOH+CO₂＝Na₂CO₃+H₂O，总方程式为：NaHCO₃+NaOH＝Na₂CO₃+H₂O↑。

　　　　 84　　 40　　　　　　 106　　18

第一步: 判断混合物在加热反应时是恰好完全反应，还是哪种物质过量。判断方法有3种：

(1)　设18.4 g混合物恰好按84 : 40比例混合，则反应后剩余的固体为Na₂CO₃，设为x g：＝，

x＝15.7g＜16.6 g，可见NaOH过量。

(2)　利用反应前后质量差也可判断哪种物质过量。假设混合物恰好按84∶40比例混合，则加热后固体质量减小应为产生水的质量，设水为x g：＝　x＝2.67 g＞18.4 g-16.6 g＝1.8 g，因为NaOH受热不分解，所以NaOH过量。

(3)依方程每有124 g混合物质量减小18 g，设需按84 : 40比例,混合物为x g：＝，x＝12.4 g，说明形成1.8 g的差量只需12.4 g混合物，所以多余18.4-12.4＝6 g，这6 g是受热不分解的NaOH，说明NaOH过量。

250℃

第二步：NaOH过量，质量减小是产生水蒸气所致，这样就可利用方程式求解。设NaHCO₃质量为y g：

NaHCO₃+NaOH＝Na₂CO₃+H₂O↑

　　　　　　　84　　　　　　　　　　　 18

　　　　　　 y　　　　　　　　　　　 18.4-16.6＝1.8 g

求得y＝8.4 g，而m(NaOH)＝18.4-8.4＝10 g

所以w(NaOH)＝＝54.3%

250℃

答案：w(NaOH)＝54.3%

例题2-22

　　　　现取质量分数不同的NaOH溶液100 g，分别向其中缓慢地通入2.2 g的CO₂，当CO₂全部被吸收后，将溶液降压，低温下蒸干，分别得到干燥的、不含结晶水的固体5.00 g和6.00 g，计算：

　　　　 (1)所得固体中各组成的质量分数。(2)NaOH溶液的质量分数。

解析与答案

解答综合型化学计算题的一般程序：

(1)分析题意：弄清题目内容，找出已知量和未知量。

(2)仔细思考：应用化学反应原理，沟通已知与未知关系，找出它们之间的内在联系。

(3)具体解答：选择恰当的计算方法和计量单位，简捷准确地进行解答。

(4)复查验算：仔细复查，看解答是否符合题意，符号、配平是否正确，得数是否有误。

该题审题时应注意①NaOH溶液的质量分数属未知；②CO₂被NaOH溶液吸收后生成物可能是Na₂CO₃，也可能是NaHCO₃或二者的混合物，而NaOH也可能有剩余，也可能无剩余；③NaOH与小苏打溶液不能共存，故该题可能不止一个答案。我们把这类计算题称为多重答案计算题，这类题目的一般形式是：已知①反应物A和B的总量为x，②反应后剩余量为y，求反应混合物A、B的量各是多少?

其解题要点是先分析判断是A过量，还是B过量，最后以不足量的物质为计算依据。这类计算题多属平行反应，如CO₂、SO₂或H₂S通入碱溶液中可能生成正盐，也可能生成酸式盐，也可能二者兼有，可能出现多重答案，解题时切记注意。

若2.2 g CO₂全部变为Na₂CO₃，设生成x₁ g Na₂CO₃，消耗x₂ g NaOH则：

2NaOH+CO₂＝Na₂CO₃+H₂O

　　　　　　 80　　44　　106

　　　　　　 x₂　　2.2g　 x₁

　　　　　　解得：x₁＝＝5.30 g　x₂＝4.00 g