备战2025届新高考化学一轮总复习分层练习第3章金属及其化合物第9讲碳酸钠与碳酸氢钠碱金属（附解析）

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A.向Na2CO3溶液中通入等物质的量的HCl,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CO2的体积相同
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
2.下列图示实验装置和原理能达到实验目的的是( )
3.现有两支试管分别装有1 mL Na2CO3溶液和1 mL NaHCO3溶液,其中溶质的质量均为0.1 g。下列实验操作及结论正确的是( )
4.(2023·广东汕头二模)某实验小组模拟并改进侯氏制碱法制备NaHCO3,下列有关连接方式正确的是( )
A.a→d→e→b→c→f→g
B.a→b→c→d→e→f→g
C.a→c→b→d→e→g→f
D.a→f→g→c→b→d→e
5.某品牌食用小苏打说明书如图所示,下列相关说法正确的是(忽略杂质影响;设NA为阿伏加德罗常数的值)( )
食用小苏打
化学名称:碳酸氢钠
性状:白色粉末,水溶液微碱性
用途:食品气体发生剂
注意事项:防止阳光照晒,防潮
A.防潮说明该食用小苏打极易溶于水,比碳酸钠溶解度大
B.1 ml·L-1 NaHCO3溶液中H2CO3、HC、C总数为NA
C.84 g NaHCO3与足量稀盐酸反应最多生成22.4 L CO2
D.NaHCO3溶液中c(H2CO3)>c(C)
6.锂是最轻的活泼金属,其单质及其化合物有广泛的用途。下列说法不正确的是( )
A.锂的活泼性比钠弱,将钠投入LiCl溶液中可得到锂
B.工业上通过电解熔融LiCl-KCl混合物生产金属锂,阴极反应为Li++e-Li
C.硬脂酸锂是锂肥皂的主要成分,鉴别硬脂酸锂与硬脂酸钾可采用焰色试验
D.LiPF6常用作锂离子电池的电解质,其受热分解的产物除PF5外,还有LiF
层次2综合性
7.下图为钠元素的“价—类”二维图,其中的箭头表示部分物质间的转化关系,下列说法不正确的是( )
A.氢氧化钠溶液可以与过量二氧化碳反应实现转化关系①
B.Na2O2发生④⑤的转化均有O2产生
C.向碳酸钠溶液中不断滴加盐酸依次发生反应③和⑧生成氯化钠
D.反应②只能通过加热才能实现物质转化
8.(2024·河北邯郸六校联考)为确定碳酸钠和碳酸氢钠混合样品中碳酸钠的质量分数,可通过加热分解得到CO2的质量进行计算,某同学设计的实验装置如图:
下列说法错误的是( )
A.仪器a中试剂的作用是防止外界的水蒸气与二氧化碳进入装置C中
B.装置B中冰水的作用是冷凝反应生成的水
C.样品分解不完全可能使碳酸钠的质量分数偏大
D.若产生CO2气体的速率太快,没有被碱石灰完全吸收可能使碳酸钠的质量分数偏小
9.(2023·广东广州期末)侯德榜先生是我国近代著名的化学家,他提出的联合制碱法得到世界各国的认可,主要化学反应为NaCl+NH3+H2O+CO2NaHCO3↓+NH4Cl。工业流程如图,下列说法正确的是( )
A.滤渣主要成分是NaHCO3,在相同温度下碳酸氢钠溶解度比Na2CO3大
B.用澄清石灰水可以鉴别Na2CO3和NaHCO3
C.应该向“饱和食盐水”中先通入足量NH3,再通入过量CO2
D.最终所得“母液”不可循环利用
10.A是一种常见的金属单质,B是淡黄色固体,请结合转化关系图判断下列说法正确的是( )
A.A与氧气还可以生成另一种常见化合物F,B和F中阴离子与阳离子的数目比分别是1∶1和1∶2
B.完全燃烧W g的CO和H2的混合气体,然后将产物与过量的B反应,则固体增重为W g
C.相同温度下,分别向盛有适量0.1 ml·L-1 D和E溶液的两支试管中滴入2滴酚酞溶液,则盛有D的溶液的试管中红色较浅
D.用洁净的铂丝蘸取某待测液,置于火焰上灼烧,透过蓝色钴玻璃能观察到火焰呈紫色,则该溶液中一定含有K+,一定不含Na+
11.(2023·广东惠州期末)我国化学家侯德榜发明的“联合制碱法”为世界制碱工业做出了巨大贡献。
Ⅰ.如图为联合制碱法的主要过程(部分物质已略去):
(1)①~③涉及的操作方法中,包含过滤的是 (填序号)。
(2)根据上述流程图,将化学方程式补充完整。
NH3+CO2+ + NaHCO3↓+NH4Cl。
(3)煅烧NaHCO3固体的化学方程式是 。
(4)上述联合制碱法流程中可以循环使用的一种物质是 (填化学式)。
Ⅱ.某小组利用下列装置对Na2CO3和NaHCO3的性质进行探究(夹持装置已略去,气密性已检查)。
(5)方框中为洗气装置,请将该装置图补充完整。
(6)试剂a为饱和NaHCO3溶液,其作用是 。
(7)实验持续一段时间后,观察到饱和Na2CO3溶液中有细小晶体析出,用化学方程式表示产生细小晶体的原因: 。
层次3创新性
12.(2024·辽宁沈阳名校联考)过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)有Na2CO3和H2O2的双重性质,可用作漂白剂和氧化剂,能有效杀灭禽流感病毒。合理组合下列装置能用于测定过碳酸钠中碳酸钠的含量,下列说法不正确的是( )
A.连接顺序为装置Ⅲ→Ⅰ→Ⅱ
B.装置b和e中盛放的试剂相同
C.装置d的作用是防止空气中的H2O和CO2进入c中
D.若b中盛放的是澄清石灰水,只用装置Ⅰ即可验证过碳酸钠与硫酸反应是否生成CO2(不考虑空气中CO2的影响)
13.(2023·广东广州期末)课外兴趣小组的同学探究Na2CO3和NaHCO3性质,并测定混合物中NaHCO3的含量。
【实验一】
(1)室温下,Na2CO3的溶解度大于NaHCO3的实验证据是 。
(2)该实验 (填“能”或“不能”)说明Na2CO3溶液的碱性强于NaHCO3溶液,理由是 。
【实验二】资料:pH越小,c(OH-)越小,溶液碱性越弱。
(3)实验二中,向澄清石灰水滴加Na2CO3溶液,OH-未参与该反应的实验证据是 。
(4)实验二中,滴加NaHCO3溶液的pH变化与滴加Na2CO3溶液的有明显差异,结合离子方程式说明原因 。
(5)为测定Na2CO3和NaHCO3混合物中NaHCO3的质量分数,同学们进行了以下实验:
利用上图所示装置进行测定。称取一定质量的待测样品于锥形瓶中,反应前先打开弹簧夹,通入一段时间的N2,然后关闭弹簧夹,接上总质量为m g的干燥管,再打开分液漏斗的活塞,滴加稀硫酸进行反应。待锥形瓶中不再有气泡产生,关闭分液漏斗a的活塞,打开弹簧夹,再通入一段时间的N2,然后取下干燥管称得其质量为n g。
①洗气瓶b中盛放的液体是 (写名称)。
②第一次通入N2的目的是 。
第二次通入N2的目的是 。
如果没有进行第一次通N2操作,测量的结果将会 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
③实验装置中存在一个不合理之处,会导致测定结果出现误差。如何改进?
第9讲 碳酸钠与碳酸氢钠 碱金属
1.D 解析 根据化学方程式Na2CO3+HClNaCl+NaHCO3,当碳酸钠和HCl的物质的量相等时,不会产生二氧化碳,A错误;NaHCO3和Na2CO3都与盐酸反应生成二氧化碳气体,等质量的Na2CO3和NaHCO3分别与过量盐酸反应,放出的CO2质量不相等,B错误;在Na2CO3、NaHCO3溶液中,C和HC均能水解,导致溶液呈碱性,但是C水解程度大,所以相同浓度时,碳酸钠溶液的碱性强于碳酸氢钠溶液,即Na2CO3溶液的pH大于NaHCO3溶液,C错误;向Na2CO3饱和溶液中通入CO2,会发生反应Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3↓,常温下Na2CO3比NaHCO3易溶,故会析出碳酸氢钠晶体,D正确。
2.B 解析 NaOH固体易潮解,具有腐蚀性,应放置在小烧杯中称量,A错误;观察钾元素的焰色需透过蓝色钴玻璃,图示操作合理,B正确;碳酸氢钠受热分解可产生碳酸钠,C错误;碳酸钠溶液与CO2、HCl(g)均发生反应,应将混合气体通过饱和NaHCO3溶液除去HCl(g),D错误。
3.D 解析 分别加入Ba(OH)2溶液,发生反应:Na2CO3+Ba(OH)2BaCO3↓+2NaOH、2NaHCO3+Ba(OH)2BaCO3↓+Na2CO3+2H2O,均产生白色沉淀,A错误;分别逐滴加入质量分数相等的稀硫酸,NaHCO3溶液中立即产生气泡,Na2CO3溶液中开始无明显现象,过一段时间才产生气泡,故B错误;分别加热两支试管中的溶液,若溶质不发生分解,溶解在溶液中的气体因受热而从溶液中逸出,产生气泡,不能据此区分两种溶液,C错误;两支试管中溶液均呈碱性,因此滴加酚酞溶液后均呈红色,D正确。
4.A 解析 制备NaHCO3的具体过程为先制备CO2,再除去杂质HCl,然后将纯净的CO2通入饱和氨盐水中制得NaHCO3,最后用NaOH溶液处理多余的CO2,所以装置的连接顺序为a→d→e→b→c→f→g,A正确。
5.D 解析 相同温度下,Na2CO3的溶解度比NaHCO3大,A错误;未指明溶液体积,无法计算微粒总数,B错误;未指明气体所处的状况,22.4LCO2不一定为1ml,C错误;HC在溶液中既发生电离,又发生水解,根据说明书描述水溶液微碱性,说明HC的水解程度大于电离程度,则有c(H2CO3)>c(C),D正确。
6.A 解析 Li和Na都能与水剧烈反应生成碱和H2,故钠不能从LiCl溶液中置换出金属锂,A错误;电解熔融LiCl-KCl混合物,由于氧化性:Li+>K+,则阴极上Li+得电子生成Li,B正确;硬脂酸锂与硬脂酸钾的阳离子不同,进行焰色试验时焰色不同,可以鉴别,C正确;在LiPF6和PF5中磷的化合价都显+5价,该分解反应为非氧化还原反应,根据原子守恒可确定另外产物为LiF,D正确。
7.D 解析 氢氧化钠溶液与过量二氧化碳反应生成NaHCO3,可以实现转化关系①,A正确;Na2O2分别与水、二氧化碳反应均生成O2,B正确;向碳酸钠溶液中不断滴加盐酸依次发生反应③Na2CO3+HClNaCl+NaHCO3、反应⑧NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑,都生成氯化钠,C正确;反应②通过加热能实现物质转化,也可加入氢氧化钠溶液实现物质转化:NaHCO3+NaOHNa2CO3+H2O,D错误。
8.D 解析 连接好装置后,先通过氮气赶尽装置内空气,避免空气中的二氧化碳影响测定结果,固体受热分解生成的二氧化碳和水蒸气进入装置B,利用冰水冷却生成的水蒸气,利用装置C中的碱石灰吸收生成的二氧化碳,最后干燥管中的碱石灰可防止空气中的二氧化碳、水蒸气进入装置C影响测定结果。由上述分析可知,A正确;装置B利用冰水冷却生成的水蒸气,防止水蒸气进入装置C,B正确;若样品分解不完全,测得二氧化碳质量减小,碳酸氢钠质量减小,则导致碳酸钠的质量分数偏大,C正确;若产生CO2气体的速率太快,没有被碱石灰完全吸收,测得二氧化碳的质量减小,碳酸氢钠质量减小,从而导致碳酸钠的质量分数偏大,D错误。
9.C 解析 氨气极易溶于水,所得溶液呈碱性,饱和食盐水中通入氨气、继续通入过量二氧化碳则生成碳酸氢根,碳酸氢钠溶解度小,形成碳酸氢钠的过饱和溶液,则析出碳酸氢钠晶体,主要反应为CO2+NH3·H2ONH4HCO3,NH4HCO3+NaClNaHCO3↓+NH4Cl,可表示为CO2+NH3+H2O+NaClNaHCO3↓+NH4Cl,所得碳酸氢钠受热发生分解反应生成碳酸钠、水和二氧化碳,二氧化碳可以循环利用,向滤液中加入NaCl,通过降温结晶析出氯化铵晶体。滤渣主要成分是NaHCO3,在相同温度下碳酸氢钠溶解度比碳酸钠小,A错误;澄清石灰水与Na2CO3和NaHCO3反应均有CaCO3白色沉淀生成,现象相同,无法鉴别,B错误;应该向“饱和食盐水”中先通入足量NH3,再通入过量CO2,C正确;最终所得“母液”中含有铵根离子、钠离子和氯离子,可循环利用,D错误。
10.B 解析 A是一种常见的金属单质,A与O2在点燃条件下生成B,B是淡黄色固体,则A是Na,B是Na2O2。结合图中物质之间的转化反应及条件推知,C为NaOH,D为Na2CO3,E为NaHCO3。钠还能与氧气反应得到Na2O,Na2O和Na2O2中阴离子与阳离子的数目比均为1∶2,A错误;完全燃烧Wg的CO和H2的混合气体,然后将产物与过量的B反应,则固体增重Wg,B正确;浓度相同的Na2CO3和NaHCO3溶液,Na2CO3溶液碱性强,C错误;透过蓝色钴玻璃观察焰色时,看到火焰呈紫色,证明含有K+,但不能确定是否含Na+,D错误。
11.答案 (1)①③
(2)NaCl H2O
(3)2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
(4)CO2
(5)
(6)除去二氧化碳气体中的氯化氢
(7)Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3↓
解析 向饱和食盐水中依次通入氨气、二氧化碳气体,发生反应生成碳酸氢钠晶体和氯化铵,过滤得到碳酸氢钠固体,加热分解生成碳酸钠,溶液A中加入氯化钠析出氯化铵晶体,过滤得到氯化铵晶体和溶液B,溶液B主要为氯化钠、氯化铵等。
(1)过滤是分离固体和液体的操作,分析可知①~③所涉及的操作方法中,包含过滤的是①③。
(2)向氨化的饱和食盐水中通入二氧化碳生成碳酸氢钠和氯化铵,反应的化学方程式:NH3+CO2+NaCl+H2ONaHCO3↓+NH4Cl。
(3)碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,反应的化学方程式:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。
(4)开始通入二氧化碳反应,最后碳酸氢钠受热分解生成的CO2可循环使用。
(5)方框中为洗气装置,导气管长进短出,该装置为。
(6)试剂a为饱和NaHCO3溶液,其作用是吸收盐酸挥发出的HCl气体。
(7)实验持续一段时间后,观察到饱和Na2CO3溶液中有细小晶体析出,为生成的碳酸氢钠晶体,反应的化学方程式为Na2CO3+H2O+CO22NaHCO3↓。
12.B 解析 稀硫酸与过碳酸钠反应生成CO2,由于空气中含有CO2,所以需要除去空气中的CO2,又因为还需要防止空气中的水蒸气进入c,故连接顺序是装置Ⅲ→Ⅰ→Ⅱ,A正确;装置b和e中盛放的试剂分别是浓硫酸和氢氧化钠溶液,B错误;装置d的作用是防止空气中的H2O和CO2进入c中,C正确;氢氧化钙与CO2反应生成碳酸钙沉淀,因此若b中盛放的是澄清石灰水,只用装置Ⅰ即可验证过碳酸钠与硫酸反应是否生成CO2,D正确。
13.答案 (1)相同温度下,1 g Na2CO3在5 mL水中完全溶解,而1 g NaHCO3在5 mL水中未完全溶解
(2)不能 二者溶液的浓度不同
(3)反应后溶液的pH与澄清石灰水中加蒸馏水的pH相同
(4)Ca2++OH-+HCCaCO3↓+H2O
(5)①浓硫酸 ②将装置中空气排净 将反应生成的二氧化碳全部赶到干燥管中被碱石灰吸收 偏大 ③在装碱石灰的干燥管后再接一个装碱石灰的干燥管,防止空气中的水分和CO2进入吸收装置而影响实验测定
解析 (2)该实验不能说明Na2CO3溶液的碱性强于NaHCO3溶液,理由是两者形成溶液的浓度不等,不能判断碱性强弱。
(4)实验二中,滴加NaHCO3溶液的pH变化与滴加Na2CO3溶液的有明显差异,碳酸氢根离子消耗氢氧根离子,离子方程式为Ca2++OH-+HCCaCO3↓+H2O。
(5)①洗气瓶b中盛放的液体是对生成物进行干燥,使干燥管吸收纯净的气体,所以为浓硫酸。
②第一次通入N2的目的是将装置中空气排净,第二次通入N2的目的是将反应生成的二氧化碳全部赶到干燥管中被碱石灰吸收,如果没有进行第一次通N2操作,会使二氧化碳的质量增大,测量的结果将会偏大。
③干燥管可能会吸收空气中的水和二氧化碳,对结果造成误差。A.称取一定质量的NaOH固体
B.检验样品中是否含钾元素
C.除去碳酸氢钠中少量的碳酸钠
D.除去CO2中少量的HCl(g)
选项
实验操作
结论
A
分别向两支试管的溶液中加入Ba(OH)2溶液
产生白色沉淀的是Na2CO3溶液
B
分别逐滴加入质量分数相等的稀硫酸
立即产生气泡的是Na2CO3溶液
C
分别加热两支试管中的溶液
产生气泡的是NaHCO3溶液
D
分别向两支试管的溶液中滴加几滴酚酞溶液
溶液均呈红色
序号
操作
Na2CO3
NaHCO3
①
在两支试管中分别加入1 g Na2CO3、1 g NaHCO3,再加入5 mL水,充分振荡;将两支温度计分别插入试管中
温度由
17.6 ℃变为23.2 ℃;放置到室温时,试管内无固体
温度由17.6 ℃变为17.2 ℃;放置到室温时,试管内有少量固体残留
②
室温时,分别向①所得溶液中滴入2滴酚酞溶液
溶液变红
溶液微红
实验
操作
测量下述实验过程的pH变化
实验
数据