微专题强化提升课与钠及其化合物相关的实验学案2.docx

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1、与钠及其化合物相关的实验命题解读本局部知识在高考考查中更多以选择题的形式考查，考查学生对钠及其化合物性 质的了解、实验的根本操作及实验评价，重点考查过氧化钠与水、非金属氧化物（C02、S02等） 的反响、碳酸钠与酸的反响、碳酸钠质量分数的测定。考查宏观辨识与微观探析、证据推理 与模型认知、科学探究与创新意识等学科素养。命题角度1:过氧化钠性质探究【典例1现有一定最含有NaQ杂质的Na。试样，用如以下图实验装置测定Na试样的纯度。 （可供选用的反响物只有CaCOs固体、6 moi L 盐酸、6 mol IL硫酸和蒸储水）答复以下问题：（1）装置A中液体试剂选用 0（2）装置B的作用是, 装置E中

2、碱石灰的作用是。（3）装置D中发生反响的化学方程式为。（4）假设开始时测得样品的质量为2.0 g,反响结束后测得气体体积为224 mL（标准状况），那 么Na?。?试样的纯度为。【解析】（DA是用来制取二氧化碳的装置，碳酸钙和硫酸反响时，生成的硫酸钙微溶于水， 会覆盖在碳酸钙的外表，使反响不能继续进行，所以用盐酸而不用硫酸来反响，故装置A中 液体试剂选用6 moi盐酸。（2）碳酸钙和盐酸反响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，CO?分别与它们发生反响。（4）

3、根 据反响2NaA+2C02=2Na2C0；1+02,反响结束后测得气体体积为224 mL（标准状况），即生成的 0 224 I氧气的物质的量为折台FT =0.01 mol,那么过氧化钠的物质的量为 22. 4 L , mol0. 02 mol,故试样中过氧化钠的纯度为2川。1：8 g mol x 100%=78%o2. 0 g答案：（1）6 molI盐酸（2）除去气体中的HC1吸收装置D中反响剩余的C0?（3）2Na202+2C02=2Na2C0； Na20+C02=Na2COX4） 78%（1）（科学探究与创新意识）该实验有不严谨之处，你能指出吗？提示：分液漏斗的盐酸滴入试管中会排出空气进

4、入装置F,造成测得6的体积偏大。（2）（科学探究与创新意识）如果撤去装置C,对实验的测定结果是否有影响？说明原因。成水和氧气；(4)过氧化钙晶体(CaO2 - jH20),难溶于酒精，所以洗涤时采用95%的酒精溶液洗涤剂的优 点是易于枯燥，减少晶体损失；如果晶体洗涤不干净，会混有氯化钱，即含有氯离子，所以参加硝酸银如果有白色沉淀产 生，说明没有洗干净，如果没有现象，说明洗干净了。答案：(1)2CaO,+4HC1 =2CaC 12+21120+02 t 巾d-e-ff 11c-e(或 d-eTf c-b-e) i (3)Ca(0H)2+2NH.Cl= CaCl2+ 2NHM+21L0防止过氧化氢

5、分解(4)便于枯燥，减少晶体损失取最后一次洗涤液 于试管中，先加硝酸，再加硝酸银，假设无沉淀产生，说明洗涤干净；反之，那么没有洗涤 干净提示：没有。撤去装置C,那么进入装置D的气体为C02和水蒸气，都能与Na2&反响生成且与生成的6物质的量之比都是2 ： 1,剩余的水蒸气也能被装置E吸收，也不影响的测定。【归纳总结】过氧化钠性质探究的出发点Na。的强氧化性。试剂现象反响原理S02气体Na2O2+SO2=Na2SOiFeCk溶液产生气体和红褐色沉淀4Na2O2+4FeCl2+6H2O=4Fe(OH)31 +0 t +8NaClNa2s6溶液Na2O24-Na2SO3+H2O=Na2soi+2Na

6、OH氢硫酸溶液变浑浊Na2O2+H2S=S I +2NaOH酚酸溶液产生气体，溶液先变红后褪色与水反响生成6和NaOH,使溶液变红，Nag,的强氧化性又使之褪色品红溶液红色褪去Na的强氧化性使之褪色(2)遇KMnOi等强氧化剂时，N&Q表现出复原性，氧化产物为(3)遇CO八HO H+,岫2。2发生自身的氧化复原反响。命题角度2：碳酸钠制备、性质实验探究【典例2化学兴趣小组的同学为测定某NaQ,和NaCl的固体混合物样品中Na2c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)甲同学用图1所示装置测定C0?的质量。实验时稀硫酸是与样品中的(填 “NazCO：或“NaCl)发生反

7、响，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)乙同学用图2所示装置，取一定质量的样品(加g)和足晟稀硫酸反响进行实验，完成样品 中Na03质量分数的测定。实验前，检查该装置气密性的方法是先翻开活塞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，假设b下端玻璃管中的 ，那么装置气密性良好。在实验完成时，能直接测得的数据是C0?的_(填体积”或质量”)。(3)丙同学用如以下图方法和步骤进行实验：操作【涉及的实验名称有、洗涤；操作I【涉及的实验名称有枯燥、丙同学测得样品中NaO,的质量分数为【解析】(DNaCl不与稀硫酸反响，Na()3与稀硫酸反响。仪器b

8、的名称是分液漏斗。浓硫酸 的作用是除去中的水蒸气(或枯燥CO?气体)。(2)将针筒活塞向内推压，增大了容器中的压强，故假设b下端玻璃管中的液面上升，那么 装置气密性良好。CO?是气体，故能直接测得的数据是C02的体积。(3)生成沉淀，故操作【涉及过滤操作。要知道固体的质量需要称量。经过计算，样品中Na03质量分数的计算式为黑o答案：(l)Na03分液漏斗 除去CO?中的水蒸气(2)液面上升体积过滤称量端转定量型实验方案的设计1 .测量沉淀质量法：先将某种成分转化为沉淀，然后过滤、洗涤、枯燥后称量沉淀的质量再进行相关计算。称量固体一股用托盘天平，精确度为0. 1 g,但精确度高的实验中可使用分析

9、天平或电子天平,可精确到0.000 1 go2 .测量气体体积法：(1)量气装置的设计。以下装置中，A是常规的量气装置，B、C、D是改进后的装置。(2)读数时先要将其恢复室温后，再调整量气装置使两侧液面相平，最后读数要求视线与凹液 面最低点相平。3 .测量气体质量法：一般有两种方法：一种方法是称反响装置在放出气体前后的质量减小值；另一种方法是称吸 收装置前后的质量增大值。4 .滴定法:即利用滴定操作原理，通过酸碱中和滴定、沉淀滴定和氧化复原反响滴定等获得相应数据后再进行相关计算。1 .（过氧化钠性质探究）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 和过氧化钠反响”。（1）过氧

10、化钠与二氧化碳反响的化学方程式是, 该反响中，反响物的总能量（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.石灰石实验时，应先翻开弹簧夹（填“KJ或KJ ）,观察到预期现象后，关闭它，再翻开另一个弹簧夹。（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。为观察到最终木条复燃，甲建议在HI后安装一个盛有碱石灰的枯燥管，目的是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CO?参与了反响，原因是为进一步到达实验目的，应补充的实验是取最终反响后IH中所得固体，【解析】（1）此反响是放热反响。（2）依据实验目

11、的，需要枯燥CO?,所以装置【是制取CO?的 装置，因为盐酸易挥发出HC1,所以应选择稀硫酸、小苏打。（3）先通枯燥C6,然后再通湿润 C&进行比照。（5）证明反响后固体中含有C07。答案：（l）2Na2（）2+2C02=2Na2cos+0,大于（2）bc（3）K?（4）除去未充分反响的CO?水与Na反响生成（M5）参加稀盐酸，将产生的气体 通入澄清石灰水中（答案合理即可）2 .（碳酸钠制备、性质实验探究）为测定NaOH、NazCO；混合物中NazCO*的质量分数，甲同学拟 采用图（1）所示装置来测定。乙同学拟采用图（2）所示装置来测定。请答复以下问题：（1）甲同学用图（1）装置来测定，在没有

12、放样品前，检查该装置气密性的方法之一是从酸式滴 定管向烧瓶中参加一定量的水，观察到 现象， 证明此装置不漏气。实验时称得样品的质量为加g,酸式滴定管的起始读数为amL,终了读数为6mL,注射器测定排出的气体为cmL（已折算成标准状况），该样品中Na2c0, 的质量分数为（用含a、b、c、勿的代数式表示）。（2）本实验选用稀硫酸而未选用稀盐酸的原因是O（3）乙同学观察了甲同学的实验后很受启发，并发现自己的图原实验设计方案会造成误差。 其原因之一可能是C02在水中溶解度较大，引起测量气体体积减小。内同学经思考后。建议乙 同学将图中某局部稍作改进，就可防止此种误差，写出你的改进方案丁同学提出将图装置

13、中量气装置去掉，只用反响装置和天平也能较准确地测出样品中Na0,的质量分数，请你分析丁同学方案中，除了测定样品的质量，还需测定的另两个数据是（5）还可以用其他实验方法测定试样中纯碱的质量分数，请简述一种与上述各方法不同的实验方法。【解析】（1）向烧瓶中滴加水，会把空气排到注射器中，进去空气体积与滴加的水体积应相等,说明装置的气密性良好，否那么气密性不好，溶液的体积等于排出空气的体积，即P（COJ =c- (/?a) mL,那么 n (C02)=上一mol,根据碳元素守恒 (Na2CO3) =n (CO；-)22.4其质量分数为什a) X10/xi0622.4 mX 100% =53 1cb+a

14、)112加（2）盐酸容易挥发出氯化氢气体,而硫酸不易挥发，减少误差。（3）产生误差的原因可能是C02在水中溶解度较大，引起测量气体的体积减小，改进方案减少CO?的溶解，需要把水换成饱和 碳酸氢钠溶液，或者在水外表加少量油或荒，来减少CO?的溶解。（4）NaO）3+H2S04=Na2S0i+ C04+H2,利用反响前后的质量差进行计算，因此还需要测的数据为反响前装有药品的整个 装置的质量、反响后整个装置的质量。（5）上述方法是测C02的体枳，称最一定后的样品配成 溶液，向溶液中参加过量的BaCk溶液，对沉淀过滤、洗涤、烘干、称量，由沉淀质量计算出 碳酸钠的质量，最后计算出NaCO的质量分数。答案

15、：（1）注射器增大的体积与参加水的体积相等53 （c-Z?+a）112加(2)盐酸容易挥发出氯化氢气体，而硫酸不易挥发，减少误差(3)将水换成饱和NaHCO3溶液，或在贮水瓶中的水面上加一层植物油都可防止C0：溶于水(4)反响前装有药品的整个装置的质量反响后整个装置的质量(5)称量一定质量的样品配成溶液，参加足量的BaCh溶液后得到沉淀，将沉淀进行过滤、洗 涤、枯燥、冷却、称量。由沉淀(BaCO：,)质量计算出Na(h的质量，最后计算出的质量 分数3 .某小组设计如以下图装置(夹持装置略去)，在实验室模拟侯氏制碱工艺中NaHCO3的制备。 以下说法不正确的选项是()A.、中可分别盛放饱和食盐水

16、和浓氨水B.应先向中通入足量NH：,再通入足量CO?C.中反响的离子方程式为NH3+C02+H20=NH +HCO；D.装置也可用于制比【解析】选C。本实验利用浓氨水与碱石灰混合制取氨气，所以装置中盛装浓氨水，装置 中盛装饱和食盐水，A项正确；先通入足量氨气，再通入足量CB有利于NallCQ,的生成和析出， B项正确；中反响的离子方程式为NH3+CO2+Na+HQ=NaHC03J +NH： , C项错误；装置适合块状不溶于水的固体和液体反响，可以用 其制取氢气，【)项正确。4 . C6与S02都是酸性氧化物，具有一定的相似性。Na?。?和C02能反响，某化学兴趣小组的同 学据此认为NaQ和SO

17、也能反响，为此设计了如下实验装置来验证Na?。和SO?反响的产物。 如图安装仪器，检查装置气密性后添加药品并滴入适量浓硫酸。答复以下问题：点燃A处酒精灯，不久可观察到烧瓶中产生大量气体，写出反响的化学方程式C处玻璃管管壁发热，管内药品的颜色变化是0(2)在反响过程中如何用较简便的操作证明反响产生了。2? O(3)F处用排水法收集气体，由什么现象可证明提供的气体中己不含S02 ?(4)待反响结束后，取C处玻璃管内的少量固体装入试管中，加水溶解时未产生气体，那么如 何证明产物中有Na2so3? _。(5)待反响结束后，取C处玻璃管内的少量固体装入试管中，参加足量的盐酸，再参加氯化钢 溶液，发现有白

18、色沉淀生成，试分析产生沉淀的原因：C(6)有的同学认为：假设将装置末端的烧杯换成量筒(或量气管)，那么可通过测定排水的体积来测定他2。2药品的纯度。试判断该方案是否可行：(填是或否)，原因是【解析】so,与C0?有相似性，也有差异性。SOz有较强的复原性，(U那么没有更原性。有强氧化性，因此Na202会将S0?氧化成Na2S0lo(DCu与浓硫酸反响生成CuSO、SO?和也0,产生的SQ进入C中与NaB反响生成NazSCh,颜色由淡黄色变为白色。(2)可用带火星的木条检验02,木条复燃证明产生。2。(3)S6能使品红溶液褪色，当E处不褪色时，说明6中不含SO?。NazSO,与强酸反响生成S0?

19、气体，可利用此反响验证Ma2s的存在。(5)Na具有强氧化性，可将Na2s氧化为Na2s0。(6) Na与SO?可直接反响生成Na2S0t,此时不产生0?使测定结果偏小。答案：(l)Cu+2H2S0,(浓)金=CuSOdSOzt +2HQ 由淡黄色变成白色(2)翻开D装置.b处橡皮塞，插入带火星的木条，如果木条复燃，说明产生了(3) E处的品红不褪色，说明氧气中不含有二氧化硫(4)向该溶液中参加稀盐酸，有气体产生(5)过氧化钠有氧化性，反响过程中有局部亚硫酸钠被氧化成硫酸钠，与参加的氯化钢反响产 生难溶于酸的沉淀(6)否 可能存在局部S02与Na2O2反响生成NavSOi而无。2产生5.某同学

20、利用如图装置，测定NaHC03与稀硫酸反响生成气体的体积。(1)组装好仪器后，首先进行的操作为 O(2)导管g的作用为(3)为了减小实验误差，B、C中最好用 溶液代替水。A.饱和Na2c6溶液B.饱和NaHCOs溶液C.饱和食盐水(4)待反响结束，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：。【解析】(1)连接好仪器后在实验前要检查装置气密性，否那么可能导致实验失败；(2)导管g的作用是平衡分液漏斗与锥形瓶内的气压，使液体顺利流下，否那么稀硫酸不易流 卜；滴入锥形瓶的稀硫酸体枳等于进入分液漏斗的气体体积，从而消除由于参加稀硫酸引起 的体积误差，而使测量更准确；(3)二氧化碳

21、能溶于水，但难溶于饱和碳酸氢钠溶液，从而减少误差，所以可以用饱和碳酸氢 钠代替水；CO?能与Na2c0?溶液反响。(4)读数时，B、C两管液面相平、视线与液面最低处相平，否那么易产生误差，导致计算结果 有误差。答案：(1)检查装置气密性(2)平衡分液漏斗与锥形瓶内的气压，使液体顺利流卜B(4)读数时应上下移动C管，使B、C两管液面相平 视线与液面最低处相平6.(过氧化钙性质探究)(2021 广州模拟)过氧化钙(CaOD常用作种子及谷物的无毒性消毒剂, 常温下为白色的固体，微溶于水，且不溶于乙醇、乙酸和碱性溶液，但溶于酸。某实验小组拟探究CaOz的性质及其实验室制法。操作现象向盛有4 g CaO

22、z的大试管中参加10 niL稀盐 酸得溶液a剧烈反响，产生能使带火星木条复燃的气体取5 mL溶液a于试管中，滴入两滴石蕊试液溶液变红，一段时间后溶液颜色明显变浅，稍后，溶液变为无色(1)实验探究CaO?与酸的反响。CaO2与盐酸反响的化学方程式为参加石蕊试液后溶液褪色可能是因为溶液a中存在较多的 o(2)用如卜.列图装置制备过氧化钙，其反响原理为Ca+O?- Ca02o请选择实验所需要的装置，按气流方向连接的顺序为(填仪器接口的字 母，上述装置可不选用也可重复使用)。根据完整的实验装置进行实验，实验步骤如下：I.检验装置的气密性后，装入药品；II. 翻开分液漏斗活塞，通入气体一段时间，加热药品

23、；III.反响结束后，应先(填 操作i或ii); IV.撤除装置，取出产物。i .熄灭酒精灯，待反响管冷却至室温ii.停止通入氧气，并关闭分液漏斗的活塞(3)利用反响：Ca2+H202+2NH3+8U20=Ca02 - 8也0 I +2NH：在碱性环境下制取CaO2的装置如 以下图。装置A中试管内发生反响的化学方程式为O装置C采用冰水浴控制温度在0 左右，可能的原因主要有I .该反响是放热反响，温度低有利于提高Ca02 - 8也0的产率。II. O(4)反响结束后，经过滤、洗涤、低温烘干可获得CaO2-8HzO。洗涤时采用95%的酒精洗涤剂的优点是 o检验晶体已洗涤干净的方法为。【解析】(1)

24、产生能使带火星木条复燃的气体为氧气，反响还生成氯化钙与水，反响方程式 为2Ca0?+4HCl=2CaC12+2H2()+()2 t ；参加石蕊后溶液褪色可能是因为溶液a中存在较多 的HA,具有强氧化性，使溶液红色褪去；(2)锥形瓶内利用二氧化钵作催化剂分解过氧化 氢生成氧气，用浓硫酸枯燥，然后氯气与钙反响生成Ca&,气流方向连接的顺序为d-e-f 一b-c-e (或d-e-f-c-b-e)：实验结束，熄灭酒精灯，待反响管冷却至室温，停止通 入氧气，并关闭分液漏斗的活塞，选i ； (3)反响物是氢氧化钙和氯化铁反响生成氯化钙、 氨气和水，所以方程式是Ca(OH)2+2NH10= CaCk+2NH +2HQ；装置C采用冰水浴控制温度在0 C左右，可能的原因主要有温度高时过氧化氢容易分解生