鈉及其化合物命題素材源:來自華盛頓州立大學和西北太平洋國家實驗室的研究人員研制出了一種鈉離子電池,這種電池的能量轉換和工作性能與一些商用鋰離子電池相同。這一突破使得使用大量廉價材料的電池技術成為可能。該項目的研究人員報告了迄今為止最好的鈉離子電池的結果之一。鈉的化合物在自然界中存在豐富,且在生活中應用廣泛,對鈉及其化合物的改造、開發、利用是化學研究的一項主要任務。

【前瞻命題群】命題(一):純堿是生活中常用食品添加劑,也是重要的工業原料。(1)我國化學家侯德榜改革國外的純堿生產工藝,其生產流程可簡要表示如下:提示:沉淀池中發生的反應為NH3+CO2+H2O+NaCl====NaHCO3↓+NH4Cl①往飽和食鹽水中依次通入足量的NH3、CO2(氨堿法),而不先通CO2再通NH3的原因是

。②從生產流程圖可知,物質X是________________________________________。

③寫出煅燒爐中發生反應的化學方程式:

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(2)NaHCO3是氨堿法和聯合制堿法制純堿的中間產物,在濾出小蘇打后,母液提取氯化銨有兩種方法:①通入氨,冷卻、加食鹽,過濾。②不通入氨,冷卻、加食鹽,過濾。對兩種方法的評價正確的是____(選填編號)。

a.①析出的氯化銨純度更高b.②析出的氯化銨純度更高c.①的濾液可直接循環使用d.②的濾液可直接循環使用(3)實驗室用CO2和50mL2mol·L-1NaOH溶液制取50mL1mol·L-1純堿溶液。①寫出簡要的實驗步驟:

。

②寫出有關反應的化學方程式:

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【解析】(1)①由于CO2在NaCl溶液中的溶解度很小,先通入NH3使食鹽水呈堿性,能夠吸收大量CO2氣體,產生較高濃度的,才能析出NaHCO3晶體;②③煅燒爐中發生反應2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,CO2為沉淀池中通入的氣體,故可以循環使用。(2)a.濾出小蘇打后,母液里有NH4Cl和NaHCO3,通入氨氣,增加c(),再加入食鹽,使NH4Cl析出,然后過濾,氯化銨的純度較高,故a說法正確;b.②中析出的NH4Cl中含有較多的NaCl,氯化銨的純度降低,故b說法錯誤;c.①中濾液還有較多的NH3,不能直接循環使用,故c說法錯誤;d.②中濾液中含有較多NaCl,可以直接循環使用,故d說法正確。(3)向NaOH溶液中通入CO2氣體,由于通入氣體的量控制不好,得到的溶液的溶質可以有四種可能①NaOH、Na2CO3②Na2CO3③NaHCO3、Na2CO3④NaHCO3。故可以利用反應NaHCO3+NaOH====Na2CO3+H2O制備碳酸鈉。答案:(1)①由于CO2在NaCl溶液中的溶解度很小,先通入NH3使食鹽水呈堿性,能夠吸收大量CO2氣體,產生較高濃度的,才能析出NaHCO3晶體②CO2③2NaHCO3

Na2CO3+CO2↑+H2O(2)ad(3)①將50mL2mol·L-1NaOH溶液分成兩等份,在一份NaOH溶液中通入過量的CO2氣體,再將兩溶液混合,即得50mL1mol·L-1Na2CO3溶液②NaOH+CO2====NaHCO3、NaHCO3+NaOH====Na2CO3+H2O對兩種方法的評價正確的是____(選填編②打開止水夾K1、K2,向右推動注射器1的活塞,可觀察到的現象解析:溶液中的溶質微粒可能帶電,如氯化鈉溶液,A錯誤;滲析是分離溶液和膠體的最簡便的方法,不能用于鑒別二者,B錯誤;膠體與溶液中的分散質都可以通過濾紙,溶液中的分散質可以通過半透膜,膠體中的膠體粒子不能通過半透膜、分子篩,C錯誤;膠體具有丁達爾效應,溶液沒有丁達爾效應,所以利用丁達爾效應可以鑒別膠體和溶液,D正確。中發生反應2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,CO2為沉淀池中通入的氣體,故可以循25mol一氯甲烷生成二氯的過C．物質甲分子中存在6個σ鍵D．Y元素的氧化物對應的水化物為強酸為達到相同目的,還可進行的操作是OFe(OH)3和FeCl3(3)增大【解析】(1)①由于CO2在NaCl溶液中的溶解度很小,先通入NH3使食鹽水呈堿性,再用注射器1抽取100mL純凈的CO2,將其連接在K1處,注射器2的活塞推到底后連用反應NaHCO3+NaOH====Na2CO3+H2O制備碳酸鈉。Na2O2中-1價O,氧化產物是FeCl3和Fe(OH)3;用反應NaHCO3+NaOH====Na2CO3+H2O制備碳酸鈉。解反應生成Al(OH)3和CO2進行滅火,寫出該反應的化學方程式命題(二):碳酸氫鈉俗稱“小蘇打”,在生活、生產中用途廣泛。(1)泡沫滅火器中主要成分是NaHCO3溶液和Al2(SO4)3溶液,兩者混合后發生雙水解反應生成Al(OH)3和CO2進行滅火,寫出該反應的化學方程式

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(2)Na2O2和NaHCO3都屬于鈉的化合物,Na2O2具有很強的氧化性。少量Na2O2與FeCl2溶液能發生如下反應:____Na2O2+____FeCl2+____H2O====____Fe(OH)3↓+____FeCl3+____NaCl,已知FeCl2前面化學計量數為6,配平上述化學方程式,并用單線橋標出電子轉移方向和數目

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3Na2O2+6FeCl2+6H2O====4Fe(OH)3↓+2FeCl3+6NaClOFe(OH)3和FeCl3(3)增大。對兩種方法的評價正確的是____(選填編【解析】(1)乙裝置中盛裝的是飽和NaHCO3溶液,用來除去二氧化碳中的HCl;丙(1)我國化學家侯德榜改革國外的純堿生產工藝,其生產流程可簡要表示如下:有關膠體與溶液的說法正確的是()。再用注射器1抽取100mL純凈的CO2,將其連接在K1處,注射器2的活塞推到底后連(2)Na2O2和NaHCO3都屬于鈉的化合物,Na2O2具有很強的氧化性。(3)向NaHCO3溶液中加入少許Ba(OH)2固體,忽略溶液體積變化,溶液中的c()FeCl2溶液能發生如下反應:____Na2O2+____FeCl2+____H2O====____Fe(OH)3↓。3Na2O2+6FeCl2+6H2O====4Fe(OH)3↓+2FeCl3+6NaCl;該反應中被還原的元素是。該反應中被還原的元素是____(填元素符號),氧化產物是____。

(3)向NaHCO3溶液中加入少許Ba(OH)2固體,忽略溶液體積變化,溶液中的c()的變化是_________(填“增大”“減小”或“不變”)。

【解析】(1)根據信息,NaHCO3與Al2(SO4)3發生雙水解反應,其化學反應方程式為Al2(SO4)3+6NaHCO3====2Al(OH)3↓+6CO2↑+3Na2SO4;(2)Na2O2具有強氧化性,在該反應中作氧化劑,Fe2+以還原性為主,作還原劑,Na2O2中氧元素共降低2價,Fe2+→Fe3+升高1價,最小公倍數為2,題中給出FeCl2的化學計量數為6,則Na2O2的化學計量數為3,根據原子守恒配平其他,即反應方程式為3Na2O2+6FeCl2+6H2O====4Fe(OH)3↓+2FeCl3+6NaCl;電子轉移的方向和數目是3Na2O2+6FeCl2+6H2O====4Fe(OH)3↓+2FeCl3+6NaCl;該反應中被還原的元素是Na2O2中-1價O,氧化產物是FeCl3和Fe(OH)3;(3)Ba(OH)2少量,發生離子反應方程式Ba2++2OH-+2H====BaCO3↓+2H2O+,NaHCO3電離方程式為NaHCO3====Na++,因此加入少許Ba(OH)2固體,溶液中c()增大;答案:(1)6NaHCO3+Al2(SO4)3====2Al(OH)3↓+6CO2↑+3Na2SO4(2)3

6

6

4

2

63Na2O2+6FeCl2+6H2O====4Fe(OH)3↓+2FeCl3+6NaClO

Fe(OH)3和FeCl3

(3)增大命題(三):潛艇是公認的戰略性武器(尤其是在裁軍或擴軍談判中),其研發需要高度發達和全面的工業能力,目前只有少數國家能夠自行設計和生產。其中潛艇的供氧就是一個關鍵問題,過氧化鈉是潛艇中的供氧劑。室溫下,某同學進行CO2與Na2O2反應的探究實驗,回答下列問題:(1)用圖1裝置制備純凈的CO2。①丙裝置的名稱是______

,乙、丙裝置中盛裝的試劑分別是____

、______。

②若CO2中混有HCl,則HCl與Na2O2反應的化學方程式為

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(2)按照圖2的裝置圖進行實驗(夾持裝置略)。D．用活性炭為糖漿脫色和用次氯酸鹽漂白紙漿的原理相同A．原子半徑：Y＞X＞W解析:溶液中的溶質微粒可能帶電,如氯化鈉溶液,A錯誤;滲析是分離溶液和膠體的最簡便的方法,不能用于鑒別二者,B錯誤;膠體與溶液中的分散質都可以通過濾紙,溶液中的分散質可以通過半透膜,膠體中的膠體粒子不能通過半透膜、分子篩,C錯誤;膠體具有丁達爾效應,溶液沒有丁達爾效應,所以利用丁達爾效應可以鑒別膠體和溶液,D正確。7．化學與人類生產、生活密切相關。下列有關說法不正確的是D．g的單質可用于制備漂白粉③SF6中有6對完全相同的成鍵電子對④SiF4和SO32－的中心原子均為sp3雜化C．物質甲分子中存在6個σ鍵D．Y元素的氧化物對應的水化物為強酸C．改變溫度，反應中轉移電子的物質的量n的范圍：amol≤n(e-)≤amol二氯甲烷就要先生成0.25mol一氯甲烷，再有這0.25mol一氯甲烷生成二氯的過D．某無色溶液中加Ba（NO3）2溶液，再加入稀鹽酸，產生白色沉淀，則原溶液中一定含有SO12．下列有關金屬的工業制法中，正確的是A．食品袋和糧倉里充入氮氣作防腐劑B．75%酒精常作水壺的除垢劑3.有關膠體與溶液的說法正確的是()。①先組裝儀器,然后__________

,

再用注射器1抽取100mL純凈的CO2,將其連接在K1處,注射器2的活塞推到底后連接在K2處,具支U形管中裝入足量的Na2O2粉末與玻璃珠。②打開止水夾K1、K2,向右推動注射器1的活塞,可觀察到的現象是

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③實驗過程中,需緩慢推入CO2,其目的是

,

為達到相同目的,還可進行的操作是