（江蘇專用）2022年高考化學一輪復習 專題2 從海水中獲得的化學物質(zhì) 5 第四單元 鈉、鎂及其重要化合物教案

（江蘇專用）2022年高考化學一輪復習 專題2 從海水中獲得的化學物質(zhì) 5 第四單元 鈉、鎂及其重要化合物教案1了解鈉及其重要化合物的制備方法，掌握其主要性質(zhì)及其應用。2了解鎂及其重要化合物的制備方法，掌握其主要性質(zhì)及其應用。鈉的性質(zhì)與應用 知識梳理一、物理性質(zhì) 小 大 低于二、從鈉原子的原子結(jié)構(gòu)認識鈉的化學性質(zhì)還原性1主要化學性質(zhì)(填化學方程式)(1)(2)與水反應：2Na2H2O=2NaOHH2；(3)與酸(如鹽酸)反應：2Na2HCl=2NaClH2；(4)與乙醇反應：2Na2C2H5OH2C2H5ONaH2；(5)與鹽溶液(如硫酸銅溶液)反應：2NaCuSO42H2O=Cu(OH)2Na2SO4H2。2與滴加酚酞的水反應的現(xiàn)象及解釋三、鈉的制備原理、保存及用途1制備原理：2NaCl2NaCl2。2保存實驗室通常將少量鈉保存在煤油中，目的是防止鈉與空氣中的O2和水反應。3用途(1)制取鈉的化合物；(2)冶煉特殊金屬，如制鈦：TiCl44NaTi4NaCl；(3)鈉鉀合金常溫下為液體，用于快中子反應堆作熱交換劑；(4)高壓鈉燈發(fā)出的黃光射程遠，透霧能力強，常用于道路和廣場的照明。自我檢測1判斷正誤，正確的打“”，錯誤的打“×”。(1)鈉表面自然形成的氧化層能夠保護內(nèi)層金屬不被空氣氧化。()(2)鈉與CuSO4溶液的反應：2NaCu2=Cu2Na。()(3)焰色反應是大多數(shù)金屬元素的性質(zhì)，屬于化學變化。()(4)金屬鈉可以保存在CCl4中。()(5)鈉、鉀著火后，用水或泡沫滅火器可迅速滅火。()解析：(1)鈉形成的氧化層不致密，無法保護內(nèi)層金屬；(2)鈉投入CuSO4溶液中，先與水反應生成NaOH和H2，NaOH與CuSO4反應生成Cu(OH)2沉淀，無法置換出銅單質(zhì)；(3)焰色反應是電子能級躍遷的外在表現(xiàn)，屬于物理變化；(4)鈉的密度小于CCl4，不能保存在CCl4中，可以保存在煤油中；(5)鈉、鉀可以和水、CO2反應，著火時不能用水或泡沫滅火器滅火，應用沙子覆蓋。答案：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×2(2018·宿遷模擬)在研究金屬鈉與水反應的實驗中，下列根據(jù)實驗現(xiàn)象得出的結(jié)論不正確的是()A將一小塊Na投入水中，鈉浮在水面，說明鈉的密度比水小B將一小塊Na投入滴有酚酞的水中，溶液變紅，說明反應生成了堿C將一小塊Na投入CuSO4溶液中，生成藍色沉淀，說明Na沒有Cu活潑D點燃Na與肥皂水反應產(chǎn)生的氣泡，有尖銳爆鳴聲，說明有H2生成解析：選C。鈉比銅活潑，將一小塊Na投入CuSO4溶液中，鈉首先與水反應生成氫氧化鈉和氫氣，然后氫氧化鈉再與硫酸銅溶液反應生成藍色氫氧化銅沉淀，C錯誤。(1)鈉的取用方法：用鑷子夾取一小塊鈉，用濾紙吸干表面的煤油，在玻璃片上用小刀切取黃豆粒大小的鈉，剩余的鈉放回原試劑瓶。(2)金屬鈉暴露在空氣中會發(fā)生一系列變化，最終生成Na2CO3：銀白色金屬鈉Na2ONaOH表面形成NaOH濃溶液Na2CO3·10H2ONa2CO3。鈉與FeSO4溶液反應，很難完整地觀察到反應全過程的有關(guān)現(xiàn)象。有人用如圖所示裝置進行實驗改進：先往試管內(nèi)新制備的FeSO4溶液液面上覆蓋一薄層汽油，然后將試管放入燒杯中，待試管內(nèi)汽油層消失后，往試管內(nèi)投入一小粒鈉，并迅速塞上帶導管的單孔塞。(1)實驗中汽油的作用是_。(2)加入鈉后觀察到液面上有大量氣泡逸出，溶液中有_色沉淀生成。(3)如果往試管中加入汽油后立即投入鈉?？赡馨l(fā)生爆炸，其原因是_。(4)寫出鈉與FeSO4溶液反應的離子方程式：_。解析由于Fe(OH)2在空氣中易被氧化成Fe(OH)3，要想看到完整的實驗現(xiàn)象關(guān)鍵是隔絕空氣。鈉投到FeSO4溶液中，首先與水反應生成H2及NaOH，NaOH再與FeSO4反應生成白色的Fe(OH)2沉淀。鈉與水反應放出大量熱，若立即投入鈉粒，可能引起爆炸。答案(1)受熱時汽化，其蒸氣將試管內(nèi)空氣排盡，防止FeSO4被氧化(2)白(3)鈉與水劇烈反應放出大量熱，使H2、汽油蒸氣、空氣組成的混合氣發(fā)生爆炸(4)2Na2H2OFe2=2NaFe(OH)2H2將同樣大小的金屬鈉塊分別投入MgCl2溶液，飽和NaCl溶液，NH4Cl溶液中，各會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？答案：鈉分別投入三種鹽溶液中，首先和水反應：2Na2H2O=2NaOHH2，均有氣泡產(chǎn)生。在中又發(fā)生反應：Mg22OH=Mg(OH)2，故有白色沉淀產(chǎn)生；在中由于Na增多，而水減少，因此有晶體析出；在中又發(fā)生反應：NHOH=NH3·H2O，由于鈉與水反應放熱，故有NH3放出，可觀察到產(chǎn)生氣泡，聞到刺激性氣味。1金屬鈉與可溶性鹽溶液反應的思維模板2金屬鈉與溶液反應現(xiàn)象分析的思維模板(1)共性：因為鈉與水的反應屬于劇烈的置換反應，故鈉與溶液反應有共同的現(xiàn)象產(chǎn)生。浮：鈉浮在液面上；熔：鈉熔化成光亮的小球；游：在液面上不停地游動直至反應完；響：反應中不停地發(fā)出“嘶嘶”的響聲。(2)差異性：與酸及能形成弱堿的金屬鹽溶液反應時，由于溶液中H濃度較大，反應比鈉與水的反應劇烈，最后鈉可能在液面上發(fā)生燃燒；與鹽溶液反應時，還可能會生成沉淀(如生成難溶堿)、氣體(NH3)等。 題組一鈉的化學性質(zhì)1下列關(guān)于鈉的敘述中，不正確的是()A金屬鈉與水反應生成氫氣，但是實驗室中不能用金屬鈉與水反應制備氫氣B金屬鈉放在石棉網(wǎng)上加熱時，先熔化成小球，然后劇烈燃燒，發(fā)出黃色火焰C金屬鈉在空氣中放置生成氧化鈉，在空氣中燃燒生成過氧化鈉D金屬鈉與氧氣反應的產(chǎn)物取決于氧氣的用量解析：選D。金屬鈉與氧氣反應的產(chǎn)物取決于反應條件。在空氣中放置被氧氣氧化，生成氧化鈉；在空氣中燃燒生成過氧化鈉。2在蒸發(fā)皿中放入一小塊鈉，加熱至熔化時，用玻璃棒蘸取少量無水CuSO4與熔化的鈉接觸，瞬間產(chǎn)生耀眼的火花，同時有紅色物質(zhì)生成。下列說法中不正確的是()A上述反應是置換反應B上述反應是放熱反應C上述反應中無水CuSO4表現(xiàn)了還原性D加熱且無水條件下，Na可以與CuSO4反應并生成Cu解析：選C。紅色物質(zhì)為金屬銅，Na與CuSO4發(fā)生了置換反應，A、D項均正確；瞬間產(chǎn)生耀眼的火花，說明反應劇烈，同時也說明是放熱反應，B項正確；無水CuSO4表現(xiàn)的是氧化性，C項錯誤。 題組二鈉與水、鹽溶液的反應3向分別盛有100 mL水、100 mL 1 mol·L1鹽酸、100 mL 1 mol·L1硫酸銅溶液的X、Y、Z三個燒杯中各投入0.05 mol Na。下列有關(guān)說法正確的是()A三個燒杯中均會發(fā)生的離子反應為2Na2H2O=2Na2OHH2B三個燒杯中鈉均在液面上劇烈反應，且X燒杯中反應最劇烈C三個燒杯反應后，生成的含鈉化合物的物質(zhì)的量濃度相同D三個燒杯反應后，生成的氣體的質(zhì)量一定相同解析：選D。鈉與鹽酸反應時鈉先與H反應，離子方程式為2Na2H=2NaH2，與CuSO4溶液反應會生成沉淀，A錯誤。三個燒杯中，水中的氫離子濃度最小，反應最慢，B錯誤。X燒杯中生成NaOH，Y燒杯中生成NaCl，Z燒杯中生成Na2SO4，由于鈉的物質(zhì)的量相同，故Z燒杯中生成的含鈉化合物的物質(zhì)的量濃度最小，C錯誤。因向三個燒杯中加入鈉的物質(zhì)的量相同且鈉全部反應完，故生成H2的量相同，D正確。4金屬鈉與水的反應是中學化學中的一個重要反應。該反應的演示方法分別如圖甲、乙所示：(1)現(xiàn)按圖甲所示的方法，在室溫時，向盛有飽和NaOH溶液的水槽中，加入一小塊金屬鈉。下列有關(guān)描述正確的是_(填字母，下同)。a鈉浮在液面上，并四處游動，最后消失b鈉熔化成一個光亮的小球c恢復到室溫時，NaOH溶液的濃度增大d恢復到室溫時，溶液中Na數(shù)目減少(2)按圖乙所示方法來收集產(chǎn)生的氣體，需將鈉包好，再放入水中。取相同質(zhì)量的鈉，按下列兩種情況收集產(chǎn)生的氣體，在相同條件下體積的關(guān)系是_(填字母)。用鋁箔包住鈉用銅箔包住鈉a二者收集氣體一樣多b收集氣體體積較大c收集氣體體積較大解析：(1)鈉投入飽和NaOH溶液中，發(fā)生的反應為2Na2H2O=2NaOHH2，其現(xiàn)象與鈉在水中的反應現(xiàn)象相同；又因為原溶液是飽和的，反應消耗水，析出NaOH晶體，則NaOH溶液濃度不變，但溶液體積減小，故Na數(shù)目減少。(2)Na和H2O反應產(chǎn)生H2的同時產(chǎn)生NaOH，NaOH可以和Al發(fā)生反應：2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，故用鋁箔包住Na時產(chǎn)生的H2的體積較大。答案：(1)abd(2)b(1)鈉與水、酸反應的實質(zhì)都是與H的反應。(2)鈉的密度小于水而大于煤油，當遇到考查鈉的保存或鈉在煤油和水的分界面處反應的問題時要注意這一點。(3)若涉及鈉與鹽酸反應產(chǎn)生氫氣的計算問題時要注意產(chǎn)生氫氣的量與鹽酸無關(guān)，只用鈉的物質(zhì)的量計算即可。 鈉的重要化合物 知識梳理1氧化鈉和過氧化鈉的比較物質(zhì) 氧化鈉(Na2O)過氧化鈉(Na2O2)色態(tài)白色固體淡黃色固體類別離子化合物，堿性氧化物離子化合物，過氧化物電子式Na2NaNa2Na氧元素的價態(tài)21生成條件常溫加熱或點燃熱穩(wěn)定性不穩(wěn)定(2Na2OO22Na2O2)穩(wěn)定與水反應的方程式Na2OH2O=2NaOH2Na2O22H2O=4NaOHO2與CO2反應的方程式Na2OCO2=Na2CO32Na2O22CO2=2Na2CO3O2與鹽酸反應的方程式Na2O2HCl=2NaClH2O2Na2O24HCl=4NaCl2H2OO2用途強氧化劑、漂白劑、供氧劑2.過氧化鈉的強氧化性與還原性從元素化合價角度分析Na2O2的性質(zhì)：(1)Na2O2的強氧化性試劑現(xiàn)象反應原理SO2氣體Na2O2SO2= Na2SO4FeCl2溶液產(chǎn)生氣體和紅褐色沉淀4Na2O24FeCl26H2O=4Fe(OH)3O28NaClNa2SO3溶液Na2O2Na2SO3H2O=Na2SO42NaOH氫硫酸溶液變渾濁Na2O2H2S=S2NaOH酚酞溶液產(chǎn)生氣體，溶液先變紅后褪色與水反應生成O2和NaOH，使溶液變紅，Na2O2的強氧化性又使之褪色品紅溶液紅色褪去Na2O2的強氧化性使之褪色(2)遇KMnO4等強氧化劑時，Na2O2表現(xiàn)出還原性，氧化產(chǎn)物為O2。(3)遇CO2、H2O、H，Na2O2發(fā)生自身的氧化還原反應。3碳酸鈉與碳酸氫鈉的比較物質(zhì)碳酸鈉(Na2CO3)碳酸氫鈉(NaHCO3)俗名純堿、蘇打小蘇打色態(tài)白色粉末白色晶體水溶性易溶于水，溶液呈堿性易溶于水，溶液呈堿性(相同溫度時，比Na2CO3溶解度小)熱穩(wěn)定性(化學方程式)穩(wěn)定，受熱不分解不穩(wěn)定，受熱易分解：2NaHCO3Na2CO3CO2H2O與H反應(離子方程式)2HCO=H2OCO2或HCO=HCOHHCO=H2OCO2；在水溶液中，同濃度的NaHCO3產(chǎn)生CO2的速率比Na2CO3快與NaOH溶液反應不反應NaOHNaHCO3=Na2CO3H2O與Ca(OH)2溶液反應Ca2CO=CaCO3堿過量，離子方程式為Ca2OHHCO=CaCO3H2O；堿不足，離子方程式為Ca22OH2HCO=CaCO3CO2H2O與BaCl2溶液反應Ba2CO=BaCO3不反應主要用途制玻璃、造紙、制皂、洗滌發(fā)酵、醫(yī)藥、滅火器自我檢測1判斷正誤，正確的打“”，錯誤的打“×”。(1)(2015·高考全國卷，8C)過氧化鈉與水反應時，生成0.1 mol 氧氣轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.2NA 。()(2)(2015·高考全國卷，10C)鈉在空氣中燃燒可生成多種氧化物。23 g鈉充分燃燒時轉(zhuǎn)移電子數(shù)為1NA。()(3)用熱的燒堿溶液洗去油污，是因為Na2CO3可直接與油污反應。()(4)過氧化鈉與二氧化碳反應時，過氧化鈉既是氧化劑又是還原劑。()(5)78 g Na2O2中含陰離子的個數(shù)是2NA。()解析：(3)燒堿的主要成分是NaOH；(5)Na2O2電子式為Na2Na，1 mol Na2O2中含有陰離子個數(shù)為NA。答案：(1)(2)(3)×(4)(5)×2填“>”或“<”。(1)熱穩(wěn)定性：NaHCO3_Na2CO3。(2)與同濃度鹽酸反應的劇烈程度：NaHCO3_Na2CO3。(3)相同溫度時，在水中的溶解性：NaHCO3_Na2CO3。(4)等物質(zhì)的量濃度溶液的pH：NaHCO3_Na2CO3。答案：(1)<(2)>(3)<(4)<(1)Na2O固體中陽離子(Na)、陰離子(O2)的數(shù)目之比為21，Na2O2固體中陽離子(Na)、陰離子(O)的數(shù)目之比也是21。(2)不能用澄清石灰水來鑒別Na2CO3與NaHCO3：Ca(OH)2溶液與二者均生成白色沉淀CaCO3，無法區(qū)別。(3)NaOH與CO2的反應化學反應方程式：2NaOHCO2=Na2CO3H2O、Na2CO3CO2H2O=2NaHCO3；NaOHCO2=NaHCO3。產(chǎn)物的判斷有兩試管分別裝有Na2CO3和NaHCO3溶液，下列操作或判斷正確的是()選項操作判斷A分別加入澄清石灰水產(chǎn)生沉淀者為Na2CO3B分別加入等濃度的稀鹽酸反應較劇烈者為Na2CO3C分別加入CaCl2溶液產(chǎn)生沉淀者為Na2CO3D逐滴加入等濃度的鹽酸立即產(chǎn)生氣泡者為Na2CO3解析A項，發(fā)生的反應分別為Na2CO3Ca(OH)2=CaCO32NaOH，2NaHCO3Ca(OH)2=CaCO3Na2CO32H2O，兩者現(xiàn)象相同(都產(chǎn)生白色沉淀)；B項，加入等濃度的稀鹽酸時，NaHCO3溶液反應更劇烈；C項，Na2CO3與CaCl2發(fā)生反應：Na2CO3CaCl2=CaCO32NaCl，產(chǎn)生白色沉淀，NaHCO3與CaCl2不反應；D項，逐滴加入等濃度的鹽酸時，NaHCO3立即產(chǎn)生氣泡，Na2CO3開始無氣泡產(chǎn)生，過一會兒才產(chǎn)生氣泡。答案C(2018·承德高三檢測)下列有關(guān)NaHCO3和Na2CO3的性質(zhì)，敘述錯誤的是()A等質(zhì)量的NaHCO3和Na2CO3與足量鹽酸反應，在相同條件下Na2CO3產(chǎn)生的CO2體積小B等物質(zhì)的量的NaHCO3和Na2CO3與同濃度鹽酸完全反應，所消耗鹽酸的體積Na2CO3是NaHCO3的兩倍C等質(zhì)量的NaHCO3和Na2CO3與鹽酸完全反應，前者消耗鹽酸較多D等物質(zhì)的量的NaHCO3和Na2CO3與足量鹽酸反應，兩者產(chǎn)生的CO2一樣多解析：選C。Na2CO32HCl=2NaClCO2H2O，NaHCO3HCl=NaClCO2H2O。解答此類題目用歸“1”法：A項，假設(shè)二者都是1 g，則n(NaHCO3)n(CO2) mol，n(Na2CO3)n(CO2) mol，故A正確；B項，假設(shè)二者均為1 mol，則消耗的鹽酸：Na2CO3為2 mol，NaHCO3為1 mol，故B正確；C項，假設(shè)二者均為1 g，Na2CO3需鹽酸為2× mol mol，NaHCO3需鹽酸 mol，故C錯誤。Na2CO3、NaHCO3的鑒別方法 題組一鈉的氧化物的性質(zhì)1下列說法錯誤的是()A鈉與水反應的離子方程式為NaH2O=NaOHH2 B(2017·高考江蘇卷)Na2O2吸收CO2產(chǎn)生O2 ，因此可用作呼吸面具供氧劑 C(2017·高考海南卷)過氧化鈉與二氧化碳反應可制備氧氣D(2017·高考北京卷改編)二氧化碳使Na2O2固體變白過程中，CO2未被還原，也未被氧化解析：選A。得失電子不守恒，A錯誤；過氧化鈉可以和二氧化碳反應生成氧氣：2Na2O22CO2=2Na2CO3O2，B、C、D正確。2a mol Na2O2和b mol NaHCO3固體混合后，在密閉容器中加熱到250 ，使其充分反應，當排出O2和H2O的物質(zhì)的量之比為11時，ab為()A11B12C23 D21解析：選C。該容器中先后發(fā)生了三個反應：2NaHCO3Na2CO3H2OCO2、2Na2O22CO2=2Na2CO3O2、2Na2O22H2O(g)=4NaOHO2，b mol NaHCO3產(chǎn)生b mol混合氣體，a mol Na2O2消耗a mol混合氣體，剩余(ba) mol H2O、產(chǎn)生a/2 mol O2，有a/2(ba)11，解得ab23，C項正確。Na2O2與CO2和H2O(g)反應的五大關(guān)系(1)物質(zhì)的量的關(guān)系無論是CO2或H2O(g)的單一物質(zhì)還是二者的混合物，通過足量的Na2O2時，CO2或H2O(g)與放出O2的物質(zhì)的量之比均為21。(2)氣體體積關(guān)系若CO2和水蒸氣的混合氣體(或單一氣體)通過足量Na2O2，氣體體積的減少量為原混合氣體體積的，即為生成氧氣的量。(3)固體質(zhì)量關(guān)系相當于固體Na2O2只吸收了CO2中的“CO”或H2O(g)中的“H2”；可以看作發(fā)生相應的反應：Na2O2CO=Na2CO3，Na2O2H2=2NaOH(實際上兩反應都不能發(fā)生)。(4)電子轉(zhuǎn)移關(guān)系當Na2O2與CO2、H2O(g)反應時，每產(chǎn)生1 mol O2轉(zhuǎn)移2 mol電子。(5)先后順序關(guān)系一定量的Na2O2與一定量的CO2和H2O(g)的混合物的反應，可看做Na2O2先與CO2反應，待CO2反應完全后，Na2O2再與H2O(g)發(fā)生反應。 題組二Na2CO3和NaHCO3的性質(zhì)與除雜3下列說法正確的是()A制氯氣時，用飽和NaHCO3溶液和濃硫酸凈化氣體B向蘇打和小蘇打溶液中分別加入鹽酸，均冒氣泡，說明兩者均能與鹽酸反應CNaHCO3溶液中加入稀HCl：CO2H=CO2H2OD蘇打是面包發(fā)酵粉的主要成分之一解析：選B。NaHCO3溶液顯堿性能吸收氯氣，A錯；HCO在寫離子方程式時，不能拆開，C錯；小蘇打是面包發(fā)酵粉的主要成分之一，D錯。4為除去括號內(nèi)的雜質(zhì)，下列所選用的試劑或方法不正確的是()ANa2CO3溶液(NaHCO3)，選用適量的NaOH溶液BNaHCO3溶液(Na2CO3)，應通入過量的CO2氣體CNa2O2粉末(Na2O)，將混合物在氧氣中加熱DNa2CO3溶液(Na2SO4)，加入適量Ba(OH)2溶液，過濾解析：選D。 Na2CO3和Na2SO4均能與Ba(OH)2反應，且加Ba(OH)2會引入新的雜質(zhì)，不能達到除雜的目的。5(2018·濰坊高三模擬)向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1 mol·L1稀鹽酸，CO2的生成量與加入鹽酸的體積(V)的關(guān)系如圖所示。下列判斷正確的是()A在Oa范圍內(nèi)，只發(fā)生中和反應Bab段發(fā)生反應的離子方程式為CO2H=H2OCO2Ca0.3D原混合溶液中NaOH與Na2CO3的物質(zhì)的量之比為 12解析：選C。向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1 mol·L1稀鹽酸，發(fā)生的反應依次為OHH=H2O，COH=HCO，HCOH=CO2H2O，據(jù)此可以解答。在Oa范圍內(nèi)，發(fā)生的反應是OHH=H2O，COH=HCO，不只發(fā)生中和反應，A錯誤；ab段發(fā)生反應的離子方程式為HCOH=CO2H2O，B錯誤；從圖像知生成CO2為0.01 mol，根據(jù)離子方程式HCOH=CO2H2O，可知消耗鹽酸的物質(zhì)的量為0.01 mol，故a0.3，C正確；根據(jù)離子方程式和圖像可知Na2CO3的物質(zhì)的量是0.01 mol，共計消耗鹽酸0.02 mol，所以與氫氧化鈉反應的鹽酸是0.04 mol0.02 mol0.02 mol，則氫氧化鈉的物質(zhì)的量為0.02 mol，因此原混合液中，NaOH與Na2CO3的物質(zhì)的量之比為21，D錯誤。6某?；瘜W課外小組為了鑒別碳酸鈉和碳酸氫鈉兩種白色固體，用不同的方法做了以下實驗，如圖所示。(1)只根據(jù)圖、圖所示實驗，能夠達到實驗目的的是_(填“”或“”)。(2)圖、圖所示實驗均能鑒別這兩種物質(zhì)，有關(guān)反應的化學方程式為_，與實驗相比，實驗的優(yōu)點是_(填選項序號)。A比復雜B比安全C比操作簡便D可以做到用一套裝置同時進行兩個對比實驗，而不行(3)若用實驗驗證碳酸鈉和碳酸氫鈉的穩(wěn)定性，則試管B中裝入的固體最好是_(填化學式)。解析：(1)裝置不能達到實驗目的，二者現(xiàn)象相同，都能與鹽酸反應產(chǎn)生使澄清石灰水變渾濁的二氧化碳氣體。裝置可以對比兩者和鹽酸反應放出CO2的速率及等質(zhì)量時放出CO2的多少來進行鑒別。(2)(3)NaHCO3加熱可以分解產(chǎn)生CO2，Na2CO3加熱不分解，可以利用裝置鑒別。裝置是改進裝置，試管A中裝入碳酸鈉直接加熱，試管B中裝入碳酸氫鈉間接加熱，若間接加熱的NaHCO3分解而直接加熱的Na2CO3不分解，則可驗證碳酸氫鈉不穩(wěn)定。答案：(1)(2)2NaHCO3Na2CO3CO2H2O、CO2Ca(OH)2=CaCO3H2OD(3)NaHCO3用數(shù)形結(jié)合思想理解Na2CO3、NaHCO3與鹽酸的反應(1)向Na2CO3溶液中逐滴加入稀鹽酸，開始無明顯現(xiàn)象，后有無色氣體放出：COH=HCO、HCOH=H2OCO2。(2)向鹽酸中逐滴加入Na2CO3溶液，開始就有無色氣體放出：CO2H=H2OCO2。(3)Na2CO3、NaHCO3與鹽酸反應的基本圖像向Na2CO3溶液中逐滴加入鹽酸，消耗HCl的物質(zhì)的量與產(chǎn)生CO2的物質(zhì)的量的關(guān)系如圖1所示；向NaHCO3溶液中逐滴加入鹽酸，消耗HCl的物質(zhì)的量與產(chǎn)生CO2的物質(zhì)的量的關(guān)系如圖2所示；向NaOH、Na2CO3的混合溶液中逐滴加入鹽酸，消耗HCl的物質(zhì)的量與產(chǎn)生CO2的物質(zhì)的量的關(guān)系如圖3所示(設(shè)NaOH、Na2CO3的物質(zhì)的量之比為11，其他比例的圖像請參照寫)；向Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中逐滴加入鹽酸，消耗HCl的物質(zhì)的量與產(chǎn)生CO2的物質(zhì)的量的關(guān)系如圖4所示(設(shè)Na2CO3、NaHCO3的物質(zhì)的量之比為11，其他比例的圖像請參照寫)。 鎂的提取與應用 知識梳理一、鎂的提取上述有關(guān)化學方程式為MgCl2Ca(OH)2=Mg(OH)2CaCl2；Mg(OH)22HCl=MgCl22H2O；MgCl2·6H2OMgCl26H2O；MgCl2MgCl2。二、鎂的性質(zhì)1與非金屬的反應(1)與O2反應：2MgO22MgO(填化學方程式)；現(xiàn)象：耀眼的白光；常用于信號彈和焰火，生成的MgO熔點高，作耐高溫材料。(2)與N2反應：3MgN2Mg3N2(填化學方程式)。2與鹽酸反應：Mg2HCl=MgCl2H2。3與某些氧化物反應將燃著的鎂條伸入盛滿CO2的集氣瓶中，鎂條劇烈燃燒，發(fā)出耀眼的白光，瓶內(nèi)壁上有黑色物質(zhì)生成?；瘜W方程式為2MgCO22MgOC。自我檢測1判斷正誤，正確的打“”，錯誤的打“×”。(1)氮化鎂投入過量鹽酸中：Mg3N26H=3Mg22NH3。()(2)在Mg(OH)2懸濁液中滴加氯化銨溶液：Mg(OH)22NH4Cl=2NH3·H2OMgCl2。()(3)MgO是一種電解質(zhì)，工業(yè)上常用電解MgO冶煉鎂。()(4)電解氯化鎂溶液產(chǎn)生黃綠色氣體：2Cl2H2OCl2H22OH。()(5)在碳酸氫鎂溶液中加入足量Ca(OH)2溶液：Mg22HCOCa22OH=MgCO3CaCO32H2O。()解析：(1)鹽酸過量生成NH4Cl；(3)工業(yè)上電解熔融MgCl2制取金屬鎂；(4)生成Mg(OH)2沉淀；(5)加入足量Ca(OH)2，Mg2以Mg(OH)2形式沉淀。答案：(1)×(2)(3)×(4)×(5)×2怎樣從MgCl2溶液中最終制得MgCl2固體？答案：采取蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶的方法得到MgCl2·6H2O晶體，然后使MgCl2·6H2O在HCl氣流中加熱失去結(jié)晶水得到MgCl2固體。(1)空氣中的O2、N2及CO2均可與Mg發(fā)生反應，生成MgO、Mg3N2、C等固體，因此純凈的鎂條在空氣中燃燒的產(chǎn)物是混合物。(2)冶煉金屬鎂用電解熔融MgCl2的方法，而不采用電解MgO的方法，因為MgO的熔點太高。(2015·高考江蘇卷)在CO2中，Mg燃燒生成MgO和C。下列說法正確的是()A元素C 的單質(zhì)只存在金剛石和石墨兩種同素異形體BMg、MgO中鎂元素微粒的半徑：r(Mg2)>r(Mg)C在該反應條件下，Mg的還原性強于C的還原性D該反應中化學能全部轉(zhuǎn)化為熱能解析A選項，元素C還存在足球烯等其他同素異形體，所以錯誤；B選項，鎂離子比鎂原子少一個電子層，其半徑比鎂原子的小，所以錯誤；C選項，該反應中鎂作還原劑，其還原性強于還原產(chǎn)物的還原性，所以正確；D選項，該反應發(fā)光，因此化學能不可能全部轉(zhuǎn)化為熱能，所以錯誤。答案C鎂在空氣中燃燒可能發(fā)生哪幾個化學反應？寫出化學方程式。答案：2MgO22MgO、3MgN2Mg3N2、2MgCO22MgOC。 題組一鎂的性質(zhì)1相同質(zhì)量的鎂條分別在氧氣、空氣、氮氣、二氧化碳中完全燃燒，燃燒后所得固體產(chǎn)物的質(zhì)量由小到大的順序是()ABC D解析：選C。根據(jù)2MgO22MgO、3MgN2Mg3N2、2MgCO22MgOC可知，鎂在空氣中發(fā)生以上三個反應，所得固體是MgO、Mg3N2和C的混合物。再根據(jù)各氣體在空氣中所占的比例可知C項正確。2某同學通過系列實驗探討Mg及其化合物的性質(zhì)，操作正確且能達到目的的是()A將水加入濃硫酸中得到稀硫酸，置鎂片于其中探討Mg的活潑性B將NaOH溶液緩慢滴入MgSO4溶液中，觀察Mg(OH)2沉淀的生成C將Mg(OH)2濁液直接倒入已裝好濾紙的漏斗中過濾，洗滌并收集沉淀D將Mg(OH)2沉淀轉(zhuǎn)入表面皿中，加足量稀鹽酸，加熱蒸干得無水MgCl2固體解析：選B。稀釋濃硫酸時，應將濃硫酸沿著器壁慢慢加入水中，并及時攪拌，A錯誤；過濾時需要用玻璃棒引流，C錯誤；蒸發(fā)溶液時應該用蒸發(fā)皿而不是表面皿，由于MgCl2水解，所以必須在HCl氣氛中加熱才能得到無水MgCl2固體，D錯誤。 題組二鎂的提取3從海水中提取鎂的工藝流程如圖所示：下列說法錯誤的是()A用此法提取鎂的優(yōu)點之一是原料來源豐富B步驟電解熔融MgCl2時陰極產(chǎn)生氯氣C步驟可將晶體置于HCl氣流中脫水D上述工藝流程中涉及化合、分解和復分解反應解析：選B。B項電解熔融氯化鎂，陰極生成Mg，陽極生成氯氣，敘述錯誤；C項MgCl2·6H2O若直接加熱得到MgO，若在HCl氣流中加熱得到無水MgCl2，敘述正確；D項上述工藝流程涉及化合反應：CaOH2O=Ca(OH)2等，涉及分解反應：MgCl2MgCl2等，涉及復分解反應：Ca(OH)2MgCl2=Mg(OH)2CaCl2等，敘述正確。4(2018·福州模擬)鎂是海水中含量較多的金屬，鎂、鎂合金及鎂的化合物在科學研究和工業(yè)生產(chǎn)中用途非常廣泛。(1)工業(yè)上可用電解熔融的無水氯化鎂獲得鎂。其中氯化鎂脫水是關(guān)鍵工藝之一，一種正在試驗的氯化鎂晶體脫水的方法是先將MgCl2·6H2O轉(zhuǎn)化為MgCl2·NH4Cl·nNH3(銨鎂復鹽)，然后在700 脫氨得到無水氯化鎂，脫氨反應的化學方程式為_；電解熔融氯化鎂，陰極的電極反應式為_。(2)儲氫材料Mg(AlH4)2在110200 的反應為Mg(AlH4)2=MgH22Al3H2，每生成27 g Al轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為_。(3)工業(yè)上用MgC2O4·2H2O熱分解制超細MgO，其熱分解曲線如圖。圖中隔絕空氣條件下BC發(fā)生反應的化學方程式為_。答案：(1)MgCl2·NH4Cl·nNH3MgCl2(n1)NH3HClMg22e=Mg(2)3 mol(3)MgC2O4MgOCOCO2鎂及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系圖 課后達標檢測一、選擇題1將綠豆粒大小的方形金屬鈉投入足量且含酚酞的水中，根據(jù)相應現(xiàn)象不能得出的結(jié)論是()選項實驗現(xiàn)象結(jié)論A方形金屬鈉變成小球鈉反應速率快B鈉浮于水面水的密度大于鈉C酚酞溶液變成紅色有NaOH生成D鈉球游動，有“嘶嘶”的響聲有氣體生成解析：選A。鈉的熔點低，且鈉與水反應放熱，會使方形金屬鈉熔化成閃亮的小球，A錯誤。2把23 g鈉投入m1 g足量的水中得到a g溶液，把24 g鎂投入m2 g足量的鹽酸中得到b g溶液，若m1m2，則a、b的關(guān)系是()Aa>bBa<bCab D無法確定解析：選C。由于m1m2，所以只需比較反應后溶液增加的質(zhì)量即可。由差量法可知，23 g鈉投入水中放出1 g氫氣，溶液增重22 g；24 g鎂投入鹽酸中放出2 g氫氣，溶液增重22 g，所以反應后ab。3跟Na、Na2O、Na2O2、NaOH、Na2CO3、NaHCO3六種物質(zhì)都能發(fā)生反應的是()AH2O BCO2CH2SO4 DCa(OH)2固體解析：選C。下表中“×”表示不發(fā)生反應，“”表示能發(fā)生反應：NaNa2ONa2O2NaOHNa2CO3NaHCO3H2O×××CO2××H2SO4Ca(OH)2××××4.被稱為“國防金屬”的鎂，60%來自于海洋，從海水中提取鎂的正確方法是()物質(zhì)氧化鎂氯化鎂熔點/2 852714A.海水Mg(OH)2MgB海水MgCl2溶液MgCl2(熔融)MgC海水Mg(OH)2MgOMgD海水Mg(OH)2MgCl2溶液MgCl2(熔融)Mg答案：D5過氧化鈉具有強氧化性，遇木炭、鋁粉等還原性物質(zhì)時可燃燒。下列有關(guān)說法不正確的是()ANa2O2與CO2反應時，Na2O2是氧化劑，CO2是還原劑B熔融過氧化鈉時不可使用石英坩堝C過氧化鈉與木炭、鋁粉反應時，過氧化鈉均表現(xiàn)出強氧化性D過氧化鈉與二氧化硫反應時可生成硫酸鈉解析：選A。Na2O2與H2O、CO2反應時，都是Na2O2自身發(fā)生的歧化反應，A項錯誤；石英的主要成分是SiO2，而Na2O2能與SiO2反應生成Na2SiO3，故熔融過氧化鈉時不可使用石英坩堝，B項正確；Na2O2具有強氧化性，而C、Al、SO2均具有還原性，故Na2O2可與C、Al、SO2發(fā)生氧化還原反應，可將C氧化成CO2，將Al氧化成Al2O3，將SO2氧化成Na2SO4，所以C項和D項均正確。6物質(zhì)的量為0.10 mol的鎂條在只含有CO2和O2混合氣體的容器中燃燒(產(chǎn)物不含碳酸鎂)，反應后容器內(nèi)固體物質(zhì)的質(zhì)量不可能為()A3.2 g B4.0 gC4.2 g D4.6 g解析：選D。若鎂全部與氧氣反應只生成氧化鎂，其質(zhì)量是4.0 g；若鎂全部與二氧化碳反應生成氧化鎂和碳，其質(zhì)量是4.6 g；若鎂未全部參加反應，其質(zhì)量應大于2.4 g。因為只要有氧氣存在，就不可能生成單質(zhì)碳，即鎂應該首先與氧氣反應，所以選項D是不可能的。7某實驗小組為測定工業(yè)純堿中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)(含少量NaCl)，準確稱量W g樣品進行實驗，下列實驗方法所對應的實驗方案和測量數(shù)據(jù)最合理的是()選項實驗方法實驗方案測量數(shù)據(jù)A滴定法將樣品配成100 mL溶液，取10.00 mL，加入甲基橙，用標準鹽酸滴定消耗鹽酸的體積B量氣法將樣品與鹽酸反應，使生成的氣體全部被堿石灰吸收堿石灰增重C重量法將樣品放入燒杯中，置于天平上，加入足量鹽酸減輕的質(zhì)量D量氣法將樣品與鹽酸反應，氣體通過排水量氣裝置量氣排水體積解析：選A。 A利用酸堿滴定法可以測得，A項正確；B.堿石灰也吸收CO2中含有的水蒸氣，B項錯誤；C.加入鹽酸，質(zhì)量增加，C項錯誤；D.CO2能溶于水，所以不能用排水法量氣，D項錯誤。8將0.4 g NaOH和1.06 g Na2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加0.1 mol·L1稀鹽酸。下列圖像能正確表示加入鹽酸的體積和生成CO2的物質(zhì)的量的關(guān)系的是()解析：選C。鹽酸先與氫氧化鈉反應，無氣體生成，而后鹽酸與碳酸鈉反應生成碳酸氫鈉，無氣體生成，碳酸鈉全部轉(zhuǎn)化為碳酸氫鈉后，繼續(xù)滴加鹽酸將有二氧化碳氣體生成，三步反應消耗鹽酸的量相同。故C項正確。9下列事實及其解釋不正確的是()A滴有酚酞的NaHCO3溶液呈淺紅色，微熱后紅色加深，是因為NaHCO3分解生成了Na2CO3B鈉保存在煤油中，是因為煤油不與鈉發(fā)生反應，鈉比煤油密度大，煤油可以使鈉隔絕空氣和水蒸氣C用潔凈的玻璃管向包有Na2O2的脫脂棉吹氣，脫脂棉燃燒，說明CO2、H2O與Na2O2的反應是放熱反應D鈉長期暴露在空氣中的產(chǎn)物是Na2CO3，原因是鈉與氧氣生成的Na2O與水和二氧化碳反應解析：選A。A項，對NaHCO3溶液微熱，紅色加深，是因為HCO的水解程度增大，溶液堿性增強。二、非選擇題10(1)純凈的Na2CO3 a gNa2CO3與NaHCO3的混合物a g純凈的NaHCO3 a g，按要求回答下列問題：A分別與鹽酸完全反應時，耗酸量從大到小的順序為_。B分別與鹽酸完全反應時，放出CO2氣體的量從大到小的順序為_。C分別溶于水，再加入足量的澄清石灰水，生成沉淀的質(zhì)量從大到小的順序為_。D分別配成等體積的溶液，c(Na)的濃度從大到小的順序為_。(2)將a g Na2CO3和NaHCO3的混合物充分加熱，其質(zhì)量變?yōu)閎 g，則Na2CO3的質(zhì)量分數(shù)為_。(3)若將問題(1)中的等質(zhì)量改為等物質(zhì)的量，回答上述A、B、C、D四問：A_；B._；C_；D._。答案：(1)A.>>B>>C>>D>>(2)×100%(3)A.>>BCD>>11海水的綜合利用可以制備金屬鎂，其流程如下：(1)海水提鎂要用到海灘上的貝殼，它的作用是_，貝殼經(jīng)歷的有關(guān)變化的化學方程式是_。(2)寫出由MgCl2得到金屬鎂的反應方程式：_。(3)Mg(OH)2沉淀中混有Ca(OH)2應怎樣除去？(寫出實驗步驟)_。(4)從經(jīng)濟效益角度看，該化工廠的廠址應選擇在_。(5)實驗室中將粗鹽制成精鹽的過程中，在溶解、過濾、蒸發(fā)三個步驟的操作中都要用到玻璃棒，分別說明在這三種情況下用到玻璃棒的目的。溶解時：_；過濾時：_；蒸發(fā)時：_。解析：在海水提鎂的生產(chǎn)中，利用海邊的貝殼制造石灰乳，以降低運輸成本，將電解生成的氯氣與氫氣化合制備鹽酸，再將鹽酸與氫氧化鎂反應制取氯化鎂，以實現(xiàn)原料的循環(huán)利用，以及將廠址選在海邊等都是為了提高經(jīng)濟效益。答案：(1)作為原料，用來制堿CaCO3CaOCO2，CaOH2O=Ca(OH)2(2)MgCl2(熔融)MgCl2(3)加入MgCl2溶液至過量，過濾，用水洗滌沉淀(4)海邊(5)攪拌，加速溶解引流，使待過濾液體沿玻璃棒流入漏斗，防止外濺攪拌，防止因局部過熱而使液體或晶體飛濺12鈉是很活潑的金屬，在空氣中燃燒的產(chǎn)物是Na2O2。Na2O的制取可以通過如下反應完成：NaNaNO3Na2ON2(未配平)。請回答下列問題：(1)上述反應的氧化劑是_(寫化學式)。制取Na2O時，若金屬鈉與NaNO3按質(zhì)量比2317投料，充分反應后收集到的氣體體積為1.12 m3(標準狀況下)，則制得的Na2O的質(zhì)量為_kg。(2)制取Na2O時由于設(shè)備密封性不好而進入了少量空氣，導致制得的Na2O產(chǎn)品中含有Na2O2雜質(zhì)?，F(xiàn)有Na2O產(chǎn)品m g(假設(shè)只含有Na2O2雜質(zhì))，請從下面選用合適的儀器和試劑，設(shè)計一種可選用的實驗儀器組合，以完成樣品中Na2O含量的測定。可選用的試劑：a濃硫酸 b水c鹽酸標準溶液 dNaOH標準溶液e酚酞 f堿石灰g稀鹽酸實驗過程中發(fā)生反應的化學方程式實驗所需儀器(用字母表示)實驗所需試劑(用字母表示)實驗需直接測定的有關(guān)物理量(用文字說明)(3)某學生設(shè)計了以下實驗方案來測定該試樣中Na2O的質(zhì)量分數(shù)，其操作流程和實驗數(shù)據(jù)如下：該Na2O產(chǎn)品中Na2O的質(zhì)量分數(shù)為_。解析：(1)由N元素的化合價降低可知，NaNO3是氧化劑，配平化學方程式：10Na2NaNO36Na2ON2，收集到1.12 m3(標準狀況下)N2，n(N2)50 mol，那么n(Na2O)300 mol，故m(Na2O)300 mol×62 g·mol1×103 kg·g118.6 kg。(2)要測定樣品中氧化鈉的含量有多種方法，可通過測量與水反應生成O2的體積來計算Na2O2的量，也可測量反應后錐形瓶和溶液的總質(zhì)量與反應前錐形瓶、樣品和水的總質(zhì)量之差，還可以通過滴定法測定錐形瓶中生成NaOH的量來計算。(3)設(shè)試樣中Na2O的物質(zhì)的量為x mol，Na2O2的物質(zhì)的量為y mol，則有，解得x0.1，那么Na2O的質(zhì)量分數(shù)為×100%80%。答案：(1)NaNO318.6(2)(以下三種方法任選一種，其他合理方法亦可)2Na2O22H2O=4NaOHO2，Na2OH2O=2NaOHA、Db反應前錐形瓶、樣品和水的總質(zhì)量反應后錐形瓶和溶液的總質(zhì)量2Na2O22H2O=4NaOHO2，Na2OH2O=2NaOHG、Cb量筒中收集到的氣體的體積2Na2O22H2O=4NaOHO2，Na2OH2O=2NaOH，NaOHHCl=NaClH2OD、Hb、c、e中和錐形瓶中樣品與水反應后所得溶液消耗的鹽酸標準溶液的體積(3)80%13燒堿、純堿等都是重要的化工原料。(1)利用如圖裝置可以證明二氧化碳與燒堿溶液發(fā)生了反應。若將A與B連接，打開止水夾，將膠頭滴管中的液體擠入燒瓶，此時的實驗現(xiàn)象是_。若其他操作不變，將A與C連接，可觀察到的現(xiàn)象是_。(2)向100 mL 1 mol·L1燒堿溶液中通入一定量CO2充分反應后，將溶液在低溫下蒸干得到白色固體X，X的組成可能有四種情況，按出現(xiàn)的先后順序分別是.NaOH、Na2CO3，._，.Na2CO3、NaHCO3，._。常溫下，將得到的固體X重新溶于水，在所得溶液中加入鹽酸，使溶液的pH7，再將溶液蒸干，得到固體的質(zhì)量為_g。若要驗證白色固體X是第種組成，依次加入的試劑為_(填字母序號，下同)。a鹽酸 bMgCl2溶液cBaCl2溶液 dBa(OH)2溶液在驗證的過程中，一定需要進行的操作是_。a萃取 b洗滌c過濾 d分餾若白色固體X為第種組成，下列實驗方案中不能準確測定其中NaHCO3質(zhì)量分數(shù)的是_。a取m g X與足量Ba(OH)2溶液充分反應，過濾，洗滌，烘干得n g固體b取m g X與足量鹽酸充分反應，加熱，蒸干，灼燒得n g固體c取m g X充分加熱，減重n gd取m g X與足量稀硫酸充分反應，逸出的氣體被足量堿石灰吸收，增重n g若白色固體X的質(zhì)量為7.0 g，則X的組成為_(填“”“”“”或“”)。解析：(1)將A與B連接，打開止水夾，將膠頭滴管中的液體擠入燒瓶，由于二氧化碳易溶于氫氧化鈉溶液且與NaOH發(fā)生反應，使燒瓶內(nèi)部壓強迅速減小，故廣口瓶中的水要沿導管進入燒瓶；將A與C連接，其他操作不變，導致外界壓強高于瓶內(nèi)壓強，故廣口瓶中的長導管口會產(chǎn)生氣泡。(2)a選項中沉淀的質(zhì)量即為碳酸鋇的質(zhì)量，根據(jù)碳酸鋇的質(zhì)量和原混合物的總質(zhì)量可以列式求出碳酸鈉和碳酸氫鈉的質(zhì)量分數(shù)，正確；b選項中n g固體為生成的氯化鈉的質(zhì)量，根據(jù)鈉原子守恒和原混合物總質(zhì)量可列式計算出碳酸氫鈉的質(zhì)量分數(shù)，正確；c選項采用差量法，減少的質(zhì)量為碳酸氫鈉分解生成的二氧化碳和水的質(zhì)量，由此可求出碳酸氫鈉的質(zhì)量，進而求出碳酸氫鈉的質(zhì)量分數(shù)，正確；d選項中堿石灰增加的質(zhì)量為鹽與酸反應生成的二氧化碳及溶液中揮發(fā)出來的水蒸氣的質(zhì)量，因此不能通過數(shù)據(jù)準確計算出碳酸氫鈉的質(zhì)量分數(shù)，不正確?？刹捎脴O值法來判斷，若全部為Na2CO3質(zhì)量為5.3 g，若全部為NaHCO3質(zhì)量為8.4 g，固體X的質(zhì)量為7.0 g，故其為碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合物。答案：(1)水沿導管由廣口瓶進入燒瓶廣口瓶中的長導管口有氣泡產(chǎn)生(2)Na2CO3NaHCO35.85cbcd