碳酸鈉、氯化鈉、過氧化鈉是具有極強(qiáng)代表性的鈉的化合物,根據(jù)其性質(zhì)設(shè)計的相關(guān)實驗連續(xù)兩年在高考題中出現(xiàn),成為高考的熱點之一。所以鈉的化合物復(fù)習(xí)更加側(cè)重于其性質(zhì)實驗的復(fù)習(xí)。堿金屬一章共有11個演示實驗和1個學(xué)生實驗,分別在實驗的基本操作、實驗現(xiàn)象的觀察與分析等角度注重了學(xué)生實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng),所以該部分內(nèi)容成為了實驗習(xí)題的設(shè)計很好的載體。
下面就兩例高考實驗題剖析鈉的化合物的知識考點。
【例1:】(06高考全國卷I)
在呼吸面具和潛水艇中可用過氧化鈉作為供氧劑。請選用適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)試劑和實驗用品。用上圖中的實驗裝置進(jìn)行實驗,證明過氧化鈉可作供氧劑。
⑴A是制取CO2的裝置。寫出A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式
⑵填寫表中空格
儀器
加入試劑
加入試劑的目的
B
飽和NaHCO3溶液
C
D
⑶寫出過氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)的化學(xué)方程式
⑷試管F中收集滿氣體后,下一步實驗操作是
解析:過氧化鈉作為重要的供氧劑之一,本題的命題背景涉及我國航天事業(yè)的發(fā)展。圍繞過氧化鈉與二氧化碳反應(yīng),考查了二氧化碳的制備、凈化、過氧化鈉與二氧化碳生成氧氣、氧氣的證明等基本實驗知識。所以在根據(jù)實驗要求,結(jié)合實驗?zāi)康,理解題給實驗裝置作用的基礎(chǔ)上,才能正確選擇必要的試劑,即兩個洗氣瓶分別除去二氧化碳中氯化氫,除去氧氣中二氧化碳,而U形管作為氣體和固體反應(yīng)的容器。本題對兩個化學(xué)方程式的考查,均是學(xué)生應(yīng)該掌握的基本反應(yīng)。最后一問是本題的亮點,緊扣本題的實驗?zāi)康模C明過氧化鈉可作供氧劑,要點是敘述出氧氣檢驗的完整操作細(xì)節(jié),不同學(xué)生的實驗體驗不同,答題的準(zhǔn)確性差異很大,有很好的區(qū)分度。
答案:⑴CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑
⑵
儀器
加入試劑
加入試劑的目的
B
飽和NaHCO3溶液
除去二氧化碳中的氯化氫
C
過氧化鈉固體
與二氧化碳反應(yīng)
D
NaOH溶液
吸收二氧化碳?xì)怏w
⑶2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2
⑷用帶火星的木條伸到試管F的管口,如果木條復(fù)燃,說明過氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)產(chǎn)生氧氣,可做供氧劑。
【例2:】(05高考全國卷I)
已知某純堿試樣中含有NaCl雜質(zhì),為測定試樣中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù),可用下圖中的裝置進(jìn)行實驗。
主要實驗步驟如下:
①按圖組裝儀器,并檢查裝置的氣密性
②將ag試樣放入錐形瓶中,加適量蒸餾水溶解,得到試樣溶液
③稱量盛有堿石灰的U型管的質(zhì)量,得到bg
④從分液漏斗滴入6ol·L-1的硫酸,直到不再產(chǎn)生氣體時為止
⑤從導(dǎo)管A處緩緩鼓入一定量的空氣
⑥再次稱量盛有堿石灰的U型管的質(zhì)量,得到cg
⑦重復(fù)步驟⑤和⑥的操作,直到U型管的質(zhì)量基本不變,為dg
請?zhí)羁蘸突卮饐栴}:
(1)在用托盤天平稱量樣品時,如果天平的指針向左偏轉(zhuǎn),說明
(2)裝置中干燥管B的作用是
(3)如果將分液漏斗中的硫酸換成濃度相同的鹽酸,測試的結(jié)果 (填高、偏低或不變)
(4)步驟⑤的目的是
(5)步驟⑦的目的是
(6)該試樣中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計算式為
(7)還可以用其他實驗方法測定試樣中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。請簡述一種不同的實驗法。
解析:這是一個定量實驗題,主要考查定量操作中量的規(guī)定性以及學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范的實驗態(tài)度。本題解題的關(guān)鍵在于對實驗原理的理解,即通過測定反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳的質(zhì)量計算純堿樣品的質(zhì)量分?jǐn)?shù),所以準(zhǔn)確測定生成二氧化碳的質(zhì)量成為本題的要點問題。為完成嚴(yán)格的定量要求,重要環(huán)節(jié)包括,①兩次干燥創(chuàng)設(shè)CO2的吸收環(huán)境,②通過鼓入空氣保證反應(yīng)產(chǎn)生的氣體全部被U形管吸收,③兩次稱量判斷CO2的吸收情況。最后根據(jù)原理求出試樣中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。至于其他定量測定方法,答案很具開放性,可以利用測定生成沉淀的質(zhì)量(碳酸鈣或者碳酸鋇等)進(jìn)行分析展開。
答案:(1)樣品重,砝碼輕(2)防止空氣中的CO2和水氣進(jìn)入U型管中
(3)偏高(4)把反應(yīng)產(chǎn)生的CO2全部導(dǎo)入U型管中
(5)判斷反應(yīng)產(chǎn)生的CO2是否全部排出,并被U型管中的堿石灰吸收
(6)(7)略
小結(jié):兩道實驗試題都出自鈉的化合物,足見鈉的化合物性質(zhì)實驗的重要性,課本上最為熟悉的基礎(chǔ)知識,經(jīng)過靈活整合都能變成很好的高考題。兩道試題的亮點都在最后一問,06試題主要考查學(xué)生簡答題的規(guī)范嚴(yán)謹(jǐn)性,而05試題最后一問開放形式的問答,有利于對學(xué)生創(chuàng)新意識的考查,較好地體現(xiàn)了新課程的教學(xué)理念。
【類比練習(xí):】某研究性學(xué)習(xí)小組在做過氧化鈉與水反應(yīng)的實驗時,發(fā)現(xiàn)過氧化鈉與水反應(yīng)后的溶液中滴加酚酞溶液呈現(xiàn)紅色,但紅色很快褪色,甲乙丙三位同學(xué)對此現(xiàn)象分別做了如下實驗:
甲、因為反應(yīng)后試管很熱,所以可能是溶液溫度過高使紅色褪去;乙、因為所加水量太少,紅色褪去可能是生成氫氧化鈉濃度較大的影響;丙、過氧化鈉具有強(qiáng)氧化性,生成物中氧氣、過氧化氫(可能產(chǎn)物)等也具有強(qiáng)氧化性,可能是氧化作用漂白了紅色物質(zhì)。
(1)驗證甲同學(xué)的推測是否正確的方法是______________,
驗證乙同學(xué)的推測是否正確的方法是______________,
驗證丙同學(xué)的推測是否正確的方法是______________
(2)有同學(xué)提出用定量的方法探究丙同學(xué)方案中是否含有雙氧水,其實驗方案是:稱取2.6克過氧化鈉固體,使之與足量的水反應(yīng),測得產(chǎn)生氧氣的體積,與理論值比較,即可得出結(jié)論。
a、測量氣體的體積時,必須待試管和量筒中的氣體都冷卻到室溫時進(jìn)行,應(yīng)選用下圖中的_________________________,理由是________________
b、若在標(biāo)準(zhǔn)狀況時測量氣體的體積,應(yīng)選用量筒的大小規(guī)格為_______________.
I II
參考答案:(1)冷卻后加酚酞試液或冷卻后看溶液是否變紅;
加水稀釋后看溶液是否變紅;加入氫氧化鈉溶液看是否變紅
(2)①II;防止氣體冷卻時發(fā)生倒吸現(xiàn)象;②500l
以上所述,我們對于鈉的化合物的復(fù)習(xí),一定要認(rèn)真對待課本上基本實驗,盡可能培養(yǎng)學(xué)生的動手能力,增強(qiáng)學(xué)生處理實驗問題的能力,然后以此帶動元素化合物的學(xué)習(xí),使學(xué)生獲得豐富的感性認(rèn)識和實驗技能。
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