碳酸鈉、氯化鈉、過氧化鈉是具有極強代表性的鈉的化合物,根據其性質設計的相關實驗連續(xù)兩年在高考題中出現,成為高考的熱點之一。所以鈉的化合物復習更加側重于其性質實驗的復習。堿金屬一章共有11個演示實驗和1個學生實驗,分別在實驗的基本操作、實驗現象的觀察與分析等角度注重了學生實驗能力的培養(yǎng),所以該部分內容成為了實驗習題的設計很好的載體。
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。請選用適當的化學試劑和實驗用品。用上圖中的實驗裝置進行實驗,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)生反應的化學方程式
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的化學方程式
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,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。所以在根據實驗要求,結合實驗目的,理解題給實驗裝置作用的基礎上,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的容器。本題對兩個化學方程式的考查,均是學生應該掌握的基本反應。最后一問是本題的亮點,緊扣本題的實驗目的,證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節(jié),不同學生的實驗體驗不同,答題的準確性差異很大,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
D
NaOH溶液
吸收二氧化碳氣體
⑶2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2
⑷用帶火星的木條伸到試管F的管口,如果木條復燃,說明過氧化鈉與二氧化碳反應產生氧氣,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,為測定試樣中純堿的質量分數,可用下圖中的裝置進行實驗。
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型管的質量,得到bg
④從分液漏斗滴入6ol·L-1的硫酸,直到不再產生氣體時為止
⑤從導管A處緩緩鼓入一定量的空氣
⑥再次稱量盛有堿石灰的U型管的質量,得到cg
⑦重復步驟⑤和⑥的操作,直到U型管的質量基本不變,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,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)該試樣中純堿的質量分數的計算式為
(7)還可以用其他實驗方法測定試樣中純堿的質量分數。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)定性以及學生嚴謹規(guī)范的實驗態(tài)度。本題解題的關鍵在于對實驗原理的理解,即通過測定反應產生二氧化碳的質量計算純堿樣品的質量分數,所以準確測定生成二氧化碳的質量成為本題的要點問題。為完成嚴格的定量要求,重要環(huán)節(jié)包括,①兩次干燥創(chuàng)設CO2的吸收環(huán)境,②通過鼓入空氣保證反應產生的氣體全部被U形管吸收,③兩次稱量判斷CO2的吸收情況。最后根據原理求出試樣中純堿的質量分數。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量(碳酸鈣或者碳酸鋇等)進行分析展開。
答案:(1)樣品重,砝碼輕(2)防止空氣中的CO2和水氣進入U型管中
(3)偏高(4)把反應產生的CO2全部導入U型管中
(5)判斷反應產生的CO2是否全部排出,并被U型管中的堿石灰吸收
(6)(7)略
小結:兩道實驗試題都出自鈉的化合物,足見鈉的化合物性質實驗的重要性,課本上最為熟悉的基礎知識,經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試題主要考查學生簡答題的規(guī)范嚴謹性,而05試題最后一問開放形式的問答,有利于對學生創(chuàng)新意識的考查,較好地體現了新課程的教學理念。
【類比練習:】某研究性學習小組在做過氧化鈉與水反應的實驗時,發(fā)現過氧化鈉與水反應后的溶液中滴加酚酞溶液呈現紅色,但紅色很快褪色,甲乙丙三位同學對此現象分別做了如下實驗:
甲、因為反應后試管很熱,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、過氧化鈉具有強氧化性,生成物中氧氣、過氧化氫(可能產物)等也具有強氧化性,可能是氧化作用漂白了紅色物質。
(1)驗證甲同學的推測是否正確的方法是______________,
驗證乙同學的推測是否正確的方法是______________,
驗證丙同學的推測是否正確的方法是______________
(2)有同學提出用定量的方法探究丙同學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,測得產生氧氣的體積,與理論值比較,即可得出結論。
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行,應選用下圖中的_________________________,理由是________________
b、若在標準狀況時測量氣體的體積,應選用量筒的大小規(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)生倒吸現象;②500l
以上所述,我們對于鈉的化合物的復習,一定要認真對待課本上基本實驗,盡可能培養(yǎng)學生的動手能力,增強學生處理實驗問題的能力,然后以此帶動元素化合物的學習,使學生獲得豐富的感性認識和實驗技能。
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