题目内容

20．钠及其化合物具有广泛的用途．
（1）工业上制备金属钠的常用方法是电解法．试写出制备金属钠的化学方程式2NaCl（熔融）$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Na+Cl2↑．金属钠可用于液态钠可作核反应堆的传热介质 （写出Na在熔点低方面的一种用途）．
（2）用Na2CO3熔融盐作电解质，CO、O2、CO2为原料可组成新型电池．该电池的结构如图所示：
①正极的电极反应式为O2+4e-+2CO2=2CO32-，电池工作时物质A可循环使用，A物质的化学式为CO2．
②请写出检验Na2CO3中钠元素的方法取一根洁净的铂丝蘸取碳酸钠粉末或碳酸钠溶液，放在酒精灯外焰上灼烧，观察火焰的颜色．
（3）常温下，浓度均为0.1mol•L-1的下列五种钠盐溶液的pH如下表：
溶质CH3COONaNaHCO3Na2CO3NaCONaCN
pH8.89.7.60.311.1
上述盐溶液的阴离子中，结合H+能力最强的是CO32-，根据表中数据，浓度均为0.01mol•L-1的下列四种酸的溶液分别稀释100倍，pH变化最大的是c（填序号）．
a．HCN    b．HClO     c．CH3COOH    d．H2CO3
（4）实验室中常用NaOH来进行尾气处理、洗气和提纯．
①常温下，当300mL 1mol•L-1的NaOH溶液吸收4.48L（折算成标准状况）SO2时，所得溶液pH＞7，则溶液中各离子浓度由大到小的顺序为c（Na+）＞c（HSO）＞c（SO）＞c（OH-）＞c（H+）．
②已知几种离子开始沉淀时的pH如下表：
离子Fe2+Cu2+Mg2+
pH7.65.210.4
当向含相同浓度Cu2+、Mg2+、Fe2+的溶液中滴加某浓度的NaOH溶液时，Cu2+（填离子符号）先沉淀，Ksp[Fe（OH）2]＜Ksp[Mg（OH）2]（填“＞”、“=”或“＜”）．

分析 （1）钠化学性质比较活泼，工业上采用电解法制取钠；电解熔融氯化钠和金属钠和氯气；钠的熔点较低，液态钠可作核反应堆的传热介质；
（2）①燃料电池中，负极上燃料失电子发生氧化反应，正极上氧化剂得电子发生还原反应；将两个方程式相加即得一氧化碳燃烧方程式；根据电极反应分析即可；
②通过焰色反应可以鉴别碳酸钠中的钠元素；
（3）越容易水解的盐，越容易结合氢离子，相同浓度的钠盐溶液，pH越大则盐的水解程度越大，浓度相同的酸稀释相同的倍数后，酸性越强的酸其pH变化越大；
（4）①根据盐类的水解和电荷守恒来分析，注意盐类的水解是微弱的；
②开始沉淀时pH小的离子先沉淀，溶度积常数越小的物质越先沉淀．

解答 解：（1）金属钠比较活泼，工业上通常通过电解熔融氯化钠获得金属钠，反应方程式为：2NaCl（熔融）$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Na+Cl2↑；由于金属钠的熔点较低，则液态钠可作核反应堆的传热介质，
故答案为：电解法；2NaCl（熔融）$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Na+Cl2↑；液态钠可作核反应堆的传热介质；
（2）①该燃料电池的总反应为：2CO+O2=2CO2，通入氧气和CO2的混合气体一极为原电池的正极，发生还原反应，电极反应式为：O2+4e-+2CO2=2CO32-，通入CO的一极为原电池的负极，发生氧化反应，电极反应式为：2CO-4e-+2CO32-=4CO2，由电极反应可知电池工作时参加循环的物质为CO2，
故答案为：O2+4e-+2CO2=2CO32-；CO2；
②可通过焰色反应检验Na2CO3中钠元素，操作方法为：取一根洁净的铂丝蘸取碳酸钠粉末或碳酸钠溶液，放在酒精灯外焰上灼烧，观察火焰的颜色为黄色，
故答案为：取一根洁净的铂丝蘸取碳酸钠粉末或碳酸钠溶液，放在酒精灯外焰上灼烧，观察火焰的颜色；
（3）越容易水解的盐，越容易结合氢离子，相同浓度的钠盐溶液，pH越大则盐的水解程度越大，所以最易水解的盐是碳酸钠，所以最容易结合氢离子的阴离子是CO32-；浓度相同的酸稀释相同的倍数后，酸性越强的酸其pH变化越大，HCN、HClO、CH3COOH、H2CO3四种酸的酸性大小顺序是CH3COOH＞H2CO3＞HClO＞HCN，所以溶液的pH变化最大的是醋酸，故选c；
故答案为：CO32-；c；
（4）①300mL 1mol•L-1的NaOH的物质的量=1mol/L×0.3L=0.3mol，标准状况下4.48LSO2的物质的量=$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，所以氢氧化钠和二氧化硫反应方程式为2SO2+3NaOH=Na2SO3+NaHSO3+H2O，溶液中硫酸根离子水解而使溶液呈碱性，即c（OH-）＞c（H+），硫酸根离子水解生成硫酸氢根离子，所以c（HSO3-）＞c（SO32-），由于水解程度较小，所以c（SO32-）＞c（OH-），故溶液中各离子浓度大小顺序是：c（Na+）＞c（HSO）＞c（SO）＞c（OH-）＞c（H+），
故答案为：c（Na+）＞c（HSO）＞c（SO）＞c（OH-）＞c（H+）；
②pH小的离子先沉淀，溶度积常数越小的物质越先沉淀，所以Cu2+先沉淀，KSP[（Fe（OH）2]＜KSP[（Mg（OH）2]，
故答案为：Cu2+；＜．

点评 本题考查了离子浓度大小比较、工业制取金属Na的方法、燃料电池电极反应式书写、弱电解质的电离、盐的水解、Ksp的应用等知识点，知识点较多，题目难度中等，注意把握溶液中离子浓度大小比较的方法，明确电解原理、盐的水解原理为解答关键．

练习册系列答案
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11．（1）高炉冶铁过程中，甲烷在催化反应室中产生水煤气（CO和H2）还原氧化铁，有关反应为：CH4（g）+CO2（g）═2CO（g）+2H2（g）△H=+260kJ•mol-1
已知：2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H=-566kJ•mol-1则CH4与O2反应生成CO和H2的热化学方程式为2CH4（g）+O2（g）═2CO（g）+4H2（g）△H=-46kJ•mol-1；
（2）某温度下，纯水中c（H+）=2×10-7 mol•L-1，则此温度＞25°C（填“＞”、“＜”或“=”）．若温度不变，滴入稀盐酸，使c（H+）=8×10-4 mol•L-1，则此时溶液中由水电离产生的c（H+）=5×10-11mol/L．
8．把3.9g Na2O2放入100mL水中，充分反应后，计算：
（1）生成O2的体积（标准状况）；
（2）反应后所得NaOH的物质的量浓度（反应前后溶液体积变化忽略不计）．
15．（1）写出由甲苯制备TNT的化学反应方程式；
（2）写出溴水与苯酚反应的化学反应方程式．
（3）如图是8种环状的烃类物质：
①互为同系物的有环己烷和环辛烷 （填名称，下同）；互为同分异构体的有苯和棱晶烷、环辛四烯和金刚烷：
②棱晶烷的二氯取代产物有3种；
③有机物X、Y均与立方烷具有相同的摩尔质量，其中X属于芳香烃，且能使溴水褪色；Y是烃的含氧衍生物，分子中含有3个氧原子，可水解生成3种含碳的化合物，则X的结构简式为：；Y的结构简式为：．
5．按要求进行计算，直接写出计算结果：
（1）32.0g O2和2.0g H2组成的混合气体在标准状况下体积约为44.8L．
（2）等质量的CO与N2所含的原子总数之比为1：1．
（3）将100mL 2.50mol/L BaCl2溶液加水稀释至500mL，所得溶液中Cl-物质的量浓度为1.00mol/L．
12．下列离子方程式错误的是（　　）
A．鸡蛋壳可溶于醋酸溶液中：CaCO3+2CH3COOH═Ca2++2CH3COO-+CO2↑+H2O
B．氧化铜与盐酸的反应：CuO+2H+═Cu2++H2O
C．钠投入到水中：2Na+2H2O═2Na++2OH-+H2↑
D．氯气和溴化钠反应：Cl2+2Br-═2 Cl-+2Br
9．已知A、B、C为中学化学中常见的单质，A为是生产、生活中用量最大、用途最广的金属单质，室温下B是黄绿色气体，C为无色气体．在一定条件下相互转化的关系如图2所示．
请回答以下问题：
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