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高考化学——钠及其化合物的综合压轴题专题复习及答案解析
一、高中化学 钠及其化合物
1．过氧化钠是一种淡黄色固体，有漂白性，能与水、酸性氧化物和酸反应。
（1）一定条件下，m克的H2、CO的混合气体在足量的氧气中充分燃烧，产物与过量的过氧化钠完全反应，过氧化钠固体增重___克。
（2）常温下，将14.0克的Na2O和Na2O2的混合物放入水中，得到400mLpH=14的溶液，则产生的气体标准状况下体积为___L。
（3）在200mLAl2（SO4）3和MgSO4的混合液中，加入一定量的Na2O2充分反应，至沉淀质量不再减少时，测得沉淀质量为5.8克。此时生成标准状况下气体体积为5.6L。则原混合液中c（SO42-）=___mol/L。
（4）取17.88gNaHCO3和Na2O2的固体混合物，在密闭容器中加热到250℃，经充分反应后排出气体，冷却后称得固体质量为15.92g。请列式计算： ①求原混合物中Na2O2的质量B___；
②若要将反应后的固体反应完，需要1mol/L盐酸的体积为多少毫升___？ 【答案】m 1.12 2 7.8g 200mL≤V≤320mL 【解析】 【分析】
(1)利用差量法，根据化学方程式分析：CO与H2在氧气中完全燃烧，生成CO2和H2O，生成的CO2和H2O再与Na2O2反应；2CO+O2
2CO2，一氧化碳与二氧化碳物质的量相
等，Na2O2与CO2反应2CO2+2Na2O2＝2Na2CO3+O2，质量增重△m为2Na2CO3﹣2Na2O2＝2CO，可知，反应后固体质量增加量为CO的质量；2H2+O2
2H2O，生成的水与氢气
物质的量相等，Na2O2与H2O反应2H2O+2Na2O2＝4NaOH+O2，质量增重△m为2H2O﹣O2＝2H2，可知，反应后固体增加的质量为氢气质量；
(2)氧化钠、过氧化钠与水反应后的溶质为氢氧化钠，根据n＝
m计算出氢氧化钠的物质的M量，再根据质量守恒、钠原子守恒列式计算出氧化钠、过氧化钠的物质的量，最后根据c
n计算出氢氧根离子的物质的量、根据过氧化钠与水的反应方程式计算出生成的标况下V氧气的体积；
5.6L(3)生成标准状况下气体体积为5.6L，物质的量为：＝0.25mol，所以过氧化钠
22.4L/mo1＝
的物质的量为0.5mol，所以氢氧化钠的物质的量为：0.5mol×2＝1mol，沉淀质量为5.8
5.8g克，即氢氧化镁的质量为5.8克，所以氢氧化镁的物质的量为：＝0.1mol，生成
58g/mo1氢氧化镁消耗氢氧根离子的物质的量为0.1×2＝0.2mol，则铝离子转化为偏铝酸根离子消耗氢氧根的物质的量为0.8，所以铝离子的物质的量为0.2mol，所以溶液中硫酸根离子的物
质的量为：0.3+0.1＝0.4mol，则c＝
0.4mol＝2mol/L； 0.2L(4)①结合发生的反应2Na2O2+4NaHCO3＝4Na2CO3+2H2O↑+O2↑和2Na2O2+2NaHCO3＝2Na2CO3+2NaOH+O2↑计算；
②反应后固体为0.08mol的NaOH和0.12mol的Na2CO3，再结合反应原理计算。 【详解】
(1)CO和H2的混合气体燃烧的方程式：2CO+O2
2CO2，2H2+O2
2H2O，与
Na2O2反应的方程式：2CO2+2Na2O2＝2Na2CO3+O2，2H2O+2Na2O2＝4NaOH+O2，通过方程式可以看出，固体质量的增加量就是原混合气体的质量为mg；
(2)设14.0g混合物中含有氧化钠xmol，含有过氧化钠ymol，则①62x+78y＝14，最后得到的溶质为NaOH，得到400mL pH＝14的溶液，氢氧化钠的物质的量为：0.4×1＝0.4mol，根据钠原子守恒可得：②2x+2y＝0.4，联合①②解得：x＝0.1、y＝0.1，所以0.1mol的过氧化钠生成0.05mol的氧气，标况下生成的氧气的体积为：V(O2)＝22.4L/mol×0.05mol＝1.12L； (3)生成标准状况下气体体积为5.6L，物质的量为：
5.6L＝0.25mol，所以过氧化钠
22.4L/mo1的物质的量为0.5mol，所以氢氧化钠的物质的量为：0.5mol×2＝1mol，沉淀质量为5.8克，即氢氧化镁的质量为5.8克，所以氢氧化镁的物质的量为：
5.8g＝0.1mol，生成
58g/mo1氢氧化镁消耗氢氧根离子的物质的量为0.1×2＝0.2mol，则铝离子转化为偏铝酸根离子消耗氢氧根的物质的量为0.8，所以铝离子的物质的量为0.2mol，所以溶液中硫酸根离子的物质的量为：0.3+0.1＝0.4mol，则c＝
0.4mol＝2mol/L，故答案为：2； 0.2L(4)①设Na2O2 和NaHCO3的物质的量分别为x，y；
2Na2O2+4NaHCO3=4Na2CO3+2H2O?+O2? 49242417.8815.41+2NaHCO3=2Na2CO3+2NaOH+O2?324292 17.8816.112Na2O215.41＜15.92＜16.11 说明两个反应都发生，所以：78x+84y＝17.88、106y+(2x﹣y)×40＝15.92，解之得：x＝0.1mol、y＝0.12mol，故m(Na2O2)＝7.8g；
②反应后固体为0.08mol的NaOH和0.12mol的Na2CO3，当反应后溶质为NaCl、NaHCO3时，则需盐酸体积为200mL；当反应后溶质只有NaCl时，则需盐酸体积为320mL，故盐酸体积为200mL≤V≤320mL。 【点睛】
本题考查有关物质的量的计算、混合物的计算，注意掌握有关物质的量的计算方法，明确质量守恒定律、极值法在化学计算中的应用，试题有利于提高学生的化学计算能力。
2．已知①Na2O2 ②O2 ③HClO ④H2O2 ⑤Cl2 ⑥NaClO ⑦O3七种物质都具有强氧化性。请回答下列问题:
(1)上述物质中互为同素异形体的是_____(填序号，下同)。 (2)含非极性键的共价化合物是_________。 (3)属于离子化合物的有______种。 (4)Na2O2、HClO、H2O2均能用于制备O2。
①HClO在光照条件下分解生成O2和HCl，用电子式表示HCl的形成过程:_________________________。 ②写出Na2O2与H2O反应制备O2的化学方程式:____________________________________。
③H2O2在二氧化锰催化作用下可以制备O2。若6.8g H2O2参加反应，则转移电子数目为_________，生成标准状况下O2体积为_______L。 【答案】②⑦ ④ 2 或0.2NA 2.24 【解析】 【分析】
根据物质的分类的依据，熟悉同素异形体、离子化合物的概念，用电子式表示共价化合物的物质形成的过程。 【详解】
（1）同种元素组成的结构不同的单质互为同素异形体。故O2与O3互为同素异形体； （2）Na2O2既含有非极性共价键又含有离子键的离子化合物；HClO是含有极性键共价键而不含非极性共价键的化合物；H2O2既含有极性共价键又含有非极性共价键的化合物；NaClO既含有极性共价键又含有离子键的离子化合物；O2、O3、Cl2属于单质，不属于化合物，故含非极性键的共价化合物是④H2O2；
（3）由(2)可知，Na2O2、NaClO属于离子化合物，故属于离子化合物的有2种； （4）HCl是共价化合物，用电子式表示HCl的形成过程是：
（5）Na2O2与H2O反应生成氧气和氢氧化钠，其反应的化学方程式为2Na2O2 +2H2O=4NaOH +O2↑； （6）2H2O2
；
2Na2O2 +2H2O=4NaOH +O2↑ 1.204x1023
MnO2O2↑+2H2O，每生成1mol转移2mol电子，故6.8g H2O2的物质的量：
6.8g=0.2mol，生成氧气的物质的量为0.1mol，转移的电子的数目为
34g?mol?10.1mol×2×6.02×1023mol-1=1.204x1023；V(O2) = 0.1mol×22.4L·mol -1=2.24L。
3．已知钠与氧气在不同条件下会发生不同的反应。
（1）将金属钠长时间放置于空气中可发生如下一系列变化，写出此变化中①③步转化的化学方程式： Na
Na2O
NaOH
Na2CO3·10H2O→Na2CO3
①___________； ③__________。
（2）将钠置于坩埚内，在空气中加热，可燃烧生成一种淡黄色物质。 ①钠在空气中燃烧的化学方程式为___________。 ②某学习小组通过实验研究Na2O2与水的反应。 操作 向盛有4.0gNa2O2的烧杯中加入50mL蒸馏水 现象 剧烈反应，产生能使带火星木条复燃的气体，得到的无色溶液a ⅰ．溶液变红 向溶液a中滴入两滴酚酞 ⅱ．10分种后溶液颜色明显变浅，稍后，溶液变为无色 Na2O2与水反应的离子方程式是___________，甲同学认为过氧化钠中阴离子结合水中氢离子生成了H2O2，溶液a中的H2O2将酚酞氧化导致褪色。用实验证实H2O2的存在：取少量溶液a，加入试剂___________(填化学式)，有气体产生。 【答案】4Na+O2=2Na2O 2NaOH+CO2+9H2O=Na2CO3?10H2O 2Na+O22Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑ MnO2 【解析】 【分析】
（1）反应①是钠和氧气在常温下生成氧化钠；反应③是NaOH和CO2反应生成Na2CO3?10H2O；
（2）①钠在空气中燃烧生成过氧化钠；
②能使带火星木条复燃的气体是氧气，碱使酚酞变红，说明过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气；双氧水在MnO2的催化作用下发生分解反应生成氧气； 【详解】
（1）反应①是钠和氧气在常温下生成氧化钠，反应方程式是4Na+O2=2Na2O；反应③是NaOH和CO2反应生成Na2CO3?10H2O，反应方程式是2NaOH+CO2+9H2O=Na2CO3?10H2O； （2）①钠在空气中燃烧生成过氧化钠，反应方程式是2Na+O2=Na2O2；
②过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气，反应的离子方程式是2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑；双氧水在MnO2的催化作用下发生分解反应生成氧气，取少量溶液a，加入试剂MnO2，有气体产生，能证明H2O2的存在。
ΔNa2O2
4．（Ⅰ）现有一包固体粉末，其中可能含有如下五种物质：CaCO3、Na2CO3、
Na2SO4、NaCl、CuSO4。已知CaCO3难溶于水，CuSO4溶液呈蓝色。现进行如下
实验：
①溶于水得无色溶液；②向溶液中加入BaCl2溶液生成白色沉淀，再加盐酸时沉淀消失。