《2025年红对勾高考一轮复习金卷化学》

18.(2024·上海松江区二模)Ⅰ.某化学兴趣小组采用如图所示装置研究NaHCO₃分解的CO₂与Na₂O₂的反应。
　　　　　　
完成下列填空：
(1)画出乙中实验装置图，并标出相应试剂。
(2)装置丙中仪器名称是________，其中反应的化学方程式是____，该反应中氧化剂与还原剂的质量比为________。
(3)装置丁中NaOH溶液的作用是__________________________，装置戊中澄清石灰水的作用是__________________________。
Ⅱ.NaHCO₃俗称小苏打，工业上可通过侯氏制碱法制取(又称联合制碱法，由我国近代著名的化工学家侯德榜发明)。
(4)写出侯氏制碱法中生成NaHCO₃的离子方程式：____________。操作时，往饱和食盐水中先通入________气体，原因是______________________________。
(5)在密闭容器中投入一定量的Na₂O₂和NaHCO₃，在300℃下充分反应。若残留固体为纯净物，则起始时$\frac{n(NaHCO₃)}{n(Na₂O₂)}$应满足的条件是________。

答案：

(1)
(2)(球形)干燥管 $2Na_{2}O_{2}+2CO_{2}=2Na_{2}CO_{3}+O_{2}$ $1:1$
(3)除去$O_{2}$中的$CO_{2}$ 检验$O_{2}$中的$CO_{2}$是否除尽
(4)$Na^{+}+CO_{2}+NH_{3}+H_{2}O = NaHCO_{3}\downarrow + NH_{4}^{+}$ $NH_{3}$ 氨气溶解度大，而且溶液呈碱性后能吸收更多二氧化碳，增大$HCO_{3}^{-}$浓度，有利于碳酸氢钠析出
(5)$\geqslant2$
解析：为研究$NaHCO_{3}$分解的$CO_{2}$与$Na_{2}O_{2}$的反应，装置甲中碳酸氢钠受热分解为碳酸钠、二氧化碳、水，乙中用浓硫酸除去二氧化碳中的水蒸气，丙中二氧化碳和过氧化钠反应生成氧气，丁中用氢氧化钠除去氧气中的二氧化碳，戊中澄清石灰水用于检验二氧化碳是否除尽，装置己用排水法收集氧气。
(1)实验目的是研究$NaHCO_{3}$分解放出的$CO_{2}$与$Na_{2}O_{2}$的反应，碳酸氢钠分解放出的二氧化碳气体中含有水蒸气，装置乙的作用是干燥二氧化碳，所以乙是盛有浓硫酸的洗气瓶，装置图为 。
(2)根据题图，装置丙中仪器名称是球形干燥管，其中过氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，反应的化学方程式是$2Na_{2}O_{2}+2CO_{2}=2Na_{2}CO_{3}+O_{2}$，$Na_{2}O_{2}$中氧元素的化合价部分由$-1$升高到$0$，部分由$-1$降低到$-2$，根据得失电子守恒，氧化剂与还原剂的质量比为$1:1$。
(3)由装置丙出来的气体中含有氧气和二氧化碳，二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，所以丁中$NaOH$溶液的作用是除去$O_{2}$中的$CO_{2}$，装置戊中澄清石灰水的作用是检验$O_{2}$中的$CO_{2}$是否除尽。
(4)侯氏制碱法中氯化钠、二氧化碳、氨气反应生成$NaHCO_{3}$沉淀、氯化铵，反应的离子方程式为$Na^{+}+CO_{2}+NH_{3}+H_{2}O = NaHCO_{3}\downarrow + NH_{4}^{+}$。氨气溶解度大，而且溶液呈碱性后能吸收更多二氧化碳，增大$HCO_{3}^{-}$浓度，有利于碳酸氢钠析出，所以往饱和食盐水中先通入氨气。
(5)设投入$x\ mol\ Na_{2}O_{2}$和$y\ mol\ NaHCO_{3}$，在$300\ ^{\circ}C$下充分反应，若残留固体为纯净物，则固体产物为碳酸钠，根据元素守恒$2n(C)\geqslant n(Na)$，则$2y\geqslant(2x + y)$，则起始时$\frac{n(NaHCO_{3})}{n(Na_{2}O_{2})}\geqslant2$。

19.(2024·辽宁朝阳第一中学二模)1943年我国化工专家侯德榜创立了“侯氏制碱法”，提高了氯化钠的利用率，利用了水煤气厂的废气氨气，具有环保、节能效果。
(1)“侯氏制碱法”以NaCl、NH₃、CO₂等为原料先制得NaHCO₃，进而生产出纯碱。碳酸氢铵与饱和食盐水反应，能析出碳酸氢钠晶体的判断依据是________(填字母)。
A.碳酸氢钠难溶于水
B.碳酸氢钠受热易分解
C.碳酸氢钠的溶解度相对较小，在溶液中首先结晶析出
(2)在实验室里甲同学用做完氨喷泉实验的溶液配成含氨的饱和食盐水，向其中通入二氧化碳，以制备碳酸氢钠，实验装置如图①所示(图中夹持、固定用的仪器未画出)。
　　　　
①丁装置中稀硫酸的作用是______________________。
②实验结束后，分离出NaHCO₃晶体的操作是________(填分离操作的名称)。
(3)实验室里乙同学利用图②装置和现有仪器结合所学的知识，减少加热分解碳酸氢钠的步骤，用实验室剩余NaOH溶液制备碳酸钠溶液。请回答下列问题：
①要完成制备实验，除图②装置中的仪器外还必需的仪器是________。
②写出最后一步在试管中生成碳酸钠溶液反应的离子方程式：______________________________。
③实验准备就绪后，先打开活塞3，关闭活塞2，再打开活塞1(根据需要可关开)。一段时间后，应该______________________(填具体操作)。则Y可以是______________。
④该实验设计有不妥之处，排除混有NaOH或NaHCO₃杂质外，还可能在制备的碳酸钠溶液中混有其他杂质，则该杂质及其产生的原因分别是______________________________。
(4)利用“双指示剂”滴定方法测定纯碱组成和含量。取一定量的纯碱配成溶液，用盐酸滴定纯碱溶液得到图③曲线，若纯碱中含有的杂质为碳酸氢钠，则数据符合________(用V₁、V₂大小关系表示)。
　　　　　　　　

答案：
(1)C
(2)①吸收未反应的$NH_{3}$ ②过滤
(3)①量筒 ②$HCO_{3}^{-}+OH^{-}=CO_{3}^{2 - }+H_{2}O$ ③关闭活塞3，打开活塞2 煤油(或苯) ④$NaCl$，因挥发出来的$HCl$没有除去，易产生$NaCl$杂质
(4)$(V_{2}-V_{1})＞V_{1}$及$V_{2}＞2V_{1}$
解析：工业上“侯氏制碱法”的原理是在饱和食盐水中依次通入氨气和二氧化碳，由于氨气在水中的溶解度大，所以先通入氨气，通入足量的氨气后再通入二氧化碳，反应生成碳酸氢钠，由于碳酸氢钠的溶解度较小，所以溶液中有碳酸氢钠晶体析出，将碳酸氢钠晶体加热后得纯碱(碳酸钠)。
(1)碳酸氢钠是钠盐，易溶于水，故不选A；碳酸氢钠受热易分解与其在溶液中首先结晶析出无关，故不选B；碳酸氢钠的溶解度相对于氯化铵来说更小一些，所以在溶液中首先结晶析出，故选C。
(2)①氨气易挥发，丁装置中稀硫酸的作用是吸收未反应的$NH_{3}$，防止污染。②实验结束后，$NaHCO_{3}$结晶析出，分离出$NaHCO_{3}$晶体的操作是过滤。
(3)①$NaOH$与足量$CO_{2}$反应很容易转化为$NaHCO_{3}$，$NaHCO_{3}$转化为碳酸钠发生反应$NaOH + NaHCO_{3}=Na_{2}CO_{3}+H_{2}O$，$NaHCO_{3}～NaOH$，所以需要将$NaOH$溶液分为两等份，除题图②装置中的仪器外，还必需的仪器是量筒。②最后一步氢氧化钠和碳酸氢钠反应生成碳酸钠，反应的离子方程式为$HCO_{3}^{-}+OH^{-}=CO_{3}^{2 - }+H_{2}O$。③先将足量$CO_{2}$通入右侧试管中，制备$NaHCO_{3}$溶液，然后再将烧瓶中的小试管里的$NaOH$溶液排到右侧试管中与先生成的$NaHCO_{3}$发生反应，因此操作是关闭活塞3，打开活塞2。为防止$CO_{2}$溶解于烧瓶中的试管内的$NaOH$溶液中，用油封的方法，即$Y$为煤油(或苯)。④题图②的设计中制$CO_{2}$所用的盐酸易挥发，$HCl$未除，与$NaOH$易生成杂质氯化钠。
(4)若只有碳酸钠，加入$V_{1}\ mL$盐酸，发生反应$CO_{3}^{2 - }+H^{+}=HCO_{3}^{-}$，加入$V_{1}～V_{2}\ mL$盐酸发生反应$HCO_{3}^{-}+H^{+}=H_{2}O + CO_{2}\uparrow$，则$2V_{1}=V_{2}$，若纯碱中含有的杂质为碳酸氢钠，则数据符合$2V_{1}＜V_{2}$。