高三化学教案：碱金属

(3)此类题目解题模式的构建

①思维的总过程：

启动→发散→收敛→共识

明确问题→途径→核心→模式

②模式

思路的设计→优选方案→分析比较→操作程序→归纳总结

例7 将70g过氧化钠和氧化钠的混合物跟98g水充分反应后，所得的氢氧化钠溶液的质量分数为50%。试分别写出过氧化钠和氧化钠跟水反应的化学方程式，并计算混合物中过氧化钠和氧化钠的质量各为多少g?

思路分析：设混合物中Na2O2物质的量为x，Na2O物质的量为y，则有：

2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ Na2O+H2O=2NaOH

x 2x x/2 y 2y

78g/mol x+62g/mol y=70g

根据题意得方程组：

解得：x=0.5mol y=0.5mol

则：m(Na2O2)=0.5mol×78g/mol=39g m(Na2O)=0.5mol×62g/mol=31g

答案：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑、Na2O+H2O=2NaOH;Na2O2：39g、Na2O：31g

一题多解：上述反应式知，Na2O2与H2O反应Na2O2中既是氧化剂又是还原剂，产生的O2来自Na2O2，相当于2Na2O2=2Na2O+O2↑;若设Na2O2的物质的量X，则混合物与H2O反应可理解为将(70-16X)g Na2O与H2O作用。

根据题意，由钠离子守恒：

得：X=0.5mol。(以下略)

例8 某天然碱(纯净物)可看作由CO2和NaOH反应后的产物所组成。称取天然碱样品四份，溶于水后，分别逐滴加入相同浓度的盐酸溶液30mL，产生CO2的体积(标准状况)如下表：(2000年上海高考题)

Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ

盐酸液的体积(mL) 30 30 30 30

样品(g) 3.32 4.15 5.81 7.47

二氧化碳的体积(mL) 672 840 896 672

(1)由第Ⅰ组数据中的CO2体积与样品质量之比，可以推测用2.49 g样品进行同样的实验时，产生CO2_________mL(标准状况)。

(2)另取3.32g天然碱样品于300℃加热分解至完全(300℃时Na2CO3不分解)，产生CO2112mL(标准状况)和水0.45g，计算并确定该天然碱的化学式。

(3)已知Na2CO3和HCl(aq)的反应分下列两步进行：

Na2CO3+HCl→NaCl+NaHCO3 Na2CO3+HCl→NaCl+CO2↑+H2O

由上表中第Ⅳ组数据可以确定所用的HCL(aq)的浓度为 mol/L。

(4)依据上表所列数据以及天然碱的化学式，讨论并确定上述实验中CO2(标准状况)体积V(mL)与样品质量W(g)之间的关系式。

思路分析：试题以天然碱的组成及碳酸盐的性质为依托，构筑一道有层次、有深度且思维容量较大的计算题。对信息的理解能力、对数据的观察和处理能力是解答本题的关键。

(1)(672 mL/3.32 g)×2.49 g=504 mL。

(2)由题意可知，天然碱含NaHCO3、Na2CO3。

n(NaHCO3)=2n(CO2)=2×(112/22400)mol=0.01mol n(Na2CO3)=(672/22400)mol-0.01mol=0.02mol n(H2O)=[(0.45g-(112/22400)mol×18mol)/18mol=0.02mol

所以天然碱组成为2Na2CO3.NaHCO3.2H2O(式量332)。

(3)7.47 g样品中：n(Na2CO3)=(7.47 g/332 g.mol-1)×2=0.045 mol，则：

Na2CO3完全生成NaHCO3消耗HCl：0.045 mol;生成672mLCO2消耗HCl：672 mL/22400 mL.mol-1=0.03 mol。故c(HCl)=(0.045 mol+0.03 mol)/0.030 L=0.025 mol/L。

(4)30ml盐酸中n(HCl)=0.075mol，设样品与HCl反应全转化为NaCl，由：

2Na2CO3.NaHCO3+5HCl=5NaCl+3CO2↑+3H2O知：需样品质量：(0.075 mol/5)×332 g/mol=4.98 g

设样品中Na2CO3与HCl反应完全转化为NaHCO3(无CO2气体放出)，由：

(2Na2CO3.NaHCO3)+2HCl=2NaCl+3NaHCO3知：需样品质量：(0.075mol/2)×332 g/mol=12.45g

讨论：①0

②4.98≤W≤12.45，Na2CO3 转化NaHCO3消耗n(HCl)=(W g/332 g.mol-1)×2;剩余n(HCl)= 0.075 mol-(W g/332 g.mol-1)×2，生成CO2物质的量等于剩余HCl物质的量，故V(CO2)=[0.075mol-(W g/332 g.mol-1×2)]×22400 mL/mol=(1860mL-134.9W) mL

③W≤12.45，HCl全部用于使Na2CO3转化NaHCO3，故V(CO2)=0。

答案：(1)504 (2)2Na2CO3•NaHCO3•2H2O (3)2.5 (4)①0

方法要领：本题是有关NaHCO3和 Na2CO3混合物系列计算，主要考查运用实验数据定量分析问题的能力，其难点主要是在第(4)小题的讨论上，关键是抓住盐酸的量是一个定值，即 2.5mol/L×30×10-3L=0.075mol，由此依据NaHCO3、Na2CO3与盐酸的反应式求得样品在不同情况下的用量，从而确定W的取值范围。

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