练案[6]　第三章　第6讲　钠及其重要化合物

[练案6]

第三章　金属及其化合物

第6讲　钠及其重要化合物

A组　基础必做题

1．(2022·天津西青区月考)下列叙述不正确的是(　D　)

A．4.6 g Na与O2完全反应，生成7 g产物时失去电子的物质的量为0.2 mol

B．Na与稀硫酸反应的离子方程式为2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑

C．将少量Na投入CuSO4溶液中，既有沉淀生成又有气体放出

D．金属钠着火可以用泡沫灭火器或用干燥的沙土灭火

[解析]　4.6 g Na的物质的量为0.2 mol，反应中Na元素由0价升至＋1价，即0.2 mol Na完全反应时转移0.2 mol电子，A项正确；Na与稀硫酸反应生成Na2SO4和H2，其离子方程式为2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑，B项正确；将少量Na投入CuSO4溶液中，既有Cu(OH)2沉淀生成又有H2放出，C项正确；钠能与水反应，故钠着火不能用泡沫灭火器灭火，可用干燥的沙土灭火，D项不正确。

2．(2022·河北衡水月考)过氧化钠具有强氧化性，遇木炭、铝粉等还原性物质时可燃烧。下列有关说法不正确的是(　A　)

A．Na2O2与CO2反应时，Na2O2是氧化剂，CO2是还原剂

B．熔融过氧化钠时不可使用石英坩埚

C．过氧化钠与木炭、铝粉反应时，过氧化钠均表现出强氧化性

D．过氧化钠与二氧化硫反应时可生成硫酸钠

[解析]　Na2O2与H2O、CO2反应时，都是Na2O2自身发生的歧化反应，故A项错误；石英的主要成分是SiO2，而Na2O2能与SiO2反应生成Na2SiO3，故熔融过氧化钠时不可使用石英坩埚，B项正确；Na2O2具有强氧化性，而C、Al、SO2均具有还原性，故Na2O2可与C、Al、SO2发生氧化还原反应，可将C氧化成CO2，将Al氧化成Al2O3，将SO2氧化成Na2SO4，故C项和D项均正确。

3．下表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及两者间是否具有因果关系的判断都正确的是(　D　)

　　[解析]　A项，碳酸钠能够与盐酸反应，但是碳酸钠碱性较强，具有腐蚀性，不能用于治疗胃病，陈述Ⅰ错误，错误；B项，过氧化钠与水反应生成氢氧化钠，氢氧化钠为强碱，水溶液显碱性，能够使酚酞变红，且Na2O2有漂白性，所以Ⅰ中现象是先变红后褪色，则Ⅰ错误，错误；C项，钠的焰色为黄色，透雾性强，高压钠灯发出透雾能力强的黄光，Ⅰ对，Ⅱ对，二者无因果关系，错误；D项，过氧化钠与水、二氧化碳均反应生成氧气，所以可为航天员供氧，陈述Ⅰ、Ⅱ正确，且有因果关系，正确。

4．下列有关实验说法正确的是(　B　)

A．甲图：可以制备并收集CO2

B．乙图：可以检验溶液中的K＋

C．丙图：可以验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性

D．丁图：可以制取碳酸氢钠

[解析]　CO2密度比空气大，应用向上排空气法收集，故A错误；焰色试验检验溶液中的K＋时需要透过蓝色钴玻璃进行观察，故B正确；验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性时，小试管内应装碳酸氢钠，故C错误；制取碳酸氢钠时二氧化碳应长管进短管出，才能与氨气和食盐的饱和溶液充分接触，故D错误。

5．如图所示，下列各项变化的未知物焰色反应均呈黄色，E为淡黄色粉末。

回答下列问题。

(1)写出A→B的化学方程式：__2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑__。

(2)写出C→D的离子方程式：__CO＋2H＋===CO2↑＋H2O__。

(3)在B→C的变化中，所得C的溶液往往不纯，其中的杂质(不包括水)可能是__NaOH__，主要原因是__通入CO2的量不足__；还可能是__NaHCO3__，主要原因是__通入的CO2过量__。

[解析]　由于物质的焰色反应均呈黄色，从而确定各物质中均含有钠元素。又由于E为淡黄色粉末从而确定E为Na2O2。然后根据框图关系，可知A为Na，B为NaOH，C为Na2CO3，D为NaCl，F为NaHCO3。

6．室温下，某同学进行CO2与Na2O2反应的探究实验，回答下列问题

(1)用如图装置制备纯净的CO2。

①丙装置中盛放无水CaCl2的仪器名称是__球形干燥管__，乙装置中溶液的作用是__除去CO2中混有的HCl__。

②装置甲中反应的离子方程式为__CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O__。

(2)按照如图装置进行实验(夹持装置略)。

①先组装仪器，然后__检查装置气密性__，再用注射器1抽取100 mL纯净的CO2，将其连接在K1处，注射器2的活塞推到底后连接在K2处，具支U形管中装入足量的Na2O2粉末与玻璃珠。

②打开止水夹K1、K2，向右推动注射器1的活塞，可观察到的现象是__具支U形管中固体颜色逐渐由淡黄色变为白色，注射器2活塞右移__。

③实验过程中，需缓慢推入CO2，其目的是__使反应充分进行__，反应的化学方程式为__2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2__。

[解析]　(2)①有气体参与的反应在反应前要检查装置气密性。②打开止水夹K1、K2，向右推动注射器1的活塞，二氧化碳与过氧化钠反应生成碳酸钠和氧气：2CO2＋2Na2O2===2NaCO3＋O2，生成的氧气进入注射器2，因此可观察到的现象是具支U形管中固体颜色逐渐由淡黄色变为白色，注射器2活塞右移。

B组　能力提升题

7．(2022·太原模拟)以不同类别物质间的转化为线索，认识钠及其化合物。下列分析不正确的是(　B　)

A．反应③表明CO2具有酸性氧化物的性质

B．反应④说明NaHCO3的稳定性强于Na2CO3

C．反应⑤、⑥可用于潜水艇中氧气的供给

D．上述转化中发生的反应有分解反应、化合反应、置换反应

[解析]　与碱反应生成盐与水的氧化物为酸性氧化物，二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，则反应③表明CO2具有酸性氧化物的性质，故A正确；碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠，则反应④说明Na2CO3的稳定性强于NaHCO3，故B错误；过氧化钠与水、二氧化碳反应生成氧气，因此可用于潜水艇中氧气的供给，故C正确；④是分解反应，①是化合反应，②是置换反应，则上述转化中发生的反应有分解反应、化合反应、置换反应，故D正确。

8．(2022·湖南永州模拟)某小组设计如图所示装置(夹持装置略去)，在实验室模拟侯氏制碱工艺中NaHCO3的制备。下列说法错误的是(　C　)

A．装置①也可用于制取H2

B．③、⑤中可分别盛放饱和食盐水和浓氨水

C．应先向③中通入足量CO2，再通入足量NH3

D．③中反应的离子方程式为Na＋＋NH3＋CO2＋H2O===NH＋NaHCO3↓

[解析]　制氢气可用锌粒与稀硫酸反应，为固液反应，可利用装置①进行，故A正确；③中盛放饱和食盐水，能促进生成的NaHCO3析出，⑤中盛放浓氨水，用于制备NH3，故B正确；③中盛放饱和食盐水，CO2在饱和食盐水中的溶解度很小，先通入足量NH3使饱和食盐水呈碱性，增大CO2的溶解度，加快NaHCO3的析出，故C错误；③中反应生成NaHCO3以沉淀的形式析出，离子方程式为Na＋＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH，故D正确。

9．(2022·湖南长沙调研)如图装置中，容器甲内充入0.1 mol NO气体。干燥管内装有一定量Na2O2，从A处缓慢通入CO2气体。恒温下，容器甲中活塞缓慢由D处向左移动，当移至C处时容器体积缩至最小，为原体积，干燥管中物质的质量增加了2.24 g。随着CO2的继续通入，活塞又逐渐向右移动。下列说法中正确的是(　D　)

A．活塞从D处移动到C处的过程中，通入的CO2气体为2.24 L(标准状况)

B．NO2转化为N2O4的转化率为20%

C．容器甲中NO已反应完

D．活塞移至C处后，继续通入a mol CO2，此时活塞恰好回至D处，则a小于0.01

[解析]　设通入标准状况下CO2气体的体积为x，产生氧气的体积为y，则：

2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2　　质量装置Δm

2×22.4 L      22.4 L       56 g

X            y          2.24 g

所以56 g∶(2×22.4 L)＝2.24 g∶x，

56 g∶22.4 L＝2.24 g∶y，

解得x＝1.792 L，y＝0.896 L，即通入二氧化碳的体积为1.792 L，故A错误；

由A计算可知，生成氧气的物质的量：

n(O2)＝＝0.04 mol，

2NO　＋　O2　===　2NO2

2        1         2

0.08 mol  0.04 mol  0.08 mol

因为0.1 mol＞0.08 mol，所以NO过量，生成NO2的物质的量为0.08 mol，

2NO2N2O4　　物质的量减少Δn

2      1         1

0.02 mol  　 　0.1 mol×＝0.01 mol

所以NO2转化为N2O4的转化率为×100%＝25%，故B错误；根据B的计算可知，NO还剩余：0.1 mol－0.08 mol＝0.02 mol，故C错误；

活塞移至C，体积不会再减少，则干燥管中Na2O2已反应完，活塞由C向D移动，体积扩大，2NO2N2O4平衡左移，使NO2物质的量增大，活塞移至D时，气体物质的量共增加0.01 mol，因此所需CO2必小于0.01 mol，故D正确。

10．过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)，俗名固体双氧水，具有Na2CO3和H2O2的双重性质，可用作无毒漂白剂和供氧剂。一种利用双氧水和纯碱在稳定剂作用下制备过碳酸钠的工艺流程如下图所示。已知：2Na2CO3＋3H2O22Na2CO3·3H2O2

下列说法不正确的是(　D　)

A．FeCl3溶液可加速过碳酸钠的失效

B．加入NaCl的作用是降低2Na2CO3·3H2O2的溶解度，便于析出更多晶体

C．生产过碳酸钠的流程中遗漏了晶体的洗涤一步，导致产品纯度降低

D．该生产流程中可循环使用的物质是CO2和NH4Cl

[解析]　过碳酸钠具有碳酸钠和过氧化氢的双重性质，三氯化铁溶液既能与碳酸钠反应，又能作过氧化氢分解的催化剂，因此三氯化铁溶液能使过碳酸钠失效，A项正确；根据溶解结晶的平衡分析，加入NaCl增大了钠离子浓度，溶解结晶平衡正向移动，可析出更多晶体，B项正确；晶体表面总是会吸附一定量溶液中的杂质离子，若不洗涤，将导致产品纯度降低，C项正确；在反应②煅烧这一步产生的CO2可用于反应①，但反应③的产物NH4Cl并不能循环使用，D项错误。

11．Na2CO3、NaHCO3、Na2O、Na2O2是钠的重要化合物。

(1)有4位同学为鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体，分别设计了下列四种不同的方法，其中可行的是__B__。

A．分别加入足量的1 mol·L－1的盐酸中，看有无气泡产生

B．分别取样在试管中加热；将可能产生的气体通入澄清石灰水，观察有无浑浊

C．分别取样配成溶液，滴加Ca(OH)2溶液，观察有无白色沉淀生成

D．分别配成溶液，用洁净的铂丝蘸取溶液在酒精灯外焰上灼烧，观察火焰的颜色

(2)如图所示实验装置用于验证某些物质的性质。在试管A中装入足量的NaHCO3固体，回答下列问题：

①该装置验证了钠的化合物的两个重要性质，写出有关的化学方程式：__2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O、2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2__。

②B装置的作用是__吸收CO2气体中的水蒸气(或干燥CO2)__。

③实验时观察到的实验现象是__淡黄色的Na2O2逐渐转变为白色粉末，点燃的蚊香燃烧得更加剧烈__。

④设NA为阿伏加德罗常数的值。当A管内固体质量减少3.1 g时，双球干燥管中发生的反应转移电子数为__0.05NA__(管内残留的气体忽略不计)。

[解析]　(1)Na2CO3和NaHCO3分别加入足量的1 mol·L－1的盐酸中，都有气泡产生，A不可行：分别取样在试管中加热，NaHCO3受热分解并生成CO2气体、使澄清石灰水变浑浊，Na2CO3不分解，澄清石灰水不变浑浊，B可行；Na2CO3和NaHCO3分别取样配成溶液，滴加Ca(OH)2溶液，都有白色沉淀生成，C不可行；Na2CO3和NaHCO3都是钠盐，进行焰色试验时，火焰都呈黄色，D不可行。(2)试管A中装入足量的NaHCO3固体，加热后发生分解反应，生成的气体为CO2与水蒸气；用浓硫酸干燥后，得到纯净的CO2；CO2通入Na2O2中，发生反应生成Na2CO3和O2；O2促进点燃蚊香的燃烧。①该装置验证了钠的化合物的两个重要性质，即NaHCO3受热易分解、Na2O2能与CO2反应生成O2。④依据反应，可得出如下关系：4NaHCO3～2(CO2＋H2O)～O2～2e－，设转移电子数为x，则：

CO2＋H2O　　～　　e－

62 g              NA

3.1 g              x

62 g∶3.1 g＝NA∶x

解得x＝0.05NA，则电子转移数为0.05NA。

12．小苏打长期放置在空气中会变质(部分转变为Na2CO3)，某研究小组欲测定某小苏打样品中NaHCO3的质量分数，设计如下实验方案：

Ⅰ．加热分解法

利用图1装置，充分加热小苏打样品。

(1)仪器a的名称为__坩埚__。

(2)在实验过程中，需要测量的实验数据如下：

①仪器a的质量；

②__加热前，仪器a和样品的总质量__；

③__加热冷却后，仪器a和残留物的总质量__。

Ⅱ．测量气体体积法

利用图2装置，测定反应生成气体的体积。

(3)组装好仪器后，首先进行的操作为__检查装置气密性__。

(4)导管g的作用为__平衡分液漏斗与锥形瓶内的气压，使液体顺利流下；滴人锥形瓶的稀硫酸的体积等于进入分液漏斗的气体体积，从而消除因加入稀硫酸而引起的气体体积误差__。

(5)为了减小实验误差，B、C中最好用__饱和NaHCO3__溶液代替水。

(6)待反应结束，气体冷却至室温后，利用图示装置读取气体体积时，应注意的事项如下：

①__读数时应上下移动C管，使B、C两管液面相平__。

②__视线与液面最低处相平__。

(7)若所取样品的质量为m g，反应前量气管C的读数为V1 mL，反应结束后量气管C的读数为V2 mL，则样品中NaHCO3和Na2CO3的物质的量之和为__ mol__(气体体积均已换算为标准状况下的体积)。

[解析]　(7)根据碳原子守恒，1 mol碳原子对应1 mol二氧化碳，二氧化碳的物质的量为 mol，所以样品中NaHCO3和Na2CO3的物质的量之和为 mol。