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高中化学苏教版 (2019)必修 第一册第二单元 金属钠及钠的化合物第一课时巩固练习
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这是一份高中化学苏教版 (2019)必修 第一册第二单元 金属钠及钠的化合物第一课时巩固练习，共19页。试卷主要包含了下列叙述中错误的是，下列关于钠的说法正确的是等内容，欢迎下载使用。
基础过关练
题组一 钠的性质和制备
1.下列叙述中错误的是( )
A.钠在自然界中可以游离态存在
B.钠在燃烧时发出黄色火焰
C.钠元素主要以Na+形式存在于海水中
D.钠在空气中燃烧生成过氧化钠
2.(2023江苏张家港沙洲中学月考)下列关于金属钠性质的叙述中,正确的是( )
A.钠密度小,故可以制作透雾能力强的高压钠灯
B.钠在纯净的氧气中充分燃烧,生成白色固体Na2O
C.金属钠可从TiCl4溶液中置换出稀有金属Ti
D.钠原子最外层只有1个电子,易失去电子表现还原性
3.(经典题)金属钠在空气中久置,最后生成的产物是( )
A.Na2O B.Na2O2 C.Na2CO3 D.NaOH
4.(2024河南周口月考)取一块金属钠放在坩埚中,加热,下列实验现象描述正确的是( )
①钠先熔化;②在空气中燃烧,产生紫色火花;③燃烧后生成白色固体;④加热后,金属钠立刻燃烧,燃烧时火焰呈黄色;⑤燃烧后生成淡黄色固体。
A.③④ B.①② C.④⑤ D.①⑤
5.下列关于钠的说法正确的是 ( )
A.金属钠在发生化学反应时,钠元素化合价降低
B.工业上用电解熔融氯化钠的方法制备金属钠
C.将钠投入硫酸铜溶液中,会出现红色固体
D.实验室中,钠着火时可用水扑灭
6.(2024河北保定月考)在烧杯中加入一些水,滴入几滴无色酚酞溶液,然后把一块绿豆大小的钠放入水中(如图所示)。下列说法正确的是 ( )
A.钠与水剧烈反应,放出热量
B.烧杯中液体颜色由无色变为蓝色
C.绿豆大小的钠沉至烧杯底部
D.产生一种助燃性的气体
7.(2023河北邢台联考)向溶液X中投入一小块钠,下列说法错误的是( )
A.若X为FeCl3溶液,则有红褐色沉淀生成
B.若X为足量稀盐酸,则反应后溶液的pH增大
C.若X为CuSO4溶液,则有红色沉淀生成
D.若X为NaOH饱和溶液,则恢复至室温后有白色固体析出
8.(1)如图1所示,在平底烧瓶的底部有一块钠,平底烧瓶内是干燥的空气。过一段时间后可观察到 ,发生反应的化学方程式为 。
(2)甲、乙两位同学分别用如图2所示装置测定空气中氧气的含量。实验步骤:先用弹簧夹夹紧橡胶管;点燃钠,伸入瓶中并塞上瓶塞;待钠熄灭并冷却后,打开弹簧夹,观察广口瓶内水面变化情况。
①上述实验过程中发生反应的化学方程式为 。
②实验完毕,甲同学的广口瓶内水面上升明显小于瓶内空气体积的15,乙同学的广口瓶内水面上升明显大于瓶内空气体积的15。下列对这两种现象解释合理的是 (填字母)。
a.甲同学可能使用钠的量不足,瓶内氧气没有消耗完
b.甲同学可能未塞紧瓶塞,反应完后冷却过程中外界空气进入瓶内
c.乙同学可能没夹紧弹簧夹,钠燃烧时瓶内部分空气受热从导管逸出
d.乙同学可能插入燃烧匙太慢,塞紧瓶塞之前,瓶内部分空气受热逸出
题组二 Na2O和Na2O2的性质
9.(2023辽宁葫芦岛协作校考试)下列关于钠及其化合物的说法正确的是( )
A.Na2O、Na2O2均为淡黄色固体
B.将Na、Na2O2分别投入水中,会生成同种气体
C.Na、Na2O、Na2O2在空气中久置,均会发生氧化还原反应
D.将Na、Na2O分别投入滴加了紫色石蕊试液的水中,均可以得到蓝色溶液
10.根据下图的转化关系及现象判断,下列描述错误的是( )
A.气体B为O2,金属单质C燃烧时火焰呈黄色
B.反应③、④均为复分解反应
C.反应①的化学方程式为2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑+H2↑
D.反应③的化学方程式为CuSO4+2NaOH Na2SO4+Cu(OH)2↓
11.(2024河北衡水武强中学期中)Na2O2是常用的供氧剂,下列说法不正确的是( )
A.在空气中加热Na可生成Na2O2
B.Na2O2中阴、阳离子个数之比为1∶2
C.Na2O2与水反应有1 ml O2生成时,转移1 ml电子
D.Na2O2与H2O反应生成O2的化学方程式为2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑
12.某课外活动小组为了验证“干燥的CO2不能与Na2O2反应”和“CO2在有水存在时才能与Na2O2反应,且生成氧气”,设计了如下实验装置:
请回答下列问题:
(1)试剂X是 (填名称),其作用是 。
(2)打开K1,关闭K2,打开分液漏斗的玻璃塞和活塞,产生气泡,1分钟后再点燃酒精灯加热铜丝。1分钟后再点燃酒精灯的目的是 ,若实验观察到铜丝未发生变化,则得出结论: 。
(3)打开K2,关闭K1,出现 的现象,可证明有水时CO2与Na2O2反应产生了O2。
能力提升练
题组一 钠的化学性质
1.钠是一种特别活泼的金属单质,能与冷水剧烈反应。下列关于钠与水反应的说法错误的是( )
A.钠与水反应能生成强碱性的物质
B.反应中钠被还原为Na+
C.反应时,钠浮在水面上,因为钠的密度比水小
D.反应时,钠能熔化,因为反应放热且钠的熔点低
2.下列关于钠的说法中不正确的是( )
A.金属钠和氧气反应,条件不同,产物不同
B.若钠着火,可以用沙土覆盖灭火
C.绿豆大小的钠投入水中,钠浮在水面上,说明钠的密度小于水的密度
D.做完实验后,多余的钠不能放回原来的试剂瓶
3.在坩埚中放一小块钠,加热,钠很快熔成圆球,停止加热,立即用玻璃棒蘸取少量无水CuSO4粉末与熔化的钠接触,产生耀眼的火花,并有轻微爆鸣声,同时有红色固体生成,经检验该红色固体与稀硫酸不反应。下列说法错误的是 ( )
A.钠受热很快熔成圆球,说明钠熔点低
B.钠与CuSO4粉末反应时放出大量的热
C.将无水CuSO4粉末改为CuSO4溶液,反应现象相同
D.一定条件下,Na可以与CuSO4反应生成Cu
4.(2024河北石家庄第二中学诊断测评)某学生为了探究钠与CO2的反应,利用如图装置进行实验。
已知PdCl2能被CO还原得到黑色的Pd。
回答下列问题:
(1)请将图中各装置连接完整(填写装置中字母):c→ → → → →a→b→h→i。
(2)若用稀盐酸与CaCO3反应制备CO2,在加稀盐酸时,发现CaCO3与稀盐酸不能接触,而稀盐酸又不够了,为使反应能顺利进行,可向长颈漏斗中加入的试剂是 。
A.H2SO4溶液 B.CCl4
C.煤油 D.稀硝酸
(3)检查装置气密性并装好药品后,点燃酒精灯之前应进行的操作是打开弹簧夹,让CO2充满整个装置,当观察到 时再点燃酒精灯。
(4)若反应过程中CO2足量,探究钠与CO2充分反应后生成物可能的情况。甲同学认为生成的物质仅为Na2CO3固体,而乙同学认为仅生成Na2CO3是不可能的,请你说出不可能的理由 。
(5)假如反应过程中有下列两种情况,分别写出两种情况下钠与CO2反应的化学方程式。
ⅰ.装置⑤PdCl2溶液中观察到有黑色沉淀,装置①中固体成分只有一种,且向固体中加入稀盐酸会产生能使澄清石灰水变浑浊的气体: 。
ⅱ.装置①中物质充分反应后,将装置①中的固体加入足量盐酸中,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,溶液中仍有黑色固体剩余,将溶液中剩余固体过滤、干燥、灼烧后又生成使澄清石灰水变浑浊的气体: 。
题组二 过氧化钠相关实验与计算
5.(经典题)下列关于Na2O2与CO2或H2O反应的叙述正确的是( )
A.Na2O2与CO2的反应中,Na2O2作还原剂,CO2作氧化剂
B.Na2O2与H2O的反应中,Na2O2既作氧化剂又作还原剂
C.Na2O2与CO2的反应中,消耗1 ml Na2O2时转移2 ml 电子
D.Na2O2与H2O的反应中,生成1 ml O2时转移4 ml 电子
6.(2023河北石家庄第二中学期中)取a g某物质在足量O2中完全燃烧,其产物可与足量的Na2O2固体完全反应,反应后所得固体质量的增加量大于a g。则该物质可能是( )
A.CH3COOCH2CH3 B.HCHO
C.HOOCCOOH D.HCOOH
7.(2023湖北孝感重点高中教科研协作体期中)某校化学兴趣小组同学探究Na2O2与H2能否反应,设计如下图所示实验。已知:通过K1的开启或关闭,可使装置A中的反应随时发生或停止。下列说法不正确的是( )
A.若C中淡黄色粉末逐渐变成白色固体,D中无水CuSO4没有变蓝,则可推测出Na2O2与H2反应的产物为NaOH
B.装置A也可直接用于KMnO4与浓盐酸反应制取Cl2
C.B中盛放碱石灰,目的是除去A中挥发出来的氯化氢气体和水蒸气
D.加热C前,用试管在干燥管管口处收集气体,点燃,通过声音判断气体纯度
8.(2023四川成都树德中学期中)研究小组探究Na2O2与水的反应。将1.56 g Na2O2粉末加入40 mL水中,充分反应得溶液A(液体体积无明显变化),该溶液中NaOH的浓度为1 ml/L。进行以下实验:
下列说法不正确的是( )
A.由实验②中步骤ⅰ的现象可知,Na2O2与水反应有H2O2生成
B.由实验③、④可知,实验②中溶液红色褪去是因为生成的H2O2有漂白性
C.由实验②、③、④可知,实验①中溶液红色褪去的主要原因不是c(OH-)较大
D.向实验①中褪色后的溶液中滴加5滴6 ml/L盐酸,溶液最终不会变成红色
答案与分层梯度式解析
第二单元 金属钠及钠的化合物
第1课时 钠的性质与制备
基础过关练
1.A 钠在自然界中以化合态的形式存在,A项错误。
2.D 高压钠灯发出的黄光射程远,透雾能力强,与钠的密度大小无关,A错误;钠在纯净的氧气中充分燃烧,生成淡黄色固体过氧化钠,B错误;将金属钠加入TiCl4溶液中,钠先和溶液中的水反应,不能置换出Ti(易错点)C错误;钠原子最外层只有1个电子,易失去电子表现还原性,D正确。
3.C 银白色金属(Na)→表面变暗(生成Na2O)→变白色固体(生成NaOH)→表面形成溶液(NaOH潮解)→结块(生成Na2CO3·10H2O)→最后变成白色粉末状物质(生成Na2CO3),选C。
4.D 取一块金属钠放在坩埚中,加热,金属钠先熔化;然后金属钠开始燃烧,燃烧时发出黄色火焰;燃烧后产物为淡黄色固体Na2O2;综上所述,描述正确的为①⑤,答案为D。
5.B 钠为金属元素,没有负价,金属钠发生化学反应时,钠元素化合价不会降低,A错误;工业上用电解熔融氯化钠的方法制备金属钠:2NaCl(熔融) 2Na+Cl2↑,B正确;将钠投入CuSO4溶液中,金属钠先与水反应生成NaOH和氢气,然后NaOH与CuSO4反应生成蓝色沉淀Cu(OH)2,不会有红色的铜析出,C错误;钠能与水反应产生氢气,钠着火时不能用水灭火,D错误。
6.A 钠与水剧烈反应,放出热量,A正确;烧杯中液体颜色由无色变为红色,B错误;钠的密度比水小,不会沉至烧杯底部,C错误;Na与H2O反应生成NaOH和H2,H2为可燃性气体,D错误。
7.C A项,钠和水反应生成NaOH和H2,NaOH和FeCl3反应生成Fe(OH)3(红褐色沉淀)和NaCl,正确;B项,钠和HCl反应生成NaCl和H2,反应后溶液的pH增大,正确;C项,钠和水反应生成NaOH和H2,NaOH和CuSO4反应生成Cu(OH)2(蓝色沉淀)和Na2SO4,错误;D项,钠和水反应生成NaOH和H2,水的质量减小,NaOH的量增多,恢复至室温后有NaOH(白色固体)析出,正确。
8.答案 (1)钠表面变暗,气球膨胀 4Na+O22Na2O
(2)①2Na+O2Na2O2 ②abcd
解析 (1)钠与空气中的氧气在常温下反应生成Na2O,使钠表面变暗,同时烧瓶内压强减小,气球会膨胀。
(2)②a项,若钠的量不足,则氧气消耗不完全,造成进水量小于瓶内空气体积的15,合理;b项,若瓶塞未塞紧,反应结束后,冷却过程中,瓶内气体收缩,外界的空气会进入瓶内,造成进水量小于瓶内空气体积的15,合理;c项,若弹簧夹未夹紧,钠燃烧时,瓶内气体膨胀,使部分气体通过导管逸出,造成进水量大于瓶内空气体积的15,合理;d项,若插入燃烧匙太慢,钠燃烧时,瓶内气体膨胀,在塞紧瓶塞前,瓶内部分气体从瓶口逸出,造成进水量大于瓶内空气体积的15,合理。
9.D Na2O是白色固体,Na2O2为淡黄色固体,A错误;Na与水反应生成H2,Na2O2与水反应生成O2,B错误;Na和Na2O2在空气中久置,会发生氧化还原反应,Na2O与CO2或H2O发生非氧化还原反应,C错误;将Na、Na2O分别投入滴加了紫色石蕊试液的水中,均会生成NaOH,因此均可以得到蓝色溶液,D正确。
10.C 根据转化关系,气体B与金属单质C反应生成淡黄色固体X,可推知X为Na2O2,气体B为O2,金属单质C为Na(破题关键)因此反应②为2Na+O2 Na2O2,金属Na燃烧时火焰呈黄色,A正确;无色液体A与Na2O2反应可得到O2和Y溶液,且Y溶液与CuSO4溶液反应有蓝色沉淀生成,可推知无色液体A为H2O,反应①为2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑,反应③为2NaOH+CuSO4 Cu(OH)2↓+Na2SO4,反应④为Cu(OH)2+2HCl CuCl2+2H2O,反应③、④均属于复分解反应,B、D正确,C错误。
11.C 在空气中加热Na可生成Na2O2,A正确;Na2O2中阳离子是Na+,阴离子是O22-,Na2O2中阴、阳离子个数之比为1∶2,B正确;Na2O2与水反应的化学方程式为2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑,有1 ml O2生成时,转移2 ml电子,C错误,D正确。
12.答案 (1)浓硫酸 除去CO2中的水蒸气
(2)用CO2排尽装置内的空气,防止空气中的氧气干扰实验 无水时CO2与Na2O2不发生反应
(3)红色铜丝变黑色
解析 (1)试剂X是浓硫酸,其作用是除去CO2中的水蒸气。
(2)打开K1,关闭K2,打开分液漏斗的玻璃塞和活塞,加入稀硫酸,产生气泡,1分钟后再点燃酒精灯加热铜丝,目的是用CO2排尽装置内的空气,防止空气中的氧气干扰实验,实验观察到铜丝未发生变化,则证明无水时CO2与Na2O2不发生反应。
(3)打开K2,关闭K1,出现红色铜丝变黑色的现象,可证明有水时CO2与Na2O2反应产生了O2。
能力提升练
1.B 钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠为强碱,A正确;反应中钠被氧化为Na+,B错误;因为钠的密度比水小,所以反应时钠浮在水面上,C正确;钠能熔化,是因为钠与水反应放热,且钠的熔点低,D正确。
2.D 金属钠在常温下和氧气反应生成Na2O,在加热条件下和氧气反应生成Na2O2,条件不同,产物不同,A正确;钠着火时不可以用水灭火,可用沙土覆盖灭火,B正确;钠浮在水面上,说明钠的密度比水的密度小,C正确;做完实验后,多余的钠能放回原试剂瓶,D错误。
3.C 钠受热熔成圆球,说明其熔点低,A正确;停止加热后,钠与CuSO4粉末反应时,产生耀眼的火花,并有轻微爆鸣声,表明反应放出大量的热,B正确;若将无水CuSO4粉末改为CuSO4溶液,钠将先与水反应生成NaOH和H2,NaOH与CuSO4反应生成Cu(OH)2,没有铜生成,C错误;在无水条件下,熔融的Na可以与CuSO4发生置换反应生成Cu,D正确。
4.答案 (1)f g d e
(2)BD
(3)装置⑤中澄清石灰水开始变浑浊
(4)只有Na元素化合价升高,没有元素化合价降低,不符合氧化还原反应规律
(5)ⅰ.2Na+2CO2 Na2CO3+CO ⅱ.4Na+3CO2 2Na2CO3+C
解析 实验目的为探究钠与CO2的反应。①为CO2与Na反应的装置,②为制取CO2的装置,③为CO2的干燥装置,④用于除去CO2中混有的HCl(通常实验室用CaCO3和稀盐酸反应制CO2),⑤用于检验CO2充满前面装置和吸收CO。
(1)依据实验目的知图中各装置的连接顺序为②④③①⑤,则接口顺序为:c→f→g→d→e→a→b→h→i。
(2)H2SO4与CaCO3反应,生成的CaSO4微溶于水,会覆盖在CaCO3表面,阻止反应的继续进行,A不符合题意;CCl4不溶于水,密度比水大,虽然与CaCO3不反应,但可增大液体体积,使盐酸能与CaCO3接触并发生反应,B符合题意;煤油密度比水小,不能使盐酸与CaCO3接触,C不符合题意;稀硝酸能与CaCO3反应生成CO2,D符合题意。
(3)装置内的空气会干扰CO2与Na的反应,在点燃酒精灯之前应排尽装置内的空气,让CO2充满整个装置,当观察到装置⑤中澄清石灰水开始变浑浊时再点燃酒精灯。
(5)ⅰ.装置⑤PdCl2溶液中观察到有黑色沉淀,则表明生成了CO,装置①中固体成分只有一种,且向固体中加入稀盐酸会产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,则该固体为Na2CO3,装置①中发生反应的化学方程式为2Na+2CO2 Na2CO3+CO。ⅱ.装置①中物质充分反应后,将装置①中的固体加入足量盐酸中,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,则固体中存在Na2CO3,将溶液中仍有的黑色固体过滤、干燥、灼烧后又生成使澄清石灰水变浑浊的气体,则此黑色固体为C,装置①中发生反应的化学方程式为4Na+3CO2 2Na2CO3+C。
5.B 在Na2O2与CO2或H2O的反应中,Na2O2都既作氧化剂又作还原剂,且都存在关系式:2Na2O2~O2~2e-。
6.A a g分子组成符合(CO)m(H2)n的物质在氧气中完全燃烧后所得产物与Na2O2固体完全反应,固体增加的质量等于a g(破题关键)CH3COOCH2CH3可改写成(CO)2(H2)4C2,因此反应后固体质量的增加量大于a g,A正确;HCHO可改写成(CO)(H2),反应后固体质量的增加量等于a g,B错误;HOOCCOOH可改写为(CO)2(H2)O2,反应后固体质量的增加量小于a g,C错误;HCOOH可改写成(CO)(H2)O,反应后固体质量的增加量小于a g,D错误。
归纳提升 根据2CO2+2Na2O22Na2CO3+O2可知:固体增加的质量等于与CO2等物质的量的CO的质量;根据2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑可知:固体增加的质量等于与H2O等物质的量的H2的质量。
7.B 该现象说明氢气与Na2O2反应没有生成水,根据质量守恒定律可推测反应产物为NaOH,A正确;KMnO4固体呈粉末状,不能用有孔塑料板盛放,B错误;B中盛放碱石灰,用于除去氢气中的水蒸气和HCl气体,C正确;氢气属于可燃性气体,反应前先验纯,用试管在干燥管管口处收集气体,点燃,若发出尖锐的爆鸣声,则说明气体不纯,若发出轻微爆鸣声,则说明气体纯度较高,D正确。
8.B 由实验②中步骤ⅰ的现象可知,加入MnO2,迅速产生的能使带火星木条复燃的气体为O2,说明溶液A中含H2O2,A正确。实验③中步骤ⅰ:向2 mL 1 ml/L的氢氧化钠溶液中滴入酚酞溶液,溶液变红,10分钟后褪色;步骤ⅱ:滴入盐酸后,c(OH-)减小,溶液变红;实验④中向2 mL 0.1 ml/L NaOH溶液中滴入酚酞溶液,溶液变红,2小时内无明显变化,说明实验②中溶液红色褪去是因为c(OH-)较大,B错误。由②、③、④的实验现象可知,①中溶液红色褪去的主要原因是溶液A中有H2O2,H2O2具有漂白性,和c(OH-)较大没有关系,C正确。实验①中溶液红色褪去的主要原因是H2O2具有氧化性,把有色物质氧化为无色物质,所以向实验①中褪色后的溶液中滴加盐酸,溶液最终不会变成红色,D正确。
实验
编号
①
②
实验
操作
实验
现象
溶液变红,20秒后褪色
ⅰ.迅速产生能使带火星的木条复燃的气体
ⅱ.溶液变红,10分钟后褪色
实验
编号
③
④
实验
操作
实验
现象
ⅰ.溶液变红,10分钟后褪色
ⅱ.溶液变红
溶液变红,2小时内无明显变化
基础过关练
题组一 钠的性质和制备
1.下列叙述中错误的是( )
A.钠在自然界中可以游离态存在
B.钠在燃烧时发出黄色火焰
C.钠元素主要以Na+形式存在于海水中
D.钠在空气中燃烧生成过氧化钠
2.(2023江苏张家港沙洲中学月考)下列关于金属钠性质的叙述中,正确的是( )
A.钠密度小,故可以制作透雾能力强的高压钠灯
B.钠在纯净的氧气中充分燃烧,生成白色固体Na2O
C.金属钠可从TiCl4溶液中置换出稀有金属Ti
D.钠原子最外层只有1个电子,易失去电子表现还原性
3.(经典题)金属钠在空气中久置,最后生成的产物是( )
A.Na2O B.Na2O2 C.Na2CO3 D.NaOH
4.(2024河南周口月考)取一块金属钠放在坩埚中,加热,下列实验现象描述正确的是( )
①钠先熔化;②在空气中燃烧,产生紫色火花;③燃烧后生成白色固体;④加热后,金属钠立刻燃烧,燃烧时火焰呈黄色;⑤燃烧后生成淡黄色固体。
A.③④ B.①② C.④⑤ D.①⑤
5.下列关于钠的说法正确的是 ( )
A.金属钠在发生化学反应时,钠元素化合价降低
B.工业上用电解熔融氯化钠的方法制备金属钠
C.将钠投入硫酸铜溶液中,会出现红色固体
D.实验室中,钠着火时可用水扑灭
6.(2024河北保定月考)在烧杯中加入一些水,滴入几滴无色酚酞溶液,然后把一块绿豆大小的钠放入水中(如图所示)。下列说法正确的是 ( )
A.钠与水剧烈反应,放出热量
B.烧杯中液体颜色由无色变为蓝色
C.绿豆大小的钠沉至烧杯底部
D.产生一种助燃性的气体
7.(2023河北邢台联考)向溶液X中投入一小块钠,下列说法错误的是( )
A.若X为FeCl3溶液,则有红褐色沉淀生成
B.若X为足量稀盐酸,则反应后溶液的pH增大
C.若X为CuSO4溶液,则有红色沉淀生成
D.若X为NaOH饱和溶液,则恢复至室温后有白色固体析出
8.(1)如图1所示,在平底烧瓶的底部有一块钠,平底烧瓶内是干燥的空气。过一段时间后可观察到 ,发生反应的化学方程式为 。
(2)甲、乙两位同学分别用如图2所示装置测定空气中氧气的含量。实验步骤:先用弹簧夹夹紧橡胶管;点燃钠,伸入瓶中并塞上瓶塞;待钠熄灭并冷却后,打开弹簧夹,观察广口瓶内水面变化情况。
①上述实验过程中发生反应的化学方程式为 。
②实验完毕,甲同学的广口瓶内水面上升明显小于瓶内空气体积的15,乙同学的广口瓶内水面上升明显大于瓶内空气体积的15。下列对这两种现象解释合理的是 (填字母)。
a.甲同学可能使用钠的量不足,瓶内氧气没有消耗完
b.甲同学可能未塞紧瓶塞,反应完后冷却过程中外界空气进入瓶内
c.乙同学可能没夹紧弹簧夹,钠燃烧时瓶内部分空气受热从导管逸出
d.乙同学可能插入燃烧匙太慢,塞紧瓶塞之前,瓶内部分空气受热逸出
题组二 Na2O和Na2O2的性质
9.(2023辽宁葫芦岛协作校考试)下列关于钠及其化合物的说法正确的是( )
A.Na2O、Na2O2均为淡黄色固体
B.将Na、Na2O2分别投入水中,会生成同种气体
C.Na、Na2O、Na2O2在空气中久置,均会发生氧化还原反应
D.将Na、Na2O分别投入滴加了紫色石蕊试液的水中,均可以得到蓝色溶液
10.根据下图的转化关系及现象判断,下列描述错误的是( )
A.气体B为O2,金属单质C燃烧时火焰呈黄色
B.反应③、④均为复分解反应
C.反应①的化学方程式为2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑+H2↑
D.反应③的化学方程式为CuSO4+2NaOH Na2SO4+Cu(OH)2↓
11.(2024河北衡水武强中学期中)Na2O2是常用的供氧剂,下列说法不正确的是( )
A.在空气中加热Na可生成Na2O2
B.Na2O2中阴、阳离子个数之比为1∶2
C.Na2O2与水反应有1 ml O2生成时,转移1 ml电子
D.Na2O2与H2O反应生成O2的化学方程式为2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑
12.某课外活动小组为了验证“干燥的CO2不能与Na2O2反应”和“CO2在有水存在时才能与Na2O2反应,且生成氧气”,设计了如下实验装置:
请回答下列问题:
(1)试剂X是 (填名称),其作用是 。
(2)打开K1,关闭K2,打开分液漏斗的玻璃塞和活塞,产生气泡,1分钟后再点燃酒精灯加热铜丝。1分钟后再点燃酒精灯的目的是 ,若实验观察到铜丝未发生变化,则得出结论: 。
(3)打开K2,关闭K1,出现 的现象,可证明有水时CO2与Na2O2反应产生了O2。
能力提升练
题组一 钠的化学性质
1.钠是一种特别活泼的金属单质,能与冷水剧烈反应。下列关于钠与水反应的说法错误的是( )
A.钠与水反应能生成强碱性的物质
B.反应中钠被还原为Na+
C.反应时,钠浮在水面上,因为钠的密度比水小
D.反应时,钠能熔化,因为反应放热且钠的熔点低
2.下列关于钠的说法中不正确的是( )
A.金属钠和氧气反应,条件不同,产物不同
B.若钠着火,可以用沙土覆盖灭火
C.绿豆大小的钠投入水中,钠浮在水面上,说明钠的密度小于水的密度
D.做完实验后,多余的钠不能放回原来的试剂瓶
3.在坩埚中放一小块钠,加热,钠很快熔成圆球,停止加热,立即用玻璃棒蘸取少量无水CuSO4粉末与熔化的钠接触,产生耀眼的火花,并有轻微爆鸣声,同时有红色固体生成,经检验该红色固体与稀硫酸不反应。下列说法错误的是 ( )
A.钠受热很快熔成圆球,说明钠熔点低
B.钠与CuSO4粉末反应时放出大量的热
C.将无水CuSO4粉末改为CuSO4溶液,反应现象相同
D.一定条件下,Na可以与CuSO4反应生成Cu
4.(2024河北石家庄第二中学诊断测评)某学生为了探究钠与CO2的反应,利用如图装置进行实验。
已知PdCl2能被CO还原得到黑色的Pd。
回答下列问题:
(1)请将图中各装置连接完整(填写装置中字母):c→ → → → →a→b→h→i。
(2)若用稀盐酸与CaCO3反应制备CO2,在加稀盐酸时,发现CaCO3与稀盐酸不能接触,而稀盐酸又不够了,为使反应能顺利进行,可向长颈漏斗中加入的试剂是 。
A.H2SO4溶液 B.CCl4
C.煤油 D.稀硝酸
(3)检查装置气密性并装好药品后,点燃酒精灯之前应进行的操作是打开弹簧夹,让CO2充满整个装置,当观察到 时再点燃酒精灯。
(4)若反应过程中CO2足量,探究钠与CO2充分反应后生成物可能的情况。甲同学认为生成的物质仅为Na2CO3固体,而乙同学认为仅生成Na2CO3是不可能的,请你说出不可能的理由 。
(5)假如反应过程中有下列两种情况,分别写出两种情况下钠与CO2反应的化学方程式。
ⅰ.装置⑤PdCl2溶液中观察到有黑色沉淀,装置①中固体成分只有一种,且向固体中加入稀盐酸会产生能使澄清石灰水变浑浊的气体: 。
ⅱ.装置①中物质充分反应后,将装置①中的固体加入足量盐酸中,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,溶液中仍有黑色固体剩余,将溶液中剩余固体过滤、干燥、灼烧后又生成使澄清石灰水变浑浊的气体: 。
题组二 过氧化钠相关实验与计算
5.(经典题)下列关于Na2O2与CO2或H2O反应的叙述正确的是( )
A.Na2O2与CO2的反应中,Na2O2作还原剂,CO2作氧化剂
B.Na2O2与H2O的反应中,Na2O2既作氧化剂又作还原剂
C.Na2O2与CO2的反应中,消耗1 ml Na2O2时转移2 ml 电子
D.Na2O2与H2O的反应中,生成1 ml O2时转移4 ml 电子
6.(2023河北石家庄第二中学期中)取a g某物质在足量O2中完全燃烧,其产物可与足量的Na2O2固体完全反应,反应后所得固体质量的增加量大于a g。则该物质可能是( )
A.CH3COOCH2CH3 B.HCHO
C.HOOCCOOH D.HCOOH
7.(2023湖北孝感重点高中教科研协作体期中)某校化学兴趣小组同学探究Na2O2与H2能否反应,设计如下图所示实验。已知:通过K1的开启或关闭,可使装置A中的反应随时发生或停止。下列说法不正确的是( )
A.若C中淡黄色粉末逐渐变成白色固体,D中无水CuSO4没有变蓝,则可推测出Na2O2与H2反应的产物为NaOH
B.装置A也可直接用于KMnO4与浓盐酸反应制取Cl2
C.B中盛放碱石灰,目的是除去A中挥发出来的氯化氢气体和水蒸气
D.加热C前,用试管在干燥管管口处收集气体,点燃,通过声音判断气体纯度
8.(2023四川成都树德中学期中)研究小组探究Na2O2与水的反应。将1.56 g Na2O2粉末加入40 mL水中,充分反应得溶液A(液体体积无明显变化),该溶液中NaOH的浓度为1 ml/L。进行以下实验:
下列说法不正确的是( )
A.由实验②中步骤ⅰ的现象可知,Na2O2与水反应有H2O2生成
B.由实验③、④可知,实验②中溶液红色褪去是因为生成的H2O2有漂白性
C.由实验②、③、④可知,实验①中溶液红色褪去的主要原因不是c(OH-)较大
D.向实验①中褪色后的溶液中滴加5滴6 ml/L盐酸,溶液最终不会变成红色
答案与分层梯度式解析
第二单元 金属钠及钠的化合物
第1课时 钠的性质与制备
基础过关练
1.A 钠在自然界中以化合态的形式存在,A项错误。
2.D 高压钠灯发出的黄光射程远,透雾能力强,与钠的密度大小无关,A错误;钠在纯净的氧气中充分燃烧,生成淡黄色固体过氧化钠,B错误;将金属钠加入TiCl4溶液中,钠先和溶液中的水反应,不能置换出Ti(易错点)C错误;钠原子最外层只有1个电子,易失去电子表现还原性,D正确。
3.C 银白色金属(Na)→表面变暗(生成Na2O)→变白色固体(生成NaOH)→表面形成溶液(NaOH潮解)→结块(生成Na2CO3·10H2O)→最后变成白色粉末状物质(生成Na2CO3),选C。
4.D 取一块金属钠放在坩埚中,加热,金属钠先熔化;然后金属钠开始燃烧,燃烧时发出黄色火焰;燃烧后产物为淡黄色固体Na2O2;综上所述,描述正确的为①⑤,答案为D。
5.B 钠为金属元素,没有负价,金属钠发生化学反应时,钠元素化合价不会降低,A错误;工业上用电解熔融氯化钠的方法制备金属钠:2NaCl(熔融) 2Na+Cl2↑,B正确;将钠投入CuSO4溶液中,金属钠先与水反应生成NaOH和氢气,然后NaOH与CuSO4反应生成蓝色沉淀Cu(OH)2,不会有红色的铜析出,C错误;钠能与水反应产生氢气,钠着火时不能用水灭火,D错误。
6.A 钠与水剧烈反应,放出热量,A正确;烧杯中液体颜色由无色变为红色,B错误;钠的密度比水小,不会沉至烧杯底部,C错误;Na与H2O反应生成NaOH和H2,H2为可燃性气体,D错误。
7.C A项,钠和水反应生成NaOH和H2,NaOH和FeCl3反应生成Fe(OH)3(红褐色沉淀)和NaCl,正确;B项,钠和HCl反应生成NaCl和H2,反应后溶液的pH增大,正确;C项,钠和水反应生成NaOH和H2,NaOH和CuSO4反应生成Cu(OH)2(蓝色沉淀)和Na2SO4,错误;D项,钠和水反应生成NaOH和H2,水的质量减小,NaOH的量增多,恢复至室温后有NaOH(白色固体)析出,正确。
8.答案 (1)钠表面变暗,气球膨胀 4Na+O22Na2O
(2)①2Na+O2Na2O2 ②abcd
解析 (1)钠与空气中的氧气在常温下反应生成Na2O,使钠表面变暗,同时烧瓶内压强减小,气球会膨胀。
(2)②a项,若钠的量不足,则氧气消耗不完全,造成进水量小于瓶内空气体积的15,合理;b项,若瓶塞未塞紧,反应结束后,冷却过程中,瓶内气体收缩,外界的空气会进入瓶内,造成进水量小于瓶内空气体积的15,合理;c项,若弹簧夹未夹紧,钠燃烧时,瓶内气体膨胀,使部分气体通过导管逸出,造成进水量大于瓶内空气体积的15,合理;d项,若插入燃烧匙太慢,钠燃烧时,瓶内气体膨胀,在塞紧瓶塞前,瓶内部分气体从瓶口逸出,造成进水量大于瓶内空气体积的15,合理。
9.D Na2O是白色固体,Na2O2为淡黄色固体,A错误;Na与水反应生成H2,Na2O2与水反应生成O2,B错误;Na和Na2O2在空气中久置,会发生氧化还原反应,Na2O与CO2或H2O发生非氧化还原反应,C错误;将Na、Na2O分别投入滴加了紫色石蕊试液的水中,均会生成NaOH,因此均可以得到蓝色溶液,D正确。
10.C 根据转化关系,气体B与金属单质C反应生成淡黄色固体X,可推知X为Na2O2,气体B为O2,金属单质C为Na(破题关键)因此反应②为2Na+O2 Na2O2,金属Na燃烧时火焰呈黄色,A正确;无色液体A与Na2O2反应可得到O2和Y溶液,且Y溶液与CuSO4溶液反应有蓝色沉淀生成,可推知无色液体A为H2O,反应①为2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑,反应③为2NaOH+CuSO4 Cu(OH)2↓+Na2SO4,反应④为Cu(OH)2+2HCl CuCl2+2H2O,反应③、④均属于复分解反应,B、D正确,C错误。
11.C 在空气中加热Na可生成Na2O2,A正确;Na2O2中阳离子是Na+,阴离子是O22-,Na2O2中阴、阳离子个数之比为1∶2,B正确;Na2O2与水反应的化学方程式为2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑,有1 ml O2生成时,转移2 ml电子,C错误,D正确。
12.答案 (1)浓硫酸 除去CO2中的水蒸气
(2)用CO2排尽装置内的空气,防止空气中的氧气干扰实验 无水时CO2与Na2O2不发生反应
(3)红色铜丝变黑色
解析 (1)试剂X是浓硫酸,其作用是除去CO2中的水蒸气。
(2)打开K1,关闭K2,打开分液漏斗的玻璃塞和活塞,加入稀硫酸,产生气泡,1分钟后再点燃酒精灯加热铜丝,目的是用CO2排尽装置内的空气,防止空气中的氧气干扰实验,实验观察到铜丝未发生变化,则证明无水时CO2与Na2O2不发生反应。
(3)打开K2,关闭K1,出现红色铜丝变黑色的现象,可证明有水时CO2与Na2O2反应产生了O2。
能力提升练
1.B 钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠为强碱,A正确;反应中钠被氧化为Na+,B错误;因为钠的密度比水小,所以反应时钠浮在水面上,C正确;钠能熔化,是因为钠与水反应放热,且钠的熔点低,D正确。
2.D 金属钠在常温下和氧气反应生成Na2O,在加热条件下和氧气反应生成Na2O2,条件不同,产物不同,A正确;钠着火时不可以用水灭火,可用沙土覆盖灭火,B正确;钠浮在水面上,说明钠的密度比水的密度小,C正确;做完实验后,多余的钠能放回原试剂瓶,D错误。
3.C 钠受热熔成圆球,说明其熔点低,A正确;停止加热后,钠与CuSO4粉末反应时,产生耀眼的火花,并有轻微爆鸣声,表明反应放出大量的热,B正确;若将无水CuSO4粉末改为CuSO4溶液,钠将先与水反应生成NaOH和H2,NaOH与CuSO4反应生成Cu(OH)2,没有铜生成,C错误;在无水条件下,熔融的Na可以与CuSO4发生置换反应生成Cu,D正确。
4.答案 (1)f g d e
(2)BD
(3)装置⑤中澄清石灰水开始变浑浊
(4)只有Na元素化合价升高,没有元素化合价降低,不符合氧化还原反应规律
(5)ⅰ.2Na+2CO2 Na2CO3+CO ⅱ.4Na+3CO2 2Na2CO3+C
解析 实验目的为探究钠与CO2的反应。①为CO2与Na反应的装置,②为制取CO2的装置,③为CO2的干燥装置,④用于除去CO2中混有的HCl(通常实验室用CaCO3和稀盐酸反应制CO2),⑤用于检验CO2充满前面装置和吸收CO。
(1)依据实验目的知图中各装置的连接顺序为②④③①⑤,则接口顺序为:c→f→g→d→e→a→b→h→i。
(2)H2SO4与CaCO3反应,生成的CaSO4微溶于水,会覆盖在CaCO3表面,阻止反应的继续进行,A不符合题意;CCl4不溶于水,密度比水大,虽然与CaCO3不反应,但可增大液体体积,使盐酸能与CaCO3接触并发生反应,B符合题意;煤油密度比水小,不能使盐酸与CaCO3接触,C不符合题意;稀硝酸能与CaCO3反应生成CO2,D符合题意。
(3)装置内的空气会干扰CO2与Na的反应,在点燃酒精灯之前应排尽装置内的空气,让CO2充满整个装置,当观察到装置⑤中澄清石灰水开始变浑浊时再点燃酒精灯。
(5)ⅰ.装置⑤PdCl2溶液中观察到有黑色沉淀,则表明生成了CO,装置①中固体成分只有一种,且向固体中加入稀盐酸会产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,则该固体为Na2CO3,装置①中发生反应的化学方程式为2Na+2CO2 Na2CO3+CO。ⅱ.装置①中物质充分反应后,将装置①中的固体加入足量盐酸中,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,则固体中存在Na2CO3,将溶液中仍有的黑色固体过滤、干燥、灼烧后又生成使澄清石灰水变浑浊的气体,则此黑色固体为C,装置①中发生反应的化学方程式为4Na+3CO2 2Na2CO3+C。
5.B 在Na2O2与CO2或H2O的反应中,Na2O2都既作氧化剂又作还原剂,且都存在关系式:2Na2O2~O2~2e-。
6.A a g分子组成符合(CO)m(H2)n的物质在氧气中完全燃烧后所得产物与Na2O2固体完全反应,固体增加的质量等于a g(破题关键)CH3COOCH2CH3可改写成(CO)2(H2)4C2,因此反应后固体质量的增加量大于a g,A正确;HCHO可改写成(CO)(H2),反应后固体质量的增加量等于a g,B错误;HOOCCOOH可改写为(CO)2(H2)O2,反应后固体质量的增加量小于a g,C错误;HCOOH可改写成(CO)(H2)O,反应后固体质量的增加量小于a g,D错误。
归纳提升 根据2CO2+2Na2O22Na2CO3+O2可知:固体增加的质量等于与CO2等物质的量的CO的质量;根据2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑可知:固体增加的质量等于与H2O等物质的量的H2的质量。
7.B 该现象说明氢气与Na2O2反应没有生成水,根据质量守恒定律可推测反应产物为NaOH,A正确;KMnO4固体呈粉末状,不能用有孔塑料板盛放,B错误;B中盛放碱石灰,用于除去氢气中的水蒸气和HCl气体,C正确;氢气属于可燃性气体,反应前先验纯,用试管在干燥管管口处收集气体,点燃,若发出尖锐的爆鸣声,则说明气体不纯,若发出轻微爆鸣声,则说明气体纯度较高,D正确。
8.B 由实验②中步骤ⅰ的现象可知,加入MnO2,迅速产生的能使带火星木条复燃的气体为O2,说明溶液A中含H2O2,A正确。实验③中步骤ⅰ:向2 mL 1 ml/L的氢氧化钠溶液中滴入酚酞溶液,溶液变红,10分钟后褪色;步骤ⅱ:滴入盐酸后,c(OH-)减小,溶液变红;实验④中向2 mL 0.1 ml/L NaOH溶液中滴入酚酞溶液,溶液变红,2小时内无明显变化,说明实验②中溶液红色褪去是因为c(OH-)较大,B错误。由②、③、④的实验现象可知,①中溶液红色褪去的主要原因是溶液A中有H2O2,H2O2具有漂白性,和c(OH-)较大没有关系,C正确。实验①中溶液红色褪去的主要原因是H2O2具有氧化性,把有色物质氧化为无色物质,所以向实验①中褪色后的溶液中滴加盐酸,溶液最终不会变成红色,D正确。
实验
编号
①
②
实验
操作
实验
现象
溶液变红,20秒后褪色
ⅰ.迅速产生能使带火星的木条复燃的气体
ⅱ.溶液变红,10分钟后褪色
实验
编号
③
④
实验
操作
实验
现象
ⅰ.溶液变红,10分钟后褪色
ⅱ.溶液变红
溶液变红,2小时内无明显变化
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