2019届高考化学一轮复习顶层设计配餐作业：6 《钠及其化合物》 含解析 练习

配餐作业(六)　钠及其化合物

►►见学生用书P367

1．钠及其化合物与人们的生活密切相关，某同学对其认识不正确的是(　　)

A．碳酸氢钠常用于治疗胃酸过多症

B．热的纯碱可去除油污

C．发酵粉中主要含有碳酸氢钠，能使焙制出的糕点疏松多孔

D．金属钠着火时，使用泡沫灭火器来灭火

解析　D项，Na燃烧生成的Na2O2能与CO2反应生成O2，因此金属钠着火时不能用泡沫灭火器灭火，应用沙土掩埋法灭火。

答案　D

2．关于钠元素的单质及其化合物的叙述不正确的是(　　)

A．钠是银白色金属，质软，熔点相对较低，密度比水小

B．Na2O2属于碱性氧化物

C．金属钠在空气中长期放置，最终变为碳酸钠

D．Na2O和Na2O2都能由金属钠和氧气化合生成，但Na2O和Na2O2中氧的价态不同

解析　Na2O2属于过氧化物，不属于碱性氧化物，B项不正确；金属钠切开后置于空气中，发生反应：4Na＋O2===2Na2O、Na2O＋H2O===2NaOH、2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O、Na2CO3＋10H2O===Na2CO3·10H2O、Na2CO3·10H2O===Na2CO3＋10H2O，C项正确；Na2O2中O为－1价，Na2O中O为－2价，D项正确。

答案　B

3．(2018·滨州期末)某实验小组通过下图所示实验，探究Na2O2与水的反应：

下列说法正确的是(　　)

A．②中的大量气泡主要成分是氢气

B．③中溶液变红，说明有酸性物质生成

C．④中现象可能是由于溶液中含有强氧化性物质造成的

D．⑤中MnO2的主要作用是降低了水中氧气的溶解度

解析　过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气，反应方程式为2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，所以②中的大量气泡主要成分是氧气，A项错误；过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气，氢氧化钠是碱，使酚酞变红，B项错误；④中红色褪去，可能原因是过氧化钠和水反应生成的过氧化氢具有强氧化性，能氧化有色物质，漂白褪色，C项正确；过氧化氢在二氧化锰作催化剂的情况下分解生成水和氧气，即验证过氧化钠和水反应生成的过氧化氢，不是降低了水中氧气的溶解度，D项错误。

答案　C

4．焰火“脚印”“笑脸”“五环”，让北京奥运会开幕式更加辉煌、浪漫，这与高中化学中“焰色反应”知识相关。下列说法中正确的是(　　)

A．非金属单质燃烧时火焰均为无色

B．所有金属及其化合物灼烧时火焰均有颜色

C．焰色反应均应透过蓝色钴玻璃观察

D．NaCl与Na2CO3灼烧时火焰颜色相同

解析　H2在O2中燃烧时，火焰为淡蓝色，A项错误；只有部分金属元素有焰色反应，B项错误；钾元素的焰色反应透过蓝色钴玻璃滤去黄光干扰，C项错误。

答案　D

5．(2018·江苏宿迁第一次摸底)在研究金属钠与水反应的实验中，下列根据实验现象得出的结论不正确的是(　　)

A．将一小块Na投入水中，钠浮于水面，说明钠的密度比水小

B．将一小块Na投入滴有酚酞的水中，溶液变红，说明反应生成了碱

C．将一小块Na投入CuSO4溶液中，生成蓝色沉淀，说明Na没有Cu活泼

D．点燃Na与肥皂水反应产生的气泡，有尖锐爆鸣声，说明有H2生成

解析　钠比铜要活泼，将一小块Na投入CuSO4溶液中，钠首先与水反应生成氢氧化钠和氢气，然后氢氧化钠与硫酸铜溶液反应生成蓝色沉淀氢氧化铜，所以得不到铜，C项错误。

答案　C

6．(2018·湖南六校联考)已知硫酸亚铁溶液中加入Na2O2时发生反应：4Fe2＋＋4Na2O2＋6H2O===4Fe(OH)3↓＋O2↑＋8Na＋。下列说法正确的是(　　)

A．该反应中氧化剂是Na2O2，还原剂是FeSO4

B．若Fe2＋失去4 mol电子，生成氧气的体积约为22.4 L

C．4 mol Na2O2参加反应，共得到6 mol电子

D．反应过程中可以看到白色沉淀先转化为灰绿色后转化为红褐色

解析　该反应中Fe2＋失电子作还原剂，Na2O2中的O元素既得电子又失电子，故Na2O2既作氧化剂又作还原剂，A项错误；未指明温度和压强，故无法计算生成的氧气的体积，B项错误；该反应中转移6e－，且只有Na2O2中的O元素得电子，故4 mol Na2O2参加反应，共得到6 mol电子，C项正确；反应过程中Fe2＋直接被氧化生成Fe3＋，形成Fe(OH)3沉淀，反应过程中无Fe(OH)2生成，D项错误。

答案　C

7．(2018·河南顶级名校期中)事实上，许多非金属氧化物在一定条件下能与Na2O2反应，且反应极有规律，如Na2O2＋SO2===Na2SO4、2Na2O2＋2SO3===2Na2SO4＋O2。据此，你认为下列化学方程式中正确的是(　　)

A．2Na2O2＋2N2O4===4NaNO3

B．Na2O2＋2NO2===2NaNO2＋O2

C．2Na2O2＋2N2O3===4NaNO2＋O2

D．2Na2O2＋2Mn2O7===4Na2MnO4＋O2↑

解析　Na2O2具有强氧化性，可与还原性物质发生氧化还原反应，Na2O2还可与最高价氧化物反应生成相应的盐和氧气。N2O4中的N为＋4价，因此和Na2O2反应生成＋5价N，即生成NaNO3，A项正确；Na2O2可把NO2氧化为NaNO3，B项错误；Na2O2可把N2O3氧化为NaNO3，C项错误；化学方程式中原子不守恒，应为2Na2O2＋2Mn2O7===4NaMnO4＋O2↑，D项错误。

答案　A

【题外之音】

8．(2018·合肥市高三教学质量检测)在封闭容器中，加热等物质的量的NaHCO3和Na2O2的固体混合物，充分反应后，容器中固体剩余物是(　　)

A．Na2CO3和Na2O2

B．Na2CO3和NaOH

C．NaOH和Na2O2

D．NaOH、Na2O2和Na2CO3

解析　设有2 mol NaHCO3和2 mol Na2O2,2 mol NaHCO3受热分解成1 mol Na2CO3、1 mol CO2，1 mol H2O，1 mol CO2 1 mol H2O分别与2 mol Na2O2反应生成Na2CO3和NaOH，故B项正确。

答案　B

9．下列是某兴趣小组根据课本实验设计的一个能说明碳酸钠与碳酸氢钠热稳定性的套管实验。请观察如图实验装置、分析实验原理，并判断下列说法和做法，其中不科学的是(　　)

A．甲为小苏打，乙为纯碱

B．要证明碳酸氢钠受热能产生水，可在小试管内塞上沾有无水硫酸铜粉末的棉花球

C．加热不久就能看到A烧杯的澄清石灰水变浑浊

D．整个实验过程中没有发现A烧杯的澄清石灰水变浑浊

解析　Na2CO3受热不分解，而NaHCO3受热易分解生成Na2CO3、CO2和H2O。大试管中温度高于小试管，甲应为NaHCO3，乙为Na2CO3，A中不变浑浊，B中变浑浊，A、D两项正确，C项错误；无水硫酸铜粉末吸水得到蓝色CuSO4晶体，可证明有H2O产生，B项正确。

答案　C

10．(2018·佛山质检)通过测定混合气中O2含量可计算已变质的Na2O2(含Na2CO3)纯度，实验装置如图(Q为弹性良好的气囊)。下列分析错误的是(　　)

A．干燥管b中装入碱石灰

B．Q气球中产生的气体主要成分为O2、CO2

C．测定气体总体积必须关闭K1、K2，打开K3

D．读完气体总体积后，关闭K3，缓缓打开K1；可观察到Q气球慢慢缩小

解析　加入硫酸与样品反应在Q气球中得到二氧化碳和氧气，用碱石灰吸收二氧化碳和水蒸气，在量筒Ⅱ中排水测氧气的量，进而计算过氧化钠的量，选项A、B都正确；测定气体的总体积是利用Q气球的膨胀将瓶中的空气挤入右边进行排水量气，所以必须关闭K1、K2，打开K3，C项正确；读完气体总体积后，关闭K3，缓缓打开K1，还要再打开K2，才可观察到Q气球慢慢缩小，原因是不打开K2体系是密闭的，气球体积无法减小，D项错误。

答案　D

11．某课外活动小组做了如下关于钾的探究实验。

(1)钾与水反应

实验中钾常会着火燃烧，并发生轻微爆炸，由此现象可以得出的结论是__________________________________________________

(任写一个)，该反应的离子方程式是____________________。

(2)钾与氧气反应的实验

经查找资料知：钾与氧气反应可能生成K2O、K2O2、KO2。

a．取一定量的钾在空气中点燃，使其充分反应；

b．将生成物研成细粉备用；

c．常温下，利用如图所示装置探究生成物的成分及其含量。

据此回答下列问题：

①使细粉末与水反应的操作是__________________________。

②测量气体体积时应注意的事项是______________________。

③若钾与氧气燃烧的产物为K2O2、KO2，取燃烧产物3.94 g进行上述实验，测得气体的体积为868.0 mL，则KO2的质量分数约为________(已知：常温下，气体的摩尔体积为24.8 L·mol－1)。

解析　(2)③设样品中K2O2为x mol，KO2为y mol，根据反应2K2O2＋2H2O===4KOH＋O2↑，4KO2＋2H2O===4KOH＋3O2↑，则有110x＋71y＝3.94①；＋＝②，联立①②得x＝0.01，y＝0.04，故KO2的质量分数为×100%≈72.08%。

答案　(1)钾与水反应放热(其他合理答案也可)　

2K＋2H2O===2K＋＋2OH－＋H2↑

(2)①将仪器A向左倾斜，使水与样品充分接触　

②将气体冷却至室温；移动量筒使量筒内外液面相平，使量筒内的气体压强与大气压强相等；平视读数

③72.08%

12．(2018·长沙月考)现有一定量含有Na2O杂质的Na2O2试样，用下图所示的实验装置测定Na2O2试样的纯度。(可供选用的试剂只有CaCO3固体、6 mol·L－1盐酸、6 mol·L－1硫酸和蒸馏水)

回答下列问题：

(1)装置A中液体试剂选用________________，理由是__________________________________________________

__________________________________________________。

(2)装置B的作用是______________________________。

装置E中碱石灰的作用是____________________________。

(3)装置D中发生反应的化学方程式是_____________________。

(4)若开始时测得样品的质量为2.0 g，反应结束后测得气体体积为224 mL(标准状况下)，则Na2O2试样的纯度为________。

解析　本题的解题思路是根据氧化钠与二氧化碳气体反应无氧气生成，而过氧化钠与二氧化碳气体反应会生成难溶于水的氧气，并且用排水法测定生成的氧气的体积。所以制二氧化碳的试剂采用6 mol·L－1盐酸与CaCO3固体，不能用硫酸，硫酸与CaCO3固体反应生成的CaSO4微溶于水，会覆盖在CaCO3固体表面，使反应不能持续。由于从A装置中出来的CO2中含有少量HCl、H2O，所以先用饱和的NaHCO3溶液吸收HCl，再用浓硫酸干燥CO2气体，由于CO2与混合物反应时会有剩余，为防止影响实验的测定结果，要用碱石灰吸收剩余的CO2气体，相关反应的化学方程式为2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，Na2O＋CO2===Na2CO3。

根据2Na2O2～O2的关系可计算出生成224 mL气体时，Na2O2的质量为1.56 g，则试样纯度为1.56÷2.0×100%＝78%。

答案　(1)6 mol·L－1盐酸　硫酸与CaCO3固体反应生成的CaSO4微溶于水，会覆盖在CaCO3固体表面，使反应不能持续

(2)除去气体中的HCl　吸收装置D中反应剩余的CO2

(3)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，

Na2O＋CO2===Na2CO3　(4)78%

13．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

利用图甲装置，充分加热小苏打样品。

(1)仪器A的名称为________。

(2)在实验过程中，需要测量的实验数据有

①仪器A的质量；

②__________________________________________________；

③__________________________________________________。

Ⅱ.测量气体体积法

利用图乙装置，测定反应生成气体的体积。

(1)组装好仪器后，首先进行的操作为_________________。

(2)导管g的作用为__________________。

(3)为了减小实验误差，B、C中最好用____________溶液代替水。

(4)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，应注意的事项有

①__________________________________________________；

②__________________________________________________。

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

解析　Ⅰ.(1)仪器A是坩埚。(2)还需要测量的实验数据有“加热前，仪器A和样品的总质量”和“加热冷却后，仪器A和残留物的总质量”。

Ⅱ.(1)涉及气体的实验装置连接好后第一步是检查装置气密性。(2)导管g的作用是平衡分液漏斗与锥形瓶内的气压，使液体顺利流下；滴入锥形瓶的稀硫酸体积等于进入分液漏斗的气体体积，从而消除由于加入稀硫酸引起的气体体积误差。(3)由于生成的二氧化碳溶于水，造成误差，所以采用饱和NaHCO3溶液代替水，从而减小误差。(4)①读数时上下移动C管，使B、C两管液面相平，减小由于压强不同引起的体积误差；②视线与液面最低处相平，减小由于读数引起的体积误差。(5)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。

答案　Ⅰ.(1)坩埚　(2)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.(1)检查装置气密性

(2)平衡分液漏斗与锥形瓶内的气压，使液体顺利流下；滴入锥形瓶的稀硫酸体积等于进入分液漏斗的气体体积，从而消除由于加入稀硫酸引起的气体体积误差

(3)饱和NaHCO3

(4)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

(5) mol

14．纯碱在工业上非常重要。

(1)取一定量纯碱细小粉末置于烧杯中，加入一定量的水，可以得到颗粒较大的晶体A，烧杯温度升高。理由是_____________________。

(2)从上述烧杯中得到干燥纯净的晶体A，实验程序为________(填序号，可重复使用)。

①蒸发结晶　②放入干燥器中　③转移到过滤器中

④用水洗涤2～3次　⑤用乙醇洗涤　⑥加热灼烧

(3)取13.92 g晶体A，进行热重分析，直到质量不再改变，生成物质Z，具体数据如下：

通过计算确定样品A的化学式是_____________________。

解析　(1)温度升高，说明Na2CO3与水的反应是放热反应。(2)先过滤出晶体，再用乙醇洗涤，最后干燥即可。(3)加热到质量不再变化时物质Z为Na2CO3。设样品A的化学式为Na2CO3·nH2O

则Na2CO3·nH2ONa2CO3＋nH2O

(106＋18n) g　　    　106 g

　13.92 g　　　　     6.36 g

(106＋18n)∶106＝13.92∶6.36

解得n＝7，

故A的化学式为Na2CO3·7H2O。

答案　(1)发生反应：Na2CO3＋nH2O===Na2CO3·nH2O，反应物的总能量高于生成物的总能量，反应放出热量　(2)③⑤②　(3)Na2CO3·7H2O