2021学年微项目 科学使用含氯消毒剂——运用氧化还原反应原理解决实际问题当堂检测题
展开第一课时 研究物质性质的基本方法
1．研究物质的物理性质时，最常用到的方法是( )
A．观察 B．实验 C．假说 D．模型
【答案】A
【解析】研究物质的颜色、状态、气味、溶解性等物理性质经常用到的方法是观察法。
2．不可能通过观察法了解的金属钠的性质是 ( )
A．钠是一种银白色金属
B．熔点为97.81 ℃，密度为0.97 g·cm－3
C．钠与H2O剧烈反应
D．钠室温下氧化和在空气中燃烧得到不同的产物
【答案】B
【解析】通过切割金属钠可知钠是银白色金属，质软；与H2O剧烈反应，通过收集气体，检验知为H2，酚酞变红说明生成了氢氧化钠；虽然反应过程中由于放热钠熔化成小球，说明熔点较低，但不能证明为97.81 ℃；浮在水面上，说明密度比1 g·cm－3小，但不能证明是0.97 g·cm－3；在室温下氧化可得白色固体Na2O，燃烧可得淡黄色固体Na2O2。
3.下列实验操作正确的是( )
A．向盛水的烧杯中投入小拇指头大小的钠块，观察现象
B．将钠保存在汽油中
C．将一小块钠放在石棉网上加热，观察现象
D．用手掰开一块金属钠，观察钠的颜色
【答案】C
【解析】钠与水反应非常剧烈，生成具有强腐蚀性的氢氧化钠，取金属钠量过大，反应中会因反应剧烈使溶液飞溅，甚至发生爆炸，A项错误；钠与汽油都易燃易爆，应保存在煤油里，B错误；若钠与手接触，手上的水分与钠反应，生成的氢氧化钠对手有腐蚀作用，D项错误。
4.将一小块钠投入滴有石蕊的水中，下列有关现象的叙述错误的是( )
A．钠浮在液面上 B．有无色无味的气体产生
C．水溶液变为蓝色 D．有爆鸣声
【答案】D
【解析】将钠投入滴有石蕊的水中，钠先与水反应，反应方程式为2Na＋2H2O＝＝＝2NaOH＋H2↑，生成的NaOH使石蕊变蓝，可观察到的实验现象有：钠浮在液面上，有无色无味的气体产生等，一小块钠与水反应发出嘶嘶的响声，而不是爆鸣声。
5．下列关于金属钠的叙述，不正确的是( )
A．钠具有良好的导电性，密度比水小
B．钠在空气中最后变为白色的碳酸钠
C．Ca(OH)2饱和溶液中加入Na的小颗粒，会析出固体
D．钠在工业上用于制造氯化钠、氢氧化钠、碳酸钠等化合物
【答案】D
【解析】工业上用电解熔融氯化钠的方法来制取金属钠；工业上利用氯化钠、氨气、二氧化碳和水为原料来制取碳酸钠，通过碳酸钠和氢氧化钙反应来制取氢氧化钠，故D不正确。
6将一小块钠投入盛有5 mL饱和澄清石灰水的试管中，不可能观察到的现象是( )
A.．钠熔成小球并在液面上到处游动
B．有气体生成
C．溶液中有银白色金属析出
D．溶液变浑浊
【答案】C
【解析】钠与饱和澄清石灰水的反应跟钠与水反应不同之处在于，随着H2O的消耗及反应放热温度升高使Ca(OH)2析出，因为Ca(OH)2微溶于水，且溶解度随温度升高而减小，故溶液变浑浊。
7.金属钠与下列溶液反应时，既有气体又有白色沉淀产生的是( )
A．MgCl2溶液 B．KCl溶液
C．Na2SO4溶液 D．CuSO4溶液
【答案】A
【解析】钠和溶液反应时，先与水反应生成NaOH和H2。A项中，2NaOH＋MgCl2＝Mg(OH)2↓＋2NaCl；D项中，2NaOH＋CuSO4＝Cu(OH)2↓＋Na2SO4，但Cu(OH)2沉淀为蓝色，不符合题意。
8．在一定温度下，向饱和烧碱溶液中加入一定量的过氧化钠，充分反应后恢复到原温度，下列说法正确的是( )
A．溶液中有晶体析出，Na＋数目不变
B．溶液中有气体逸出，Na＋数目增加
C．溶质的质量分数增大
D．溶液中Na＋数目减少，溶质质量分数未变
【答案】D
【解析】过氧化钠与水发生反应：2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，该反应消耗水，所以原饱和烧碱溶液要析出氢氧化钠晶体，Na＋数目减少，由于温度不变，所以氢氧化钠的溶解度不变，溶质质量分数不变，所以D项正确。
9.将金属钠分别投入下列物质的溶液中，有气体放出且溶液质量减轻的是( )
A．HCl B．K2SO4
C．稀NaOH溶液 D．饱和NaOH溶液
【答案】D
【解析】钠遇水或水溶液均能发生反应置换出H2，故以上四个选项均能满足题干中有气体放出这一条件，解题的关键是“溶液质量减轻”。若投入金属钠的质量小于脱离溶液的物质的质量，则溶液的质量必定减轻。选项A、B、C中每有23 g钠进入溶液均放出1 g H2，溶液质量增加22 g；D选项中，NaOH溶液是饱和溶液，投入钠后消耗水，析出NaOH固体，溶液质量减轻。
10.在烧杯中加水和苯(苯的密度为0.8 g·cm－3，与水互不相溶，且不与钠反应)各50 mL，将一小粒金属钠(密度0.97 g·cm－3)投入烧杯中，观察到的现象可能为( )
A．钠在水层中反应并四处游动
B．钠停留在苯层中不发生反应
C．钠在苯的液面上反应并四处游动
D．钠在苯与水的界面处反应并可能上下跳动
【答案】D
【解析】苯与水互不相溶，还有钠的密度处于苯和水之间，钠能与水反应而不与苯反应。另外钠与水反应放出的氢气使钠在苯和水的界面处反应时可能作上下跳动。
11．如下图所示A是固体金属单质，燃烧时火焰呈黄色。
(1)写出下列转化的化学方程式。
A→B________________________________________________；
B→C________________________________________________。
(2)列举下列物质的一种主要用途：
A______________________；
B______________________。
(3)在上述物质转化关系图中的化学反应里，没有元素化合价变化的是______(用“A→B”这样的形式表示)。
【答案】(1)2Na＋O2Na2O2 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
(2)用于钛、锆、铌、钽等金属的冶炼(只要回答合理即可)
用于呼吸面具里的供氧剂(只要回答合理即可)
(3)C→D
【解析】 由A的信息可知，它是金属钠。结合物质转化关系图分析可知，有关化学反应为：A→B：2Na＋O2Na2O2；B→C：2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑；A→C：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑；B→D：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2；C→D：2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O。金属钠的用途除答案中所列内容之外，还可用于制作钠钾合金做原子反应堆的导热剂等，只要答对一项即可；过氧化钠的用途除答案中所列内容之外，还有用做漂白剂等，只要答对一项即可。
12.用脱脂棉包住约0.2 g过氧化钠粉末，置于石棉网上，往脱脂棉上滴水，可观察到脱脂棉剧烈燃烧起来。
(1)由实验现象所得出的有关Na2O2和H2O反应的结论是：
a．有氧气生成；b.____________________。
(2)某学校研究性学习小组拟用下图所示装置进行实验，以证明上述结论。
①用以验证结论a的实验操作方法及现象是______________________。
②用以验证结论b的实验_______________________________________________。
(3)该研究性学习小组的同学认为Na2O2和H2O反应可生成H2O2，现请你设计一个简单的实验证明Na2O2和足量的H2O充分反应后的溶液中有H2O2存在。(只要求列出实验所用的试剂及观察到的现象)
试剂：__________________________________________________________。
现象：___________________________________________________________。
【答案】(1)反应放出热量
(2)①加水后，将带火星的木条置于导管口p处，发现木条复燃 ②将导管q置于水槽中，再打开分液漏斗的开关，发现q处有气泡放出
(3)MnO2 迅速放出使带火星的木条复燃的气体
【解析】检验O2常用使带火星木条复燃的方法。要证明反应放热，观察装置可以推测锥形瓶的作用，得出利用锥形瓶内空气膨胀来证明反应放热。要证明Na2O2与H2O反应后溶液中存在H2O2，必须依据H2O2的特性，找一种能使H2O2反应且有明显现象的试剂。
13．某校学生课外活动小组为测定Na元素的相对原子质量，设计的装置如图，该装置(包括水和干燥剂)的总质量为a g，从实验室取出b g(不足量)的钠放入水中，塞紧瓶塞，完全反应后再称量此装置的总质量为c g。试回答：
(1)实验室取用一小块钠，需要用到________________________________________。
(2)此干燥管的作用是_________________________________________________；
若此钠块有极少量被氧化，则测出的相对原子质量会比实际相对原子质量________(填“偏大”“偏小”或“不变”，下同)。
(3)有甲同学建议在图中干燥管上再连一同样干燥管，其目的是________，计算钠的相对原子质量的表达式为________。
(4)有乙同学为避免由于行动不够迅速产生偏差，又建议在集气瓶中再加入一定量煤油，其目的是___________________________________________。
【答案】（1）小刀，镊子，滤纸
（2）吸收水蒸气，避免广口瓶中水蒸气逸出 偏小、偏大
（3）避免空气中水蒸气被干燥剂吸收
（4）避免钠投入后，立即与水反应，来不及塞上塞子
【解析】钠与水反应的化学方程式为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。通过测定装置和试剂反应前后的质量差，可以得出氢气的质量，由此就可求出钠的相对原子质量。如果有少量被氧化，则放出的氢气的量会减小，所测相对原子质量会增大；钠与水反应生成的氢气含有一定的水蒸气，无水氯化钙吸收水蒸气，从而提高实验精确度。为了防止空气中水蒸气进入装置，在干燥管的上方再加一干燥管，精确度会更高；钠与水反应迅速，如果放入一定量的煤油，可避免动作迟缓水分随氢气逸出而带来的误差。
14．“二氧化碳是否在有水存在时，才能与过氧化钠反应？”这个问题可通过实验加以证明。
(1)按图装置，在干燥的试管Ⅲ中装入Na2O2后，在通入CO2之前，应事先用弹簧夹(K1、K2)夹持好，目的是_________________________________________________。
(2)试管Ⅰ内的试剂X是________时，打开弹簧夹K1、K2，加热试管Ⅲ约5分钟后，将带火星的小木条插入试管Ⅱ的液面上，可观察到带火星的小木条不能剧烈地燃烧，且Ⅲ内淡黄色粉末未发生变化。则所得的结论是_____________________________________________。
(3)试管Ⅰ内试剂为CO2饱和水溶液时，其他操作同(2)，通过________________________
的现象，可以证明Na2O2与潮湿的CO2能反应且放出O2。
(4)写出CO2与过氧化钠反应的化学方程式：_________________________________
________________________________________________________________________。
【答案】(1)防止试管Ⅲ内的过氧化钠和外界相通时发生吸潮现象
(2)浓硫酸 过氧化钠与干燥的CO2不反应
(3)带火星的小木条在试管Ⅱ的液面上复燃且剧烈燃烧，同时，Ⅲ内固体由淡黄色变为白色
(4)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
【解析】本题旨在利用对比实验，探究Na2O2与CO2反应的环境，故实验步骤中，首先让Na2O2与干燥CO2反应，必须保证整个环境中不能有H2O，故通入反应装置前CO2必须干燥。
