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高中苏教版 (2019)第二单元 金属钠及钠的化合物第1课时当堂达标检测题
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这是一份高中苏教版 (2019)第二单元 金属钠及钠的化合物第1课时当堂达标检测题，共10页。试卷主要包含了下列关于钠的叙述不正确的是，下列说法正确的是等内容，欢迎下载使用。
课后篇素养形成
合格考达标练
1.下列关于钠的叙述不正确的是( )
A.钠有很强的还原性
B.实验室将钠保存在煤油或石蜡油中,以隔绝空气
C.钠燃烧时发出黄色的火焰
D.Na与CuSO4溶液反应,有红色固体析出
答案D
解析钠原子易失去电子,具有强还原性,A正确;钠能够与空气中的水、氧气反应,通常保存在煤油或石蜡油中以隔绝空气,B正确;钠燃烧时发出黄色火焰,C正确;钠与硫酸铜溶液反应生成氢氧化铜、硫酸钠和氢气,不会置换出铜,故D错误。
2.将一小块钠投入下列溶液中,既能产生气体又会出现沉淀的是( )
①稀硫酸 ②稀氢氧化钠溶液 ③硫酸铁溶液
④氯化镁溶液 ⑤饱和澄清石灰水
A.①②⑤B.①③⑤C.②③④D.③④⑤
答案D
解析①将钠投入稀硫酸中,钠与硫酸反应生成可溶性的硫酸钠和氢气,只能生成气体不会产生沉淀,故不选①;②钠投入稀氢氧化钠溶液,钠和水反应生成可溶性的氢氧化钠和氢气,只能生成气体不会产生沉淀,故不选②;③钠投入硫酸铁溶液,钠和水反应生成可溶性的氢氧化钠和氢气,氢氧化钠和硫酸铁发生复分解反应生成难溶性的氢氧化铁,所以既能产生气体又能出现沉淀,故选③;④钠投入氯化镁溶液,钠和水反应生成可溶性的氢氧化钠和氢气,氢氧化钠和氯化镁溶液反应生成难溶性的氢氧化镁沉淀,所以能产生沉淀和气体,故选④;⑤钠投入饱和澄清石灰水,钠和水反应生成可溶性的氢氧化钠和氢气,水质量减少,氢氧化钙固体析出,所以能产生沉淀和气体,故选⑤;D项符合题目要求。
3.下列说法正确的是( )
①过氧化钠能与酸反应生成盐和水,但过氧化钠不是碱性氧化物
②过氧化钠能与水反应,所以过氧化钠可以用作气体的干燥剂
③过氧化钠在与水和CO2的反应中,过氧化钠是氧化剂,还原剂是水或CO2
④钠是一种很强的还原剂,钠可以把锆、铌等金属从它们的卤化物的水溶液中置换出来
⑤Na2O2分别与水及CO2反应产生相同物质的量的O2时,需要水和CO2的质量相等
A.①②③B.①C.①④⑤D.⑤
答案B
解析①过氧化钠与酸反应不仅生成盐和水,还生成O2,故Na2O2不是碱性氧化物,①正确;②Na2O2与水反应生成O2,会在气体中引入新杂质,②错误;③在与水或CO2的反应中,Na2O2既是氧化剂又是还原剂,③错误;④钠是一种很强的还原剂,能够与水反应,故不能把锆、铌等金属从它们的卤化物的水溶液中置换出来,④错误;⑤根据2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,Na2O2分别与CO2和水反应产生相同物质的量的O2时,需要CO2和水的物质的量相等,质量不相等,⑤错误;综上,①正确。
4.某实验小组通过下图所示实验探究Na2O2与水的反应:
下列说法不正确的是( )
A.②中气泡的主要成分是氧气
B.③中溶液变红,说明有碱性物质生成
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
答案D
解析A项,过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气;B项,过氧化钠与水反应生成了氢氧化钠,氢氧化钠是强碱,使酚酞溶液变成红色;C项,过氧化钠与水反应可能生成了过氧化氢,过氧化氢具有强氧化性,能够使酚酞溶液褪色;D项,生成的过氧化氢在二氧化锰的催化作用下发生了分解,因此放出大量气泡,D错误。
5.2.3 g纯净的金属钠在干燥的空气中被氧化后得到3.5 g固体,由此可判断其氧化产物是( )
A.只有Na2OB.只有Na2O2
C.Na2O和Na2O2D.无法确定
答案C
解析2.3 g Na的物质的量是n(Na)=2.3 g23 g·ml-1=0.1 ml,根据钠元素守恒,若完全氧化产生Na2O,其物质的量是0.05 ml,质量是m(Na2O)=0.05 ml×62 g·ml-1=3.1 g;若完全氧化产生Na2O2,其物质的量是0.05 ml,质量是m(Na2O2)=0.05 ml×78 g·ml-1=3.9 g。现在固体的质量是3.1 g<3.5 g<3.9 g,因此其成分中含有氧化钠和过氧化钠,C正确。
6.Na2O是 色固体,与水反应的化学方程式为 。Na2O2是 色固体,与水反应的化学方程式为 。
答案白 Na2O+H2O2NaOH 淡黄 2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑
7.将一小块除去表层的光亮的金属钠,放在一块洁净的石棉网上,然后用集气瓶将金属钠罩住,用酒精灯加热石棉网底部,观察到如下现象:
①钠首先熔成光亮小球,随后燃烧起来,产生黄色火焰。
②瓶内产生大量烟,在石棉网和瓶壁上均有淡黄色粉末出现。
③将盛有淡黄色粉末的集气瓶,敞口放置在空气中一段时间后,发现瓶壁表面最终有白色粉末产生。
试判断:瓶壁上的淡黄色固体是 ;最终的白色固体粉末可能是 。
A.Na2OB.Na2O2
C.NaOHD.Na2CO3
答案B D
解析金属钠在加热条件下燃烧生成过氧化钠(Na2O2)。过氧化钠与空气中的水和二氧化碳分别发生如下反应:2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2,过氧化钠在空气中接触水分、二氧化碳,最终产物是碳酸钠粉末。
等级考提升练
8.有关过氧化钠与水反应的下列说法错误的是( )
A.产生的气体可以使带火星的木条复燃
B.1 ml过氧化钠完全参加反应,将转移电子2 ml
C.向反应后的溶液中滴加酚酞溶液后,溶液会显示红色,一段时间后又褪色
D.该反应是放热反应
答案B
解析过氧化钠与水反应生成氧气,氧气支持燃烧,能够使带火星的木条复燃,A正确;在反应2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑中,1 ml过氧化钠与足量的水反应生成0.5 ml的氧气,转移了1 ml的电子,B错误;过氧化钠与水反应生成氢氧化钠,溶液显碱性,使酚酞变红色,Na2O2有强氧化性,又会使红色褪去,C正确;2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,该反应属于氧化还原反应,且该反应还是放热反应,D正确。
9.如图所示,甲、乙、丙、丁四个烧杯中分别盛有100 mL蒸馏水,然后分别放入等物质的量的Na、Na2O、Na2O2、NaOH,待固体完全溶解,则四种溶液中溶质的质量分数的大小顺序为( )
A.甲<乙<丙<丁B.丁<甲<乙=丙
C.甲=丁<乙=丙D.丁<甲<乙<丙
答案B
解析设钠、氧化钠、过氧化钠和氢氧化钠的物质的量均为0.1 ml:
Na+H2ONaOH+12H2↑,溶液增加的质量=m(Na)-m(H2)=2.3 g-0.1 g=2.2 g;
Na2O+H2O2NaOH,溶液增加的质量=m(Na2O)=0.1 ml×62 g·ml-1=6.2 g;
Na2O2+H2O2NaOH+12O2↑,溶液增加的质量=m(Na2O2)-m(O2)=6.2 g;
氢氧化钠溶于水,与水不反应,溶液增加的质量=m(NaOH)=4.0 g;根据钠原子守恒知,0.1 ml的钠、氧化钠、过氧化钠、氢氧化钠溶于水所得氢氧化钠的物质的量分别为0.1 ml、0.2 ml、0.2 ml,0.1 ml;通过以上分析可知,0.1 ml的钠、氧化钠、过氧化钠、氢氧化钠分别溶于水所得氢氧化钠溶液的质量分数分别为4 g100 g+2.2 g×100%、8 g100 g+6.2 g×100%、8 g100 g+6.2 g×100%、4 g100 g+4 g×100%,所以甲、乙、丙、丁的质量分数大小的顺序是:丁<甲<乙=丙,选B。
10.过氧化钠与水反应后再滴加酚酞溶液,酚酞先变红后褪色。某小组欲探究其原因,进行以下实验:①向反应后的溶液中加入二氧化锰,迅速产生大量气体;实验②、③中红色均不褪去。下列分析错误的是( )
A.过氧化钠与水反应产生的气体为O2
B.过氧化钠与水反应需要MnO2作催化剂
C.实验②、③证明使酚酞褪色的不是氢氧化钠和氧气
D.过氧化钠与水反应可能生成了具有漂白性的H2O2
答案B
解析过氧化钠与水反应产生的气体为O2,A正确;过氧化钠与水反应不需要催化剂,双氧水分解需要MnO2作催化剂,B错误;实验②、③作为对照实验,能证明使酚酞褪色的不是氢氧化钠和氧气,C正确;根据向反应后溶液中加入二氧化锰迅速产生大量气体,可判断过氧化钠与水反应生成了具有漂白性的H2O2,D正确。
11.无色气体A在黄绿色气体B中安静地燃烧,发出苍白色火焰,反应生成气体C。B与金属D反应可生成白色固体E,D在空气中燃烧生成浅黄色固体F,F与CO2反应可得到气体G,D与水反应可生成A,A在G中燃烧生成水。请推断出各种物质后回答下列问题:
(1)E的化学式为 。
(2)由D生成F的化学方程式为 。
(3)D与H2O反应的化学方程式为 。
(4)写出F与CO2反应的化学方程式,并用双线桥表示该反应的电子转移: 。
答案(1)NaCl (2)2Na+O2Na2O2
(3)2Na+2H2O2NaOH+H2↑
(4)
解析根据无色气体A在黄绿色气体B中安静地燃烧,发出苍白色火焰,反应生成气体C,可得出A为氢气,B为氯气,C为氯化氢;D在空气中燃烧生成浅黄色固体F,D为金属钠,F为过氧化钠;F与CO2反应可得到气体G,G为氧气;B与金属D反应可生成白色固体E,E为氯化钠。(1)根据以上分析可知E为氯化钠,E的化学式为NaCl。(2)钠在氧气中燃烧生成过氧化钠,D生成F的化学方程式为2Na+O2Na2O2。(3)钠和水反应生成氢氧化钠和氢气,反应的化学方程式为2Na+2H2O2NaOH+H2↑。(4)过氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,反应的化学方程式为2CO2+2Na2O22Na2CO3+O2,用双线桥表示该反应的电子转移为。
12.现有一定量含有Na2O杂质的Na2O2试样。请从下图中选用适当的实验装置,设计一个最简单的实验,测定Na2O2试样的纯度(可供选用的反应物只有CaCO3固体、稀盐酸和蒸馏水)。请填写下列空白:
(1)写出在实验中Na2O2和Na2O分别发生反应的化学方程式: , 。
(2)应选用的装置是(只要求写出图中装置的标号) 。
(3)所选装置的连接顺序应是(填各接口的字母,连接胶管省略) 。
答案(1)2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑ Na2O+H2O2NaOH
(2)⑤②①④ (3)G→D→C→A→B→F
解析(1)氧化钠和过氧化钠均能和水反应,化学方程式为2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,Na2O+H2O2NaOH。(2)实验的原理是过氧化钠和水反应生成氢氧化钠的同时,还会生成氧气,但氧气中会有水蒸气,要用浓硫酸吸水,然后可以用排水量气法测定生成氧气的体积,进而确定过氧化钠的量及其百分含量,可选择的装置为⑤②①④。(3)根据(2)的分析,用排水量气法测定氧气的体积时,其中盛水的试剂瓶导管要短进长出,生成的氧气将水排出,量筒中水的体积就是生成氧气的体积,故连接顺序为G接D,C接A,B接F。
13.过氧化钠常用作漂白剂、杀菌剂、消毒剂,能与水和二氧化碳等物质发生反应,保存不当时容易变质。某实验小组以过氧化钠为研究对象进行了如下实验。
(1)探究一包Na2O2样品是否已经变质:取少量样品,将其溶解,加入 溶液,充分振荡后有白色沉淀,证明Na2O2已经变质。
(2)该实验小组为了粗略测定过氧化钠的质量分数,称取了m g样品,并设计用下图装置来测定过氧化钠的质量分数。
①装置D的作用是 。
②将仪器连接好以后,必须进行的第一步操作是 。
③写出装置C中发生的主要反应的化学方程式: 。
④反应结束后,在读取实验中生成气体的体积时,你认为合理的是 (填序号)。
a.读取气体体积前,需冷却到室温
b.调整量筒使E、F内液面高度相同
c.视线与凹液面的最低点相平时读取量筒中水的体积
⑤读出量筒内水的体积后,将其折算成标准状况下的体积为V mL,则样品中过氧化钠的质量分数为
。
答案(1)BaCl2
(2)①吸收氧气中混有的二氧化碳气体 ②检查装置气密性 ③2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2 ④abc ⑤39V56m%
解析(1)过氧化钠在空气中变质会生成碳酸钠固体,探究一包过氧化钠样品是否已经变质,可以利用碳酸根离子和钡离子结合生成碳酸钡沉淀证明Na2O2已经变质。(2)①二氧化碳和过氧化钠反应生成氧气,可能会有过量的二氧化碳干扰氧气体积的测定,因此需用装置D吸收氧气中混有的二氧化碳气体。②实验探究测定方法是测定二氧化碳和过氧化钠反应生成的氧气,装置必须气密性良好,将仪器连接好以后,必须进行的第一步操作是检查装置的气密性。③装置C中发生的是二氧化碳和过氧化钠生成碳酸钠和氧气的反应,反应的化学方程式为2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2。④直接读取气体体积,不冷却到室温,会使溶液体积增大,读出结果产生误差,a项正确;调整量筒内外液面高度使之相同,使装置内压强和外界压强相同,避免读取体积产生误差,b项正确;视线与凹液面的最低点相平读取量筒中水的体积是正确的读取方法,c项正确。⑤测定出量筒内水的体积后,折算成标准状况下氧气的体积为V mL,其物质的量=V×10-3L22.4 L·ml-1,根据化学方程式2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2可知,样品中过氧化钠的物质的量为V×10-3L22.4 L·ml-1×2,则其质量分数为=V×10-3L22.4 L·ml-1×2×78 g·ml-1mg×100%=39V56m%。
新情境创新练
14.“二氧化碳是否在有水存在时,才能与过氧化钠反应?”这个问题可通过如图所示的以下实验加以证明。
(1)按如图装置,在干燥的试管Ⅲ中装入Na2O2后,在通入CO2之前,应事先将活塞(K1、K2)关闭好,目的是 。
(2)试管Ⅰ内的试剂X是 时,打开活塞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燃烧起来,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Na2O2与CO2反应的化学方程式: 。
答案(1)防止Ⅲ中的过氧化钠和外界相通,吸水发生反应
(2)浓硫酸 过氧化钠和干燥的二氧化碳不反应
(3)带火星的小木条在试管Ⅱ的液面上复燃,Ⅲ中粉末状固体由淡黄色变白色
(4)2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2
解析(1)Na2O2容易和水反应,所以在干燥的试管Ⅲ中装入Na2O2后,在通入CO2之前,应事先将活塞(K1、K2)关闭好。(2)实验目的是证明“二氧化碳是否在有水存在时,才能与过氧化钠反应”,所以通入试管Ⅲ的CO2应该是干燥的,试管Ⅰ中应装有干燥剂浓硫酸。若过氧化钠和干燥的二氧化碳发生反应,则会生成氧气,使带火星的小木条复燃,同时生成白色固体碳酸钠,Ⅲ内淡黄色粉末会变白,实验中观察到带火星的小木条不能燃烧起来,且Ⅲ内淡黄色粉末未发生变化,说明过氧化钠和干燥的二氧化碳不反应。(3)若Na2O2与潮湿的CO2能反应,会生成碳酸钠和O2,氧气能使带火星的小木条复燃,试管Ⅲ中固体粉末由淡黄色变白色。(4)Na2O2与CO2反应的化学方程式为2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2。
课后篇素养形成
合格考达标练
1.下列关于钠的叙述不正确的是( )
A.钠有很强的还原性
B.实验室将钠保存在煤油或石蜡油中,以隔绝空气
C.钠燃烧时发出黄色的火焰
D.Na与CuSO4溶液反应,有红色固体析出
答案D
解析钠原子易失去电子,具有强还原性,A正确;钠能够与空气中的水、氧气反应,通常保存在煤油或石蜡油中以隔绝空气,B正确;钠燃烧时发出黄色火焰,C正确;钠与硫酸铜溶液反应生成氢氧化铜、硫酸钠和氢气,不会置换出铜,故D错误。
2.将一小块钠投入下列溶液中,既能产生气体又会出现沉淀的是( )
①稀硫酸 ②稀氢氧化钠溶液 ③硫酸铁溶液
④氯化镁溶液 ⑤饱和澄清石灰水
A.①②⑤B.①③⑤C.②③④D.③④⑤
答案D
解析①将钠投入稀硫酸中,钠与硫酸反应生成可溶性的硫酸钠和氢气,只能生成气体不会产生沉淀,故不选①;②钠投入稀氢氧化钠溶液,钠和水反应生成可溶性的氢氧化钠和氢气,只能生成气体不会产生沉淀,故不选②;③钠投入硫酸铁溶液,钠和水反应生成可溶性的氢氧化钠和氢气,氢氧化钠和硫酸铁发生复分解反应生成难溶性的氢氧化铁,所以既能产生气体又能出现沉淀,故选③;④钠投入氯化镁溶液,钠和水反应生成可溶性的氢氧化钠和氢气,氢氧化钠和氯化镁溶液反应生成难溶性的氢氧化镁沉淀,所以能产生沉淀和气体,故选④;⑤钠投入饱和澄清石灰水,钠和水反应生成可溶性的氢氧化钠和氢气,水质量减少,氢氧化钙固体析出,所以能产生沉淀和气体,故选⑤;D项符合题目要求。
3.下列说法正确的是( )
①过氧化钠能与酸反应生成盐和水,但过氧化钠不是碱性氧化物
②过氧化钠能与水反应,所以过氧化钠可以用作气体的干燥剂
③过氧化钠在与水和CO2的反应中,过氧化钠是氧化剂,还原剂是水或CO2
④钠是一种很强的还原剂,钠可以把锆、铌等金属从它们的卤化物的水溶液中置换出来
⑤Na2O2分别与水及CO2反应产生相同物质的量的O2时,需要水和CO2的质量相等
A.①②③B.①C.①④⑤D.⑤
答案B
解析①过氧化钠与酸反应不仅生成盐和水,还生成O2,故Na2O2不是碱性氧化物,①正确;②Na2O2与水反应生成O2,会在气体中引入新杂质,②错误;③在与水或CO2的反应中,Na2O2既是氧化剂又是还原剂,③错误;④钠是一种很强的还原剂,能够与水反应,故不能把锆、铌等金属从它们的卤化物的水溶液中置换出来,④错误;⑤根据2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,Na2O2分别与CO2和水反应产生相同物质的量的O2时,需要CO2和水的物质的量相等,质量不相等,⑤错误;综上,①正确。
4.某实验小组通过下图所示实验探究Na2O2与水的反应:
下列说法不正确的是( )
A.②中气泡的主要成分是氧气
B.③中溶液变红,说明有碱性物质生成
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
答案D
解析A项,过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气;B项,过氧化钠与水反应生成了氢氧化钠,氢氧化钠是强碱,使酚酞溶液变成红色;C项,过氧化钠与水反应可能生成了过氧化氢,过氧化氢具有强氧化性,能够使酚酞溶液褪色;D项,生成的过氧化氢在二氧化锰的催化作用下发生了分解,因此放出大量气泡,D错误。
5.2.3 g纯净的金属钠在干燥的空气中被氧化后得到3.5 g固体,由此可判断其氧化产物是( )
A.只有Na2OB.只有Na2O2
C.Na2O和Na2O2D.无法确定
答案C
解析2.3 g Na的物质的量是n(Na)=2.3 g23 g·ml-1=0.1 ml,根据钠元素守恒,若完全氧化产生Na2O,其物质的量是0.05 ml,质量是m(Na2O)=0.05 ml×62 g·ml-1=3.1 g;若完全氧化产生Na2O2,其物质的量是0.05 ml,质量是m(Na2O2)=0.05 ml×78 g·ml-1=3.9 g。现在固体的质量是3.1 g<3.5 g<3.9 g,因此其成分中含有氧化钠和过氧化钠,C正确。
6.Na2O是 色固体,与水反应的化学方程式为 。Na2O2是 色固体,与水反应的化学方程式为 。
答案白 Na2O+H2O2NaOH 淡黄 2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑
7.将一小块除去表层的光亮的金属钠,放在一块洁净的石棉网上,然后用集气瓶将金属钠罩住,用酒精灯加热石棉网底部,观察到如下现象:
①钠首先熔成光亮小球,随后燃烧起来,产生黄色火焰。
②瓶内产生大量烟,在石棉网和瓶壁上均有淡黄色粉末出现。
③将盛有淡黄色粉末的集气瓶,敞口放置在空气中一段时间后,发现瓶壁表面最终有白色粉末产生。
试判断:瓶壁上的淡黄色固体是 ;最终的白色固体粉末可能是 。
A.Na2OB.Na2O2
C.NaOHD.Na2CO3
答案B D
解析金属钠在加热条件下燃烧生成过氧化钠(Na2O2)。过氧化钠与空气中的水和二氧化碳分别发生如下反应:2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2,过氧化钠在空气中接触水分、二氧化碳,最终产物是碳酸钠粉末。
等级考提升练
8.有关过氧化钠与水反应的下列说法错误的是( )
A.产生的气体可以使带火星的木条复燃
B.1 ml过氧化钠完全参加反应,将转移电子2 ml
C.向反应后的溶液中滴加酚酞溶液后,溶液会显示红色,一段时间后又褪色
D.该反应是放热反应
答案B
解析过氧化钠与水反应生成氧气,氧气支持燃烧,能够使带火星的木条复燃,A正确;在反应2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑中,1 ml过氧化钠与足量的水反应生成0.5 ml的氧气,转移了1 ml的电子,B错误;过氧化钠与水反应生成氢氧化钠,溶液显碱性,使酚酞变红色,Na2O2有强氧化性,又会使红色褪去,C正确;2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,该反应属于氧化还原反应,且该反应还是放热反应,D正确。
9.如图所示,甲、乙、丙、丁四个烧杯中分别盛有100 mL蒸馏水,然后分别放入等物质的量的Na、Na2O、Na2O2、NaOH,待固体完全溶解,则四种溶液中溶质的质量分数的大小顺序为( )
A.甲<乙<丙<丁B.丁<甲<乙=丙
C.甲=丁<乙=丙D.丁<甲<乙<丙
答案B
解析设钠、氧化钠、过氧化钠和氢氧化钠的物质的量均为0.1 ml:
Na+H2ONaOH+12H2↑,溶液增加的质量=m(Na)-m(H2)=2.3 g-0.1 g=2.2 g;
Na2O+H2O2NaOH,溶液增加的质量=m(Na2O)=0.1 ml×62 g·ml-1=6.2 g;
Na2O2+H2O2NaOH+12O2↑,溶液增加的质量=m(Na2O2)-m(O2)=6.2 g;
氢氧化钠溶于水,与水不反应,溶液增加的质量=m(NaOH)=4.0 g;根据钠原子守恒知,0.1 ml的钠、氧化钠、过氧化钠、氢氧化钠溶于水所得氢氧化钠的物质的量分别为0.1 ml、0.2 ml、0.2 ml,0.1 ml;通过以上分析可知,0.1 ml的钠、氧化钠、过氧化钠、氢氧化钠分别溶于水所得氢氧化钠溶液的质量分数分别为4 g100 g+2.2 g×100%、8 g100 g+6.2 g×100%、8 g100 g+6.2 g×100%、4 g100 g+4 g×100%,所以甲、乙、丙、丁的质量分数大小的顺序是:丁<甲<乙=丙,选B。
10.过氧化钠与水反应后再滴加酚酞溶液,酚酞先变红后褪色。某小组欲探究其原因,进行以下实验:①向反应后的溶液中加入二氧化锰,迅速产生大量气体;实验②、③中红色均不褪去。下列分析错误的是( )
A.过氧化钠与水反应产生的气体为O2
B.过氧化钠与水反应需要MnO2作催化剂
C.实验②、③证明使酚酞褪色的不是氢氧化钠和氧气
D.过氧化钠与水反应可能生成了具有漂白性的H2O2
答案B
解析过氧化钠与水反应产生的气体为O2,A正确;过氧化钠与水反应不需要催化剂,双氧水分解需要MnO2作催化剂,B错误;实验②、③作为对照实验,能证明使酚酞褪色的不是氢氧化钠和氧气,C正确;根据向反应后溶液中加入二氧化锰迅速产生大量气体,可判断过氧化钠与水反应生成了具有漂白性的H2O2,D正确。
11.无色气体A在黄绿色气体B中安静地燃烧,发出苍白色火焰,反应生成气体C。B与金属D反应可生成白色固体E,D在空气中燃烧生成浅黄色固体F,F与CO2反应可得到气体G,D与水反应可生成A,A在G中燃烧生成水。请推断出各种物质后回答下列问题:
(1)E的化学式为 。
(2)由D生成F的化学方程式为 。
(3)D与H2O反应的化学方程式为 。
(4)写出F与CO2反应的化学方程式,并用双线桥表示该反应的电子转移: 。
答案(1)NaCl (2)2Na+O2Na2O2
(3)2Na+2H2O2NaOH+H2↑
(4)
解析根据无色气体A在黄绿色气体B中安静地燃烧,发出苍白色火焰,反应生成气体C,可得出A为氢气,B为氯气,C为氯化氢;D在空气中燃烧生成浅黄色固体F,D为金属钠,F为过氧化钠;F与CO2反应可得到气体G,G为氧气;B与金属D反应可生成白色固体E,E为氯化钠。(1)根据以上分析可知E为氯化钠,E的化学式为NaCl。(2)钠在氧气中燃烧生成过氧化钠,D生成F的化学方程式为2Na+O2Na2O2。(3)钠和水反应生成氢氧化钠和氢气,反应的化学方程式为2Na+2H2O2NaOH+H2↑。(4)过氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,反应的化学方程式为2CO2+2Na2O22Na2CO3+O2,用双线桥表示该反应的电子转移为。
12.现有一定量含有Na2O杂质的Na2O2试样。请从下图中选用适当的实验装置,设计一个最简单的实验,测定Na2O2试样的纯度(可供选用的反应物只有CaCO3固体、稀盐酸和蒸馏水)。请填写下列空白:
(1)写出在实验中Na2O2和Na2O分别发生反应的化学方程式: , 。
(2)应选用的装置是(只要求写出图中装置的标号) 。
(3)所选装置的连接顺序应是(填各接口的字母,连接胶管省略) 。
答案(1)2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑ Na2O+H2O2NaOH
(2)⑤②①④ (3)G→D→C→A→B→F
解析(1)氧化钠和过氧化钠均能和水反应,化学方程式为2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,Na2O+H2O2NaOH。(2)实验的原理是过氧化钠和水反应生成氢氧化钠的同时,还会生成氧气,但氧气中会有水蒸气,要用浓硫酸吸水,然后可以用排水量气法测定生成氧气的体积,进而确定过氧化钠的量及其百分含量,可选择的装置为⑤②①④。(3)根据(2)的分析,用排水量气法测定氧气的体积时,其中盛水的试剂瓶导管要短进长出,生成的氧气将水排出,量筒中水的体积就是生成氧气的体积,故连接顺序为G接D,C接A,B接F。
13.过氧化钠常用作漂白剂、杀菌剂、消毒剂,能与水和二氧化碳等物质发生反应,保存不当时容易变质。某实验小组以过氧化钠为研究对象进行了如下实验。
(1)探究一包Na2O2样品是否已经变质:取少量样品,将其溶解,加入 溶液,充分振荡后有白色沉淀,证明Na2O2已经变质。
(2)该实验小组为了粗略测定过氧化钠的质量分数,称取了m g样品,并设计用下图装置来测定过氧化钠的质量分数。
①装置D的作用是 。
②将仪器连接好以后,必须进行的第一步操作是 。
③写出装置C中发生的主要反应的化学方程式: 。
④反应结束后,在读取实验中生成气体的体积时,你认为合理的是 (填序号)。
a.读取气体体积前,需冷却到室温
b.调整量筒使E、F内液面高度相同
c.视线与凹液面的最低点相平时读取量筒中水的体积
⑤读出量筒内水的体积后,将其折算成标准状况下的体积为V mL,则样品中过氧化钠的质量分数为
。
答案(1)BaCl2
(2)①吸收氧气中混有的二氧化碳气体 ②检查装置气密性 ③2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2 ④abc ⑤39V56m%
解析(1)过氧化钠在空气中变质会生成碳酸钠固体,探究一包过氧化钠样品是否已经变质,可以利用碳酸根离子和钡离子结合生成碳酸钡沉淀证明Na2O2已经变质。(2)①二氧化碳和过氧化钠反应生成氧气,可能会有过量的二氧化碳干扰氧气体积的测定,因此需用装置D吸收氧气中混有的二氧化碳气体。②实验探究测定方法是测定二氧化碳和过氧化钠反应生成的氧气,装置必须气密性良好,将仪器连接好以后,必须进行的第一步操作是检查装置的气密性。③装置C中发生的是二氧化碳和过氧化钠生成碳酸钠和氧气的反应,反应的化学方程式为2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2。④直接读取气体体积,不冷却到室温,会使溶液体积增大,读出结果产生误差,a项正确;调整量筒内外液面高度使之相同,使装置内压强和外界压强相同,避免读取体积产生误差,b项正确;视线与凹液面的最低点相平读取量筒中水的体积是正确的读取方法,c项正确。⑤测定出量筒内水的体积后,折算成标准状况下氧气的体积为V mL,其物质的量=V×10-3L22.4 L·ml-1,根据化学方程式2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2可知,样品中过氧化钠的物质的量为V×10-3L22.4 L·ml-1×2,则其质量分数为=V×10-3L22.4 L·ml-1×2×78 g·ml-1mg×100%=39V56m%。
新情境创新练
14.“二氧化碳是否在有水存在时,才能与过氧化钠反应?”这个问题可通过如图所示的以下实验加以证明。
(1)按如图装置,在干燥的试管Ⅲ中装入Na2O2后,在通入CO2之前,应事先将活塞(K1、K2)关闭好,目的是 。
(2)试管Ⅰ内的试剂X是 时,打开活塞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燃烧起来,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Na2O2与CO2反应的化学方程式: 。
答案(1)防止Ⅲ中的过氧化钠和外界相通,吸水发生反应
(2)浓硫酸 过氧化钠和干燥的二氧化碳不反应
(3)带火星的小木条在试管Ⅱ的液面上复燃,Ⅲ中粉末状固体由淡黄色变白色
(4)2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2
解析(1)Na2O2容易和水反应,所以在干燥的试管Ⅲ中装入Na2O2后,在通入CO2之前,应事先将活塞(K1、K2)关闭好。(2)实验目的是证明“二氧化碳是否在有水存在时,才能与过氧化钠反应”,所以通入试管Ⅲ的CO2应该是干燥的,试管Ⅰ中应装有干燥剂浓硫酸。若过氧化钠和干燥的二氧化碳发生反应,则会生成氧气,使带火星的小木条复燃,同时生成白色固体碳酸钠,Ⅲ内淡黄色粉末会变白,实验中观察到带火星的小木条不能燃烧起来,且Ⅲ内淡黄色粉末未发生变化,说明过氧化钠和干燥的二氧化碳不反应。(3)若Na2O2与潮湿的CO2能反应,会生成碳酸钠和O2,氧气能使带火星的小木条复燃,试管Ⅲ中固体粉末由淡黄色变白色。(4)Na2O2与CO2反应的化学方程式为2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2。
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