化学必修 第一册第一节 钠及其化合物第1课时精练

第二章　海水中的重要元素——钠和氯

第一节　钠及其化合物

第1课时　钠

基础过关练

题组一　钠的存在、物理性质及保存方法

1.下图中的四位同学对Na的认识中正确的是 (　　)

2.(2021黑龙江哈尔滨师大附中高一上期中)下列关于钠的叙述不正确的是              (　易错　)

A.取用金属钠时,所需用品一般有小刀、镊子、滤纸、玻璃片

B.在自然界中,钠元素只以化合态存在

C.金属钠可保存在煤油中,也可保存在CCl4中

D.钠投入到水中立即熔化成小球,说明其熔点低,且钠与水的反应是放热反应

题组二　钠与氧气的反应

3.(2020辽宁朝阳、凌源高一上期中联考)取一小块钠放在燃烧匙里加热,下列实验现象的组合中,正确的是              (　　)

①金属先熔化　②在空气中燃烧火焰呈黄色　③燃烧时火星四射　④燃烧后生成淡黄色固体　⑤燃烧后生成白色固体

A.①②③　　B.①②④　　C.①②⑤　　D.①③⑤

4.等质量的两块钠,第一块在加热条件下与足量氧气充分反应,第二块在常温下与足量氧气充分反应。则下列说法正确的是              (　　)

A.第一块钠失去电子数多

B.两块钠失去电子数相同

C.两块钠的反应产物的颜色相同

D.两块钠所得反应产物的质量相等

5.现用金属钠和空气制备纯度较高的Na2O2,可利用的装置如图所示。回答下列问题(注:Na2O2可以与H2O、CO2发生反应):

(1)装置Ⅳ中盛放的药品是　　　　　　　　,其作用是　　　　　　　　　　　　　。 

(2)若规定气体的气流方向从左到右,则组合实验装置时各仪器的正确连接顺序为　　　　(按从左到右顺序写明仪器的编号Ⅰ、Ⅱ……),各仪器接口的连接顺序是:空气进入　　　　,　　　　接　　　　,

　　　　接　　　　,　　　　接　　　　(填字母)。 

(3)装置Ⅱ的作用为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

(4)操作中通空气和加热的顺序为　　　　　　　　　　　　　　　。

题组三　钠与水的反应

6.(2021北京师大附中高一上期中)钠与水反应的现象和钠的下列性质无关的是              (深度解析)

A.钠的熔点低　　　　B.钠的密度小

C.钠的硬度小　　　　D.钠具有强还原性

7.(2021广东广雅中学高一上期中)向分别盛有100 mL水、100 mL盐酸、100 mL NaOH溶液的X、Y、Z三个烧杯中各投入2.3 g Na。下列有关说法正确的是              (　　)

A.三个烧杯中均先发生的离子反应为2Na+2H2O 2Na++2OH-+H2↑

B.三个烧杯中钠均在液面上剧烈反应,且X烧杯中的反应最剧烈

C.三个烧杯反应后,溶液中的溶质相同

D.三个烧杯反应后,生成的气体的质量一定相同

8.将绿豆大的钠块投入如图所示的烧杯中,可能出现的现象是 (　　)

A.钠块只在煤油层中游动,并放出气体

B.钠块只在水层中游动,钠块熔化,水层变红

C.钠块在CCl4层和水层界面处游动并上下跳动,钠块熔化,水层变红

D.钠块在水层和煤油层界面处游动并上下跳动,钠块熔化,水层变红

9.(2021北京交大附中高一上期中)将少量金属钠分别投入下列物质的稀溶液中,有气体放出,且溶液质量减轻的是              (　　)

A.HCl　　　B.NaOH　　　C.K2SO4　　　D.CuSO4

能力提升练

题组一　钠的性质及应用

1.(2021山东泰安高一上期中,)下列关于钠的说法正确的是 (　　)

A.金属钠和氧气反应,条件不同,产物相同

B.钠钾合金通常状况下呈液态,可作原子反应堆的导热剂

C.钠的活泼性很强,少量的钠可保存在有机溶剂CCl4(密度比水大)中

D.由于钠比较活泼,所以它能从溶液中置换出金属活动性顺序中钠后面的金属

2.(2021河北正定一中高一上期中,)将钠和木炭分别置于如图所示的两个盛满氧气的集气瓶中,燃烧完毕冷却至室温后,打开装置中的两个弹簧夹,盛水的试剂瓶中的实验现象是              (深度解析)

A.左导管液面上升,右导管液面无明显变化

B.左导管液面无明显变化,右导管液面上升

C.左、右导管液面均上升

D.左、右导管液面均下降

3.(双选)(2021山东师大附中高一上期中,)利用如图所示装置进行金属钠与水反应的实验,液体添加完毕后,关闭活塞,打开右边胶塞,向煤油中加入一小块钠,立即塞好胶塞,可观察到的现象是              (　　)

A.钠块始终保持在a处,直至完全消失

B.钠沉入U形管b处而后又慢慢浮到a处

C.钠块在煤油与水的交界处上下跳动直至消失

D.随反应的进行,煤油与胶塞处液面下降,漏斗中液面上升

题组二　实验探究钠的性质及转化

4.(2021北京西城高一上期中,)如图所示,在坩埚中放一小块钠,加热至熔化,用玻璃棒蘸取少量无水CuSO4粉末与熔化的钠接触,瞬间产生耀眼的火花,同时有红色物质生成。据此判断下列说法中不正确的是              (　　)

A.上述反应是置换反应

B.上述反应是放热反应

C.上述反应中CuSO4表现了吸水性

D.加热且无水条件下,Na可以与CuSO4反应并生成Cu

5.(2021河南商丘一中高一上期中,)实验室验证钠能与二氧化碳发生反应,并确定其产物的装置如图所示(已知:PdCl2溶液遇CO能产生黑色的Pd)。下列说法错误的是              (深度解析)

A.装置①的仪器还可以制取H2

B.装置⑤中澄清石灰水变浑浊后,再点燃酒精灯

C.装置②③中分别盛装饱和Na2CO3溶液、浓H2SO4

D.装置⑥中有黑色沉淀生成,发生的反应是PdCl2+CO+H2O Pd↓+CO2+2HCl

6.(2021安徽合肥高一上期中,)某研究性学习小组在网上收集到如下信息:钾、钙、钠、镁等活泼金属都能在CO2气体中燃烧。他们对钠在CO2气体中燃烧后的产物中的白色物质进行了如下探究:

【实验】将燃烧的钠迅速伸到装满CO2的集气瓶中,钠在其中继续燃烧,反应后冷却,瓶底附着黑色颗粒,瓶壁上附着白色物质。

【查阅资料】Na2CO3溶液显碱性。

【提出假设】假设1:白色物质是Na2O。

假设2:白色物质是Na2CO3。

假设3:白色物质是Na2O和Na2CO3。

该小组对燃烧后的白色产物进行如下探究:

方案1:取少量白色物质于试管中,加入适量水,振荡,样品全部溶于水,向其中加入无色酚酞试液,溶液变成红色,则白色物质为Na2O。

方案2:①取少量白色物质于试管中,加入适量水,振荡,样品全部溶于水,向其中加入过量的CaCl2溶液出现白色沉淀;②静置片刻,取上层清液于试管中,滴加无色酚酞试液无明显现象。

(1)甲同学认为方案1得到的结论不正确,其理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)乙同学认为方案2得到的结论正确,白色物质为　　　　　　　。

(3)通过方案1和方案2的实验,你认为上述三个假设中,　　　　成立,你的理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。深度解析 

(4)写出钠在二氧化碳中燃烧的化学方程式并用双线桥法表示电子转移:　　　　　　　　　　　　　。 

(5)丙同学认为白色物质有可能是氢氧化钠,你是否同意丙同学的观点?　　　　,简述理由:　　　　　　　　　　　　　　。 

答案全解全析

基础过关练

1.C　钠是活泼金属,自然界中不存在游离态,A项错误;金属钠取少量后剩余部分能放回原瓶,B项错误;少量钠可以保存在煤油中,C项正确;金属钠质地柔软且密度较小,D项错误。

2.C　取用钠时,用镊子从煤油中取出钠,用滤纸吸干钠表面的煤油,再用小刀在玻璃片上切割,A正确;钠元素在自然界中只以化合态存在,B正确;金属钠的密度小于四氯化碳,不可保存在CCl4中,C错误;钠投入到水中立即熔化成小球,说明钠与水的反应是放热反应,放出的热量使钠熔化,则钠熔点低,D正确。

易错警示

不能用密度比钠大的有机物保存金属钠,因为金属钠会浮在有机物表面,起不到隔绝空气的作用。

3.B　由于钠的熔点较低,燃烧时先熔化,①正确;钠的焰色为黄色,②正确;钠与氧气反应不会出现火星四射的现象,③错误;钠与氧气在加热条件下反应生成淡黄色固体过氧化钠,④正确、⑤错误。

4.B　Na与O2反应无论生成Na2O还是Na2O2,Na的化合价变化相同,则两块等质量的钠失去的电子数相同。

5.答案　(1)氢氧化钠溶液　吸收导入的空气中的二氧化碳

(2)Ⅳ、Ⅲ、Ⅰ、Ⅱ　h　g　f　e　a(b)　b(a)　c

(3)防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置Ⅰ

(4)先通一段时间的空气后再加热装置Ⅰ

解析　用金属钠和空气制备纯度较高的Na2O2的过程中,要避免生成的Na2O2与空气中的水蒸气和二氧化碳发生反应,在制取过程中导入空气时要除去这两种杂质,且最后要防止外界空气中的水蒸气和二氧化碳进入反应装置。

6.C　因钠与水反应放热,钠的熔点低,所以看到钠熔成闪亮的小球,A项不符合题意;钠的密度比水小,所以钠浮在水面上,B项不符合题意;硬度大小与Na和水反应的现象无关,C项符合题意;因钠的还原性强,所以与水反应剧烈,D项不符合题意。

反思升华

本题考查钠与水的反应,应从钠的强还原性和钠的物理性质来理解钠与水反应的现象,钠与水反应时产生的现象如下:钠浮在水面,熔化成闪亮的小球,在水面游动,并发出嘶嘶的响声。现象是物质性质的体现,根据钠的性质分析产生现象的原因。

7.D　钠与盐酸反应时钠先与H+反应,离子方程式为2Na+2H+ 2Na++H2↑,A错误;三个烧杯中,钠均在液面上剧烈反应,Y烧杯中反应最剧烈,B错误;X烧杯中生成的溶质为NaOH,Y烧杯中生成了NaCl,Z烧杯中溶质不变,仍为NaOH,C错误;因向三个烧杯中加入的钠的质量相同且钠全部反应完,故生成H2的质量相同,D正确。

8.D　钠的密度比煤油的大,比水的小,则钠在水层与煤油层界面发生反应,产生的氢气使钠块四处游动并上下跳动,反应生成氢氧化钠,水层变红。

9.D　Na与HCl溶液发生反应的化学方程式为2Na+2HCl 2NaCl+

H2↑,有气体放出,溶液质量增加;Na与NaOH溶液发生反应的化学方程式为2Na+2H2O 2NaOH+H2↑,有气体放出,溶液质量增加;Na与K2SO4溶液发生反应的化学方程式为2Na+2H2O 2NaOH+H2↑,有气体放出,溶液质量增加;Na与CuSO4溶液发生反应2Na+2H2O+CuSO4 Na2SO4+Cu(OH)2↓+H2↑,有气体放出,溶液质量减小。

能力提升练

1.B　钠和氧气在空气中不加热时生成氧化钠,在氧气中点燃,生成过氧化钠,A错误;钠钾合金熔点低,通常状况下呈液态,可作原子反应堆的导热剂,B正确;实验室中少量的Na保存在煤油里,CCl4密度比Na大,Na放在CCl4中会浮在液面上,起不到隔绝空气的作用,C错误;因钠与盐溶液反应时,先与水反应,生成的碱再与盐反应,所以Na不能从溶液中置换出金属活动性顺序中钠后面的金属,D错误。

2.A　钠在氧气中燃烧生成过氧化钠固体,燃烧后左瓶内气体体积减少,压强减小,木炭与氧气反应生成二氧化碳气体,右瓶内气体体积变化不大,压强变化不大,故燃烧完毕冷却至室温后同时打开装置中的两个弹簧夹,左导管液面上升,右导管液面无明显变化。

解题关键

解答本题要注意燃烧后生成的物质对于集气瓶内气体压强的影响,正确分析压强的变化是解答本题的关键。

3.CD　钠的密度比煤油大,比水小,钠与水反应有气体产生,所以会在煤油与水的交界处上下跳动,直至消失,A、B错误,C正确;反应中有氢气生成,氢气在煤油的上方,故煤油与胶塞处液面下降,漏斗中液面升高,D正确。

4.C　在坩埚中放一小块钠,加热至熔化时,用玻璃棒蘸取少量无水CuSO4与熔化的钠接触,瞬间产生耀眼的火花,同时有红色物质生成,说明熔化的钠将硫酸铜中的铜置换出来并且放出热量,属于置换反应,A、B、D项正确;题述反应不能说明硫酸铜有吸水性,C项错误。

5.C　装置①为固体和液体不加热反应制备气体的装置,锌和稀硫酸反应制氢气可以用装置①,A正确;金属钠易与空气中的氧气、水蒸气等发生反应,实验之前,应用二氧化碳气体排尽装置中的空气,当装置⑤中澄清石灰水变浑浊后,说明空气已排净,再点燃酒精灯,可排除氧气、水蒸气等对钠与二氧化碳反应的干扰,B正确;装置①中反应产生的二氧化碳气体中含有氯化氢和水蒸气,碳酸钠溶液可与二氧化碳反应,故装置②中不能用饱和碳酸钠溶液,C错误;根据题给信息可知,PdCl2溶液与CO发生氧化还原反应生成黑色的Pd、二氧化碳和氯化氢,反应的化学方程式为PdCl2+CO+H2O Pd↓+CO2+2HCl,D正确。

反思升华

本题考查化学实验方案的设计与评价,注意碳酸钠与盐酸反应制备二氧化碳气体,会含有杂质气体氯化氢和水蒸气,要得到纯净的二氧化碳气体,混合气体先通过饱和碳酸氢钠溶液,再通过浓硫酸,不能用饱和碳酸钠溶液除氯化氢,因为碳酸钠溶液可与二氧化碳反应。

6.答案　(1)Na2CO3溶液显碱性,也会使酚酞试液变红

(2)Na2CO3

(3)假设2　方案2的①中出现了白色沉淀,说明有C,②中加酚酞试液无明显现象,说明无Na2O

(4)

(5)不同意　反应体系中没有氢元素

解析　(1)取少量白色物质于试管中,加入适量水,振荡,样品全部溶于水,向其中加入无色酚酞试液,溶液变红,说明溶液呈碱性,碳酸钠溶液也显碱性,所以方案1得到的结论不正确。

(2)取少量白色物质于试管中,加入适量水,振荡,样品全部溶于水,向其中加入过量的CaCl2溶液,出现白色沉淀,说明含有碳酸钠;静置片刻,取上层清液于试管中,滴加无色酚酞试液无明显现象,说明一定无氧化钠,因为氧化钠和水反应生成氢氧化钠,加入无色酚酞试液,溶液会变红。

(3)根据(2)中分析可知,假设2正确。

(4)依据现象和实验分析判断钠在二氧化碳气体中燃烧生成碳酸钠和碳单质。钠在反应中化合价升高,失电子,碳元素在反应中化合价降低,得电子。根据得失电子守恒和原子守恒配平反应的化学方程式,并用双线桥法表示电子转移:。

(5)由题意可知,反应过程是钠在二氧化碳气体中燃烧,无氢元素的存在,依据原子守恒可推出不可能生成氢氧化钠。

解题关键

通过某种现象或方法鉴定有无一种物质,必须排除其他物质的干扰,本题中要想通过水溶液呈碱性判断有无氧化钠,必须除掉碳酸钠,因为碳酸钠的水溶液也显碱性。