第5讲钠及其化合物.docx
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第5讲钠及其化合物
第5讲:
钠及其化合物
一、单选题(共14题;共28分)
1.关于钠的叙述中,正确的是( )
A. 钠是银白色金属,硬度很大
B. 将金属钠放在坩埚里用酒精灯加热,金属钠剧烈燃烧,产生黄色火焰,生成淡黄色固体氧化钠
C. 金属钠在空气中燃烧,生成氧化钠
D. 金属钠的熔点很高
2.下列物质与指定物质的主要成分对应正确的是( )
A. 赤铁矿—Fe2O3
B. 漂白粉—NaClO
C. 纯碱—NaOH
D. 大理石—Ca(OH)2
3.下列钠的化合物中,可用于呼吸面具作为O2来源的是( )
A. Na2O
B. Na2O2
C. NaCl
D. Na2CO3
4.将一小块金属钠放在坩埚里加热,实验现象描述正确的是( )
①钠在燃烧之前先熔化 ②钠燃烧的火焰呈紫色 ③钠燃烧后得到白色固体 ④钠燃烧的火焰呈黄色 ⑤钠燃烧后生成物为淡黄色固体
A. ①④⑤
B. 只有⑤
C. 只有①
D. ②③
5.少量金属钠投入下列试剂中,反应最缓慢的是( )
A. 蒸馏水 B. 0.1mol/L盐酸 C. 0.1mol/LNaOH溶液 D. 无水乙醇
6.(2018•海南卷)化学与生产生活密切相关,下列说法错误的是( )
A. Na2O2可与CO2反应放出氧气,可用于制作呼吸面具
B. SiO2具有导电性,可用于制作光导纤维和光电池
C. 聚四氟乙烯耐酸碱腐蚀,可用作化工反应器的内壁涂层
D. 氯水具有较强的氧化性,可用于漂白纸张、织物等
7.下列关于钠与水反应的说法中,不正确的有( )项。
①将小块的钠投入滴有紫色石蕊试液的水中,反应后溶液变红
②将钠投入稀盐酸中,钠先与水反应,后与HCl反应
③钠在水蒸气中反应(密闭)时因温度高会发生燃烧现象
④将两小块质量相等的金属钠,一块直接投入水中,另一块用锡箔包住,在锡箔上刺些小孔,然后按入水中,两者放出的氢气质量相等
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
8.下列离子方程式书写不正确的是( )
A. 铁与氯化铁溶液反应:
Fe+2Fe3+=3Fe2+
B. 钠与水反应:
2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑
C. 氯气与氢氧化钠溶液反应:
Cl2+2OH﹣=Cl﹣+ClO﹣+H2O
D. 碳酸氢钠溶液与稀盐酸反应:
2H++CO32﹣=CO2↑+H2O
9.在空气中长时间放置少量金属钠,最终的产物是( )
A. Na2O
B. NaOH
C. Na2CO3
D. Na2O2
10.将一小粒钠投入盛有硫酸铜溶液的小烧杯中,不可能观察到的现象是( )
A. 溶液中出现蓝色絮状沉淀
B. 有红色的铜被置换出来
C. 钠粒熔成小球浮在水面四处游动
D. 有气体产生
11.把4.48LCO2通过一定量的固体过氧化钠后收集到3.36L气体(标况下),则这3.36L气体的质量是( )
A. 3.8g B. 4.8g C. 5.6g D. 6.0g
12.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份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
13.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中的大量气泡主要成分是氧气
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
14.下面关于Na2CO3和NaHCO3性质的叙述,正确的是( )
A. 受热时NaHCO3比Na2CO3稳定
B. 往Na2CO3和NaHCO3溶液中滴加酚酞都变红,说明Na2CO3和NaHCO3都是碱
C. NaHCO3能转化成Na2CO3,但Na2CO3不能转化成NaHCO3 D. 物质的量相等的Na2CO3和NaHCO3分别与足量盐酸反应,放出的CO2的物质的量相等
二、填空题(共3题;共13分)
15.金属钠在实验室通常保存在________中,切下一小块钠进行化学实验,要用到的实验用品有________,金属钠失火时,应该用________灭火.过氧化钠与水反应,________(填化学式)作还原剂,反应后的溶液中加入酚酞的现象是________.
16.某银白色固体A在空气中点燃,火焰呈黄色,并生成淡黄色固体B;将A在空气中露置,最后变成白色固体C.将A、B投入水中都生成D;B与D分别与二氧化碳反应.则A是________;B是________;C是________;D是________.B与H2O反应的化学方程式________,B与CO2反应的化学方程式为________ A与H2O反应的化学方程式________.
17.将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中,既有气体,又有白色沉淀产生的是________①MgSO4溶液②NaCl溶液③Na2SO4溶液④饱和澄清石灰水⑤Ca(HCO3)2溶液⑥CuSO4溶液⑦饱和NaCl溶液.
三、实验探究题(共3题;共16分)
18.现有一定量含有Na2O杂质的Na2O2试样,用如图的实验装置测定Na2O2试样的纯度。
(可供选用的反应物只有CaCO3固体、6mol·L-1盐酸、6mol·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________
(2)装置B的作用是________,装置C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2.0g,反应结束后测得气体体积为224mL(标准状况),则Na2O2试样的纯度为________。
19.如图实验装置用于验证某些物质的性质.在试管A中装入足量的固体NaHCO3.试回答下列问题:
(1)在A试管内发生反应的化学方程式是________.
(2)B装置的作用是________.
(3)在双球干燥管内发生反应的化学方程式为________.
(4)双球干燥管内观察到的实验现象是________.上述实验现象说明________.
(5)若将干燥管内的Na2O2换成Na2O,则双球干燥管内观察到的实验现象是________.
20.有人设计了如图所示的实验装置来探究钠与水反应(铁架台等仪器略去).实验前在橡胶塞下端打一个小孔穴,将一大小适中的钠块固定于针头下端,向上抽动针头使钠块藏于孔穴内.在玻璃反应管内装入适量水(使钠块不与水接触).实验时,拔去橡胶乳头,按住橡胶塞,将针头缓缓向上拔起使钠与水接触,反应管内的液体被产生的气体压出,流入置于下方的烧杯中,气体则被收集在反应管内.
(1)钠与水反应的离子方程式为 ________ .
(2)实验中“钠块熔化为闪亮的小球”说明________ ;向烧杯中的溶液中滴加________ ,溶液变红,说明钠与水反应生成碱性物质.
(3)如果实验前加入反应管内水的体积为amL,欲使水最终全部被排出,则所取金属钠的质量至少为 ________ g.(设当时实验条件下气体摩尔体积为VmL/mol,写出简要步骤)
四、综合题(共1题;共9分)
21.现有金属单质A、B、C和气体甲、乙、丙及物质D、E、F、G、H,它们之间能发生如下反应(图中有些反应的产物和反应的条件没有全部标出)。
请根据以上信息回答下列问题:
(1)写出下列物质的化学式:
A:
________ B:
________ F:
________ 丙:
________
(2)说出黄绿色气体乙的一种用途:
________。
(3)若除去F溶液中含有的少量G,需加入________,实验室检验G中所含的金属离子时,常在G的溶液中加入________溶液。
(4)反应①的离子方程式为________。
(5)反应⑦涉及的化学方程式有________。
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】B
【解析】【解答】A.钠很软,用小刀就可以切开,所以钠的硬度很小,故A错误;
B.将金属钠放在石棉网上用酒精灯加热后,金属钠剧烈燃烧,产生黄色火焰,生成淡黄色固体过氧化钠,故B正确;
C.金属钠在空气中燃烧,生成过氧化钠,故C错误;
D.金属钠的熔点很低,低于水的沸点,故D错误。
故答案为:
B
【分析】
A.钠的硬度很小,所以钠很软,用小刀就可以切开
B.将金属钠放在石棉网上用酒精灯加热后,金属钠剧烈燃烧,产生黄色火焰,生成淡黄色固体过氧化钠
C.金属钠在空气中燃烧,生成过氧化钠
D.金属钠的熔点很低,易熔化成银色小球
2.【答案】A
【解析】【解答】Fe2O3为红色,赤铁矿的主要成分为氧化铁,A正确;
漂白粉主要成分为氯化钙和次氯酸钙,B不符合题意;
纯 碱为碳酸钠,是盐不是碱,C不符合题意;
大理石主要成分为碳酸钙,D不符合题意;故答案为:
A。
【分析】B、次氯酸钠是漂白液的主要成分
C氢氧化钠俗名为烧碱
D氢氧化钙为熟石灰
3.【答案】B
【解析】【解答】A、Na2O与水或CO2反应不能产生氧气,不能用于呼吸面具作为O2来源,A不符合题意;
B、Na2O2与水或CO2反应能产生氧气,能用于呼吸面具作为O2来源,B符合题意;
C、NaCl不能产生氧气,C不符合题意;
D、Na2CO3与水、CO2反应不能产生氧气,不能用于呼吸面具作为O2来源,D不符合题意,
故答案为:
B。
【分析】根据钠的重要化合物的性质和用途进行判断即可。
4.【答案】A
【解析】【解答】①由于钠的熔点较低,加热后先熔化,故①正确;②钠的焰色反应为黄色,燃烧时火焰为黄色,故②错误;③生成过氧化钠,为淡黄色固体,故③错误;④钠在加热条件下能在空气中燃烧,火焰呈黄色,故④正确;⑤与氧气在加热条件下反应生成淡黄色过氧化钠固体,故⑤正确。
故答案为:
A。
【分析】②含K的物质,燃烧时透过钴玻璃火焰呈紫色,该现象为含K物质的特征反应;③钠燃烧得到的过氧化钠为淡黄色固体。
5.【答案】D
【解析】【解答】解:
少量金属钠投入蒸馏水中,反应方程式为:
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑;少量金属钠和盐酸反应生成氯化钠和氢气,反应方程式为:
2Na+2HCl=2NaCl+H2↑;少量金属钠投入0.1mol/LNaOH溶液中,实质是Na和水反应,反应方程式为:
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑;少量金属钠投入无水乙醇中,反应方程式为:
2Na+2C2H5OH=2C2H5ONa+H2↑。
钠为活泼金属,钠与水溶液的反应,实质都是与氢离子的反应,水为弱电解质,发生部分电离,盐酸为强电解质,完全电离,所以B快于A,强碱抑制水的电离,所以A快于C,乙醇为非电解质,不能电离出氢离子,所以C快于D,反应由快到慢的顺序为BACD,反应最缓慢的是D,
故答案为:
D。
【分析】金属钠与上述四种液体反应的实质是钠将电子给+1价的氢,+1价的氢的活性顺序是酸>酚羟基>水>醇羟基
6.【答案】B
【解析】【解答】A.Na2O2可与CO2反应放出氧气,可用于制作呼吸面具,不符合题意
B.SiO2具有导电性,可用于制作光导纤维,但光电池的主要成分是硅,符合题意
C.聚四氟乙烯耐酸碱腐蚀,可用作化工反应器的内壁涂层,不符合题意
D.氯水具有较强的氧化性,故能氧化漂白漂白纸张、织物等,不符合题意
故答案为:
B
【分析】要分清楚二氧化硅和硅的用途
7.【答案】D
【解析】【解答】①金属钠和水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠能使石蕊试液显示蓝色,故①错误;②金属钠和酸的反应比和水的反应剧烈,将钠投入稀盐酸中,钠先与盐酸反应,后与水反应,故②错误;③钠在水蒸气中反应时,因缺氧不会发生燃烧,故③错误;④金属钠和水反应:
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,另一块用铝箔包住,在铝箔上刺些小孔,然后按入水中,先发生反应2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,然后金属铝和氢氧化钠反应2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑,等物质的量的金属钠,在两种情况下产生氢气的量不相等,故④错误。
综上所述,全部错误。
故答案为:
D
【分析】根据金属钠与水和酸的反应、结合金属铝与氢氧化钠的反应等进行分析即可.
8.【答案】D
【解析】【解答】A.铁与氯化铁溶液反应生成亚铁离子:
Fe+2Fe3+=3Fe2+,A不符合题意;
B.钠与水反应生成氢氧化钠和氢气:
2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑,B不符合题意;
C.氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水:
Cl2+2OH﹣=Cl﹣+ClO﹣+H2O,C不符合题意;
D.碳酸氢钠溶液与稀盐酸反应生成氯化钠、水和CO2:
H++HCO3﹣=CO2↑+H2O,D符合题意。
答案选D。
【分析】碳酸氢钠溶液在水溶液中电离为钠离子和碳酸氢根,抓住该要点进行解答即可。
9.【答案】C
【解析】【解答】切开金属钠置于空气中,切口开始呈银白色(钠的真面目)→变暗(生成Na2O)→变白色固体(生成NaOH)→成液(NaOH潮解)→结块(吸收CO2成Na2CO3•10H2O)→最后变成Na2CO3粉(风化),有关反应如下:
4Na+O2=2Na2O、Na2O+H2O=2NaOH、2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O、Na2CO3+10H2O=Na2CO3•10H2O、Na2CO3•10H2O=Na2CO3+10H2O。
故答案为:
C。
【分析】根据金属钠在空气中的变化判断最终产物即可。
10.【答案】B
【解析】【解答】金属钠投入到硫酸铜溶液中发生2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4,观察到现象是钠熔成小球四处游动,溶液中出现蓝色沉淀,有气泡冒出,没有铜析出,故B正确。
故正确答案选:
B。
【分析】根据钠与水反应的现象“浮、游、熔、声、红”进行记忆。
11.【答案】D
【解析】【解答】过氧化钠与CO2反应方程式为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,假设4.48LCO2全部与过氧化钠反应产生O2的体积为2.24L<3.36L,说明CO2过量,设有xmolCO2参与反应,生成O2的物质的量为x/2mol,因此有(4.48/22.4-x+x/2)=3.36/22.4,解得x=0.1mol,即反应后CO2物质的量为0.1mol,O2的物质的量为0.05mol,气体质量为(0.1×44+0.05×32)g=6.0g,故选项D正确。
故正确答案选:
D。
【分析】本题还可以采用差量法,根据气体减少的量与参于反应的气体的关系进行判断。
12.【答案】D
【解析】【解答】A,B、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、选项B都不符合题意。
C.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。
选项C不符合题意。
D.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,选项D符合题意。
故答案为:
D
【分析】注意压强的影响受温度和气体体积的影响。
根据PV=nRT进行分析,注意实验过程中的压强变化。
13.【答案】D
【解析】【解答】A.过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,故A不符合题意;
B.过氧化钠与水反应生成了氢氧化钠,氢氧化钠是强碱,遇到酚酞,溶液变成红色,故B不符合题意;
C.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,能够使溶液褪色,故C不符合题意;
D.生成的过氧化氢在二氧化锰作催化剂时发生了分解,因此放出大量气泡,故D符合题意;
故答案为:
D。
【分析】根据过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,二氧化锰能够加快过氧化氢的分解速率进行分析即可。
14.【答案】D
【解析】【解答】A.NaHCO3不稳定,加热易分解:
2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O,所以热稳定性:
Na2CO3>NaHCO3,A不符合题意;
B.Na2CO3和NaHCO3都为强碱弱酸盐,水解显碱性,都是盐,不是碱,B不符合题意;
C.能相互转化:
,
,C不符合题意;
D.都与盐酸反应生成二氧化碳气体:
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑,NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,等物质的量的Na2CO3和NaHCO3分别与过量盐酸反应,放出CO2质量相等,D符合题意;
故答案为:
D。
【分析】根据碳酸钠和碳酸氢钠性质的相同点和不同点进行分析即可。
二、填空题
15.【答案】煤油;镊子、小刀、玻璃片(或培养皿)、滤纸(或吸水纸);干沙土;Na2O2,;先变红后退色
【解析】【解答】解:
钠极易和水及氧气反应,所以应保存在煤油中;取用钠时,应该用镊子镊取,并且用滤纸吸干表面等煤油,再玻璃片上用小刀切割,所以切下一小块钠进行化学实验,要用到的实验用品有:
镊子、小刀、玻璃片(或培养皿)、滤纸(或吸水纸);
钠燃烧生成过氧化钠,过氧化钠能和水、CO2反应产生氧气,所以应该用干沙土扑灭;
过氧化钠和水时,既作还原剂,又作氧化剂,过氧化钠具有氧化性,溶于水又显碱性,所以现象是先变红后退色.
故答案为:
煤油;镊子、小刀、玻璃片(或培养皿)、滤纸(或吸水纸);干沙土,Na2O2,先变红后退色.
【分析】钠是一种活泼金属,极易和水及氧气反应,所以应保存在煤油中.取用钠时,应该用镊子镊取,并且用滤纸吸干表面等煤油,再玻璃片上用小刀切割.钠燃烧生成过氧化钠,过氧化钠能和水、CO2反应产生氧气,所以应该用沙土扑灭.过氧化钠和水时,既作还原剂,又作氧化剂,过氧化钠具有氧化性,溶于水又显碱性,所以现象是先变红后退色.
16.【答案】Na;Na2O2;Na2CO3;NaOH;2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑;2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2;2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
【解析】【解答】解:
某银白色固体A在空气中点燃,火焰呈黄色,说明含钠元素,并生成淡黄色固体B为过氧化钠,则A为Na,将A在空气中露置,最后变成白色固体C,将A、B投入水中都生成D;B与D分别与二氧化碳反应,则推测A为钠,B过氧化钠,C为碳酸钠,D为氢氧化钠,根据分析可知:
A是Na;B是Na2O2;C是Na2CO3;D是NaOH,
B与H2O反应的化学方程式为:
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,
B与CO2反应的化学方程式为:
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2↑.
A与H2O反应的化学方程式为:
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,
故答案为:
Na、Na2O2、Na2CO3、NaOH;2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑;2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2;2Na+2H2O=2NaOH+H2↑.
【分析】根据题目中的信息:
“某银白色固体A在空气中点燃,火焰呈黄色,并生成淡黄色固体B”,“将A在空气中露置,最后变成白色固体C”,“将A、B投入水中都生成D;B与D分别与二氧化碳反应,都有生成E”,则推测A为钠,B过氧化钠,C为碳酸钠,D为氢氧化钠,代入检验符合题意.
17.【答案】①④⑤⑦
【解析】【解答】解:
①钠与硫酸镁溶液反应生成氢气,氢氧化镁沉淀,故选;②钠与氯化钠溶液反应生成氢气,得不到沉淀,故不选;③钠与硫酸钠溶液反应生成氢气,得不到沉淀,故不选;④钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,反应放热,氢氧化钙溶解度降低,有白色沉淀析出,故选;⑤钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠与碳酸氢钙反应生成碳酸钙沉淀,故选;⑥钠与硫酸铜溶液反应生成氢气,氢氧化铜蓝色沉淀,故不选;⑦钠与溶液中的水反应,生成物为氢氧化钠和氢气,有气体产生,水减少,饱和氯化钠溶液析出白色氯化钠固体,故选;故答案为:
①④⑤⑦.
【分析】将钠投入溶液中,钠和水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠和部分盐能发生复分解反应,根据产物的可溶性判断即可
三、实验探究题
18.【答案】
(1)6mol·L-1盐酸
(2)除去气体中的HCl;干燥气体;吸收装置D中反应剩余的CO2
(3)2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2、Na2O+CO2=Na2CO3
(4)78%
【解析】【解答】
(1)装置A是碳酸钙和盐酸反应生成二氧化碳,碳酸钙和硫酸反应时,生成的硫酸钙是微溶于水的,会覆盖在碳酸钙的表面,使反应不能持续,所以用盐酸而不用硫酸来反应,故答案为6mol/L盐酸;
(2)碳酸钙和盐酸反应生成的二氧化碳气体中含有氯化氢气体,可以用饱和碳酸氢钠来除去,浓硫酸具有吸水性,可以将二氧化碳干燥,装置E中碱石灰的作用是吸收二氧化碳,防止对氧气的体积测量造成干扰;
(3)氧化钠和过氧化钠和二氧化碳反应的原理方程式分别为:
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,Na2O+CO2=Na2CO3;
(4)根据反应2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
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- 及其 化合物