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第一节 钠及其化合物
1.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.实验后剩余的钠不能放回原试剂瓶
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
2.灼烧芒硝(Na2SO4·10H2O)的火焰呈黄色,这是因为其含有下列元素中的
A.H B.S C.Na D.O
3.过氧化钠(Na2O2)可用于潜水艇中氧气的来源,其中O的化合价为
A. B. C.0 D.+2
4.下列有关金属钠说法正确的是
A.金属钠燃烧时火焰为黄色
B.金属钠着火时,可以使用泡沫灭火器灭火
C.金属钠遇水直接生成过氧化钠并放出大量热
D.金属钠的保存应避光避雨,存放于敞开容器中
5.根据你的实验观察和记录,下面关于Na2CO3和NaHCO3性质的叙述,不正确的是
A.受热时Na2CO3比NaHCO3稳定
B.在水中Na2CO3比NaHCO3溶解性大
C.物质的量相等的Na2CO3和NaHCO3分别溶于水后,NaHCO3水溶液的碱性较强
D.质量相等的Na2CO3和NaHCO3分别与足量盐酸反应,Na2CO3放出的CO2比NaHCO3少
6.将一块银白色的金属钠放在空气中会发生一系列的变化:表面迅速变暗→“出汗”→变成白色固体(粉末),下列有关叙述不正确的是
A.表面迅速变暗是因为钠与空气中的氧气反应生成了氧化钠
B.“出汗”是因为生成的氢氧化钠吸收空气中的水蒸气在表面形成了溶液
C.最后变成碳酸钠粉末
D.该过程的所有化学反应均为氧化还原反应
7.下列说法正确的是
A.可利用乙醇的还原性以及、的颜色差异来检验酒后驾车
B.向30%的溶液中加入可制得,作氧化剂
C.溶液可用于蚀刻印刷电路,是因为该溶液显酸性
D.常温下,钠露置在空气中易被氧气氧化为过氧化钠,因此应保存在煤油里
8.将5 mL淀粉胶体和2 mL氯化钠溶液混合后,放入用半透膜制成的袋内,将此袋浸入蒸馏水中冲洗2 min后(如图),分别取袋内和烧杯内的液体进行实验。下列说法不正确的是
A.烧杯内分散质粒子直径小于1nm
B.烧杯内液体加入硝酸银溶液后有白色沉淀产生
C.袋内液体不能产生丁达尔效应
D.袋内液体做焰色反应,可观察到黄光
9.取16.8g固体,加热一段时间,将剩余固体分成四等份,分别取四份固体进行实验。下列能够说明固体已完全分解的是
A.加水溶解后滴加酚酞,溶液变红
B.加水溶解后滴加澄清石灰水,有白色沉淀产生
C.称量固体,继续加热,冷却后再次称量所得固体,质量不变
D.加入足量的盐酸,充分反应后,将溶液蒸干,所得固体质量为2.925g
10.下列工业生产涉及的化学(或离子)方程式不合理的是:
A.冶炼镁:2MgO(熔融)
B.合成氨:
C.侯氏制碱法:
D.制取乙醇:
11.下列有关焰色试验的说法不正确的是
A.先把铂丝灼烧到与原来火焰颜色相同,再蘸被检物质
B.每次实验后,要用硫酸把铂丝洗净
C.焰色试验是利用物理性质判断试样所含的金属元素
D.没有铂丝,也可用光洁无锈的铁丝代替
12.关于和性质的说法正确的是
A.在水中的溶解度:
B.热稳定性:
C.与等浓度等体积盐酸反应放出气体的快慢:
D.不能转化成,而能转化成
13.下列关于钠的说法中不正确的是
A.金属钠和氧气反应,条件不同,产物不同
B.大量的钠着火时可以用沙子扑灭,少量的钠应保存在煤油中
C.将一小块钠投入装有水的烧杯里,可以看到钠熔成小球并在液面上游动
D.将一小块钠投入装有硫酸铜溶液的试管里,试管底部有红色物质生成
14.下列反应中能用于检验尿液中是否含有葡萄糖的是
A.加金属钠看是否有氢气放出
B.加入酸性KMnO4溶液,看溶液是否褪色
C.与醋酸和浓硫酸共热,观察是否有香味物质生成
D.新制氢氧化铜悬浊液混合后加热,观察是否有砖红色沉淀生成
15.工业上以粗盐(含、、等杂质)为主要原料,采用“侯氏制碱法”生产纯碱和化肥,实验室模拟工艺流程如图甲所示。下列说法正确的是
A.对粗盐溶液除杂可依次加入过量NaOH、、溶液,过滤后再加入盐酸调pH
B.饱和食盐水中先通入的气体为
C.图甲中析出晶体的总反应可表达为:
D.图乙所示装置可以比较和晶体的热稳定性
16.下列各组物质相互混合反应后,最终有白色沉淀生成的是
①金属Na投入到溶液中
②过量溶液和溶液混合
③少量投入过量溶液中
④向溶液中通入过量
⑤少量固体加入到溶液
A.①③④⑤ B.①②④ C.②③④ D.②③⑤
17.下列有关食品添加剂及农药使用的说法中,正确的是
A.碳酸氢钠是常用的增味剂,用来加工馒头、面包
B.食盐中添加的碘酸钾有防腐的作用,属于防腐剂
C.像DDT这样杀虫效率高、易生产、价格低的农药应大量生产和使用
D.蜜蜂等传粉昆虫对农药很敏感,所以要避免在农作物花期喷洒农药
18.下列实验方案中,不能测定出和的混合物中质量分数的是
A.取ag混合物与足量溶液充分反应,过滤、洗涤、干燥,得到bg固体
B.取ag混合物充分加热,质量减少bg
C.取ag混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得到bg固体
D.取ag混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出气体用碱石灰吸收,质量增加bg
19.下列实验方案中,不能测定Na2CO3和NaHCO3混合物中NaHCO3质量分数的方案有
A.取a克混合物与稀硫酸充分反应,逸出气体用碱石灰吸收,增重b克
B.取a克混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得b克固体
C.取a克混合物与足量Ca(OH)2溶液充分反应,过滤、洗涤、烘干,得b克固体
D.取a克混合物充分加热后,固体质量减重bg
20.根据下列实验内容得出的结论正确的是
选项 实验内容 结论
A 向某溶液中加入溶液,生成白色沉淀,加稀硝酸后沉淀不溶解 原溶液中存在
B 用洁净的玻璃棒蘸取待测液在酒精灯火焰上灼烧,发现火焰呈黄色 原溶液中存在
C 向某溶液中加入溶液,生成白色沉淀,加稀盐酸沉淀不溶解 无法确定原溶液中存在
D 向某物质的水溶液中加入盐酸,产生无色无味气体,该气体能使澄清石灰水变浑浊 原溶液中存在
21.通过测定混合气中O2含可计算已变质的Na2O2(含Na2CO3)纯度的实验装置如图(Q为弹性良好的气囊)。下列分析错误的是
A.b球形干燥管中装有氯化钙,用于除去气体中的水蒸气
B.测定气体总体积必须关闭K1、K2,打开K3
C.量筒Ⅰ用于测二氧化碳的量,干燥管中装入碱石灰,量筒Ⅱ用于测氧气的量
D.读完气体总体积后,关闭K3,缓缓打开K1、K2;可观察到Q气球慢慢缩小
22.侯氏制碱法
(1)主要反应:_______、_______。
(2)制备过程和原理
①NH3通入到饱和NaCl溶液中,形成氨水的NaCl饱和溶液,然后再通入CO2。这样先形成了一个弱碱性的环境以后,可以增大CO2在溶液中的溶解度,生成更多的NaHCO3。
②因为NaHCO3的溶解度_______NH4Cl的溶解度,所以是_______先从溶液中结晶析出。
③在制碱工业上,所用原料CO2和NH3是由合成氨厂提供的,所以工业生产上常将侯氏制碱和合成氨联合在一起,称为“联合制碱法”。“联合制碱法”还能得到NaHCO3和NH4Cl等副产品。
23.碳酸氢钠(NaHCO3)
(1)碳酸氢钠是白色固体,俗称_______,常温下溶解度_______碳酸钠,水溶液呈_______;电离方程式为_______。
(2)碳酸氢钠的化学性质
①与盐酸反应:_______
②热稳定性:_______
③与NaOH 反应:_______
24.海洋是人类可持续发展的重要基础,约占地球表面积的71%。海水中含有丰富的化学资源,从海水中可提取多种化工原料,如图是某工厂对海水资源综合利用的示意图。请回答下列问题:
(1)下列方法不能用于海水淡化的是
A.蒸馏法 B.电渗析法
C.离子交换法 D.沉淀法
(2)操作A的名称是
A.溶解 B.蒸发 C.过滤 D.灼烧
(3)试剂X是
A.氢氧化钠溶液 B.稀硫酸 C.盐酸 D.水
(4)侯德榜是我国近代化学工业的奠基人之一,他以独创的制碱()工艺闻名于世。下列关于的叙述正确的是
A.俗称小苏打 B.可用于造纸制玻璃等
C.水溶液呈中性 D.受热易分解
(5)利用焰色试验的原理既可制作五彩缤纷的烟花,亦可定性分析某些金属元素的存在。灼烧NaCl样品时,火焰的颜色是
A.黄色 B.红色 C.紫色 D.绿色
(6)氯碱工业的反应原理:,该反应的反应类型属于
A.复分解反应 B.置换反应 C.氧化还原反应 D.分解反应
25.2011年是国际化学年,中国的宣传口号是“化学——我们的生活,我们的未来”。生活中处处有化学。钠是一种极活泼的金属,其化合物种类繁多,在生活中应用非常广泛,请回答下列问题:
(1)生理盐水的主要成分_______(写化学式)。
(2)下列说法正确的是 _______
a.将Na2O2投入紫色石蕊溶液中,溶液变蓝
b.Na2O2中阴、阳离子的个数比为1:2
c.质量相等的NaHCO3与Na2CO3分别与足量盐酸完全反应时,产生CO2的个数相等
d.将一小块钠投入装有硫酸铜溶液的试管中,试管底部有红色物质生成
e.区别NaHCO3与Na2CO3溶液,可用Ca(OH)2溶液
f.NaHCO3固体可以做干粉灭火剂,金属钠着火可以用它来灭火
g.NaHCO3粉末中混有Na2CO3杂质,可配制成溶液,然后通入过量的CO2,再降温结晶得NaHCO3固体
(3)纯碱属于_______类物质(填“酸”“碱”或“盐”,后同),其水溶液呈_______性。
(4)汽车安全气囊中气体发生剂主要成分是NaN3等物质,当汽车发生较严重的碰撞时,引发NaN3分解:2NaN3 = 2Na + 3N2↑。从氧化还原反应的角度分析该反应中Na是_______ 。
26.过氧化钠是重要的化工原料,具有多种用途。
(1)过氧化钠是_______色固体。
(2)过氧化钠可用作呼吸面具、潜水艇的供氧剂,写出和反应的化学方程式:_______。
(3)某实验小组通过如图所示实验,探究与水的反应,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中的主要作用是降低了水中氧气的溶解度
(4)具有强氧化性,与反应能生成硫酸钠,写出反应的化学方程式:_______。
27.2021年10月16日,神舟十三号载人飞船顺利进入预定轨道。飞船的轨道舱内安装盛有Na2O2颗粒的装置,为宇航员供氧。回答下列问题:
(1)Na2O2的制取。将金属钠加热至熔化,通入一定量已除去CO2的干燥空气,加热并维持温度在180~200℃之间,钠被氧化成Na2O,进而增加空气流量,迅速升温至300~400℃,制得过氧化钠。过氧化钠中的阴阳离子个数之比为_______。
(2)Na2O2的供氧。过氧化钠能与人体呼出的酸性氧化物发生反应,其化学方程式为_______,该反应中的还原剂是_______(填写化学式)。
(3)反应后组成的探究。Na2O2使用后会失去供氧能力(又称失效供氧剂),某“失效供氧剂”的化学组成可能是Na2CO3或NaHCO3或两者的混合物。为探究“失效供氧剂”的化学组成,化学探究小组进行如下实验:
①取适量“失效供氧剂”于试管中,加热,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,产生该气体的化学反应方程式为_______。
②称取19.0g“失效供氧剂”加入足量稀硫酸,将生成的气体用浓硫酸干燥后,再用碱石灰完全吸收,碱石灰增重8.8g,该“失效供氧剂”的化学组成为_______(只填写化学式)。
28.I.疫情封控期间要保护好自身健康,均衡饮食是必不可少的。食盐是调味品中不可或缺的成员,也可以作为工业原料生产多种重要的产品。
(1)一小块金属钠长时间置于空气中,可能有下列现象,这些现象出现的先后顺序是_______。
①变成白色粉末 ②变暗 ③固体表面变潮湿 ④变白色晶体
A.①②③④ B.②③④① C.②③①④ D.③②④①
(2)向一小烧杯中分别加入等体积的水和煤油,片刻后再向该烧杯中轻缓的加入一绿豆大小的金属钠,反应的离子方程式为_______,可能观察到的现象符合图中的_______。
A. B. C. D.
Ⅱ.氯化钠是侯氏制碱法重要原料,我国杰出的化学家侯德榜设计出生产纯碱的方法,打破了纯碱长期被外国垄断的局面。
(3)请写出侯氏制碱法第一步生产的化学方程式_______。
29.回答下列问题
(1)实验室有瓶标签已损坏的白色固体纯净物,要确定其化学式,有如下操作:
A.取少量固体在试管中加热,一段时间后称量,质量不变
B.待试管冷却后,滴加几滴水,固体结块,试管壁变热
C.再加水使固体完全溶解,将溶液分成两份,一份滴入1~2滴酚酰,溶液变红,说明该溶液显_______;一份逐滴加入盐酸,开始无气体,后产生无色无味能使澄清石灰水变浑浊的气体。该固体化学式为_______。
(2)硅酸盐种类繁多,结构复杂,通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示其组成,例如:硅酸钠:,已知长石的化学式为:,其写成氧化物形式为_______。
(3)某市售净水剂化学式为,要确定其化学组成,可进行如下操作:
A.取19.2g样品加热至恒重,使结晶水失去,得到13.8g固体
B.将所得固体溶于水,配成100mL溶液
C.取50mL加入足量溶液,经过滤、洗涤、干燥后,得到固体
D.另取50mL溶液,加入足量氨水,过滤、洗涤后,将固体加热至恒重,得到固体
①若要确定该净水剂中的,可做_______,现象为_______
②“D”操作中“将固体加热至恒重”所发生的反应为_______
③通过实验数据确定该净水剂化学式为_______
30.为确定某Na2CO3和NaHCO3混合物样品的组成,称取3份该样品溶于水后分别逐滴加入相同浓度盐酸100.0mL,充分反应,产生CO2的体积如下表(已折算成标准状况下的体积,不考虑CO2在水中的溶解):
实验序号 ① ② ③
V[HCl(aq)]/mL 100.0 100.0 100.0
m (样品)/g 3.80 7.60 11.40
V(CO2)/mL 896 1344 896
请回答下列问题:
(1)实验③溶液蒸干灼烧后所得固体为___________。
(2)样品中物质的量之比___________。
(3)盐酸的物质的量浓度___________。
31.请选择适当的化学试剂和实验用品,用下图所示的装置进行实验,验证过氧化钠可在呼吸面具和潜水艇中做供氧剂。
(1)A装置中分别加入大理石和稀盐酸,其中仪器a的名称是_______。
(2)B装置中加入饱和NaHCO3溶液的目的是_______。
(3)写出C中发生反应的化学方程式_______。
(4)为了保证F中收集到较纯的气体,装置D中应加入的下列试剂中的_______(填序号)。
①浓硫酸 ②NaOH溶液
(5)F中得到的气体是_______(填化学式)。
32.用脱脂棉包住约0.2g过氧化钠粉末,置于石棉网上,向脱脂棉上滴水,观察到脱脂棉剧烈燃烧起来。
(1)Na2O2跟水反应的离子反应方程式为___________。此反应中Na2O2的O元素化合价为___________,___________是氧化剂(写化学式),___________是还原剂(写化学式)。
(2)由上述实验现象所得到的过氧化钠跟水反应的结论是:
①有氧气生成;②反应过程中有___________。
(3)某研究性学习小组拟用如图所示装置(气密性良好)进行实验,以证明上述实验结论。验证第①条结论的实验操作及现象是:向试管中滴入水,___________。
(4)向试管中加水至固体完全溶解且不再有气泡生成后,取出试管,向试管中滴入酚酞试液并振荡,现象为___________。
33.用脱脂棉包住约0.2g过氧化钠固体粉末,置于石棉网上,然后向包有过氧化钠的位置滴加少量水,结果脱脂棉剧烈燃烧。
(1)由脱脂棉剧烈燃烧可得出过氧化钠与水反应的结论是:
a._____________________;b.____________________。
(2)写出过氧化钠与水反应的化学方程式:_________________________。
(3)某研究性学习小组,拟用如图所示的装置进行实验,以证明上述2个结论。实验的操作方法___________。
34.为进一步了解金属钠与非金属单质反应的化学性质,某同学设计了如下两个探究小实验,其记录如下,请你帮助该同学完成每个实验结论。
(1)【金属钠与氯气反应】
该同学预测:钠是很活泼的金属,氯气是很活泼的非金属单质,两者相遇很容易发生化学反应,这个反应既可以在常温下进行,又可以在加热的条件下进行。
该同学的实验方案:
实验用品:氯气,金属钠,集气瓶,铁锉,石棉网,铁架台。
实验步骤:
①在盛有黄绿色氯气的敞开集气瓶上方用铁锉锉动金属的表面,使钠屑掉入集气瓶中。
现象:钠屑在从瓶口到瓶底的降落过程中闪烁着黄光,瓶壁和底部有少量白色固体。
结论:_______。
②将一个盛有氯气的集气瓶倒扣在石棉网上的钠块上方。
现象:片刻后钠块开始燃烧,火焰为黄色,产生大量白烟,最后火焰熄灭。
结论:_______。
(2)【金属钠与硫的反应】
该同学预测:金属钠与硫的反应和金属钠与氯气的反应相似。
该同学的实验方案:
实验用品:硫粉,金属钠,研钵。
实验步骤:
①将硫粉与金属钠在研钵中小心混合接触。
现象:没有什么明显的反应现象。
结论:_______。
②将硫粉与金属钠共置于研钵中研磨(或加热)。
现象:产生黄色的闪光,并伴有“噼噼啪啪”的响声。
结论:_______。
通过对实验(1)和实验(2)的反应条件进行分析、对比,你对非金属单质氯气和硫的化学性质又有了哪些新的了解?_______。
通过对实验(1)和实验(2)的结论进行分析、对比,你对金属钠的化学性质又又了哪些新的了解?_______。
35.Na2CO3可用于纺织、制肥皂、造纸、制玻璃等,NaHCO3可用于制药、焙制糕点等,两者都是白色固体;某实验小组通过以下实验来探究Na2CO3和NaHCO3两种物质的性质。
(1)称取两种固体各2g,分别放入两个小烧杯中,再各滴加10mL蒸馏水,振荡,测量温度变化;待固体充分溶解,并恢复至室温后,向所得溶液中各滴加2滴酚酞试液。
①发现Na2CO3固体完全溶解,而NaHCO3固体有剩余,由此得到结论_______。
②同学们在两烧杯中还观察到了其它现象。其中盛放Na2CO3的烧杯中出现的现象:I溶液温度升高,Ⅱ_______(填字母序号)。
a.滴入酚酞后呈无色
b.滴入酚酞后呈红色
(2)“套管实验”的实验装置如图所示,整个实验过程中,能观察到烧杯B中的现象是_______。
(3)写出实验过程中试管中发生反应的化学方程式:_______。
(4)该实验可证明NaHCO3的热稳定性_______(填“强于”“弱于”或“等于”Na2CO3;证明热稳定性的实验装置中,能否将NaHCO3、Na2CO3的位置互换?_______(填“能”或“不能”)。
(5)能用来鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体的实验操作是_______。
A.将Na2CO3和NaHCO3配制成同浓度的溶液,用pH试纸测定pH值并做比较
B.分别在这两种物质的溶液中,加入少量CaCl2溶液
C.分别在这两种物质的溶液中,加入少量Ca(OH)2溶液
36.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。(提示:Na2O2可以与H2O、CO2反应)
回答下列问题:
(1)上述装置Ⅳ中盛放的试剂是_______,为完成实验应将装置Ⅳ接在_______(填字母)。
A.装置Ⅰ之前 B.装置Ⅰ和装置Ⅱ之间
C.装置Ⅱ和装置Ⅲ之间 D.装置Ⅲ之后
(2)装置Ⅲ的作用是_______。
(3)为制得更纯的Na2O2,应_______(填“先”或“后”,下同)通空气_______点燃酒精灯。
(4)点燃酒精灯后,观察到装置Ⅱ中的现象为_______。
(5)装置Ⅱ中Na生成Na2O2的化学方程式为_______。
37.氨基钠是制取靛青染料、肼和氰化钠等工业品的原料,能与空气中的水、氧气发生剧烈反应,实验室制备少量氨基钠的反应原理为:。回答下列问题:
(1)仪器B的名称为_______,物质A的名称为_______。
(2)欲制备氨基钠。从上图中选择装置(部分装置可重复使用),连接顺序为:a→_______,_______→b,c→_______,_______→_______,_______→h。__________
(3)实验时,应先打开分液漏斗的活塞,一段时间后再点燃酒精灯,目的是_______。
(4)如果没有装置3,装置2中可能发生的副反应是_______、_______。
(5)装置4中稀硫酸的作用是_______,f端导管口位于液面上方的目的是_______。
38.为确定碳酸钠和碳酸氢钠混合样品中碳酸钠的质量分数,可通过加热分解得到的质量进行计算,某同学设计的实验装置示意图如图:
请回答:
(1)写出A中硬质玻璃管内发生的化学反应方程式_______。
(2)仪器a的名称是_______。
(3)装置B中冰水的作用是_______。
(4)该同学设计的实验装置存在缺陷。该实验装置及实验过程中,下列因素可能使碳酸钠的质量分数偏高的是_______。
A.样品分解不完全
B.装置B、C之间缺少的干燥装置
C.产生气体的速率太快,没有被碱石灰完全吸收
D.反应完全后停止加热,通入过量的空气
39.某课外活动小组设计了下列装置,验证Na2O2跟CO2反应时需要与水接触。
(1)装置分析装置
①中反应的离子方程式是____。装置②中的试剂是____(填序号)。
a.饱和NaHCO3溶液 b.饱和Na2CO3溶液 c.浓H2SO4
装置③中的试剂是____。
(2)进行实验
①步骤1:打开弹簧夹K2,关闭K1,打开分液漏斗活塞加入盐酸,将带火星的木条放在a处。该步实验的目的是____。
步骤2:打开弹簧夹K1,关闭K2,打开分液漏斗活塞加入盐酸,将带火星的木条放在a处。该步实验的目的是____。
②实验证明步骤1中a处带火星的木条不复燃,步骤2中a处带火星的木条复燃。活动小组从而得出了“Na2O2跟CO2反应时需要与水接触”的结论。有同学认为步骤2的O2可能只是水与Na2O2反应产生的。请你设计实验证明装置⑤中的确发生了Na2O2跟CO2的反应。实验步骤和现象是____。
根据上述实验的结论,可以认为Na2O2跟CO2反应过程是首先Na2O2+2H2O=2NaOH+H2O2,然后发生了2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O和____(写方程式)两个反应。
40.制作馒头时常加入泡打粉,以便产生CO2,使馒头变得松软可口。某兴趣小组对泡打粉的发面原理产生兴趣,进行了以下实验探究。
查阅资料:泡打粉是一种复合膨松剂,用于实验的泡打粉的主要成分是小苏打和酒石酸氢钾。
(1)提出问题加入泡打粉后制作馒头为什么会产生CO2?
(2)猜想:
猜想1:小苏打受热分解产生CO2;
猜想2:酒石酸氢钾受热分解产生CO2;
猜想3:小苏打和酒石酸氢钾在溶液中发生反应,产生CO2。
(1)实验探究
兴趣小组首先利用如图所示实验装置进行探究。
实验 实验方案及操作 实验现象 实验解释或结论
实验Ⅰ 在装置1的a试管中放入小苏打,加热 a试管口内壁有无色液滴产生;b试管中主要观察到的现象有___ b试管中发生反应的化学方程式为___,猜想1正确
实验Ⅱ 在装置1的a试管中放入酒石酸氢钾,加热 a试管口内壁有无色液滴产生;b试管中澄清石灰水不变浑浊 猜想2____
实验Ⅲ 在装置2的c试管中放入小苏打和酒石酸氢钾的混合物,滴加___ d试管中澄清石灰水变浑浊 猜想3正确
(2)实验拓展
兴趣小组认为纯碱和小苏打的类别一样(从组成和性质上划分),猜想纯碱和酒石酸氢钾在溶液中也可以发生反应并产生CO2,为充分利用上述实验完成后的装置及所涉及试剂,请你设计实验方案加以验证兴趣小组的猜想,你的实验方案为:___。
(3)某失效膨松剂样品的主要成分是NaHCO3和Na2CO3。为测定该样品中Na2CO3质量分数,设计并实施了以下实验。
实验1:利用如图装置进行实验并通过测定干燥管的增重来测量CO2的质量。
①试剂X的化学名称为___。
②某同学认为装置中干燥管的增重并不能准确表示混合物与稀硫酸反应产生的CO2的质量,其理由是___。
实验2:取ag样品加热、冷却、称重,重复以上操作至样品固体质量不再变化,称量其质量为bg。
③写出加热过程中发生反应的化学方程式____。
④样品中Na2CO3质量分数为(用a、b表示)____。
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第一节 钠及其化合物
1.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.实验后剩余的钠不能放回原试剂瓶
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
2.灼烧芒硝(Na2SO4·10H2O)的火焰呈黄色,这是因为其含有下列元素中的
A.H B.S C.Na D.O
【答案】C
【详解】焰色反应的性质是元素的性质,物质灼烧含有钠元素的物质时,焰色反应为黄色,故选C。
3.过氧化钠(Na2O2)可用于潜水艇中氧气的来源,其中O的化合价为
A. B. C.0 D.+2
【答案】B
【详解】过氧化钠中Na为+1价,则O的化合价为-1价,
故选B。
4.下列有关金属钠说法正确的是
A.金属钠燃烧时火焰为黄色
B.金属钠着火时,可以使用泡沫灭火器灭火
C.金属钠遇水直接生成过氧化钠并放出大量热
D.金属钠的保存应避光避雨,存放于敞开容器中
【答案】A
【详解】A.钠的焰色反应为黄色,所以钠燃烧火焰颜色应为黄色, A正确;
B.泡沫灭火器中会喷出大量的二氧化碳和泡沫,钠和镁等活泼金属可在二氧化碳中燃烧,所以不能用泡沫灭火器灭火,应采用干燥的沙子灭火,B错误;
C.钠与水反应生成的是氢氧化钠和氢气,反应方程式为:2Na + 2H2O=2NaOH + H2↑,C错误;
D.钠可与空气中的水二氧化碳、水、氧气等发生反应,需要密封保存,少量钠块可以保存在煤油中,D错误;
故选A。
5.根据你的实验观察和记录,下面关于Na2CO3和NaHCO3性质的叙述,不正确的是
A.受热时Na2CO3比NaHCO3稳定
B.在水中Na2CO3比NaHCO3溶解性大
C.物质的量相等的Na2CO3和NaHCO3分别溶于水后,NaHCO3水溶液的碱性较强
D.质量相等的Na2CO3和NaHCO3分别与足量盐酸反应,Na2CO3放出的CO2比NaHCO3少
【答案】C
【详解】A.碳酸钠性质稳定,碳酸氢钠受热易分解,A正确;
B.碳酸钠在水中的溶解度大于碳酸氢钠的溶解度,B正确;
C.物质的量相等的Na2CO3和NaHCO3分别溶于水后,碳酸钠水溶液的碱性比碳酸氢钠的强,C错误;
D.质量相等的Na2CO3和NaHCO3相比,Na2CO3的物质的量小,根据碳元素守恒可知,两者分别与足量盐酸反应,Na2CO3放出的CO2比NaHCO3少,D正确;
故选C。
6.将一块银白色的金属钠放在空气中会发生一系列的变化:表面迅速变暗→“出汗”→变成白色固体(粉末),下列有关叙述不正确的是
A.表面迅速变暗是因为钠与空气中的氧气反应生成了氧化钠
B.“出汗”是因为生成的氢氧化钠吸收空气中的水蒸气在表面形成了溶液
C.最后变成碳酸钠粉末
D.该过程的所有化学反应均为氧化还原反应
【答案】D
【分析】将一块银白色的金属钠放在空气中会发生一系列的化学反应,涉及的化学方程式主要有:Na+O2=Na2O,Na2O+H2O=2NaOH,NaOH+CO2+10H2O=Na2CO310H2O,Na2CO310H2O= Na2CO3+10H2O,据此结合现象变化分析解答。
【详解】A.钠表面有金属光泽,与空气中的氧气反应生成了暗色的氧化钠,导致银白色的金属钠放在空气中表面迅速变暗,A正确;
B.Na+O2=Na2O,Na2O+H2O=2NaOH,生成的氢氧化钠吸收空气中的水蒸气在表面形成了溶液导致“出汗”,B正确;
C.变成白色固体(粉末)为碳酸钠,C正确;
D.根据分析可知,该过程的所有化学反应不都是氧化还原反应,如Na2O+H2O=2NaOH,D错误;
故选D。
7.下列说法正确的是
A.可利用乙醇的还原性以及、的颜色差异来检验酒后驾车
B.向30%的溶液中加入可制得,作氧化剂
C.溶液可用于蚀刻印刷电路,是因为该溶液显酸性
D.常温下,钠露置在空气中易被氧气氧化为过氧化钠,因此应保存在煤油里
【答案】A
【详解】A.乙醇能将还原为,溶液颜色由橙黄色变为绿色,A正确;
B.向30%的溶液中加入可制得,作催化剂,B错误;
C.溶液可用于蚀刻印刷电路,是因为铁离子和铜反应生成氯化亚铁和氯化铜,C错误;
D.常温下,钠露置在空气中易被氧气氧化为氧化钠,D错误;
故选A。
8.将5 mL淀粉胶体和2 mL氯化钠溶液混合后,放入用半透膜制成的袋内,将此袋浸入蒸馏水中冲洗2 min后(如图),分别取袋内和烧杯内的液体进行实验。下列说法不正确的是
A.烧杯内分散质粒子直径小于1nm
B.烧杯内液体加入硝酸银溶液后有白色沉淀产生
C.袋内液体不能产生丁达尔效应
D.袋内液体做焰色反应,可观察到黄光
【答案】C
【分析】淀粉不能通过半透膜,所以袋内有淀粉,烧杯内没有淀粉。氯化钠能通过半透膜,所以袋内、烧杯内都有氯化钠。
【详解】A.烧杯内为氯化钠溶液,分散质粒子直径小于1nm,A正确;
B.烧杯内为氯化钠溶液,加入硝酸银溶液后有白色沉淀产生,B正确;
C.袋内液体为淀粉溶液和氯化钠溶液,含淀粉溶液故能产生丁达尔效应,C错误;
D.氯化钠能自由通过半透膜,故袋内液体中也含氯化钠,做焰色反应,可观察到黄光,D正确;
故选C。
9.取16.8g固体,加热一段时间,将剩余固体分成四等份,分别取四份固体进行实验。下列能够说明固体已完全分解的是
A.加水溶解后滴加酚酞,溶液变红
B.加水溶解后滴加澄清石灰水,有白色沉淀产生
C.称量固体,继续加热,冷却后再次称量所得固体,质量不变
D.加入足量的盐酸,充分反应后,将溶液蒸干,所得固体质量为2.925g
【答案】C
【详解】A.碳酸钠、碳酸氢钠加水溶解,溶液显碱性,滴加酚酞,溶液变红,不能说明已经完全分解,故A不符合题意;
B.加水溶解后滴加澄清石灰水,碳酸钠、碳酸氢钠和澄清石灰水都要反应生成白色沉淀,因此不能说明固体已完全分解,故B不符合题意;
C.称量固体,继续加热,冷却后再次称量所得固体,质量不变,说明开始碳酸氢钠已经分解完全,若没有完全分解,受热后质量会发生改变,故C符合题意;
D.无论固体是否完全分解,加入足量的盐酸,充分反应后,都得到NaCl溶液,因此不能说明固体已完全分解,故D不符合题意。
综上所述,答案为C。
10.下列工业生产涉及的化学(或离子)方程式不合理的是:
A.冶炼镁:2MgO(熔融)
B.合成氨:
C.侯氏制碱法:
D.制取乙醇:
【答案】A
【详解】A.工业生产中使用电解熔融的氯化镁冶炼镁,故A错误;
B.工业使用氮气和氢气合成氨气,故B正确;
C.工业上向饱和氯化钠溶液中通入氨气、二氧化碳气体生成碳酸氢钠固体,故C正确;
D.工业上乙烯和水加成生成乙醇,故D正确;
故选A。
11.下列有关焰色试验的说法不正确的是
A.先把铂丝灼烧到与原来火焰颜色相同,再蘸被检物质
B.每次实验后,要用硫酸把铂丝洗净
C.焰色试验是利用物理性质判断试样所含的金属元素
D.没有铂丝,也可用光洁无锈的铁丝代替
【答案】B
【详解】A.使用铂丝做焰色试验前,需去除铂丝表面的杂质,即先把铂丝灼烧到与原来火焰颜色相同,让杂质挥发,再蘸被检物质,A正确;
B.硫酸是不挥发性酸,不能用于清洗铂丝,每次实验后,要用盐酸把铂丝洗净,B不正确;
C.焰色试验是原子中的电子吸收了能量,从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道,然后跃迁回能量较低的轨道,将多余的能量以光的形式放出,所以属于利用物理性质判断试样所含的金属元素,C正确;
D.铁丝的焰色在不可见光范围内,不会干扰其它金属离子的检验,所以也可用光洁无锈的铁丝代替铂丝,D正确;
故选B。
12.关于和性质的说法正确的是
A.在水中的溶解度:
B.热稳定性:
C.与等浓度等体积盐酸反应放出气体的快慢:
D.不能转化成,而能转化成
【答案】C
【详解】A.在饱和Na2CO3溶液中通入过量二氧化碳气体可得到NaHCO3沉淀,说明Na2CO3比NaHCO3易溶于水,故A错误;
B.NaHCO3不稳定,加热易分解:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,碳酸钠较稳定,一般条件下加入不分解,所以热稳定性:Na2CO3>NaHCO3,故B错误;
C.分别滴加HCl溶液,反应离子方程式为:CO+2H+=CO2↑+H2O,HCOH+=H2O+CO2↑,则与酸反应放出气体的快慢:NaHCO3>Na2CO3,故C正确;
D.Na2CO3能够与二氧化碳和水反应生成碳酸氢钠,碳酸氢钠加热能够分解生成碳酸钠,二者能够相互转化,故D错误;
故选C。
13.下列关于钠的说法中不正确的是
A.金属钠和氧气反应,条件不同,产物不同
B.大量的钠着火时可以用沙子扑灭,少量的钠应保存在煤油中
C.将一小块钠投入装有水的烧杯里,可以看到钠熔成小球并在液面上游动
D.将一小块钠投入装有硫酸铜溶液的试管里,试管底部有红色物质生成
【答案】D
【详解】A.金属钠和氧气反应,常温下生成Na2O,在加热或点燃条件下,反应生成Na2O2,A正确;
B.钠与水剧烈反应,并生成可燃性气体(H2),所以大量的钠着火时可以用沙子扑灭,钠易与空气中的O2反应,少量的钠应保存在煤油中,B正确;
C.钠的密度比水小、熔点低,且与水反应放热,,所以将一小块钠投入装有水的烧杯里,可以看到钠熔成小球并在液面上游动,C正确;
D.钠投入硫酸铜溶液中,钠先与水反应生成NaOH等,NaOH再与CuSO4反应,从而生成Cu(OH)2蓝色沉淀,没有红色物质(Cu)生成,D不正确;
故选D。
14.下列反应中能用于检验尿液中是否含有葡萄糖的是
A.加金属钠看是否有氢气放出
B.加入酸性KMnO4溶液,看溶液是否褪色
C.与醋酸和浓硫酸共热,观察是否有香味物质生成
D.新制氢氧化铜悬浊液混合后加热,观察是否有砖红色沉淀生成
【答案】D
【详解】葡萄糖中含有醛基,检验葡萄糖可利用其分子结构中含有醛基,将其与新制的Cu(OH)2悬浊液混合后共热,看是否有红色沉淀生成来判定,当然也可借助银镜反应来检验葡萄糖,故选D。
15.工业上以粗盐(含、、等杂质)为主要原料,采用“侯氏制碱法”生产纯碱和化肥,实验室模拟工艺流程如图甲所示。下列说法正确的是
A.对粗盐溶液除杂可依次加入过量NaOH、、溶液,过滤后再加入盐酸调pH
B.饱和食盐水中先通入的气体为
C.图甲中析出晶体的总反应可表达为:
D.图乙所示装置可以比较和晶体的热稳定性
【答案】C
【详解】A.为除去过量,对粗盐溶液除杂时,要在加入氯化钡之后再加碳酸钠,所以依次加入过量NaOH、、溶液,过滤后再加入盐酸调pH,故A错误;
B.二氧化碳的溶解度小于氨气,为增大二氧化碳的溶解度,饱和食盐水中先通入的气体为氨气,故B错误;
C.饱和食盐水、二氧化碳、氨气反应生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵,析出晶体的总反应可表达为:,故C正确;
D.用图乙所示装置比较和晶体的热稳定性,应该把碳酸氢钠放在小试管底部、碳酸钠放在大试管底部,故D错误;
选C。
16.下列各组物质相互混合反应后,最终有白色沉淀生成的是
①金属Na投入到溶液中
②过量溶液和溶液混合
③少量投入过量溶液中
④向溶液中通入过量
⑤少量固体加入到溶液
A.①③④⑤ B.①②④ C.②③④ D.②③⑤
【答案】C
【详解】①金属Na投入到溶液中,Na先与水反应生成NaOH等,NaOH再与FeCl3反应生成Fe(OH)3红褐色沉淀;
②过量溶液和溶液混合,生成BaSO4白色沉淀,起初生成的Al(OH)3沉淀后来全部溶解;
③少量投入过量溶液中,生成CaCO3白色沉淀、碳酸钠等;
④向溶液中通入过量,生成Al(OH)3白色沉淀和氯化铵;
⑤少量固体加入到溶液,Na2O2先与水反应生成O2等,O2将Na2S氧化生成淡黄色S沉淀等;
综合以上分析,②③④符合题意,故选C。
17.下列有关食品添加剂及农药使用的说法中,正确的是
A.碳酸氢钠是常用的增味剂,用来加工馒头、面包
B.食盐中添加的碘酸钾有防腐的作用,属于防腐剂
C.像DDT这样杀虫效率高、易生产、价格低的农药应大量生产和使用
D.蜜蜂等传粉昆虫对农药很敏感,所以要避免在农作物花期喷洒农药
【答案】D
【详解】A.碳酸氢钠是常用的发酵粉主要原料,不是增味剂,A错误;
B.食用盐中加碘酸钾的主要作用是预防甲状腺机能亢进,补充碘元素,不是防腐剂,B错误;
C.DDT大量使用会污染环境,C错误;
D.蜜蜂等传粉昆虫对农药很敏感,所以要避免在农作物花期喷洒农药,以防伤害传粉昆虫,D正确;
故选D。
18.下列实验方案中,不能测定出和的混合物中质量分数的是
A.取ag混合物与足量溶液充分反应,过滤、洗涤、干燥,得到bg固体
B.取ag混合物充分加热,质量减少bg
C.取ag混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得到bg固体
D.取ag混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出气体用碱石灰吸收,质量增加bg
【答案】D
【详解】A.Na2CO3和NaHCO3均可与溶液反应生成碳酸钙沉淀,所以bg固体是碳酸钙,利用守恒法可列出关于ag和bg的两个等式,进而确定试样的组成,A项正确;
B.NaHCO3受热易分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,所以通过加热分解质量减少bg,可确定试样中的质量,结合ag混合物,可计算试样组成,B项正确;
C.Na2CO3和NaHCO3均可与盐酸反应生成水、二氧化碳和氯化钠,所以bg固体是氯化钠,利用守恒法可列出关于ag和bg的两个等式,进而确定试样的组成,C项正确;
D.碳酸钠、碳酸氢钠都能和稀硫酸反应产生二氧化碳和水,碱石灰能够吸收二氧化碳和水,增加的质量为二氧化碳和水的总质量,但是两者具体的质量未知,无法计算碳酸钠的质量分数,D项错误;
答案选D。
19.下列实验方案中,不能测定Na2CO3和NaHCO3混合物中NaHCO3质量分数的方案有
A.取a克混合物与稀硫酸充分反应,逸出气体用碱石灰吸收,增重b克
B.取a克混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得b克固体
C.取a克混合物与足量Ca(OH)2溶液充分反应,过滤、洗涤、烘干,得b克固体
D.取a克混合物充分加热后,固体质量减重bg
【答案】A
【详解】A.混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出气体有H2O、CO2,故无法通过碱石灰增重的质量b克测定混合物中Na2CO3的质量分数,A正确;
B.向混合物中加入HCl,发生反应:NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O和Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O,充分反应后,加热、蒸干、灼烧,得b克固体为NaCl,根据题意,设Na2CO3的物质的量为xmol、NaHCO3的物质的量为ymol,则106x+84y=a、117x+58.5y=b,联立求得Na2CO3和NaHCO3的质量,可以测定混合物中Na2CO3的质量分数,B错误;
C.碳酸钠和碳酸氢钠都和都与氢氧化钙反应:CO+Ca2+=CaCO3↓,HCO+OH-+Ca2+=CaCO3↓+H2O,充分反应后,加热、蒸干、灼烧,得b克固体为碳酸钙,根据题意,设Na2CO3的物质的量为xmol、NaHCO3的物质的量为ymol,则106x+84y=a、100x+100y=b,联立求得Na2CO3和NaHCO3的质量,可以测定混合物中Na2CO3的质量分数,C错误;
D.取混合物加热,NaHCO3受热发生分解反应:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,而Na2CO3不反应,灼烧后固体的质量为b克,则m(NaHCO3)=g,从而求算出Na2CO3的质量,可以测定混合物中Na2CO3的质量分数,D错误;
答案选A。
20.根据下列实验内容得出的结论正确的是
选项 实验内容 结论
A 向某溶液中加入溶液,生成白色沉淀,加稀硝酸后沉淀不溶解 原溶液中存在
B 用洁净的玻璃棒蘸取待测液在酒精灯火焰上灼烧,发现火焰呈黄色 原溶液中存在
C 向某溶液中加入溶液,生成白色沉淀,加稀盐酸沉淀不溶解 无法确定原溶液中存在
D 向某物质的水溶液中加入盐酸,产生无色无味气体,该气体能使澄清石灰水变浑浊 原溶液中存在
【答案】C
【详解】A.向某溶液中加入溶液,生成白色沉淀,加稀硝酸后沉淀不溶解,该沉淀可能为硫酸钡,该方法无法确定原溶液中存在,A项错误;
B.玻璃棒中存在钠元素,用洁净的玻璃棒蘸取待测液在酒精灯火焰上灼烧,发现火焰呈黄色,该方法无法判断原溶液中存在,B项错误;
C.在加入盐酸之前生成的可能是AgCl沉淀也可能是碳酸银沉淀等,但是后面加入盐酸后可以转化为AgCl,所以沉淀不溶解,不能确定原溶液里是否有存在,C项正确;
D.碳酸根和碳酸氢根与氢离子反应,都能产生无色无味的二氧化碳气体,该气体能使澄清石灰水变浑浊,该方法无法确定原溶液中存在,D项错误;
答案选C。
21.通过测定混合气中O2含可计算已变质的Na2O2(含Na2CO3)纯度的实验装置如图(Q为弹性良好的气囊)。下列分析错误的是
A.b球形干燥管中装有氯化钙,用于除去气体中的水蒸气
B.测定气体总体积必须关闭K1、K2,打开K3
C.量筒Ⅰ用于测二氧化碳的量,干燥管中装入碱石灰,量筒Ⅱ用于测氧气的量
D.读完气体总体积后,关闭K3,缓缓打开K1、K2;可观察到Q气球慢慢缩小
【答案】AC
【详解】A.加入酸后Q发生发的反应为、,反应产生CO2和O2,b球形干燥管中应装有碱石灰,除去CO2,A错误;
B.反应产生的CO2和O2使气球变大,将广口瓶中的气体排出,水进入量筒I中,所以量筒I中水的体积即为产生CO2和O2的体积,所以滴加稀硫酸前必须关闭K1、K2,打开K3,B正确;
C.由B分析可知量筒I中水的体积即为产生CO2和O2的体积,量筒II收集的是O2的体积,C错误;
D.读取气体总体积后关闭K3,在缓缓打开K1和K2,Q中气体经b除去CO2后,排水法收集到O2,同时观察到Q气球慢慢缩小,D正确;
故合理选项是AC。
22.侯氏制碱法
(1)主要反应:_______、_______。
(2)制备过程和原理
①NH3通入到饱和NaCl溶液中,形成氨水的NaCl饱和溶液,然后再通入CO2。这样先形成了一个弱碱性的环境以后,可以增大CO2在溶液中的溶解度,生成更多的NaHCO3。
②因为NaHCO3的溶解度_______NH4Cl的溶解度,所以是_______先从溶液中结晶析出。
③在制碱工业上,所用原料CO2和NH3是由合成氨厂提供的,所以工业生产上常将侯氏制碱和合成氨联合在一起,称为“联合制碱法”。“联合制碱法”还能得到NaHCO3和NH4Cl等副产品。
【答案】(1) NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl 2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
(2) 小于 NaHCO3
23.碳酸氢钠(NaHCO3)
(1)碳酸氢钠是白色固体,俗称_______,常温下溶解度_______碳酸钠,水溶液呈_______;电离方程式为_______。
(2)碳酸氢钠的化学性质
①与盐酸反应:_______
②热稳定性:_______
③与NaOH 反应:_______
【答案】(1) 小苏打 小于 碱性 NaHCO3=Na++HCO
(2) NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O 2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O
24.海洋是人类可持续发展的重要基础,约占地球表面积的71%。海水中含有丰富的化学资源,从海水中可提取多种化工原料,如图是某工厂对海水资源综合利用的示意图。请回答下列问题:
(1)下列方法不能用于海水淡化的是
A.蒸馏法 B.电渗析法
C.离子交换法 D.沉淀法
(2)操作A的名称是
A.溶解 B.蒸发 C.过滤 D.灼烧
(3)试剂X是
A.氢氧化钠溶液 B.稀硫酸 C.盐酸 D.水
(4)侯德榜是我国近代化学工业的奠基人之一,他以独创的制碱()工艺闻名于世。下列关于的叙述正确的是
A.俗称小苏打 B.可用于造纸制玻璃等
C.水溶液呈中性 D.受热易分解
(5)利用焰色试验的原理既可制作五彩缤纷的烟花,亦可定性分析某些金属元素的存在。灼烧NaCl样品时,火焰的颜色是
A.黄色 B.红色 C.紫色 D.绿色
(6)氯碱工业的反应原理:,该反应的反应类型属于
A.复分解反应 B.置换反应 C.氧化还原反应 D.分解反应
【答案】(1)D
(2)C
(3)C
(4)B
(5)A
(6)C
【分析】海水(含有NaCl和MgSO4)蒸发结晶得到粗盐和母液,母液中含有硫酸镁,加入氢氧化钠溶液生成氢氧化镁沉淀和硫酸钠溶液,过滤得到氢氧化镁沉淀,氢氧化镁沉淀中加入盐酸生成氯化镁溶液,得到无水氯化镁,电解得到镁。
(1)海水淡化的方法有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等,故选D。
(2)分离溶液和沉淀的方法为过滤,故选C。
(3)根据分析可知,试剂X为盐酸,故选C。
(4)A.小苏打为碳酸氢钠,不选;B.碳酸钠可用于造纸制玻璃等,选;C.碳酸钠水溶液呈碱性,不选;D.受热难分解,不选,故选B。
(5)Na的焰色实验现象为黄色,故选A。
(6)该反应中H、Cl的化合价都有变化,属于氧化还原反应,故选C。
25.2011年是国际化学年,中国的宣传口号是“化学——我们的生活,我们的未来”。生活中处处有化学。钠是一种极活泼的金属,其化合物种类繁多,在生活中应用非常广泛,请回答下列问题:
(1)生理盐水的主要成分_______(写化学式)。
(2)下列说法正确的是 _______
a.将Na2O2投入紫色石蕊溶液中,溶液变蓝
b.Na2O2中阴、阳离子的个数比为1:2
c.质量相等的NaHCO3与Na2CO3分别与足量盐酸完全反应时,产生CO2的个数相等
d.将一小块钠投入装有硫酸铜溶液的试管中,试管底部有红色物质生成
e.区别NaHCO3与Na2CO3溶液,可用Ca(OH)2溶液
f.NaHCO3固体可以做干粉灭火剂,金属钠着火可以用它来灭火
g.NaHCO3粉末中混有Na2CO3杂质,可配制成溶液,然后通入过量的CO2,再降温结晶得NaHCO3固体
(3)纯碱属于_______类物质(填“酸”“碱”或“盐”,后同),其水溶液呈_______性。
(4)汽车安全气囊中气体发生剂主要成分是NaN3等物质,当汽车发生较严重的碰撞时,引发NaN3分解:2NaN3 = 2Na + 3N2↑。从氧化还原反应的角度分析该反应中Na是_______ 。
【答案】(1)NaCl
(2)bg
(3) 盐 碱
(4)还原产物
【解析】(1)
生理盐水是0.9%的氯化钠溶液,其主要成分的化学式是NaCl,故答案为:NaCl;
(2)
a.Na2O2与水反应生成NaOH使溶液呈碱性,所以紫色石蕊溶液先变蓝,又由于过氧化钠具有强氧化性,可漂白溶液,因此溶液又由蓝色变为无色,故a错误;
b.Na2O2是由Na+和构成的,阴、阳离子的个数比为1:2,故b正确;
c.根据C元素守恒,质量相等的NaHCO3与Na2CO3中含有的碳元素的质量不相等,所以二者分别与足量盐酸完全反应时,产生CO2的个数不相等,故c错误;
d.钠性质活泼,与硫酸铜溶液反应时先与水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠再和硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀和硫酸钠,不能置换出铜,故d错误;
e.NaHCO3与Na2CO3都能与Ca(OH)2溶液反应生成碳酸钙白色沉淀,二者现象相同,故不能用Ca(OH)2溶液区别,故e错误;
f.NaHCO3固体受热分解产生CO2,可以做干粉灭火剂,但金属钠着火时产生的过氧化钠能与二氧化碳及水反应产生助燃气体氧气,因此不能用它来灭火,故f错误;
g.由于Na2CO3会与CO2、H2O反应生成NaHCO3,所以NaHCO3粉末中混有Na2CO3杂质,可配制成溶液,然后通入过量的CO2,再降温结晶得纯净的NaHCO3固体,故g正确;
综上所述可知说法正确的是bg。
(3)
纯碱是碳酸钠,由金属阳离子和酸根阴离子构成,属于盐,其水溶液呈碱性,故答案为:盐;碱;
(4)
反应2NaN3 = 2Na + 3N2↑中钠元素从+1价变为0价,化合价降低,生成的Na是还原产物,故答案为:还原产物。
26.过氧化钠是重要的化工原料,具有多种用途。
(1)过氧化钠是_______色固体。
(2)过氧化钠可用作呼吸面具、潜水艇的供氧剂,写出和反应的化学方程式:_______。
(3)某实验小组通过如图所示实验,探究与水的反应,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中的主要作用是降低了水中氧气的溶解度
(4)具有强氧化性,与反应能生成硫酸钠,写出反应的化学方程式:_______。
【答案】(1)淡黄
(2)2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
(3)C
(4)Na2O2+SO2=Na2SO4
【解析】(1)已知过氧化钠是淡黄色固体,故答案为:淡黄;
(2)Na2O2和CO2反应生成Na2CO3和O2,该反应的化学方程式为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,故答案为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2;
(3)A.2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,则②中的大量气泡主要成分不是氢气而是氧气,A错误;B.由于Na2O2与水反应生成了NaOH,则③中溶液变红,说明有碱性物质生成,B错误;C.由于Na2O2与水发生过程中可能生成强氧化性物质H2O2,④中现象可能是由于溶液中含有强氧化性物质造成的,C正确;D.由于Na2O2与水发生过程中可能生成强氧化性物质H2O2,H2O2在MnO2的催化下发生分解产生O2,即⑤中MnO2的主要作用是催化H2O2分解,D错误;故答案为:C;
(4)Na2O2具有强氧化性,与SO2反应能生成硫酸钠,二者反应的化学方程式为:Na2O2+SO2=Na2SO4,故答案为:Na2O2+SO2=Na2SO4。
27.2021年10月16日,神舟十三号载人飞船顺利进入预定轨道。飞船的轨道舱内安装盛有Na2O2颗粒的装置,为宇航员供氧。回答下列问题:
(1)Na2O2的制取。将金属钠加热至熔化,通入一定量已除去CO2的干燥空气,加热并维持温度在180~200℃之间,钠被氧化成Na2O,进而增加空气流量,迅速升温至300~400℃,制得过氧化钠。过氧化钠中的阴阳离子个数之比为_______。
(2)Na2O2的供氧。过氧化钠能与人体呼出的酸性氧化物发生反应,其化学方程式为_______,该反应中的还原剂是_______(填写化学式)。
(3)反应后组成的探究。Na2O2使用后会失去供氧能力(又称失效供氧剂),某“失效供氧剂”的化学组成可能是Na2CO3或NaHCO3或两者的混合物。为探究“失效供氧剂”的化学组成,化学探究小组进行如下实验:
①取适量“失效供氧剂”于试管中,加热,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,产生该气体的化学反应方程式为_______。
②称取19.0g“失效供氧剂”加入足量稀硫酸,将生成的气体用浓硫酸干燥后,再用碱石灰完全吸收,碱石灰增重8.8g,该“失效供氧剂”的化学组成为_______(只填写化学式)。
【答案】(1)1:2
(2) 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 Na2O2
(3) 2NaHCO3Na2CO3+CO2↑十H2O Na2CO3和NaHCO3
【解析】(1)过氧化钠由构成,过氧化钠中的阴阳离子个数之比为1:2;
(2)人体呼出的酸性氧化物是二氧化碳,过氧化钠能与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,反应的化学方程式为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,Na2O2中氧元素化合价由-1降低为-2、由-1升高为0,所以该反应中Na2O2既是氧化剂又是还原剂。
(3)①取适量“失效供氧剂”于试管中,加热,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,说明是碳酸氢钠受热分解生成二氧化碳,产生该气体的化学反应方程式为2NaHCO3Na2CO3+CO2↑十H2O;②称取19.0g“失效供氧剂”加入足量稀硫酸,将生成的气体用浓硫酸干燥后,再用碱石灰完全吸收,碱石灰增重8.8g,生成二氧化碳质量为8.8g,根据Na2CO3~CO2,若二氧化碳全部是碳酸钠生成的,则碳酸钠质量为21.2g,根据NaHCO3~CO2,若二氧化碳全部是碳酸氢钠反应得来,则碳酸氢钠质量为16.8g,样品的质量为19.0g,可知该“失效供氧剂”的化学组成为Na2CO3和NaHCO3。
28.I.疫情封控期间要保护好自身健康,均衡饮食是必不可少的。食盐是调味品中不可或缺的成员,也可以作为工业原料生产多种重要的产品。
(1)一小块金属钠长时间置于空气中,可能有下列现象,这些现象出现的先后顺序是_______。
①变成白色粉末 ②变暗 ③固体表面变潮湿 ④变白色晶体
A.①②③④ B.②③④① C.②③①④ D.③②④①
(2)向一小烧杯中分别加入等体积的水和煤油,片刻后再向该烧杯中轻缓的加入一绿豆大小的金属钠,反应的离子方程式为_______,可能观察到的现象符合图中的_______。
A. B. C. D.
Ⅱ.氯化钠是侯氏制碱法重要原料,我国杰出的化学家侯德榜设计出生产纯碱的方法,打破了纯碱长期被外国垄断的局面。
(3)请写出侯氏制碱法第一步生产的化学方程式_______。
【答案】(1)B
(2) 2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑ A
(3)NH3+ CO2+ H2O +NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓
【解析】(1)
金属钠活泼性很强,露置于空气中,极易被氧气氧化成Na2O,而变暗,Na2O与水作用生成白色固体NaOH,NaOH易潮解而变成液体,NaOH溶液吸收空气中的水和CO2生成Na2CO3·xH2O晶体,Na2CO3·xH2O晶体风化脱水生成白色粉末Na2CO3,先后出现的现象是②变暗③固体表面变潮湿④变白色品体①变成白色粉末,故选B;
(2)
钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,反应的离子方程式为2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑,因为煤油的密度比水小,所以煤油在上层,水在下层,又因钠的密度比水小,比煤油大,因此介于两者之间,而钠能与水反应产生气体,在与水反应生成气体后被气体带离水层,进入煤油层后停止反应又下沉,如此反复,直至钠反应完,现象与图中A符合,故答案为: 2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑;A;
(3)
侯氏制碱法第一步生产的原理是将二氧化碳通入氨化的氯化钠饱和溶液中,使溶解度小的碳酸氢钠从溶液中析出,反应的方程式为:NH3+ CO2+ H2O +NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓,故答案为:NH3+ CO2+ H2O +NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓。
29.回答下列问题
(1)实验室有瓶标签已损坏的白色固体纯净物,要确定其化学式,有如下操作:
A.取少量固体在试管中加热,一段时间后称量,质量不变
B.待试管冷却后,滴加几滴水,固体结块,试管壁变热
C.再加水使固体完全溶解,将溶液分成两份,一份滴入1~2滴酚酰,溶液变红,说明该溶液显_______;一份逐滴加入盐酸,开始无气体,后产生无色无味能使澄清石灰水变浑浊的气体。该固体化学式为_______。
(2)硅酸盐种类繁多,结构复杂,通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示其组成,例如:硅酸钠:,已知长石的化学式为:,其写成氧化物形式为_______。
(3)某市售净水剂化学式为,要确定其化学组成,可进行如下操作:
A.取19.2g样品加热至恒重,使结晶水失去,得到13.8g固体
B.将所得固体溶于水,配成100mL溶液
C.取50mL加入足量溶液,经过滤、洗涤、干燥后,得到固体
D.另取50mL溶液,加入足量氨水,过滤、洗涤后,将固体加热至恒重,得到固体
①若要确定该净水剂中的,可做_______,现象为_______
②“D”操作中“将固体加热至恒重”所发生的反应为_______
③通过实验数据确定该净水剂化学式为_______
【答案】(1) 碱性
(2)
(3) 焰色反应 透过蓝色钴玻璃观察,火焰颜色为紫色
【解析】(1)
A.说明固体加热不分解;B.说明固体溶于水放热;C.一份溶液滴加酚酞变红,说明溶液显碱性;另一份滴加盐酸,开始无气体,后产生二氧化碳,说明原固体为碳酸钠。
(2)
长石的化学式为:,其写成氧化物形式为。
(3)
A.19.2g样品加热至恒重,使结晶水失去,得到13.8g固体,故可得水的重量为19.2g-13.8g=5.4g,水的物质的量为0.3mol;B.配为溶液100mL;C.取50mL加入氯化钡得到沉淀硫酸钡的质量为11.65g,物质的量为0.05mol,则原19.2g样品中含有硫酸根0.1mol;D.取50mL加入氨水,得到沉淀氢氧化铝沉淀,加热分解得到氧化铝的质量为1.02g,物质的量为0.01mol,铝离子的物质的量为0.02mol,则原19.2g样品中含有铝离子0.04mol;
①可以通过焰色试验确定是否含有K+,现象为透过蓝色钴玻璃观察,火焰颜色为紫色。
②“D”操作中“将固体加热至恒重”所发生的反应为氢氧化铝加热分解得到氧化铝,故反应方程式为。
③由分析可知,19.2g样品中含有0.3mol水,0.1mol硫酸根,0.04mol铝离子,由电荷守恒可得n(K+)+3n(Al3+)=2n(SO),n(K+)=0.08mol,故n(K+):n(Al3+):n(SO):n(H2O)=4:2:5:15,故净水剂的化学式为。
30.为确定某Na2CO3和NaHCO3混合物样品的组成,称取3份该样品溶于水后分别逐滴加入相同浓度盐酸100.0mL,充分反应,产生CO2的体积如下表(已折算成标准状况下的体积,不考虑CO2在水中的溶解):
实验序号 ① ② ③
V[HCl(aq)]/mL 100.0 100.0 100.0
m (样品)/g 3.80 7.60 11.40
V(CO2)/mL 896 1344 896
请回答下列问题:
(1)实验③溶液蒸干灼烧后所得固体为___________。
(2)样品中物质的量之比___________。
(3)盐酸的物质的量浓度___________。
【答案】(1)NaCl和Na2CO3
(2)1∶1
(3)1.0
【分析】由实验①和实验②的数据可知,加入相同物质的量的盐酸,固体的质量增大,二氧化碳的体积增大说明实验①中盐酸过量,碳酸钠和碳酸氢钠完全反应,设3.80g样品中碳酸钠为xmol、碳酸氢钠为ymol,则由样品质量可得106x+84y=3.80①,由反应方程式可得x+y=②,解联立可得x=0.02、y=0.02,则样品中n(NaHCO3)∶n(Na2CO3)= 1∶1;由实验②和实验③的数据可知,加入相同物质的量的盐酸,固体的质量增大,二氧化碳的体积减小说明实验③中盐酸不足量,盐酸完全反应,则加入盐酸过程中发生的反应为Na2CO3+HCl= NaHCO3+NaCl、NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O,由碳酸钠和碳酸氢钠的物质的量比可知,11.40g样品中碳酸钠和碳酸氢钠的物质的量为=0.06mol,则由方程式可知,反应消耗盐酸的物质的量为0.06mol+=0.1mol,反应得到的溶液为碳酸氢钠和氯化钠的混合溶液。
(1)
由分析可知,实验③得到的溶液为碳酸氢钠和氯化钠的混合溶液,溶液蒸干灼烧时碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,则所得固体为碳酸钠和氯化钠的混合物,故答案为:NaCl和Na2CO3;
(2)
由分析可知,样品中n(NaHCO3)∶n(Na2CO3)= 1:1,故答案为:1:1;
(3)
由分析可知,盐酸的物质的量为0.1mol,则溶液的浓度为=1.0mol/L,故答案为:1.0。
31.请选择适当的化学试剂和实验用品,用下图所示的装置进行实验,验证过氧化钠可在呼吸面具和潜水艇中做供氧剂。
(1)A装置中分别加入大理石和稀盐酸,其中仪器a的名称是_______。
(2)B装置中加入饱和NaHCO3溶液的目的是_______。
(3)写出C中发生反应的化学方程式_______。
(4)为了保证F中收集到较纯的气体,装置D中应加入的下列试剂中的_______(填序号)。
①浓硫酸 ②NaOH溶液
(5)F中得到的气体是_______(填化学式)。
【答案】(1)分液漏斗
(2)吸收挥发出来的HCl
(3)Na2O2+2CO2= 2NaCO3+O2、2Na2O2+2H2O= 4NaOH+O2↑
(4)②
(5)O2
【分析】A中碳酸钙和稀盐酸生成二氧化碳气体,通过饱和NaHCO3溶液除去杂质氯化氢,二氧化碳气体通过过氧化钠反应生成氧气,再通过氢氧化钠溶液除去不反应的二氧化碳气体,使用排水法收集氧气。
(1)
仪器a的名称是分液漏斗;
(2)
盐酸具有挥发性,导致生成的二氧化碳气体中含有氯化氢气体杂质,B装置中加入饱和NaHCO3溶液的目的是吸收挥发出来的HCl;
(3)
进入C中气体为二氧化碳及二氧化碳从装置AB中带出的水蒸气,二氧化碳和水均可与过氧化钠反应生成氧气,C中发生反应为Na2O2+2CO2=2NaCO3+O2、2Na2O2+2H2O= 4NaOH+O2↑;
(4)
C中部分二氧化碳可能反应不完全,氢氧化钠可以吸收二氧化碳,故装置D中应加入NaOH溶液,选②;
(5)
氧气不易溶于水,F中得到的气体是氧气O2。
32.用脱脂棉包住约0.2g过氧化钠粉末,置于石棉网上,向脱脂棉上滴水,观察到脱脂棉剧烈燃烧起来。
(1)Na2O2跟水反应的离子反应方程式为___________。此反应中Na2O2的O元素化合价为___________,___________是氧化剂(写化学式),___________是还原剂(写化学式)。
(2)由上述实验现象所得到的过氧化钠跟水反应的结论是:
①有氧气生成;②反应过程中有___________。
(3)某研究性学习小组拟用如图所示装置(气密性良好)进行实验,以证明上述实验结论。验证第①条结论的实验操作及现象是:向试管中滴入水,___________。
(4)向试管中加水至固体完全溶解且不再有气泡生成后,取出试管,向试管中滴入酚酞试液并振荡,现象为___________。
【答案】(1) 2Na2O2 + 2H2O =4Na++4OH-+ O2↑ -1 Na2O2 Na2O2
(2)放出大量的热
(3)将带火星的木条放在P口处,木条复燃
(4)溶液先变红后褪色
【分析】从题干内容可知Na2O2跟水反应生成氧气和氢氧化钠、该反应放热,可以用带火星的木条来检验反应产生的氧气,反应所得溶液有碱性、且有强氧化性漂白性物质,故能使酚酞溶液先变红后褪色。
(1)
Na2O2跟水反应生成氧气和氢氧化钠,离子反应方程式为2Na2O2 + 2H2O =4Na++4OH+ O2↑。此反应中Na2O2的O元素化合价为-1,部分氧元素从-1价升高到0价、部分氧元素从-1价降低到-2价,则Na2O2是氧化剂,Na2O2是还原剂。
(2)
用脱脂棉包住约0.2g过氧化钠粉末,置于石棉网上,向脱脂棉上滴水,观察到脱脂棉剧烈燃烧起来,燃烧需要达到可燃物的着火点、需要氧气,则由上述实验现象所得到的过氧化钠跟水反应的结论是:①有氧气生成;②反应过程中有放出大量的热。
(3)
可以用带火星的木条来检验反应产生的氧气,则:验证第①条结论(产生氧气)的实验操作及现象是:向试管中滴入水,将带火星的木条放在P口处,木条复燃。
(4)
向试管中加水至固体完全溶解,所得溶液含有氢氧化钠溶液有碱性、且有强氧化性漂白性物质,向试管中滴入酚酞试液并振荡,现象为溶液先变红后褪色。
33.用脱脂棉包住约0.2g过氧化钠固体粉末,置于石棉网上,然后向包有过氧化钠的位置滴加少量水,结果脱脂棉剧烈燃烧。
(1)由脱脂棉剧烈燃烧可得出过氧化钠与水反应的结论是:
a._____________________;b.____________________。
(2)写出过氧化钠与水反应的化学方程式:_________________________。
(3)某研究性学习小组,拟用如图所示的装置进行实验,以证明上述2个结论。实验的操作方法___________。
【答案】 有氧气生成 有大量的热放出 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ ①打开分液漏斗上口塞,打开旋塞K,使水由漏斗流下;②将带火星木条放在导管口A处,木条复燃;③导管口B处有气泡冒出
【分析】根据物质燃烧的条件可知,脱脂棉剧烈燃烧,说明该反应是放热反应,且反应中有助燃性气体生成,即得出的结论是过氧化钠与水反应放出热量并有助燃气体放出;如果进一步证明上述结论,则需要打开K使水与过氧化钠反应生成氧气,同时在A处放一带火星的木条即可,由此分析。
【详解】(1)脱脂棉剧烈燃烧,说明该反应是放热反应,且反应中有助燃性气体生成,则实验结论为过氧化钠与水反应放出热量并氧气生成,故答案为有氧气生成;有大量的热放出;
(2)过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,反应的化学方程式2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑;
(3)氧气具有使带火星的木条复燃的性质,所以可用带火星的木条靠近A处,如果木条复燃,则有氧气生成,反之无氧气生成;气体具有热胀冷缩的性质,如果该反应放热,放出的热量能使集气瓶内空气的压强增大;如果B导管插入盛水的小烧杯中,有气泡冒出,证明此反应放热。
34.为进一步了解金属钠与非金属单质反应的化学性质,某同学设计了如下两个探究小实验,其记录如下,请你帮助该同学完成每个实验结论。
(1)【金属钠与氯气反应】
该同学预测:钠是很活泼的金属,氯气是很活泼的非金属单质,两者相遇很容易发生化学反应,这个反应既可以在常温下进行,又可以在加热的条件下进行。
该同学的实验方案:
实验用品:氯气,金属钠,集气瓶,铁锉,石棉网,铁架台。
实验步骤:
①在盛有黄绿色氯气的敞开集气瓶上方用铁锉锉动金属的表面,使钠屑掉入集气瓶中。
现象:钠屑在从瓶口到瓶底的降落过程中闪烁着黄光,瓶壁和底部有少量白色固体。
结论:_______。
②将一个盛有氯气的集气瓶倒扣在石棉网上的钠块上方。
现象:片刻后钠块开始燃烧,火焰为黄色,产生大量白烟,最后火焰熄灭。
结论:_______。
(2)【金属钠与硫的反应】
该同学预测:金属钠与硫的反应和金属钠与氯气的反应相似。
该同学的实验方案:
实验用品:硫粉,金属钠,研钵。
实验步骤:
①将硫粉与金属钠在研钵中小心混合接触。
现象:没有什么明显的反应现象。
结论:_______。
②将硫粉与金属钠共置于研钵中研磨(或加热)。
现象:产生黄色的闪光,并伴有“噼噼啪啪”的响声。
结论:_______。
通过对实验(1)和实验(2)的反应条件进行分析、对比,你对非金属单质氯气和硫的化学性质又有了哪些新的了解?_______。
通过对实验(1)和实验(2)的结论进行分析、对比,你对金属钠的化学性质又又了哪些新的了解?_______。
【答案】(1) 小块纳与氯气剧烈反应 大块钠与氯气接触面积小,反应缓慢,直到温度上升至钠的着火点时,钠才开始与氯气剧烈反应,故待“片刻后”才看到钠块燃烧
(2) 钠与硫粉常温下接触面积小,反应缓慢 钠与硫粉研磨时接触面积大,反应剧烈 它们都是活泼的非金属单质;从反应条件看,常温下,氯气能与金属钠反应,硫只有在加热(研磨)时才能与金属钠反应;氯气比硫活泼 金属钠易与氯气等非金属单质直接化合,并且与非金属单质的接触面积越大,温度越高,反应越迅速
【解析】(1)
从对比实验可以看出,钠屑和氯气立即剧烈反应,而钠块片刻后才开始燃烧,说明接触面积越大,反应速率越快。
故答案为:小块纳与氯气剧烈反应;大块钠与氯气接触面积小,反应缓慢,直到温度上升至钠的着火点时,钠才开始与氯气剧烈反应,故待“片刻后”才看到钠块燃烧。
(2)
对比实验发现,研磨可以增大接触面积,加快硫粉与金属钠的反应速率。对比金属钠和氯气、金属钠与硫粉反应的现象,可以知道,金属钠和氯气更容易反应,说明氯气比硫活泼。硫粉与金属钠在常温下不容易反应,而在加热条件下容易反应,说明温度越高,反应速率越快。
故答案为:钠与硫粉常温下接触面积小,反应缓慢;钠与硫粉研磨时接触面积大,反应剧烈;它们都是活泼的非金属单质;从反应条件看,常温下,氯气能与金属钠反应,硫只有在加热(研磨)时才能与金属钠反应,氯气比硫活泼;金属钠易与氯气等非金属单质直接化合,并且与非金属单质的接触面积越大,温度越高,反应越迅速。
35.Na2CO3可用于纺织、制肥皂、造纸、制玻璃等,NaHCO3可用于制药、焙制糕点等,两者都是白色固体;某实验小组通过以下实验来探究Na2CO3和NaHCO3两种物质的性质。
(1)称取两种固体各2g,分别放入两个小烧杯中,再各滴加10mL蒸馏水,振荡,测量温度变化;待固体充分溶解,并恢复至室温后,向所得溶液中各滴加2滴酚酞试液。
①发现Na2CO3固体完全溶解,而NaHCO3固体有剩余,由此得到结论_______。
②同学们在两烧杯中还观察到了其它现象。其中盛放Na2CO3的烧杯中出现的现象:I溶液温度升高,Ⅱ_______(填字母序号)。
a.滴入酚酞后呈无色
b.滴入酚酞后呈红色
(2)“套管实验”的实验装置如图所示,整个实验过程中,能观察到烧杯B中的现象是_______。
(3)写出实验过程中试管中发生反应的化学方程式:_______。
(4)该实验可证明NaHCO3的热稳定性_______(填“强于”“弱于”或“等于”Na2CO3;证明热稳定性的实验装置中,能否将NaHCO3、Na2CO3的位置互换?_______(填“能”或“不能”)。
(5)能用来鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体的实验操作是_______。
A.将Na2CO3和NaHCO3配制成同浓度的溶液,用pH试纸测定pH值并做比较
B.分别在这两种物质的溶液中,加入少量CaCl2溶液
C.分别在这两种物质的溶液中,加入少量Ca(OH)2溶液
【答案】(1) 同温度下,Na2CO3溶解度大于NaHCO3 b
(2)有气泡产生,澄清石灰水变浑浊
(3)2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
(4) 弱于 不能
(5)AB
【解析】(1)
①Na2CO3固体完全溶解,而NaHCO3固体有剩余,由此得到结论是:同温度下,Na2CO3溶解度大于NaHCO3,故答案为:同温度下,Na2CO3溶解度大于NaHCO3;
②同学们在两烧杯中还观察到了盛放Na2CO3的烧杯中溶液温度升高,滴入酚酞后呈红色,故答案为:b;
(2)
NaHCO3受热分解的温度较低,而碳酸钠受热不分解,所以“套管实验”中,能观察到烧杯B中的现象是有气泡产生,澄清石灰水变浑浊,故答案为:有气泡产生,澄清石灰水变浑浊;
(3)
实验过程中试管中碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠,发生反应的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,故答案为:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O;
(4)
该实验可证明NaHCO3的热稳定性弱于Na2CO3,证明热稳定性的实验装置中,不能将NaHCO3、Na2CO3的位置互换,故答案为:弱于;不能;
(5)
A.将Na2CO3和NaHCO3配制成同浓度的溶液,用pH试纸测定pH值并做比较,pH大的为Na2CO3,故A正确;
B.分别在这两种物质的溶液中,加入少量CaCl2溶液,生成白色沉淀的是Na2CO3,故B正确;
C.分别在这两种物质的溶液中,加入少量Ca(OH)2溶液,均有白色沉淀产生,故C错误;
故答案为:AB。
36.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。(提示:Na2O2可以与H2O、CO2反应)
回答下列问题:
(1)上述装置Ⅳ中盛放的试剂是_______,为完成实验应将装置Ⅳ接在_______(填字母)。
A.装置Ⅰ之前 B.装置Ⅰ和装置Ⅱ之间
C.装置Ⅱ和装置Ⅲ之间 D.装置Ⅲ之后
(2)装置Ⅲ的作用是_______。
(3)为制得更纯的Na2O2,应_______(填“先”或“后”,下同)通空气_______点燃酒精灯。
(4)点燃酒精灯后,观察到装置Ⅱ中的现象为_______。
(5)装置Ⅱ中Na生成Na2O2的化学方程式为_______。
【答案】(1) 浓硫酸 B
(2)防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置Ⅱ中
(3) 先 后
(4)钠熔化成光亮的小球,剧烈燃烧产生黄色火焰,生成淡黄色固体
(5)2Na+O2Na2O2
【分析】装置中的空气含有CO2会与Na2O2反应,实验开始前需要先排尽装置中的空气,将装置Ⅰ除去空气中CO2的气体通入后续装置可除去装置中的空气;水也会与Na2O2反应,需要在干燥环境中进行,装置Ⅳ可以盛放浓硫酸用于干燥气体;在装置Ⅱ中O2与Na反应生成Na2O2,装置Ⅲ中碱石灰吸收空气中CO2、水蒸气,防止进入装置Ⅱ中。
(1)
为完成实验,装置Ⅳ中盛放的试剂是浓硫酸,用来干燥气体;为完成实验应将装置Ⅳ接在装置Ⅰ和装置Ⅱ之间,答案选B;
(2)
由以上分析可知,装置Ⅲ的作用是防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置Ⅱ中;
(3)
为除去装置中的CO2和水蒸气,应先通过NaOH处理后的空气,排尽装置中的CO2和水蒸气,防止生成的过氧化钠与之反应,后再点燃酒精灯制备过氧化钠;
(4)
点燃酒精灯后,观察到装置Ⅱ中的现象为:钠熔化成光亮的小球,剧烈燃烧产生黄色火焰,生成淡黄色固体;
(5)
加热条件下,钠与氧气反应生成过氧化钠:2Na+O2Na2O2。
37.氨基钠是制取靛青染料、肼和氰化钠等工业品的原料,能与空气中的水、氧气发生剧烈反应,实验室制备少量氨基钠的反应原理为:。回答下列问题:
(1)仪器B的名称为_______,物质A的名称为_______。
(2)欲制备氨基钠。从上图中选择装置(部分装置可重复使用),连接顺序为:a→_______,_______→b,c→_______,_______→_______,_______→h。__________
(3)实验时,应先打开分液漏斗的活塞,一段时间后再点燃酒精灯,目的是_______。
(4)如果没有装置3,装置2中可能发生的副反应是_______、_______。
(5)装置4中稀硫酸的作用是_______,f端导管口位于液面上方的目的是_______。
【答案】(1) 球形干燥管或干燥管 浓氨水
(2)adebcdefgh
(3)排尽装置内部的空气
(4) 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ NaNH2+H2O=NaOH+NH3↑
(5) 除去H2中的NH3 防倒吸
【分析】在装置1中用浓氨水与CaO反应制取NH3,在装置3中用碱石灰干燥NH3,然后在装置2中NH3与Na反应制取NaNH2;由于NaNH2能与空气中的水、氧气发生剧烈反应,因此在制取装置后应该连接一个干燥装置3,防止NaNH2反应变质,再接装置4吸收过量NH3,最后用排水方法收集反应产生的H2。
(1)
根据图示可知:仪器B的名称为干燥管;
在锥形瓶中用浓氨水与CaO反应制取NH3,所以物质A的名称是浓氨水;
(2)
根据上述分析可知使用仪器序号是装置1→装置3→装置2→装置3→装置4→装置5,各个装置管接口顺序为adebcdefgh;
(3)
实验时,应先打开分液漏斗的活塞,一段时间后再点燃酒精灯,目的是用氨气排尽装置内部的空气,防止Na被空气中的O2氧化;
(4)
如果没有装置3,装置2中可能发生的副反应是Na与氨气中的H2O反应产生NaOH、H2,该反应方程式为:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑;反应产生的NaNH2与氨气中的H2O反应产生NaOH、NH3,反应方程式为:NaNH2+H2O=NaOH+NH3↑;
(5)
装置4中稀硫酸的作用是吸收除去H2中的NH3;f端导管口位于液面上方的目的是防止极易溶于水的NH3溶解时,因气体压强减小而引发倒吸现象的发生。
38.为确定碳酸钠和碳酸氢钠混合样品中碳酸钠的质量分数,可通过加热分解得到的质量进行计算,某同学设计的实验装置示意图如图:
请回答:
(1)写出A中硬质玻璃管内发生的化学反应方程式_______。
(2)仪器a的名称是_______。
(3)装置B中冰水的作用是_______。
(4)该同学设计的实验装置存在缺陷。该实验装置及实验过程中,下列因素可能使碳酸钠的质量分数偏高的是_______。
A.样品分解不完全
B.装置B、C之间缺少的干燥装置
C.产生气体的速率太快,没有被碱石灰完全吸收
D.反应完全后停止加热,通入过量的空气
【答案】(1)
(2)球形干燥管
(3)降温,冷凝反应生成的水蒸气
(4)AC
【分析】X为氮气,用氮气赶净装置中的空气,固体受热分解生成的二氧化碳和水蒸气进入装置B,利用冰水混合物冷却生成的水蒸气,装置C中的碱石灰吸收生成的二氧化碳,最后干燥管中为碱石灰是防止空气中的二氧化碳、水蒸气进入装置C影响测定结果。
(1)
样品加热时碳酸氢钠发生分解,化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,答案:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。
(2)
仪器a是球形干燥管。
(3)
装置B利用中冰水混合物冷却生成的水蒸气,防止水蒸气进入装置C,答案:降温,冷凝反应生成的水蒸气。
(4)
A.样品分解不完全,生成CO2的质量偏低,使碳酸钠的质量分数偏高,A项选;
B.装置B、C之间缺少CO2的干燥装置,未除去生成的水,使CO2的质量偏高,造成碳酸钠的质量分数偏低,B项不选;
C.产生CO2气体的速率太快,没有被碱石灰完全吸收,导致得到CO2的质量偏低,使碳酸钠的质量分数偏高,C项选;
D.反应完全后停止加热,通入过量的空气,空气中含有少量CO2,使CO2的质量偏高,造成碳酸钠的质量分数偏低,D项不选;
答案选AC。
39.某课外活动小组设计了下列装置,验证Na2O2跟CO2反应时需要与水接触。
(1)装置分析装置
①中反应的离子方程式是____。装置②中的试剂是____(填序号)。
a.饱和NaHCO3溶液 b.饱和Na2CO3溶液 c.浓H2SO4
装置③中的试剂是____。
(2)进行实验
①步骤1:打开弹簧夹K2,关闭K1,打开分液漏斗活塞加入盐酸,将带火星的木条放在a处。该步实验的目的是____。
步骤2:打开弹簧夹K1,关闭K2,打开分液漏斗活塞加入盐酸,将带火星的木条放在a处。该步实验的目的是____。
②实验证明步骤1中a处带火星的木条不复燃,步骤2中a处带火星的木条复燃。活动小组从而得出了“Na2O2跟CO2反应时需要与水接触”的结论。有同学认为步骤2的O2可能只是水与Na2O2反应产生的。请你设计实验证明装置⑤中的确发生了Na2O2跟CO2的反应。实验步骤和现象是____。
根据上述实验的结论,可以认为Na2O2跟CO2反应过程是首先Na2O2+2H2O=2NaOH+H2O2,然后发生了2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O和____(写方程式)两个反应。
【答案】(1) CaCO3+2H+═Ca2++H2O+CO2↑ a 浓硫酸
(2) 证明干燥的CO2不与Na2O2反应 证明Na2O2跟CO2与水接触能反应 取装置⑤中反应后的固体,滴加稀盐酸,观察能否产生能使澄清石灰水变浑浊的气体 2H2O2=2H2O+O2↑
【解析】(1)
①中的反应是制取二氧化碳气体,所用试剂是碳酸钙和盐酸,故反应的离子方程式是CaCO3+2H+═Ca2++H2O+CO2↑;实验的目的是验证Na2O2跟CO2反应时需要与水接触,因此装置③和④一个是通入含有水的二氧化碳气体,一个是通入不含有水的二氧化碳气体,故③中的试剂一定是干燥用的浓硫酸。由于盐酸易挥发,则从①中出来的气体除了含有CO2、H2O外还含有HCl,则需要除去气体中的HCl,则可推测装置②是除去HCl的,除去CO2中的HCl气体,应选用的是a.饱和的NaHCO3溶液,不仅能除去HCl气体,还能增加CO2气体。
(2)
①步骤1:打开弹簧夹K2,关闭K1,根据实验目的和上述分析,则是证明无水的CO2是不和Na2O2反应的。步骤2:打开弹簧夹K1,关闭K2则是证明Na2O2跟CO2反应时需要与水接触的。
②如果步骤2中产生的氧气只是水和过氧化钠反应产生氧气,而CO2没有参与反应,则装置⑤反应后的固体中就没有碳酸钠,故要证明装置⑤中的确发生了Na2O2跟CO2的反应,只需检验置⑤反应后的固体中有没有碳酸钠,故答案是取装置⑤中反应后的固体,滴加稀盐酸,观察能否产生能使澄清石灰水变浑浊的气体;根据上述实验的结论,可以认为Na2O2跟CO2反应过程是首先Na2O2+2H2O=2NaOH+H2O2,然后发生了2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O和2H2O2=2H2O+O2↑,把三个方程式叠加,即可得2Na2O2+ 2CO2= 2Na2CO3+ O2↑,则可得结论Na2O2跟CO2反应时需要与水接触。
40.制作馒头时常加入泡打粉,以便产生CO2,使馒头变得松软可口。某兴趣小组对泡打粉的发面原理产生兴趣,进行了以下实验探究。
查阅资料:泡打粉是一种复合膨松剂,用于实验的泡打粉的主要成分是小苏打和酒石酸氢钾。
(1)提出问题加入泡打粉后制作馒头为什么会产生CO2?
(2)猜想:
猜想1:小苏打受热分解产生CO2;
猜想2:酒石酸氢钾受热分解产生CO2;
猜想3:小苏打和酒石酸氢钾在溶液中发生反应,产生CO2。
(1)实验探究
兴趣小组首先利用如图所示实验装置进行探究。
实验 实验方案及操作 实验现象 实验解释或结论
实验Ⅰ 在装置1的a试管中放入小苏打,加热 a试管口内壁有无色液滴产生;b试管中主要观察到的现象有___ b试管中发生反应的化学方程式为___,猜想1正确
实验Ⅱ 在装置1的a试管中放入酒石酸氢钾,加热 a试管口内壁有无色液滴产生;b试管中澄清石灰水不变浑浊 猜想2____
实验Ⅲ 在装置2的c试管中放入小苏打和酒石酸氢钾的混合物,滴加___ d试管中澄清石灰水变浑浊 猜想3正确
(2)实验拓展
兴趣小组认为纯碱和小苏打的类别一样(从组成和性质上划分),猜想纯碱和酒石酸氢钾在溶液中也可以发生反应并产生CO2,为充分利用上述实验完成后的装置及所涉及试剂,请你设计实验方案加以验证兴趣小组的猜想,你的实验方案为:___。
(3)某失效膨松剂样品的主要成分是NaHCO3和Na2CO3。为测定该样品中Na2CO3质量分数,设计并实施了以下实验。
实验1:利用如图装置进行实验并通过测定干燥管的增重来测量CO2的质量。
①试剂X的化学名称为___。
②某同学认为装置中干燥管的增重并不能准确表示混合物与稀硫酸反应产生的CO2的质量,其理由是___。
实验2:取ag样品加热、冷却、称重,重复以上操作至样品固体质量不再变化,称量其质量为bg。
③写出加热过程中发生反应的化学方程式____。
④样品中Na2CO3质量分数为(用a、b表示)____。
【答案】(1) b试管中澄清石灰水变浑浊 Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O 不正确 一定量水
(2)待实验Ⅰ充分反应后,取试管a中剩余固体和酒石酸氢钾,放入装置2的试管c中,滴加一定量水后,若试管c中有气泡产生,试管d中的澄清石灰水变浑浊,则猜想Ⅳ正确
(3) 碱石灰 空气中的CO2、H2O能进入干燥管,被碱石灰吸收 2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑ ×100%
【分析】由实验Ⅰ可知,碳酸氢钠受热发生分解反应生成能使澄清石灰水变混浊的二氧化碳气体,证明猜想Ⅰ正确;由实验Ⅱ酒石酸氢钾受热不能发生分解反应生成能使澄清石灰水变混浊的二氧化碳气体,证明猜想Ⅱ不正确;由实验Ⅲ可知,向混合物中加入一定量水得到的小苏打溶液和酒石酸氢钾溶液反应生成能使澄清石灰水变混浊的二氧化碳气体,证明猜想Ⅲ正确;若取实验Ⅰ充分反应后的剩余固体和酒石酸氢钾混合中加入一定量水后,碳酸钠溶液和酒石酸氢钾溶液反应生成能使澄清石灰水变混浊的二氧化碳气体,证明猜想Ⅳ正确。
(1)
由分析可知,加热实验Ⅰ中试管a,碳酸氢钠受热发生分解反应生成能使b试管中澄清石灰水变混浊的二氧化碳气体,澄清石灰水变混浊的反应为二氧化碳与澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀和水,反应的离子方程式为Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O;实验Ⅱ中酒石酸氢钾受热不能发生分解反应生成能使澄清石灰水变混浊的二氧化碳气体,证明猜想Ⅱ不正确;向实验Ⅲ的试管c中碳酸氢钠和酒石酸钾固体混合物中加入一定量水得到的小苏打溶液和酒石酸氢钾溶液反应生成能使澄清石灰水变混浊的二氧化碳气体,证明猜想Ⅲ正确,故答案为:b试管中澄清石灰水变浑浊;Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O;不正确;一定量水;
(2)
若猜想Ⅳ正确,实验Ⅰ的试管a中得到的碳酸钠固体与酒石酸氢钾混合加入一定量水后,得到的碳酸钠溶液和酒石酸氢钾溶液能反应生成使澄清石灰水变混浊的二氧化碳气体,则实验方案为待实验Ⅰ充分反应后,取试管a中剩余固体和酒石酸氢钾,放入装置2的试管c中,滴加一定量水后,若试管c中有气泡产生,试管d中的澄清石灰水变浑浊,则猜想Ⅳ正确,故答案为:待实验Ⅰ充分反应后,取试管a中剩余固体和酒石酸氢钾,放入装置2的试管c中,滴加一定量水后,若试管c中有气泡产生,试管d中的澄清石灰水变浑浊,则猜想Ⅳ正确;
(3)
①由实验装置图可知,通过分液漏斗向锥形瓶中加入稀硫酸,使失效膨松剂样品中的碳酸钠和碳酸氢钠与稀硫酸反应转化为二氧化碳,洗气瓶中盛有的浓硫酸用于干燥反应生成的二氧化碳,干燥管中盛有的碱石灰用于吸收、测定反应生成的二氧化碳,故答案为:碱石灰;
②由实验装置图可知,该实验设计缺少空气中二氧化碳和水蒸气的吸收装置,导致空气中的二氧化碳和水蒸气能进入干燥管会被碱石灰吸收使得碱石灰增重的质量大于反应生成二氧化碳的质量,故答案为:空气中的CO2、H2O能进入干燥管,被碱石灰吸收;
③由题意可知,加热过程中发生的反应为碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,反应的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,故答案为:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑;
④设样品中碳酸钠的物质的量为xmol、碳酸氢钠为ymol,由样品的质量可得106x+84y=a,由剩余固体质量可得106x+×106=b,解联立方程可得y=,则碳酸钠的质量为g,碳酸钠的质量分数为×100%=×100%,故答案为:×100%。
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