2022年秋学期高中化学人教版（2019)必修1课后作业：2-1-1 活泼的金属单质——钠Word版含解析

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2-1-1 活泼的金属单质——钠
一、选择题(每小题4分，共48分，每小题只有一个正确选项)
1. 钠在自然界中最主要的存在形式是(　　)
A．游离态 B．氯化钠
C．硫酸钠 D．硝酸钠
2. 钠与水反应的现象和钠的下列性质无关的是(　　)
A．钠的熔点较低 B．钠的密度小于水
C．钠的硬度较小 D．钠的还原性强
3. 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，由此判断其产物是(　)
A．只有Na2O B．只有Na2O2
C．Na2O和Na2O2 D．无法确定
4. 下列有关钠与水反应实验的叙述中，不正确的是(　　)
A．用小刀切割钠块 B．钠沉入水中
C．钠熔化成小球 D．发出“嘶嘶”的响声
5. 化学之美无处不在，有一位学生将一小块钠投入盛有煤油和水的试管中(煤油和水均足够多)，可能观察到的现象是(　　)
A．钠浮在试管中的液面上 B．钠沉入试管底部
C．钠燃烧起来 D．钠处于煤油和水的交界处
6. 向硫酸铜溶液中加入一小块金属钠后，观察到的现象有(　)
①钠浮于液面上　②熔化成小球　③发出嘶嘶的响声，放出气体
④钠周围蓝色沉淀部分变黑　⑤有蓝色沉淀产生　⑥析出大量红色的铜　⑦小球在溶液中沉浮　⑧小球在液面上游动，逐渐变小，直至消失
A．①②③⑤⑦⑧ B．①②③④⑤⑧
C．①②③⑤⑥⑧ D．①②③④⑤⑥⑦⑧
7. 下列关于金属钠的叙述中正确的是( )
A．钠在空气中能发生缓慢氧化而自燃
B．金属钠可保存在煤油中，也可保存在CCl4中
C．钠能和CuSO4溶液反应置换出Cu
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
8. 下列反应的离子方程式书写正确的是(　　)
A．钠和水反应：Na＋H2O===Na＋＋OH－＋H2↑
B．钠投入足量盐酸中：2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑
C．铁和稀硫酸反应：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑
D．钠投入氯化铁溶液中：3Na＋Fe3＋===3Na＋＋Fe
9. 将少量金属钠分别投入下列物质的水溶液中，有气体放出，且溶液质量减轻的是(　)
A．HCl B．NaOH
C．K2SO4 D．CuSO4
10. 若将4.6 g钠块置于过量O2中燃烧后，生成7.2 g固体物质，则下列推断合理的是(　)
A．钠在燃烧前未被氧化
B．钠在燃烧前已有部分被氧化
C．生成物中只有过氧化钠
D．生成物中只有氧化钠
11. 某化学兴趣小组的同学，在学习了钠的性质后，用小刀切割了一小块钠，然后放入盛有空气的集气瓶中，充分燃烧后发现瓶壁上有黑色固体附着，下面是该兴趣小组的几点推测，你认为不合理的是(　　)
A．黑色固体是碳
B．钠在燃烧时只发生了一个反应
C．钠也可能与二氧化碳发生反应：4Na＋CO22Na2O＋C
D．钠保存在煤油中，可能滤纸没有完全吸收煤油，煤油不完全燃烧产生碳
12. 往烧杯内注入煤油和水各100 mL，静置后将一小块钠投入烧杯内。发生的现象是(　)
A．钠沉到液柱1/2处，钠块下部有许多气泡放出，附有气泡的钠块徐徐上升到液体上部，一会儿又沉到液柱1/2处，如此反复多次，最后消失
B．钠块一直沉到烧杯底部，并停留在杯底，放出气泡，最后消失
C．钠块浮在液柱表面上，很快熔成一个闪亮的小球，小球四处游动，最后消失
D．钠块沉到液柱1/2处，很快熔成一个闪亮的小球，小球在液柱1/2处沿水平方向迅速游来游去，最后消失
二、非选择题(共52分)
13. (16分)A、B、C是中学化学中常见的三种物质，它们之间的相互转化关系如下(部分反应条件及产物略去)：
(1)若A是一种金属，C是淡黄色固体，则B的化学式为______，A→C反应的化学方程式为__________。
(2)若A是一种非金属，其常见单质为黑色固体，C是最主要的温室气体，则C的分子式为___，B→C反应的化学方程式为_____________。
A和C是否能反应？____ (填“能”或“不能”)。若能，写出反应的化学方程式：___________。(若不能，此空不填)
14. (12分)甲、乙两同学分别用如图所示装置测定空气中氧气的含量。先用弹簧夹夹住橡胶管，点燃钠，伸入瓶中并塞上瓶塞。待钠熄灭并冷却后，打开弹簧夹，观察广口瓶内水面的变化情况。
(1)上述实验过程中发生反应的化学方程式为____________________
(2)甲同学实验中广口瓶内水面上升明显小于瓶内空气体积的1/5，乙同学实验中广口瓶内水面上升明显大于瓶内空气体积的1/5。下列对这两种现象解释合理的是_________ (填序号)。
a．甲同学可能使用的钠的量不足，瓶内氧气没有消耗完
b．甲同学可能未塞紧瓶塞，钠熄灭冷却后外界空气进入瓶内
c．乙同学可能没有夹紧弹簧夹，钠燃烧时瓶内部分空气受热从导管口逸出
d．乙同学可能插入燃烧匙太慢，塞紧瓶塞之前瓶内部分空气受热逸出
15. (7分)如图所示，在烧杯中盛有100 mL蒸馏水，水中悬浮着一个表面光滑、耐碱、耐热的小球(此球稳定于水的中央)，将10 g金属钠分多次投入到水中，最后使烧杯内的液体恢复到原来蒸馏水的温度。
回答下列问题：
(1)10 g钠要分多次投入的主要原因是________________________。
(2)将10 g钠全部投入完毕所进行的次数可能是____ (填序号)。
A．5次　　　　　B．10次　　　　　　C．大于10次
(3)实验结束后，从烧杯内小球的位置观察到的现象是小球上升，出现这种现象的主要原因是__________________________________________。
(4)实验过程中所发生反应的离子方程式是_____________________________________________。
16. (8分)某实验小组对Na与水反应产生的H2进行探究，为点燃反应生成的H2，他们设计了如图所示的装置。请回答下列问题：
(1)写出Na与H2O反应的化学方程式：_______________________。
(2)实验小组在点燃利用①装置制得的H2时，实验失败了。他们认为失败的原因是Na的用量太少，Na与H2O的反应速率太快。于是他们准备增加钠的用量，可老师说太危险，你认为产生危险的原因是_________________________________________________________________ (3)已知钠、煤油、水的密度分别为0.97 g·cm－3、0.80 g·cm－3、1.00 g·cm－3。在②装置中H2的生成速率减慢，原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________
17. (9分)有人设计了如图所示的实验装置来探究钠与水反应(铁架台等仪器已略)。
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a mL，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密度为b g·L－1)。
答案
2-1-1 活泼的金属单质——钠
一、选择题(每小题4分，共48分，每小题只有一个正确选项)
1. 钠在自然界中最主要的存在形式是(　B　)
A．游离态 B．氯化钠
C．硫酸钠 D．硝酸钠
解析：钠的性质非常活泼，在自然界不可能以游离态存在；主要以NaCl的形式存在。
2. 钠与水反应的现象和钠的下列性质无关的是(　C　)
A．钠的熔点较低 B．钠的密度小于水
C．钠的硬度较小 D．钠的还原性强
解析：由钠熔化为闪亮的小球可知钠的熔点较低，由钠浮在水面上可知钠的密度小于水，由生成NaOH可知钠的还原性强；故C项符合题意。
3. 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，由此判断其产物是(　C　)
A．只有Na2O B．只有Na2O2
C．Na2O和Na2O2 D．无法确定
解析：若2.3 g钠全部生成Na2O，质量为3.1 g；若2.3 g钠全部生成Na2O2，质量为3.9 g，因为3.1 g<3.5 g<3.9 g，故氧化产物应为Na2O和Na2O2的混合物。
4. 下列有关钠与水反应实验的叙述中，不正确的是(　B　)
A．用小刀切割钠块 B．钠沉入水中
C．钠熔化成小球 D．发出“嘶嘶”的响声
解析：钠软，可以用小刀切割钠块，A正确；钠密度比水小，浮在水上面，B不正确；钠和水剧烈反应生成氢氧化钠和氢气，且该反应是放热反应，放出的热量使钠熔成小球，C正确；钠和水剧烈反应生成氢氧化钠和氢气，且会有嘶嘶的响声，D正确。
5. 化学之美无处不在，有一位学生将一小块钠投入盛有煤油和水的试管中(煤油和水均足够多)，可能观察到的现象是(　D　)
A．钠浮在试管中的液面上 B．钠沉入试管底部
C．钠燃烧起来 D．钠处于煤油和水的交界处
解析：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氢气，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，如此往复，直至钠反应完，反应没有氧气，钠不能燃烧，所以钠处于煤油和水的交界处，上下浮动。
6. 向硫酸铜溶液中加入一小块金属钠后，观察到的现象有(　B　)
①钠浮于液面上　②熔化成小球　③发出嘶嘶的响声，放出气体
④钠周围蓝色沉淀部分变黑　⑤有蓝色沉淀产生　⑥析出大量红色的铜　⑦小球在溶液中沉浮　⑧小球在液面上游动，逐渐变小，直至消失
A．①②③⑤⑦⑧ B．①②③④⑤⑧
C．①②③⑤⑥⑧ D．①②③④⑤⑥⑦⑧
解析：将钠块加入CuSO4溶液中时，反应的实质是钠先与水反应生成NaOH和H2，NaOH再与CuSO4反应生成蓝色Cu(OH)2沉淀，反应放出的热量会导致Cu(OH)2分解生成黑色的CuO，不会置换出单质Cu；因为钠的密度小于水，故反应过程中钠浮于水面而不能在溶液中沉浮，⑥⑦错误。
7. 下列关于金属钠的叙述中正确的是(　D　)
A．钠在空气中能发生缓慢氧化而自燃
B．金属钠可保存在煤油中，也可保存在CCl4中
C．钠能和CuSO4溶液反应置换出Cu
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
解析：钠在空气中能发生缓慢氧化但不会自燃；钠的密度小于CCl4的密度，不能保存在CCl4中；钠放入CuSO4溶液中，钠先与水发生反应生成NaOH，NaOH可与CuSO4发生反应生成Cu(OH)2蓝色沉淀，不会将Cu置换出来；钠与水反应放热且钠熔点低，故钠熔化成小球。
8. 下列反应的离子方程式书写正确的是(　B　)
A．钠和水反应：Na＋H2O===Na＋＋OH－＋H2↑
B．钠投入足量盐酸中：2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑
C．铁和稀硫酸反应：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑
D．钠投入氯化铁溶液中：3Na＋Fe3＋===3Na＋＋Fe
解析：A项，配平错误；C项，铁与酸反应生成的是Fe2＋；D项，Na会与水反应，所以在溶液中不能置换出其他金属。
9. 将少量金属钠分别投入下列物质的水溶液中，有气体放出，且溶液质量减轻的是(　D　)
A．HCl B．NaOH
C．K2SO4 D．CuSO4
解析：在A、B、C三个选项中只有H2放出，故溶液质量是增加的。D选项中由于Na与H2O反应生成的NaOH还能继续与CuSO4反应析出Cu(OH)2沉淀：2Na＋CuSO4＋2H2O===Cu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑，故反应后溶液质量减轻。
10. 若将4.6 g钠块置于过量O2中燃烧后，生成7.2 g固体物质，则下列推断合理的是(　B　)
A．钠在燃烧前未被氧化
B．钠在燃烧前已有部分被氧化
C．生成物中只有过氧化钠
D．生成物中只有氧化钠
解析：若4.6 g Na完全转化为Na2O2，则生成固体的质量为7.8 g，现反应后固体质量为7.2 g，说明其中含有Na2O，由于Na燃烧的产物为Na2O2，故在燃烧前钠块中就含有Na2O，说明Na燃烧前已部分被氧化。
11. 某化学兴趣小组的同学，在学习了钠的性质后，用小刀切割了一小块钠，然后放入盛有空气的集气瓶中，充分燃烧后发现瓶壁上有黑色固体附着，下面是该兴趣小组的几点推测，你认为不合理的是(　B　)
A．黑色固体是碳
B．钠在燃烧时只发生了一个反应
C．钠也可能与二氧化碳发生反应：4Na＋CO22Na2O＋C
D．钠保存在煤油中，可能滤纸没有完全吸收煤油，煤油不完全燃烧产生碳
解析：金属钠保存在煤油中，因此金属钠表面沾有煤油，在燃烧过程中，可能是煤油不完全燃烧产生了碳，即黑色固体是碳，A、D正确；金属钠表面沾有煤油，金属钠燃烧时，煤油也燃烧，另外由于金属钠的还原性特别强，故金属钠也能与CO2发生反应：4Na＋CO22Na2O＋C，B错误，C正确。
12. 往烧杯内注入煤油和水各100 mL，静置后将一小块钠投入烧杯内。发生的现象是(　A　)
A．钠沉到液柱1/2处，钠块下部有许多气泡放出，附有气泡的钠块徐徐上升到液体上部，一会儿又沉到液柱1/2处，如此反复多次，最后消失
B．钠块一直沉到烧杯底部，并停留在杯底，放出气泡，最后消失
C．钠块浮在液柱表面上，很快熔成一个闪亮的小球，小球四处游动，最后消失
D．钠块沉到液柱1/2处，很快熔成一个闪亮的小球，小球在液柱1/2处沿水平方向迅速游来游去，最后消失
解析：因为钠比水轻，比煤油重，最初钠沉在液柱1/2处。由于钠跟下层水反应产生H2，H2的冲力使钠徐徐上升至液柱上部，待H2放出后钠又沉于液柱1/2处，再跟下层水反应再上升，如此反复直至消失。
二、非选择题(共52分)
13. (16分)A、B、C是中学化学中常见的三种物质，它们之间的相互转化关系如下(部分反应条件及产物略去)：
(1)若A是一种金属，C是淡黄色固体，则B的化学式为Na2O，A→C反应的化学方程式为2Na＋O2Na2O2。
(2)若A是一种非金属，其常见单质为黑色固体，C是最主要的温室气体，则C的分子式为CO2，B→C反应的化学方程式为2CO＋O22CO2。
A和C是否能反应？能(填“能”或“不能”)。若能，写出反应的化学方程式：C＋CO22CO。(若不能，此空不填)
解析：(1)根据C为淡黄色固体，推知C为Na2O2，则B为Na2O，A为Na，A→C的反应为2Na＋O2Na2O2。
(2)根据C是最主要的温室气体，推知C为CO2，则A为C，B为CO，A与C能反应，化学方程式为C＋CO22CO。
14. (12分)甲、乙两同学分别用如图所示装置测定空气中氧气的含量。先用弹簧夹夹住橡胶管，点燃钠，伸入瓶中并塞上瓶塞。待钠熄灭并冷却后，打开弹簧夹，观察广口瓶内水面的变化情况。
(1)上述实验过程中发生反应的化学方程式为2Na＋O2Na2O2。
(2)甲同学实验中广口瓶内水面上升明显小于瓶内空气体积的1/5，乙同学实验中广口瓶内水面上升明显大于瓶内空气体积的1/5。下列对这两种现象解释合理的是abcd(填序号)。
a．甲同学可能使用的钠的量不足，瓶内氧气没有消耗完
b．甲同学可能未塞紧瓶塞，钠熄灭冷却后外界空气进入瓶内
c．乙同学可能没有夹紧弹簧夹，钠燃烧时瓶内部分空气受热从导管口逸出
d．乙同学可能插入燃烧匙太慢，塞紧瓶塞之前瓶内部分空气受热逸出
解析：a项，若钠的量不足，则氧气消耗不完，造成进入广口瓶内的水量少于容器容积的1/5，结果偏低，合理。b项，若瓶塞未塞紧，钠熄灭冷却后，瓶内气体收缩，外面的空气会进入瓶内，使气体得到补充，造成结果偏低，合理。c项，若弹簧夹未夹紧，钠燃烧时瓶内气体膨胀，使部分气体从导管口逸出，造成结果偏高，合理。d项，若插入燃烧匙太慢，钠燃烧时瓶内气体膨胀，在塞紧瓶塞前，瓶内部分气体从瓶口逸出，造成结果偏高，合理。
15. (7分)如图所示，在烧杯中盛有100 mL蒸馏水，水中悬浮着一个表面光滑、耐碱、耐热的小球(此球稳定于水的中央)，将10 g金属钠分多次投入到水中，最后使烧杯内的液体恢复到原来蒸馏水的温度。
回答下列问题：
(1)10 g钠要分多次投入的主要原因是钠与水反应剧烈，放出的热量多，易发生爆炸。
(2)将10 g钠全部投入完毕所进行的次数可能是C(填序号)。
A．5次　　　　　B．10次　　　　　　C．大于10次
(3)实验结束后，从烧杯内小球的位置观察到的现象是小球上升，出现这种现象的主要原因是钠与水反应生成氢氧化钠，导致烧杯中液体的密度增大，故小球受到的浮力增大。
(4)实验过程中所发生反应的离子方程式是2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑。
解析：钠与水反应剧烈，易发生爆炸，投入时要严格控制用量；钠的密度小于1 g·cm－3，黄豆粒大小的一块钠的体积小于1 cm3，则其质量小于1 g，故10 g钠全部投入完毕所进行的次数要大于10次；钠与水反应生成氢氧化钠，氢氧化钠溶液的密度大于水的密度，小球受到的浮力增大。
16. (8分)某实验小组对Na与水反应产生的H2进行探究，为点燃反应生成的H2，他们设计了如图所示的装置。请回答下列问题：
(1)写出Na与H2O反应的化学方程式：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。
(2)实验小组在点燃利用①装置制得的H2时，实验失败了。他们认为失败的原因是Na的用量太少，Na与H2O的反应速率太快。于是他们准备增加钠的用量，可老师说太危险，你认为产生危险的原因是钠与水反应放出大量的热，使试管内H2与O2的混合气体受热而爆炸。
(3)已知钠、煤油、水的密度分别为0.97 g·cm－3、0.80 g·cm－3、1.00 g·cm－3。在②装置中H2的生成速率减慢，原因是钠的密度比水小，比煤油大，在煤油与水的交界处，Na与H2O反应产生的H2使钠上浮，脱离水面，反应停止；当钠表面的H2逸出，钠又回落，与水反应，如此反复，减慢了Na与H2O的反应速率。
解析：(2)Na与H2O反应的产物是NaOH和H2，反应速率很快，并放出大量的热，若Na的用量多，使试管内H2与O2的混合气体受热而发生爆炸。(3)由于ρ(煤油)<ρ(钠)<ρ(水)，故钠块放入后在煤油和水的界面处。钠与水反应有氢气生成，氢气推动钠块上浮，当氢气逸出后，钠块又下沉到煤油与水的界面处与H2O发生反应，重复发生上述现象，减慢了Na与H2O反应生成氢气的速率。
17. (9分)有人设计了如图所示的实验装置来探究钠与水反应(铁架台等仪器已略)。
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2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑。
(2)实验中“钠块熔化为闪亮的小球”说明钠与水的反应过程中有热量放出，Na熔点较低；向烧杯中的溶液中滴加酚酞溶液，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a mL，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密度为b g·L－1)。
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