2.1钠及其化合物课堂同步练(含解析)人教版高中化学必修第一册

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名称 2.1钠及其化合物课堂同步练(含解析)人教版高中化学必修第一册
格式 docx
文件大小 359.3KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-10-25 12:04:28

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2.1钠及其化合物课堂同步练-人教版高中化学必修第一册
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.钡和钠相似,也能形成含离子的过氧化物,则下列叙述不正确的是
A.过氧化钡的化学式是
B.其中过氧化钡中O元素的化合价为价
C.过氧化钠和过氧化钡都是强氧化剂
D.过氧化钠或过氧化钡跟足量水反应都生成氧气
2.表中,对陈述及原因的正误判断和二者是否关联表述正确的是
选项 陈述 原因 判断
A 工业盐酸呈黄色 Cl2是黄绿色,是因为溶有Cl2 I对,II对,有
B 某物质进行颜色试验,透过蓝色钴玻璃观察到火焰为紫色 则该物质是钾盐 I对,II对,有
C 向HOCH2CH2OH中加入过量酸性KMnO4可以制备HOOC—COOH KMnO4具有强氧化性 I对,II对,有
D 浓硫酸使蓝色胆矾晶体变成白色粉末 浓硫酸具有吸水性 I对,II对,有
A.A B.B C.C D.D
3.下列各组物质中,不能满足下图物质一步转化关系的选项是
X Y Z
A SO2 H2SO3 H2SO4
B CO2 Na2CO3 NaHCO3
C Fe FeCl3 FeCl2
D Cu CuSO4 Cu(OH)2
A.A B.B C.C D.D
4.除去下列物质中含有的少量杂质(括号内为杂质),所用除杂试剂合理的是
A.NaCl溶液(Na2SO4):Ba(NO3)2溶液
B.NaHCO3溶液(Na2CO3):CO2
C.FeCl3溶液(CuCl2):铁粉
D.CO2(SO2):饱和Na2CO3溶液
5.化学与生活、生产密切相关。下列说法不正确的是
A.5G技术中使用的通信光缆不与任何酸碱反应
B.75%(体积分数)的酒精溶液能使蛋白质变性从而起到杀菌作用
C.汽车安全气囊中含叠氮化钠,受撞击后会快速分解产生氮气和金属钠
D.“东风夜放花干树,更吹落,星如雨”中所描述的场景中涉及焰色反应
6.下列叙述正确的是( )
A.Na2O、Na2O2组成元素相同,与CO2反应产物也相同
B.将CO2通入BaCl2溶液可生成BaCO3沉淀
C.将CO2通入次氯酸钙溶液可生成次氯酸
D.0.12g石墨中含有6.02×1022个碳原子
7.将NaHCO3溶液加热蒸干并充分灼烧,得到的是
A.NaHCO3 B.Na2O C.Na2CO3 D.NaOH
8.下列有关钠及其化合物的叙述错误的是
A.钠的化学活泼性很强,少量的钠可保存在煤油中
B.高压钠灯发出的黄光透雾能力强,可用于道路和广场照明
C.氢氧化钠具有强碱性,可用于制胃酸中和剂
D.钠长期暴露在空气中的产物是,原因是钠与氧气生成的与水和反应
9.下列物质不能与反应的是( )
A. B. C. D.
10.下列有关物质性质与用途具有对应关系的是
A.液氨汽化时吸热,可用作制冷剂
B.SiO2硬度大,可用于制造光导纤维
C.SO2具有氧化性,可用于漂白纸浆
D.NaHCO3易分解,可用于治疗胃酸过多
二、填空题
11.工业上,钠的用途非常广泛:
(1)在实验室里,有一钠块浸在煤油中,要取出金属钠做有关钠的化学实验,取用的操作方法是: 。
(2)用金属钠制取Na2O通常用以下方法:2NaNO3+10Na = 6Na2O+N2↑,试说明为什么不用钠在O2燃烧而采用此法的原因是 。
(3)金属钠在700℃ ~800℃时与四氯化钛(TiCl4)反应制取金属钛,该反应的化学方程式为: 。
12.将金属钠投入CuSO4溶液中,发生的反应是(写化学方程式) 。
13.实验室里,为什么要把钠保存在石蜡油或煤油中,而不保存在四氯化碳中 ?
14.回答下列问题:
(1)侯氏制碱法制得的“碱”的化学式: 。
(2)写出碳酸氢钠在水中的电离方程式: 。
(3)写出除去固体中混有的杂质的化学方程式: 。
(4)请将方程式补充完整:
15.在实验室里为了研究钠的性质,做了如下实验:在空气中切开一小块金属钠,可以看到断面呈 色,具有 ,但断面很快变 ,主要是由 。若把钠放在石棉网上加热可观察到 ,反应的化学方程式为 。
16.Na2O2与CO2反应的化学方程式为 ,故Na2O2可在呼吸面具或潜水艇中作 的来源,作供氧剂。
17.钠和钠的化合物有许多重要的用途。
(1)碳酸钠可用于从海水提取溴,涉及的反应如下:3Br2+6Na2CO3+3H2O=5NaBr+NaBrO3+6NaHCO3,在上述反应中用双线桥法标出电子转移的方向和数目 ;该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比是 。
(2)少量的钠应保存在 中;钠着火时应采取的灭火措施是 。
(3)过氧化钠作潜艇供氧剂时发生的化学反应方程式是 ;该反应的氧化产物是 。
(4)厨房中存放的纯碱和小苏打无法用外观区别时,请你设计用厨房现有的物质来区分它们的方法 。
18.按要求写出下列物质间反应的离子方程式:
(1)硫酸氢钠与碳酸氢钠溶液混合 。
(2)氢氧化镁固体溶于足量稀盐酸 。
(3)硫酸钠和氯化钡溶液反应(离子方程式) 。
(4)稀盐酸与NaHCO3溶液反应(离子方程式) 。
(5)氧化铜和稀硫酸反应 。
(6)碳酸氢钠溶液和稀盐酸反应 。
(7)醋酸和氢氧化钠溶液反应 。
(8)氢氧化铁和稀盐酸反应: 。
(9)向澄清右灰水中通入少量二氧化碳: 。
19.过氧化钠保存不当容易变质,某课外活动小组为了粗略测定样品中过氧化钠的质量分数,他们称取样品,并设计用如图装置来测定过氧化钠的质量分数。
上图中的和构成量气装置,用来测定的体积。
(1)写出以下装置中发生反应的化学方程式。
装置: 。装置: 。装置: 。
(2)中溶液的作用是 。
(3)为准确读出氧气的体积需进行以下操作,正确的顺序为 。
A.调整量筒高度,使广口瓶与量筒内液面相平
B.将气体冷却至室温
C.平视,使凹液面最低点与视线水平相切再读数
20.取一小块金属钠,用滤纸吸干表面的煤油,用小刀切开后,可看到断面呈 色,具有 光泽,但断面很快变 ,主要是由于生成一薄层 。若把钠放在石棉网上加热,可观察到的现象是 ,反应的化学方程式为 其中还原剂为 。
三、实验题
21.烧碱、纯碱等都是重要的化工原料。
(1)利用如图装置可以证明二氧化碳与烧碱溶液发生了反应。

①若将A与B连接,打开止水夹,将胶头滴管中的液体挤入烧瓶,此时的实验现象是 开始反应时的离子方程式是 。
②若其他操作不变,将A与C连接,可观察到的现象是 。
(2)向100mL 1mol·L-1烧碱溶液中通入一定量CO2充分反应后,将溶液在低温下蒸干得到白色固体X,X的组成可能有四种情况,按出现的先后顺序分别是Ⅰ.NaOH、Na2CO3,Ⅱ. ,Ⅲ.Na2CO3、NaHCO3,Ⅳ. 。
①常温下,将得到的固体X重新溶于水,在所得溶液中加入盐酸,使溶液的pH=7,再将溶液蒸干,得到固体的质量为 g。
②若要验证白色固体X是第Ⅰ种组成,依次加入的试剂为 (填字母序号)。
a.盐酸    b.MgCl2溶液    c.BaCl2溶液 d.Ba(OH)2溶液    e.酚酞试液
在验证的过程中,一定需要进行的操作是 (填字母序号)。
a.萃取    b.洗涤    c.过滤    d.分馏
③若白色固体X为第Ⅲ种组成,下列实验方案中不能测定其中NaHCO3质量分数的是 。
a.取m g X与足量Ba(OH)2溶液充分反应,过滤,洗涤,烘干得n g固体
b.取m g X与足量盐酸充分反应,加热,蒸干,灼烧得n g固体
c.取m g X充分加热,质量减少n g
d.取m g X与足量稀硫酸充分反应,逸出的气体被足量碱石灰吸收,增重n g
④若白色固体X的质量为7.0g,则X的组成为 (填“Ⅰ”、“Ⅱ”、“Ⅲ”或“Ⅳ”)。
22.Na2O2是种淡黄色固体,可作为深潜等工作时的供氧剂。
(1)Na2O2的电子式为
(2)某化学课外活动小组为探究此反应的产物,设计了如下表所示的实验,请协助该组同学对部分现象进行记录,并对相关现象作出合理的解释(结论)。
试验编号 实验操作 实验现象 结论
1 取少许Na2O2置于一试管中,往此试管中加过量的水;将带火星的木条伸入试管中。 Na2O2表面 (填现象,下同);带火星的木条 。 据此,Na2O2与水反应生成了 (填分子式)。
2 实验1的试管中无明显现象后,用胶头滴管向所得无色透明溶液中滴加几滴酚酞试液。 无色透明溶液 。随后,溶液又恢复成无色透明溶液。 据实验1、2,Na2O2与水反应的反应式为 。
3 用药匙向实验2最后所得的无色透明溶液中加入少量MnO2粉末;又将带火星的木条伸入试管中。 现象是 。 加入少量MnO2粉末时反应的化学方程式为 。
(3)取实验1所得溶液少许于试管中,加稀硫酸酸化后,再滴加高锰酸钾溶液,高锰酸钾溶液褪色并有气泡冒出,所发生反应的离子反应方程式是 。根据题目信息,有的物质 (填“可以”或“不可以”)既具有氧化性,又具有还原性。
23.在呼吸面具和潜水艇中可用过氧化钠作为供氧剂。请选用适当的化学试剂和实验仪器,用下图中的实验装置进行实验,证明过氧化钠可作供氧剂。
(1)A是制取CO2的装置,写出A中发生反应的离子方程式 。
(2)填写表中空格:
仪器 加入试剂 加入该试剂的目的
B 饱和NaHCO3溶液
C 与CO2和水反应产生O2
D NaOH溶液
(3)写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式 。
(4)用 检验F中收集到的气体,现象是 。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.A
【详解】A.因为钡元素是+2价,即Ba2+,离子是-2价,所以过氧化钡的化学式只能是BaO2,故A错误;
B.过氧化钡中钡元素是+2价,离子是-2价,所以过氧化钡中O元素的化合价为价,故B正确;
C.过氧化钠和过氧化钡都含有离子,离子具有强氧化性,过氧化钠和过氧化钡都是强氧化剂,故C正确;
D.过氧化钠或过氧化钡跟水反应:、,都是1mol过氧化物跟足量水反应都生成0.5mol氧气,故D正确;
故选A。
2.D
【详解】A.工业盐酸呈黄色,是因为溶有,并不是氯气。A选项错误。
B.对某物质进行焰色试验,透过蓝色钴玻璃观察到火焰为紫色,说明含有钾元素,但不一定是钾盐,也可以是氢氧化钾,B选项错误。
C.和HOOC—COOH反应生成,故C选项错误。
D.浓硫酸具有吸水性,可以使蓝色胆矾晶体变成白色粉末,D选项正确。
故选D。
3.D
【详解】试题分析:A、二氧化硫溶于水得到亚硫酸,亚硫酸氧化生成硫酸,浓硫酸被还原得到二氧化硫,A错误;B、二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠,碳酸钠吸收二氧化碳转化为碳酸氢钠,碳酸氢钠与酸反应生成二氧化碳,B错误;C、铁与氯气反应生成氯化铁,氯化铁与铁反应生成氯化亚铁,氯化亚铁被还原生成铁,C错误;D、铜和浓硫酸反应生成硫酸铜,硫酸铜与氢氧化钠反应生成氢氧化铜,但氢氧化铜不能直接转化为铜,D正确,答案选D。
考点:考查物质转化的有关判断
4.B
【详解】A.硫酸钠与硝酸钡反应生成硫酸钡沉淀和硝酸钠,引入新的杂质硝酸根离子,不能除杂,故A错误;
B.碳酸钠溶液与二氧化碳反应生成碳酸氢钠,通入足量二氧化碳可除杂,故B正确;
C.铁粉能够与氯化铁溶液、氯化铜溶液发生反应,将原物质除去,不能除杂,故C错误;
D.CO2、SO2均与饱和Na2CO3溶液反应,CO2与饱和Na2CO3溶液反应生成碳酸氢钠,将原物质除去,不能除杂,故D错误;
答案选B。
5.A
【详解】A.光缆成分为二氧化硅,常温下,二氧化硅与氢氟酸、氢氧化钠反应,故A错误;
B.体积分数为75%酒精可使蛋白质变性,能用于杀菌消毒,故B正确;
C.汽车安全气囊中含叠氮化钠,NaN3受撞击生成钠和氮气,反应的化学方程式:2NaN3=2Na+3N2↑,故C正确;
D.烟花是利用金属元素的焰色反应来达到五彩缤纷的效果,焰色反应是元素的物理性质,故D正确;
故选:A。
6.C
【详解】A、Na2O、Na2O2组成元素相同,但二者与CO2反应产物不同:Na2O和CO2反应只生成Na2CO3,而Na2O和CO2反应生成Na2CO3和O2,A错误;
B、CO2不能和BaCl2溶液反应,B错误;
C、将CO2通入次氯酸钙溶液可生成次氯酸和碳酸氢钙,C正确;
D、0.12g石墨中含有0.01mol碳原子,即6.02×1021个,D错误;
故选C。
7.C
【详解】将NaHCO3溶液加热蒸干时,尽管碳酸氢钠要水解,但水解程度较小,不能放出二氧化碳,因此蒸干后得到NaHCO3,充分灼烧,NaHCO3受热分解,最终得到碳酸钠,故选C。
8.C
【详解】A. 钠的化学活泼性很强,极易与氧气和水反应,少量的钠可保存在煤油中,A正确;
B. 高压钠灯发出的黄光透雾能力强,可用于道路和广场照明,B正确;
C. 氢氧化钠具有强碱性和腐蚀性,不能用于制胃酸中和剂,C错误;
D. 钠露置于空气中与氧气生成,氧化钠与水和反应最终生成碳酸钠,因此钠长期暴露在空气中的产物是,D正确;答案选C。
9.B
【详解】A. Na2O2与CO2反应生成K2CO3和氧气,故A不选;
B. Na HCO3与CO2不反应,故B选;
C. Na2O属于碱性氧化物,能与CO2反应生成碳酸钠,故C不选;
D. Na2CO3属于盐,能与CO2反应生成碳酸氢钠,故D不选;
答案选B。
10.A
【详解】A. 氨气的沸点高,液氨气化吸热,则用作制冷剂,A项正确;
B. 光导纤维的主要成分是二氧化硅,光导纤维是利用光的全反射原理,与二氧化硅的硬度大小无关,B项错误;
C. 二氧化硫具有漂白性,则可用于漂白纸浆,与其氧化性无关,C项错误;
D. 胃酸主要成分为盐酸,能和碱性物质反应,碳酸氢钠水解呈弱碱性,能和稀盐酸反应而除去稀盐酸,所以能治疗胃酸过多,与其不稳定性无关,D项错误;
答案选A。
【点睛】本题侧重考查物质的性质及用途,注重化学知识与生产、生活的联系,体现素质教育的价值。其中B选项硅及其化合物的用途是常考点,也是易混知识。硅单质常用于太阳能电池、半导体材料与计算机芯片等;二氧化硅是石英、水晶、玛瑙及光导纤维的成分;硅酸盐常用于玻璃、水泥和陶瓷等,学生要理清这些物质的用途,不可混为一谈。
11.(1)用镊子夹取金属钠,用滤纸吸干表面的煤油后,再用小刀切割一小块待用
(2)钠在氧气中燃烧只能得到Na2O2,而不是Na2O,并且该方法生成的N2可保护Na2O不被氧化
(3)4Na+TiCl44NaCl+Ti
【解析】(1)
钠有很强的腐蚀性,不能接触皮肤,从煤油中取钠,要用镊子夹取,用滤纸吸干表面的煤油。做有关钠的化学实验,为了安全起见,要用小块钠,所以用小刀切割一小块待用。
(2)
钠在氧气中燃烧只能得到Na2O2,而不是Na2O,并且该方法生成的N2可保护Na2O不被氧化,所以用金属钠制取Na2O不用钠在O2燃烧而采用NaNO3和钠反应。
(3)
钠可以将其他不如钠活泼的金属从熔融盐中置换出来,钠和熔融的TiCl4反应的化学方程式为:4Na+TiCl44NaCl+Ti。
12.2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ 2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4
【详解】将金属钠投入CuSO4溶液中,钠首先和水发生置换反应生成NaOH和氢气:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,生成的NaOH再和硫酸铜发生复分解反应:2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4。
13.用煤油或石蜡油隔绝空气,防止钠与空气中的O2、H2O反应;因为CCl4的密度比钠大,钠不能保存在CCl4中。
【详解】钠能与空气中的O2、H2O反应。用煤油或石蜡油隔绝空气,防止钠与空气中的O2、H2O反应;CCl4的密度比钠大,所以钠不能保存在CCl4中。
14.(1)
(2)
(3)
(4)
【详解】(1)侯氏制碱法的原理是NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl,2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,制得的‘碱’是纯碱Na2CO3;
(2)碳酸氢钠在水中的电离方程式:;
(3)Na2CO3较稳定,NaHCO3受热易分解,可用加热法来除杂,反应方程式为:;
(4)KIO3中I化合价是+5,降低至0价,KI中I化合价是-1,升高至0价,根据升降相等,KIO3前系数配1,KI前配5,I2前配3,结合原子守恒配平其他原子,得到化学方程式为。
15. 银白 金属光泽 暗 钠被空气中的氧气氧化生成白色的氧化钠 钠熔化成小球,发出黄色火焰,生成淡黄色固体 2Na+O2Na2O2
【详解】Na为银白色金属,具有很强的还原性,与空气中的氧气反应生成氧化钠而很快失去金属光泽;Na在加热的条件下与空气中的氧气反应产生黄色火焰,生成淡黄色固体过氧化钠。
16. 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 氧气(O2)
【详解】过氧化钠与二氧化碳反应可生成碳酸钠和氧气,其化学方程式为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2;过氧化钠的用途之一就是利用此反应原理,在呼吸面具或潜水艇中作氧气(O2)的来源,用作供氧剂,故答案为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2;氧气(O2)。
17. 5 :1 煤油 用沙土扑灭 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 O2 取等量的白醋与两种物质反应,观察反应的剧烈程度,反应较剧烈的为小苏打;另一种则为纯碱
【分析】(1)根据3Br2+6Na2CO3+3H2O=5NaBr+NaBrO3+6NaHCO3反应中,溴元素的化合价由0价分别变为-1价和+5价,其它各元素的化合价都不变,溴既是氧化剂又是还原剂,结合元素化合价变化解答该题。
(2)钠与水反应生成氢氧化钠和氢气;根据钠的密度比水小比煤油大及其性质特别活泼易与水等反应来判断。
(3)根据过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,过氧化钠在反应中既做氧化剂又做还原剂进行分析。
(4)利用纯碱和小苏打与酸反应的快慢来分析。
【详解】(1)反应3Br2+6NaOH=5NaBr+NaBrO3+3H2O中,溴元素的化合价由0价分别变为-1价和+5价,溴既是氧化剂又是还原剂,氧化产物是溴酸钠,还原产物是溴化钠,由化学方程式可以知道氧化剂和还原剂物质的量之比为5:1,用双线桥标出电子转移的方向和数目为 ,
因此,本题正确答案是: ,5:1。
(2)钠的性质非常活泼,钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,钠与氧气反应生成氧化钠;又因为钠的密度比水小比煤油大,所以少量的钠应保存在煤油中;钠着火时应采取的灭火措施是:用干的沙土灭火;正确答案:煤油;干的沙土灭火。
(3)过氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,该反应为2Na2O2+CO2═2Na2CO3+O2;过氧化钠中氧元素为-1价,可以升高到0价,可以降低到-2价,因此氧化产物为氧气;正确答案是:2Na2O2+CO2═2Na2CO3+O2;O2。
(4)因为纯碱(碳酸钠)与酸反应没有小苏打(碳酸氢钠)与酸反应产生的气泡快,所以厨房里可以用等量的醋滴入两种固体,产生气泡快的为小苏打;正确答案:取等量的白醋与两种物质反应,观察反应的剧烈程度,反应较剧烈的为小苏打;另一种则为纯碱。
18.(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
【分析】(1)
硫酸氢钠和碳酸氢钠反应生成硫酸钠、二氧化碳和水,离子方程式为;
(2)
氢氧化镁和足量稀盐酸反应生成氯化镁和水,氢氧化镁为沉淀不拆成离子,离子方程式为;
(3)
硫酸钡作为难溶物不拆写,离子方程式为;
(4)
NaHCO3溶液与稀盐酸混合生成氯化钠、二氧化碳和水,离子方程式为;
(5)
氧化铜溶于稀硫酸生成硫酸铜和水,反应的离子方程式为;
(6)
碳酸氢钠溶液与稀盐酸混合生成氯化钠、二氧化碳和水,离子方程式为;
(7)
反应生成醋酸钠和水,醋酸和水在离子反应中保留化学式,该离子反应为;
(8)
氢氧化铁和稀盐酸反应生成氯化铁和水,离子反应为;
(9)
向澄清石灰水中通入少量二氧化碳发生的离子反应为。
19. 、 吸收未反应的 BAC
【详解】(1)装置用来制备二氧化碳,反应的化学方程式为;装置用来除去生成的二氧化碳中含有的氯化氢,与碳酸氢钠反应生成氯化钠、二氧化碳和水,反应的化学方程式为;装置中过氧化钠与二氧化碳以及水反应,反应的化学方程式为、,故本题答案为:;;、;
(2)氢氧化钠会与二氧化碳反应,即氢氧化钠溶液的作用是吸收未反应的,故本题答案为:吸收未反应的;
(3)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,故应冷却至室温,调整量筒内外液面高度,使装置内压强和外界压强相同,视线与凹液面的最低点相切读取量筒中水的体积,故正确的操作顺序为:BAC。
【点睛】读取气体体积,应冷却到室温,且调整量筒内外液面高度差一样,否则所量气体的体积不准,此为本题的易错点。
20. 银白 金属 暗 氧化钠 熔成小球,火焰呈黄色,生成淡黄色固体 2Na+O2Na2O2 Na
【详解】金属共同物理性质是有金属光泽、导电、导热、有延展性,多数金属为银白色。钠质地软,用小刀切开后,断面呈银白色,具有金属光泽,金属钠为活泼金属,容易被氧气氧化成氧化钠,断面很快变暗,主要是由于生成一层氧化钠,若把钠放在石棉网上加热,可观察到钠熔成小球,剧烈燃烧,产生黄色火焰,生成淡黄色固体,其反应方程式为2Na+O2Na2O2,还原剂为Na;
答案:银白;金属;暗;氧化钠;钠熔成小球,剧烈燃烧,产生黄色火焰,生成淡黄色固体;2Na+O2Na2O2;Na。
【点睛】钠与氧气反应,条件不同,产物不同,常温下,Na与O2反应生成Na2O,加热,Na与O2反应生成Na2O2。
21. 水沿导管由广口瓶进入烧瓶 CO2+2OH-=CO32-+H2O 广口瓶中的长导管口有气泡产生 Na2CO3 NaHCO3 5.85 c,b(或c,e) c d Ⅲ
【分析】(1)CO2与NaOH反应生成Na2CO3,烧瓶内压强减小;
(2)由于CO2和NaOH反应时物质的量之比不同则产物不同,可根据CO2 和NaKOH反应时物质的量之比对产物进行讨论;
①固体X溶解于水在所得溶液中加入盐酸使溶液pH=7得到的溶液为氯化钠,依据钠元素守恒计算质量;
②验证白色固体X是第I种组成NaOH、Na2CO3,需要验证碳酸根离子和氢氧根离子,由选项试剂可知利用氯化钡溶液检验碳酸根离子,依据氢氧化钠或酚酞试液检验氢氧根离子的存在;验证过程中需要把沉淀过滤后再检验氢氧根离子;
③若白色固体X为第Ⅲ种组成,Na2CO3、NaHCO3;
a.氢氧化钡与碳酸氢钠反应生成碳酸钡沉淀,与碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀,依据碳酸钠和碳酸氢钠混合物质量为m,生成碳酸钡沉淀质量为ng,依据碳元素守恒列式可以计算;
b.取mg X与足量盐酸充分反应,加热,蒸干,灼烧得n g固体为氯化钠,依据钠元素 守恒列式计算;
c.取m g X充分加热,减重n g,发生的反应是碳酸氢钠受热分解,依据质量减少为水和二氧化碳质量结合化学方程式计算得到碳酸氢钠质量;
d.稀硫酸与二者皆反应,且水有挥发,所以求算不出来;
④依据氢氧化钠和二氧化碳的反应分析,二氧化碳和氢氧化钠按照物质的量1:2反应生成碳酸钠,按照1:1反应生成碳酸氢钠,以此计算判断。
【详解】(1)①将A与B连接,打开止水夹,将胶头滴管中的液体挤入烧瓶,二氧化碳与烧碱溶液发生了反应:2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O,引起烧瓶内气体压强减小,导致水沿导管由广口瓶进入烧瓶;
②若其他操作不变,将A与C连接,广口瓶中气体压强与烧瓶内的气体压强相同,都小于外界大气压强,外界空气通过长的玻璃导管进入到广口瓶中,在长导气管口不断有气泡产生;
(2)由①CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O、②CO2+NaOH=NaHCO3,可知:当n(CO2):n(NaOH)=1:2时产物为Na2CO3;当n(CO2):n(NaOH)=1:1时产物为NaHCO3;当n(CO2):n(NaOH)<1:2时,NaOH过量,则产物为Na2CO3、NaOH;当1:2向100mL 1mol L-1烧碱溶液中不断通入一定量CO2充分反应后,将溶液在低温下蒸干得到白色固体X,X的组成可能有四种情况,按出现的先后顺序分别是:NaOH、Na2CO3;Na2CO3;Na2CO3、NaHCO3;NaHCO3;
①固体X溶解于水在所得溶液中加入盐酸使溶液pH=7得到的溶液为氯化钠,依据钠元素守恒,100mL 1mol L-1烧碱溶液中含有钠元素物质的量为0.1mol,所得氯化钠固体质量=0.1mol×58.5g/mol=5.85g;
②验证白色固体X是第I种组成NaOH、Na2CO3,需要验证CO32-和OH-,由选项试剂可知利用BaCl2溶液与CO32-反应产生BaCO3白色沉淀检验CO32-离子,依据NaOH遇酚酞试液变为红色或与MgCl2溶液,有产生Mg(OH)2白色沉淀检验OH-的存在;所以根据使用试剂先后,合理选项是cb或ce;
在验证离子存在时,先加入BaCl2溶液,发生反应产生BaCO3沉淀,将该沉淀过滤除去后再向滤液中加入MgCl2溶液或低价酚酞试液检验Mg2+,故需要的操作是过滤,故合理选项是c;
③若白色固体X为第Ⅲ种组成,即为Na2CO3、NaHCO3;
a. Ba(OH)2与NaHCO3反应生成BaCO3沉淀,与BaCO3反应生成BaCO3沉淀,依据碳酸钠和碳酸氢钠混合物质量为m,生成碳酸钡沉淀质量为ng,根据碳元素守恒列式可以计算,a不符合题意;
b.取mg X与足量盐酸充分反应,加热,蒸干,灼烧得n g固体为氯化钠,根据钠元素守恒列式计算,设碳酸钠amol,碳酸氢钠bmol,(2a+b)(23+35.5)=n,106a+84b=m,两式联立可求解,b不符合题意;
c.取m g X充分加热,减重ng,发生的反应是碳酸氢钠受热分解,依据质量减少为水和二氧化碳质量结合化学方程式计算得到碳酸氢钠质量,设碳酸钠Xmol,碳酸氢钠Ymol,0.5Y(18+44)=n,106X+84Y=m,列式计算得到,c不符合题意;
d.取m g X与足量稀硫酸充分反应,逸出的气体被足量碱石灰吸收,增重ng,稀硫酸与二者皆反应,且水有挥发,吸收的增重为二氧化碳和水蒸气质量,因此求算不出碳酸氢钠的质量分数,d符合题意;
故合理选项是d;
④100mL 1mol L-1烧碱溶液中含有NaOH物质的量为0.1mol,依据钠元素守恒,若全部生成Na2CO3,固体质量为0.1mol××106g/mol=5.3g,若全生成碳酸氢钠固体质量=0.1mol×84g/mol=8.4g,现在得到的白色固体X的质量为7.0g,介于二者之间,说明固体为Na2CO3,NaHCO3的混合物,故X的组成为Ⅲ。
【点睛】本题考查物质含量及性质实验方案的设计,注意二氧化碳和氢氧化钠溶液反应利用极值方法判断生成的产物及守恒法计算是解题关键,本题侧重考查学生的分析和实验能力。
22. 冒气泡 复燃 O2 变红 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ 溶液中冒大量气泡,带火星的木条复燃 2H2O22H2O+O2↑ 2MnO+5H2O2+6H+=2Mn2++8H2O+5O2↑ 可以
【详解】(1)Na2O2是离子化合物,含有离子键和非极性键,电子式为;
(2)过氧化钠和水反应生成NaOH和氧气,所以固体表面冒气泡,带灭星的木条复燃,溶液显碱性,加酚酞试液后,溶液变红,反应化学反应方程式为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑﹔酚酞试液变红,马上又褪色,加MnO2又冒大量气泡,证明其中有大量具有强氧化性、不稳定性的H2O2,H2O2在MnO2催化作用下分解的化学反应方程式为2H2O22H2O+O2↑。
(3)实验1所得溶液加稀硫酸酸化后,再加入高锰酸钾溶液,发生氧化还原反应,H2O2被氧化为氧气,高锰酸根被还原为Mn2+,所以发生反应的离子反应方程式是2MnO+5H2O2+6H+=2Mn2++8H2O+5O2↑。实验2中H2O2氧化了酚酞,而3中H2O2还原了高锰酸根离子,所以有的物质可以既具有氧化性,又具有还原性。
23. CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑ 除去CO2气体中的HCl 过氧化钠 吸收未反应的CO2气体 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 带火星的木条 木条复燃
【详解】(1)实验室制取二氧化碳用大理石和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,反应的离子方程式是:CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑;
(2)由于用盐酸制取二氧化碳,则二氧化碳中含有氯化氢气体,通过饱和NaHCO3溶液,除去除去CO2气体中的HCl;然后二氧化碳通入盛有过氧化钠的装置C,二氧化碳与过氧化钠反应生成碳酸钠和氧气,气体再通入盛有氢氧化钠溶液,吸收二氧化碳,用排水法收集氧气;
(3)过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,反应的化学方程式是2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2;
(4)检验氧气时用带火星的木条,木条复燃,说明气体是氧气。
答案第1页,共2页
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