2025人教版高中化学必修第一册同步练习题--第2课时 钠的化合物 焰色试验（含解析）
文档属性
| 名称 | 2025人教版高中化学必修第一册同步练习题--第2课时 钠的化合物 焰色试验（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 559.1KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-06-19 12:31:00 | ||
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文档简介
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2025人教版高中化学必修第一册
第二章 海水中的重要元素——钠和氯
第一节 钠及其化合物
第2课时 钠的化合物 焰色试验
基础过关练
题组一 氧化钠与过氧化钠
1.(经典题)(2024河北石家庄精英中学期中)下列关于钠及其氧化物的说法正确的是 ( )
A.氧化物的氧化性:Na2O>Na2O2
B.阳离子与阴离子个数比:Na2O>Na2O2
C.Na、Na2O、Na2O2分别与水的反应均为氧化还原反应
D.Na2O、Na2O2颜色不同,均能与CO2反应
2.(2024湖北宜昌协作体期中)某化学兴趣小组在学校科技节活动中表演了“滴水生火”的小魔术。如图所示,在坩埚中放一小团脱脂棉,在里面裹入一种淡黄色的化合物,用胶头滴管滴几滴水,一会儿脱脂棉会燃烧起来。下列说法正确的是 ( )
A.该淡黄色化合物为Na2O
B.由“滴水生火”的小魔术可以得出有氢气生成
C.由“滴水生火”的小魔术可以得出该反应放热
D.为了更清楚地观察现象,需要近距离俯视坩埚
3.(2023河北武邑中学期中)Na2O2具有强氧化性,与木炭等还原性物质可发生反应。下列有关说法错误的是 ( )
A.Na2O2与CO2反应时,CO2是还原剂
B.紫色石蕊溶液中加入Na2O2粉末,溶液中有气泡产生,溶液最终变为无色
C.Na2O2与木炭反应时,Na2O2表现出强氧化性
D.Na2O2与SO2反应可生成Na2SO4
4.(2024山东聊城期中)过氧化钠是重要的化工原料,具有杀菌、消毒等多种用途,请回答下列问题:
(1)Na2O2在空气中易变质,写出Na2O2与CO2反应的化学方程式: 。
(2)若将Na2O2投入到含有下列离子的溶液中:N、I-、Na+,反应完毕后,溶液中上述离子数目几乎不变的有 (填离子符号)。
(3)Na2O2因保存不当易吸收空气中的CO2,某实验小组设计如图实验装置测定某样品中Na2O2的质量分数。
①装置A中发生反应的离子方程式为 。
②将实验装置组装好后,必须进行的第一步操作是 ;装置E中的试剂应是足量的 。
题组二 碳酸钠与碳酸氢钠
5.(教材习题改编)碳酸钠俗称纯碱,某小组同学在实验室探究Na2CO3的性质,下列叙述中不正确的是 ( )
A.Na2CO3属于盐,在一定条件下可能与碱反应
B.向盛有Na2CO3溶液的试管中,滴加2滴酚酞溶液后变成浅红色
C.向盛有Na2CO3溶液的试管中,逐滴加入盐酸立即产生气泡
D.向盛有Na2CO3溶液的试管中,滴加CaCl2溶液产生白色沉淀
6.(经典题)(2024广东深圳期中)下列关于Na2CO3与NaHCO3性质的叙述中正确的是 ( )
A.相同条件下,热稳定性:Na2CO3B.常温时,在水中的溶解度:Na2CO3>NaHCO3
C.质量相同时,分别与同体积、同浓度稀盐酸反应,生成气体的速率:Na2CO3>NaHCO3
D.质量相同时,分别与足量的盐酸反应,生成CO2的质量:Na2CO3=NaHCO3
7.(2024北京日坛中学期中)为除去括号内的杂质,所选用的试剂或方法错误的是 ( )
A.CO2气体(HCl):饱和NaHCO3溶液
B.Na2CO3固体(NaHCO3):加热至不再产生气体
C.NaHCO3溶液(Na2CO3):通过量CO2
D.Na2CO3溶液(Na2SO4):加入适量Ba(OH)2溶液,过滤
8.(2023福建泉州月考)探究小组利用图示实验装置探究碳酸钠与碳酸氢钠的热稳定性。
观察到的实验现象如表所示:
编号 药品 装置B 装置C
① 久置 碳酸钠 白色变 蓝色 开始断断续续产生气泡,一段时间后,没有气泡,溶液保持澄清
② 碳酸 氢钠 白色变 蓝色 开始断断续续产生气泡,一段时间后,产生连续气泡,溶液变浑浊
根据上述实验现象,回答下列问题:
(1)实验①,无水硫酸铜变蓝的原因是 。
(2)上述实验开始时均断断续续产生气泡的原因是 ,连续产生气泡的原因是 (用化学方程式表示),溶液变浑浊的离子方程式为 。
(3)实验结论为热稳定性:Na2CO3 NaHCO3(填“>”“<”或“=”)。
题组三 焰色试验
9.(2024黑龙江哈尔滨质量检测)节日里的焰火美不胜收。下列物质的焰色试验中火焰呈绿色的是 ( )
A.Na2O2 B.KNO3 C.CuCl2 D.CaCl2
10.(2023重庆育才中学期中)焰色试验过程中铂丝的清洗和灼烧、钾元素焰色的观察两项操作如图所示,下列叙述中错误的是 ( )
A.每次实验都要先将铂丝灼烧至与原来火焰颜色相同,再蘸取被检验的物质
B.钾元素的焰色要透过蓝色钴玻璃观察
C.元素处于游离态或化合态时产生的焰色可能不同
D.没有铂丝可用光洁无锈的铁丝代替
题组四 钠的化合物的应用
11.(2024黑龙江黑河月考)下列有关钠的化合物的说法不正确的是 ( )
A.可用碳酸钠等碱性物质处理废水中的酸
B.碳酸氢钠俗称小苏打,可用于食品发酵
C.灼烧白色粉末,火焰呈黄色,证明原粉末中有钠元素,无钾元素
D.Na2O2可做供氧剂、漂白剂
12.(2023河北石家庄精英中学期中)下列说法正确的是 ( )
A.NaHCO3药片是抗酸药,服用时喝些醋能提高药效
B.用相同质量的NaHCO3制造灭火剂比用Na2CO3制造灭火剂的效果好
C.Na2CO3可用于制造洗涤剂,因为Na2CO3是碱
D.五彩缤纷的烟花是金属单质燃烧所致
能力提升练
题组一 过氧化钠的特性及相关的计算
1.(2024天津塘沽第一中学期中)密闭容器中,6.6 g CO2与一定量的Na2O2固体充分反应后,气体变为3.8 g。下列说法正确的是 ( )
A.3.8 g气体全部是O2
B.3.8 g气体通过足量NaOH溶液后,气体减少2.2 g
C.O2是该反应的还原产物
D.反应后的固体是混合物
2.(易错题)(2024山东日照期中)化合物Na2O2、CaH2与水的反应分别为①2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑、②CaH2+2H2O Ca(OH)2+2H2↑。已知:CaH2中H元素的化合价为-1价。下列说法正确的是 ( )
A.Na2O2中阴、阳离子个数比为1∶1
B.反应①中水发生氧化反应,反应②中水发生还原反应
C.反应①和②中还原产物与氧化产物的化学计量数之比均为2∶1
D.当反应①和②中转移的电子数相同时,产生的O2和H2的分子数之比为1∶2
题组二 钠及其化合物间的相互转化
3.(教材深研拓展)侯德榜为我国化工事业的发展作出了卓越贡献,其研发的生产纯碱的主要流程如图所示。请结合流程图判断下列说法不正确的是 ( )
已知:氨气极易溶于水,且其水溶液呈弱碱性。
A.该流程中步骤①和②不可以调整顺序
B.该流程中可以循环利用的物质为CO2
C.该流程中产生碳酸氢钠的化学方程式为CO2+NH3+NaCl+H2O NaHCO3↓+NH4Cl
D.该流程中步骤③用离子方程式表示为2HC+CO2↑+H2O
4.(经典题)(2023河南南阳一中月考)元素的价类二维图指的是以元素的化合价为纵坐标,以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图像。下图为钠元素的价类二维图,其中的箭头表示部分物质间的转化关系,下列说法不正确的是( )
A.NaOH溶液可以与过量CO2反应实现转化关系①
B.Na2O2发生④⑤的转化均有O2产生
C.向Na2CO3溶液中不断滴加盐酸依次发生③和⑧的物质转化
D.转化②只能通过加热实现
5.(2024湖北武汉武钢三中月考)A~H为中学化学中常见的物质,转化关系如图所示,其中圆圈“○”内的物质是化合物,方框“□”内的物质是单质,A为医学上治疗胃酸过多的一种药剂,G为淡黄色固体,C在通常状况下为无色液体。
(1)反应①②③④中 (填序号)属于氧化还原反应。
(2)写出下列反应的化学方程式:
A→B+C+D: ;
F+C: 。
(3)写出下列反应的离子方程式:
A+H: 。
(4)A与D的混合物4.2 g在密闭容器中充分加热后剩余固体3.58 g,则原混合物中A与D的质量比为 。
(5)检验H溶液中金属阳离子的具体实验操作与现象是: 。
题组三 实验探究钠的化合物的性质
6.(2024湖北宜昌协作体期中)实验室模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3,反应原理为NaCl+NH3+CO2+H2O NaHCO3↓+NH4Cl(NH3极易溶于水)。下列说法正确的是 ( )
A.装置A中使用“多孔球泡”的作用是防止倒吸
B.装置B中X溶液为饱和Na2CO3溶液,主要作用是吸收混合气体中的HCl
C.装置C中发生反应的离子方程式为C+2H+ CO2↑+H2O
D.利用锥形瓶中所得物质制备Na2CO3固体,还需经历过滤、洗涤、干燥及焙烧等过程
7.(经典题)(2024山东临沂期中)Na2CO3和NaHCO3的性质存在差异,为进一步探究其性质,请根据某实验小组的实验探究回答有关问题。
(1)在两支试管中分别加入少量Na2CO3和NaHCO3(各约1 g),向这两支试管中分别滴入几滴水,振荡,用温度计测定试管中溶液的温度变化如图1所示。溶解时吸收热量的物质是 (填化学式)。
图1
(2)如图2所示,分别向盛有10 mL澄清石灰水的烧杯中加入蒸馏水和等浓度的Na2CO3、NaHCO3溶液,利用传感器测得溶液pH与加入试剂体积的变化曲线如图3所示。滴加Na2CO3溶液的烧杯中OH-未参与该反应的实验证据是 ;滴加NaHCO3溶液的烧杯中开始时发生反应的离子方程式为 。(提示:溶液pH越小,OH-的浓度越小,溶液碱性越弱)
图2 图3
(3)某NaHCO3固体样品中含有Na2CO3杂质,某小组拟通过下列装置测定CO2的质量来计算样品中NaHCO3的含量,装置的连接顺序为
(每个装置仅使用一次);经分析,上述方案仍存在缺陷,会导致测定结果 (填“偏大”或“偏小”)。
A B C D
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.D 2.C 3.A 5.C 6.B 7.D 9.C 10.C
11.C 12.B
1.D Na2O2具有强氧化性,其氧化性比Na2O强,A错误;Na2O由Na+和O2-构成,Na2O2由Na+和构成,二者中阳离子与阴离子个数比均为2∶1,B错误;Na2O与水反应生成NaOH,不属于氧化还原反应,C错误;Na2O为白色固体,Na2O2为淡黄色固体,二者均能与CO2反应生成Na2CO3,D正确。
2.C 该魔术表演利用的是Na2O2与水的反应,即淡黄色固体为Na2O2,A错误;由“滴水生火”的小魔术可得出该反应放热,但无法确定生成的气体的成分,B错误、C正确;表演该魔术时需戴护目镜,不可近距离俯视坩埚,D错误。
3.A Na2O2与H2O、CO2反应时,Na2O2既是氧化剂又是还原剂,A错误;Na2O2与水反应生成NaOH和O2,溶液变蓝,Na2O2具有强氧化性,使溶液最终褪色,B正确;Na2O2具有强氧化性,而C、SO2均具有还原性,故Na2O2可与C、SO2发生氧化还原反应,可将C氧化成CO2,将SO2氧化成S,C、D正确。
4.答案 (1)2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2
(2)N
(3)①CaCO3+2H+ Ca2++H2O+CO2↑ ②检验装置的气密性 NaOH溶液
解析 (2)Na2O2具有强氧化性,能氧化I-;Na2O2与水反应生成NaOH,溶液中Na+数目增多,NaOH电离出的OH-与HC和水,溶液中HC减少,C增多,故溶液中N数目几乎不变。(3)②组装好实验装置后,第一步操作应检验装置的气密性;F是用排水法测定O2体积,E中应用NaOH溶液除去未反应的CO2,以免对后续实验造成影响。
5.C Na2CO3能与Ba(OH)2、Ca(OH)2等碱反应生成沉淀,A正确;Na2CO3溶液呈碱性,滴加酚酞溶液后变成浅红色,B正确;Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸,刚开始无明显现象,一段时间后产生气泡,C错误;向盛有Na2CO3溶液的试管中,滴加CaCl2溶液,有CaCO3白色沉淀生成。
知识拓展 向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸,依次发生反应①Na2CO3+HCl NaHCO3+NaCl、②NaHCO3+HCl NaCl+CO2↑+H2O,而向NaHCO3溶液中滴入盐酸立即产生气泡。可用图像表示为
Ⅰ表示Na2CO3与盐酸反应,OA、AB段发生反应的化学方程式分别为①、②,且两段消耗盐酸的体积相同。
Ⅱ表示NaHCO3与盐酸反应,且C点时NaHCO3完全反应。
6.B NaHCO3受热易分解,热稳定性:Na2CO3>NaHCO3,A错误;常温时,在水中的溶解度:Na2CO3>NaHCO3,B正确;Na2CO3与盐酸反应首先转化为NaHCO3,然后NaHCO3与盐酸反应放出CO2,质量相同时,分别与同体积、同浓度稀盐酸反应,生成气体的速率:Na2CO37.D Na2CO3和Na2SO4均能与Ba(OH)2溶液反应,故D项错误。
知识拓展 试剂除杂一般要遵循以下原则:
①不增——在除去杂质时,不引入新的杂质;②不减——不能减少被提纯的物质;③易分——操作简便、易于分离;④最佳——所选的方法在保证除去杂质的同时,最好能增加被提纯物质的量。
8.答案 (1)碳酸钠固体久置于空气中会吸收水生成Na2CO3·10H2O,再受热分解产生H2O
(2)开始加热时装置内的空气被排出 2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O CO2+Ca2++2OH- CaCO3↓+H2O
(3)>
解析 (1)碳酸钠固体久置于空气中会吸收水生成Na2CO3·10H2O,再加热产生水蒸气,会使无水硫酸铜变蓝。(2)开始加热时,装置内的空气被排出,断断续续产生气泡。后来NaHCO3受热分解产生连续的气泡,生成的CO2能使澄清石灰水变浑浊。(3)根据①②的实验现象可知,受热时NaHCO3发生分解反应,而Na2CO3受热未分解,故热稳定性:Na2CO3>NaHCO3。
9.C 钠元素焰色为黄色,钾元素的焰色为紫色(透过蓝色钴玻璃),铜元素的焰色为绿色,钙元素的焰色为砖红色,故选C。
10.C 为确保铂丝洁净,在使用前需用盐酸洗涤并灼烧至与原来火焰颜色相同,再蘸取被检验的物质,A正确;钾元素的焰色为紫色,易被钠元素的黄色掩盖,透过蓝色钴玻璃可以过滤黄光,便于观察到钾元素的焰色,B正确;元素处于游离态或化合态时产生的焰色相同,C错误;没有铂丝可用光洁无锈的铁丝代替,因为铁元素没有明显焰色,不会干扰实验,D正确。
11.C 灼烧白色粉末,火焰呈黄色,证明原粉末中有钠元素,但不能说明没有钾元素,观察钾元素的焰色时,需要透过蓝色的钴玻璃,C错误。
12.B NaHCO3与醋酸反应生成CO2,降低药效,A错误;相同质量的NaHCO3和Na2CO3,NaHCO3反应放出的CO2气体更多,且反应更快,故用NaHCO3制造灭火剂的效果好,B正确;Na2CO3是盐,不是碱,C错误;五彩缤纷的烟花是金属元素的焰色所致,D错误。
能力提升练
1.B 2.D 3.D 4.D 6.D
1.B 设参加反应的CO2的质量为a,生成的O2的质量为b,则根据
2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2 Δm
88 32 88-32=56
a b 6.6-3.8=2.8 g
解得a=4.4 g,b=1.6 g,故混合气体中m(O2)=1.6 g,m(CO2)=3.8 g-1.6 g=2.2 g,A错误;3.8 g气体通过足量NaOH溶液时,CO2完全反应,即气体减少2.2 g,B正确;该反应中Na2O2既是氧化剂又是还原剂,其中O2是氧化产物,C错误;该反应中CO2过量,说明Na2O2已反应完全,反应后固体只有Na2CO3,D错误。
2.D Na2O2中阴、阳离子分别为、Na+,即阴、阳离子个数比为1∶2,A错误。反应①中Na2O2既是氧化剂又是还原剂,水没有发生氧化反应;反应②中CaH2中H元素由-1价升至0价,H2O中H元素由+1价降至0价,H2O是氧化剂发生还原反应,B错误。反应①中Na2O2发生歧化反应,电子转移情况为,反应中转移2个电子时,仅有2个NaOH是还原产物(易错点),生成1个O2,还原产物NaOH与氧化产物O2的化学计量数之比为2∶1;反应②中H元素发生归中反应,还原产物与氧化产物化学计量数之比为1∶1;C错误。反应①转移2个电子时生成1分子O2,反应②转移1个电子时生成1分子H2,当两反应转移电子数相同时,产生的O2和H2的分子数之比为1∶2,D正确。
3.D NH3极易溶于水且其水溶液呈碱性,能吸收大量CO2,并得到大量NaHCO3,由于CO2在饱和食盐水中溶解度较小,CO2吸收效果不好,则步骤①、②不能调整顺序,A正确;NaHCO3受热分解生成CO2,饱和氨盐水吸收CO2生成碳酸氢钠,该流程中CO2可循环利用,B正确;流程中生成NaHCO3的化学方程式为CO2+NH3+NaCl+H2O NaHCO3↓+NH4Cl,C正确;NaHCO3受热分解不是在溶液中发生的反应,步骤③不能用离子方程式表示,D错误。
4.D NaOH溶液与过量CO2反应生成NaHCO3,即实现转化①,A项正确;Na2O2发生④、⑤的转化分别发生反应2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑、2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2,两反应均生成O2,B项正确;向Na2CO3溶液中不断滴加盐酸,依次发生反应Na2CO3+HCl(少量) NaCl+NaHCO3、NaHCO3+HCl NaCl+H2O+CO2↑,C项正确;通过加热和加入NaOH溶液均能将NaHCO3转化为Na2CO3,化学方程式分别为2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O和NaHCO3+NaOH Na2CO3+H2O,D项错误。
5.答案 (1)②③
(2)2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O 2Na+2H2O 2NaOH+H2↑
(3)HC+H2O
(4)2∶3
(5)取一根洁净的铂丝蘸取H溶液,在酒精灯外焰上灼烧,火焰呈黄色,证明含钠元素
解析 化合物G为淡黄色固体,化合物C在通常状况下为无色液体,二者反应生成单质E与化合物H,则G是Na2O2,C是H2O,H为NaOH,E是O2,由反应②可知单质F为Na,根据反应④可知D中含有Na元素,A是医疗上治疗胃酸过多的一种药剂,加热分解生成水、B及含Na元素的化合物D,可推知A是NaHCO3,B为CO2,D为Na2CO3,二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,符合转化关系。(1)反应①为2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑,无元素化合价的变化,不是氧化还原反应;反应②是2Na+O2 Na2O2,有元素化合价的变化,是氧化还原反应;反应③是2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑,有元素化合价的变化,是氧化还原反应;反应④是CO2+2NaOH Na2CO3+H2O,无元素化合价的变化,不是氧化还原反应,因此属于氧化还原反应的是②③。(2)A是NaHCO3,受热易分解生成CO2、Na2CO3和水,A→B+C+D反应的化学方程式为2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑;F是Na、C是H2O,Na和H2O反应生成NaOH和H2,反应的化学方程式为2Na+2H2O 2NaOH+H2↑。(3)A为NaHCO3,H为NaOH,A和H反应生成碳酸钠和水,反应的离子方程式为HC+H2O。(4)设碳酸氢钠质量为x。
2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑ Δm
168 106 168-106=62
x 4.2 g-3.58 g=0.62 g
,解得x=1.68 g,Na2CO3的质量为4.2 g-1.68 g=2.52 g,NaHCO3与Na2CO3的质量比为1.68∶2.52=2∶3。(5)H为NaOH,可用焰色试验检验Na+,实验操作为取一根洁净的铂丝蘸取H溶液,在酒精灯外焰上灼烧,火焰呈黄色,证明含钠元素。
6.D
装置 发生反应的化学方程式
C CaCO3+2HCl CaCl2+CO2↑+H2O
B NaHCO3+HCl NaCl+CO2↑+H2O
A NaCl+NH3+CO2+H2O NaHCO3↓+NH4Cl
使用“多孔球泡”可增大气体与溶液的接触面积,加快NH3吸收速率,不能防止倒吸,A错误;X溶液应为饱和NaHCO3溶液,B错误;根据装置C中反应可写出其离子方程式为CaCO3+2H+ Ca2++CO2↑+H2O,C错误;NaHCO3固体受热分解得到Na2CO3固体,故利用锥形瓶中所得NaHCO3制备Na2CO3固体时,需进行过滤、洗涤、干燥及焙烧等过程,D正确。
7.答案 (1)NaHCO3
(2)加入Na2CO3溶液和加入蒸馏水的pH变化曲线相似 HC+OH-+Ca2+ CaCO3↓+H2O
(3)ADCB 偏小
解析 (1)实验中Na2CO3溶解时温度升高,放出热量,而NaHCO3溶解时温度降低,吸收热量。(2)实验中Na2CO3溶液和澄清石灰水反应生成CaCO3沉淀和NaOH,反应的离子方程式为Ca2++C CaCO3↓;澄清石灰水中滴加Na2CO3溶液的pH变化曲线与滴加蒸馏水的pH变化曲线基本重合,说明OH-未参与该反应。滴加NaHCO3溶液的烧杯中,开始时Ca(OH)2过量,反应的离子方程式为HC+OH-+Ca2+ CaCO3↓+H2O。(3)为测定样品中NaHCO3的含量,利用NaHCO3的不稳定性,加热使其分解,产生的CO2通过浓硫酸干燥,再通过碱石灰吸收CO2,最后为防止空气中的水蒸气及CO2进入C而引起干扰,可连接一个干燥装置,故仪器的连接顺序为ADCB。由于没有使用N2等排出装置内残留的气体,导致A装置中可能残留CO2,使得CO2不能被C装置全部吸收,故使测定结果偏小。
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第二章 海水中的重要元素——钠和氯
第一节 钠及其化合物
第2课时 钠的化合物 焰色试验
基础过关练
题组一 氧化钠与过氧化钠
1.(经典题)(2024河北石家庄精英中学期中)下列关于钠及其氧化物的说法正确的是 ( )
A.氧化物的氧化性:Na2O>Na2O2
B.阳离子与阴离子个数比:Na2O>Na2O2
C.Na、Na2O、Na2O2分别与水的反应均为氧化还原反应
D.Na2O、Na2O2颜色不同,均能与CO2反应
2.(2024湖北宜昌协作体期中)某化学兴趣小组在学校科技节活动中表演了“滴水生火”的小魔术。如图所示,在坩埚中放一小团脱脂棉,在里面裹入一种淡黄色的化合物,用胶头滴管滴几滴水,一会儿脱脂棉会燃烧起来。下列说法正确的是 ( )
A.该淡黄色化合物为Na2O
B.由“滴水生火”的小魔术可以得出有氢气生成
C.由“滴水生火”的小魔术可以得出该反应放热
D.为了更清楚地观察现象,需要近距离俯视坩埚
3.(2023河北武邑中学期中)Na2O2具有强氧化性,与木炭等还原性物质可发生反应。下列有关说法错误的是 ( )
A.Na2O2与CO2反应时,CO2是还原剂
B.紫色石蕊溶液中加入Na2O2粉末,溶液中有气泡产生,溶液最终变为无色
C.Na2O2与木炭反应时,Na2O2表现出强氧化性
D.Na2O2与SO2反应可生成Na2SO4
4.(2024山东聊城期中)过氧化钠是重要的化工原料,具有杀菌、消毒等多种用途,请回答下列问题:
(1)Na2O2在空气中易变质,写出Na2O2与CO2反应的化学方程式: 。
(2)若将Na2O2投入到含有下列离子的溶液中:N、I-、Na+,反应完毕后,溶液中上述离子数目几乎不变的有 (填离子符号)。
(3)Na2O2因保存不当易吸收空气中的CO2,某实验小组设计如图实验装置测定某样品中Na2O2的质量分数。
①装置A中发生反应的离子方程式为 。
②将实验装置组装好后,必须进行的第一步操作是 ;装置E中的试剂应是足量的 。
题组二 碳酸钠与碳酸氢钠
5.(教材习题改编)碳酸钠俗称纯碱,某小组同学在实验室探究Na2CO3的性质,下列叙述中不正确的是 ( )
A.Na2CO3属于盐,在一定条件下可能与碱反应
B.向盛有Na2CO3溶液的试管中,滴加2滴酚酞溶液后变成浅红色
C.向盛有Na2CO3溶液的试管中,逐滴加入盐酸立即产生气泡
D.向盛有Na2CO3溶液的试管中,滴加CaCl2溶液产生白色沉淀
6.(经典题)(2024广东深圳期中)下列关于Na2CO3与NaHCO3性质的叙述中正确的是 ( )
A.相同条件下,热稳定性:Na2CO3
C.质量相同时,分别与同体积、同浓度稀盐酸反应,生成气体的速率:Na2CO3>NaHCO3
D.质量相同时,分别与足量的盐酸反应,生成CO2的质量:Na2CO3=NaHCO3
7.(2024北京日坛中学期中)为除去括号内的杂质,所选用的试剂或方法错误的是 ( )
A.CO2气体(HCl):饱和NaHCO3溶液
B.Na2CO3固体(NaHCO3):加热至不再产生气体
C.NaHCO3溶液(Na2CO3):通过量CO2
D.Na2CO3溶液(Na2SO4):加入适量Ba(OH)2溶液,过滤
8.(2023福建泉州月考)探究小组利用图示实验装置探究碳酸钠与碳酸氢钠的热稳定性。
观察到的实验现象如表所示:
编号 药品 装置B 装置C
① 久置 碳酸钠 白色变 蓝色 开始断断续续产生气泡,一段时间后,没有气泡,溶液保持澄清
② 碳酸 氢钠 白色变 蓝色 开始断断续续产生气泡,一段时间后,产生连续气泡,溶液变浑浊
根据上述实验现象,回答下列问题:
(1)实验①,无水硫酸铜变蓝的原因是 。
(2)上述实验开始时均断断续续产生气泡的原因是 ,连续产生气泡的原因是 (用化学方程式表示),溶液变浑浊的离子方程式为 。
(3)实验结论为热稳定性:Na2CO3 NaHCO3(填“>”“<”或“=”)。
题组三 焰色试验
9.(2024黑龙江哈尔滨质量检测)节日里的焰火美不胜收。下列物质的焰色试验中火焰呈绿色的是 ( )
A.Na2O2 B.KNO3 C.CuCl2 D.CaCl2
10.(2023重庆育才中学期中)焰色试验过程中铂丝的清洗和灼烧、钾元素焰色的观察两项操作如图所示,下列叙述中错误的是 ( )
A.每次实验都要先将铂丝灼烧至与原来火焰颜色相同,再蘸取被检验的物质
B.钾元素的焰色要透过蓝色钴玻璃观察
C.元素处于游离态或化合态时产生的焰色可能不同
D.没有铂丝可用光洁无锈的铁丝代替
题组四 钠的化合物的应用
11.(2024黑龙江黑河月考)下列有关钠的化合物的说法不正确的是 ( )
A.可用碳酸钠等碱性物质处理废水中的酸
B.碳酸氢钠俗称小苏打,可用于食品发酵
C.灼烧白色粉末,火焰呈黄色,证明原粉末中有钠元素,无钾元素
D.Na2O2可做供氧剂、漂白剂
12.(2023河北石家庄精英中学期中)下列说法正确的是 ( )
A.NaHCO3药片是抗酸药,服用时喝些醋能提高药效
B.用相同质量的NaHCO3制造灭火剂比用Na2CO3制造灭火剂的效果好
C.Na2CO3可用于制造洗涤剂,因为Na2CO3是碱
D.五彩缤纷的烟花是金属单质燃烧所致
能力提升练
题组一 过氧化钠的特性及相关的计算
1.(2024天津塘沽第一中学期中)密闭容器中,6.6 g CO2与一定量的Na2O2固体充分反应后,气体变为3.8 g。下列说法正确的是 ( )
A.3.8 g气体全部是O2
B.3.8 g气体通过足量NaOH溶液后,气体减少2.2 g
C.O2是该反应的还原产物
D.反应后的固体是混合物
2.(易错题)(2024山东日照期中)化合物Na2O2、CaH2与水的反应分别为①2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑、②CaH2+2H2O Ca(OH)2+2H2↑。已知:CaH2中H元素的化合价为-1价。下列说法正确的是 ( )
A.Na2O2中阴、阳离子个数比为1∶1
B.反应①中水发生氧化反应,反应②中水发生还原反应
C.反应①和②中还原产物与氧化产物的化学计量数之比均为2∶1
D.当反应①和②中转移的电子数相同时,产生的O2和H2的分子数之比为1∶2
题组二 钠及其化合物间的相互转化
3.(教材深研拓展)侯德榜为我国化工事业的发展作出了卓越贡献,其研发的生产纯碱的主要流程如图所示。请结合流程图判断下列说法不正确的是 ( )
已知:氨气极易溶于水,且其水溶液呈弱碱性。
A.该流程中步骤①和②不可以调整顺序
B.该流程中可以循环利用的物质为CO2
C.该流程中产生碳酸氢钠的化学方程式为CO2+NH3+NaCl+H2O NaHCO3↓+NH4Cl
D.该流程中步骤③用离子方程式表示为2HC+CO2↑+H2O
4.(经典题)(2023河南南阳一中月考)元素的价类二维图指的是以元素的化合价为纵坐标,以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图像。下图为钠元素的价类二维图,其中的箭头表示部分物质间的转化关系,下列说法不正确的是( )
A.NaOH溶液可以与过量CO2反应实现转化关系①
B.Na2O2发生④⑤的转化均有O2产生
C.向Na2CO3溶液中不断滴加盐酸依次发生③和⑧的物质转化
D.转化②只能通过加热实现
5.(2024湖北武汉武钢三中月考)A~H为中学化学中常见的物质,转化关系如图所示,其中圆圈“○”内的物质是化合物,方框“□”内的物质是单质,A为医学上治疗胃酸过多的一种药剂,G为淡黄色固体,C在通常状况下为无色液体。
(1)反应①②③④中 (填序号)属于氧化还原反应。
(2)写出下列反应的化学方程式:
A→B+C+D: ;
F+C: 。
(3)写出下列反应的离子方程式:
A+H: 。
(4)A与D的混合物4.2 g在密闭容器中充分加热后剩余固体3.58 g,则原混合物中A与D的质量比为 。
(5)检验H溶液中金属阳离子的具体实验操作与现象是: 。
题组三 实验探究钠的化合物的性质
6.(2024湖北宜昌协作体期中)实验室模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3,反应原理为NaCl+NH3+CO2+H2O NaHCO3↓+NH4Cl(NH3极易溶于水)。下列说法正确的是 ( )
A.装置A中使用“多孔球泡”的作用是防止倒吸
B.装置B中X溶液为饱和Na2CO3溶液,主要作用是吸收混合气体中的HCl
C.装置C中发生反应的离子方程式为C+2H+ CO2↑+H2O
D.利用锥形瓶中所得物质制备Na2CO3固体,还需经历过滤、洗涤、干燥及焙烧等过程
7.(经典题)(2024山东临沂期中)Na2CO3和NaHCO3的性质存在差异,为进一步探究其性质,请根据某实验小组的实验探究回答有关问题。
(1)在两支试管中分别加入少量Na2CO3和NaHCO3(各约1 g),向这两支试管中分别滴入几滴水,振荡,用温度计测定试管中溶液的温度变化如图1所示。溶解时吸收热量的物质是 (填化学式)。
图1
(2)如图2所示,分别向盛有10 mL澄清石灰水的烧杯中加入蒸馏水和等浓度的Na2CO3、NaHCO3溶液,利用传感器测得溶液pH与加入试剂体积的变化曲线如图3所示。滴加Na2CO3溶液的烧杯中OH-未参与该反应的实验证据是 ;滴加NaHCO3溶液的烧杯中开始时发生反应的离子方程式为 。(提示:溶液pH越小,OH-的浓度越小,溶液碱性越弱)
图2 图3
(3)某NaHCO3固体样品中含有Na2CO3杂质,某小组拟通过下列装置测定CO2的质量来计算样品中NaHCO3的含量,装置的连接顺序为
(每个装置仅使用一次);经分析,上述方案仍存在缺陷,会导致测定结果 (填“偏大”或“偏小”)。
A B C D
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.D 2.C 3.A 5.C 6.B 7.D 9.C 10.C
11.C 12.B
1.D Na2O2具有强氧化性,其氧化性比Na2O强,A错误;Na2O由Na+和O2-构成,Na2O2由Na+和构成,二者中阳离子与阴离子个数比均为2∶1,B错误;Na2O与水反应生成NaOH,不属于氧化还原反应,C错误;Na2O为白色固体,Na2O2为淡黄色固体,二者均能与CO2反应生成Na2CO3,D正确。
2.C 该魔术表演利用的是Na2O2与水的反应,即淡黄色固体为Na2O2,A错误;由“滴水生火”的小魔术可得出该反应放热,但无法确定生成的气体的成分,B错误、C正确;表演该魔术时需戴护目镜,不可近距离俯视坩埚,D错误。
3.A Na2O2与H2O、CO2反应时,Na2O2既是氧化剂又是还原剂,A错误;Na2O2与水反应生成NaOH和O2,溶液变蓝,Na2O2具有强氧化性,使溶液最终褪色,B正确;Na2O2具有强氧化性,而C、SO2均具有还原性,故Na2O2可与C、SO2发生氧化还原反应,可将C氧化成CO2,将SO2氧化成S,C、D正确。
4.答案 (1)2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2
(2)N
(3)①CaCO3+2H+ Ca2++H2O+CO2↑ ②检验装置的气密性 NaOH溶液
解析 (2)Na2O2具有强氧化性,能氧化I-;Na2O2与水反应生成NaOH,溶液中Na+数目增多,NaOH电离出的OH-与HC和水,溶液中HC减少,C增多,故溶液中N数目几乎不变。(3)②组装好实验装置后,第一步操作应检验装置的气密性;F是用排水法测定O2体积,E中应用NaOH溶液除去未反应的CO2,以免对后续实验造成影响。
5.C Na2CO3能与Ba(OH)2、Ca(OH)2等碱反应生成沉淀,A正确;Na2CO3溶液呈碱性,滴加酚酞溶液后变成浅红色,B正确;Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸,刚开始无明显现象,一段时间后产生气泡,C错误;向盛有Na2CO3溶液的试管中,滴加CaCl2溶液,有CaCO3白色沉淀生成。
知识拓展 向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸,依次发生反应①Na2CO3+HCl NaHCO3+NaCl、②NaHCO3+HCl NaCl+CO2↑+H2O,而向NaHCO3溶液中滴入盐酸立即产生气泡。可用图像表示为
Ⅰ表示Na2CO3与盐酸反应,OA、AB段发生反应的化学方程式分别为①、②,且两段消耗盐酸的体积相同。
Ⅱ表示NaHCO3与盐酸反应,且C点时NaHCO3完全反应。
6.B NaHCO3受热易分解,热稳定性:Na2CO3>NaHCO3,A错误;常温时,在水中的溶解度:Na2CO3>NaHCO3,B正确;Na2CO3与盐酸反应首先转化为NaHCO3,然后NaHCO3与盐酸反应放出CO2,质量相同时,分别与同体积、同浓度稀盐酸反应,生成气体的速率:Na2CO3
知识拓展 试剂除杂一般要遵循以下原则:
①不增——在除去杂质时,不引入新的杂质;②不减——不能减少被提纯的物质;③易分——操作简便、易于分离;④最佳——所选的方法在保证除去杂质的同时,最好能增加被提纯物质的量。
8.答案 (1)碳酸钠固体久置于空气中会吸收水生成Na2CO3·10H2O,再受热分解产生H2O
(2)开始加热时装置内的空气被排出 2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O CO2+Ca2++2OH- CaCO3↓+H2O
(3)>
解析 (1)碳酸钠固体久置于空气中会吸收水生成Na2CO3·10H2O,再加热产生水蒸气,会使无水硫酸铜变蓝。(2)开始加热时,装置内的空气被排出,断断续续产生气泡。后来NaHCO3受热分解产生连续的气泡,生成的CO2能使澄清石灰水变浑浊。(3)根据①②的实验现象可知,受热时NaHCO3发生分解反应,而Na2CO3受热未分解,故热稳定性:Na2CO3>NaHCO3。
9.C 钠元素焰色为黄色,钾元素的焰色为紫色(透过蓝色钴玻璃),铜元素的焰色为绿色,钙元素的焰色为砖红色,故选C。
10.C 为确保铂丝洁净,在使用前需用盐酸洗涤并灼烧至与原来火焰颜色相同,再蘸取被检验的物质,A正确;钾元素的焰色为紫色,易被钠元素的黄色掩盖,透过蓝色钴玻璃可以过滤黄光,便于观察到钾元素的焰色,B正确;元素处于游离态或化合态时产生的焰色相同,C错误;没有铂丝可用光洁无锈的铁丝代替,因为铁元素没有明显焰色,不会干扰实验,D正确。
11.C 灼烧白色粉末,火焰呈黄色,证明原粉末中有钠元素,但不能说明没有钾元素,观察钾元素的焰色时,需要透过蓝色的钴玻璃,C错误。
12.B NaHCO3与醋酸反应生成CO2,降低药效,A错误;相同质量的NaHCO3和Na2CO3,NaHCO3反应放出的CO2气体更多,且反应更快,故用NaHCO3制造灭火剂的效果好,B正确;Na2CO3是盐,不是碱,C错误;五彩缤纷的烟花是金属元素的焰色所致,D错误。
能力提升练
1.B 2.D 3.D 4.D 6.D
1.B 设参加反应的CO2的质量为a,生成的O2的质量为b,则根据
2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2 Δm
88 32 88-32=56
a b 6.6-3.8=2.8 g
解得a=4.4 g,b=1.6 g,故混合气体中m(O2)=1.6 g,m(CO2)=3.8 g-1.6 g=2.2 g,A错误;3.8 g气体通过足量NaOH溶液时,CO2完全反应,即气体减少2.2 g,B正确;该反应中Na2O2既是氧化剂又是还原剂,其中O2是氧化产物,C错误;该反应中CO2过量,说明Na2O2已反应完全,反应后固体只有Na2CO3,D错误。
2.D Na2O2中阴、阳离子分别为、Na+,即阴、阳离子个数比为1∶2,A错误。反应①中Na2O2既是氧化剂又是还原剂,水没有发生氧化反应;反应②中CaH2中H元素由-1价升至0价,H2O中H元素由+1价降至0价,H2O是氧化剂发生还原反应,B错误。反应①中Na2O2发生歧化反应,电子转移情况为,反应中转移2个电子时,仅有2个NaOH是还原产物(易错点),生成1个O2,还原产物NaOH与氧化产物O2的化学计量数之比为2∶1;反应②中H元素发生归中反应,还原产物与氧化产物化学计量数之比为1∶1;C错误。反应①转移2个电子时生成1分子O2,反应②转移1个电子时生成1分子H2,当两反应转移电子数相同时,产生的O2和H2的分子数之比为1∶2,D正确。
3.D NH3极易溶于水且其水溶液呈碱性,能吸收大量CO2,并得到大量NaHCO3,由于CO2在饱和食盐水中溶解度较小,CO2吸收效果不好,则步骤①、②不能调整顺序,A正确;NaHCO3受热分解生成CO2,饱和氨盐水吸收CO2生成碳酸氢钠,该流程中CO2可循环利用,B正确;流程中生成NaHCO3的化学方程式为CO2+NH3+NaCl+H2O NaHCO3↓+NH4Cl,C正确;NaHCO3受热分解不是在溶液中发生的反应,步骤③不能用离子方程式表示,D错误。
4.D NaOH溶液与过量CO2反应生成NaHCO3,即实现转化①,A项正确;Na2O2发生④、⑤的转化分别发生反应2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑、2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2,两反应均生成O2,B项正确;向Na2CO3溶液中不断滴加盐酸,依次发生反应Na2CO3+HCl(少量) NaCl+NaHCO3、NaHCO3+HCl NaCl+H2O+CO2↑,C项正确;通过加热和加入NaOH溶液均能将NaHCO3转化为Na2CO3,化学方程式分别为2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O和NaHCO3+NaOH Na2CO3+H2O,D项错误。
5.答案 (1)②③
(2)2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O 2Na+2H2O 2NaOH+H2↑
(3)HC+H2O
(4)2∶3
(5)取一根洁净的铂丝蘸取H溶液,在酒精灯外焰上灼烧,火焰呈黄色,证明含钠元素
解析 化合物G为淡黄色固体,化合物C在通常状况下为无色液体,二者反应生成单质E与化合物H,则G是Na2O2,C是H2O,H为NaOH,E是O2,由反应②可知单质F为Na,根据反应④可知D中含有Na元素,A是医疗上治疗胃酸过多的一种药剂,加热分解生成水、B及含Na元素的化合物D,可推知A是NaHCO3,B为CO2,D为Na2CO3,二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,符合转化关系。(1)反应①为2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑,无元素化合价的变化,不是氧化还原反应;反应②是2Na+O2 Na2O2,有元素化合价的变化,是氧化还原反应;反应③是2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑,有元素化合价的变化,是氧化还原反应;反应④是CO2+2NaOH Na2CO3+H2O,无元素化合价的变化,不是氧化还原反应,因此属于氧化还原反应的是②③。(2)A是NaHCO3,受热易分解生成CO2、Na2CO3和水,A→B+C+D反应的化学方程式为2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑;F是Na、C是H2O,Na和H2O反应生成NaOH和H2,反应的化学方程式为2Na+2H2O 2NaOH+H2↑。(3)A为NaHCO3,H为NaOH,A和H反应生成碳酸钠和水,反应的离子方程式为HC+H2O。(4)设碳酸氢钠质量为x。
2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑ Δm
168 106 168-106=62
x 4.2 g-3.58 g=0.62 g
,解得x=1.68 g,Na2CO3的质量为4.2 g-1.68 g=2.52 g,NaHCO3与Na2CO3的质量比为1.68∶2.52=2∶3。(5)H为NaOH,可用焰色试验检验Na+,实验操作为取一根洁净的铂丝蘸取H溶液,在酒精灯外焰上灼烧,火焰呈黄色,证明含钠元素。
6.D
装置 发生反应的化学方程式
C CaCO3+2HCl CaCl2+CO2↑+H2O
B NaHCO3+HCl NaCl+CO2↑+H2O
A NaCl+NH3+CO2+H2O NaHCO3↓+NH4Cl
使用“多孔球泡”可增大气体与溶液的接触面积,加快NH3吸收速率,不能防止倒吸,A错误;X溶液应为饱和NaHCO3溶液,B错误;根据装置C中反应可写出其离子方程式为CaCO3+2H+ Ca2++CO2↑+H2O,C错误;NaHCO3固体受热分解得到Na2CO3固体,故利用锥形瓶中所得NaHCO3制备Na2CO3固体时,需进行过滤、洗涤、干燥及焙烧等过程,D正确。
7.答案 (1)NaHCO3
(2)加入Na2CO3溶液和加入蒸馏水的pH变化曲线相似 HC+OH-+Ca2+ CaCO3↓+H2O
(3)ADCB 偏小
解析 (1)实验中Na2CO3溶解时温度升高,放出热量,而NaHCO3溶解时温度降低,吸收热量。(2)实验中Na2CO3溶液和澄清石灰水反应生成CaCO3沉淀和NaOH,反应的离子方程式为Ca2++C CaCO3↓;澄清石灰水中滴加Na2CO3溶液的pH变化曲线与滴加蒸馏水的pH变化曲线基本重合,说明OH-未参与该反应。滴加NaHCO3溶液的烧杯中,开始时Ca(OH)2过量,反应的离子方程式为HC+OH-+Ca2+ CaCO3↓+H2O。(3)为测定样品中NaHCO3的含量,利用NaHCO3的不稳定性,加热使其分解,产生的CO2通过浓硫酸干燥,再通过碱石灰吸收CO2,最后为防止空气中的水蒸气及CO2进入C而引起干扰,可连接一个干燥装置,故仪器的连接顺序为ADCB。由于没有使用N2等排出装置内残留的气体,导致A装置中可能残留CO2,使得CO2不能被C装置全部吸收,故使测定结果偏小。
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