2.1.1 钠及其氧化物 课时同步练（含解析）

第二章　海水中的重要元素——钠和氯
第一节　钠及其化合物
钠及其氧化物
◆ 知识点一　金属钠的性质
1. 下列叙述正确的是 (　)
A.切开的金属Na暴露在空气中,光亮表面逐渐变暗:2Na+O2Na2O2
B.钠失火时不能用水扑灭,应该用沙土盖灭
C.钠在空气中受热时,熔化为银白色的小球,产生黄色的火焰,生成白色粉末
D.钠在空气中长期放置,最终主要生成物为碳酸氢钠
2. 金属钠与水反应的实验中,能体现出钠的性质的是 (　)
A.黑色的金属 B.熔点高 C.硬度大 D.容易失电子
3.将一块金属钠投入足量的下列溶液中,既能生成气体,又能生成白色沉淀的是 (　)
A.稀硫酸 B.Ba(OH)2稀溶液 C.MgCl2溶液 D.CuSO4溶液
4.在盛有食盐水、盐酸、硫酸铜溶液的烧杯中分别投入少量等质量的金属Na,下列有关说法正确的是 (　)
A.三个烧杯中一定都会发生反应:2Na+2H2O2Na++2OH-+H2↑
B.钠与硫酸铜溶液反应,有单质铜生成
C.三个烧杯中反应的剧烈程度相同
D.三个烧杯中生成H2的量相同
5. 已知:钠可以和乙醇发生反应生成氢气。某同学按如图L2-1-1所示实验装置进行钠跟水反应的实验,据此判断下列说法正确的是 (　)
图L2-1-1
A.打开右端软塞,将一小块金属钠加入煤油中,反应前片刻,钠的位置在a处
B.反应一段时间后,左端液面上升进入长颈漏斗,b处有无色气泡产生
C.开始反应后,能观察到的实验现象是钠在b处液面以下的水中反应
D.若用乙醇来代替煤油,可观察到相同的实验现象
◆ 知识点二　氧化钠和过氧化钠
6.下列说法正确的是 (　)
A.Na2O2遇到紫色石蕊溶液后,石蕊溶液最终变成蓝色
B.Na2O2与CO2反应生成1个O2时转移4个电子
C.Na2O2投入CuCl2溶液中有蓝色沉淀及气泡产生
D.向饱和烧碱溶液中加入2 g Na2O2,反应完全且恢复至原温度后,溶液中Na+的数目不变
7.下列关于Na2O和Na2O2的叙述错误的是 (　)
A.由Na2O和Na2O2的性质可知,Na2O为碱性氧化物,而Na2O2属于过氧化物
B.Na2O2常用作呼吸面具的供氧剂
C.Na2O与H2O的反应属于化合反应,而Na2O2与H2O的反应属于氧化还原反应
D.Na2O中混有杂质Na2O2,可以通过在氧气中加热的方法除杂
8. 如图L2-1-2所示,若锥形瓶内是水,分液漏斗内的液体也是水,向烧杯内滴加水时,发现U形管内左边液面低于右边,恢复到原温度后
图L2-1-2
左边液面与右边基本相平,则烧杯内的物质是 (　)
A.过氧化钠
B.氧化钠
C.钠
D.氯化钠
9. 某实验小组通过如图L2-1-3所示实验,探究Na2O2与水的反应。依次进行下列操作,其中说法错误的是 (　)
图L2-1-3
A.关闭K1打开K2,分液漏斗中的水滴入乙后,产生大量气泡,带火星的木条复燃
B.关闭K2打开K1,乙中液体进入甲,溶液变红说明Na2O2与水反应的生成物显碱性
C.振荡烧杯,红色褪去,再加入氢氧化钠溶液又恢复红色
D.充分反应后取乙中溶液,加入MnO2又有气泡出现,MnO2起催化作用
10. 向过氧化钠与水反应所得溶液中滴加酚酞,酚酞先变红后褪色。某化学兴趣小组为探究其原因,进行了如图L2-1-4所示实验。实验①取反应后溶液加入MnO2,立即产生大量气体,使带火星的木条复燃;实验②③中红色均不褪去。下列分析错误的是 (　)
图L2-1-4
A.实验①中产生的气体为O2
B.过氧化钠与水反应需要MnO2作催化剂
C.实验②③可证明使酚酞褪色的不是氢氧化钠和氧气
D.过氧化钠与水反应可能生成了具有漂白性的H2O2
11. 为研究金属钠的化学性质,进行如下实验:
装置 实验
液体a 现象
蒸馏水 　Ⅰ.Na浮在液面上,剧烈反应,产生少量白雾
稀盐酸 　Ⅱ.Na浮在液面上,反应比Ⅰ中剧烈,产生白雾
浓盐酸 　Ⅲ.Na浮在液面上,反应比Ⅰ中缓慢,产生大量白雾,烧杯底部有白色固体
下列说法中不正确的是 (　)
A.Ⅰ中现象说明Na与水反应放热
B.Ⅰ中反应的离子方程式为2Na +2H2O2Na++2OH-+H2↑
C.Ⅲ中白雾比Ⅱ中多,说明Ⅲ中反应放热比Ⅱ中更多
D.推测Ⅲ中反应缓慢可能与Cl-的浓度以及生成的白色固体有关
12. 某化学小组用如图L2-1-5所示装置探究Na与H2O的反应,用铁丝插上一小块钠后,插入集气瓶b中,下列说法错误的是 (　)
图L2-1-5
A.将铁丝及金属钠插入溶液中,可观察到b中钠熔化成光亮的小球
B.水槽中肥皂泡均匀产生后,关闭弹簧夹d,打开弹簧夹c,集气瓶b中可以收集到H2
C.关闭弹簧夹,反应一段时间,可观察到a中产生紫色的喷泉
D.生成物NaOH在溶液中的电离方程式为NaOHNa++OH-
13. 如图L2-1-6所示,在蒸发皿中放一小块钠,加热至熔化时,用玻璃棒蘸取少量无水CuSO4粉末与熔化的钠接触,瞬间产生耀眼的火花,同时有红色物质生成。据此判断下列说法中不正确的是 (　)
图L2-1-6
A.上述反应是置换反应
B.加热且无水条件下,Na可以与CuSO4反应并生成Cu
C.上述反应放出大量的热
D.上述反应的离子方程式为2Na+Cu2+2Na++Cu
14. 某同学结合所学知识探究Na2O2与H2能否反应,设计装置如图L2-1-7所示,下列说法正确的是 (　)
图L2-1-7
A.装置A气密性的检查方法:直接向长颈漏斗中加水,当漏斗中液面高于试管中液面且高度不变说明气密性良好
B.装置B中盛放浓硫酸,目的是除去A中挥发出来的少量水蒸气
C.应先打开止水夹K1、K2,待氢气纯净后再加热装置C
D.装置A也可用于碳酸钠与盐酸反应制取CO2
15.实验室验证钠能与二氧化碳发生反应,并确定其产物的装置如图L2-1-8所示(已知:PdCl2溶液遇CO能产生黑色的Pd),下列说法错误的是 (　)
图L2-1-8
A.装置①的仪器还可以制取H2
B.装置⑤中石灰水变浑浊后,再点燃酒精灯
C.装置②③中分别盛装饱和Na2CO3溶液、浓H2SO4
D.装置⑥中有黑色沉淀,发生的反应是PdCl2+CO+H2OPd↓+CO2+2HCl
16.某校化学兴趣小组设计两种实验方案探究钠与水、碱溶液的反应。
方案1:按如图L2-1-9甲所示的方法,在室温时,向盛有饱和Ca(OH)2溶液的水槽中加入一小块金属钠。
图L2-1-9
(1)下列现象描述正确的是　　　(填字母代号)。
A.钠浮在液面上,并四处游动,最后消失
B.钠熔化成一个光亮的小球
C.反应开始后,溶液由无色变为红色
D.恢复到室温时,烧杯底部有固体物质析出
(2)请补充并完成甲实验中从试剂瓶中取出钠到向水槽中投入钠的有关操作:用镊子从试剂瓶中取出一小块钠→ →用镊子夹取切好的金属钠投入盛有饱和Ca(OH)2溶液的水槽中。
方案2:按如图乙所示方法进行实验并收集产生的H2。
(3)某同学用镊子夹住一小块钠,但钠很快脱落,实验没有成功。正确的关键操作应为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
17.过氧化钠(Na2O2)常用作漂白剂、杀菌剂、供氧剂,能与水和二氧化碳等物质发生反应,保存不当时容易变质。某实验小组以过氧化钠为研究对象进行了如下实验。
(1)探究 Na2O2样品是否已经变质:Na2O2在空气中久置易变质生成　　　　,现取少量样品加水溶解,加入　　　　溶液,充分振荡后有白色沉淀,证明Na2O2已经变质。
(2)该实验小组为了粗略测定这包Na2O2样品的质量分数,称取了m g样品,并设计如图L2-1-10所示装置来测定过氧化钠的质量分数。
图L2-1-10
已知:饱和NaHCO3溶液的作用是除去CO2中的HCl气体,E和F是排水集气装置。
写出装置C中发生的主要反应的化学方程式:　 。
②装置D的作用是　 。
③反应结束,待冷却后读出量筒内水的体积,将其折算成O2的质量为n g,则样品中过氧化钠的质量分数为　　　　×100%(用含m、n的最简式表示)。
第二章　海水中的重要元素——钠和氯
第一节　钠及其化合物
钠及其氧化物
1.B　[解析] 钠在室温下与空气中的氧气反应生成氧化钠,在加热条件下反应生成过氧化钠,A错误;钠会和水反应生成可燃性气体,且钠燃烧的产物Na2O2与水反应生成O2,故钠燃烧不能用水扑灭,应该用沙土盖灭,B正确;钠在空气中加热,Na受热熔化为银白色的小球,燃烧后产生黄色的火焰,反应生成的淡黄色固体为过氧化钠,C错误;钠在空气中长期放置,开始反应生成氧化钠,氧化钠与水反应产生NaOH,NaOH潮解产生NaOH溶液,然后吸收空气中的二氧化碳,反应产生碳酸钠,Na2CO3溶液结晶生成Na2CO3·10H2O,经风化得到碳酸钠粉末,故钠在空气中长期放置最终会变成碳酸钠,D错误。
2.D　[解析] 金属钠的颜色,与水反应的实验无关,且钠为银白色金属,A错误;金属钠与水反应放出的热量使得钠熔成小球,说明钠的熔点低,B错误;硬度大小与金属钠与水反应的实验无关,且金属钠本身的硬度较小,C错误;钠与水在常温下就剧烈反应放出H2,说明钠的性质很活泼,容易失电子,还原性强,D正确。
3.C　[解析] Na投入稀硫酸、Ba(OH)2稀溶液中,只有气体产生;Na投入MgCl2溶液中,发生反应:2Na+2H2O2NaOH+H2↑,MgCl2+2NaOHMg(OH)2↓+2NaCl,Mg(OH)2为白色沉淀;Na投入CuSO4溶液中,发生反应:2Na+2H2O2NaOH+H2↑,CuSO4+2NaOHCu(OH)2↓+Na2SO4,Cu(OH)2为蓝色沉淀。
4.D　[解析] 盐酸足量,Na只与HCl电离产生的H+反应,不与水反应,A错误;Na与硫酸铜溶液反应时,先与水反应生成NaOH和H2,NaOH再与CuSO4发生复分解反应生成Cu(OH)2沉淀,不能置换出铜,B错误;钠与盐酸反应更剧烈,C错误;Na无论与盐酸反应,还是与水反应,均存在定量关系:2Na~H2,故等质量的钠完全反应,生成H2的量相同,D正确。
5.B　[解析] 钠的密度大于煤油而小于水,故钠会沉在煤油与水的交界处,即b处,A错误;钠和水在b处反应生成NaOH和氢气,生成的氢气导致左端液面上升,进入长颈漏斗,b处有无色气泡产生,B正确;钠和水剧烈反应生成的氢气将钠带离水而进入煤油中,又因为重力作用而进入水中,如此往返,能观察到钠在煤油与水的交界处上下跳动,直至消失,C错误;乙醇和水互溶,且钠和乙醇也发生反应,所以不会出现相同的实验现象,D错误。
6.C　[解析] Na2O2遇到紫色石蕊溶液后,紫色石蕊溶液先变蓝后褪色,A错误;Na2O2与CO2反应,Na2O2中-1价氧元素变为0价和-2价,则生成1个O2 时转移2个电子,B错误;Na2O2投入CuCl2溶液中,Na2O2先与水反应生成NaOH和O2,产生气泡,NaOH再与CuCl2反应生成Cu(OH)2蓝色沉淀,C正确;向饱和烧碱溶液中加入2 g Na2O2,充分反应生成NaOH和O2,由于反应消耗水且生成NaOH,恢复至原温度后,形成过饱和溶液,析出NaOH固体,故溶液中Na+的数目减小,D错误。
7.D　[解析] Na2O和盐酸反应生成氯化钠和水,Na2O2和盐酸反应生成氯化钠、水和氧气,由Na2O和Na2O2的性质可知,Na2O为碱性氧化物,而Na2O2属于过氧化物,故A正确。Na2O2和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,Na2O2常用作呼吸面具的供氧剂,故B正确。Na2O与H2O反应生成氢氧化钠,属于化合反应;Na2O2与H2O反应生成氢氧化钠和氧气,有元素化合价变化,属于氧化还原反应,故C正确。Na2O在空气中加热生成Na2O2,在氧气中加热不能除Na2O中混有的杂质Na2O2,故D错误。
8.B　[解析] 过氧化钠溶于水放出热量并生成氧气,使容器内温度升高,气体增多,压强增大,U形管内液体慢慢右移,但恢复到原温度后左边液面仍然比右边低,A错误;氧化钠与水反应放出热量,使容器内温度升高,压强增大,U形管内液体慢慢右移,反应中没有气体生成,恢复到原温度后左边液面与右边基本相平,B正确;钠与水反应放热并生成氢气,使容器内温度升高,压强增大,U形管内液体慢慢右移,但恢复到原温度后左边液面仍然比右边低,C错误;氯化钠溶于水,无明显热效应,U形管中液面不变,D错误。
9.C　[解析] 过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,关闭K1打开K2,分液漏斗中的水滴入乙后,产生大量气泡,带火星的木条复燃,证明产生的气体为氧气,A正确;关闭K2打开K1,乙中液体进入甲,溶液变红说明Na2O2与水反应的生成物显碱性,有氢氧化钠生成,B正确;振荡烧杯,红色褪去,说明酚酞被氧化漂白,再加入氢氧化钠溶液不会恢复红色,C错误;充分反应后取乙中溶液,加入MnO2又有气泡出现,MnO2加快了溶液中过氧化氢的分解,则MnO2起催化作用,D正确。
10.B　[解析] 实验①是取反应后溶液加入二氧化锰,迅速产生大量气体,该气体能够使带火星的木条复燃,证明为氧气,A正确;过氧化钠与水反应不需要MnO2作催化剂,B错误;酚酞滴入氢氧化钠溶液变红色,氢氧化钠的酚酞溶液通入氧气,溶液红色不褪去,实验②③证明使酚酞褪色的不是氢氧化钠和氧气,C正确;实验①说明反应过程中生成了过氧化氢,具有漂白性,使红色褪去,D正确。
11.C　[解析] Ⅰ中钠与水剧烈反应:2Na+2H2O2Na++2OH-+H2↑,产生少量白雾,说明钠与水反应放热,使部分水变成水蒸气,A、B正确;浓盐酸的挥发性比稀盐酸的挥发性强,Ⅲ中挥发出HCl更多,故产生大量白雾,并非反应放出热量更多,C错误;Ⅲ与Ⅱ相比,Ⅲ中Cl-的浓度更大,可能影响Na与H+的反应,烧杯底部白色固体是生成的NaCl,D正确。
12.C　[解析] 钠和水反应生成氢氧化钠和氢气,该反应放热,钠的熔点低,可观察到b中钠熔化成光亮的小球,故A正确;钠和水反应生成氢氧化钠和氢气,待水槽中肥皂泡均匀产生后,关闭弹簧夹d,打开弹簧夹c,集气瓶b中可以收集到H2,故B正确;钠和水反应生成氢氧化钠和氢气,酚酞遇碱变红,关闭弹簧夹,反应一段时间,可观察到a中产生红色的喷泉,故C错误;NaOH是电解质,在溶液中的电离方程式为NaOHNa++OH-,故D正确。
13.D　[解析] 熔化的钠与无水CuSO4粉末发生置换反应生成硫酸钠和铜,钠作还原剂,硫酸铜作氧化剂,该反应为置换反应,A正确;加热且无水条件下,Na可以与CuSO4发生置换反应生成Cu,B正确;Na与CuSO4发生置换反应时瞬间会产生耀眼的火花,说明该反应为放热反应,反应时放出热量,C正确;该反应不在溶液中进行,不能写离子方程式,D错误。
14.C　[解析] 必须先关闭K1,形成密闭环境,再向长颈漏斗中加水,当漏斗中液面高于试管中液面且高度不变说明气密性良好,A项错误;A中生成的氢气混有水蒸气和氯化氢,两者都与Na2O2反应,干扰实验探究结果,所以B中的试剂要除去水蒸气和氯化氢,可选用碱石灰等固体干燥剂,不能选择浓硫酸,B项错误;氢气点燃前,要先确保氢气纯净,防止发生爆炸,C项正确;碳酸钠易溶于水,不能控制反应的发生与停止,D项错误。
15.C　[解析] 装置①为固体和液体不加热反应制备气体的装置,锌和稀硫酸反应制氢气可以用装置①,A正确;金属钠易与空气中的氧气、水蒸气等发生反应,实验之前,应用二氧化碳气体排尽装置中的空气,当装置⑤中石灰水变浑浊后,说明空气已排尽,再点燃酒精灯,可排除氧气、水蒸气等对钠与二氧化碳反应的干扰,B正确;装置①中反应产生的二氧化碳气体含有氯化氢和水蒸气,因为碳酸钠溶液与二氧化碳反应,应先用饱和碳酸氢钠溶液除去二氧化碳气体中的氯化氢,C错误;根据题给信息可知,PdCl2溶液与CO发生氧化还原反应生成黑色的Pd、二氧化碳和氯化氢,反应的化学方程式为PdCl2+CO+H2OPd↓+CO2+2HCl,D正确。
16.(1)ABD
(2)用滤纸吸干表面的煤油,在玻璃片上用小刀切一块绿豆大的钠粒,并将多余的钠放回原试剂瓶中
(3)用带有一些小孔的铝箔把钠包好,再用镊子夹住
[解析] (1)Ca(OH)2溶液中未滴加酚酞,溶液始终呈无色;Na与水反应生成NaOH;反应过程中放出热量且消耗水;恢复到室温时烧杯底部有Ca(OH)2固体析出。(3)钠与水剧烈反应,可用带孔的铝箔包住钠块,再用镊子夹住进行实验。
17.(1)碳酸钠　氯化钡(或氯化钙)
(2)①2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2　②吸收多余的CO2　③
[解析] (1)Na2O2在空气中放置,与空气中的H2O反应产生NaOH,NaOH吸收CO2变为Na2CO3,因此Na2O2在空气中久置易变质生成Na2CO3;若Na2O2在空气中变质生成Na2CO3,将其溶于水,向溶液中加入BaCl2(或CaCl2)溶液,发生离子反应产生BaCO3(或CaCO3)白色沉淀,使溶液变浑浊,据此可证明Na2O2在空气中已经变质。(2)在装置A中稀盐酸与CaCO3发生复分解反应产生CO2气体,在装置B中用饱和NaHCO3溶液可以除去CO2中的杂质HCl,在装置C中发生的主要反应为2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2,CO2气体中的少量水蒸气也可与Na2O2反应,2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,在装置D中用NaOH溶液除去未反应的CO2气体,用排水法收集O2,排出的水进入量筒中,根据排出H2O的体积计算O2的体积。
②装置D中NaOH溶液的作用是吸收多余的CO2。
③反应结束,待冷却后读出量筒内水的体积,将其折算成O2的质量为n g,根据物质反应转化关系可知2Na2O2~O2,m(Na2O2)=g,则样品中过氧化钠的质量分数为×100%=×100%。