第1章 认识化学科学
实验整合练 与钠、氯及其化合物相关的实验
实验1 钠及其化合物的制备及性质探究
1.某同学结合所学知识探究Na2O2与H2能否反应生成H2O,设计装置如图所示。下列说法正确的是( )
A.检验装置A气密性的方法:关闭K1,向长颈漏斗中加水,至漏斗中液面高于试管中液面,静置一段时间后,长颈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中盛放无水硫酸铜,目的是除去A中挥发出来的少量水蒸气
C.装置A也可直接用于大理石与稀硫酸反应制取CO2
D.D中盛放无水硫酸铜的作用是检验是否有空气中的水蒸气进入
2.已知NaH遇水蒸气剧烈反应。某小组设计如图实验装置制备NaH,下列说法错误的是( )
A.安全漏斗的作用之一是液封
B.装置A中的试剂可以是稀硫酸和粗锌
C.装置B中的试剂是浓硫酸
D.实验开始后先点燃C处酒精灯,再启动A中反应
3.某小组同学探究金属Na与不同浓度的盐酸反应,进行下列实验。下列说法不正确的是( )
实验装置 实验 实验操作 实验现象
实验1 0.36%HCl溶液中放入一小片金属钠 钠浮在液面上并来回游动,与水的反应剧烈程度相当
实验2 36%HCl溶液中放入与实验1表面积、质量基本相同的钠 钠浮在液面上并来回游动,不如实验1剧烈;表面出现白色固体,白色固体逐渐沉到烧杯底部;液体不沸腾,液面上方出现少量白雾
A.实验2中白色固体是NaCl
B.实验2中液面上方出现白雾是因为反应放热,加速盐酸的挥发
C.实验2不如实验1剧烈,说明盐酸浓度越大反应越不剧烈
D.实验2不如实验1剧烈的原因可能是表面包裹白色固体,使反应变慢
4.某化学兴趣小组利用金属钠和空气制备纯度较高的Na2O2(N2不与金属钠反应),可利用的装置如下:
回答下列问题:
(1)装置Ⅳ中盛放的试剂是 ,若没有该装置,可能导致生成的Na2O2中含有碳酸钠,其反应的化学方程式为 。
(2)若规定气体的气流方向从左到右,则各仪器接口的顺序应为:空气进入h→ (填字母)→d。
(3)装置Ⅱ的作用是 。
实验2 氯及其化合物的性质探究
5.84消毒液中含NaCl和NaClO。已知:酸性条件下,84消毒液中的NaCl和NaClO会反应生成氯气。实验小组同学围绕“84消毒液能否与医用酒精发生反应”这一问题进行了如下实验。
① 分别取40 mL 84消毒液和医用酒精混合均匀,并测量溶液温度变化 溶液温度由20 ℃升高至23 ℃,并产生大量气泡,略有刺激性气味,溶液颜色无明显变化
② 分别取40 mL医用酒精和蒸馏水混合均匀,水浴至23 ℃ 溶液中无明显现象
③ 分别取40 mL 84消毒液和蒸馏水混合均匀,水浴至23 ℃ 溶液中无明显现象,略有刺激性气味,溶液颜色无明显变化
④ 分别取40 mL 84消毒液、40 mL医用酒精和少量白醋,混合均匀 产生大量气泡,有强烈刺激性气味,溶液逐渐变为淡黄绿色
下列推断不合理的是( )
A.由①②可知,①中产生的大量气泡与酒精挥发无关
B.由①③可知,①中刺激性气味的产生可能与酒精无关
C.由①②③可推断,84消毒液与医用酒精混合后,溶液中发生了化学反应
D.由①④可推断,酸性条件有利于84消毒液与医用酒精发生反应
6.四氯化钛(TiCl4)极易与水反应,若遇空气中的水蒸气即产生“白烟”,常用作烟幕弹。其熔点为-25 ℃,沸点为136.4 ℃。某实验小组设计如下装置(部分加热和夹持装置省略),用Cl2与炭粉、TiO2制备TiCl4。下列说法错误的是( )
已知:实验室常用反应MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O制取Cl2,Cl2在饱和食盐水中的溶解度比较小。
A.②中应盛装饱和食盐水
B.冷凝管有冷凝、回流和导气的作用
C.反应结束时,应先停止③处的加热,后停止①处的加热
D.该设计存在不足,如④、⑤之间缺少防止水蒸气进入④的装置
7.实验室用如图所示装置进行氯气性质的探究并制备无水FeCl3。
查阅相关资料可知:①实验室常用反应MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O制取氯气,氯气在饱和食盐水中的溶解度比较小;②无水FeCl3在空气中易潮解,加热易升华。
(1)仪器a的名称为 。
(2)装置B的作用是 ,同时用作安全瓶(监测实验时装置C中是否发生堵塞);若装置C发生堵塞,则装置B中观察到的现象是 。
(3)装置C的作用是验证氯气是否具有漂白性,则实验时装置C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处依次放入的物质是 (填字母)。
A B C D
Ⅰ 干燥的有色布条 湿润的有色布条 干燥的有色布条 湿润的有色布条
Ⅱ 碱石灰 无水氯化钙 无水氯化钙 浓硫酸
Ⅲ 湿润的有色布条 干燥的有色布条 湿润的有色布条 干燥的有色布条
(4)装置D中发生反应的化学方程式为 。
(5)实验结束时,应先熄灭 (填“A”或“D”)处酒精灯;E中冷水的作用是 。
(6)装置E中的导管应接虚线框中的 (填字母)。
8.Cl2O是高效灭菌消毒剂,部分性质如表所示:
物理性质 化学性质
常温下,具有强烈刺激性气味的黄棕色气体 熔点:-116 ℃;沸点:3.8 ℃ 强氧化性;浓度过高时会发生爆炸;易溶于水且会与水反应生成次氯酸
实验室可利用反应HgO+2Cl2 HgCl2+Cl2O制取Cl2O,装置如图所示:
已知:①Cl2的沸点为-34.6 ℃;氨气的沸点为-33 ℃。
②装置①中发生反应的化学方程式为2KMnO4+16HCl(浓) 2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O。
③装置②中饱和氯化钠溶液可以除去氯气中的氯化氢。
(1)装置③中试剂是 ,装置⑥中主要反应的化学方程式为 。
(2)通入干燥空气的主要目的是 。
(3)装置⑤中盛有液氨制冷剂,在装置⑤中内管得到的Cl2O中可能含有的杂质是 。
(4)该设计中存在不足之处,改进的措施是 (用简要的文字叙述)。
(5)实验完成后,取装置⑥烧杯内溶液,滴加品红溶液,发现溶液褪色。某兴趣小组设计实验探究溶液褪色原因。
序 号 0.1 mol· L-1NaClO 溶液体 积/mL 0.1 mol· L-1NaCl 溶液体 积/mL 0.1 mol· L-1NaOH 溶液体 积/mL H2O体 积/mL 品红 溶液 现象
Ⅰ 5.0 0 0 5.0 3滴 较快 褪色
Ⅱ 0 5.0 a 0 3滴 不褪 色
Ⅲ 5.0 0 5.0 0 3滴 缓慢褪色
ⅰ.a= 。
ⅱ.由上述实验得出的结论是 。
答案与分层梯度式解析
第1章 认识化学科学
实验整合练 与钠、氯及其化合物相关的实验
1.A 检验装置A的气密性可通过液差法,具体操作为先关闭K1,然后向长颈漏斗中加水至漏斗中液面高于试管中液面,静置一段时间后,长颈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正确;装置B中应盛放碱石灰,用于除去氢气中混有的氯化氢和水蒸气,B错误;大理石与稀硫酸反应生成微溶的硫酸钙会包裹在固体表面,阻碍反应继续进行,C错误;D装置中盛放的无水硫酸铜用于检验过氧化钠与氢气能否反应生成水,D错误。
2.D
加入液体后,部分液体存于漏斗弯管中起液封作用,避免氢气从漏斗中逸出,A正确;装置A中稀硫酸与粗锌反应生成氢气,氢气在C中与Na反应,B正确;B是干燥氢气的装置,B中试剂应该为浓硫酸,C正确;先启动A中反应,利用生成的氢气将装置中的空气排出,再点燃C处酒精灯,D错误。
3.C 钠和盐酸反应生成氯化钠和氢气,氯化钠在浓度较大的盐酸中溶解度较低,所以实验2中钠表面有NaCl固体,故A正确;钠和盐酸反应放热,实验2中液面上方出现白雾是因为反应放热,加速盐酸的挥发,故B正确;一般反应物浓度越大,反应速率越快,盐酸浓度越大反应越剧烈,实验2不如实验1剧烈的原因是钠表面包裹白色固体,使钠与盐酸接触面积减小,反应变慢,故C不正确,D正确。
4.答案 (1)NaOH溶液 2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2 (2)gfeab(ba)c (3)防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置Ⅰ
思路分析 本题以Na2O2的制备为载体,考查实验装置的连接顺序、化学方程式的书写、实验方案的设计等,综合性较强。实验过程中应先除去空气中的二氧化碳,再除去空气中的水蒸气,剩余气体通入盛有钠单质的硬质玻璃管中,钠与氧气在加热条件下反应制备过氧化钠;为防止空气中的水和二氧化碳进入,需在装置Ⅰ后连接盛有碱石灰的干燥管。解题时先根据装置的作用判断装置的连接顺序,再判断接口的连接顺序。
解析 (1)装置Ⅳ是利用NaOH溶液除去空气中的二氧化碳,若没有该装置,空气中的二氧化碳和过氧化钠反应会生成碳酸钠,反应的化学方程式为2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2。(2)由思路分析知装置的正确连接顺序为Ⅳ、Ⅲ、Ⅰ、Ⅱ,各接口顺序为hgfeab(ba)cd。(3)装置Ⅱ中碱石灰可以防止空气中的水和二氧化碳进入装置Ⅰ。
5.D ①中84消毒液与医用酒精混合,溶液温度升高,产生大量气泡,而②中医用酒精和蒸馏水混合均匀,水浴至相同温度,却无明显现象,说明①中产生的气体不是乙醇蒸气,证明①中产生的大量气泡与酒精挥发无关,故A合理。①中84消毒液和医用酒精混合均匀,溶液温度升高,并产生大量气泡,略有刺激性气味,溶液颜色无明显变化;③中84消毒液和蒸馏水混合均匀并水浴至相同温度,产生的现象除无气泡外,其余与①相同,说明①中刺激性气味的产生可能与酒精无关,故B合理。由①②③可知84消毒液与医用酒精混合后,溶液中发生了化学反应,产生了新的物质,故C合理。在酸性条件下84消毒液中的NaCl、NaClO会反应产生Cl2,Cl2从溶液中逸出,不能说明酸性条件有利于84消毒液与医用酒精发生反应,故D不合理。
6.A 装置①制得的Cl2中含有HCl和水蒸气,TiCl4极易与H2O反应,遇空气中的水蒸气即产生“白烟”,HCl不会干扰实验,所以②中应盛装浓H2SO4,A错误;TiCl4的沸点较低,制得的TiCl4应经过冷凝处理,则该装置中冷凝管具有冷凝、回流和导气的作用,B正确;反应结束时,应先停止③处加热,后停止①处加热,可以使制得的TiCl4在氯气氛围中冷却,C正确;因TiCl4极易与水反应,所以应在装置④和⑤之间增加一个防止水蒸气进入④的装置,D正确。
7.答案 (1)分液漏斗 (2)除去氯气中的HCl气体 长颈漏斗中液面上升 (3)B (4)2Fe+3Cl2 2FeCl3 (5)D 降低温度,收集FeCl3 (6)h
思路分析 装置A制备氯气,装置B除去氯气中的氯化氢同时用作安全瓶,装置C验证氯气是否具有漂白性,装置D中铁和氯气在加热条件下反应生成氯化铁,装置E收集氯化铁,最后连接尾气吸收装置。
解析 (2)根据题给信息可知氯气在饱和食盐水中的溶解度比较小,装置B中盛装饱和食盐水,作用是除去氯气中的HCl气体;若装置C发生堵塞,装置B内压强增大,观察到的现象是长颈漏斗中液面上升。(3)装置C的作用是验证氯气是否具有漂白性,实验时装置C中Ⅰ处放湿润的有色布条(有色布条褪色),Ⅱ处放干燥剂干燥氯气,U形管中应装固体干燥剂,Ⅲ处放入干燥的有色布条(有色布条不褪色),说明干燥的氯气没有漂白性,故选B。(4)装置D中铁和氯气在加热条件下反应生成氯化铁,化学方程式为2Fe+3Cl2 2FeCl3。(5)为防止倒吸,实验结束时,应先熄灭D处酒精灯,再熄灭A处酒精灯;无水FeCl3受热易升华,E中冷水的作用是降低温度,收集FeCl3。(6)氯气有毒,为防止氯气污染空气,应连接氯气吸收装置,同时还要防止无水FeCl3潮解,故应选用碱石灰,E中的导管应接虚线框中的h。
8.答案 (1)浓硫酸 Cl2+2NaOH NaCl+NaClO+H2O (2)稀释Cl2O,防止Cl2O浓度过高发生爆炸 (3)Cl2 (4)装置⑤⑥之间加装一个盛有无水氯化钙的干燥管 (5)ⅰ.5.0 ⅱ.NaClO溶液具有漂白性;其他条件相同时,碱性越强,NaClO溶液的漂白能力越弱
思路分析
解析 (1)装置③中试剂是浓硫酸,干燥氯气;装置⑥中氢氧化钠溶液可吸收氯气,防止污染空气,反应的化学方程式为Cl2+2NaOH NaCl+NaClO+H2O。(2)根据已知信息Cl2O浓度过高时会发生爆炸,可知通入干燥空气的目的是稀释Cl2O,防止Cl2O浓度过高爆炸。(3)装置⑤中盛有液氨制冷剂,Cl2的沸点为-34.6 ℃,氨气的沸点为-33 ℃,Cl2O的沸点为3.8 ℃,在装置⑤中内管得到的Cl2O中可能含有杂质Cl2。(4)根据Cl2O易溶于水且会与水反应生成次氯酸,可知该设计中存在的不足之处是Cl2O收集装置后缺少干燥装置,改进的措施是装置⑤⑥之间加装一个盛有无水氯化钙的干燥管。(5)ⅰ.根据控制变量法,为使实验Ⅱ、Ⅲ中氢氧化钠浓度相等,a=5.0。ⅱ.由实验得出的结论是NaClO溶液具有漂白性;其他条件相同时,碱性越强,NaClO溶液的漂白能力越弱。
名师点睛 解答实验探究类试题的思路
该类试题通常会提供资料信息,综合性比较强,考查实验装置的选取、实验操作、实验装置的用途、药品的选择、实验方案的评价等,难度较大。做这类题目时,首先要认真读题和审题,读清设问,搞清设问的特殊指向性,然后要学会从中提取有效信息,联系已有知识,针对问题进行迁移应用,最后组织答案,语言要规范化。
12(共20张PPT)
研究物质的性质时,常运用观察、实验、分类和比较等方法,进行化学研究时还会用到假说
和模型的方法。
第2节 研究物质性质的方法和程序
知识点 1 研究物质性质的基本方法
必备知识 清单破
特别提醒 研究某种物质的性质时,只用一种方法往往得不出结论,有时需要多种方法综合
应用,比较法和实验法是常用的两种方法。
1.金属钠的性质和保存
(1)金属钠的物理性质
常温下,金属钠是一种银白色固体,密度比水小,熔点较低,硬度较小。
(2)金属钠的化学性质
①与水的反应
钠能与水反应生成氢氧化钠和氢气:2Na+2H2O 2NaOH+H2↑。(钠与水溶液的反应详见
定点1)
知识点 2 钠和钠的氧化物
反应条件 常温 加热
实验操作
实验现象 新切开的钠具有银白色的金属光泽,在空气中很快变暗 钠先熔化成小球,然后剧烈燃烧,火焰呈黄色,生成淡黄色固体
化学方程式 4Na+O2 2Na2O 2Na+O2 Na2O2
结论 钠的化学性质非常活泼,常温下可与空气中的O2反应,加热时更加剧烈 ②与氧气的反应
特别提醒 钠露置在空气中的变化
银白色金属钠(Na) 表面变暗(生成Na2O) 出现白色固体(生成NaOH) 表面变成
溶液(NaOH潮解) 白色块状物质(生成Na2CO3·10H2O) 白色粉末状物质(生成Na2CO3)。
③钠能与氯气、硫等多种非金属单质反应,生成氯化钠、硫化钠等。
(3)金属钠的保存
实验室保存少量钠,一般将其密封在煤油或石蜡油中。
2.氧化钠和过氧化钠
氧化钠(Na2O) 过氧化钠(Na2O2)
颜色、状态 白色固体 淡黄色固体
氧元素化合价 -2价 -1价
构成 Na+和O2-(个数比为2∶1) Na+和 (个数比为2∶1)
化学 性质 与H2O反应 Na2O+H2O 2NaOH 2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑
与CO2反应 Na2O+CO2 Na2CO3 2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2
与HCl反应 Na2O+2HCl 2NaCl+H2O 2Na2O2+4HCl 4NaCl+2H2O+O2↑
主要用途 制烧碱等 做供氧剂、漂白剂、消毒剂等
知识点３ 研究物质性质的基本程序
1.氯气的性质与用途
(1)氯气的物理性质
常温、常压下,氯气是黄绿色、有刺激性气味的有毒气体;密度比空气大;易液化;可溶于水,
常温下1体积水可溶解约2体积氯气。
(2)氯气的化学性质
①氯气与金属单质反应
氯气是一种非常活泼的非金属单质,容易与钠、铁、铜等金属单质发生反应。
a.与钠反应
2Na+Cl2 2NaCl(产生白烟)
知识点４ 氯及其重要化合物
b.与铁反应
2Fe+3Cl2 2FeCl3(产生棕褐色烟)
c.与铜反应
Cu+Cl2 CuCl2(产生棕黄色烟)
②氯气与非金属单质反应
将燃烧着的氢气的尖嘴导管伸入盛有氯气的集气瓶中,观察到的现象为安静地燃烧,发出苍
白色火焰,在集气瓶口上方出现白雾,反应的化学方程式为H2+Cl2 2HCl。
③氯气与水反应
反应的化学方程式为Cl2+H2O HCl+HClO,氯气的水溶液叫作氯水,其呈淡黄绿色。
④氯气与碱反应
a.与氢氧化钠反应:Cl2+2NaOH NaCl+NaClO+H2O(主要用来吸收多余的Cl2)。
b.与氢氧化钙反应:2Cl2+2Ca(OH)2 CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O(工业上用来制取漂白粉)。
(3)氯气的用途
氯气是一种具有重要用途的气体,在工业上大量用于制造盐酸、有机溶剂和杀菌消毒剂等。
2.新制氯水、久置氯水、液氯(详见定点2)
3.次氯酸的性质
(1)弱酸性:酸性比碳酸弱。
(2)不稳定性:见光易分解,化学方程式为2HClO 2HCl+O2↑;氯水须现用现配,保存在棕色
试剂瓶中。
(3)强氧化性:能使有色物质褪色,并能杀灭细菌,因此具有漂白作用和消毒作用。
知识拓展 次氯酸盐
次氯酸盐与空气中的二氧化碳和水蒸气反应可生成次氯酸,从而发挥漂白作用和消毒作用,
如次氯酸钙。
①次氯酸钙的稳定性比次氯酸强。
②次氯酸钙能与酸(如碳酸)反应生成次氯酸,漂白粉的漂白原理可用化学方程式表示为Ca
(ClO)2+H2O+CO2 CaCO3↓+2HClO。
③保存方法:密封、避光并置于阴凉干燥处保存。
1.金属钠很活泼,可以将溶液中比它不活泼的金属置换出来,这种说法正确吗 ( )
如将钠投入硫酸铜溶液中,钠先与水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠再与硫酸
铜反应生成硫酸钠和氢氧化铜沉淀。
2.钠在氯气中燃烧,产生大量白色烟雾,这种说法正确吗 ( )
“烟”是指固体小颗粒,而“雾”是指小液滴,钠在氯气中燃烧生成氯化钠固体,
产生大量白烟,没有雾。
知识辨析 判断正误，正确的画“ √” ，错误的画“ ” 。
提示
提示
3.金属钠着火时,可以用泡沫灭火器灭火,这种说法正确吗 ( )
钠燃烧生成的过氧化钠可与水、CO2等反应,故金属钠着火,不能用泡沫灭火器灭
火,可用沙土扑灭。
4.新制氯水滴在蓝色石蕊试纸上,试纸最终变红,这种说法正确吗 ( )
新制氯水呈酸性,可以使蓝色石蕊试纸变红,但新制氯水中还含有次氯酸,次氯酸
具有漂白性,能使变红的石蕊试纸褪色。
提示
提示
1.钠与水(滴有酚酞)的反应
关键能力 定点破
定点 1 钠与水溶液反应
实验操作 实验现象 解释
钠浮在水面上 钠的密度比水小
钠熔化成闪亮的小球 钠的熔点低,反应放热
小球在水面上四处游动,最后完全消失 反应产生的氢气推动小球游动
与水反应发出嘶嘶的响声 钠与水反应剧烈
滴有酚酞的溶液变红 反应生成NaOH
实验结论:常温下,钠与水剧烈反应,生成氢氧化钠和氢气,化学方程式为2Na+2H2O 2
NaOH+H2↑。
2.钠与盐溶液的反应
当钠加到盐溶液中时,一般是钠先与水反应生成NaOH和H2,再考虑生成的NaOH能否与盐反
应,即“先水后盐”。如将钠投入硫酸铜溶液中,发生的反应为2Na+2H2O 2NaOH+H2
↑、CuSO4+2NaOH Cu(OH)2↓+Na2SO4。但钠投入NaHSO4溶液中,Na直接与NaHSO4反
应,化学方程式为2Na+2NaHSO4 2Na2SO4+H2↑。
典例 将一小块钠投入下列溶液中,说法正确的是 ( )
A.放入饱和NaOH溶液中:有氢气放出,恢复到室温后溶液中溶质质量分数增加
B.放入稀CuSO4溶液中:有氢气放出,有红色固体析出
C.放入MgCl2溶液中:有氢气放出,有白色沉淀析出
D.放入滴有紫色石蕊的水中:有氢气放出,溶液变红
思路点拨 将钠投入除酸溶液以外的溶液中,一般钠与水反应生成NaOH和H2,考虑NaOH的
性质(如碱性、与溶质是否反应等)对溶液的影响。
解析
答案 C
1.新制氯水、久置氯水、液氯的比较
定点 2 新制氯水、久置氯水、液氯
液氯 新制氯水 久置氯水
物质类别 纯净物 混合物 混合物
颜色 黄绿色 浅黄绿色 无色
微粒 Cl2 H2O、Cl2、HClO、H+、Cl-、ClO-、OH- H2O、H+、Cl-、OH-
主要性质 具有氧化性 能导电,有酸性、氧化性、漂白性 能导电,有酸性
保存方法 低温密封 棕色试剂瓶盛装,避光并放在阴凉处 —
转化 液氯 新制氯水 久置氯水 2.新制氯水的性质探究
所加物质 新制氯水中参与反应的微粒 实验现象
AgNO3溶液 Cl- 产生白色沉淀
Na2CO3固体 H+ 有气泡产生
有色布条 HClO 布条颜色褪去
FeCl2溶液 Cl2 溶液变为棕黄色
SO2 Cl2、H2O 溶液浅黄绿色褪去
紫色石蕊试液 HClO、H+ 先变红后褪色
典例 下列有关实验现象、分析或结论都正确的是 ( )
实验现象 分析或结论
A 光照新制氯水有气泡冒出 氯水中含有Cl2,光照Cl2逸出
B 新制氯水中加入NaOH溶液,新制氯水黄绿色消失 新制氯水中有HClO分子存在
C 向镁粉中加入久置氯水,有无色无味的气体产生 久置氯水中的H+与Mg反应,产生H2
D 向氯水中加入盐酸酸化,再加入硝酸银溶液产生白色沉淀 氯水中有Cl-存在
思路点拨 明确新制氯水和久置氯水(相当于盐酸)的成分,同时掌握各成分的性质,是顺利解
答此类题目的关键。
解析 光照新制氯水时,HClO分解生成HCl、O2,产生的气体为O2,A错误;向新制氯水中加入
NaOH溶液,黄绿色消失,发生反应:Cl2+2NaOH NaCl+NaClO+H2O,说明新制氯水中含Cl2,
B错误;久置氯水相当于盐酸,向镁粉中加入久置氯水,H+与Mg反应生成无色无味的H2,C正确;
盐酸中含有Cl-,会干扰氯水中Cl-的检验,D错误。
答案 C第1章 认识化学科学
第2节 研究物质性质的方法和程序
第2课时 研究物质性质的基本程序
基础过关练
题组一 研究物质性质的基本程序
1.哈工大研究团队设计了一种使用Fe3O4磁性材料的微型纳米生物机器人。下列关于研究Fe3O4性质的基本程序中排序正确的是( )
a.观察Fe3O4的颜色、状态
b.设计并进行实验,观察实验现象
c.解释现象、得出结论
d.预测Fe3O4的性质
A.abcd B.adbc C.dbac D.dacb
2.非金属单质溴与氯气的性质很相似。在探究溴单质的性质时,其基本程序应该是( )
A.观察溴的外部特征→预测溴的性质→做实验并观察实验现象→解释和得出结论
B.做实验并观察溴的外部特征→分析、综合、推理得出结论
C.观察并做实验→分析实验现象→综合、推理得出结论
D.预测溴的性质→观察溴的外部特征→做实验并观察实验现象→解释和得出结论
题组二 氯气的性质
3.下列说法中,不正确的是( )
A.氯气是一种黄绿色有毒气体,密度比空气大
B.氯气常用于制备漂白粉等杀菌消毒剂
C.铁丝在氯气中燃烧,产生棕褐色的烟
D.纯净的氢气在盛有氯气的集气瓶中安静地燃烧,发出苍白色火焰,集气瓶口有白烟
4.(经典题)下列氯化物中,既能由金属和氯气直接化合制得,又能由金属和盐酸反应制得的是( )
A.CuCl2 B.FeCl2 C.MgCl2 D.FeCl3
5.(教材习题改编)某化学试剂厂不慎发生了氯气泄漏事故,泄漏出的氯气迅速向周围的居民区蔓延。下列自救措施合理的是( )
A.顺风向低凹处转移
B.及时戴上用氢氧化钠溶液浸湿过的口罩迅速转移
C.就近向地下商场转移
D.可以用毛巾蘸取肥皂水制作简易的防毒面具
6.(经典题)某化学教师为“氯气与金属钠反应”设计了如图装置的实验,实验时先给钠预热,等钠熔成圆球时,撤火,通入氯气,即可见钠燃烧,生成大量白烟。以下叙述错误的是( )
A.反应生成的大量白烟是氯化钠晶体
B.玻璃管尾部塞一团浸有碱液的棉花球是用于吸收过量的氯气,以免其污染空气
C.钠熔点高,所以先预热再反应
D.若在棉花球外沿滴一滴紫色石蕊溶液,可据棉球外沿呈蓝色判断氯气被碱液完全吸收
7.某研究性学习小组欲探究氯气的化学性质,设计如图所示的实验装置。
已知:该装置气密性良好;铜粉放在耐高温托盘内(防止硬质玻璃管炸裂)。
请回答下列问题:
(1)为防止铜与空气中的氧气反应,在加热之前应该进行的操作为 。
(2)当观察到AgNO3溶液中出现白色沉淀时,点燃酒精灯加热。写出AgNO3溶液中发生反应的化学方程式: 。
(3)硬质玻璃管中的实验现象为 ,反应的化学方程式为 。
(4)装置中空试管的作用是 。
(5)烧杯中氢氧化钠溶液的作用是 ,发生反应的化学方程式为 。
题组三 氯水的成分和性质
8.(易错题)在新制氯水中存在多种分子和离子,它们在不同的反应中表现出各自的性质。下列实验现象和结论一致且正确的是( )
A.向新制氯水中放入红色布条,一会儿红色布条褪色,说明新制氯水中有Cl2存在
B.新制氯水呈浅黄绿色,且有刺激性气味,说明有HCl分子存在
C.加入AgNO3溶液产生白色沉淀,说明新制氯水中有Cl-存在
D.加入NaOH溶液,新制氯水浅黄绿色消失,说明新制氯水中有HClO分子存在
9.某同学在pH试纸上滴几滴新制氯水,现象如图所示,下列说法中正确的是( )
A.该实验说明Cl2分子具有漂白性
B.若用久置的氯水进行实验,现象相同
C.该实验说明H+扩散速度比HClO分子快
D.将新制氯水放置几天,溶液酸性减弱
10.新制氯水中含有多种成分,因而具有多种性质,根据新制氯水分别与如图所示四种物质发生的反应回答下列问题(a代表光照新制氯水发生的反应,b、c、d、e代表物质间反应,且新制氯水足量)。
(1)能证明新制氯水具有漂白性的是 (填“b”“c”“d”或“e”)。
(2)c反应的现象是 ,e反应的现象是 ,b反应的化学方程式为 。
(3)新制氯水久置变为 ,用化学方程式表示原因: 。
(4)实验室中饱和氯水常保存于 (填“棕色试剂瓶”或“透明试剂瓶”)中。
题组四 次氯酸盐的性质和用途
11.有关漂白粉和漂白液的说法正确的是( )
A.漂白粉是纯净物,漂白液是混合物
B.漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2
C.工业上将氯气通入澄清石灰水制取漂白粉
D.漂白液的有效成分是NaCl
12.以NaClO、NaCl为主要成分的消毒液具有杀菌消毒作用,用该消毒液浸泡过的有色布条晾置在空气中一段时间,漂白效果更好。下列说法错误的是( )
A.该消毒液可与AgNO3溶液反应
B.晾置在空气中,有色布条会被空气中的氧气氧化,漂白效果更好
C.该消毒液与空气中的CO2反应生成HClO,漂白效果更好
D.将该消毒液长期露置在空气中,会失去杀菌消毒能力
能力提升练
题组 氯及其化合物性质的综合应用
1.部分常见含氯物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是( )
A.若d为钠盐,则d的稳定性强于e
B.将CO2通入d的钠盐溶液中,可以生成e
C.若d为钠盐,d和e均可用作漂白剂
D.a物质发生泄漏时,用NaOH溶液蘸湿的毛巾捂住口鼻撤退
2.(经典题)某同学进行有关Cl2的实验或操作,下列说法不正确的是( )
A.图Ⅰ中:实验现象证明干燥的氯气无漂白作用,潮湿的氯气有漂白作用
B.图Ⅱ中:闻Cl2的气味时应吸入足量氯气
C.图Ⅲ中:生成棕黄色的烟
D.图Ⅳ中:若气球膨胀,证明Cl2可与NaOH溶液反应
3.(不定项)向盛有紫色石蕊溶液的试管中持续通入氯气至过量,溶液颜色可能出现红色、无色、浅黄绿色等变化。下列叙述不正确的是( )
A.过程Ⅰ溶液由紫色变成红色,起作用的微粒是H+
B.过程Ⅱ溶液由红色变成无色,证明试管②中溶液不再呈酸性
C.过程Ⅲ溶液由无色变成浅黄绿色,证明溶液中有Cl2
D.若向紫色石蕊溶液中持续加入Na2O2粉末,会出现相同的颜色变化
4.某实验小组以冷的石灰乳和氯气为原料制备漂白粉的过程如下:在三颈烧瓶和烧杯中(实验装置如图)均加入一定量石灰乳,通入氯气和空气,反应20 min。停止通入气体,充分搅拌,取出糊状物,避光,晾干,密封保存。
(1)石灰乳和氯气反应的化学方程式为 。
(2)烧杯中石灰乳的作用是 。
(3)石灰乳吸收氯气放出热量,实验中控温的方法是 。
(4)该实验小组将饱和氯水慢慢滴入含有酚酞的NaOH溶液中,当滴到最后一滴时红色突然褪去。分析实验中红色褪去的原因时,他们产生了分歧。甲认为是氯水中的酸与NaOH溶液发生了中和反应,碱性减弱而使溶液褪色;乙认为是 。丙同学设计了如下实验:取褪色后的溶液于试管中,向其中滴加足量 (填化学式)溶液,溶液不变红,证明乙同学的分析是正确的。
答案与分层梯度式解析
第1章 认识化学科学
第2节 研究物质性质的方法和程序
第2课时 研究物质性质的基本程序
基础过关练
1.B 研究物质性质的基本程序为:观察物质的外部特征→预测物质的性质→实验和观察→解释和结论,所以正确的排序为adbc,故选B。
2.A 非金属单质溴与氯气的性质很相似,可以根据氯气的性质预测溴单质的性质,所以探究溴的性质时其基本程序是先从色、态方面观察溴的外部特征,然后根据氯气的性质预测溴可能具有的性质,再做实验验证预测,观察实验并记录现象,最后分析实验现象并用已知化学知识解释现象,得出结论,故选A。
3.D 氯气是一种黄绿色有毒气体,密度比空气大,故A正确;氯气可以和氢氧化钙等碱反应生成次氯酸盐,常用于制备漂白粉等杀菌消毒剂,故B正确;铁丝在氯气中燃烧,产生棕褐色的烟,产物为氯化铁,故C正确;纯净的氢气在盛有氯气的集气瓶中安静地燃烧,发出苍白色火焰,HCl在集气瓶口遇空气中的水蒸气形成白雾,故D不正确。
4.C 铜与盐酸不反应,故A错误;铁与氯气反应生成氯化铁,与盐酸反应生成氯化亚铁,故B、D错误;镁与氯气、盐酸反应均生成氯化镁,故C正确。
5.D 氯气的密度比空气大,应向地势较高处转移,不能向地下商场转移,故A、C不正确;氢氧化钠溶液有腐蚀性,不能佩戴用氢氧化钠溶液浸湿过的口罩,故B不正确;肥皂水呈碱性,能吸收氯气,故D正确。
6.C 钠熔点低,先预热是为了升高温度使氯气反应较完全,C错误。
7.答案 (1)通入氯气排尽装置中的空气
(2)Cl2+H2O HCl+HClO、HCl+AgNO3 AgCl↓+HNO3
(3)剧烈反应,产生棕黄色的烟 Cu+Cl2 CuCl2
(4)防止右侧试管中的水倒吸入硬质玻璃管中,使硬质玻璃管炸裂
(5)吸收多余的氯气,防止污染空气 Cl2+2NaOH NaCl+NaClO+H2O
解析 (1)为防止铜与空气中的氧气反应,在加热之前应该进行的操作为通入氯气排尽装置中的空气。
(2)氯气与水反应生成HCl,HCl能与硝酸银反应生成氯化银,故白色沉淀为氯化银,反应的化学方程式为Cl2+H2O HCl+HClO、HCl+AgNO3 AgCl↓+HNO3。
(3)干燥的氯气与铜粉在加热条件下剧烈反应生成氯化铜,化学方程式为Cu+Cl2 CuCl2。
(4)空试管的作用是防止右侧试管中的水倒吸入硬质玻璃管中,使硬质玻璃管炸裂。
(5)氢氧化钠溶液用于吸收多余的氯气,防止污染空气,发生反应的化学方程式为Cl2+2NaOH NaCl+NaClO+H2O。
8.C 新制氯水中HClO具有漂白性,使有色布条褪色的物质是HClO,故A错误;Cl2是黄绿色气体,且有刺激性气味,新制氯水呈浅黄绿色,且有刺激性气味,说明有Cl2分子存在,新制氯水中不存在HCl分子,故B错误;加入AgNO3溶液产生白色沉淀,沉淀为AgCl,说明新制氯水中有Cl-存在,故C正确;向新制氯水中加入NaOH溶液,浅黄绿色消失,发生反应Cl2+2NaOH NaCl+NaClO+H2O,说明有Cl2分子存在,故D错误。
易错分析 解答此类题目时,易混淆新制氯水成分与性质的对应关系。新制氯水的成分比较复杂,含有三分子(HClO、Cl2、H2O)和四离子(Cl-、H+、ClO-、OH-),与不同的物质反应时,表现出不同粒子的性质。
9.C 氯气与水反应生成的次氯酸具有漂白性,氯气本身不具有漂白性,故A错误;久置的氯水为稀盐酸,无漂白性,故B错误;由实验现象可知,滴加氯水后中间区域变为白色,由浅红色区域的位置可说明H+的扩散速度比HClO分子快,故C正确;新制氯水中的次氯酸见光会分解生成HCl和氧气,新制氯水放置几天后,溶液酸性增强,故D错误。
10.答案 (1)d (2)有白色沉淀产生 溶液浅黄绿色变浅 Na2CO3+2HCl 2NaCl+CO2↑+H2O (3)稀盐酸 2HClO 2HCl+O2↑ (4)棕色试剂瓶
解析 (1)新制氯水中含有H+、HClO等,溶液呈酸性,HClO有漂白性,所以新制氯水遇到石蕊溶液,溶液先变红后褪色,故能证明新制氯水具有漂白性的是d。(2)新制氯水中含有Cl-,能与AgNO3发生反应生成AgCl,现象是有白色沉淀产生;新制氯水中含有Cl2,新制氯水呈浅黄绿色,与NaOH溶液混合会发生反应:Cl2+2NaOH NaCl+NaClO+H2O,使溶液浅黄绿色变浅;HCl酸性强于碳酸,将新制氯水(足量)与碳酸钠溶液混合,HCl与Na2CO3反应,化学方程式为2HCl+Na2CO3 2NaCl+H2O+CO2↑。(3)HClO不稳定,见光易分解:2HClO 2HCl+O2↑,所以新制氯水久置变为稀盐酸。(4)HClO不稳定,见光易分解,实验室中饱和氯水常保存于棕色试剂瓶中。
11.B 漂白粉中含有氯化钙、次氯酸钙等,漂白液中含有氯化钠、次氯酸钠等,二者都属于混合物,故A错误;漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2,故B正确;氯气与Ca(OH)2反应制次氯酸钙,澄清石灰水中Ca(OH)2的浓度太小,不利于生产,工业上将氯气通入石灰乳制取漂白粉,故C错误;漂白液的有效成分为次氯酸钠,故D错误。
12.B 该消毒液的主要成分为NaClO、NaCl,能与AgNO3反应,故A正确;NaClO能与水、CO2反应生成HClO,HClO具有漂白性,所以用该消毒液浸泡过的有色布条晾置在空气中一段时间,漂白效果更好,故B错误、C正确;将该消毒液长期露置在空气中,生成的HClO会分解,逐渐失去杀菌消毒能力,故D正确。
能力提升练
1.D 根据氯元素的化合价和物质类别可判断a是氯气,b是HCl,c是盐酸盐,d是次氯酸盐,e是次氯酸;A项,次氯酸见光易分解,次氯酸钠的稳定性强于次氯酸,合理;B项,碳酸酸性强于次氯酸,CO2、H2O和NaClO反应可生成次氯酸,合理;C项,次氯酸和次氯酸钠均可用作漂白剂,合理;D项,氢氧化钠溶液腐蚀性强,氯气发生泄漏时,可用肥皂水蘸湿的毛巾捂住口鼻撤退,不合理。
2.B 干燥的有色布条不褪色,湿润的有色布条褪色,说明潮湿的氯气具有漂白性,是因为Cl2与水反应生成的HClO具有漂白作用,A项正确;Cl2有毒,闻气味时用手轻轻在瓶口扇动,使极少量气体飘入鼻孔,B项错误;Cu丝在Cl2中燃烧生成棕黄色的烟,C项正确;若Cl2与NaOH溶液反应,烧瓶内气体压强减小,外压大于内压,故气球会膨胀,D项正确。
3.BD 向盛有紫色石蕊溶液的试管中持续通入氯气至过量,溶液先变红后褪色,过程Ⅰ溶液由紫色变成红色,起作用的微粒是H+,故A正确;过程Ⅱ溶液由红色变成无色,是HClO漂白的结果,溶液中仍然含有盐酸,呈酸性,故B错误;过程Ⅲ形成饱和氯水,显浅黄绿色是因为溶解有Cl2分子,故C正确;Na2O2与H2O反应可看作两个过程:①Na2O2+2H2O 2NaOH+H2O2,②2H2O2 2H2O+O2↑,NaOH使溶液变为蓝色,H2O2具有漂白性,使蓝色褪去,故D错误。
4.答案 (1)2Cl2+2Ca(OH)2 CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O (2)吸收未反应的氯气,防止污染环境,提高氯气利用率 (3)用冷水浴 (4)氯水中的次氯酸有漂白性,使溶液褪色 NaOH
解析 (1)Ca(OH)2和氯气发生反应的化学方程式为2Cl2+2Ca(OH)2 CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。(2)多余的氯气可用石灰乳吸收,既可以防止污染环境,反应又可得到漂白粉的主要成分,提高氯气的利用率。(3)石灰乳吸收氯气放出热量,为降低温度,实验中可以采用冷水浴控温。(4)若由于次氯酸的漂白性使溶液褪色,则褪色后的溶液中加入氢氧化钠溶液不会恢复红色,故可向褪色后的溶液中加入足量氢氧化钠溶液,若溶液不变红,则证明乙同学分析正确。
16第1章 认识化学科学
第2节 研究物质性质的方法和程序
第1课时 研究物质性质的基本方法
基础过关练
题组一 研究物质性质的基本方法
1.查阅资料发现,金属钠不仅跟氧气、水反应,还能跟多种物质反应,其中包括与酒精在常温下的反应。要研究金属钠跟酒精反应以及金属钠跟水反应的异同点,下列研究方法中用不到的是( )
A.分类法 B.观察法 C.实验法 D.比较法
2.某同学将一小块金属钠和一块铁分别放在表面皿中,研究它们在空气中的稳定性,该学生采用的研究方法是 ( )
①假说法 ②实验法 ③分类法 ④比较法
A.②④ B.①③ C.②③ D.①②
题组二 钠的物理性质和保存方法
3.实验室中,用镊子从煤油中取出一小块金属钠,然后用滤纸吸干表面的煤油,再用小刀切开观察。在这一过程中,不能得出的钠的物理性质是( )
A.金属钠很软
B.钠的熔点很低
C.钠在常温下是固体
D.钠具有银白色的金属光泽
4.(教材习题改编)下列有关钠的取用方法、保存及存在形式的描述正确的是( )
A.实验室中,可用手直接取用少量的金属钠
B.实验室中,钠通常保存在煤油或石蜡油中
C.实验后剩余的金属钠要丢入垃圾桶,不能放回原试剂瓶中
D.钠元素在自然界中主要以化合态形式存在,少量以单质形式存在
题组三 钠与水的反应
5.实验室里做钠与水反应的实验时,不必使用的仪器是( )
①药匙 ②镊子 ③陶土网 ④滤纸 ⑤研钵 ⑥烧杯 ⑦坩埚 ⑧玻璃片
A.①③⑤⑦ B.②③④⑥
C.①③④⑧ D.②④⑤⑦
6.将绿豆粒大的钠块投入如图所示的烧杯中,可能出现的现象是( )
A.钠块只在煤油层中游动,并放出气体
B.钠块只在水层中游动,钠块熔化,水层变红
C.钠块在CCl4层和水层界面处游动并上下跳动,钠块熔化,水层变红
D.钠块在水层和煤油层界面处游动并上下跳动,钠块熔化,水层变红
7.如图是有关钠与水反应的实验装置。实验开始时先向管内加入滴有酚酞的水,使水位接近B端管口(Na与水未接触),然后迅速塞紧橡胶塞并拔掉大头针,此时Na掉入水中。
回答下列问题:
(1)钠与水反应的化学方程式为 。
(2)钠与水反应的现象很多,不同的现象证明不同的性质。
①能证明钠的密度比水小的现象是 。
②能证明钠的熔点低的现象是 。
③能证明有氢氧化钠生成的现象是 。
④能证明有气体产生的现象是A端液面 B端液面(填“高于”或“低于”)。
题组四 钠与氧气反应
8.(经典题)等质量的两小块钠,第一块在常温下与氧气充分反应,第二块在加热条件下与足量氧气反应。下列说法正确的是( )
A.两块钠的反应产物中钠元素的质量分数相同
B.两块钠消耗的氧气一样多
C.第一块钠的反应产物为淡黄色
D.两块钠的反应产物中钠元素的化合价都为+1价
9.(经典题)观察法是研究物质性质的一种基本方法。一同学将一小块金属钠露置在空气中,观察到下列现象:银白色→变暗→变白色→出现液滴→白色粉末状物质。下列说法正确的是( )
A.银白色的金属钠变暗是因为生成了过氧化钠
B.出现液滴是因为NaOH易潮解
C.上述每个过程都属于化学变化
D.最后得到的白色粉末状物质是NaOH
10.将钠和硫分别置于如图所示的两个盛满氧气的集气瓶中,燃烧完毕冷却至室温后,打开装置中的两个止水夹,这时观察到( )
A.水进入左瓶 B.水进入右瓶
C.水同时进入两瓶 D.水不进入任何一瓶
题组五 氧化钠和过氧化钠的性质
11.(经典题)下列对Na2O2和Na2O性质的有关叙述错误的是( )
A.Na2O2和Na2O长期置于空气中,最终产物相同
B.Na2O2和Na2O都能与CO2、H2O发生反应
C.Na2O2和Na2O分别与H2O反应都有NaOH生成
D.Na2O2与Na2O中阴、阳离子个数比不同
12.下列判断正确的是 ( )
A.可用水来检验Na2O粉末中是否含有Na2O2
B.可用CO2来检验Na2O粉末中是否含有Na2O2
C.可利用在纯氧气中加热的方法除去Na2O中的Na2O2
D.将足量的Na2O2、Na2O分别加到滴有酚酞的水中,最终溶液均为红色
13.过氧化钠可与二氧化碳反应放出氧气,因此常用在缺乏空气的场所,如矿井、坑道、潜水艇、宇宙飞船等。利用如图所示装置进行实验,模拟过氧化钠在呼吸面具或潜水艇中做供氧剂。
请回答下列问题:
(1)A是实验室中制取CO2的装置,其中盛装液体的仪器名称是 ;写出A中发生反应的化学方程式: 。
(2)B中盛装的试剂是NaHCO3溶液,其作用是 。
(3)写出C中CO2发生反应的化学方程式: 。
(4)D中盛装的试剂为 。
(5)下列关于试管F中收集到的气体的叙述错误的是 (填字母)。
A.可以用KClO3分解制取
B.可以使澄清石灰水变浑浊
C.可以使带火星的木条复燃
D.与其组成元素相同的某单质可用作自来水消毒剂
能力提升练
题组一 钠与水溶液反应
1.(不定项)将一小块金属钠分别投入足量的下列溶液中,有气体放出,且溶液质量减小的是( )
A.CuCl2溶液 B.HCl溶液
C.饱和NaOH溶液 D.Na2SO4溶液
2.(教材深研拓展)某课外活动小组为了探究钠与CuSO4溶液的反应,设计如图装置(夹持装置省略)。首先在U形管内加入少量煤油和几粒金属钠,再从U形管左端加入CuSO4溶液,一段时间后加热铜丝。回答下列问题:
(1)U形管中出现的现象是 (填字母)。
A.钠在煤油面上四处游动
B.有气泡生成,钠熔化成小球
C.溶液中有红色金属生成
D.溶液中有蓝色沉淀产生
(2)写出钠与CuSO4溶液反应总的化学方程式: 。
(3)铜丝的变化现象是 ,写出该反应的化学方程式: 。
题组二 过氧化钠的性质及探究
3.某化学兴趣小组在学校活动中表演了“滴水生火”的小魔术。如图所示,在坩埚内放一小团脱脂棉,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Na2O2与H2O反应放热
D.为了更清楚地观察到现象,需要近距离俯视坩埚
4.过氧化钠是中学化学中重要的化合物,某化学小组设计实验验证其相关性质。
(1)该小组同学取一定量过氧化钠粉末于试管中,加入足量冷水,待固体粉末全部反应后,仍可缓慢释放出气体。为探究该固体粉末反应后的溶液成分,设计如下实验:
①向甲中加入固体粉末的操作是 。
②乙中产生的气体是 (填化学式),设计实验证明: 。
③乙→丙过程说明固体粉末溶解后溶液中含有 (填化学式),MnO2在丙中的作用是 。
(2)为验证Na2O2与H2能否反应,该小组同学设计如下实验:
①仪器a的名称是 ;装置B的作用是 。
②若Na2O2与H2能反应产生H2O,该实验装置C、D之间还缺少检验反应产物H2O的装置,缺少的仪器和药品是 。
答案与分层梯度式解析
第1章 认识化学科学
第2节 研究物质性质的方法和程序
第1课时 研究物质性质的基本方法
基础过关练
1.A 研究金属钠跟酒精反应与金属钠跟水反应的异同点用到实验法、观察法、比较法,用不到的研究方法是分类法,故选A。
2.A 将两种金属暴露在空气中,通过实验研究它们在空气中的稳定性,②符合题意;两种金属分别放在表面皿中,采用比较法来研究它们在空气中的稳定性,④符合题意。
3.B 由题干中“取出一小块金属钠”可知钠在常温下是固体,“用小刀切开”说明钠很软;切开后可观察到钠具有银白色的金属光泽;没有加热将钠熔化,所以不能得出其熔点很低的性质。
4.B 金属钠与皮肤接触会腐蚀皮肤,不能用手直接接触金属钠,A错误;钠易与空气中的水蒸气、氧气等反应,不与煤油和石蜡油反应,且密度比煤油和石蜡油的大,因此实验室中,钠通常保存在煤油或石蜡油中,B正确;钠易与水发生反应产生氢气和NaOH,有危险性,实验后剩余的金属钠要放回原试剂瓶中,C错误;钠元素在自然界中都以化合态形式存在,D错误。
5.A 实验室里做钠与水反应的实验时,取钠块时用镊子,用滤纸吸干钠表面的煤油,用烧杯盛放水,在玻璃片上切割金属钠,所以题中所给仪器用不到的是药匙、陶土网、研钵、坩埚,故选A。
6.D 钠的密度比煤油的大,比水的小,则钠在水层与煤油层界面发生反应,产生的氢气使钠块四处游动并上下跳动,反应生成氢氧化钠,水层变红。
7.答案 (1)2Na+2H2O 2NaOH+H2↑
(2)①钠浮在水面上 ②钠熔化为光亮的小球
③溶液呈红色 ④高于
解析 (1)Na能与水发生置换反应,化学方程式为2Na+2H2O 2NaOH+H2↑。(2)①钠的密度小于水,所以钠浮在水面上;②反应过程中放热,钠熔化为光亮的小球,说明钠的熔点低;③水中滴有酚酞,酚酞溶液遇碱呈红色,反应后溶液呈红色,证明有氢氧化钠生成;④反应生成H2,而H2难溶于水,B端管内气体压强增大,液面下降,A端液面上升,最终A端液面将高于B端。
8.D 钠在常温下与氧气反应生成Na2O,钠在加热条件下与足量氧气反应生成Na2O2,氧化钠和过氧化钠中钠元素的质量分数不同,故A错误;根据化学方程式4Na+O2 2Na2O、2Na+O2 Na2O2可知,两块等质量的钠消耗氧气的量后者是前者的2倍,故B错误;钠在常温下与氧气反应生成白色的Na2O,故C错误;Na2O、Na2O2中钠元素的化合价均为+1价,故D正确。
9.B 银白色的金属钠变暗是因为金属钠与空气中的氧气反应生成了Na2O,Na2O2为淡黄色固体,A错误;出现液滴是Na2O与空气中的水蒸气反应生成的NaOH易潮解,NaOH吸收空气中的水蒸气形成了NaOH溶液,故B正确;NaOH发生潮解,属于物理变化,NaOH溶液与空气中的CO2反应生成Na2CO3晶体,Na2CO3晶体易风化,失去结晶水后得到Na2CO3白色粉末状固体,题述过程中既有物理变化,又有化学变化,C、D错误。
10.A 钠与氧气在加热条件下反应生成过氧化钠固体,化学方程式为2Na+O2 Na2O2,燃烧后冷却至室温,左瓶内气体体积减小,压强减小;硫与氧气在点燃条件下反应生成二氧化硫气体,化学方程式为S+O2 SO2,燃烧后冷却至室温,右瓶内气体体积不变,压强不变;所以燃烧完毕冷却至室温后,打开装置中的两个止水夹,水只会进入左瓶中,故选A。
11.D Na2O2和Na2O长期置于空气中最终都生成Na2CO3,A正确;Na2O2和Na2O都能与CO2、H2O发生反应,B正确;Na2O2和H2O反应生成NaOH和O2,Na2O和H2O反应生成NaOH,C正确;Na2O2由Na+和构成,其中阴、阳离子个数比为1∶2,Na2O由Na+和O2-构成,其中阴、阳离子个数比也是1∶2,D错误。
12.A 氧化钠和水反应生成氢氧化钠,过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气,将粉末放入水中,若有气泡产生则有过氧化钠,故可用水来确定Na2O粉末中是否含有Na2O2,A正确。二氧化碳和氧化钠反应生成碳酸钠,过氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,但过氧化钠和二氧化碳反应过程中无明显现象,故不可用CO2来检验Na2O粉末中是否含有Na2O2,B错误。氧化钠在加热条件下与氧气反应生成过氧化钠,不能用在纯氧气中加热的方法除去Na2O中的Na2O2,C错误。氧化钠加入滴有酚酞的水中,氧化钠与水反应生成氢氧化钠使溶液变为红色,过氧化钠加入滴有酚酞的水中,过氧化钠与水反应可看作两个过程:①Na2O2+2H2O 2NaOH+H2O2,②2H2O2 2H2O+O2↑;NaOH使滴有酚酞的溶液变为红色,H2O2具有漂白性,能使有色物质褪色,所以看到溶液先变红后褪色,D错误。
13.答案 (1)分液漏斗 CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2↑ (2)除去CO2中混有的HCl (3)2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+(4)NaOH溶液 (5)B
解析 (5)试管F中收集到的气体是O2。A项,实验室用KClO3分解可以制取O2,正确;B项,O2不可以使澄清石灰水变浑浊,错误;C项,O2可以使带火星的木条复燃,正确;D项,与O2组成元素相同的单质O3可用作自来水消毒剂,正确。
能力提升练
1.AC A项,将金属钠投入CuCl2溶液中,钠不能置换出铜,Na先与水反应生成氢气和氢氧化钠,氢氧化钠与氯化铜反应生成氢氧化铜沉淀,有气体放出且溶液质量减小,符合题意;B项,将金属钠投入HCl溶液中,反应生成氢气,但溶液的质量增大,不符合题意;C项,将Na投入饱和NaOH溶液中,Na与水反应生成氢气和NaOH,消耗掉部分水使NaOH结晶析出,溶液的质量减小,符合题意;D项,将钠投入硫酸钠溶液中,钠与水反应生成氢气和NaOH,但溶液的质量增大,不符合题意;故选AC。
归纳总结 钠与水溶液反应的规律
(1)钠与酸溶液反应,酸过量时,钠与酸反应;酸不足时,钠先与酸反应再与水反应。
(2)钠与碱溶液反应,实质是钠与水反应。
(3)钠与盐溶液反应,一般是钠先与水反应,再考虑氢氧化钠是否与盐发生复分解反应。
2.答案 (1)BD (2)2Na+2H2O+CuSO4 Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑ (3)黑色变为红色 H2+CuO H2O+Cu
解析 (1)钠的密度比煤油大,比水小,钠在煤油与水的界面处上下跳动,A错误;钠的熔点低,钠与水反应生成NaOH和H2,并放出热量,所以有气泡生成,钠熔化成小球,B正确;Na先和水反应生成NaOH和H2,NaOH再和CuSO4反应生成蓝色的氢氧化铜沉淀,溶液中没有红色金属生成,C错误、D正确。(2)总反应的化学方程式为2Na+2H2O+CuSO4 Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑。(3)反应中生成的氢气在加热条件下把氧化铜还原为红色的单质铜,化学方程式为H2+CuOH2O+Cu。
3.C Na2O为白色化合物,Na2O2为淡黄色化合物,故A错误;由“滴水生火”的小魔术可得出Na2O2与H2O反应放热,无法得出有氢气生成,故B错误、C正确;由于存在燃烧,近距离俯视存在安全隐患,所以不可近距离俯视坩埚,故D错误。
4.答案 (1)①先使试管倾斜,把盛有药品的药匙或纸槽小心地送至试管底部,然后使试管直立 ②O2 用带火星的木条接近试管口,木条复燃,说明生成氧气 ③H2O2 做催化剂 (2)①长颈漏斗 干燥氢气和吸收挥发出来的HCl气体 ②U形管和无水硫酸铜(合理即可)
解析 (1)②过氧化钠和水反应生成氧气,用带火星的木条接近试管口,木条复燃,说明生成氧气。③H2O2在MnO2催化下分解生成水和氧气,乙→丙过程说明固体粉末溶解后溶液中含有H2O2,MnO2在丙中的作用是做催化剂。
(2)
锌和稀盐酸反应生成氢气,盐酸具有挥发性,则装置B的作用是干燥氢气和吸收挥发出来的HCl气体,防止对实验产生干扰;无水硫酸铜为白色固体,遇水变蓝,所以可以用装有无水硫酸铜的U形管检验水的存在。
17
