周测3 钠及其化合物
一、选择题(本题共15小题,每小题4分,共60分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1.进行化学实验时应强化安全意识。下列做法正确的是( )
A.金属钠着火时使用干粉(主要成分为碳酸氢钠)灭火器灭火
B.实验时剩余的钠块,应放回原试剂瓶
C.浓硫酸溅到皮肤上时立即用稀氢氧化钠溶液冲洗
D.取用金属钠时,所需用品一般有小刀、镊子、玻璃片
答案 B
解析 碳酸氢钠受热易分解生成二氧化碳气体,而金属钠着火时会生成过氧化钠,过氧化钠与二氧化碳反应能产生氧气,因此不能用干粉(主要成分为碳酸氢钠)灭火器灭火,应用干燥的沙土灭火,故A错误;钠在空气中与水蒸气、氧气反应,可能引发安全事故,故实验时剩余的钠块不能随意丢弃,应放回原试剂瓶,故B正确;浓硫酸溶于水放热,且具有强腐蚀性,少量浓硫酸沾在皮肤上,应先用干抹布拭去,再用大量的水冲洗,最后涂上碳酸氢钠溶液,故C错误;取用金属钠时,所需用品一般有小刀、镊子、玻璃片和滤纸,故D错误。
2.(2025·甘肃高一期末)下列钠及其化合物的性质与用途具有对应关系的是( )
A.Na有还原性,可用于制造高压钠灯
B.Na2O2有漂白性,可用作呼吸面具的供氧剂
C.Na2CO3溶液呈碱性,可用作治疗胃酸过多
D.NaHCO3受热易分解,可用于焙制糕点
答案 D
解析 高压钠灯发出的黄光射程远,透雾力强,对道路平面的照明度比高压水银灯高几倍,故将钠应用于电光源上,与还原性无关,故A不符合题意;Na2O2与水、二氧化碳反应能生成氧气,可用作呼吸面具的供氧剂,与漂白性无关,故B不符合题意;Na2CO3溶液呈碱性,但碱性较强,不能用于治疗胃酸过多,故C不符合题意;NaHCO3受热易分解产生气体,可用于焙制糕点,对应关系正确,故D符合题意。
题点 钠及其化合物的性质与用途
难度 基础题
3.(2025·哈师大附中高一期末)用铂丝蘸取某混合液进行焰色试验,下列说法正确的是( )
A.焊在玻璃棒上的铂丝可用光洁无锈的铁丝代替
B.焰色试验有发光现象,所以是化学变化
C.透过蓝色钴玻璃观察到紫色火焰,证明原溶液有钾元素无钠元素
D.每次实验结束可用水洗净铂丝并在外焰上灼烧至没有颜色
答案 A
解析 光洁无锈的铁丝放在酒精灯上灼烧至无色,本身无颜色,故可用铁丝代替铂丝进行焰色试验,故A正确;焰色试验属于物理变化,故B错误;透过蓝色钴玻璃会滤去黄光,只看到紫色,说明样品中含钾元素,却无法判定是否含钠元素,故C错误;盐酸易挥发,其盐高温时也易挥发,灼烧时,盐酸及其盐可一起挥发掉,以达洗净的目的,实验完成后铂丝用盐酸洗净,在外焰上灼烧至没有颜色时再使用,故D错误。
题点 焰色试验
难度 基础题
4.将金属钠分别投入到下列溶液中,溶液质量增加的是( )
A.FeCl3溶液 B.K2SO4溶液
C.MgCl2溶液 D.饱和NaOH溶液
答案 B
解析 钠与氯化铁溶液反应时,先与水反应,生成的氢氧化钠再与氯化铁反应,总反应的化学方程式为6Na+2FeCl3+6H2O===6NaCl+2Fe(OH)3↓+3H2↑,由方程式知,溶液质量减少,故A不符合题意;钠与硫酸钾溶液反应的实质是钠与水反应,反应的化学方程式为2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,所以溶液质量增加,故B符合题意;钠与氯化镁溶液反应时,先与水反应,生成的氢氧化钠再与氯化镁反应,总反应的化学方程式为2Na+2H2O+MgCl2===H2↑+2NaCl+Mg(OH)2↓,由方程式知,溶液质量减少,故C不符合题意;钠与饱和氢氧化钠溶液反应的实质是钠与水反应,由于是饱和溶液,溶剂减少,会析出氢氧化钠固体,溶液质量减少,故D不符合题意。
5.(2025·广州高一段考)为研究Na的性质,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,熔成小球,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
硫酸铜 溶液 Ⅲ.Na浮在液面上,剧烈反应,没有出现红色物质,烧杯中有蓝色沉淀
下列说法错误的是( )
A.Ⅰ中现象说明Na与水反应放热
B.Ⅱ中反应比Ⅰ中剧烈是因为稀盐酸中的H+浓度比蒸馏水中的H+浓度大很多
C.Ⅲ中的蓝色沉淀可能是氢氧化铜
D.Ⅲ中没有出现红色物质,说明没有铜单质生成,可据此判断Cu2+氧化性弱于H+
答案 D
解析 根据Ⅰ中现象,熔成小球,说明Na与水反应放热,故A正确;Ⅱ中反应比Ⅰ中剧烈是因为稀盐酸中的H+浓度比蒸馏水中的H+浓度大很多,故B正确;钠和水反应生成氢氧化钠,氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀,Ⅲ中的蓝色沉淀可能是氢氧化铜,故C正确;Cu2+氧化性比H+强,故D错误。
题点 钠的性质实验
难度 基础题
6.某溶液中含有HC、C、Na+、N四种离子,若向其中加入Na2O2粉末,充分反应后(溶液体积变化忽略不计),溶液中离子浓度基本保持不变的是( )
A.N
B.C、N
C.HC、N
D.C、N、Na+
答案 A
解析 过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,溶液中钠离子浓度增大,反应生成的OH-与溶液中的HC反应生成C和H2O,溶液中HC浓度减小,C浓度增大,溶液中N浓度基本不变。
7.下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是( )
选项 实验操作 现象 解释或 结论
A 向溶液中加入稀盐酸产生无色气体,将气体通入澄清石灰水中 石灰水变浑浊 溶液中一定有C
B 向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2 溶液变浑浊 析出了NaHCO3晶体
C 用洁净铂丝蘸取溶液进行焰色试验 火焰呈黄色 溶液中有Na+、无K+
D 向Na2CO3粉末中滴加几滴水 少量溶解 Na2CO3易溶于水
答案 B
解析 向溶液中加入稀盐酸产生的气体能使澄清石灰水变浑浊,该溶液中也可能含有HC,故A错误;向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2,发生反应:Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3↓,因相同条件下,碳酸氢钠的溶解度小于碳酸钠,则有NaHCO3晶体析出,故B正确;火焰呈黄色,只能说明溶液中含有Na+,观察K+的火焰需要透过蓝色钴玻璃,故C错误;向Na2CO3粉末中滴加几滴水,少量溶解,没有准确的相对量的关系,不能说明碳酸钠溶解性大小,故D错误。
8.(2025·山东枣庄高一检测)实验室有一包白色固体,可能含有Na2CO3、NaHCO3中的一种或两种,下列说法正确的是( )
A.取一定量固体,溶解配成饱和溶液,向溶液中通入足量的CO2,观察到有晶体析出,说明原固体中一定含有Na2CO3
B.取样在试管中加热,将可能产生的气体全部通入澄清石灰水,若最终仍为澄清溶液,则样品中不含NaHCO3
C.取一定量的样品,利用如图所示装置测定样品中NaHCO3的含量,若球形干燥管增重,则所取样品中只含NaHCO3
D.已知固体样品同时含有NaHCO3和Na2CO3。现取一定质量的样品配成溶液,滴加Ba(OH)2溶液至沉淀完全,根据白色沉淀的质量不能求出Na2CO3的含量
答案 A
题点 物质的检验
难度 基础题
9.室温下,向某恒容密闭容器中装入8.4 g NaHCO3和7.8 g Na2O2,加热充分反应,下列说法不正确的是( )
A.反应后,冷却至室温,容器内压强增大
B.最终得到的气体为O2
C.剩余固体为10.6 g Na2CO3
D.将剩余固体溶于水配成100 g 溶液,所得溶液中NaOH的质量分数为4.0%
答案 C
解析 由2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O可知,NaHCO3受热分解生成Na2CO3、CO2和H2O,Na2O2分别与CO2、H2O反应生成Na2CO3、NaOH和O2。由分析知,反应中生成了氧气,故反应后,冷却至室温,容器内压强增大,故A正确;由分析知,最终得到的气体为O2,故B正确;剩余固体为10.6 g Na2CO3、4.0 g NaOH,将剩余固体溶于水配成100 g溶液,所得溶液中NaOH的质量分数为4.0%,故C错误,D正确。
10.(2024·北京高一期中)以不同类别物质间的转化为线索,认识钠及其化合物。
下列分析不正确的是( )
A.反应③表明CO2具有酸性氧化物的性质
B.反应④说明NaHCO3的热稳定性强于Na2CO3
C.反应⑤、⑥可用于潜水艇中氧气的供给
D.上述转化中发生的反应有分解反应、化合反应、置换反应
答案 B
解析 与碱反应生成盐与水的氧化物为酸性氧化物,二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,则反应③表明CO2具有酸性氧化物的性质,故A正确;碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠,则反应④说明Na2CO3的稳定性强于NaHCO3,故B错误;过氧化钠与水、二氧化碳反应生成氧气,可用过氧化钠为潜水艇中供给氧气,故C正确;④是分解反应、①是化合反应、②是置换反应,故D正确。
题点 钠及其化合物相互转化关系
难度 基础题
11.实验室用如图装置验证Na2O2可作为呼吸面具的供氧剂(C中放Na2O2),下列说法正确的是( )
A.A为气体发生装置,D为收集装置,利用向上排空气法收集O2
B.C中只发生反应2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,现象是固体从淡黄色慢慢变白色
C.A的锥形瓶和B中盛放的试剂可有多种选择,且均可用NaHCO3溶液
D.D为除杂装置,盛放的是NaHCO3溶液
答案 C
解析 A是CO2气体发生装置,D是除去CO2的除杂装置,E是收集装置,利用排水法收集O2,故A错误;C装置中发生反应:2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2和2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,故B错误;A中可用盐酸和NaHCO3反应制取CO2,B中可用NaHCO3除去挥发的HCl,故C正确;D是除杂装置,用于除去CO2,可用NaOH溶液,因为NaHCO3不与CO2反应,故不能用NaHCO3溶液,故D错误。
12.某探究小组为了解碳酸钠及碳酸氢钠的部分性质,设计了如下装置和实验,已知:图③、图④装置同时放入90 ℃的水中,气球都膨胀,装有饱和碳酸氢钠溶液的容器上的气球膨胀得更快。下列说法正确的是( )
A.加盐酸前,图①和图②中溶液都显红色,后者稍深
B.加盐酸过程中,图①气球开始有变化,图②气球无变化
C.在图③和图④中,加热过程中都产生CO2气体
D.在图③和图④中说明碳酸钠比碳酸氢钠稳定
答案 D
解析 碳酸钠及碳酸氢钠溶液都显碱性,其中碳酸钠溶液的碱性更强,则图①和图②中溶液都显红色,前者稍深,故A错误;碳酸钠和少量盐酸反应生成的是碳酸氢钠,没有气体生成,继续滴加盐酸,生成氯化钠、二氧化碳和水,有气泡产生;碳酸氢钠与盐酸反应立刻产生CO2,则加盐酸过程中,图①气球开始无变化,图②气球开始有变化,故B错误;碳酸钠加热不分解,故C错误;图③、图④装置同时放入90 ℃的水中,气球都膨胀,装有饱和碳酸氢钠溶液的容器上的气球膨胀得更快,说明碳酸氢钠不稳定,则碳酸钠比碳酸氢钠稳定,故D正确。
13.侯德榜先生是我国近代著名的化学家,他提出的联合制碱法得到世界各国的认可,主要化学反应为NaCl+NH3+H2O+CO2===NaHCO3↓+NH4Cl。工业流程如图,下列说法正确的是( )
A.应该向饱和食盐水中先通入足量NH3,再通入过量CO2
B.该工艺流程中发生了复分解反应、分解反应、氧化还原反应
C.滤渣的主要成分是Na2CO3,在相同温度下碳酸氢钠溶解度比碳酸钠大
D.最终所得“母液”不可循环利用
答案 A
解析 氨气极易溶于水,向饱和食盐水中通入氨气所得溶液呈碱性,继续通入过量二氧化碳形成碳酸氢钠的过饱和溶液,则析出碳酸氢钠晶体,主要反应为CO2+NH3·H2O===NH4HCO3、NH4HCO3+NaCl===NaHCO3↓+NH4Cl,可表示为CO2+NH3+H2O+NaCl===NaHCO3↓+NH4Cl,所得碳酸氢钠受热发生分解反应生成碳酸钠、水和二氧化碳,二氧化碳可以循环利用,向滤液中通入NH3、加入食盐,通过降温结晶析出氯化铵晶体。应该向“饱和食盐水”中先通入足量NH3,再通入过量CO2,A正确;据分析,该工艺流程中没有发生氧化还原反应,B错误;滤渣的主要成分是NaHCO3,在相同温度下碳酸氢钠溶解度比碳酸钠小,C错误;最终所得“母液”中含铵根离子、钠离子和氯离子,可循环利用,D错误。
14.已知NH4HCO3受热易分解,化学方程式为NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O。发酵粉是制作糕点的常见膨松剂,某发酵粉的主要成分是NH4HCO3、NaHCO3,某学生称取干燥的此发酵粉50 g,充分加热至质量不再改变,称取残留固体质量26.5 g,该发酵粉中NaHCO3与NH4HCO3的质量比为( )
A.4∶21 B.8∶21
C.21∶4 D.84∶79
答案 C
解析 残留固体为Na2CO3,其质量为26.5 g,设碳酸氢钠的质量为x g,则:
2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
84×2 106
x g 26.5 g
,解得x=42,发酵粉中碳酸氢铵的质量为50 g-42 g=8 g,因此发酵粉中NaHCO3与NH4HCO3的质量比为42∶8=21∶4。
15.(2025·长沙高一期末)甲、乙、丙、丁、戊五种物质间的相互转化关系如图,此五种物质的焰色均为黄色,其中乙为单质,仅丙、丁的溶液呈碱性。下列说法错误的是( )
A.乙与Cl2反应时生成大量白烟
B.固体丙具有吸水性
C.丁为正盐
D.丁与酸反应才能生成戊
答案 D
解析 焰色均为黄色,故是钠及其化合物之间的转化。乙为单质钠;戊为氯化钠;仅丙、丁的溶液呈碱性,根据转化关系,甲可能为氧化钠或过氧化钠,丙为氢氧化钠,丁为碳酸钠。钠在氯气中燃烧时,产生大量白烟,A正确;固体氢氧化钠具有吸水性,B正确;丁为碳酸钠,为正盐,C正确;碳酸钠与盐酸反应可以生成氯化钠,但不是唯一途径,碳酸钠溶液与氯化钙发生反应,也可以生成氯化钠,D错误。
题点 钠及其化合物之间的转化关系
难度 基础题
二、非选择题(本题共3小题,共40分)
16.(8分)钠是正常生长发育中不可或缺的元素,钠及其化合物的部分转化关系如图。
回答下列问题:
(1)物质C转化为D的化学方程式为 。
(2)(3分)某研究性学习小组拟用如图装置测定Na2O2和Na2O混合固体中Na2O的质量分数。
①正确连接装置后,检查装置气密性。称取5.0 g样品于烧瓶中,打开活塞。
②在f处收集产生的气体,最终得到气体的质量为0.8 g。
该Na2O2和Na2O混合固体中Na2O的质量分数为 。
(3)(3分)纯碱是钠的一种重要化合物,向稀盐酸中滴加少量纯碱溶液,发生反应的离子方程式为 。
答案 (1)2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O (2)22% (3)C+2H+===H2O+CO2↑
解析 (1)C是NaOH,NaOH和少量二氧化碳反应生成Na2CO3,反应的化学方程式为2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O。(2)设Na2O2的质量为x g。
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
156 32
x g 0.8 g
,x=3.9,该Na2O2和Na2O混合固体中Na2O的质量分数为×100%=22%。
(3)向稀盐酸中滴加少量纯碱溶液反应生成氯化钠、二氧化碳和水,发生反应的离子方程式为C+2H+===H2O+CO2↑。
题点 物质的制备
难度 基础题
17.(16分)(2025·郑州高一检测)某学生为探究钠与二氧化碳的反应,利用如图装置进行实验。
已知PdCl2能被一氧化碳还原得到黑色的Pd。请回答下列问题:
(1)(4分)请将如图各装置连接完整:c接f, 接 , 接 , 接 。
(2)(3分)若用稀盐酸与碳酸钙反应制备二氧化碳,在加稀盐酸时,发现碳酸钙与稀盐酸不能接触,而稀盐酸又不够了,为使反应能顺利进行,可向长颈漏斗中加入的试剂是 (填字母)。已知:四氯化碳、苯与稀盐酸均不反应,且四氯化碳的密度大于水,苯的密度小于水。
A.硝酸钠溶液
B.四氯化碳
C.苯
D.稀硝酸
(3)(6分)检查装置气密性并装好药品后,点燃酒精灯之前应进行的操作是打开弹簧夹,让二氧化碳充满整个装置,当观察到 时,再点燃酒精灯。此步操作的目的是 。
(4)(3分)反应过程中二氧化碳足量,假如装置⑤PdCl2溶液中观察到有黑色沉淀,装置①中固体成分只有一种,且向固体中加入稀盐酸产生能使澄清石灰水变浑浊的气体。写出钠与二氧化碳反应的化学方程式: 。
答案 (1)g d e a(或b) b(或a) h
(2)ABD
(3)装置⑤中澄清石灰水变浑浊 排尽装置中的空气,以免空气中O2、H2O干扰实验
(4)2Na+2CO2Na2CO3+CO
解析 (2)装置②中碳酸钙放置在多孔板上方,需要试管中液体浸没碳酸钙进行反应,加入硝酸钠溶液、稀硝酸都可以使溶液体积增大淹没碳酸钙;四氯化碳虽然与水不互溶,但密度比水大,所以加入后会在下层,使无机层液面上升淹没碳酸钙,而苯的密度比水小,会浮在稀盐酸上方,无法使稀盐酸淹没碳酸钙,所以选ABD。
(3)装置⑤中澄清石灰水变浑浊时,可以说明二氧化碳充满了整个装置;该操作可以排尽装置中的空气,以免空气中O2、H2O干扰实验。
(4)装置⑤PdCl2溶液中观察到有黑色沉淀,说明有CO生成;装置①中固体成分只有一种,且向固体中加入稀盐酸产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,根据元素守恒可知该固体应为碳酸钠,所以化学方程式为2Na+2CO2Na2CO3+CO。
题点 实验探究题
难度 基础题
18.(16分)“侯氏制碱法”促进了我国纯碱工业的发展。某化学兴趣小组在实验室中模拟并改进侯氏制碱法制备碳酸钠的实验流程如图。
回答下列问题:
(1)下列关于碳酸氢铵的说法中错误的是 (填字母)。
A.属于铵盐
B.属于碳酸氢盐
C.属于酸式盐
D.属于复合肥料
(2)“加热搅拌”中发生反应的化学方程式是 ,该反应属于 (填基本反应类型)。
(3)“300 ℃加热”需用到的仪器除酒精灯、坩埚、坩埚钳、三脚架外,还有 。
(4)除去NaHCO3溶液中混有的少量Na2CO3的最佳方法是 。
(5)检验Na2CO3中阳离子的实验方法是 。
(6)(4分)现将Na2CO3和NaHCO3的固体均匀混合物等分成两份。第一份充分加热至恒重,固体质量减少6.2 g;第二份与足量稀盐酸充分反应后,加热、蒸干、灼烧,得到固体23.4 g。则混合物中Na2CO3和NaHCO3的质量之比为 。
答案 (1)D (2)NaCl+NH4HCO3NH4Cl+NaHCO3↓ 复分解反应 (3)泥三角、玻璃棒 (4)通入过量的CO2 (5)焰色试验 (6)53∶84
解析 (6)第一份充分加热至恒重,碳酸氢钠受热分解:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,固体质量减少6.2 g,减少质量为水和二氧化碳的质量,所以m(NaHCO3)=×2×84 g=16.8 g;第二份与足量稀盐酸充分反应:Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑、NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑,反应后加热、蒸干、灼烧得到固体为氯化钠23.4 g,16.8 g NaHCO3与HCl反应生成11.7 g NaCl,则由Na2CO3与HCl反应生成的NaCl为11.7 g,由方程式可知m(Na2CO3)=10.6 g;则混合物中Na2CO3和NaHCO3的质量之比为53∶84。