1.对于反应:TiCl4+4Na4NaCl+Ti,下列说法正确的是( )。
A.该反应说明钠是强还原剂,可用于冶炼金属
B.该反应条件是TiCl4在熔融状态或水溶液中
C.Ti是氧化产物
D.TiCl4是还原剂
【答案】 A
【解析】该反应中钠是还原剂,TiCl4是氧化剂,NaCl是氧化产物,Ti是还原产物,因为钠能与水反应,所以该反应不能在水溶液中进行。
2.一小块金属钠长时间置于空气中,可能有下列现象,这些现象出现的先后顺序是( )。
①变成白色粉末 ②变暗 ③变成白色固体 ④表面变成液体
A.①②③④ B.②③④①
C.②③①④ D.③②④①
【答案】 B
【解析】钠在空气中发生如下变化:Na→Na2O→NaOH→Na2CO3·10H2O→Na2CO3。反应现象为:钠由银白色变暗,之后变成白色固体(NaOH),白色固体潮解,表面变成液体,与空气中的CO2、H2O结合形成白色晶体(Na2CO3·10H2O),最后晶体风化,变成白色粉末(Na2CO3)。
3．钠在液氨中溶剂化速度根快，生成蓝色的溶剂合电子，如图为钠投入溶剂化图，钠沉入液氨中，快速得到深蓝色溶液，并慢慢产生气泡。下列说法错误的是（ ）
A．钠的密度比液氨大
B．溶液的导电性增强
C．钠和液氨可发生以下反应：2NH3+2Na=2NaNH2+H2↑
D．0.1mol钠投入液氨里，Na共失去0.02mol电子
【答案】 D
【解析】A．钠沉入液氨说明钠的密度比液氨大，故A正确；
B．液氨中没有能导电的离子，而钠投入液氨中生成蓝色的溶剂合电子，能导电，说明溶液的导电性增强，故B正确；
C．反应中钠失去电子，只能是氢元素得到电子，所以钠和液氨可发生反应2NH3+2Na=2NaNH2+H2↑，故C正确；
D．钠投入液氨中反应得到H2，故0.1 mol钠反应失去0.1 mol电子，故D错误；
4.将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中,既有气体,又有白色沉淀产生的是( )。
①MgSO4溶液 ②Na2SO4稀溶液 ③饱和澄清石灰水 ④Ca(HCO3)2溶液 ⑤CuSO4溶液 ⑥饱和NaCl溶液
A.①④⑤⑥ B.②⑤
C.②④⑤⑥ D.①③④⑥
【答案】 D
【解析】2Na+2H2O2NaOH+H2↑,①中Mg2++2OH-Mg(OH)2↓;③中反应消耗水,溶液温度升高,Ca(OH)2的溶解度降低,析出Ca(OH)2沉淀;④中Ca2++HC+OH-CaCO3↓+H2O;⑤生成的Cu(OH)2是蓝色沉淀,不符合题意;⑥反应消耗水,水减少,NaCl析出。
5．下列关于氧化钠和过氧化钠的叙述正确的是（ ）
A．在Na2O2与水的反应中，氧化剂是Na2O2，还原剂是水
B．Na2O2和Na2O都是白色固体，都能与冷水作用得到O2和NaOH
C．相同物质的量的氧化钠和过氧化钠中阴离子物质的量之比为1：1
D．Na2O与Na2O2都能与水反应生成碱，它们都是碱性氧化物
【答案】 C
【解析】A．过氧化钠与水发生歧化反应，过氧化钠既是氧化剂又是还原剂，故A错误；
B．过氧化钠为淡黄色固体，氧化钠为白色固体，氧化钠与水反应只生成氢氧化钠，故B错误；
C．氧化钠中阴离子为氧离子，过氧化钠中阴离子为过氧根离子，则相同物质的量的氧化钠和过氧化钠中阴离子物质的量之比为1：1，故C正确；
D．过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，不是碱性氧化物，故D错误；
6．某溶液中含有下列六种离子：①②③Na+④Cl-⑤⑥，向其中加入一定量Na2O2后，溶液中离子浓度基本保持不变的是（ ）
A．只有⑥ B．④⑥ C．③④⑥ D．①②⑤
【答案】 B
【解析】Na2O2与水反应生成NaOH和O2，2Na2O2＋2H2O =4NaOH ＋O2↑，反应后溶液成碱性，OH-+=+H2O，故浓度减小、浓度增大，+ OH-= NH3 H2O，浓度减小，Na2O2具有强氧化性，被氧化生成，浓度减小，浓度不变的只有和Cl-。
7.将钠、镁、铝各0.3 mol分别投入100 mL 1 mol·L-1的盐酸中,同温同压下产生的气体体积之比是( )。
A.1∶2∶3 B.6∶3∶2 C.3∶1∶1 D.1∶1∶1
【答案】 C
【解析】三种金属投入盐酸中分别发生的反应为2Na+2HCl2NaCl+H2↑,2Na+2H2O2NaOH+H2↑,Mg+2HClMgCl2+H2↑,2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑。n(HCl)=0.1mol,金属的物质的量均为0.3mol。所以Na完全反应,产生氢气的物质的量为0.15mol。Mg、Al过量,两者与盐酸反应产生氢气的量取决于HCl的量,均为0.05mol。
8.如图所示,在烧杯中加入水和苯(苯的密度为0.88 g·cm-3,与水互不相溶,且不与钠反应)各50 mL,将一小粒金属钠(密度为0.97 g·cm-3)投入烧杯中,观察到的现象可能为( )。
A.钠在水层中反应并四处游动
B.钠停留在苯层中不发生反应
C.钠在苯的液面上反应并四处游动
D.钠在苯与水的界面处反应并可能上浮下沉
【答案】 D
【解析】苯与水互不相溶,且钠的密度介于苯和水的密度之间;加入钠后,钠处在苯与水的中间。由于钠能与水反应,生成氢气,氢气附着在钠的周围,浮力增大,钠上浮进入苯层,氢气放出后,浮力减小,钠又回到水层,这样上浮下沉至反应完全。
9．如下图装置，试管中盛有水，气球a中盛有干燥的Na2O2颗粒。U形管中注有浅红色的水。将气球用橡皮筋紧缚在试管口。实验时将气球中的Na2O2抖落到试管b的水中，可以观察到的现象是( )
A．U形管内红水褪色
B．试管内溶液变红
C．气球a被吹大
D．U形管水位：d【答案】 C
【解析】Na2O2与H2O发生的反应为2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，产生的O2使气球膨胀，气球a被吹大，该反应放出大量的热，使广口瓶中空气受热膨胀，压强增大，U形管中水位d>c，C正确。
10.将4.6 g Na放入95.4 g水中,所得溶液中溶质的质量分数( )。
A.等于4.6% B.等于8.0%
C.小于8.0% D.大于8.0%
【答案】 D
【解析】钠与水反应后,所得溶液中溶质为氢氧化钠,质量为8g,但是由于反应时有气体放出,溶液质量小于100g,溶质的质量分数大于8.0%。
11．在一定条件下。使12g CO和O2的混合气体充分反应，所得混合物在常温下跟足量的Na2O2固体反应，结果固体增重7g，原混合气体中O2的质量分数可能是（ ）
A．33.3% B．50% C．58.3% D．66.7%
【答案】 A
【解析】依次发生反应：2CO+ O22CO2、2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+ O2，总反应方程式为CO+ Na2O2= Na2CO3，固体质量增加的质量相当于燃烧的CO的质量，
①如果混合气体中CO不足量，混合气体中CO的质量为7g，O2的质量为12g-7g=5g，O2在混合气体中的质量分数=41.7%；
②若混合气体中O2不足量，设7gCO完全燃烧消耗O2的质量为x，则：
2CO+ O22CO2
56:32=7g:x
解得x=4g，混合气体中O2的质量分数= 33.3%。
2.3 g纯净的金属钠在干燥的空气中被氧化后得到3.5 g固体,由此判断其产物是( )。
A.只有Na2O B.只有Na2O2 C.Na2O和Na2O2 D.无法确定
【答案】 C
【解析】若2.3g钠全部生成Na2O,质量为3.1g;若2.3g钠全部生成Na2O2,质量为3.9g,因为3.1g<3.5g<3.9g,故氧化产物应为Na2O和Na2O2的混合物。
12.将金属钠投入下列物质中,有气体放出且溶液质量减小的是( )。
①HCl溶液 ②K2SO4溶液 ③CuCl2溶液 ④饱和NaOH溶液
A.①② B.②③
C.③④ D.①④
【答案】 C
【解析】Na投入水溶液中都有H2放出,关键看溶液质量减小这一条件。③中生成Cu(OH)2沉淀,④中析出NaOH晶体,使溶液质量减小。
13.向甲、乙、丙、丁四个均盛有1 000 mL水的烧杯中分别加入0.1 mol的钠、氧化钠、过氧化钠和氢氧化钠,固体完全反应(溶解)后,甲、乙、丙、丁四烧杯中溶质质量分数的大小顺序是( )(水的密度近似为1 g·mL-1)
A.甲<乙<丙<丁 B.丁<甲<乙=丙
C.甲=丁<乙=丙 D.丁<甲<乙<丙
【答案】 B
【解析】可用表格分析如下:
序号 投入物质 n(NaOH)/mol m(水)/g w(NaOH)
甲 Na 0.1 1000+2.3-0.1 丁<甲<乙=丙
乙 Na2O 0.2 1000+6.2
丙 Na2O2 0.2 1000+7.8-1.6
丁 NaOH 0.1 1000+4
14.将2.48 g Na与Na2O2的混合物与足量的水反应,在标准状况下得到672 mL混合气体,将混合气体用电火花引燃恰好完全反应,则Na与Na2O2的物质的量之比为( )。
A.2∶1 B.1∶2 C.1∶1 D.3∶1
【答案】 A
【解析】设Na和Na2O2的物质的量分别是xmol、ymol。
2Na+2H2O2NaOH+H2↑
2 1
x 0.5x
2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑
2 1
y 0.5y
2H2 + O22H2O
2 1
0.5x 0.5y
则有x=2y,即x∶y=2∶1。
17.某化学课外活动小组为了检验钠与水反应的产物,设计了下图所示装置(夹持装置已省略)。反应一会儿后加热铜丝。
根据反应中观察到的现象,回答下列问题:
(1)金属钠的变化现象是 。
(2)U形管中溶液的颜色 ,说明有 生成。
(3)铜丝的变化现象是 ,说明U形管中有 生成;若去掉后面的装置,则检验生成的气体的方法是 。
【答案】 (1)钠在水和煤油的界面处上下浮动且逐渐变小,熔化成闪亮的小球
(2)逐渐由无色变为红色 NaOH
(3)由黑色变为红色 H2 在玻璃管口处点燃气体,有淡蓝色火焰产生
【解析】该装置是钠与水反应实验的改进。由于使用了密封装置且增加了煤油,反应现象更便于观察,生成的物质更便于检验。钠位于水和煤油的界面处,与水发生反应2Na+2H2O2NaOH+H2↑,生成的H2与CuO在加热条件下发生反应H2+CuOCu+H2O。
17．某班级化学兴趣小组做如下实验，请回答相关问题：
(1)甲组做金属钠在空气中燃烧实验。实验室取用金属钠的方法是 。
(2)某同学想用金属钠和空气制备纯度较高的Na2O2(不考虑空气中的N2)，可利用的装置如下(每个装置必用一次)。
回答下列问题：
①装置Ⅳ中盛放的药品是 ，若没有该装置可能导致生成的Na2O2中含有 ，其反应的化学方程式为 。
②若气流的方向为从左到右，各仪器连接的顺序：空气进入 ， 接 ， 接 ，
接 (填字母)。
③装置Ⅱ的作用是 。
【答案】 (1)打开盛放金属钠的试剂瓶，用镊子取出，放在滤纸上吸干表面的煤油，再用小刀切下所需大小的钠块，余下的放回原试剂瓶，盖好瓶盖。
(2)① 氢氧化钠溶液， Na2CO3， 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
②h，g接f，e接a，b接c。
③防止空气中的水和二氧化碳进入装置Ⅰ
【解析】(2)要制备高纯度的Na2O2，需要除去空气中的CO2和水蒸气。装置Ⅲ的作用是除去水蒸气，装置Ⅳ的作用是用NaOH溶液除去CO2，如果不除去CO2，则CO2会与Na2O2反应生成Na2CO3；装置Ⅱ连接在硬质玻璃管末端，作用是防止空气中的水蒸气和CO2进入装置Ⅰ，所以连接顺序为空气→h→g→f→e→a→b→c或空气→h→g→f→e→b→a→c。
18．现有一定量含有Na2O杂质的Na2O2试样，用下图的实验装置测定Na2O2试样的纯度。(可供选用的反应物只有CaCO3固体、6 mol·L－1盐酸、6 mol·L－1硫酸和蒸馏水)
回答下列问题：
(1)实验前必须检查装置的气密性。仪器连接好后，在 中加适量的水，关闭A中分液漏斗活塞后微热试管，若看到 ，说明装置气密性良好。
(2)装置A中液体试剂选用盐酸而不是硫酸，理由是 。
(3)装置B的作用是 ；装置C的作用是 ；
装置E中碱石灰的作用是 。
(4)装置D中发生反应的化学方程式是 。
(5)若开始时测得样品的质量为2.0 g，反应结束后测得气体体积为224 mL(标准状况)，则Na2O2试样的纯度为 。
【答案】 (1)F(或G)，F中长导管水面上升，停止加热后水面下降(或G中导管口有气泡冒出)
(2)硫酸与CaCO3固体反应生成的CaSO4微溶于水，会覆盖在CaCO3固体表面，使反应不能持续进行。
(3)除去气体中的HCl；干燥气体；
吸收装置D中反应剩余的CO2。
(4)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2、Na2O＋CO2===Na2CO3。
(5)78%
【解析】(1)检查装置的气密性，应在装置连接好之后，关闭活塞，然后采用加热法使装置内气体压强增大，通过排出气体或形成液柱的现象判断。(2)实验室中用CaCO3与盐酸反应制取CO2，而不用H2SO4，原因是H2SO4与CaCO3反应生成的CaSO4溶解度较小，会覆盖在CaCO3固体表面，阻止反应的继续进行。(3)装置B、C为净化CO2的装置，E为吸收未反应的CO2的装置，因该实验通过测定生成O2的体积来计算Na2O2的纯度，故需将O2中的杂质气体除去。(5)根据反应2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2中Na2O2与O2的关系，可由生成O2的量计算样品中Na2O2的质量及纯度。专题3 从海水中获得的化学物质
第二单元 金属钠及钠的化合物
课时1 钠的性质与制备
1.对于反应:TiCl4+4Na4NaCl+Ti,下列说法正确的是( )。
A.该反应说明钠是强还原剂,可用于冶炼金属
B.该反应条件是TiCl4在熔融状态或水溶液中
C.Ti是氧化产物
D.TiCl4是还原剂
2.一小块金属钠长时间置于空气中,可能有下列现象,这些现象出现的先后顺序是( )。
①变成白色粉末 ②变暗 ③变成白色固体 ④表面变成液体
A.①②③④ B.②③④①
C.②③①④ D.③②④①
3．钠在液氨中溶剂化速度根快，生成蓝色的溶剂合电子，如图为钠投入溶剂化图，钠沉入液氨中，快速得到深蓝色溶液，并慢慢产生气泡。下列说法错误的是（ ）
A．钠的密度比液氨大
B．溶液的导电性增强
C．钠和液氨可发生以下反应：2NH3+2Na=2NaNH2+H2↑
D．0.1mol钠投入液氨里，Na共失去0.02mol电子
4.将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中,既有气体,又有白色沉淀产生的是( )。
①MgSO4溶液 ②Na2SO4稀溶液 ③饱和澄清石灰水 ④Ca(HCO3)2溶液 ⑤CuSO4溶液 ⑥饱和NaCl溶液
A.①④⑤⑥ B.②⑤ C.②④⑤⑥ D.①③④⑥
5．下列关于氧化钠和过氧化钠的叙述正确的是（ ）
A．在Na2O2与水的反应中，氧化剂是Na2O2，还原剂是水
B．Na2O2和Na2O都是白色固体，都能与冷水作用得到O2和NaOH
C．相同物质的量的氧化钠和过氧化钠中阴离子物质的量之比为1：1
D．Na2O与Na2O2都能与水反应生成碱，它们都是碱性氧化物
6．某溶液中含有下列六种离子：①②③Na+④Cl-⑤⑥，向其中加入一定量Na2O2后，溶液中离子浓度基本保持不变的是（ ）
A．只有⑥ B．④⑥ C．③④⑥ D．①②⑤
7.将钠、镁、铝各0.3 mol分别投入100 mL 1 mol·L-1的盐酸中,同温同压下产生的气体体积之比是( )。
A.1∶2∶3 B.6∶3∶2 C.3∶1∶1 D.1∶1∶1
8.如图所示,在烧杯中加入水和苯(苯的密度为0.88 g·cm-3,与水互不相溶,且不与钠反应)各50 mL,将一小粒金属钠(密度为0.97 g·cm-3)投入烧杯中,观察到的现象可能为( )。
A.钠在水层中反应并四处游动
B.钠停留在苯层中不发生反应
C.钠在苯的液面上反应并四处游动
D.钠在苯与水的界面处反应并可能上浮下沉
9．如下图装置，试管中盛有水，气球a中盛有干燥的Na2O2颗粒。U形管中注有浅红色的水。将气球用橡皮筋紧缚在试管口。实验时将气球中的Na2O2抖落到试管b的水中，可以观察到的现象是( )。
A．U形管内红水褪色 B．试管内溶液变红
C．气球a被吹大 D．U形管水位：d10.将4.6 g Na放入95.4 g水中,所得溶液中溶质的质量分数( )。
A.等于4.6% B.等于8.0% C.小于8.0% D.大于8.0%
11．在一定条件下。使12g CO和O2的混合气体充分反应，所得混合物在常温下跟足量的Na2O2固体反应，结果固体增重7g，原混合气体中O2的质量分数可能是( )。
A．33.3% B．50% C．58.3% D．66.7%
2.3 g纯净的金属钠在干燥的空气中被氧化后得到3.5 g固体,由此判断其产物是( )。
A.只有Na2O B.只有Na2O2
C.Na2O和Na2O2 D.无法确定
13.将金属钠投入下列物质中,有气体放出且溶液质量减小的是( )。
①HCl溶液 ②K2SO4溶液 ③CuCl2溶液 ④饱和NaOH溶液
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
14.向甲、乙、丙、丁四个均盛有1 000 mL水的烧杯中分别加入0.1 mol的钠、氧化钠、过氧化钠和氢氧化钠,固体完全反应(溶解)后,甲、乙、丙、丁四烧杯中溶质质量分数的大小顺序是( )。(水的密度近似为1 g·mL-1)
A.甲<乙<丙<丁 B.丁<甲<乙=丙 C.甲=丁<乙=丙 D.丁<甲<乙<丙
15.将2.48 g Na与Na2O2的混合物与足量的水反应,在标准状况下得到672 mL混合气体,将混合气体用电火花引燃恰好完全反应,则Na与Na2O2的物质的量之比为( )。
A.2∶1 B.1∶2 C.1∶1 D.3∶1
16.某化学课外活动小组为了检验钠与水反应的产物,设计了下图所示装置(夹持装置已省略)。反应一会儿后加热铜丝。
根据反应中观察到的现象,回答下列问题:
(1)金属钠的变化现象是 。
(2)U形管中溶液的颜色 ,说明有 生成。
(3)铜丝的变化现象是 ,说明U形管中有 生成;若去掉后面的装置,则检验生成的气体的方法是 。
17．某班级化学兴趣小组做如下实验，请回答相关问题：
(1)甲组做金属钠在空气中燃烧实验。实验室取用金属钠的方法是 。
(2)某同学想用金属钠和空气制备纯度较高的Na2O2(不考虑空气中的N2)，可利用的装置如下(每个装置必用一次)。
回答下列问题：
①装置Ⅳ中盛放的药品是 ，若没有该装置可能导致生成的Na2O2中含有 ，其反应的化学方程式为 。
②若气流的方向为从左到右，各仪器连接的顺序：空气进入 ， 接 ， 接 ，
接 (填字母)。
③装置Ⅱ的作用是 。
18．现有一定量含有Na2O杂质的Na2O2试样，用下图的实验装置测定Na2O2试样的纯度。(可供选用的反应物只有CaCO3固体、6 mol·L－1盐酸、6 mol·L－1硫酸和蒸馏水)
回答下列问题：
(1)实验前必须检查装置的气密性。仪器连接好后，在 中加适量的水，关闭A中分液漏斗活塞后微热试管，若看到 ，说明装置气密性良好。
(2)装置A中液体试剂选用盐酸而不是硫酸，理由是 。
(3)装置B的作用是 ；装置C的作用是 ；
装置E中碱石灰的作用是 。
(4)装置D中发生反应的化学方程式是 。
(5)若开始时测得样品的质量为2.0 g，反应结束后测得气体体积为224 mL(标准状况)，则Na2O2试样的纯度为 。
