课时素养评价 八
活泼的金属单质——钠
(30分钟 50分)
1.(2019·聊城高一检测)从生活常识角度考虑,试推断钠元素在自然界中存在的主要形式是 ( )
A.Na B.NaCl
C.NaOH D.Na2O
2.(2019·苏州高一检测)金属钠在氧气中燃烧,生成物是 ( )
A.氧化钠 B.过氧化钠
C.氢氧化钠 D.碳酸钠
3.(2019·北京平谷区高一检测)通过观察钠与水(含酚酞)的反应现象,不能得出的结论是 ( )
A.钠的密度比水小
B.钠是活泼金属,与水反应后溶液呈碱性
C.钠有良好的延展性
D.钠的熔点低
4.(2019·杭州高一检测)某学生将一小块钠投入滴有酚酞的水中,此实验能证明钠下面4点性质中的 ( )
①钠的密度比水的小
②钠的熔点较低
③钠与水反应时放出热量
④钠与水反应后溶液呈碱性
A.①④ B.①②④
C.①③④ D.①②③④
5.(2019·南开区高一检测)人生是一幅大画布,你应该努力绘出绚丽多彩的画面。实验现象也是绚丽多彩,让人流连忘返。向硫酸铜溶液中加入一小块金属钠后,观察到的现象有 ( )
世纪金榜导学号
①钠浮于液面上
②熔化成小球
③发出嘶嘶的响声,放出气体
④钠周围蓝色沉淀部分变黑
⑤有蓝色沉淀产生
⑥析出大量红色的铜
⑦小球在溶液中沉浮
⑧小球在液面上游动,逐渐变小,直至消失
A.①②③⑤⑧ B.①②③④⑤⑧
C.①②③⑤⑥⑧ D.①②③④⑤⑥⑦⑧
6.某同学将金属钠露置于空气中,观察到下列现象:银白色变灰暗变白色出现液滴白色晶体白色粉末,根据钠及其化合物的性质分析,下列说法正确的是 ( )
A.①发生了氧化还原反应
B.①钠表面变灰暗是因为生成了过氧化钠
C.③是碳酸钠吸收空气中的水蒸气形成了溶液
D.④⑤只发生物理变化
【补偿训练】
将2.3 g金属钠放入100 g水中,完全反应后溶液的质量分数为 ( )
A.×100%
B.×100%
C.×100%
D.×100%
二、非选择题(本题包括1小题,共10分)
7.某化学实验小组拟用如图装置进行钠与氧气反应的实验。
(1)将一小块钠放在石棉网上加热,能观察到的实验现象有??????????????__,?
写出发生反应的化学方程式: ?????????????????????????????__。?
(2)上述实验中还观察到有黑色固体物质生成,其原因可能为2Na+CO2C+Na2O2或4Na+3CO2C+2Na2CO3,这两个化学方程式的反应类型既属于基本反应类型中的________反应,也属于________(填“氧化还原”或“非氧化还原”)反应。?
【补偿训练】
某实验小组对中学课本中可生成氢气的反应进行了研究,总结出两个可以生成H2的反应:①Zn+盐酸,②Na+水。为点燃上述两个反应生成的H2,他们设计了图示装置。请回答下列问题:
(1)写出Na与H2O反应的化学方程式:?_________________________。?
(2)实验小组在点燃用上述装置制得的H2时,①实验获得成功,②却失败了。他们分析认为失败的原因是Na的用量太少,Na与H2O的反应速率太快。于是他们准备增加钠的用量,可老师说太危险,你认为产生危险的原因是______________。?
(3)实验小组查阅钠、煤油、水的密度分别为0.97 g·cm-3、0.80 g·cm-3、
1.00 g·cm-3,并据此对实验进行改进。在改进后的实验中H2的生成速率减慢,原因是???????????????????????? __。?
一、选择题(本题包括1小题,共6分)
8.钠的化学性质非常活泼。下列关于金属钠的叙述错误的是 ( )
A.金属钠可以保存在煤油中
B.钠元素只能以化合态形式存在于自然界中
C.实验室取用金属钠需要镊子、滤纸、小刀3种用品
D.钠元素在自然界中主要以NaCl的形式存在
【补偿训练】
在烧杯中加入水和苯(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
二、非选择题(本题包括1小题,共10分)
9.现用金属钠和空气制备纯度较高的Na2O2,可利用的装置如图所示。回答下列问题[已知Na2O2易与空气中CO2、H2O(g)反应]:
(1)装置Ⅳ中盛放的试剂是____________,其作用是_______________?__。?
(2)若规定气体的气流方向从左到右,则组合实验装置时各件仪器的正确连接顺序为(按从左到右顺序写明仪器的编号Ⅰ、Ⅱ……)________________,各仪器接口的标号字母(a、b……)顺序是空气进入________________,________________接________,________接________,________接________。?
(3)装置Ⅱ的作用是_____________________________。?
(4)操作中通空气和加热的顺序为________________________________。?
课时素养评价 八
活泼的金属单质——钠
(30分钟 50分)
1.(2019·聊城高一检测)从生活常识角度考虑,试推断钠元素在自然界中存在的主要形式是 ( )
A.Na B.NaCl
C.NaOH D.Na2O
【解析】选B。Na能与空气中的氧气、水反应;NaOH能与空气中的CO2反应;Na2O能与空气中的CO2、水反应,所以都不能稳定存在。
2.(2019·苏州高一检测)金属钠在氧气中燃烧,生成物是 ( )
A.氧化钠 B.过氧化钠
C.氢氧化钠 D.碳酸钠
【解析】选B。金属钠在氧气中燃烧,生成淡黄色的Na2O2。
3.(2019·北京平谷区高一检测)通过观察钠与水(含酚酞)的反应现象,不能得出的结论是 ( )
A.钠的密度比水小
B.钠是活泼金属,与水反应后溶液呈碱性
C.钠有良好的延展性
D.钠的熔点低
【解析】选C。A.钠浮在水面,密度比水小,A正确;B.滴有酚酞的溶液变红色,说明钠性质活泼与水反应生成碱性物质,B正确;C.依据现象不能得出钠具有良好的延展性,C错误;D.钠浮在水面,然后熔化成闪亮的小球,说明钠的密度比水小,与水的反应是放热反应且钠熔点比较低,D正确。
4.(2019·杭州高一检测)某学生将一小块钠投入滴有酚酞的水中,此实验能证明钠下面4点性质中的 ( )
①钠的密度比水的小
②钠的熔点较低
③钠与水反应时放出热量
④钠与水反应后溶液呈碱性
A.①④ B.①②④
C.①③④ D.①②③④
【解析】选D。Na与水反应时,浮在水面上(密度比水小),熔化成闪亮的小球(反应放热,钠熔点低),在水面四处游动(有气体生成),同时溶液使酚酞变红色(生成碱性物质),体现了①②③④4点性质。
5.(2019·南开区高一检测)人生是一幅大画布,你应该努力绘出绚丽多彩的画面。实验现象也是绚丽多彩,让人流连忘返。向硫酸铜溶液中加入一小块金属钠后,观察到的现象有 ( )
世纪金榜导学号
①钠浮于液面上
②熔化成小球
③发出嘶嘶的响声,放出气体
④钠周围蓝色沉淀部分变黑
⑤有蓝色沉淀产生
⑥析出大量红色的铜
⑦小球在溶液中沉浮
⑧小球在液面上游动,逐渐变小,直至消失
A.①②③⑤⑧ B.①②③④⑤⑧
C.①②③⑤⑥⑧ D.①②③④⑤⑥⑦⑧
【解析】选B。将钠块加入CuSO4溶液中时,反应的实质是钠先与水反应生成NaOH和H2,NaOH再与CuSO4反应生成蓝色Cu(OH)2沉淀,反应放出的热量会导致Cu(OH)2分解生成黑色的CuO,不会置换出单质Cu;因为钠的密度小于水,故反应过程中钠浮于水面而不能在溶液中沉浮,⑥、⑦错误。
6.某同学将金属钠露置于空气中,观察到下列现象:银白色变灰暗变白色出现液滴白色晶体白色粉末,根据钠及其化合物的性质分析,下列说法正确的是 ( )
A.①发生了氧化还原反应
B.①钠表面变灰暗是因为生成了过氧化钠
C.③是碳酸钠吸收空气中的水蒸气形成了溶液
D.④⑤只发生物理变化
【解析】选A。钠露置在空气中由银白色变灰暗,是因为Na与O2反应生成了Na2O,Na2O与H2O反应生成白色固体NaOH,NaOH易潮解,吸收空气中的H2O形成NaOH溶液而出现液滴,同时吸收空气中的CO2,生成Na2CO3·10H2O,Na2CO3·10H2O逐渐风化最后变为Na2CO3固体,其中①发生了氧化还原反应,A项正确;Na只有在加热或点燃时才能生成Na2O2,B项错误;③是NaOH潮解,C项错误;④⑤中发生反应有2NaOH+CO2Na2CO3+H2O,Na2CO3+10H2ONa2CO3·10H2O及Na2CO3·10H2ONa2CO3+10H2O,D项错误。
【补偿训练】
将2.3 g金属钠放入100 g水中,完全反应后溶液的质量分数为 ( )
A.×100%
B.×100%
C.×100%
D.×100%
【解析】选D。2.3 g Na与100 g水反应生成4 g NaOH和0.1 g H2,故溶液的质量为(100+2.3-0.1) g,质量分数为×100%。
【易错警示】本题易忽视生成的氢气的质量。
二、非选择题(本题包括1小题,共10分)
7.某化学实验小组拟用如图装置进行钠与氧气反应的实验。
(1)将一小块钠放在石棉网上加热,能观察到的实验现象有??????????????__,?
写出发生反应的化学方程式: ?????????????????????????????__。?
(2)上述实验中还观察到有黑色固体物质生成,其原因可能为2Na+CO2C+Na2O2或4Na+3CO2C+2Na2CO3,这两个化学方程式的反应类型既属于基本反应类型中的________反应,也属于________(填“氧化还原”或“非氧化还原”)反应。?
【解析】(1)钠受热时燃烧,出现黄色火焰,产生淡黄色粉末过氧化钠,发生的反应是2Na+O2Na2O2。(2)根据反应的特点可知,给出的两个反应都是置换反应,一定是氧化还原反应。
答案:(1)钠受热熔化,然后剧烈燃烧,放热,出现黄色火焰,石棉网上有淡黄色粉末生成 2Na+O2Na2O2
(2)置换 氧化还原
【补偿训练】
某实验小组对中学课本中可生成氢气的反应进行了研究,总结出两个可以生成H2的反应:①Zn+盐酸,②Na+水。为点燃上述两个反应生成的H2,他们设计了图示装置。请回答下列问题:
(1)写出Na与H2O反应的化学方程式:?_________________________。?
(2)实验小组在点燃用上述装置制得的H2时,①实验获得成功,②却失败了。他们分析认为失败的原因是Na的用量太少,Na与H2O的反应速率太快。于是他们准备增加钠的用量,可老师说太危险,你认为产生危险的原因是______________。?
(3)实验小组查阅钠、煤油、水的密度分别为0.97 g·cm-3、0.80 g·cm-3、
1.00 g·cm-3,并据此对实验进行改进。在改进后的实验中H2的生成速率减慢,原因是???????????????????????? __。?
【解析】Na与H2O反应的产物是NaOH和H2,反应速率很快,并放出大量的热,Na的用量多,容易发生爆炸。由于ρ(煤油)<ρ(钠)<ρ(水),故钠块放入后将落在煤油和水的界面上。钠与水反应,有氢气生成,氢气推动钠块上浮,当氢气逸出后,钠块又下沉到煤油与水的界面上与H2O发生反应,重复发生上述现象,减慢了Na与H2O反应生成氢气的速率。
答案:(1)2Na+2H2O2NaOH+H2↑
(2)钠与水反应放出大量的热,使试管内H2与O2的混合气体点燃而爆炸
(3)钠比水轻,比煤油重,落在煤油与水的交界处。钠与H2O反应产生的H2使钠浮起,脱离水面,反应停止;当钠表面的H2逸出,钠又回落,与水反应,如此反复,减慢了Na与H2O的反应速率
一、选择题(本题包括1小题,共6分)
8.钠的化学性质非常活泼。下列关于金属钠的叙述错误的是 ( )
A.金属钠可以保存在煤油中
B.钠元素只能以化合态形式存在于自然界中
C.实验室取用金属钠需要镊子、滤纸、小刀3种用品
D.钠元素在自然界中主要以NaCl的形式存在
【解析】选C。实验室取用金属钠时,需要用镊子夹取钠,用滤纸吸干煤油,用小刀切割,用玻璃皿盛放,所以所需的用品至少有4种,C项错误。
【补偿训练】
在烧杯中加入水和苯(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
【解析】选D。苯与水互不相溶,且钠的密度处于苯和水之间,加入钠后,钠处在苯与水的中间。由于钠能与水反应,且钠与水反应放出氢气,所以会使钠在苯和水的界面处反应并可能上下跳动。
二、非选择题(本题包括1小题,共10分)
9.现用金属钠和空气制备纯度较高的Na2O2,可利用的装置如图所示。回答下列问题[已知Na2O2易与空气中CO2、H2O(g)反应]:
(1)装置Ⅳ中盛放的试剂是____________,其作用是_______________?__。?
(2)若规定气体的气流方向从左到右,则组合实验装置时各件仪器的正确连接顺序为(按从左到右顺序写明仪器的编号Ⅰ、Ⅱ……)________________,各仪器接口的标号字母(a、b……)顺序是空气进入________________,________________接________,________接________,________接________。?
(3)装置Ⅱ的作用是_____________________________。?
(4)操作中通空气和加热的顺序为________________________________。?
【解析】用金属钠和空气制备纯度较高的Na2O2,要避免生成的Na2O2与空气中的水分和二氧化碳发生反应,在制取过程中要除去这两种杂质,且要防止外界空气中的水分和二氧化碳倒吸进入装置。
(1)由上述分析可知,应该除去空气中的CO2,故Ⅳ中的试剂为氢氧化钠溶液。
(2)由上述分析可知,实验的顺序为除CO2→除水蒸气→与钠反应→避免CO2、水蒸气进入反应装置,故装置顺序为Ⅳ→Ⅲ→Ⅰ→Ⅱ,接口顺序为hgfeabc或hgfebac。
(3)装置Ⅱ的作用是避免空气中的CO2、水蒸气进入反应装置Ⅰ。
(4)为防止Na2O2与CO2、水蒸气反应,应先排尽空气,再加热金属钠。
答案:(1)氢氧化钠溶液 吸收导入空气中的二氧化碳
(2)Ⅳ、Ⅲ、Ⅰ、Ⅱ h g f e a(或b) b(或a) c
(3)防止空气中的水分和二氧化碳进入装置Ⅰ
(4)先通一段时间的空气,再加热Ⅰ装置
课堂检测·素养达标
1.从煤油中取出钠块的正确操作是 ( )
A.用手指捏 B.用镊子夹
C.用纸槽取 D.用滴管吸
2.航空事故猛于虎,很多化学物品禁止携带: 爆炸物品、易燃易爆物品、剧毒物品、放射性物品、腐蚀性物品、危险溶液及国家规定的其他禁运物品。装运金属钠的包装箱应贴的标志是 ( )
3.钠与我们的生活息息相关,我们吃的食盐中就含有钠元素。下列关于钠的说法不正确的是 ( )
A.金属钠和氧气反应,条件不同,产物不同
B.钠长期置于空气中,表面不能形成致密氧化膜
C.钠与水反应时,钠熔成小球在水面四处游动
D.由于钠比较活泼,所以它能从溶液中置换出金属活动性顺序表中钠后面的金属
4.钛和钛的合金大量用于航空工业,有“空间金属”之称;钛还可以用来制造潜艇——钛潜艇,由于钛非常结实,能承受很高的压力,这种潜艇可以在深达4 500米的深海中航行。金属钛可由反应TiCl4+4Na4NaCl+Ti制得。
对于反应,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是氧化剂
D.TiCl4是还原剂
5.(2019·洛阳高一检测)金属钠是在1807年通过电解氢氧化钠制得的,这个原理应用于工业生产,约在1891年才获得成功。1921年实现了电解氯化钠制钠的工业方法,其反应原理是2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑。回答下列有关单质钠的问题:
(1)保存金属钠的正确方法是________。?
A.放在棕色瓶中 B.放在细沙中
C.放在水中 D.放在煤油中
(2)将一小块钠放在水平放置的试管中部,用酒精灯加热充分反应(如图所示),请写出该反应的化学方程式______________,生成物的颜色为________。?
(3)Na、NaOH久置空气中最终都是变为________(填化学式)。?
(4)将一小块金属钠投入CuCl2溶液中,发生反应的方程式为____________ ________________。?
【补偿训练】
(2019·大庆高一检测)如图所示,在烧杯中盛有100 mL蒸馏水,水中悬浮着一个表面光滑、耐碱、耐热的小球(此球稳定在水的中央),将10 g金属钠分多次投入水中,最后使烧杯内的液体恢复到原来蒸馏水的温度。回答下列问题:
(1)10 g钠要分多次投入的主要原因是? __。
(2)将10 g钠全部投入完毕所进行的次数可能是______。
A.5次 B.10次 C.大于10次
(3)实验结束后,从烧杯内小球的位置观察到的现象是____________,出现这种现象的主要原因是? __。
(4)实验过程中所发生反应的离子方程式是? __。
课堂检测·素养达标
1.从煤油中取出钠块的正确操作是 ( )
A.用手指捏 B.用镊子夹
C.用纸槽取 D.用滴管吸
【解析】选B。用镊子从煤油中夹取一小块钠。
2.航空事故猛于虎,很多化学物品禁止携带: 爆炸物品、易燃易爆物品、剧毒物品、放射性物品、腐蚀性物品、危险溶液及国家规定的其他禁运物品。装运金属钠的包装箱应贴的标志是 ( )
【解析】选C。金属钠投入水中发生剧烈反应,并有氢气生成,氢气易燃。
3.钠与我们的生活息息相关,我们吃的食盐中就含有钠元素。下列关于钠的说法不正确的是 ( )
A.金属钠和氧气反应,条件不同,产物不同
B.钠长期置于空气中,表面不能形成致密氧化膜
C.钠与水反应时,钠熔成小球在水面四处游动
D.由于钠比较活泼,所以它能从溶液中置换出金属活动性顺序表中钠后面的金属
【解析】选D。钠不能从盐溶液中置换出金属。
4.钛和钛的合金大量用于航空工业,有“空间金属”之称;钛还可以用来制造潜艇——钛潜艇,由于钛非常结实,能承受很高的压力,这种潜艇可以在深达4 500米的深海中航行。金属钛可由反应TiCl4+4Na4NaCl+Ti制得。
对于反应,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是氧化剂
D.TiCl4是还原剂
【解析】选A。由TiCl4+4Na4NaCl+Ti知,钠是强还原剂,可用于冶炼金属,A项正确;钠性质非常活泼,能用于还原熔融状态TiCl4为Ti,但不能在水溶液中进行,B项错误;该反应中,钛元素化合价降低,TiCl4是氧化剂,C、D项错误。
5.(2019·洛阳高一检测)金属钠是在1807年通过电解氢氧化钠制得的,这个原理应用于工业生产,约在1891年才获得成功。1921年实现了电解氯化钠制钠的工业方法,其反应原理是2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑。回答下列有关单质钠的问题:
(1)保存金属钠的正确方法是________。?
A.放在棕色瓶中 B.放在细沙中
C.放在水中 D.放在煤油中
(2)将一小块钠放在水平放置的试管中部,用酒精灯加热充分反应(如图所示),请写出该反应的化学方程式______________,生成物的颜色为________。?
(3)Na、NaOH久置空气中最终都是变为________(填化学式)。?
(4)将一小块金属钠投入CuCl2溶液中,发生反应的方程式为____________ ________________。?
【解析】(1)钠是很活泼的金属元素,其单质极易与水或氧气反应,又因为钠的密度小于水而大于煤油,因此钠通常保存在煤油中。
(2)将一小块钠放在水平放置的试管中部,加热,反应方程式为2Na+O2Na2O2。过氧化钠为淡黄色固体。
(3)Na、NaOH久置空气中最终都是变为碳酸钠,化学式为Na2CO3。
(4)将一小块金属钠投入CuCl2溶液中,首先钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,然后氢氧化钠与氯化铜发生复分解反应,发生反应的方程式为2Na+CuCl2+2H2OCu(OH)2↓+H2↑+2NaCl。
答案:(1)D (2)2Na+O2Na2O2 淡黄色
(3)Na2CO3
(4)2Na+CuCl2+2H2OCu(OH)2↓+H2↑+2NaCl
【补偿训练】
(2019·大庆高一检测)如图所示,在烧杯中盛有100 mL蒸馏水,水中悬浮着一个表面光滑、耐碱、耐热的小球(此球稳定在水的中央),将10 g金属钠分多次投入水中,最后使烧杯内的液体恢复到原来蒸馏水的温度。回答下列问题:
(1)10 g钠要分多次投入的主要原因是? __。
(2)将10 g钠全部投入完毕所进行的次数可能是______。
A.5次 B.10次 C.大于10次
(3)实验结束后,从烧杯内小球的位置观察到的现象是____________,出现这种现象的主要原因是? __。
(4)实验过程中所发生反应的离子方程式是? __。
【解析】(1)钠与水反应剧烈,易发生爆炸,使用时要严格控制用量;(2)钠的密度小于1 g·cm-3,黄豆粒大小的一块钠的体积(立方体的边长肯定小于1 cm)小于
1 cm3,则其质量小于1 g,故10 g钠全部投入完毕所进行的次数要大于10次。(3)钠与水反应生成氢氧化钠,氢氧化钠溶液的密度大于水的密度,小球受到的浮力增大。(4)钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,反应的离子方程式为2Na+2H2O2Na++2OH-+H2↑。
答案:(1)钠与水反应剧烈,放出的热量多,易发生爆炸
(2)C (3)小球上升 钠与水反应生成氢氧化钠,液体的密度增大,小球受到的浮力增大
(4)2Na+2H2O2Na++2OH-+H2↑?
课时素养评价 九
氧化钠和过氧化钠
(40分钟 70分)
一、选择题(本题包括10小题,每小题4分,共40分)
1.(2019·聊城高一检测)某同学将Na、Na2O、Na2O2、Na2CO3分别投入盛有足量盐酸的1号、2号、3号、4号四支试管中,结果他不会观察到有气泡生成的是
( )
A.1号 B.2号 C.3号 D.4号
2.(2019·南宁高一检测)Na2O和Na2O2在下列哪一点性质上是相似的( )
A.颜色 B.水溶液的酸碱性
C.氧化性 D.漂白性
3.向装有Na2O2的试管中加入一定量水,再滴入2滴酚酞试液,振荡,下列叙述正确的是 ( )
A.加水后,用燃着的木条放到试管口,燃着的木条熄灭
B.滴入酚酞溶液先变红,振荡后褪色
C.滴入酚酞溶液,溶液仍为无色
D.因为Na2O2与酚酞发生氧化还原反应使溶液变为红色
4.下列反应中,Na2O2只表现出氧化性的是 ( )
A.2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑
B.2Na2O2+2H2SO42Na2SO4+2H2O+O2↑
C.Na2O2+SO2Na2SO4
D.5Na2O2+2KMnO4+8H2SO45Na2SO4+K2SO4+2MnSO4+5O2↑+8H2O
5.某化工厂突发火灾,仓库内储存的17吨金属钠变成“定时炸弹”,东侧相距200米的村庄近千人的居民区受到重大威胁。消防官兵到达现场,初步侦察发现,一栋地上单层砖结构仓库内储存的金属钠起火。金属钠着火时,消防官兵可以用来灭火的是 ( )
A.水 B.湿抹布盖灭
C.干沙 D.干粉灭火器
6.Na2O2具有漂白性,下列关于Na2O2的叙述中正确的是 ( )
A.Na2O2是淡黄色固体,久置于空气中变成Na2O
B.Na2O2与水的反应中,Na2O2只作氧化剂
C.用Na2O2漂白过的织物、麦秆等日久又渐渐变成黄色
D.Na2O2放入饱和NaOH溶液中,放出大量的O2,并有白色固体析出
7.某无色溶液,加入Na2O2时有无色无味气体放出,并有白色沉淀生成,该无色溶液中含有的物质可能是 ( )
A.CuSO4 B.MgCl2
C.BaCl2 D.Fe2(SO4)3
8.(2019·长春高一检测)下列各组中的两种物质相互作用时,反应条件(温度、反应物用量比)改变,不会引起产物的种类改变的是 ( )
A.Na和O2 B.NaOH和CO2
C.Na2O2和CO2 D.C和O2
9.向含有HC、C、N、Na+的溶液中加入一定量Na2O2后,下列离子的浓度减小的是 ( )
A.HC B.C
C.N D.Na+
10.200 ℃时,11.6 g CO2和水蒸气的混合气体与足量的Na2O2充分反应后固体质量增加了3.6 g(如图所示),其原混合物中CO2和H2O的质量之比是( )
A.11∶18 B.22∶3
C.1∶9 D.21∶9
二、非选择题(本题包括2小题,共30分)
11.(14分)2019年4月23日,为庆祝中国人民解放军海军成立70周年,在青岛举行了海上阅兵,习近平主席登上“西宁”号检阅舰,检阅中外舰艇编队。潜艇兵是我国海军的一个重要兵种,肩负着保卫祖国海洋、保卫人民的重担。
在潜水艇中可用过氧化钠作为供氧剂。请选用适当的化学试剂和实验用品,用如图中的实验装置进行实验,证明过氧化钠可作供氧剂,其中A是实验室制取CO2的装置。
(1)请分析装置B、C、D中所加的试剂及其作用或目的。
仪器
加入试剂
加入该试剂的
作用或目的
B
C
D
(2)怎样检验反应生成的气体是氧气?
12.(16分)(2019·临沂高一检测)如图是实验室研究潜水艇中供氧体系反应机理的装置图(夹持仪器略)。
(1)A装置为CO2的发生装置,反应的离子方程式为_______________。?
(2)B装置可除去A装置中可能挥发出的__________,反应的离子方程式为__?
________________________________。?
(3)C装置为O2的发生装置,反应的化学方程式为__________、___________。?
(4)D装置可除去C装置中未反应的_______________________,反应的离子方程式为__________________________。?
(5)E装置为排水法收集O2的装置,检验所收集的气体为O2的方法为?_?_?_?__。?
(6)C装置中固体由淡黄色完全变为白色,检验固体成分的实验方案为取少量C装置中反应后的固体溶于水,向溶液中滴入过量________溶液,若有白色沉淀生成,则证明固体中含有________;过滤,向滤液中滴入几滴酚酞试液,若________且不褪色,则证明固体中含有_?_?_?_?_?_?_?_?_?_?_?_?_?_?_?__。?
【补偿训练】
兴趣是最好的老师。过氧化钠与水反应的滴水生火实验引起同学们的兴趣,大家主动探究着火原因。
【猜想】(1)根据燃烧条件,知道脱脂棉是可燃物,小新认为过氧化钠(Na2O2)与水反应生成了可以支持燃烧的物质;小海又进行了补充:此反应还会________(填“吸收”或“放出”)很多热量,进而满足了燃烧的另一个条件是____________。?
【实验与探究】设计装置如图所示
(2)打开分液漏斗的活塞,控制水滴加的速度,看到试管中有大量气泡产生,将带火星的木条靠近P出口,看到木条复燃,推测此气体是____________。?
(3)实验中还观察到,M处有大量气泡冒出,产生这一现象的原因是__________,?
由此证明上述猜想是正确的。
【拓展与交流】
(4)完成了以上实验,同学们又进一步探究过氧化钠(Na2O2)与水反应后生成的另一种物质是什么?小新认为是NaOH,小华认为是NaOH和Na2CO3的混合物。大家经过讨论认为小新的猜想是正确的,不可能生成碳酸钠,判断依据是____________
______。?
(5)根据以上探究,要保证“滴水生火”魔术成功,从燃烧的条件考虑,滴入水的量要适量,不能太多,也不能太少,则必须做到_________________________。?
(20分钟 30分)
一、选择题(本题包括2小题,每小题7分,共14分)
13.现将Na2O2与过量NaHCO3混合固体在密闭容器中充分加热反应(已知:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O),排出气体后最终剩余固体是 ( )
A.NaOH和Na2O2 B.NaOH和Na2CO3
C.Na2CO3 D.Na2O2
14.(2019·成都高一检测)过氧化钠与水反应后滴加酚酞,酚酞先变红后褪色。某小组欲探究其原因,进行以下实验:①取反应后溶液加入二氧化锰后迅速产生大量气体;②、③中红色均不褪去。下列分析错误的是 ( )
A.过氧化钠与水反应产生的气体为O2
B.过氧化钠与水反应需要MnO2作催化剂
C.实验②、③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
二、非选择题(本题包括1小题,共16分)
15.为测定某含有杂质Na2O的Na2O2样品的纯度,3个小组分别设计如下方案。首先准确称量样品m g,然后,按照以下方案进行实验,请你完成相关内容:
【方案一】(1)将样品与水充分反应,使产生的O2通过灼热的铜粉,测得反应后生成氧化铜的质量为n g,通过计算求出试样中Na2O2的含量。Na2O2与水反应的离子方程式是?_?_?_?_?_?_?_?_?_?_?_?_?_?_?_?_?_?_?_?_?_?_?_?_?_?__?_?__;?
根据所给数据计算出试样中Na2O2含量的代数式为____________。?
【方案二】将样品与二氧化碳反应,通过测定反应产生氧气的体积(体积可转化成质量),计算出样品中Na2O2的含量。
(2)上图是完成该实验可能用到的实验装置,根据此实验方案,实验所使用仪器的连接顺序是__________。(填写仪器编号)?
(3)装置①⑤的作用分别是:
①?????????????????????????????????????__;?
⑤?_????????????????????????????????????_。?
课时素养评价 九
氧化钠和过氧化钠
(40分钟 70分)
一、选择题(本题包括10小题,每小题4分,共40分)
1.(2019·聊城高一检测)某同学将Na、Na2O、Na2O2、Na2CO3分别投入盛有足量盐酸的1号、2号、3号、4号四支试管中,结果他不会观察到有气泡生成的是
( )
A.1号 B.2号 C.3号 D.4号
【解析】选B。Na、Na2O2、Na2CO3和盐酸反应分别生成H2、O2和CO2。
2.(2019·南宁高一检测)Na2O和Na2O2在下列哪一点性质上是相似的( )
A.颜色 B.水溶液的酸碱性
C.氧化性 D.漂白性
【解析】选B。Na2O为白色固体,无氧化性和漂白性,Na2O2为淡黄色固体,具有很强的氧化性和漂白性,故A、C、D不正确;Na2O+H2O2NaOH,2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,两者的水溶液最终都是强碱溶液,故B正确。
3.向装有Na2O2的试管中加入一定量水,再滴入2滴酚酞试液,振荡,下列叙述正确的是 ( )
A.加水后,用燃着的木条放到试管口,燃着的木条熄灭
B.滴入酚酞溶液先变红,振荡后褪色
C.滴入酚酞溶液,溶液仍为无色
D.因为Na2O2与酚酞发生氧化还原反应使溶液变为红色
【解析】选B。Na2O2与水发生如下反应:2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,O2能使燃着的木条燃烧更旺,NaOH与酚酞作用使无色的酚酞溶液变红色,在反应过程中Na2O2表现出强氧化性,它能将红色物质氧化而褪色,故滴入酚酞溶液先变红,振荡后褪色。B项正确。
4.下列反应中,Na2O2只表现出氧化性的是 ( )
A.2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑
B.2Na2O2+2H2SO42Na2SO4+2H2O+O2↑
C.Na2O2+SO2Na2SO4
D.5Na2O2+2KMnO4+8H2SO45Na2SO4+K2SO4+2MnSO4+5O2↑+8H2O
【解析】选C。A、Na2O2化合价既升高又降低,因此Na2O2既表现出氧化性又表现出还原性,A项错误;B、Na2O2化合价既升高又降低,Na2O2既表现出氧化性又表现出还原性,B项错误;C、Na2O2化合价降低,所以只表现出氧化性,C项正确;D、Na2O2化合价只升高,只表现出还原性,D项错误。
5.某化工厂突发火灾,仓库内储存的17吨金属钠变成“定时炸弹”,东侧相距200米的村庄近千人的居民区受到重大威胁。消防官兵到达现场,初步侦察发现,一栋地上单层砖结构仓库内储存的金属钠起火。金属钠着火时,消防官兵可以用来灭火的是 ( )
A.水 B.湿抹布盖灭
C.干沙 D.干粉灭火器
【解析】选C。钠着火生成Na2O2,因为Na2O2可以和H2O、CO2反应生成氧气,会使火势更大。湿抹布含H2O,干粉灭火器的成分是CO2,均会与Na2O2反应。
6.Na2O2具有漂白性,下列关于Na2O2的叙述中正确的是 ( )
A.Na2O2是淡黄色固体,久置于空气中变成Na2O
B.Na2O2与水的反应中,Na2O2只作氧化剂
C.用Na2O2漂白过的织物、麦秆等日久又渐渐变成黄色
D.Na2O2放入饱和NaOH溶液中,放出大量的O2,并有白色固体析出
【解析】选D。Na2O2久置空气中变成Na2CO3;Na2O2与水反应时,Na2O2既是氧化剂又是还原剂;利用Na2O2的强氧化性漂白过的织物不具有可逆性;Na2O2与H2O反应消耗NaOH溶液中的水,同时生成溶液中的溶质,故有NaOH固体析出。
7.某无色溶液,加入Na2O2时有无色无味气体放出,并有白色沉淀生成,该无色溶液中含有的物质可能是 ( )
A.CuSO4 B.MgCl2
C.BaCl2 D.Fe2(SO4)3
【解析】选B。溶液中CuSO4 和 Fe2(SO4)3有颜色,故A、D两项错误;2Na2O2+
2H2O4NaOH+O2 ↑ ,NaOH与MgCl2 反应产生白色沉淀,与BaCl2溶液不反应,故B项正确,C项错误。
8.(2019·长春高一检测)下列各组中的两种物质相互作用时,反应条件(温度、反应物用量比)改变,不会引起产物的种类改变的是 ( )
A.Na和O2 B.NaOH和CO2
C.Na2O2和CO2 D.C和O2
【解析】选C。Na和O2反应在常温下产物是Na2O,在加热时产物是Na2O2,产物与条件有关;NaOH和CO2反应,CO2过量时产物是NaHCO3,CO2少量时产物是Na2CO3,产物与用量有关;Na2O2和CO2的产物和温度、用量无关;C和O2反应,C过量时产物是CO,C少量时产物是CO2,产物与用量有关。
9.向含有HC、C、N、Na+的溶液中加入一定量Na2O2后,下列离子的浓度减小的是 ( )
A.HC B.C
C.N D.Na+
【解析】选A。由于2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,HC可与OH-发生反应HC+OH-C+H2O,因此HC的浓度减小。
【规律方法】Na2O2溶于水后生成NaOH,离子共存时考虑与OH-的反应。
10.200 ℃时,11.6 g CO2和水蒸气的混合气体与足量的Na2O2充分反应后固体质量增加了3.6 g(如图所示),其原混合物中CO2和H2O的质量之比是( )
A.11∶18 B.22∶3
C.1∶9 D.21∶9
【解析】选A。向足量的固体Na2O2中通入11.6 g CO2和H2O,固体只增加3.6 g,令混合物中CO2和水蒸气的质量分别为m(CO2)、m(H2O),则:
所以m(CO2)+m(H2O)=11.6 g、m(CO2)+m(H2O)=3.6 g;
解得:m(CO2)=4.4 g,m(H2O)=7.2 g,故原混合物中CO2和H2O的质量比为4.4 g∶7.2 g=11∶18。
二、非选择题(本题包括2小题,共30分)
11.(14分)2019年4月23日,为庆祝中国人民解放军海军成立70周年,在青岛举行了海上阅兵,习近平主席登上“西宁”号检阅舰,检阅中外舰艇编队。潜艇兵是我国海军的一个重要兵种,肩负着保卫祖国海洋、保卫人民的重担。
在潜水艇中可用过氧化钠作为供氧剂。请选用适当的化学试剂和实验用品,用如图中的实验装置进行实验,证明过氧化钠可作供氧剂,其中A是实验室制取CO2的装置。
(1)请分析装置B、C、D中所加的试剂及其作用或目的。
仪器
加入试剂
加入该试剂的
作用或目的
B
C
D
提示:
仪器
加入试剂
加入该试剂的
作用或目的
B
饱和NaHCO3
溶液
除去CO2中
混有的HCl
C
Na2O2
反应生成O2
D
NaOH溶液
吸收没有
反应的CO2
(2)怎样检验反应生成的气体是氧气?
提示:将试管F从水槽中取出,用带火星的木条伸入试管F内,木条复燃,则证明该气体是氧气。
12.(16分)(2019·临沂高一检测)如图是实验室研究潜水艇中供氧体系反应机理的装置图(夹持仪器略)。
(1)A装置为CO2的发生装置,反应的离子方程式为_______________。?
(2)B装置可除去A装置中可能挥发出的__________,反应的离子方程式为__?
________________________________。?
(3)C装置为O2的发生装置,反应的化学方程式为__________、___________。?
(4)D装置可除去C装置中未反应的_______________________,反应的离子方程式为__________________________。?
(5)E装置为排水法收集O2的装置,检验所收集的气体为O2的方法为?_?_?_?__。?
(6)C装置中固体由淡黄色完全变为白色,检验固体成分的实验方案为取少量C装置中反应后的固体溶于水,向溶液中滴入过量________溶液,若有白色沉淀生成,则证明固体中含有________;过滤,向滤液中滴入几滴酚酞试液,若________且不褪色,则证明固体中含有_?_?_?_?_?_?_?_?_?_?_?_?_?_?_?__。?
【解析】(1)实验室用稀盐酸与大理石反应制取CO2 。(2)制得的CO2中混有HCl,通过饱和NaHCO3溶液除去CO2中的HCl。(3)从B装置中出来的CO2中含有水蒸气,通过C装置时CO2、H2O均能与Na2O2反应产生氧气。(4)D装置中NaOH溶液的作用是除去CO2。(5)利用带火星的木条检验氧气。(6)C装置中反应后的固体可能含有NaOH、Na2CO3,先加入过量CaCl2溶液检验并除去Na2CO3,过滤后加入酚酞溶液检验NaOH。
答案:(1)CaCO3+2H+Ca2++H2O+CO2↑
(2)HCl HC+H+H2O+CO2↑
(3)2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2
2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑ (4)CO2 2OH-+CO2C+H2O (5)取出集气瓶正放于桌面上,将一根带火星的木条伸入集气瓶中,若木条复燃,证明所收集的气体为O2 (6)CaCl2 Na2CO3 溶液变红 NaOH
【补偿训练】
兴趣是最好的老师。过氧化钠与水反应的滴水生火实验引起同学们的兴趣,大家主动探究着火原因。
【猜想】(1)根据燃烧条件,知道脱脂棉是可燃物,小新认为过氧化钠(Na2O2)与水反应生成了可以支持燃烧的物质;小海又进行了补充:此反应还会________(填“吸收”或“放出”)很多热量,进而满足了燃烧的另一个条件是____________。?
【实验与探究】设计装置如图所示
(2)打开分液漏斗的活塞,控制水滴加的速度,看到试管中有大量气泡产生,将带火星的木条靠近P出口,看到木条复燃,推测此气体是____________。?
(3)实验中还观察到,M处有大量气泡冒出,产生这一现象的原因是__________,?
由此证明上述猜想是正确的。
【拓展与交流】
(4)完成了以上实验,同学们又进一步探究过氧化钠(Na2O2)与水反应后生成的另一种物质是什么?小新认为是NaOH,小华认为是NaOH和Na2CO3的混合物。大家经过讨论认为小新的猜想是正确的,不可能生成碳酸钠,判断依据是____________
______。?
(5)根据以上探究,要保证“滴水生火”魔术成功,从燃烧的条件考虑,滴入水的量要适量,不能太多,也不能太少,则必须做到_________________________。?
【解析】(1)根据物质燃烧的条件:脱脂棉是可燃物,小新认为过氧化钠(Na2O2)与水反应生成了可以支持燃烧的物质,棉花要燃烧还需达到其着火点,据此分析。
(2)用带火星的木条靠近P出口,木条复燃,说明该气体具有助燃性,是氧气。
(3)M处有大量气泡冒出,可能生成了气体,也可能气体的温度升高,通过分析没有生成气体,只能是锥形瓶中的气体温度升高,故可知过氧化钠与水反应放热使锥形瓶内压强增大。
(4)过氧化钠(Na2O2)与水反应后生成的另一种物质不可能是NaOH和Na2CO3的混合物,根据质量守恒定律,反应物中不含有碳元素,故不可能生成碳酸钠。
(5)水不能太多,因为水能灭火,所以要使魔术成功必须控制反应物用量。
答案:(1)放出 温度达到着火点 (2)氧气 (3)过氧化钠与水反应放热使锥形瓶内压强增大 (4)质量守恒定律 (5)控制反应物的用量
(20分钟 30分)
一、选择题(本题包括2小题,每小题7分,共14分)
13.现将Na2O2与过量NaHCO3混合固体在密闭容器中充分加热反应(已知:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O),排出气体后最终剩余固体是 ( )
A.NaOH和Na2O2 B.NaOH和Na2CO3
C.Na2CO3 D.Na2O2
【解析】选C。加热时碳酸氢钠分解生成二氧化碳和水,二氧化碳和水与过氧化钠反应,当碳酸氢钠过量时,生成二氧化碳、水均过量,则反应后生成的固体中不可能存在过氧化钠,可以为过氧化钠先与二氧化碳反应,后与水反应,因CO2过量,故NaOH不一定存在。
14.(2019·成都高一检测)过氧化钠与水反应后滴加酚酞,酚酞先变红后褪色。某小组欲探究其原因,进行以下实验:①取反应后溶液加入二氧化锰后迅速产生大量气体;②、③中红色均不褪去。下列分析错误的是 ( )
A.过氧化钠与水反应产生的气体为O2
B.过氧化钠与水反应需要MnO2作催化剂
C.实验②、③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
【解析】选B。A项,实验①是取反应后溶液加入二氧化锰后迅速产生大量气体,使带火星的木条复燃,证明产生气体为氧气,故A正确;B项,过氧化钠与水反应不需要MnO2作催化剂,故B错误;C项,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色,实验②、③证明使酚酞褪色的不是氢氧化钠和氧气,故C正确;D项,实验①是取反应后溶液加入二氧化锰后迅速产生大量气体,使带火星的木条复燃,为氧气,说明反应过程中生成了过氧化氢具有漂白性,使红色褪去,故D正确。
二、非选择题(本题包括1小题,共16分)
15.为测定某含有杂质Na2O的Na2O2样品的纯度,3个小组分别设计如下方案。首先准确称量样品m g,然后,按照以下方案进行实验,请你完成相关内容:
【方案一】(1)将样品与水充分反应,使产生的O2通过灼热的铜粉,测得反应后生成氧化铜的质量为n g,通过计算求出试样中Na2O2的含量。Na2O2与水反应的离子方程式是?_?_?_?_?_?_?_?_?_?_?_?_?_?_?_?_?_?_?_?_?_?_?_?_?_?__?_?__;?
根据所给数据计算出试样中Na2O2含量的代数式为____________。?
【方案二】将样品与二氧化碳反应,通过测定反应产生氧气的体积(体积可转化成质量),计算出样品中Na2O2的含量。
(2)上图是完成该实验可能用到的实验装置,根据此实验方案,实验所使用仪器的连接顺序是__________。(填写仪器编号)?
(3)装置①⑤的作用分别是:
①?????????????????????????????????????__;?
⑤?_????????????????????????????????????_。?
【解析】(1)根据:2Cu+O22CuO
及2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑
得关系式:Na2O2 ～ CuO
78 g 80 g
m(Na2O2) n g
解得:m(Na2O2)= g,则样品中Na2O2的含量=×100%或×100%。
(2)测定某含有杂质Na2O的Na2O2样品的纯度,方法是利用装置②制备二氧化碳气体,把生成的二氧化碳气体通过装置④与过氧化钠充分反应,生成的气体通过装置⑤盛碱石灰的干燥管,除去二氧化碳,用装置①③排水法测量氧气的体积,根据氧气的体积便可知样品中过氧化钠的质量,综上所述,装置的连接顺序是②④⑤①③。
(3)应用排水法测定氧气的体积。氧气中混有二氧化碳气体,为准确测量生成的氧气的体积,应用碱石灰吸收二氧化碳。
答案:(1)2Na2O2+2H2O4Na++4OH-+O2↑ ×100%或×100%
(2)②④⑤①③
(3)①排水法收集O2 ⑤除去O2中混有的CO2气体
课堂检测·素养达标
1.在呼吸面具和潜水艇中,过滤空气的最佳物质是 ( )
A.NaOH B.Na2O2 C.Na D.Al
2.下列关于钠的氧化物的叙述正确的是 ( )
A.Na2O2是白色固体,和冷水作用得到O2和NaOH
B.Na2O2与水的反应中,氧化剂是Na2O2,还原剂是水
C.Na2O不稳定,能继续被O2氧化生成Na2O2
D.Na2O2与水反应时生成1个O2时电子转移的数目为4个
3.(2019·洛阳高一检测)一个集气瓶中放有一团棉花,向其中倒入CO2气体时棉花燃烧起来,则棉花中可能包有 ( )
A.烧碱 B.氧化钾 C.过氧化钠 D.小苏打
4.把金属钠投入下列溶液中,既有气体放出,又有白色沉淀生成的是 ( )
A.盐酸 B.氯化钠溶液
C.氯化铜溶液 D.氯化镁溶液
5.用脱脂棉包住0.2 g Na2O2粉末,放在石棉网上,在脱脂棉上滴加几滴水,可以观察到脱脂棉剧烈燃烧起来。由实验现象所得出的结论正确的是 ( )
A.Na2O2与H2O反应是一个放热反应
B.Na2O2具有强烈的腐蚀性
C.Na2O2与H2O反应中有氢氧化钠生成
D.Na2O2与H2O反应中有中间产物H2O2生成
6.(2019·合肥高一检测)干燥管A中为块状白色固体,B中为淡黄色粉末,C中为白色固体,并将A、B、C按如图所示连接,当打开活塞(Ⅰ)(Ⅱ)时,D中蜡烛火焰明亮;打开活塞(Ⅰ)(Ⅲ)时,D中蜡烛火焰熄灭;关闭活塞(Ⅰ)时,A中反应自行停止。
试根据上述实验事实,回答以下各问题:
(1)A中发生的化学反应是_____________________________。?
(2)在装置B中的淡黄色粉末是_____________________________。?
(3)在干燥管C中的白色固体应为__________________________。?
【补偿训练】
“二氧化碳是否在有水存在时,才能与过氧化钠反应?”这个问题可通过实验加以证明。
(1)按图装置,在干燥的试管Ⅲ中装入Na2O2后,在通入CO2之前,应事先用弹簧夹(K1、K2)夹持好,目的是什么?__________________。
(2)试管Ⅰ内的试剂X是________时,打开弹簧夹K1、K2,加热试管Ⅲ约5分钟后,将带火星的小木条插入试管Ⅱ的液面上,可观察到带火星的小木条不能复燃,且Ⅲ内淡黄色粉末未发生变化。则所得的结论是____________________。
(3)试管Ⅰ内试剂为CO2饱和水溶液时,其他操作同(2),通过______________ ______________________________的现象,可以证明Na2O2与潮湿的CO2能反应且放出O2。
(4)总结本探究实验的总体思路。__________________ __。
课堂检测·素养达标
1.在呼吸面具和潜水艇中,过滤空气的最佳物质是 ( )
A.NaOH B.Na2O2 C.Na D.Al
【解析】选B。Na2O2能与空气中的水蒸气、CO2反应,产生氧气,因此Na2O2是过滤空气的最佳物质。
2.下列关于钠的氧化物的叙述正确的是 ( )
A.Na2O2是白色固体,和冷水作用得到O2和NaOH
B.Na2O2与水的反应中,氧化剂是Na2O2,还原剂是水
C.Na2O不稳定,能继续被O2氧化生成Na2O2
D.Na2O2与水反应时生成1个O2时电子转移的数目为4个
【解析】选C。A中,Na2O2是淡黄色固体;B中,在Na2O2与H2O的反应中,Na2O2既是氧化剂,又是还原剂;D中,Na2O2与水反应生成1个O2时电子转移的数目为2个。
3.(2019·洛阳高一检测)一个集气瓶中放有一团棉花,向其中倒入CO2气体时棉花燃烧起来,则棉花中可能包有 ( )
A.烧碱 B.氧化钾 C.过氧化钠 D.小苏打
【解析】选C。2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2,反应生成氧气且放出热量,使棉花燃烧起来。
4.把金属钠投入下列溶液中,既有气体放出,又有白色沉淀生成的是 ( )
A.盐酸 B.氯化钠溶液
C.氯化铜溶液 D.氯化镁溶液
【解析】选D。钠与盐溶液的反应,首先是与其中的水反应产生H2和NaOH。钠与盐酸、NaCl溶液反应只产生H2;与CuCl2溶液反应产生H2和Cu(OH)2蓝色沉淀;与MgCl2溶液反应产生H2和Mg(OH)2白色沉淀。
5.用脱脂棉包住0.2 g Na2O2粉末,放在石棉网上,在脱脂棉上滴加几滴水,可以观察到脱脂棉剧烈燃烧起来。由实验现象所得出的结论正确的是 ( )
A.Na2O2与H2O反应是一个放热反应
B.Na2O2具有强烈的腐蚀性
C.Na2O2与H2O反应中有氢氧化钠生成
D.Na2O2与H2O反应中有中间产物H2O2生成
【解析】选A。根据上述反应的现象可知上述过程中产生了助燃物氧气,同时由于脱脂棉燃烧起来,说明上述反应为放热反应。
6.(2019·合肥高一检测)干燥管A中为块状白色固体,B中为淡黄色粉末,C中为白色固体,并将A、B、C按如图所示连接,当打开活塞(Ⅰ)(Ⅱ)时,D中蜡烛火焰明亮;打开活塞(Ⅰ)(Ⅲ)时,D中蜡烛火焰熄灭;关闭活塞(Ⅰ)时,A中反应自行停止。
试根据上述实验事实,回答以下各问题:
(1)A中发生的化学反应是_____________________________。?
(2)在装置B中的淡黄色粉末是_____________________________。?
(3)在干燥管C中的白色固体应为__________________________。?
【解析】此题以蜡烛火焰的明亮和熄灭为突破口。明亮一定是通入了O2,而熄灭一般是CO2。由此可确定B中是Na2O2(淡黄色粉末)和CO2的反应;从而可知A是产生CO2的简易启普发生器,C中是一个不与CO2反应的白色固体,即是中性或酸性的固体干燥剂。
答案:(1)CaCO3+2HClCaCl2+CO2↑+H2O
(2)Na2O2
(3)CaCl2或P2O5
【补偿训练】
“二氧化碳是否在有水存在时,才能与过氧化钠反应?”这个问题可通过实验加以证明。
(1)按图装置,在干燥的试管Ⅲ中装入Na2O2后,在通入CO2之前,应事先用弹簧夹(K1、K2)夹持好,目的是什么?__________________。
(2)试管Ⅰ内的试剂X是________时,打开弹簧夹K1、K2,加热试管Ⅲ约5分钟后,将带火星的小木条插入试管Ⅱ的液面上,可观察到带火星的小木条不能复燃,且Ⅲ内淡黄色粉末未发生变化。则所得的结论是____________________。
(3)试管Ⅰ内试剂为CO2饱和水溶液时,其他操作同(2),通过______________ ______________________________的现象,可以证明Na2O2与潮湿的CO2能反应且放出O2。
(4)总结本探究实验的总体思路。__________________ __。
【解析】(1)本题旨在利用对比实验,探究Na2O2与CO2反应的环境,故实验步骤中,首先让Na2O2与干燥CO2反应,必须保证整个环境中不能有H2O进入。(2)根据题意可看出此时应当提供干燥二氧化碳,故试管Ⅰ内的试剂X是浓硫酸。(3)通过带火星木条复燃可证明Na2O2与潮湿CO2反应且放出O2。(4)根据“二氧化碳是否在有水存在时,才能与过氧化钠反应?”可知,应提供两种CO2反应环境:干燥二氧化碳、潮湿二氧化碳;然后寻找合理的试剂:浓硫酸、CO2饱和水溶液;找到合理的判断依据:木条是否复燃,最终得出结论。
答案:(1)防止试管Ⅲ内的过氧化钠和外界相通时发生吸潮现象
(2)浓硫酸 过氧化钠与干燥的CO2不反应
(3)带火星的小木条在试管Ⅱ的液面上复燃且剧烈燃烧,同时,Ⅲ内固体由淡黄色变为白色
(4)根据“二氧化碳是否在有水存在时,才能与过氧化钠反应?”可知,应提供两种CO2反应环境:干燥二氧化碳、潮湿二氧化碳;然后寻找合理的试剂:浓硫酸、CO2饱和水溶液;找到合理的判断依据:木条是否复燃,最终得出结论?
课时素养评价 十
碳酸钠和碳酸氢钠 焰色试验
(40分钟 70分)
一、选择题(本题包括8小题,每小题5分,共40分)
1.某物质灼烧时焰色试验为黄色,下列判断正确的是 ( )
A.该物质一定是钠的化合物
B.该物质一定含钠元素
C.该物质一定是金属钠
D.该物质中一定含钠离子
2.(2019·昆明高一检测)焰色试验实验过程中铂丝的清洗和灼烧与钾焰色试验的观察两项操作如图所示:
下列叙述中不正确的是 ( )
A.每次实验中都要先将铂丝灼烧至与原来的火焰颜色相同,再蘸取被检验物质
B.钾的焰色试验要透过蓝色钴玻璃观察
C.实验时最好选择本身颜色较深的火焰
D.没有铂丝可用无锈铁丝代替进行实验
3.(2019·衡阳高一检测)我国医学家通过研究发现小苏打可去除肿瘤内的氢离子,从而快速有效地杀死处于葡萄糖饥饿或缺乏状态的肿瘤细胞,为治疗原发性肝癌开辟了新路径。下列有关小苏打的说法错误的是 ( )
A.可用于制备苏打
B.可用于糕点生产中
C.与H+作用易产生CO2
D.可用饱和食盐水与CO2反应制得
4.下列有关NaHCO3与Na2CO3的说法中,正确的是 ( )
A.分别加热两种样品,没有残留物质的是NaHCO3
B.分别配成溶液,再加入澄清石灰水,无白色沉淀生成的是NaHCO3
C.分别与完全相同的盐酸反应,产生CO2的速率Na2CO3D.二者在一定条件下不能相互转化
5.下列离子方程式书写正确的是 ( )
A.NaHCO3溶液中加入稀盐酸:C+2H+CO2↑+H2O
B.碳酸钠溶液与硫酸反应:C+2H+CO2↑+H2O
C.碳酸氢钠溶液中滴入少量氢氧化钙溶液:Ca2++HC+OH-CaCO3↓+H2O
D.碳酸氢钠溶液中滴入足量氢氧化钙溶液:Ca2++2HC+2OH-CaCO3↓+C+
2H2O
6.为除去括号内的杂质,所选用的试剂或方法不正确的是 ( )
A.Na2CO3溶液(NaHCO3),选用适量的NaOH溶液
B.NaHCO3溶液(Na2CO3),应通入过量的CO2气体
C.Na2O2粉末(Na2O),将混合物在氧气中加热
D.Na2CO3溶液(Na2SO4),加入适量Ba(OH)2溶液,过滤
【补偿训练】
某同学对Na2O2和CO2反应后所得的固体进行研究,下列实验方案中不能测得固体中Na2CO3的质量分数的是 ( )
A. 取a g混合物与足量的稀盐酸充分反应,将反应后的固体加热蒸干、灼烧得到b g固体
B.取a g混合物与足量的稀硫酸充分反应,逸出气体用浓硫酸干燥后再用碱石灰吸收,增重b g
C.取a g混合物与足量的BaCl2溶液充分反应,过滤、洗涤、烘干得到b g固体
D.取a g混合物与足量的水反应,加热,使气体完全逸出,冷却至室温测得气体体积为V L(标准状况)
7.碳酸氢钠可直接作为制药工业的原料,用于治疗胃酸过多。还可用于电影制片、鞣革、选矿、冶炼、金属热处理,以及用于纤维、橡胶工业等,用途广泛。下列说法正确的是 ( )
A.用碳酸钠等碱性物质处理废水中的酸
B.碳酸氢钠药片是抗酸药,服用时喝些醋能提高药效
C.灼烧白色粉末,火焰成黄色,证明原粉末中有Na+,无K+
D.在酒精灯加热条件下,Na2CO3、NaHCO3固体都能发生分解
8.(2019·扬州高一检测)下列关于Na2CO3、NaHCO3,说法正确的是 ( )
A.受热时Na2CO3较NaHCO3更不稳定,更易分解产生CO2
B.等质量的Na2CO3、NaHCO3与足量盐酸反应,前者产生的CO2更多
C.常温下,等量水中完全溶解等质量的Na2CO3、NaHCO3所得溶液,前者碱性更强
D.向Na2CO3、NaHCO3溶液中分别滴加澄清石灰水,前者产生白色沉淀,后者无沉淀
二、非选择题(本题包括2小题,共30分)
9.(14分)(2019·衡阳高一检测)某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体,用不同的方法做了以下实验,如图所示。
(1)只根据图Ⅰ、Ⅱ所示实验,能够达到实验目的的是________(填装置序号)。?
(2)图Ⅲ、Ⅳ所示实验均能鉴别这两种物质,其反应的化学方程式为__;?
与实验Ⅲ相比,实验Ⅳ的优点是________(填选项序号)。?
A.Ⅳ比Ⅲ复杂
B.Ⅳ比Ⅲ安全
C.Ⅳ比Ⅲ操作简便
D.Ⅳ可以做到用一套装置同时进行两个对比实验,而Ⅲ不行
(3)若用实验Ⅳ验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性,则试管B中装入的固体最好是________(填化学式)。?
10.(16分) (2019·福州高一检测)某校课外小组为测定某碳酸钠和碳酸氢钠混合物中碳酸钠的质量分数,甲、乙两组同学分别进行了下列相关实验。
方案Ⅰ:甲组同学用质量法,按如图所示的实验流程进行实验:
称量样品加入适量盐酸蒸发结晶称量固体
(1)实验时,蒸发结晶操作中,除了酒精灯外,还要用到的仪器是________。?
(2)有同学认为“加入适量盐酸”不好操控,应改为“过量盐酸”,便于操作且不影响测定的准确性,该观点_______________(填“正确”或“不正确”),其原因是__?_?_?_?_?_?_?_?_?_?_?_?_?_?_?_?_?_?__。?
(3)若实验中测得样品质量为46.4 g,固体质量为40.95 g,则碳酸钠的质量分数为________(保留3位有效数字)。?
(4)蒸发结晶过程中若有固体飞溅,测得碳酸钠的质量分数________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。?
方案Ⅱ:乙组同学的主要实验流程如下。
按如图所示装置进行实验:
(5)在装置C中装碱石灰来吸收净化后的气体,装置D的作用是____________。?
(6)有的同学认为为了减少实验误差,应在反应前后都通入N2,反应后通入N2的目的是?_________________________。?
(20分钟 30分)
一、选择题(本题包括2小题,每小题7分,共14分)
11.有两个无标签的试剂瓶,分别装有Na2CO3和NaHCO3固体,有4位同学为鉴别它们采用了以下不同的方法,其中不可行的是 ( )
A.分别配成溶液,再加入澄清石灰水
B.分别配成溶液,再加入CaCl2溶液
C.分别加热,再检验是否有使澄清石灰水变浑浊的气体产生
D.分别取固体样品,滴加同浓度盐酸,观察产生气泡的快慢
【补偿训练】
(2019·温州高一检测)下列有关纯碱和小苏打的叙述中,正确的是 ( )
A.Na2CO3和NaHCO3都既能与盐酸反应,又能与氢氧化钠溶液反应
B.等质量的Na2CO3、NaHCO3分别与相同浓度的盐酸反应,NaHCO3消耗的盐酸体积少
C.向NaHCO3溶液中滴入Ba(OH)2溶液无沉淀,而向Na2CO3溶液中加入Ba(OH)2溶液出现白色沉淀
D.个数相同的Na2CO3、NaHCO3分别与足量稀硫酸反应,NaHCO3产生的CO2多
12.(2019·郑州高一检测)将NaHCO3置于干燥的试管中加热,并使放出的气体依次通过盛有足量过氧化钠和碱石灰的干燥管,最后得到的气体有 ( )
A.CO2、H2O B.H2O、O2
C.CO2、O2 D.O2
【补偿训练】
加热10.0 g碳酸钠和碳酸氢钠的固体混合物至质量不再发生变化,剩余固体的质量为8.45 g,则混合物中碳酸钠的质量分数为( )
A.42% B.58% C.36% D.64%
二、非选择题(本题包括1小题,共16分)
13.有一含NaCl、Na2CO3·10H2O和NaHCO3的混合物,某同学设计如图所示的实验装置,通过测量反应产生的CO2和H2O的质量,来确定该混合物中各组分的质量分数。
(1)实验步骤:
①按图(夹持仪器未画出)组装好实验装置后,首先进行的操作是?
__。?
②称取样品,并将其放入硬质玻璃管中;称量装浓硫酸的洗气瓶C的质量和装碱石灰的U形管D的质量。
③打开活塞K1、K2,关闭K3,缓缓鼓入空气数分钟,其目的是____________________________。?
④关闭活塞K1、K2,打开K3,点燃酒精灯加热至不再产生气体。装置B中发生反应的化学方程式为?????????????????????????????????__。?
⑤打开活塞K1,缓缓鼓入空气数分钟,然后拆下装置,再次称量洗气瓶C的质量和U形管D的质量。
(2)关于该实验方案,请回答下列问题。
①若加热反应后不鼓入空气,对测定结果的影响是?????????????????????__。?
②E处干燥管中盛放的药品是碱石灰,其作用是____________________,如果实验中没有该装置,则会导致测量结果NaHCO3的质量____________________?
(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
③若样品质量为w g,反应后C、D装置增加的质量分别为m1 g、m2 g,则混合物中Na2CO3·10H2O的质量分数为________(用含w、m1、m2的代数式表示)。?
课时素养评价 十
碳酸钠和碳酸氢钠 焰色试验
(40分钟 70分)
一、选择题(本题包括8小题,每小题5分,共40分)
1.某物质灼烧时焰色试验为黄色,下列判断正确的是 ( )
A.该物质一定是钠的化合物
B.该物质一定含钠元素
C.该物质一定是金属钠
D.该物质中一定含钠离子
【解析】选B。焰色试验呈黄色,说明物质中含有钠元素。
2.(2019·昆明高一检测)焰色试验实验过程中铂丝的清洗和灼烧与钾焰色试验的观察两项操作如图所示:
下列叙述中不正确的是 ( )
A.每次实验中都要先将铂丝灼烧至与原来的火焰颜色相同,再蘸取被检验物质
B.钾的焰色试验要透过蓝色钴玻璃观察
C.实验时最好选择本身颜色较深的火焰
D.没有铂丝可用无锈铁丝代替进行实验
【解析】选C。A项,如果不这样做,会给待测元素火焰颜色带来干扰,正确;B项,观察钾的焰色时要透过蓝色钴玻璃,滤去黄光再观察,正确;C项,焰色试验应选择本身颜色较浅的火焰,错误;D项,铁丝与铂丝灼烧时都没有特殊焰色,可以进行焰色试验的实验,正确。
3.(2019·衡阳高一检测)我国医学家通过研究发现小苏打可去除肿瘤内的氢离子,从而快速有效地杀死处于葡萄糖饥饿或缺乏状态的肿瘤细胞,为治疗原发性肝癌开辟了新路径。下列有关小苏打的说法错误的是 ( )
A.可用于制备苏打
B.可用于糕点生产中
C.与H+作用易产生CO2
D.可用饱和食盐水与CO2反应制得
【解析】选D。NaHCO3俗称小苏打,碳酸钠俗称苏打,碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠,则可用于制备苏打,故A正确;碳酸氢钠能与H+反应生成二氧化碳,用于制发酵粉,可用于糕点生产中,故B、C正确;饱和食盐水与CO2不反应,所以不能用饱和食盐水与CO2反应制得小苏打,故D错误。
4.下列有关NaHCO3与Na2CO3的说法中,正确的是 ( )
A.分别加热两种样品,没有残留物质的是NaHCO3
B.分别配成溶液,再加入澄清石灰水,无白色沉淀生成的是NaHCO3
C.分别与完全相同的盐酸反应,产生CO2的速率Na2CO3D.二者在一定条件下不能相互转化
【解析】选C。A项,2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,Na2CO3受热不易分解,故分别加热两种样品,均有残留物质,错误;B项,将NaHCO3与Na2CO3分别配成溶液,再加入澄清石灰水,发生的反应分别为Ca2++OH-+HCCaCO3↓+H2O、C+Ca2+CaCO3↓,均有白色沉淀生成,错误;C项,碳酸钠与盐酸反应先生成碳酸氢钠和氯化钠,再进一步反应生成氯化钠、二氧化碳和水,故分别与完全相同的盐酸反应时,产生CO2的速率Na2CO3+H2O2NaHCO3,二者在一定条件可以相互转化,错误。
5.下列离子方程式书写正确的是 ( )
A.NaHCO3溶液中加入稀盐酸:C+2H+CO2↑+H2O
B.碳酸钠溶液与硫酸反应:C+2H+CO2↑+H2O
C.碳酸氢钠溶液中滴入少量氢氧化钙溶液:Ca2++HC+OH-CaCO3↓+H2O
D.碳酸氢钠溶液中滴入足量氢氧化钙溶液:Ca2++2HC+2OH-CaCO3↓+C+
2H2O
【解析】选B。A项,HC不能完全电离,不能拆成离子,错误;C项,少量氢氧化钙时OH-不可能有剩余,错误;D项,足量氢氧化钙不可能生成C。
6.为除去括号内的杂质,所选用的试剂或方法不正确的是 ( )
A.Na2CO3溶液(NaHCO3),选用适量的NaOH溶液
B.NaHCO3溶液(Na2CO3),应通入过量的CO2气体
C.Na2O2粉末(Na2O),将混合物在氧气中加热
D.Na2CO3溶液(Na2SO4),加入适量Ba(OH)2溶液,过滤
【解析】选D。Na2CO3和Na2SO4均能与Ba(OH)2反应,不能达到除杂的目的。
【补偿训练】
某同学对Na2O2和CO2反应后所得的固体进行研究,下列实验方案中不能测得固体中Na2CO3的质量分数的是 ( )
A. 取a g混合物与足量的稀盐酸充分反应,将反应后的固体加热蒸干、灼烧得到b g固体
B.取a g混合物与足量的稀硫酸充分反应,逸出气体用浓硫酸干燥后再用碱石灰吸收,增重b g
C.取a g混合物与足量的BaCl2溶液充分反应,过滤、洗涤、烘干得到b g固体
D.取a g混合物与足量的水反应,加热,使气体完全逸出,冷却至室温测得气体体积为V L(标准状况)
【解析】选A。反应后所得的固体可能含有未反应完的Na2O2,无论是Na2CO3还是Na2O2都与盐酸反应生成氯化钠,不能计算出Na2CO3的质量,A错误; 增重的是二氧化碳气体,可以计算出Na2CO3的质量,根据总质量计算出其质量分数,B正确; 沉淀是碳酸钡,由此计算出Na2CO3的质量,C正确;气体为氧气,根据标准状况下体积,计算反应完的Na2O2固体,从而计算出Na2CO3的质量,故D正确。
7.碳酸氢钠可直接作为制药工业的原料,用于治疗胃酸过多。还可用于电影制片、鞣革、选矿、冶炼、金属热处理,以及用于纤维、橡胶工业等,用途广泛。下列说法正确的是 ( )
A.用碳酸钠等碱性物质处理废水中的酸
B.碳酸氢钠药片是抗酸药,服用时喝些醋能提高药效
C.灼烧白色粉末,火焰成黄色,证明原粉末中有Na+,无K+
D.在酒精灯加热条件下,Na2CO3、NaHCO3固体都能发生分解
【解析】选A。A项,碳酸钠显碱性,可处理废水中的酸,正确;B项,碳酸氢钠与醋酸反应生成二氧化碳,错误;C项,钾离子检验需透过蓝色钴玻璃,错误;D项,碳酸钠稳定,受热不分解,错误。
8.(2019·扬州高一检测)下列关于Na2CO3、NaHCO3,说法正确的是 ( )
A.受热时Na2CO3较NaHCO3更不稳定,更易分解产生CO2
B.等质量的Na2CO3、NaHCO3与足量盐酸反应,前者产生的CO2更多
C.常温下,等量水中完全溶解等质量的Na2CO3、NaHCO3所得溶液,前者碱性更强
D.向Na2CO3、NaHCO3溶液中分别滴加澄清石灰水,前者产生白色沉淀,后者无沉淀
【解析】选C。因2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,而碳酸钠加热不分解,故A错误;设质量都是106 g,根据Na2CO3～CO2,NaHCO3～CO2,产生的CO2的质量分别为44 g、×44 g,即放出CO2的质量:Na2CO3NaHCO3,故C正确;由反应Na2CO3+Ca(OH)2CaCO3↓+2NaOH、2NaHCO3+Ca(OH)2Na2CO3+CaCO3↓+2H2O可知,澄清的石灰水与碳酸钠、碳酸氢钠反应都生成白色沉淀碳酸钙,故D错误。
二、非选择题(本题包括2小题,共30分)
9.(14分)(2019·衡阳高一检测)某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体,用不同的方法做了以下实验,如图所示。
(1)只根据图Ⅰ、Ⅱ所示实验,能够达到实验目的的是________(填装置序号)。?
(2)图Ⅲ、Ⅳ所示实验均能鉴别这两种物质,其反应的化学方程式为__;?
与实验Ⅲ相比,实验Ⅳ的优点是________(填选项序号)。?
A.Ⅳ比Ⅲ复杂
B.Ⅳ比Ⅲ安全
C.Ⅳ比Ⅲ操作简便
D.Ⅳ可以做到用一套装置同时进行两个对比实验,而Ⅲ不行
(3)若用实验Ⅳ验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性,则试管B中装入的固体最好是________(填化学式)。?
【解析】(1)Na2CO3、NaHCO3均能与盐酸反应生成使澄清石灰水变浑浊的CO2气体,但等质量的Na2CO3与NaHCO3跟过量盐酸反应时,NaHCO3与盐酸反应更剧烈且产生气体的量多,故实验Ⅰ不能鉴别Na2CO3与NaHCO3,而实验Ⅱ可以。
(2)NaHCO3受热易分解:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,Na2CO3受热不分解,可用加热方法鉴别,对比实验Ⅲ,实验Ⅳ可以同时进行两个对比实验,现象明显。
(3)将NaHCO3置于小试管B中,Na2CO3置于大试管A中,加热时D中澄清石灰水不变浑浊,C中变浑浊,说明Na2CO3比NaHCO3稳定。
答案:(1)Ⅱ
(2)2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O D
(3)NaHCO3
10.(16分) (2019·福州高一检测)某校课外小组为测定某碳酸钠和碳酸氢钠混合物中碳酸钠的质量分数,甲、乙两组同学分别进行了下列相关实验。
方案Ⅰ:甲组同学用质量法,按如图所示的实验流程进行实验:
称量样品加入适量盐酸蒸发结晶称量固体
(1)实验时,蒸发结晶操作中,除了酒精灯外,还要用到的仪器是________。?
(2)有同学认为“加入适量盐酸”不好操控,应改为“过量盐酸”,便于操作且不影响测定的准确性,该观点_______________(填“正确”或“不正确”),其原因是__?_?_?_?_?_?_?_?_?_?_?_?_?_?_?_?_?_?__。?
(3)若实验中测得样品质量为46.4 g,固体质量为40.95 g,则碳酸钠的质量分数为________(保留3位有效数字)。?
(4)蒸发结晶过程中若有固体飞溅,测得碳酸钠的质量分数________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。?
方案Ⅱ:乙组同学的主要实验流程如下。
按如图所示装置进行实验:
(5)在装置C中装碱石灰来吸收净化后的气体,装置D的作用是____________。?
(6)有的同学认为为了减少实验误差,应在反应前后都通入N2,反应后通入N2的目的是?_________________________。?
【解析】(1)蒸发结晶操作中用到的仪器为酒精灯、蒸发皿、玻璃棒。(2)改为“过量盐酸”正确,因盐酸易挥发,过量的盐酸在加热过程中挥发,不影响结果。(3)设碳酸钠的质量为x g,碳酸氢钠的质量为y g,
则x+y=46.4
由Na2CO3～2NaCl NaHCO3～NaCl
x+y=40.95
x=21.2 y=25.2;碳酸钠的质量分数为
×100%≈45.7%。
(4)由于碳酸钠中钠的质量分数大于碳酸氢钠,所以蒸发结晶过程中若有固体飞溅,测得碳酸钠的质量分数偏小。(5)方案Ⅱ是根据二氧化碳的质量测碳酸钠的质量分数的,D装置的作用是吸收空气中的水蒸气和二氧化碳,以确保U形管中质量增加的准确性。(6)反应后通入N2的目的是将A、B装置中残留的CO2全部赶入C装置的碱石灰中,减小实验误差。
答案:(1)蒸发皿、玻璃棒
(2)正确 盐酸易挥发,过量的盐酸在加热过程中挥发,不影响结果 (3)45.7% (4)偏小
(5)吸收空气中的水蒸气和二氧化碳,以确保U形管中质量增加量的准确性
(6)将A、B装置中残留的CO2全部赶入C装置的碱石灰中,减小实验误差
(20分钟 30分)
一、选择题(本题包括2小题,每小题7分,共14分)
11.有两个无标签的试剂瓶,分别装有Na2CO3和NaHCO3固体,有4位同学为鉴别它们采用了以下不同的方法,其中不可行的是 ( )
A.分别配成溶液,再加入澄清石灰水
B.分别配成溶液,再加入CaCl2溶液
C.分别加热,再检验是否有使澄清石灰水变浑浊的气体产生
D.分别取固体样品,滴加同浓度盐酸,观察产生气泡的快慢
【解析】选A。A中的石灰水与Na2CO3和NaHCO3皆能发生反应产生CaCO3沉淀;B中CaCl2与NaHCO3不反应,与Na2CO3反应产生CaCO3沉淀;C中加热时,只有NaHCO3受热分解,2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,产生的CO2能使澄清石灰水变浑浊,故可用来鉴别;D中NaHCO3与盐酸反应速率比Na2CO3快。
【补偿训练】
(2019·温州高一检测)下列有关纯碱和小苏打的叙述中,正确的是 ( )
A.Na2CO3和NaHCO3都既能与盐酸反应,又能与氢氧化钠溶液反应
B.等质量的Na2CO3、NaHCO3分别与相同浓度的盐酸反应,NaHCO3消耗的盐酸体积少
C.向NaHCO3溶液中滴入Ba(OH)2溶液无沉淀,而向Na2CO3溶液中加入Ba(OH)2溶液出现白色沉淀
D.个数相同的Na2CO3、NaHCO3分别与足量稀硫酸反应,NaHCO3产生的CO2多
【解析】选B。Na2CO3与盐酸反应生成二氧化碳,不与氢氧化钠反应,NaHCO3属于弱酸弱碱盐,既能与盐酸反应生成CO2气体,又能与氢氧化钠反应生成盐,故A错误;由方程式Na2CO3+2HCl2NaCl+CO2↑+H2O,NaHCO3+HClNaCl+CO2↑+H2O可知,等质量的Na2CO3、NaHCO3分别与相同浓度的盐酸反应,NaHCO3消耗的盐酸体积少,故B正确;Na2CO3和NaHCO3都与Ba(OH)2溶液反应生成沉淀:Ba(OH)2+Na2CO3
BaCO3↓+2NaOH,2NaHCO3+Ba(OH)2BaCO3↓+Na2CO3+2H2O(NaHCO3足量),故C错误;分别与足量稀硫酸反应,反应的离子方程式为:C+2H+CO2↑+H2O、HC+H+H2O+CO2↑,所以个数相同的Na2CO3、NaHCO3分别与足量稀硫酸反应,产生的CO2一样多,故D错误。
12.(2019·郑州高一检测)将NaHCO3置于干燥的试管中加热,并使放出的气体依次通过盛有足量过氧化钠和碱石灰的干燥管,最后得到的气体有 ( )
A.CO2、H2O B.H2O、O2
C.CO2、O2 D.O2
【解析】选D。2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,所以分解产生CO2和水蒸气,依次通过盛有足量过氧化钠和碱石灰的干燥管,CO2与水蒸气都与足量过氧化钠反应产生氧气,故最终是氧气。
【补偿训练】
加热10.0 g碳酸钠和碳酸氢钠的固体混合物至质量不再发生变化,剩余固体的质量为8.45 g,则混合物中碳酸钠的质量分数为( )
A.42% B.58% C.36% D.64%
【解析】选B。由NaHCO3受热分解的化学方程式可知:
2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O 质量减轻
168 62
m(NaHCO3) (10.0-8.45) g
则=,解得m(NaHCO3)=4.2 g。
则Na2CO3的质量分数=×100%=58%。
【规律方法】“差量法”在解题中的应用
根据化学反应前后物质的有关物理量发生的变化,找出所谓“理论差量”,如反应前后的质量、气体体积的差量等。该差量的大小与反应物质的有关量成正比。差量法就是借助这种比例关系,解决一定量变的计算题的方法。
二、非选择题(本题包括1小题,共16分)
13.有一含NaCl、Na2CO3·10H2O和NaHCO3的混合物,某同学设计如图所示的实验装置,通过测量反应产生的CO2和H2O的质量,来确定该混合物中各组分的质量分数。
(1)实验步骤:
①按图(夹持仪器未画出)组装好实验装置后,首先进行的操作是?
__。?
②称取样品,并将其放入硬质玻璃管中;称量装浓硫酸的洗气瓶C的质量和装碱石灰的U形管D的质量。
③打开活塞K1、K2,关闭K3,缓缓鼓入空气数分钟,其目的是____________________________。?
④关闭活塞K1、K2,打开K3,点燃酒精灯加热至不再产生气体。装置B中发生反应的化学方程式为?????????????????????????????????__。?
⑤打开活塞K1,缓缓鼓入空气数分钟,然后拆下装置,再次称量洗气瓶C的质量和U形管D的质量。
(2)关于该实验方案,请回答下列问题。
①若加热反应后不鼓入空气,对测定结果的影响是?????????????????????__。?
②E处干燥管中盛放的药品是碱石灰,其作用是____________________,如果实验中没有该装置,则会导致测量结果NaHCO3的质量____________________?
(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
③若样品质量为w g,反应后C、D装置增加的质量分别为m1 g、m2 g,则混合物中Na2CO3·10H2O的质量分数为________(用含w、m1、m2的代数式表示)。?
【解析】(1)①组装好实验装置后首先应检查装置气密性。③由于装置中存在CO2和水蒸气,应先除去装置中的CO2和水蒸气。④由物质的性质可知,在加热时该装置中发生的反应为2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑、Na2CO3·10H2ONa2CO3+10H2O↑。
(2)①加热后有部分CO2和水蒸气会残留在装置中,必须鼓入空气使其完全被吸收,若不鼓入空气,则测得的NaHCO3和Na2CO3·10H2O的质量分数偏小,NaCl的质量分数偏大。②装置E是防止空气中的CO2和水蒸气进入装置D,如果没有该装置,会使测得的NaHCO3的质量偏大。③由题目信息知,反应放出的CO2的质量为m2 g,根据反应的化学方程式2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,可计算出该反应中产生的水的质量为 g,从而计算出Na2CO3·10H2O分解产生水的质量为(m1-) g,再根据Na2CO3·10H2ONa2CO3+10H2O↑,计算出Na2CO3·10H2O的质量,最后计算出混合物中Na2CO3·10H2O的质量分数。
答案:(1)①检查装置气密性 ③除去装置中的水蒸气和二氧化碳
④2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,
Na2CO3·10H2ONa2CO3+10H2O↑
(2)①Na2CO3·10H2O和NaHCO3的质量分数测定结果偏小,NaCl的质量分数测定结果偏大
②防止空气中的CO2和水蒸气进入D中影响测定结果 偏大 ③×100%
课堂检测·素养达标
1.Na2CO3又称纯碱,苏打,是一种重要的化工原料。下列关于Na2CO3的说法,错误的是 ( )
A.它的俗名是纯碱 B.它是一种碱
C.它的水溶液呈碱性 D.它是一种盐
2.(2019·海淀区高一检测)下列物质的溶液,能与1 mol·L-1小苏打溶液发生化学反应,既无气体生成也无沉淀生成的是 ( )
A.苏打 B.氯化氢 C.熟石灰 D.烧碱
3.节日燃放的五彩缤纷的烟花,与高中化学中的“焰色试验”相关。下列说法正确的是 ( )
A.焰色试验均应透过蓝色钴玻璃观察
B.NaCl与Na2CO3在灼烧时火焰颜色相同
C.焰色试验是化学变化
D.所有金属及其化合物在灼烧时火焰均有颜色
4.除去Na2CO3固体中少量NaHCO3的最佳方法是 ( )
A.加入适量盐酸 B.加入NaOH溶液
C.加热灼烧 D.配成溶液后通入CO2
【补偿训练】
下列关于Na2CO3和NaHCO3性质的说法,正确的是 ( )
A.在水中的溶解度:NaHCO3>Na2CO3
B.热稳定性:NaHCO3C.与稀盐酸反应生成CO2的速率:NaHCO3D.Na2CO3不能转化成NaHCO3,而NaHCO3能转化成Na2CO3
5.下列可用于判断碳酸氢钠粉末中混有碳酸钠的实验方法及现象是 ( )
A.加热时无气体放出
B.滴加盐酸时有气泡放出
C.溶于水后滴加BaCl2稀溶液有白色沉淀生成
D.溶于水后滴加澄清石灰水有白色沉淀生成
6.(2019·潍坊高一检测)小明通过学习知道Na2CO3、NaHCO3均能与盐酸反应,Na2CO3溶液还会与石灰水反应。
【产生疑问】NaHCO3溶液也能与石灰水反应吗?如果能反应,生成物可能是什么?
【进行实验】小明将NaHCO3溶液与石灰水混合,结果产生白色沉淀,已知Ca(HCO3)2能溶于水,碳酸氢盐在碱溶液中会生成碳酸盐。此白色沉淀是________;为了进一步了解生成的含钠化合物有什么,继续探究: ?
【做出猜想】①只有NaOH ②有Na2CO3和NaOH
③__________?
【实验设计】
步骤1:取少量上述实验后的上层清液于试管中,再滴加足量的CaCl2溶液(中性),观察到产生白色沉淀,由此可知生成的含钠化合物一定含有________;?
步骤2:将步骤1中反应后的混合物过滤,往滤液中先滴加几滴酚酞溶液,再滴加足量的稀盐酸,观察到溶液颜色变化情况为________________________,整个实验过程中无气泡产生,由此可知猜想②成立。?
【拓展提高】若步骤1中未出现白色沉淀,则此时NaHCO3溶液与Ca(OH)2溶液反应的化学方程式为? __。?
【补偿训练】
除去下列物质中的少量杂质。
(1)NaHCO3溶液中的Na2CO3,方法是________,反应的离子方程式是__________。
(2)NaCl溶液中的Na2CO3,方法是________,反应的离子方程式是__________。?
(3)NaOH溶液中的Na2CO3,方法是________,反应的离子方程式是__________。
课堂检测·素养达标
1.Na2CO3又称纯碱,苏打,是一种重要的化工原料。下列关于Na2CO3的说法,错误的是 ( )
A.它的俗名是纯碱 B.它是一种碱
C.它的水溶液呈碱性 D.它是一种盐
【解析】选B。碳酸钠的俗名是纯碱,A正确;碳酸钠是一种盐,不是碱,B错误;碳酸钠溶于水,碳酸根离子水解,它的水溶液呈碱性,C正确;碳酸钠是由碳酸根离子和钠离子组成的一种盐,D正确。
2.(2019·海淀区高一检测)下列物质的溶液,能与1 mol·L-1小苏打溶液发生化学反应,既无气体生成也无沉淀生成的是 ( )
A.苏打 B.氯化氢 C.熟石灰 D.烧碱
【解析】选D。A项,不反应,不符合题意;B项,反应为NaHCO3+HClNaCl+
CO2↑+H2O,不符合题意;C项,反应为NaHCO3+Ca(OH)2CaCO3↓+NaOH+H2O或2NaHCO3+Ca(OH)2CaCO3↓+Na2CO3+2H2O,不符合题意;D项,反应为NaHCO3+NaOHNa2CO3+H2O,符合题意。
3.节日燃放的五彩缤纷的烟花,与高中化学中的“焰色试验”相关。下列说法正确的是 ( )
A.焰色试验均应透过蓝色钴玻璃观察
B.NaCl与Na2CO3在灼烧时火焰颜色相同
C.焰色试验是化学变化
D.所有金属及其化合物在灼烧时火焰均有颜色
【解析】选B。只有钾的焰色试验需要透过蓝色钴玻璃观察,滤去黄色的光,避免钠的焰色试验对钾的焰色试验产生干扰,A项错误;焰色试验是元素的性质,只要所含的金属元素相同,无论是单质还是化合物,在灼烧时火焰的颜色都相同,NaCl与Na2CO3在灼烧时火焰的颜色均为黄色,B项正确;焰色试验属于物理变化,C项错误;并不是所有的金属及其化合物在灼烧时火焰都有颜色,D项错误。
4.除去Na2CO3固体中少量NaHCO3的最佳方法是 ( )
A.加入适量盐酸 B.加入NaOH溶液
C.加热灼烧 D.配成溶液后通入CO2
【解析】选C。加入盐酸二者均参与反应,A项错误;加入NaOH溶液时不易控制加入量,容易引入新杂质NaOH,B项错误;加热灼烧时,NaHCO3发生分解反应转化为Na2CO3,C项正确;配成溶液后通入CO2,Na2CO3将转化为NaHCO3,D项错误。
【补偿训练】
下列关于Na2CO3和NaHCO3性质的说法,正确的是 ( )
A.在水中的溶解度:NaHCO3>Na2CO3
B.热稳定性:NaHCO3C.与稀盐酸反应生成CO2的速率:NaHCO3D.Na2CO3不能转化成NaHCO3,而NaHCO3能转化成Na2CO3
【解析】选B。A项,在水中的溶解度:NaHCO3Na2CO3;D项,NaHCO3与Na2CO3之间可以相互转化。
5.下列可用于判断碳酸氢钠粉末中混有碳酸钠的实验方法及现象是 ( )
A.加热时无气体放出
B.滴加盐酸时有气泡放出
C.溶于水后滴加BaCl2稀溶液有白色沉淀生成
D.溶于水后滴加澄清石灰水有白色沉淀生成
【解析】选C。无论是否含有碳酸钠,加热碳酸氢钠粉末时均有气体放出,A项错误;无论是否含有碳酸钠,滴加盐酸时均有气泡放出,B项错误;无论是否含有碳酸钠,滴加澄清石灰水均有沉淀产生,D项错误。
6.(2019·潍坊高一检测)小明通过学习知道Na2CO3、NaHCO3均能与盐酸反应,Na2CO3溶液还会与石灰水反应。
【产生疑问】NaHCO3溶液也能与石灰水反应吗?如果能反应,生成物可能是什么?
【进行实验】小明将NaHCO3溶液与石灰水混合,结果产生白色沉淀,已知Ca(HCO3)2能溶于水,碳酸氢盐在碱溶液中会生成碳酸盐。此白色沉淀是________;为了进一步了解生成的含钠化合物有什么,继续探究: ?
【做出猜想】①只有NaOH ②有Na2CO3和NaOH
③__________?
【实验设计】
步骤1:取少量上述实验后的上层清液于试管中,再滴加足量的CaCl2溶液(中性),观察到产生白色沉淀,由此可知生成的含钠化合物一定含有________;?
步骤2:将步骤1中反应后的混合物过滤,往滤液中先滴加几滴酚酞溶液,再滴加足量的稀盐酸,观察到溶液颜色变化情况为________________________,整个实验过程中无气泡产生,由此可知猜想②成立。?
【拓展提高】若步骤1中未出现白色沉淀,则此时NaHCO3溶液与Ca(OH)2溶液反应的化学方程式为? __。?
【解析】因为题给信息Ca(HCO3)2能溶于水,而HC能与OH-反应生成C,故将NaHCO3溶液与石灰水混合后,产物除CaCO3外,溶液中还可能有:①Ca(OH)2过量时:发生反应NaHCO3+Ca(OH)2CaCO3↓+NaOH+H2O;②恰好反应时:2NaHCO3+Ca(OH)2 CaCO3↓+Na2CO3+2H2O;③NaHCO3过量时,产物有CaCO3、Na2CO3,剩余NaHCO3。依据以上分析可猜想:生成的含钠化合物只能有三种情况:①NaOH、
②Na2CO3和NaOH、③Na2CO3。
答案:【进行实验】CaCO3【做出猜想】只有Na2CO3
【实验设计】Na2CO3 溶液先由无色变红色,然后红色变为无色【拓展提高】Ca(OH)2+NaHCO3CaCO3↓+NaOH+H2O
【补偿训练】
除去下列物质中的少量杂质。
(1)NaHCO3溶液中的Na2CO3,方法是________,反应的离子方程式是__________。
(2)NaCl溶液中的Na2CO3,方法是________,反应的离子方程式是__________。?
(3)NaOH溶液中的Na2CO3,方法是________,反应的离子方程式是__________。
【解析】本题考查Na2CO3、NaHCO3的化学性质及除杂方法试剂的选用。除杂时注意不要引入其他杂质离子。?
答案:(1)通入CO2气体
C+CO2+H2O2HC
(2)加入适量盐酸 C+2H+CO2↑+H2O
(3)加入适量的Ca(OH)2溶液(过滤)
C+Ca2+CaCO3↓
