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鈉及其化合物 A組全員必做題 1.焰火“腳印”、“笑臉”、“五環(huán)”，讓北京奧運會開幕式更加輝煌、浪漫，這與高中化學(xué)中“焰色反應(yīng)”知識相關(guān)。下列說法中正確的是(　　) A．非金屬單質(zhì)燃燒時火焰均為無色 B．所有金屬及其化合物灼燒時火焰均有顏色 C．焰色反應(yīng)均應(yīng)透過藍(lán)色鈷玻璃觀察 D．NaCl與Na2CO3灼燒時火焰顏色相同 解析：A項中H2在O2中燃燒時，火焰為淡藍(lán)色，錯誤；B項中只有部分金屬元素有焰色反應(yīng)，錯誤；C項中鉀元素的焰色反應(yīng)透過藍(lán)色鈷玻璃濾去黃光干擾，錯誤。 答案：D 2．(2015江蘇宿遷第一次摸底)在研究金屬鈉與水反應(yīng)的實驗中，下列根據(jù)實驗現(xiàn)象得出的結(jié)論不正確的是(　　) A．將一小塊Na投入水中，鈉浮于水面，說明鈉的密度比水小 B．將一小塊Na投入滴有酚酞的水中，溶液變紅，說明反應(yīng)生成了堿 C．將一小塊Na投入CuSO4溶液中，生成藍(lán)色沉淀，說明Na沒有Cu活潑 D．點燃Na與肥皂水反應(yīng)產(chǎn)生的氣泡，有尖銳爆鳴聲，說明有H2生成 解析：鈉比銅要活潑，將一小塊Na投入CuSO4溶液中，鈉首先與水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氣，然后氫氧化鈉與硫酸銅溶液反應(yīng)生成藍(lán)色沉淀氫氧化銅，所以得不到銅，C錯誤。 答案：C 3．如圖所示，若錐形瓶內(nèi)是水，分液漏斗內(nèi)的液體也是水，向燒杯內(nèi)滴加水時，發(fā)現(xiàn)U形管內(nèi)液體右移，靜止后液面左邊低于右邊，則燒杯內(nèi)的物質(zhì)是(　　) A．過氧化鈉　　　 B．碳酸氫鈉 C．鋁 D．鐵 解析：U形管內(nèi)液體右移，靜止后液面左端低于右端，說明錐形瓶內(nèi)氣體壓強增大，其原因可能是Na2O2與水反應(yīng)有O2放出，B、C、D三項中的物質(zhì)均不與水反應(yīng)。 答案：A 4．鈉與水反應(yīng)時的現(xiàn)象與鈉的下列性質(zhì)無關(guān)的是(　　) A．鈉的熔點低　　　　 B．鈉的密度小 C．鈉的硬度小 D．鈉有強還原性 解析：鈉投入水中，浮在水面上，說明鈉的密度小于水；熔化成閃亮的小球，說明鈉與水的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，鈉的熔點較低；鈉能與水常溫下反應(yīng)，生成NaOH和H2，說明鈉的還原性很強。 答案：C 5．(2016合肥市高三教學(xué)質(zhì)量檢測)在封閉容器中，加熱等物質(zhì)的量的NaHCO3和Na2O2的固體混合物，充分反應(yīng)后，容器中固體剩余物是(　　) A．Na2CO3和Na2O2 B．Na2CO3和NaOH C．NaOH和Na2O2 D．NaOH、Na2O2和Na2CO3 解析：設(shè)有2 mol NaHCO3和2 mol Na2O2,2 mol NaHCO3受熱分解成1 mol Na2CO3、1 mol CO2，1 mol H2O，1 mol CO2 1 mol H2O分別與2 mol Na2O2反應(yīng)生成Na2CO3和NaOH，故B選項正確。 答案：B 6．下列是某興趣小組根據(jù)課本實驗設(shè)計的一個能說明碳酸鈉與碳酸氫鈉熱穩(wěn)定性的套管實驗。請觀察如圖實驗裝置、分析實驗原理，并判斷下列說法和做法，其中不科學(xué)的是(　　) A．甲為小蘇打，乙為純堿 B．要證明碳酸氫鈉受熱能產(chǎn)生水，可在小試管內(nèi)塞上沾有無水硫酸銅粉末的棉花球 C．加熱不久就能看到A燒杯的澄清石灰水變渾濁 D．整個實驗過程中沒有發(fā)現(xiàn)A燒杯的澄清石灰水變渾濁 解析：Na2CO3受熱不分解，而NaHCO3受熱易分解生成Na2CO3、CO2和H2O。大試管中溫度高于小試管，甲應(yīng)為NaHCO3，乙為Na2CO3，A中不變渾濁，B中變渾濁，A項、D項正確，C項錯誤；無水硫酸銅粉末吸水得到藍(lán)色CuSO4晶體，可證明有H2O產(chǎn)生，B項正確。 答案：C 7．(2016皖南八校聯(lián)考)常溫下，向Na2CO3溶液中逐滴滴入0.1mol/L鹽酸，溶液的pH隨著滴入鹽酸溶液體積變化曲線如下圖，則下列說法正確的是(　　) A．a(chǎn)點時溶液pH＝11.5，原因是： CO＋H2O===HCO＋OH－ B．a(chǎn)～b段發(fā)生反應(yīng)為：CO＋2H＋===CO2↑＋H2O C．b～c段發(fā)生反應(yīng)為：HCO＋H＋===CO2↑＋H2O D．c～d段發(fā)生反應(yīng)為：H＋＋OH－===H2O 解析：a點時溶液pH＝11.5，是因為碳酸鈉的水解，但水解是可逆的，A項錯誤；Na2CO3溶液中逐滴滴入鹽酸的反應(yīng)順序是Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl，NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O，即a～b段發(fā)生反應(yīng)為：CO＋H＋=== HCO，B項錯誤，C項正確，c～d段鹽酸過量，D項錯誤。 答案：C 8．(2016鹽城模擬)下列關(guān)于鈉及其化合物的敘述正確的是(　　) A．將足量的Na2O2和Na2O分別加入酚酞試液中，最終溶液均為紅色 B．用鈉與空氣反應(yīng)制純凈的Na2O2，空氣必須經(jīng)過堿石灰處理后，才能與鈉反應(yīng) C．鈉與鈉離子都具有強還原性 D．在Na2O2與CO2的反應(yīng)中，氧化劑是Na2O2，還原劑是CO2 解析：Na2O2、Na2O分別加入酚酞試液中，均先與試液中的水反應(yīng)生成堿而使試液變紅色，但因Na2O2具有漂白性，最后又將變成紅色的溶液漂白，故A項不正確。用Na與空氣反應(yīng)制Na2O2，空氣中的CO2和水可與生成的Na2O2反應(yīng)，所以空氣必須經(jīng)堿石灰處理，故B項正確。鈉原子最外層只有一個電子，容易失去最外層電子形成鈉離子，表現(xiàn)強還原性，而鈉離子具有穩(wěn)定的電子層結(jié)構(gòu)，不具有還原性，只具有弱氧化性，故C不正確。D項反應(yīng)中，氧化劑和還原劑均為Na2O2，故不正確。 答案：B 9．(2016泉州質(zhì)檢)在一定條件下，將鈉與氧氣反應(yīng)的生成物 2.8 g 溶于水，所得溶液恰好能被 80 mL濃度為1.0 mol/L的HCl溶液中和，則生成物的成分是(　　) A．Na2O B．Na2O2 C．Na2O和Na2O2 D．Na2O2和NaO2 解析：本題應(yīng)用極值法。鹽酸的物質(zhì)的量為0.08 mol，則NaOH的物質(zhì)的量也等于0.08 mol ，若生成物是Na2O，質(zhì)量為2.48 g ，若生成物是Na2O2，質(zhì)量為3.12 g，結(jié)合題給信息，所以選C項。 答案：C 10．(2016河南調(diào)研)純堿和小蘇打是廚房中兩種常見的用品，它們都是白色固體，下列區(qū)分這兩種物質(zhì)的方法中正確的是(　　) A．分別用砂鍋加熱兩種樣品，全部分解揮發(fā)沒有殘留物的是小蘇打 B．用潔凈鐵絲蘸取兩種樣品在煤氣火焰上灼燒，使火焰顏色發(fā)生明顯變化的是小蘇打 C．取兩只小玻璃杯，分別加入少量的兩種樣品，再加入等量的食醋，產(chǎn)生氣泡快的是小蘇打 D．先將兩樣品配成溶液，分別加入澄清石灰水，無白色沉淀生成的是小蘇打 解析：小蘇打NaHCO3分解生成Na2CO3、H2O和CO2，有Na2CO3殘留，A項錯誤；純堿和小蘇打的焰色反應(yīng)均為黃色；向二者的溶液中分別加入澄清石灰水，均有CaCO3沉淀生成。 答案：C 11．金屬鈉與水的反應(yīng)是中學(xué)化學(xué)中的一個重要反應(yīng)。該反應(yīng)的演示方法分別如圖中①、②所示： (1)現(xiàn)按圖①所示的方法，在室溫時，向盛有Ca(HCO3)2溶液的水槽中，加入一小塊金屬鈉。下列現(xiàn)象描述正確的是________(填字母)。 A．鈉浮在液面上，并四處游動，最后消失 B．鈉熔化成一個光亮的小球 C．反應(yīng)開始后，溶液由無色變紅色 D．恢復(fù)到室溫時，燒杯底部有固體物質(zhì)析出 (2)請補充并完成①實驗中從試劑瓶中取出鈉到向水槽中投入鈉的有關(guān)操作：用鑷子從試劑瓶中取出一小塊鈉→____________→用鑷子夾取切好的金屬鈉投入到盛有Ca(HCO3)2溶液的燒杯中。 (3)按圖②所示方法來收集產(chǎn)生的氣體，需將鈉包好，再放入水中。取相同質(zhì)量的鈉按下列幾種情況收集產(chǎn)生的氣體在相同條件下體積最大的是________。 A．用鋁箔包住鈉 B．用錫箔包住鈉 C．直接將鈉投入水中 解析：(1)因為金屬鈉的密度比水的小，故可浮在液面上，鈉與水的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，且鈉的熔點低，故反應(yīng)放出的熱量使得金屬鈉融化成光亮的小球，反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣推動小球四處游動，反應(yīng)生成的NaOH和Ca(HCO3)2發(fā)生反應(yīng)，2NaOH＋Ca(HCO3)2===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，故溶液中會有沉淀析出。 (2)因為Na容易和空氣中的O2、H2O發(fā)生反應(yīng)，故實驗室中Na保存在煤油中，從試劑瓶中取出的Na應(yīng)該用濾紙吸干表面的煤油，然后在玻璃片上用小刀切下綠豆大小的鈉塊(金屬鈉質(zhì)軟，可以用小刀切割)，并將剩余的鈉放回試劑瓶中。 (3)Na和H2O反應(yīng)產(chǎn)生H2的同時產(chǎn)生NaOH，NaOH可以和Al發(fā)生反應(yīng)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，故用鋁箔包住Na時產(chǎn)生的H2的體積最大。 答案：(1)ABD (2)用濾紙吸干表面的煤油，在玻璃片上用小刀將其切下綠豆大小的鈉塊，并將剩余的鈉放回試劑瓶中 (3)A 12．(2015長沙模擬)現(xiàn)有一定量含有Na2O雜質(zhì)的Na2O2試樣，用下圖所示的實驗裝置測定Na2O2試樣的純度。(可供選用的試劑只有CaCO3固體、6 molL－1鹽酸、6 molL－1硫酸和蒸餾水) 回答下列問題： (1)裝置A中液體試劑選用________，理由是 ________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (2)裝置B的作用是 ________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 裝置E中堿石灰的作用是 ________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (3)裝置D中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是 ________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (4)若開始時測得樣品的質(zhì)量為2.0 g，反應(yīng)結(jié)束后測得氣體體積為224 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則Na2O2試樣的純度為________。 解析：本題的解題思路是根據(jù)氧化鈉與二氧化碳?xì)怏w反應(yīng)無氧氣生成，而過氧化鈉與二氧化碳?xì)怏w反應(yīng)會生成難溶于水的氧氣，并且用排水法測定生成的氧氣的體積。所以，制二氧化碳的試劑采用6 molL－1鹽酸與CaCO3固體，不能用硫酸，硫酸與CaCO3固體反應(yīng)生成的CaSO4微溶于水，會覆蓋在CaCO3固體表面，使反應(yīng)不能持續(xù)。由于從A裝置中出來的CO2中含有少量HCl、H2O，所以先用飽和的NaHCO3溶液吸收HCl，再用濃硫酸干燥CO2氣體，由于CO2與混合物反應(yīng)時會有剩余，為防止影響實驗的測定結(jié)果，要用堿石灰吸收剩余的CO2氣體，相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2、Na2O＋CO2===Na2CO3。 (4)根據(jù)2Na2O2～O2的關(guān)系可計算出生成224 mL氣體時，Na2O2的質(zhì)量為1.56 g，則試樣純度為1.562.0100%＝78%。 答案：(1)6 molL－1鹽酸　硫酸與CaCO3固體反應(yīng)生成的CaSO4微溶于水，會覆蓋在CaCO3固體表面，使反應(yīng)不能持續(xù) (2)除去氣體中的HCl　吸收裝置D中反應(yīng)剩余的CO2 (3)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，Na2O＋CO2===Na2CO3 (4)78% B組重點選做題 13.過碳酸鈉(2Na2CO33H2O2)是一種集洗滌、漂白、殺菌于一體的氧系漂白劑。某興趣小組制備過碳酸鈉的實驗方案和裝置示意圖如下： 已知：主反應(yīng)為2Na2CO3(aq)＋3H2O2(aq)2Na2CO33H2O2(s)　ΔH＜0； 副反應(yīng)為2H2O2===2H2O＋O2↑； 50℃時，2Na2CO33H2O2(s)開始分解。 請回答下列問題： (1)步驟①的關(guān)鍵是控制溫度，其措施有__________和__________。 (2)在濾液X中加入適量NaCl固體可析出過碳酸鈉，原因是 __________________。 (3)步驟③中選用無水乙醇洗滌產(chǎn)品的目的是 ________________________。 (4)下列物質(zhì)中，會引起過碳酸鈉失效的有______。 A．Na2S　　　　 B．CuO C．Na2SiO3 D．NaHCO3 (5)過碳酸鈉產(chǎn)品中往往含有少量碳酸鈉，可用重量法測定過碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；其操作步驟：取樣品溶解→加入BaCl2溶液→過濾→洗滌→干燥→稱量。需要直接測定的物理量有__________(用字母表示并注明其含義)。產(chǎn)品中過碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式為______________。 解析：(1)由于主反應(yīng)是放熱反應(yīng)，50 ℃時，2Na2CO33H2O2(s)開始分解，因此步驟①的關(guān)鍵是控制溫度，即溫度不能太高，因此可采取冷水浴的方法；讓反應(yīng)速率減小也可控制溫度，所以采取緩慢滴加H2O2溶液的方法；還可以通過攪拌加快熱量散失。(3)無水乙醇能和水互溶，且極易揮發(fā)，而且無機鹽在醇中的溶解度小，所以選用無水乙醇洗滌可減少過碳酸鈉的溶解損失，并帶走水分利于干燥。(4)過碳酸鈉有碳酸鈉和過氧化氫的雙重性質(zhì)，可氧化Na2S，被氧化銅催化分解。(5)需要直接測定的物理量有：樣品質(zhì)量，設(shè)為m1；碳酸鋇沉淀的質(zhì)量，設(shè)為m2。設(shè)樣品中碳酸鈉的物質(zhì)的量為a mol，過碳酸鈉的物質(zhì)的量為b mol，則a＋2b＝，106a＋314b＝m1，解得b＝，因此過碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。 答案：(1)冷水浴，緩慢滴加H2O2溶液(使放出的熱量及時散失) (2)增大鈉離子濃度，降低過碳酸鈉的溶解度(鹽析作用) (3)減少過碳酸鈉的溶解損失，并帶走水分利于干燥 (4)AB (5)樣品的質(zhì)量m1 g、沉淀的質(zhì)量m2 g　 14．鈉是活潑的堿金屬元素，鈉及其化合物在生產(chǎn)和生活中有廣泛的應(yīng)用。 完成下列計算： (1)疊氮化鈉(NaN3)受撞擊完全分解產(chǎn)生鈉和氮氣，故可應(yīng)用于汽車安全氣囊。若產(chǎn)生40.32 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)氮氣，至少需要疊氮化鈉________g。 (2)鈉－鉀合金可在核反應(yīng)堆中用作熱交換液。5.05 g鈉－鉀合金溶于200 mL水生成0.075 mol氫氣。 ①計算溶液中氫氧根離子的物質(zhì)的量濃度(忽略溶液體積變化)。 ②計算并確定該鈉－鉀合金的化學(xué)式。 解析：(1)設(shè)需要疊氮化鈉的質(zhì)量為x。 2NaN3　2Na?。?N2↑ 則x＝78 g。 答案：(1)78 (2)①c(OH－)＝1 000 mLL－1＝0.75(mol/L) ②設(shè)上述合金中含a mol鈉、b mol鉀 　 該鈉－鉀合金化學(xué)式為NaK2。