1、钠及其氧化物(40分钟70分)一、选择题(本题包括10小题,每小题5分,共50分)1.(2019吉林高一检测)金属钠是一种活泼金属,除了具有金属的一般性质外,还具有自己的特性。下列关于钠的叙述中,正确的是()A.钠是银白色金属,熔点低,硬度大B.钠放置在空气中,会迅速被氧化而生成淡黄色的氧化钠C.在氧气中加热时,金属钠剧烈燃烧,呈现黄色火焰D.金属钠着火可以用水灭火【解析】选C。A中,钠的硬度小,可用小刀切割;B中,放置在空气中,钠被缓慢氧化生成白色的Na2O;D中,钠与水反应产生可燃的氢气,故钠着火时不能用水灭火。2.(2020北师大附中高一检测)钠与水反应的实验过程如图、所示,下列有关说法
2、不正确的是()A.图中钠熔成小球,说明钠与水反应放热且钠的熔点低B.图中钠四处游动并嘶嘶作响,说明反应产生了气体C.图中滴加酚酞试液后溶液变红,说明有碱性物质生成D.钠与水反应的离子方程式是2Na+ 2H+2Na+ + H2【解析】选D。图中钠熔成小球所需的热量必为反应放出,此时水未沸腾,则钠的熔点低于100 ,A项正确;图中钠四处游动是反应产生气体的推动,B项正确;图中是碱性物质使酚酞变红,C项正确;水是氧化物、也是难电离物质,不能拆写,应写成 2Na+ 2H2O2Na+ +2OH-+ H2,D项错误。【补偿训练】(2019九江高一检测)如图所示,在烧杯中加入水和苯(苯的密度为0.88 gc
3、m-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 gcm-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,且钠的密度介于苯和水之间;加入钠后,钠处在苯与水的中间。由于钠能与水反应,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。3.钾(K)与Na在性质上具有很大的相似性,但K比Na更活泼,下面是根据Na的性质对K的性质的预测,其中正确的是()A.K
4、与水反应比钠更剧烈,反应生成氢气和氢氧化钾B.K易被空气中的氧气所氧化,氧化产物与其加热时燃烧产物相同C.K与水能够反应,但不如Na与水的反应剧烈D.K能从铝盐溶液中置换出铝【解析】选A。K是活泼的碱金属,和Na与H2O的反应类似,都能与H2O反应生成碱和H2,故A项正确;K暴露在空气中,易与空气中的O2反应,其产物是K2O,燃烧产物应是KO2等多种氧化物,故B项错误;因K比Na更活泼,因此Na与H2O的反应没有K与H2O的反应剧烈,故C项错误;活泼金属和盐溶液的反应是先和H2O反应,所以金属K和铝盐溶液反应不会置换出金属Al,故D项错误。【易错提醒】比Na更活泼的金属K、Ca等与盐溶液反应时
5、,首先考虑与水的反应,再考虑反应后生成的碱与其他物质的反应。4.(2020石家庄高一检测)有关钠的叙述正确的是()A.2.3 g钠与97.7 g水反应后,溶液中溶质的质量分数等于4%B.钠和CuSO4溶液反应生成的蓝色沉淀上有时出现暗斑,这是析出了金属铜C.金属钠性质活泼,可以在石蜡中保存D.钠在空气中的缓慢氧化与其在空气中点燃所得的产物一样【解析】选C。w=100%4%,A错误;Na先与H2O反应生成NaOH,并放出大量的热,NaOH再与硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀,氢氧化铜不稳定,受热分解为氧化铜,B错误;钠的性质活泼,保存在煤油或石蜡中,C正确;Na在空气中缓慢氧化生成Na2O,Na在
6、空气中点燃生成Na2O2,D错误。5.某固体物质只含有钠和氧两种元素,将它放在足量的水中产生两种气体,这两种气体又可以在一定条件下反应生成水。则原固体物质的组成是()A.Na2O2与Na2OB.Na和NaOHC.Na2O2和NaD.Na和Na2O【解析】选C。由这两种气体在一定条件下反应生成水,可知为氧气和氢气,故原固体组成为Na2O2和Na。6.一定温度下,向饱和NaOH溶液中投入一小块金属钠,充分反应后恢复到原来的温度。下列叙述中不合理的是()A.钠浮于液面,到处游动,发出嘶嘶响声B.溶液中溶质的质量增大,并放出H2C.溶液中NaOH的质量分数不变,有H2放出D.溶液的质量减少,氢氧化钠溶
7、液中溶质的质量分数不变【解析】选B。钠的密度小于水的密度,金属钠投入饱和NaOH溶液中时,钠浮于液面,并发生剧烈反应2Na+2H2O2NaOH+H2,A项正确;充分反应后恢复到原来的温度,因原溶液为饱和溶液,反应过程中消耗水,故原溶液中的NaOH会部分析出,反应后溶液仍为饱和溶液,溶液的质量、溶液中溶质的质量都减少,但溶液中NaOH的质量分数不变,B错误,C、D正确。【易错提醒】本题易忽视原溶液为饱和溶液,且反应前后保持温度不变,误认为反应生成的NaOH会溶解,且反应消耗水,误认为溶液的质量、溶液中溶质的质量分数都会增大。7.等质量的两块钠,第一块在足量氧气中加热,第二块与氧气在常温下充分反应
8、,则下列说法正确的是()A.第一块钠失去电子多B.两块钠失去电子一样多C.第二块钠的反应产物质量较大D.两块钠的反应产物质量一样大【解析】选B。8.(2020许昌高一检测)如图装置,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,将发现的现象是()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:dc。【补偿训练】向紫色石蕊溶液中加入过量Na2O2粉末,振荡,正确的叙述是()A.最后溶液变蓝色B.溶液先变蓝色最后褪色C.溶液仍为紫色D.因为Na2O2与石蕊发生氧化还原反应而无气
9、泡产生【解析】选B。氧化还原反应是一个比较慢的过程,而酸碱之间的反应较快。紫色石蕊溶液中加入过量Na2O2粉末,首先Na2O2会与水反应生成NaOH和O2,生成的NaOH使紫色石蕊溶液变蓝色;由于反应过程中会生成过氧化氢,H2O2具有强氧化性,所以最后溶液变为无色。9.把过氧化钠投入含有HC、Cl-、Mg2+、Na+的水溶液中,离子数目不变的是()A.HCB.Cl-C.Mg2+D.Na+【解析】选B。Na2O2与H2O发生反应2Na2O2+2H2O4NaOH+O2,因此溶液中Na+数目增多;OH-+HCC+H2O、2OH-+Mg2+Mg(OH)2,使溶液中HC、Mg2+的数目均减少;溶液中Cl
10、-数目保持不变。10.(2020昆明高一检测)下列反应中,Na2O2只表现出氧化性的是 ()A.2Na2O2+2H2O4NaOH+O2B.2Na2O2+2H2SO42Na2SO4+2H2O+O2C.Na2O2+SO2Na2SO4D.5Na2O2+2KMnO4+8H2SO45Na2SO4+K2SO4+2MnSO4+5O2+8H2O【解析】选C。过氧化钠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、B错误;过氧化钠化合价降低,所以只表现出氧化性,C正确;过氧化钠化合价只升高,只表现出还原性,D错误。二、非选择题(本题包括2小题,共20分)11.(10分)A、B、C是中学化学中
11、常见的三种物质,它们之间的相互转化关系如图所示(部分反应条件及产物略去):(1)若A是一种金属,C是淡黄色固体,则B的化学式为 ,AC反应的化学方程式为 。(2)若A是一种非金属,其常见单质为黑色固体,C是最主要的温室气体,则C的分子式为,BC反应的化学方程式为 。A和C是否可以发生反应(填“能”或“不能”),若能,反应的化学方程式为(若不能,此空不填)。【解析】(1)根据C是淡黄色固体,C为Na2O2,则B为Na2O,A为Na,AC的反应为2Na+O2Na2O2。(2)C是主要的温室气体,则C为CO2,A为碳,B为CO,BC的反应为2CO+O22CO2,A和C可以反应生成B,化学方程式为C+
12、CO22CO。答案:(1)Na2O2Na+O2Na2O2(2)CO22CO+O22CO2能C+CO22CO12.(10分)(2020聊城高一检测)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(注:Na2O2可以与H2O、CO2发生反应):(1)装置中盛放的药品是,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、),各仪器接口的连接顺序是:空气进入 , 接 , 接,接(填字母序号)。(3)装置的作用为 。(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的过程中,
13、要避免生成的Na2O2与空气中的水蒸气和二氧化碳发生反应,在制取过程中导入空气时要除去这两种杂质,且最后要防止外界空气中的水蒸气和二氧化碳进入反应装置。答案:(1)氢氧化钠溶液吸收导入的空气中的二氧化碳(2)、hgfea(或b)b(或a)c(3)防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置(4)先通一段时间的空气后再加热装置(20分钟30分)1.(6分)(双选)(2020淄博高一检测)下列应用涉及氧化还原反应的是()A.Na2O2用作呼吸面具的供氧剂B.氧化钠与水反应生成氢氧化钠C.氢氧化钠溶液吸收SO2D.过氧化钠加入FeCl2溶液中【解析】选A、D。过氧化钠用作呼吸面具的供氧剂,涉及反应2CO2+
14、2Na2O22Na2CO3+O2等,反应中氧元素的化合价发生变化,属于氧化还原反应;氧化钠与水化合生成氢氧化钠,没有价态变化,不是氧化还原反应;氢氧化钠溶液吸收SO2的反应为2NaOH+SO2Na2SO3+H2O,反应中没有元素化合价发生变化,不属于氧化还原反应;过氧化钠具有强氧化性,能将Fe2+氧化成Fe3+,属于氧化还原反应。2.(6分)(2020北京高一检测)以CO2和Na2O2为原料,制取纯净干燥的O2,实验装置如下:下列说法不正确的是()A.装置中试剂可以是NaOH溶液B.装置的作用是干燥O2C.收集氧气应选择装置aD.装置、之间应增加盛澄清石灰水的洗气瓶【解析】选C。装置中试剂可以
15、是NaOH溶液,用来除掉二氧化碳气体,故不选A;装置中盛有浓硫酸,作用是干燥O2,故不选B;由于氧气密度大于空气,选择装置b,故选C;装置、之间应增加盛澄清石灰水的洗气瓶,验证二氧化碳是否除尽,故不选D。3.(9分)(2020西安高一检测)现有一定量含有Na2O杂质的Na2O2试样,用如图所示实验装置测定Na2O2试样的纯度(可供选用的反应物只有CaCO3固体、盐酸、硫酸和蒸馏水)。回答下列问题:(1)装置A是用来产生CO2气体,则A中液体试剂选用,发生反应的离子方程式为 。(2)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 。(3)装置D中发生反应的化学方程式为 。(4)若开始
16、时测得样品的质量为2.0 g,反应结束后测得气体体积换算成质量为0.32 g,则Na2O2试样的纯度为 。【解析】(1)装置A是碳酸钙和盐酸反应生成二氧化碳,碳酸钙和硫酸反应时,生成的硫酸钙是微溶于水的,会覆盖在碳酸钙的表面,使反应不能持续,所以用盐酸而不用硫酸来反应,发生CaCO3+2H+Ca2+CO2+H2O;(2)碳酸钙和盐酸反应生成的二氧化碳气体中含有氯化氢气体,可以用饱和碳酸氢钠溶液来除去,浓硫酸具有吸水性,可以将二氧化碳干燥,装置E中碱石灰的作用是吸收二氧化碳,防止对氧气的体积测量造成干扰;(3)过氧化钠、氧化钠和二氧化碳反应的化学方程式分别为2Na2O2+2CO22Na2CO3+
17、O2,Na2O+CO2Na2CO3;(4)假设过氧化钠的质量为x,根据反应2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2278 32x 0.32 g=,x=1.56 g过氧化钠的质量分数为100%=78%。答案:(1)盐酸CaCO3+2H+Ca2+CO2+H2O(2)除去CO2气体中的HCl干燥气体吸收装置D中未反应的CO2(3)2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2,Na2O+CO2Na2CO3(4)78%4.(9分)(2020洛阳高一检测)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,用如图的实验装置进行实验,证明过氧化钠可用于制取氧气。(1)A是实验室用CaCO3制取
18、CO2的装置。写出A中发生反应的化学方程式:。(2)按要求填写表中空格:仪器编号盛放的试剂加入该试剂的目的B饱和NaHCO3溶液C与CO2反应,产生O2D吸收未反应的CO2(3)为了达到实验目的,(填“需要”或“不需要”)在B装置之后增加一个吸收水蒸气的装置;若你认为需要增加一个吸收水蒸气的装置,应选用(若“不需要”,则此空不填)作为吸水剂;若你认为不需要,请说明理由: (若需要,则此空不填)。(4)证明收集到的气体是氧气的方法是 。【解析】实验室利用CaCO3与稀盐酸反应制取CO2,因为CO2中混有挥发出的HCl,故用饱和NaHCO3溶液除去HCl;用CO2与Na2O2反应产生O2,在收集O
19、2之前,要先用NaOH溶液吸收未反应完的CO2。答案:(1)CaCO3+2HClCaCl2+CO2+H2O(2)仪器编号盛放的试剂加入该试剂的目的B除去CO2中的HCl气体C过氧化钠固体DNaOH溶液(3)不需要因为水蒸气也能与过氧化钠反应生成氧气,不影响实验目的(4)把带火星的木条伸入试管内,木条复燃,证明试管中收集的气体是氧气【补偿训练】(2019西安高一检测)(1)某同学加热钠与空气中的氧气反应。用坩埚钳夹持坩埚放在三脚架的泥三角上,用小刀切下绿豆粒大小的钠块,用滤纸吸干煤油后放入坩埚中。点燃酒精灯进行加热。观察现象并记录生成固体的颜色。钠受热先熔化成闪亮的小球,然后剧烈燃烧,火焰呈 ,
20、化学方程式为 。Na2O(色)和Na2O2(色)哪种物质更稳定?。(2)如图所示装置,在平底烧瓶的底部有一块钠,平底烧瓶内是干燥的空气。过一段时间后可观察到 ,发生反应的化学方程式为。(3)某班同学用如图所示装置测定空气里氧气的含量。先用弹簧夹夹住橡胶管。点燃钠,伸入瓶中并塞上瓶塞。待钠熄灭并冷却后,打开弹簧夹,观察广口瓶内水面变化情况。上述实验过程中发生反应的化学方程式为。实验完毕,甲同学的广口瓶内水面上升明显小于瓶内空气体积的,乙同学的广口瓶内水面上升明显大于瓶内空气体积的。下列对这两种现象解释合理的是。a.甲同学可能使用钠的量不足,瓶内氧气没有消耗完b.甲同学可能未塞紧瓶塞,钠熄灭冷却时
21、外界空气进入瓶内c.乙同学可能没夹紧弹簧夹,钠燃烧时瓶内部分空气受热从导管逸出d.乙同学可能插入燃烧匙太慢,塞紧瓶塞之前,瓶内部分空气受热逸出【解析】(1)由于有反应发生2Na2O+O22Na2O2,所以判断Na2O2比Na2O稳定。(2)钠与空气中的氧气反应生成Na2O,使钠表面变灰暗,同时烧瓶内压强降低,气球会膨胀。(3)a项,若钠的量不足,则氧气消耗不完,造成进水量少于瓶内空气体积的,结果偏低,合理。b项,若瓶塞未塞紧,钠熄灭冷却,瓶内气体收缩,外面的空气会进入瓶内,使气体得到补充,造成结果偏低,合理。c项,若弹簧夹未夹紧,钠燃烧时,瓶内气体膨胀,使部分气体从导管口逸出,造成结果偏高,合理。d项,若插入燃烧匙太慢,瓶内部分气体从瓶口逸出,造成结果偏高,合理。答案:(1)黄色2Na+O2Na2O2白淡黄Na2O2 (2)钠表面变灰暗,气球膨胀4Na+O22Na2O(3)2Na+O2Na2O2abcd