1、课时分层提升练 六钠及其重要化合物一、选择题1.下列关于金属钠的叙述错误的是()A.金属钠保存在煤油中B.钠元素只能以化合态存在于自然界C.实验室取用金属钠至少需要3种用品D.钠元素在自然界主要以NaCl的形式存在【解析】选C。金属钠在空气中就会发生变化,由于钠的密度比煤油大,故钠可以保存在煤油中,A项正确;金属钠性质活泼,在自然界无游离态,B项正确;实验室取用金属钠时,需要用镊子取钠、用滤纸吸干煤油或液体石蜡、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;海水中含有大量的食盐,钠元素在自然界主要以NaCl的形式存在,D项正确。2.(2019大庆模拟)下列有关钠及其化合物的性质
2、说法正确的是()A.CO2气体使Na2O2固体变白,CO2气体被还原B.除去NaHCO3固体中的Na2CO3,可以将固体加热至恒重C.Na2O2吸收CO2产生O2,所以Na2O2可用作呼吸面具供氧剂D.钠与水反应Na+2H2ONa+2OH-+H2【解析】选C。A、CO2与Na2O2固体反应生成白色固体碳酸钠,其中Na2O2既作氧化剂又作还原剂,二氧化碳中化合价没有变化,所以没有被氧化或被还原,故A错误;B、Na2CO3的热稳定性强于NaHCO3,NaHCO3和Na2CO3混合固体加热至恒重,最终只剩Na2CO3固体,达不到实验目的,故B错误;C、Na2O2吸收CO2产生O2,所以Na2O2可用
3、作呼吸面具供氧剂,故C正确;D、该选项中的离子反应没有配平,将其配平后为2Na+2H2O2Na+2OH-+H2,故D错误。3.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。【方法规律】混合物分离提纯的“四原则”“四原则”:一不增(不增加新的杂质);二不减(不减少被提
4、纯的物质);三易分离(被提纯物与杂质容易分离);四易复原(被提纯物质要复原)。4.用如图所示实验装置进行相关实验探究,其中装置不合理的是()A.鉴别纯碱与小苏打B.证明Na2O2与水反应放热C.证明Cl2能与烧碱溶液反应D.探究钠与Cl2反应【解析】选A。加热固体时,试管口不能向上倾斜,A项设计错误;B项中脱脂棉燃烧,能表明Na2O2与水反应放热;C项中气球变大,Cl2能被NaOH溶液吸收;D项能进行Na与Cl2反应。二、非选择题5.(2019长沙模拟)现有一定量含有Na2O杂质的Na2O2试样,用下图所示的实验装置测定Na2O2试样的纯度。(可供选用的试剂只有CaCO3固体、6 molL-1
5、盐酸、6 molL-1硫酸和蒸馏水)回答下列问题:(1)装置A中液体试剂选用_,理由是_ _。(2)装置B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是_。(4)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(标准状况下),则Na2O2试样的纯度为_。【解析】本题的解题思路是根据氧化钠与二氧化碳气体反应无氧气生成,而过氧化钠与二氧化碳气体反应会生成难溶于水的氧气,并且用排水法测定生成的氧气的体积。所以制二氧化碳的试剂采用6 molL-1盐酸与CaCO3固体,不能用硫酸,硫酸与CaCO3固体反应生成的CaSO4微溶于水,会覆盖在CaCO3固体
6、表面,使反应不能持续。由于从A装置中出来的CO2中含有少量HCl、H2O,所以先用饱和的NaHCO3溶液吸收HCl,再用浓硫酸干燥CO2气体,由于CO2与混合物反应时会有剩余,为防止影响实验的测定结果,要用碱石灰吸收剩余的CO2气体,相关反应的化学方程式为2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2,Na2O+CO2Na2CO3。根据2Na2O2O2的关系可计算出生成224 mL气体时,Na2O2的质量为1.56 g,则试样纯度为1.56 g2.0 g100%=78%。答案:(1)6 molL-1盐酸硫酸与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(2
7、)除去气体中的HCl吸收装置D中反应剩余的CO2(3)2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2,Na2O+CO2Na2CO3(4)78%6.(2019赣州模拟)将一定质量的碳酸钠和氢氧化钠的固体混合物完全溶于水,制成180 mL稀溶液,然后向该溶液中逐滴加入1 molL-1的盐酸,所加入盐酸的体积与产生CO2的体积(标准状况)关系如图所示:(提示:假设V混=V1+V2)(1)写出OA段所发生反应的化学方程式_, _。(2)当加入35 mL盐酸时,产生CO2的体积为_mL(标准状况)。(3)原混合物中NaOH的质量为_g。(4)B点时溶液中钠离子的物质的量浓度为_molL-1。【解析】(1)溶
8、液中的溶质是氢氧化钠和碳酸钠,首先发生中和反应,则OA段所发生反应的化学方程式依次是NaOH+HClNaCl+H2O、Na2CO3+HClNaCl+NaHCO3。(2)当加入35 mL盐酸时与碳酸氢根反应的盐酸体积是35 mL-25 mL=10 mL,盐酸的物质的量是0.01 mol,所以根据方程式NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2可知产生CO2的体积为0.01 mol22.4 Lmol-1=0.224 L=224 mL。(3)气体体积不再发生变化时,与碳酸氢钠反应的盐酸的体积是20 mL,盐酸的物质的量是0.02 mol,则碳酸氢钠是0.02 mol,因此碳酸钠的物质的量是0.02
9、 mol,则与碳酸钠反应消耗盐酸的体积是20 mL,因此与氢氧化钠反应的盐酸的体积是5 mL,物质的量是0.005 mol,则氢氧化钠的质量是0.005 mol40 gmol-1=0.2 g;(4)B点时溶液中溶质是氯化钠,根据氯离子守恒可知氯化钠的物质的量是0.045 L1 molL-1 =0.045 mol,则钠离子的物质的量浓度为0.045 mol0.225 L=0.2 molL-1。答案:(1)NaOH+HClNaCl+H2O、Na2CO3+HClNaCl+NaHCO3(2)224(3)0.2(4)0.2一、选择题1.在研究金属钠与水反应的实验中,下列根据实验现象得出的结论不正确的是(
10、)A.将一小块Na投入水中,钠浮于水面,说明钠的密度比水小B.将一小块Na投入滴有酚酞的水中,溶液变红,说明反应生成了碱C.将一小块Na投入CuSO4溶液中,生成蓝色沉淀,说明Na没有Cu活泼D.点燃Na与肥皂水反应产生的气泡,有尖锐爆鸣声,说明有H2生成【解析】选C。钠比铜活泼,将一小块Na投入CuSO4溶液中,钠首先与水反应生成氢氧化钠和氢气,然后氢氧化钠与硫酸铜溶液反应生成蓝色氢氧化铜沉淀,所以得不到铜,C错误。【加固训练】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()MgSO4溶液Na2SO4稀溶液饱和澄清石灰水Ca(HCO3)2溶液CuSO4溶液饱和NaCl溶
11、液A.B.C.D.【解析】选D。2Na+2H2O2NaOH+H2,中Mg2+2OH-Mg(OH)2;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;中Ca2+HC+OH- CaCO3+H2O;生成的Cu(OH)2是蓝色沉淀,不符合题意;水减少,c(Na+)增大,使NaCl(s)Na+(aq)+Cl-(aq)平衡向左移动,故既有气体又有沉淀产生。2.(2019长沙模拟)下列说法正确的是()A.Na2O2遇到湿润的紫色石蕊试纸后,石蕊试纸最终变成蓝色B.Na2O2与CO2反应生成0.1 mol O2时转移电子0.4 molC.Na2O2投入CuCl2溶液中有蓝色沉淀及气
12、泡产生D.向饱和烧碱溶液中加入2 g Na2O2,充分反应完后,溶液中c(Na+)不变【解析】选C。Na2O2遇湿润的石蕊试纸时,它最终能氧化石蕊使其褪色,A项错误;由2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2及Na2O2中氧为-1价知,每生成1 mol O2时会转移2 mol电子,B项错误;Na2O2投入CuCl2溶液中,Na2O2先与水反应生成NaOH与O2,NaOH再与CuCl2反应生成Cu(OH)2沉淀,C项正确;Na2O2与水反应时能放出大量的热,使溶液温度升高,NaOH溶解度增大,导致溶液中c(Na+)增大,D项错误。3.(2019恩施模拟)将0.84 g NaHCO3和1.06
13、g Na2CO3混合并配成溶液,向溶液中滴加0.1 molL-1稀盐酸。下列图象能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系的是()【解析】选D。0.84 g NaHCO3为0.01 mol,1.06 g Na2CO3为0.01 mol,混合溶液中含0.01 mol C和0.01 mol HC。滴加盐酸,0.01 mol C先反应:C +H+HC,消耗0.1 molL-1盐酸0.1 L;此时溶液中HC为0.02 mol,继续滴加盐酸,0.02 mol HC发生反应:HC+H+H2O+CO2,消耗0.1 molL-1盐酸0.2 L。即滴加盐酸至0.1 L开始产生CO2,至0.3 L时产生
14、二氧化碳达到最大值0.02 mol。【加固训练】向四只盛有一定量NaOH溶液的烧杯中通入不同量的CO2气体,再在所得溶液中逐滴加入稀盐酸至过量,并将溶液加热,产生的CO2气体与HCl物质的量的关系如图(忽略CO2的溶解和HCl的挥发):则下列分析都正确的组合是()图对应溶液中的溶质为NaHCO3图对应溶液中的溶质为Na2CO3和NaHCO3,且二者的物质的量之比为11图对应溶液中的溶质为NaOH和Na2CO3,且二者的物质的量之比为11图对应溶液中的溶质为Na2CO3A.B.C.D.【解析】选A。图象中从O点即开始产生CO2气体,对应溶液中的溶质为NaHCO3, 正确;图象中Oa段消耗HCl的
15、量小于ab段消耗HCl的量,对应的溶液中的溶质为Na2CO3和NaHCO3,且二者的物质的量之比=,正确;图象中,Oa段消耗HCl的量等于ab段消耗HCl的量,对应溶液中的溶质为Na2CO3,不正确;图象中,Oa段消耗HCl的量大于ab段消耗HCl的量,对应溶液中的溶质为Na2CO3、NaOH,且二者的物质的量之比:=,不正确。4.下列实验操作正确的是()编号实验操作A观察钠与水反应的现象用镊子从煤油中取出金属钠,切下绿豆粒大小的钠,小心放入装满水的烧杯中B检验 NaHCO3 与Na2CO3 溶液用小试管分别取少量溶液,然后滴加澄清石灰水C证明 Na2O2 与CO2 是放热反应Na2O2 用棉
16、花包裹,放入充满 CO2 的集气瓶中,棉花燃烧,说明是放热反应D检验 Na2CO3 溶液与K2CO3溶液用铂丝分别蘸取溶液,在酒精灯外焰上灼烧,直接观察火焰的颜色【解析】选C。应将钠表面的煤油用滤纸吸干且烧杯中不能装满水(否则会迸溅出液体),A错误;B项都有白色沉淀产生,错误;Na2O2与CO2反应生成氧气,如果棉花燃烧说明达到了着火点,能证明是放热反应,C正确;观察钾的焰色反应应该透过蓝色钴玻璃,D错误。二、非选择题5.向浓度相等、体积均为50 mL的A、B两份NaOH溶液中,分别通入一定量的CO2后,再稀释到100 mL。(1)在NaOH溶液中通入一定量的CO2后,溶液中溶质的组成可能是_
17、, _,_,_。(2)在稀释后的溶液中逐滴加入0.1 mol L-1的盐酸,产生CO2的体积(标准状况)与所加盐酸的体积关系如图所示。A曲线表明,原溶液通入CO2后,所得溶质与盐酸反应产生CO2的最大体积是_mL(标准状况)。B曲线表明,原溶液通入CO2后,所得溶液中溶质的化学式为_ _。原NaOH溶液的物质的量浓度为_。【解析】(2)分析图中曲线和各个量的关系(稀释后溶液溶质为Na2CO3、NaHCO3),A中先加入的25 mL盐酸,含有的氢离子的物质的量为0.1 molL-10.025 L=0.002 5 mol,此时发生的反应为C+H+HC,所以可知溶液中含有的C的物质的量为0.002
18、5 mol,后加的50 mL盐酸和HC反应生成CO2,因为后加的氢离子的物质的量为0.1 molL-10.050 L=0.005 mol,所以CO2的体积为0.005 mol 22.4 Lmol-11 000 mLL-1=112 mL。在B中先加入的60 mL盐酸都没有气体生成,又加入15 mL盐酸CO2完全放出,也就是说n(HC)=0.1 molL-10.015 L=0.001 5 mol,则原溶液中只有0.001 5 mol C,含有0.006 mol-0.001 5 mol=0.004 5 mol的OH-,即原溶液中的溶质是NaOH和Na2CO3。根据钠原子守恒,可计算氢氧化钠溶液的物质
19、的量浓度。答案:(1)NaOH、Na2CO3Na2CO3Na2CO3、NaHCO3NaHCO3(2)112NaOH、Na2CO30.150 molL-16.(新题预测)化学兴趣小组的同学为测定某Na2CO3和NaCl的固体混合物样品中Na2CO3的质量分数进行了以下实验,请你参与并完成对有关问题的解答。(1)甲同学用如图所示装置测定CO2的质量,实验时稀硫酸是与样品中的_(填“Na2CO3”或“NaCl”)发生反应。仪器a的名称是_。洗气瓶b中盛装的是浓硫酸,此浓硫酸的作用是_。(2)乙同学实验过程如下:操作涉及的实验名称有_、洗涤;操作涉及的实验名称有干燥、_。乙测得的样品中Na2CO3质量分数的计算式为_。【解析】(1)甲同学用图示装置测定CO2的质量。实验时稀硫酸是与样品中的Na2CO3发生反应。仪器a的名称是分液漏斗。洗气瓶b中盛装的是浓硫酸,此浓硫酸的作用是除去CO2中的水蒸气。(2)由实验流程可知,Na2CO3和NaCl的固体混合物制成溶液,加足量氢氧化钡时生成沉淀A为碳酸钡,操作为过滤,分离出沉淀,操作为干燥、称量,则碳酸钡的质量为y g,由上述分析可知,操作涉及的实验名称有过滤、洗涤;操作涉及的实验名称有干燥、称量;由碳酸根离子守恒可知,样品中Na2CO3质量分数为100%=100%。答案:(1)Na2CO3分液漏斗除去CO2中的水蒸气(2)过滤称量100%