1、钠及其重要化合物(45分钟100分)一、选择题(本题包括10小题,每题6分,共60分)1.下列化学实验事实及其解释不正确的是()A.滴有酚酞的NaHCO3溶液呈浅红色,微热后红色加深,是因为NaHCO3分解生成了Na2CO3B.钠保存在煤油中,是因为煤油不与钠发生反应,钠比煤油密度大,煤油可以使钠隔绝空气和水蒸气C.用洁净的玻璃管向包有Na2O2的脱脂棉吹气,脱脂棉燃烧,说明CO2、H2O与Na2O2的反应是放热反应D.钠长期暴露在空气中的产物是Na2CO3,原因是钠与氧气生成的Na2O与水和二氧化碳反应【解析】选A。对NaHCO3溶液微热,HC水解程度增大,溶液碱性增强,A错误;钠保存在煤油
2、中,B正确;CO2、H2O与Na2O2的反应是放热反应,C正确;钠长期暴露在空气中,最终产物是Na2CO3,D正确。2.事实上,许多非金属氧化物在一定条件下能与Na2O2反应,且反应极有规律,如Na2O2+SO2Na2SO4、2Na2O2+2SO32Na2SO4+O2。下列化学方程式中正确的是()A.2Na2O2+2N2O44NaNO3B.Na2O2+2NO22NaNO2+O2C.2Na2O2+2N2O34NaNO2+O2D.2Na2O2+2Mn2O74Na2MnO4+O2【解析】选A。Na2O2具有氧化性,可与还原性物质发生氧化还原反应,Na2O2还可与最高价氧化物反应生成相应的盐和氧气。N
3、2O4中的N为+4价,因此和Na2O2反应生成+5价N,即生成NaNO3,A正确;Na2O2可把NO2氧化为NaNO3,B错误;Na2O2可把N2O3氧化为NaNO3,C错误;化学方程式中原子不守恒,应为2Na2O2+2Mn2O74NaMnO4+O2,D错误。【加固训练】有关Na2CO3和NaHCO3的性质,下列叙述错误的是()A.相同温度下,等浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液的碱性比较,前者更强B.常温时水溶性:Na2CO3NaHCO3C.在酒精灯加热的条件下,前者不分解,后者分解D.将澄清石灰水分别加入Na2CO3和NaHCO3溶液中,前者产生沉淀,后者无明显现象【解析】选D。将澄清石
4、灰水分别加入Na2CO3和NaHCO3溶液中,都会生成CaCO3沉淀,反应为Na2CO3+Ca(OH)2CaCO3+2NaOH和NaHCO3+Ca(OH)2CaCO3+NaOH+H2O,D错误。3.下列各组物质相互混合反应后,最终有白色沉淀生成的是()过量Na2O2投入FeCl2溶液中;过量Ba(OH)2溶液和明矾溶液混合;少量Ca(OH)2投入过量NaHCO3溶液中;Na2SiO3溶液中通入过量CO2;CaCl2与NaOH的混合溶液中通入过量CO2A.全部B.C.D.【解析】选C。二者发生氧化还原反应生成Fe(OH)3红褐色沉淀;过量Ba(OH)2溶液和明矾溶液混合,二者反应生成硫酸钡白色沉
5、淀;少量Ca(OH)2投入过量NaHCO3溶液中,二者反应生成碳酸钙白色沉淀;向Na2SiO3溶液中通入过量CO2,二者反应生成白色不溶物硅酸;CaCl2与NaOH的混合溶液中通入少量CO2,生成碳酸钙白色沉淀,当二氧化碳过量时碳酸钙转化为可溶性的碳酸氢钙。4.下列操作或实验现象的解释(方程式)正确的是()A.除去Na2CO3溶液中的Na2SO4,加入适量Ba(OH)2溶液后,过滤:Ba2+SBaSO4B.钠投入盛有FeCl3溶液的烧杯中,产生无色气体与红褐色沉淀:6Na+2Fe3+6H2O2Fe(OH)3+6Na+3H2C.Na2O2在潮湿的空气中放置一段时间,变成白色黏稠物:2Na2O2+
6、2CO22Na2CO3+O2D.向NaHCO3溶液中加入过量的澄清石灰水,出现白色沉淀:2HC+Ca2+2OH-CaCO3+C+2H2O【解析】选B。Na2CO3与Ba(OH)2也反应,且还会引入OH-,A错误; 钠投入盛有FeCl3溶液的烧杯中,先与H2O反应:2Na+2H2O2NaOH+H2,生成无色气体,NaOH与FeCl3反应;3NaOH+FeCl3Fe(OH)3+3NaCl,生成红褐色沉淀,将联立得离子方程式:6Na+2Fe3+6H2O2Fe(OH)3+6Na+3H2,B正确;Na2O2在潮湿的空气中吸水,生成NaOH,C项错误;澄清石灰水过量,则发生反应:HC+Ca2+OH-CaC
7、O3+H2O,D错误。5.向某NaOH溶液中通入CO2气体后得溶液M,因CO2通入量的不同,溶液M的组成也不同。若向M中逐滴加入盐酸,产生的气体体积V(CO2)与加入盐酸的体积V(HCl)的关系有下列图示四种情况,且(2)(3)(4)图中分别有OAAB,则下列分析与判断不正确的是()A.M中只有一种溶质的有(1)和(3)B.M中有两种溶质的有(2)和(4)C.(2)图显示M中c(NaHCO3)c(Na2CO3)D.(4)图显示M中的溶质为NaOH和Na2CO3【解析】选C。发生的反应为NaOH+HClNaCl+H2O,Na2CO3+HClNaCl+NaHCO3,NaHCO3+HClNaCl+C
8、O2+H2O,由方程式可知Na2CO3转化为NaHCO3消耗盐酸与NaHCO3反应消耗盐酸体积相等。图(1)中加入盐酸即有CO2生成,说明溶质只有一种为NaHCO3,图(3)中OA=AB,说明溶质只有Na2CO3,A正确;图(2)中OAAB,说明含有NaOH和Na2CO3两种溶质,B、D正确;图(2)中OA【解析】选A。0.1 mol Na2O2与100 g H2O反应,H2O过量,反应最多能产生0.05 mol O2,A正确;反应的离子方程式应为2Na+2H2O2Na+2OH-+H2,B错误;在化学反应中钠易失去电子作还原剂,Na+具有弱氧化性,C错误;、充分反应后所得溶液中溶质(NaOH)
9、的质量分数从大到小:=,D错误。8.某溶液含有N、HC、S、C、S五种阴离子。向其中加入少量的Na2O2固体后,溶液中的离子浓度基本保持不变的是(忽略溶液体积变化)()A.B.C.D.【解析】选A。过氧化钠具有强氧化性,能将S氧化为S;所得溶液为碱性溶液,HC将转化为C,只有N的浓度基本不变。9.(2018武汉模拟)如表所示,对陈述、的正确性及两者间是否具有因果关系的判断都正确的是()选项陈述陈述判断A碳酸钠溶液可用于治疗胃病Na2CO3可与盐酸反应对,对,有B向滴有酚酞的水溶液中加入Na2O2变红色Na2O2与水反应生成氢氧化钠对,错,无C金属钠具有强还原性高压钠灯发出透雾性强的黄光对,对,
10、有D过氧化钠可为航天员供氧Na2O2能与CO2和H2O反应生成O2对,对,有【解析】选D。A项,陈述错误,Na2CO3溶液碱性较强,不能用于治疗胃病;B项,陈述不全面,应先变红后褪色;C项二者之间没有因果关系;D项,Na2O2可与CO2和H2O反应生成O2,可为航天员供氧,正确。10.(能力挑战题)实验室使用pH传感器来测定Na2CO3和NaHCO3混合物中NaHCO3的含量。称取 1.59 g样品,溶于水配成250.00 mL溶液,取出25.00 mL该溶液用 0.1 molL-1盐酸进行滴定,得到如下曲线。以下说法或操作正确的是 ()A.第一个计量点之前发生反应的离子方程式: HC+H+H
11、2O+CO2B.第二个计量点对应溶液中大量存在的阴离子是Cl-、HCC.此样品中n(NaHCO3)=(28.1-211.9)10-3 molD.使用该方法测定Na2CO3和NaOH混合溶液中的NaOH含量,将会得到1个计量点【解析】选C。用盐酸滴定Na2CO3和NaHCO3的混合溶液会出现两个计量点:第一个计量点之前发生的反应为C+H+HC,第一个计量点与第二个计量点之间发生的反应为HC+H+CO2+H2O,A错误;第二个计量点对应溶液中大量存在的阴离子是Cl-,无大量HC存在,B错误; 根据两个计量点得样品中n(NaHCO3)=(28.1-211.9)10-3 mol,C正确;使用该方法测定
12、Na2CO3和NaOH混合溶液中的NaOH含量,将会得到三个计量点,发生的反应分别是H+OH-H2O、C+H+HC、HC+H+CO2+H2O,D错误。二、非选择题(本题包括3小题,共40分)11.(10分)如图所示,下列各项变化的未知物焰色反应均呈黄色,E为淡黄色粉末。回答下列问题:(1)写出AB的化学方程式_。(2)写出CD的离子方程式_。(3)在BC的变化中,所得C的溶液往往不纯,其中的杂质(不包括水)可能是_,主要原因是_;还可能是_,主要原因是_。【解析】由于物质的焰色反应均呈黄色,从而确定各物质中均含有钠元素。又由于E为淡黄色粉末从而确定E为Na2O2。然后根据框图关系,可知A为Na
13、,B为NaOH,C为Na2CO3,D为NaCl,F为NaHCO3。答案:(1)2Na+2H2O2NaOH+H 2(2)C+2H+CO2+H2O(3)NaOH通入CO2的量不足NaHCO3通入的CO2过量【加固训练】金属钠的熔点为97.81 ,沸点为882.9 ;钛的沸点为1 675 ,相对原子质量为48,钛的氯化物(TiClx)的沸点为136.4 ,镁的熔点为651 ,请探讨下列问题:(1)你认为下列制钛的方法中,_(填序号)是肯定不可行的,其理由是_。钠与TiClx的水溶液反应钠与TiClx在气相中反应用熔融的镁在稀有气体中还原TiClx(2)如用钠与TiClx反应制取钛,其反应的化学方程式
14、为_。(3)如果钠与TiClx反应时,每转移2 mol电子就生成24 g金属钛,则x为_。(4)向100 mL 1 molL-1烧碱溶液中通入一定量CO2充分反应后,将溶液在低温下蒸干得到白色固体X,X的组成可能有四种情况,按出现的先后顺序分别是.NaOH、Na2CO3,._,.Na2CO3、NaHCO3,._。常温下,将得到的固体X重新溶于水,在所得溶液中加入盐酸,使溶液的pH=7,再将溶液蒸干,得到固体的质量为_g。若要验证白色固体X是第种组成,依次加入的试剂为_(填字母序号)。a.盐酸b.MgCl2溶液c.BaCl2溶液d.Ba(OH)2溶液在验证的过程中,一定需要进行的操作是_(填字母
15、序号)。a.萃取b.洗涤c.过滤d.分馏【解析】(1)钠与TiClx的水溶液反应时,钠先与水反应。(2)钠与TiClx反应制取钛属于置换反应。(3)钠与TiClx反应时,每转移2 mol电子就生成24 g金属钛,钛相对原子质量是48,24 g Ti的物质的量为0.5 mol,因转移了2 mol电子,所以钛是由+4价到0价的,因此x为4。(4)CO2与NaOH反应时,CO2不足,得到NaOH、Na2CO3,若CO2与NaOH恰好反应会生成Na2CO3,当CO2过量时会生成Na2CO3、NaHCO3混合物,当CO2完全过量时会生成NaHCO3。中溶液的pH=7,说明是NaCl溶液,依据钠元素守恒可
16、得NaCl质量为0.1 L1 molL-158.5 gmol-1=5.85 g。若验证白色固体X是NaOH、Na2CO3,需要检验OH-、C,先利用BaCl2检验C,再利用MgCl2检验OH-,选c、b。因最终都生成沉淀,故一定需要过滤操作。答案:(1)钠首先与水反应(2)TiClx+xNaTi+xNaCl(3)4(4)Na2CO3NaHCO35.85cbc12.(14分)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,完成下列问题:(1)甲同学用图1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
17、”)发生反应,仪器b的名称是_,洗气瓶c中盛装的是浓硫酸,此浓硫酸的作用是_。(2)乙同学用图2所示装置,取一定质量的样品(m g)和足量稀硫酸反应进行实验,完成样品中Na2CO3质量分数的测定。实验前,检查该装置气密性的方法是先打开活塞a,由b注入水至其下端玻璃管中形成一段水柱,再将针筒活塞向内推压,若b下端玻璃管中的_,则装置气密性良好。在实验完成时,能直接测得的数据是CO2的_(填“体积”或“质量”)。(3)丙同学用下图所示方法和步骤进行实验:操作涉及的实验名称有_、洗涤;操作涉及的实验名称有干燥、_。丙同学测得的样品中Na2CO3质量分数的计算式为_。【解析】(1)NaCl不与稀硫酸反
18、应,Na2CO3与稀硫酸反应。仪器b的名称是分液漏斗。浓硫酸的作用是除去CO2中的水蒸气(或干燥CO2气体)。(2)将针筒活塞向内推压,增大了容器中的压强,故若b下端玻璃管中的液面上升,则装置气密性良好。CO2是气体,能直接测得的数据是CO2的体积。(3)生成沉淀,故操作需要涉及过滤操作。要知道固体的质量需要称重。经过计算,样品中Na2CO3质量分数的计算式为。答案:(1)Na2CO3分液漏斗除去CO2中的水蒸气(2)液面上升体积(3)过滤称量13.(16分)(能力挑战题)某研究性学习小组在网上收集到信息:钾、钙、钠、镁等活泼金属都能在CO2气体中燃烧。他们对钠在CO2气体中燃烧后的产物中的白
19、色物质进行了如下探究:【实验】将燃烧的钠迅速伸入盛满CO2的集气瓶中,钠在其中继续燃烧,反应后冷却,瓶底附着黑色颗粒,瓶壁上粘附着白色物质。【提出假设】假设1:白色物质是Na2O假设2:白色物质是Na2CO3假设3:白色物质是Na2O和Na2CO3的混合物【设计实验方案验证假设】该小组对燃烧后的白色产物进行如下探究:实验操作实验现象结论方案1取少量白色物质于试管中,加入适量水,振荡,样品全部溶于水,向其中加入无色酚酞试液溶液变成红色白色物质为Na2O方案2取少量白色物质于试管中,加入适量水,振荡,样品全部溶于水,向其中加入过量的CaCl2溶液出现白色沉淀静置片刻,取上层清液于试管中,滴加无色酚
20、酞试液无明显现象(1)甲同学认为方案1得到的结论不正确,其理由是 _。(2)乙同学认为方案2得到的结论正确,白色物质为_。(3)通过方案1和方案2的实验,你认为上述三个假设中,_成立。你的理由是_ _。(4)钠在二氧化碳中燃烧的化学方程式为 _。(5)丙同学认为白色物质有可能是氢氧化钠,你是否同意丙同学的观点,并简述理由: _。【解析】(1)Na2O、Na2CO3溶于水所得溶液均呈碱性,因此不能通过加入无色酚酞试液后溶液变红判断白色物质为Na2O。(2)(3)方案2中中产生白色沉淀,说明白色物质中有Na2CO3,中滴加无色酚酞试液溶液不变红色,说明白色物质中无Na2O,因此白色物质为Na2CO3。(4)根据Na转化为Na2CO3可知,Na作还原剂,则CO2作氧化剂转化为C,化学方程式为4Na+3CO22Na2CO3+C。(5)丙同学的观点不正确,因为反应物为Na、CO2,不含氢元素,故不可能生成NaOH。答案:(1)Na2CO3溶液显碱性,也会使酚酞变红(2)Na2CO3(3)假设2方案2的中出现了白色沉淀,说明有C,中加酚酞无明显现象,说明无Na2O(4)4Na+3CO22Na2CO3+C(5)不同意,因为反应体系中无氢元素(或其他合理答案)
