内容正文:
第09讲 钠及其氧化物
01了解钠的单质和氧化物的性质及用途。
02掌握钠与氧气、水、酸、盐溶液反应的特点。
03了解氧化钠与过氧化钠的区别,掌握Na2O2与H2O、CO2反应的规律。
考点一:钠的性质及用途
重点·夯基易错
1.物理性质
色,有金属光泽的固体,质地 ,熔点低( 于100 ℃),密度比水的 ,但比煤油的 。
2.从钠原子的原子结构认识钠的化学性质——还原性
NaNa+
(1)与非金属单质(如O2、Cl2)的反应
O2
Cl2:2Na+Cl22NaCl。
(2)与水反应
①离子方程式:2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑。
②与滴加酚酞的水反应的现象及解释
(3)与盐酸反应
离子方程式:2Na+2H+===2Na++H2↑。
(4)与盐溶液反应
与盐溶液反应时一般先与水反应,生成的NaOH与盐可能发生复分解反应。
如与CuSO4溶液反应:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,2NaOH+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4。总反应为2Na+2H2O+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑。
3.钠的制取及保存
(1)制取:化学方程式为2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑。
(2)保存:密封保存,通常保存在 中。
4.钠的用途
(1)钠钾合金(室温呈液态)可用于核反应堆的导热剂。
(2)用作电光源,制作高压钠灯。
(3)冶炼某些金属
金属钠具有强还原性,熔融状态下可以用于治炼金属,如4Na+TiCl44NaCl+Ti。
1.钠可以保存在四氯化碳溶液中( )
2.金属钠着火时,可用泡沫灭火器或干燥的沙土灭火( )
3.钠表面自然形成的氧化层能够保护内层金属不被空气氧化( )
4.金属钠具有强还原性,可与TiCl4溶液反应制取金属Ti( )
5.钠的金属性比钾强,工业上用钠制钾的原理为Na+KClK↑+NaCl( )
6.实验结束后剩余的金属钠不能随意丢弃,应放回原试剂瓶中( )
方法·规律总结
(1)钠与水、酸反应的本质与顺序:本质上均是与H+的反应,反应顺序是有酸酸在前,无酸水为先。
(2)钠与盐溶液的反应
钠与盐溶液反应时一般先考虑与水反应,生成的NaOH与盐可能发生复分解反应。
点拨·能力培养
1.钠与水溶液反应的本质是与水电离的氢离子反应,思考解答下列问题:
将一小块金属钠分别投入盛有:a.水、b.乙醇、c.稀H2SO4的三个小烧杯中,反应速率由大到小的顺序为________(用字母表示)。解释反应速率不同的原因:_________________________。
2.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__________(填序号)。
①MgSO4溶液 ②BaCl2溶液 ③饱和澄清石灰水 ④Ca(HCO3)2溶液 ⑤CuCl2溶液 ⑥饱和食盐水 ⑦浓盐酸
真题·明考向
1.(2024·河北·高考真题)关于实验室安全,下列表述错误的是
A.等钡的化合物均有毒,相关废弃物应进行无害化处理
B.观察烧杯中钠与水反应的实验现象时,不能近距离俯视
C.具有标识的化学品为易燃类物质,应注意防火
D.硝酸具有腐蚀性和挥发性,使用时应注意防护和通风
2.(2023·河北·高考真题)实验室根据化学试剂性质的不同采用不同的保存方法,下列说法错误的是
A.浓硝酸保存在棕色试剂瓶中
B.氢氧化钠溶液保存在带磨口玻璃塞的细口瓶中
C.高锰酸钾和乙醇不能同时保存在同一药品柜中
D.金属钠保存在煤油中
3.(2023·天津·高考真题)下列常见物质及用途,错误的是
A.氢氧化铝可用于治疗胃酸过多
B.SiO2可用于制造光导纤维
C.Fe2O3是铁红,可以用作染料
D.钠起火,可以使用水基灭火器扑灭
考点二:钠的氧化物
重点·夯基易错
1.氧化钠和过氧化钠
物质
氧化钠(Na2O)
过氧化钠(Na2O2)
颜色、状态
白色固体
固体
类别
氧化物
过氧化物(非碱性氧化物)
氧的价态
电子式
阴、阳离子个数比
化学性质
热稳定性
不稳定(2Na2O+O22Na2O2)
稳定
与水反应
Na2O+H2O===2NaOH
2Na2O2+2H2O===
4NaOH+O2↑
与CO2反应
Na2O+CO2===Na2CO3
2Na2O2+2CO2===
2Na2CO3+O2
与酸(盐酸)反应
Na2O+2HCl===2NaCl+H2O
2Na2O2+4HCl===
4NaCl+2H2O+O2↑
主要用途
用于制取少量Na2O2、烧碱
强氧化剂、漂白剂、供氧剂、消毒剂
2.Na2O2的强氧化性与还原性
从元素化合价角度分析Na2O2的性质
2Na22
(1)Na2O2的强氧化性
试剂
反应原理(化学方程式)
现象
SO2气体
Na2O2+SO2===Na2SO4
-
FeCl2溶液
4Na2O2+4FeCl2+6H2O===4Fe(OH)3↓+O2↑+8NaCl
有红褐
色沉淀和气泡产生Na2SO3溶液
Na2O2+Na2SO3+H2O===Na2SO4+2NaOH
-
氢硫酸
Na2O2+H2S===S↓+2NaOH
酚酞溶液
与水反应生成NaOH,Na2O2的强氧化性使之褪色
品红溶液
Na2O2的强氧化性使之褪色
(2)遇KMnO4等强氧化剂时,表现出还原性,氧化产物为O2。
(3)遇CO2、H2O、H+则发生自身的氧化还原反应。
1.氧化钠、过氧化钠均为离子化合物( )
2.1 mol Na2O2固体中含离子总数为4NA( )
3.H2O2和Na2O2都属于过氧化物,含有的化学键完全相同( )
4.7.8 g过氧化钠含有的共用电子对数为0.2NA( )
5.Na2O2在潮湿的空气中放置一段时间,最终产物是NaOH( )
6.Na2O由两种单质直接反应生成,将其加入Ba(HCO3)2溶液中同时有气体和沉淀产生( )
方法·规律总结
过氧化物的结构特点与性质
无论是过氧化钠还是其他过氧化物,具有强氧化性、漂白性等特殊性质的根本原因是这些物质中都含有过氧键。
1.(1)写出下列物质的电子式:过氧化钙:______________,过氧化氢:______________;从结构上看上述两种物质在结构上的共同特点是________________________。
(2)纯净的过氧化钙(CaO2)是一种新型水产养殖增氧剂,常用于鲜活水产品的运输。可以起到杀菌、解酸(吸收二氧化碳)、防腐、供氧的作用。
分别写出供氧、解酸(吸收二氧化碳)的化学方程式:__________________、_______________。
2.指出下列物质中的过氧键,并标出氧元素的化合价。
(1)过氧乙酸
(2)过二硫酸
3.(1)五氧化铬又称过氧化铬,其中Cr元素的化合价为+6价,则每个CrO5分子中存在过氧键的数目为________个。
(2)过氧化尿素[CO(NH2)2·H2O2]是一种白色晶体,可用于漂白、消毒和增氧剂,在酸性溶液中过氧化尿素中的过氧化氢与重铬酸钾反应生成较稳定的蓝色过氧化铬(CrO5),重铬酸钾与H2O2反应的离子方程式为____________________________________________________,上述反应____(填“是”或“不是”)氧化还原反应。
点拨·能力培养
1.(1)用单线桥分析Na2O2与水的反应中电子转移的方向和数目:________________________;其中氧化剂是____________,还原剂是______________,氧化产物是________,还原产物是_______________________________________________________________________________。
(2)Na2O2与CO2反应生成0.1 mol氧气时,转移的电子数为________。
2.在一密闭容器中有CO、H2、O2共16.5 g和足量的Na2O2,用电火花引燃,使其完全反应,Na2O2增重7.5 g,则原混合气体中O2的质量分数是( )
A.54.5% B.40%
C.36% D.33.3%
真题·明考向
1.(2024·广东·高考真题)“光荣属于劳动者,幸福属于劳动者。”下列劳动项目与所述化学知识没有关联的是
选项
劳动项目
化学知识
A
水质检验员:用滴定法测水中含量
B
化学实验员:检验是否失效
C
化工工程师:进行顺丁橡胶硫化
碳碳双键可打开与硫形成二硫键
D
考古研究员:通过测定化石年代
与石墨烯互为同素异形体
A.A B.B C.C D.D
2.(2024·浙江·高考真题)下列说法不正确的是
A.呈两性,不能用于治疗胃酸过多
B.能与反应产生,可作供氧剂
C.有还原性,能被氧化成
D.见光易分解,应保存在棕色试剂瓶中
3.(2024·安徽·高考真题)下列各组物质的鉴别方法中,不可行的是
A.过氧化钠和硫黄:加水,振荡 B.水晶和玻璃:X射线衍射实验
C.氯化钠和氯化钾:焰色试验 D.苯和甲苯:滴加溴水,振荡
4.(2023·重庆·高考真题)下列叙述正确的是
A.分别与空气和氧气反应,生成的产物相同
B.分别与和反应,反应的类型相同
C.分别与和反应,生成的气体相同
D.浓分别与和反应,生成的酸性气体相同
演练·提能力
1.下列关于钠的实验现象的叙述不正确的是( )
选项
实验操作
实验现象
A
切开一小块钠,观察切面颜色的变化
钠切面颜色变暗,最后呈淡黄色
B
把一小块钠投入CuSO4溶液中
钠熔化成闪亮的小球,在液面上四处游动,发出“嘶嘶”的响声,产生蓝色沉淀
C
把一小块钠投入滴有紫色石蕊溶液的冷水中
钠熔化成闪亮的小球,在液面上四处游动,发出“嘶嘶”的响声,反应后溶液变蓝
D
把一小块钠迅速投入热坩埚中,继续加热坩埚片刻
钠熔成小球,然后剧烈燃烧,发出黄色火焰,生成淡黄色固体
2.(2023·北京·高考真题)离子化合物和与水的反应分别为①;②。下列说法正确的是
A.中均有非极性共价键
B.①中水发生氧化反应,②中水发生还原反应
C.中阴、阳离子个数比为,中阴、阳离子个数比为
D.当反应①和②中转移的电子数相同时,产生的和的物质的量相同
3.(2023·浙江·高考真题)物质的性质决定用途,下列两者对应关系不正确的是
A.铝有强还原性,可用于制作门窗框架
B.氧化钙易吸水,可用作干燥剂
C.维生素C具有还原性,可用作食品抗氧化剂
D.过氧化钠能与二氧化碳反应生成氧气,可作潜水艇中的供氧剂
4.(2022·广东·高考真题)下列关于的化合物之间转化反应的离子方程式书写正确的是
A.碱转化为酸式盐:
B.碱转化为两种盐:
C.过氧化物转化为碱:
D.盐转化为另一种盐:
5.下列叙述正确的是
①Na2O与Na2O2都能和水反应生成碱,它们都是碱性氧化物
②Na2CO3溶液和NaHCO3溶液都能跟CaCl2溶液反应得到白色沉淀
③钠与硫酸铜溶液反应,可置换出铜
④Na2O2可作供氧剂,而Na2O不行
⑤向石蕊试液中加入Na2O2粉末,溶液先变蓝后褪色,并有气泡生成
A.②④⑤ B.②③④⑤ C.②⑤ D.④⑤
6.关于钠的叙述中,正确的是
A.钠是活泼金属,将其投入硫酸铜溶液中,可置换出铜
B.钠与氧气反应时,产物是由O2的用量决定的
C.加热时,金属钠先熔化,再剧烈燃烧,产生黄色火焰
D.4.6g金属钠投入95.4g水中,所得溶液中溶质的质量分数为8%
7.在给定的条件下,下列选项所示物质间的转化均能实现的是
A. B.
C. D.
8.科学的假设是实验探究的先导与价值所在。下列在假设引导下的探究肯定没有意义的是
A.探究Fe与反应可能生成
B.探究Na与反应可能有生成
C.探究与反应可能有生成
D.探究Mg与溶液反应产生的气体中可能含有
9.下列方程式书写正确的是
A.金属钠和水反应的离子方程式:
B.用氢氧化钠溶液吸收氯气的离子方程式:
C.硫酸氢钠在水中的电离方程式:
D.乙醇在铜催化下氧化的化学方程式:
10.为探究金属钠与不同中性盐溶液的反应,取相同大小和形状的金属钠进行了下表中的实验。下列有关推测或结论合理的是
实验
序号
盐溶液
现象
①
1 mol/L KCl溶液
反应比与纯水反应剧烈
②
2 mol/L KCl溶液
反应比①剧烈
③
2 mol/L K2SO4溶液
反应比②剧烈
④
2 mol/LKNO3溶液
瞬间出现黄色火花,随即发生剧烈燃烧
A.对比①②推测:溶液中离子浓度增加,对钠与水的反应速率无影响
B.对比②③推测:离子所带电荷数越多,钠与水的反应速率越大
C.对比②④推测:④中可能存在钠与水、与之间的氧化还原反应,并放出大量的热
D.推测:若采用2 mol/L KMnO4溶液进行上述实验,剧烈程度介于②③之间
11.现有Na2O和Na2O2的混合物14 g,加入适量水使其充分溶解得到溶液A和1.12 L气体B(标准状况下)。
(1)混合物中Na2O的物质的量为________ mol。
(2)在25 ℃下将溶液A加水稀释至400 mL,则该溶液的pH为________。
12.Na2O2是一种常见的过氧化物,具有强氧化性和漂白性。
(1)请写出Na2O2的电子式:__________________________________________,其中化学键的类型为_____________________________________,氧元素的化合价为__________。
(2)用化学方程式解释使酚酞溶液变红的原因:______________________________________,依据实验现象推测红色褪去的原因是_______________________________________________。
(3)用离子方程式解释加入酸性高锰酸钾溶液后溶液褪色的原因:_______________________
_______________________________________________________________________________。
(4)根据实验分析,过氧化钠与水反应除了生成氢氧化钠和氧气外,还存在另一反应,则另一反应的化学方程式为_____________________________,其反应类型为__________________。
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第09讲 钠及其氧化物
01了解钠的单质和氧化物的性质及用途。
02掌握钠与氧气、水、酸、盐溶液反应的特点。
03了解氧化钠与过氧化钠的区别,掌握Na2O2与H2O、CO2反应的规律。
考点一:钠的性质及用途
重点·夯基易错
1.物理性质
银白色,有金属光泽的固体,质地柔软,熔点低(小于100 ℃),密度比水的小,但比煤油的大。
2.从钠原子的原子结构认识钠的化学性质——还原性
NaNa+
(1)与非金属单质(如O2、Cl2)的反应
O2
Cl2:2Na+Cl22NaCl。
(2)与水反应
①离子方程式:2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑。
②与滴加酚酞的水反应的现象及解释
(3)与盐酸反应
离子方程式:2Na+2H+===2Na++H2↑。
(4)与盐溶液反应
与盐溶液反应时一般先与水反应,生成的NaOH与盐可能发生复分解反应。
如与CuSO4溶液反应:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,2NaOH+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4。总反应为2Na+2H2O+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑。
3.钠的制取及保存
(1)制取:化学方程式为2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑。
(2)保存:密封保存,通常保存在石蜡油或煤油中。
4.钠的用途
(1)钠钾合金(室温呈液态)可用于核反应堆的导热剂。
(2)用作电光源,制作高压钠灯。
(3)冶炼某些金属
金属钠具有强还原性,熔融状态下可以用于治炼金属,如4Na+TiCl44NaCl+Ti。
1.钠可以保存在四氯化碳溶液中( )
2.金属钠着火时,可用泡沫灭火器或干燥的沙土灭火( )
3.钠表面自然形成的氧化层能够保护内层金属不被空气氧化( )
4.金属钠具有强还原性,可与TiCl4溶液反应制取金属Ti( )
5.钠的金属性比钾强,工业上用钠制钾的原理为Na+KClK↑+NaCl( )
6.实验结束后剩余的金属钠不能随意丢弃,应放回原试剂瓶中( )
答案 1.× 2.× 3.× 4.× 5.× 6.√
方法·规律总结
(1)钠与水、酸反应的本质与顺序:本质上均是与H+的反应,反应顺序是有酸酸在前,无酸水为先。
(2)钠与盐溶液的反应
钠与盐溶液反应时一般先考虑与水反应,生成的NaOH与盐可能发生复分解反应。
点拨·能力培养
1.钠与水溶液反应的本质是与水电离的氢离子反应,思考解答下列问题:
将一小块金属钠分别投入盛有:a.水、b.乙醇、c.稀H2SO4的三个小烧杯中,反应速率由大到小的顺序为________(用字母表示)。解释反应速率不同的原因:_________________________。
【答案】 c>a>b 钠与上述三种物质反应的实质都是钠与H+之间的置换反应,由三种物质电离出H+的能力可知反应速率的大小顺序为c>a>b
2.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__________(填序号)。
①MgSO4溶液 ②BaCl2溶液 ③饱和澄清石灰水 ④Ca(HCO3)2溶液 ⑤CuCl2溶液 ⑥饱和食盐水 ⑦浓盐酸
【答案】 ①③④⑥
【解析】 2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,①中Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓;③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白色沉淀;④中Ca2++HCO+OH-===CaCO3↓+H2O或Ca2++2HCO+2OH-===CaCO3↓+CO+2H2O;⑥中水减少,溶液过饱和析出NaCl。
真题·明考向
1.(2024·河北·高考真题)关于实验室安全,下列表述错误的是
A.等钡的化合物均有毒,相关废弃物应进行无害化处理
B.观察烧杯中钠与水反应的实验现象时,不能近距离俯视
C.具有标识的化学品为易燃类物质,应注意防火
D.硝酸具有腐蚀性和挥发性,使用时应注意防护和通风
【答案】A
【解析】A.性质稳定,不溶于水和酸,可用作“钡餐”说明对人体无害,无毒性,A错误;
B.钠与水反应剧烈且放热,观察烧杯中钠与水反应的实验现象时,不能近距离俯视,B正确;
C.为易燃类物质的标识,使用该类化学品时应注意防火,以免发生火灾,C正确;
D.硝酸具有腐蚀性和挥发性,使用时应注意防护和通风,D正确;
故选A。
2.(2023·河北·高考真题)实验室根据化学试剂性质的不同采用不同的保存方法,下列说法错误的是
A.浓硝酸保存在棕色试剂瓶中
B.氢氧化钠溶液保存在带磨口玻璃塞的细口瓶中
C.高锰酸钾和乙醇不能同时保存在同一药品柜中
D.金属钠保存在煤油中
【答案】B
【解析】A.浓硝酸见光易分解,少量浓硝酸保存在棕色细口瓶中,A正确;
B.氢氧化钠能与玻璃中的二氧化硅反应生成硅酸钠使玻璃粘连而打不开,故少量氢氧化钠溶液保存在带橡胶塞的粗口试剂瓶中,B错误;
C.乙醇具有挥发性,且乙醇可以和高锰酸钾发生氧化还原反应,所以乙醇和高锰酸钾不能同时保存在同一个药品柜中,C正确;
D.金属钠的密度比煤油大且不与煤油反应,少量金属钠保存在煤油中,防止与空气中的氧气和水蒸气等物质因接触而反应,D正确;
故答案选B。
3.(2023·天津·高考真题)下列常见物质及用途,错误的是
A.氢氧化铝可用于治疗胃酸过多
B.SiO2可用于制造光导纤维
C.Fe2O3是铁红,可以用作染料
D.钠起火,可以使用水基灭火器扑灭
【答案】D
【解析】A.胃酸中含有HCl,氢氧化铝可以与HCl反应,能用于治疗胃酸过多,A正确;
B.SiO2具有良好的光学特性,可用于制造光导纤维,B正确;
C.Fe2O3是一种红色粉末,俗称铁红,常用作红色染料,C正确;
D.钠能与水反应生成易燃性气体氢气,不能使用水基灭火器扑灭,D错误;
故选D。
考点二:钠的氧化物
重点·夯基易错
1.氧化钠和过氧化钠
物质
氧化钠(Na2O)
过氧化钠(Na2O2)
颜色、状态
白色固体
淡黄色固体
类别
碱性氧化物
过氧化物(非碱性氧化物)
氧的价态
-2
-1
电子式
阴、阳离子个数比
1∶2
1∶2
化学性质
热稳定性
不稳定(2Na2O+O22Na2O2)
稳定
与水反应
Na2O+H2O===2NaOH
2Na2O2+2H2O===
4NaOH+O2↑
与CO2反应
Na2O+CO2===Na2CO3
2Na2O2+2CO2===
2Na2CO3+O2
与酸(盐酸)反应
Na2O+2HCl===2NaCl+H2O
2Na2O2+4HCl===
4NaCl+2H2O+O2↑
主要用途
用于制取少量Na2O2、烧碱
强氧化剂、漂白剂、供氧剂、消毒剂
2.Na2O2的强氧化性与还原性
从元素化合价角度分析Na2O2的性质
2Na22
(1)Na2O2的强氧化性
试剂
反应原理(化学方程式)
现象
SO2气体
Na2O2+SO2===Na2SO4
-
FeCl2溶液
4Na2O2+4FeCl2+6H2O===4Fe(OH)3↓+O2↑+8NaCl
有红褐
色沉淀和气泡产生Na2SO3溶液
Na2O2+Na2SO3+H2O===Na2SO4+2NaOH
-
氢硫酸
Na2O2+H2S===S↓+2NaOH
溶液变浑浊
酚酞溶液
与水反应生成NaOH,Na2O2的强氧化性使之褪色
先变红后褪色
品红溶液
Na2O2的强氧化性使之褪色
红色褪去
(2)遇KMnO4等强氧化剂时,表现出还原性,氧化产物为O2。
(3)遇CO2、H2O、H+则发生自身的氧化还原反应。
1.氧化钠、过氧化钠均为离子化合物( )
2.1 mol Na2O2固体中含离子总数为4NA( )
3.H2O2和Na2O2都属于过氧化物,含有的化学键完全相同( )
4.7.8 g过氧化钠含有的共用电子对数为0.2NA( )
5.Na2O2在潮湿的空气中放置一段时间,最终产物是NaOH( )
6.Na2O由两种单质直接反应生成,将其加入Ba(HCO3)2溶液中同时有气体和沉淀产生( )
【答案】 1.√ 2.× 3.× 4.× 5.× 6.×
方法·规律总结
过氧化物的结构特点与性质
无论是过氧化钠还是其他过氧化物,具有强氧化性、漂白性等特殊性质的根本原因是这些物质中都含有过氧键。
1.(1)写出下列物质的电子式:过氧化钙:______________,过氧化氢:______________;从结构上看上述两种物质在结构上的共同特点是________________________。
(2)纯净的过氧化钙(CaO2)是一种新型水产养殖增氧剂,常用于鲜活水产品的运输。可以起到杀菌、解酸(吸收二氧化碳)、防腐、供氧的作用。
分别写出供氧、解酸(吸收二氧化碳)的化学方程式:__________________、_______________。
【答案】 (1)
两个氧原子之间都含有一个共用电子对(或都含有一个过氧键)
(2)2CaO2+2H2O===2Ca(OH)2+O2↑
Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O
2.指出下列物质中的过氧键,并标出氧元素的化合价。
(1)过氧乙酸
(2)过二硫酸
【答案】 (1) (2)
3.(1)五氧化铬又称过氧化铬,其中Cr元素的化合价为+6价,则每个CrO5分子中存在过氧键的数目为________个。
(2)过氧化尿素[CO(NH2)2·H2O2]是一种白色晶体,可用于漂白、消毒和增氧剂,在酸性溶液中过氧化尿素中的过氧化氢与重铬酸钾反应生成较稳定的蓝色过氧化铬(CrO5),重铬酸钾与H2O2反应的离子方程式为____________________________________________________,上述反应____(填“是”或“不是”)氧化还原反应。
【答案】 (1)2
(2)4H2O2+Cr2O+2H+===2CrO5+5H2O 不是
【解析】 (1)设CrO5中过氧键(—O—O—)有x个,-2价O有y个,则,解得。
点拨·能力培养
1.(1)用单线桥分析Na2O2与水的反应中电子转移的方向和数目:________________________;其中氧化剂是____________,还原剂是______________,氧化产物是________,还原产物是_______________________________________________________________________________。
(2)Na2O2与CO2反应生成0.1 mol氧气时,转移的电子数为________。
【答案】(1) Na2O2 Na2O2 O2 NaOH
(2)0.2NA(或1.204×1023)
2.在一密闭容器中有CO、H2、O2共16.5 g和足量的Na2O2,用电火花引燃,使其完全反应,Na2O2增重7.5 g,则原混合气体中O2的质量分数是( )
A.54.5% B.40%
C.36% D.33.3%
【答案】 A
【解析】 CO、H2、O2完全反应后生成的二氧化碳、水与过氧化钠反应生成碳酸钠、氢氧化钠,所以过氧化钠固体增重的质量等于CO、H2的质量,所以原混合气体中CO、H2的质量一共是7.5 g,则O2的质量是16.5 g-7.5 g=9.0 g,所以原混合气体中O2的质量分数是×100%≈54.5%。
真题·明考向
1.(2024·广东·高考真题)“光荣属于劳动者,幸福属于劳动者。”下列劳动项目与所述化学知识没有关联的是
选项
劳动项目
化学知识
A
水质检验员:用滴定法测水中含量
B
化学实验员:检验是否失效
C
化工工程师:进行顺丁橡胶硫化
碳碳双键可打开与硫形成二硫键
D
考古研究员:通过测定化石年代
与石墨烯互为同素异形体
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【解析】A.用滴定法测水中Cl-含量利用了Ag+和Cl-生成AgCl沉淀,通过测AgCl沉淀的量从而测定水中Cl-的含量,劳动项目与所述化学知识有关联,A不符合题意;
B.利用过氧化钠和水生成氢氧化钠和氧气的反应可以检验Na2O2是否失效,劳动项目与所述化学知识有关联,B不符合题意;
C.顺丁橡胶硫化就是聚异戊二烯中的碳碳双键打开与硫形成二硫键,劳动项目与所述化学知识有关联,C不符合题意;
D.通过14C测定化石年代是利用同位素的放射性,通过半衰期计算化石年代,与同素异形体无关,劳动项目与所述化学知识没有关联,D符合题意;
本题选D。
2.(2024·浙江·高考真题)下列说法不正确的是
A.呈两性,不能用于治疗胃酸过多
B.能与反应产生,可作供氧剂
C.有还原性,能被氧化成
D.见光易分解,应保存在棕色试剂瓶中
【答案】A
【解析】A.呈两性,不溶于水,但可以与胃酸反应生成无毒物质,因此其能用于治疗胃酸过多,A不正确;
B.能与反应产生,该反应能安全发生且不生成有毒气体,故可作供氧剂,B正确;
C.有还原性,其中Fe元素的化合价为+2,用适当的氧化剂可以将其氧化成更高价态的,C正确;
D.见光易分解的物质应保存在棕色试剂瓶中;见光易分解,故其应保存在棕色试剂瓶中,D正确;
综上所述,本题选A。
3.(2024·安徽·高考真题)下列各组物质的鉴别方法中,不可行的是
A.过氧化钠和硫黄:加水,振荡 B.水晶和玻璃:X射线衍射实验
C.氯化钠和氯化钾:焰色试验 D.苯和甲苯:滴加溴水,振荡
【答案】D
【解析】A.过氧化钠可以与水发生反应生成可溶性的氢氧化钠,硫不溶于水,A可以鉴别;
B.水晶为晶体,有独立的晶格结构,玻璃为非晶体,没有独立的晶格结构,可以用X射线衍射实验进行鉴别,B可以鉴别;
C.钠的焰色为黄色,钾的焰色为紫色(需透过蓝色钴玻璃),二者可以用焰色试验鉴别,C可以鉴别;
D.苯和甲苯都可以溶解溴水中的溴且密度都比水小,二者都在上层,不能用溴水鉴别苯和甲苯,D不可以鉴别;
故答案选D。
4.(2023·重庆·高考真题)下列叙述正确的是
A.分别与空气和氧气反应,生成的产物相同
B.分别与和反应,反应的类型相同
C.分别与和反应,生成的气体相同
D.浓分别与和反应,生成的酸性气体相同
【答案】C
【解析】A.镁在空气中燃烧也会部分和氮气反应生成氮化镁,A错误;
B.与发生化合反应生成亚硫酸,而和会发生氧化还原生成硫单质,反应的类型不相同,B错误;
C.分别与和反应,生成的气体均为氧气,C正确;
D.浓与生成二氧化硫气体,而和反应生成二氧化碳和二氧化硫,生成的酸性气体不相同,D错误;
故选C。
演练·提能力
1.下列关于钠的实验现象的叙述不正确的是( )
选项
实验操作
实验现象
A
切开一小块钠,观察切面颜色的变化
钠切面颜色变暗,最后呈淡黄色
B
把一小块钠投入CuSO4溶液中
钠熔化成闪亮的小球,在液面上四处游动,发出“嘶嘶”的响声,产生蓝色沉淀
C
把一小块钠投入滴有紫色石蕊溶液的冷水中
钠熔化成闪亮的小球,在液面上四处游动,发出“嘶嘶”的响声,反应后溶液变蓝
D
把一小块钠迅速投入热坩埚中,继续加热坩埚片刻
钠熔成小球,然后剧烈燃烧,发出黄色火焰,生成淡黄色固体
【答案】 A
【解析】 切开钠,钠与空气中的O2反应生成Na2O,切面颜色变暗,但最后不会呈淡黄色,A项错误;把一小块钠投入CuSO4溶液中,钠先与水反应生成NaOH与H2,钠熔化成闪亮的小球,在液面上四处游动,发出“嘶嘶”的响声,NaOH与CuSO4反应生成Cu(OH)2蓝色沉淀,B项正确;把钠投入滴有紫色石蕊溶液的冷水中,钠与水反应生成NaOH与H2,钠熔化成闪亮的小球,在液面上四处游动,发出“嘶嘶”的响声,反应后溶液变蓝,C项正确;钠的熔点低,加热熔化,然后剧烈燃烧,发出黄色火焰,生成淡黄色固体,D项正确。
2.(2023·北京·高考真题)离子化合物和与水的反应分别为①;②。下列说法正确的是
A.中均有非极性共价键
B.①中水发生氧化反应,②中水发生还原反应
C.中阴、阳离子个数比为,中阴、阳离子个数比为
D.当反应①和②中转移的电子数相同时,产生的和的物质的量相同
【答案】C
【解析】A.Na2O2中有离子键和非极性键,CaH2中只有离子键而不含非极性键,A错误;
B.①中水的化合价不发生变化,不涉及氧化还原反应,②中水发生还原反应,B错误;
C.Na2O2由Na+和组成.阴、阳离子个数之比为1∶2,CaH2由Ca2+和H-组成,阴、阳离子个数之比为2∶1,C正确;
D.①中每生成1个氧气分子转移2个电子,②中每生成1个氢气分子转移1个电子,转移电子数相同时,生成氧气和氢气的物质的量之比为1∶2,D错误;
故选C。
3.(2023·浙江·高考真题)物质的性质决定用途,下列两者对应关系不正确的是
A.铝有强还原性,可用于制作门窗框架
B.氧化钙易吸水,可用作干燥剂
C.维生素C具有还原性,可用作食品抗氧化剂
D.过氧化钠能与二氧化碳反应生成氧气,可作潜水艇中的供氧剂
【答案】A
【解析】A.铝用于制作门窗框架,利用了铝的硬度大、密度小、抗腐蚀等性质,而不是利用它的还原性,A不正确;
B.氧化钙易吸水,并与水反应生成氢氧化钙,可吸收气体中或密闭环境中的水分,所以可用作干燥剂,B正确;
C.食品中含有的Fe2+等易被空气中的氧气氧化,维生素C具有还原性,且对人体无害,可用作食品抗氧化剂,C正确;
D.过氧化钠能与二氧化碳反应生成氧气,同时可吸收人体呼出的二氧化碳和水蒸气,可作潜水艇中的供氧剂,D正确;
故选A。
4.(2022·广东·高考真题)下列关于的化合物之间转化反应的离子方程式书写正确的是
A.碱转化为酸式盐:
B.碱转化为两种盐:
C.过氧化物转化为碱:
D.盐转化为另一种盐:
【答案】B
【解析】A.向氢氧化钠溶液中通入过量的二氧化碳,碱可以转化成酸式盐,离子方程式为:CO2+OH-=,故A错误;
B.氯气通入NaOH溶液中可以生成氯化钠和次氯酸钠两种盐,其离子方程式为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,故B正确;
C.钠的过氧化物为Na2O2,可以和水反应生成氢氧化钠,但在离子方程式里Na2O2不能拆成离子,故C错误;
D.硅酸钠溶于水,在离子方程式里要写成离子,故D错误;
故选B。
5.下列叙述正确的是
①Na2O与Na2O2都能和水反应生成碱,它们都是碱性氧化物
②Na2CO3溶液和NaHCO3溶液都能跟CaCl2溶液反应得到白色沉淀
③钠与硫酸铜溶液反应,可置换出铜
④Na2O2可作供氧剂,而Na2O不行
⑤向石蕊试液中加入Na2O2粉末,溶液先变蓝后褪色,并有气泡生成
A.②④⑤ B.②③④⑤ C.②⑤ D.④⑤
【答案】D
【解析】①Na2O与Na2O2都能和水反应生成碱,但Na2O2与水反应时,除反应产生碱,同时还反应产生O2,反应过程中元素化合价发生了变化,故Na2O2不是碱性氧化物,①错误;
②Na2CO3溶液能跟CaCl2溶液反应得到白色沉淀,而NaHCO3溶液不能跟CaCl2溶液反应得到白色沉淀,②错误;
③金属钠金属活动性很强,其与硫酸铜溶液反应,首先Na与溶液中的水发生置换反应产生NaOH、H2,然后是NaOH与CuSO4发生复分解反应产生Cu(OH)2、Na2SO4,而不能Na置换出铜单质,③错误;
④Na2O2能够与H2O、CO2发生反应产生O2,说明Na2O2具有强氧化性,因此可作供氧剂,而Na2O不具有强氧化性,④正确;
⑤Na2O2粉末能够与水反应产生NaOH、O2,NaOH是碱,能够使紫色石蕊试液变为蓝色;反应新产生的O2具有强氧化性,会将红色物质氧化变为无色物质,因此又看到溶液由蓝色变为无色,并有气泡生成,⑤正确;
综上所述可知:说法正确的叙述是④⑤,故合理选项是D。
6.关于钠的叙述中,正确的是
A.钠是活泼金属,将其投入硫酸铜溶液中,可置换出铜
B.钠与氧气反应时,产物是由O2的用量决定的
C.加热时,金属钠先熔化,再剧烈燃烧,产生黄色火焰
D.4.6g金属钠投入95.4g水中,所得溶液中溶质的质量分数为8%
【答案】C
【解析】A.钠投入硫酸铜溶液中,实质上是钠先与水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠再与硫酸铜发生复分解反应生成蓝色Cu(OH)2沉淀,不能置换出铜,故A错误;
B.常温下钠与氧气反应生成氧化钠,点燃下、钠与氧气反应生成过氧化钠,产物是由反应条件决定的,故B错误;
C.钠的熔点较低,加热时,金属钠先熔成闪亮的小球并剧烈燃烧,产生黄色火焰,故C正确;
D.4.6 g钠与水反应生成溶质氢氧化钠的质量为8 g,氢气的质量为0.2 g,溶液的质量为4.6 g+95.4 g-0.2 g=99.8 g,故溶液中溶质的质量分数大于8%,故D错误;
故选C。
7.在给定的条件下,下列选项所示物质间的转化均能实现的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】A.S和反应只能生成,A错误;
B.在高温条件下,氮气和氢气催化反应生成氨气,氨气催化氧化生成NO,B正确;
C.铁与盐酸反应只能生成氯化亚铁,C项错误;
D.钠和氧气常温反应生成氧化钠,加热生成过氧化钠,氧化钠和水反应生成氢氧化钠,D错误。
故选B。
8.科学的假设是实验探究的先导与价值所在。下列在假设引导下的探究肯定没有意义的是
A.探究Fe与反应可能生成
B.探究Na与反应可能有生成
C.探究与反应可能有生成
D.探究Mg与溶液反应产生的气体中可能含有
【答案】B
【解析】A.Fe只有还原性,可以被氧化为+2价或+3价,Cl2具有氧化性,该探究有意义,A不符合题意;
B.钠只有还原性,与水反应时化合价升高,作还原剂,水作氧化剂,故钠与水反应不可能生成O2,所以该探究没有意义,B符合题意;
C.类比与CO2的反应,与SO2的反应可能会生成Na2SO3,但由于过氧化钠有氧化性,SO2有还原性,所以可能会生成Na2SO4,所以该探究有意义,C不符合题意;
D.硝酸是氧化性酸,硝酸中和H+均具有氧化性,镁具有还原性,反应有可能生成氮氧化物和H2,该探究有意义,D不符合题意;
故选B。
9.下列方程式书写正确的是
A.金属钠和水反应的离子方程式:
B.用氢氧化钠溶液吸收氯气的离子方程式:
C.硫酸氢钠在水中的电离方程式:
D.乙醇在铜催化下氧化的化学方程式:
【答案】B
【解析】A.钠和水反应生成氢气和氢氧化钠,选项所给离子方程式电荷不守恒,正确的离子方程式为2Na+2H2O=2Na++2OH−+H2↑,A错误;
B.氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠和次氯酸钠,选项所给离子方程式正确,B正确;
C.硫酸氢钠是强酸的酸式盐,电离方程式中,强酸的酸式酸根要拆,正确的电离方程式为NaHSO4=Na++H++,C错误;
D.乙醇在铜催化下氧化生成乙醛,选项所给化学方程式配平错误,正确的化学方程式为2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O,D错误;
本题选B。
10.为探究金属钠与不同中性盐溶液的反应,取相同大小和形状的金属钠进行了下表中的实验。下列有关推测或结论合理的是
实验
序号
盐溶液
现象
①
1 mol/L KCl溶液
反应比与纯水反应剧烈
②
2 mol/L KCl溶液
反应比①剧烈
③
2 mol/L K2SO4溶液
反应比②剧烈
④
2 mol/LKNO3溶液
瞬间出现黄色火花,随即发生剧烈燃烧
A.对比①②推测:溶液中离子浓度增加,对钠与水的反应速率无影响
B.对比②③推测:离子所带电荷数越多,钠与水的反应速率越大
C.对比②④推测:④中可能存在钠与水、与之间的氧化还原反应,并放出大量的热
D.推测:若采用2 mol/L KMnO4溶液进行上述实验,剧烈程度介于②③之间
【答案】C
【解析】A.②中KCl溶液的离子浓度大于①中的离子浓度,且②比①反应剧烈,说明随着KCl溶液浓度的增加,钠与KCl溶液的反应速率明显增大,A错误;
B.实验③与实验②中,钾离子浓度不同,可能是钾离子浓度增大的结果,无法证明离子所带电荷数越多,钠与水的反应速率越大,B错误;
C.实验④的反应瞬间即有黄色火花出现,并立即发生剧烈燃烧,对比实验②可知,实验④中出现燃烧现象,可能是因为钠与水、之间发生了氧化还原反应,导致反应放出大量的热,达到了钠的着火点,C正确;
D.KMnO4溶液具有强氧化性,结合实验④可知,若采用2 mol/L KMnO4溶液进行上述实验,也会出现钠的燃烧现象,D错误;
故选C。
11.现有Na2O和Na2O2的混合物14 g,加入适量水使其充分溶解得到溶液A和1.12 L气体B(标准状况下)。
(1)混合物中Na2O的物质的量为________ mol。
(2)在25 ℃下将溶液A加水稀释至400 mL,则该溶液的pH为________。
【答案】 (1)0.1 (2)14
【解析】 (1)Na2O和Na2O2的混合物溶于水发生反应:Na2O+H2O===2NaOH,2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,气体B为氧气,其物质的量为0.05 mol,则Na2O2的物质的量为
0.1 mol,质量为7.8 g,Na2O的质量为14 g-7.8 g=6.2 g,物质的量为0.1 mol。(2)溶液A中NaOH的物质的量为0.1 mol×2+0.05 mol×4=0.4 mol,则稀释后溶液中c(OH-)=c(NaOH)==1 mol·L-1,c(H+)=10-14 mol·L-1,溶液pH=14。
12.Na2O2是一种常见的过氧化物,具有强氧化性和漂白性。
(1)请写出Na2O2的电子式:__________________________________________,其中化学键的类型为_____________________________________,氧元素的化合价为__________。
(2)用化学方程式解释使酚酞溶液变红的原因:______________________________________,依据实验现象推测红色褪去的原因是_______________________________________________。
(3)用离子方程式解释加入酸性高锰酸钾溶液后溶液褪色的原因:_______________________
_______________________________________________________________________________。
(4)根据实验分析,过氧化钠与水反应除了生成氢氧化钠和氧气外,还存在另一反应,则另一反应的化学方程式为_____________________________,其反应类型为__________________。
【答案】 (1) 离子键、非极性共价键 -1
(2)2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑ 反应生成的H2O2具有漂白作用(或反应生成的H2O2氧化了酚酞)
(3)2MnO+5H2O2+6H+===2Mn2++5O2↑+8H2O
(4)Na2O2+2H2O===2NaOH+H2O2 复分解反应
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