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高考复习顶层设计·化学
课时微练(八) 钠及其氧化物
一、选择题:每小题只有一个选项符合题意
1.中科院研究成果表明,利用金属钠、钾实现肿瘤高温消融的治疗新方法可用于杀死癌细胞。下列关于钠的叙述正确的是( )
A.钠是银白色金属,硬度很大
B.钠燃烧时发出黄色火焰
C.金属钠在空气中燃烧,生成氧化钠
D.金属钠的熔点很高
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解析 钠是一种硬度小、熔点低的银白色金属,A、D两项错误;块状钠燃烧时会熔化成闪亮的小球,燃烧火焰为黄色,生成物是过氧化钠,钠在空气中缓慢氧化则生成氧化钠,B项正确,C项错误。
答案 B
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2.下列关于钠的说法中正确的是( )
A.用镊子夹取一小块钠,用滤纸吸干表面的煤油,放置在洁净的表面皿或玻璃片上
B.金属钠可与CuSO4溶液发生置换反应生成Na2SO4和Cu
C.绿豆大小的钠投入水中,钠浮在水面上,说明钠的密度大于水的密度
D.钠的银白色切口在空气中变暗,有人认为氧气不足生成氧化钠,若氧气过量生成过氧化钠
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解析 钠保存在煤油中,用镊子夹取一小块钠,用滤纸吸干表面的煤油,放置在洁净的表面皿或玻璃片上,A项正确;金属钠在CuSO4溶液中先与水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠再与CuSO4反应生成氢氧化铜沉淀,B项错误;绿豆大小的钠投入水中,钠浮在水面上,说明钠的密度小于水的密度,C项错误;氧气与钠在常温下反应生成氧化钠,加热条件下生成过氧化钠,D项错误。
答案 A
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3.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( )
A.将一小块钠投入水中,钠浮于水面,说明钠的密度比水小
B.将一小块钠投入滴有酚酞的水中,溶液变红,说明反应生成了碱
C.将一小块钠投入CuSO4溶液中,生成蓝色沉淀,说明钠没有铜活泼
D.点燃钠与肥皂水反应产生的气泡,有尖锐爆鸣声,说明有H2生成
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解析 钠比铜要活泼,将一小块钠投入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沉淀氢氧化铜,不能说明Cu比Na活泼,C项错误。
答案 C
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4.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+SO2===Na2SO4、2Na2O2+2SO3===2Na2SO4+O2。据此,你认为下列化学方程式中正确的是( )
A.2Na2O2+2N2O4===4NaNO3
B.Na2O2+2NO2===2NaNO2+O2
C.2Na2O2+2N2O3===4NaNO2+O2
D.2Na2O2+2Mn2O7===4Na2MnO4+O2↑
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解析 Na2O2具有强氧化性,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。N2O4中的N元素为+4价,因此和Na2O2反应生成+5价N元素,即生成NaNO3,A项正确;Na2O2可把NO2氧化为NaNO3,B项错误;Na2O2可把N2O3氧化为NaNO3,C项错误;化学方程式中原子不守恒,应为2Na2O2+2Mn2O7===4NaMnO4+O2↑,D项错误。
答案 A
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5.以CO2和Na2O2为原料,制取纯净干燥的O2,实验装置如图:
下列说法不正确的是( )
A.装置②中试剂可以是NaOH溶液
B.装置③的作用是干燥O2
C.收集氧气应选择装置a
D.装置②③之间应增加盛澄清石灰水的洗气瓶
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解析 装置②中试剂可以是NaOH溶液,用来除掉二氧化碳气体,A项正确;装置③中盛有浓硫酸,作用是干燥O2,B项正确;由于氧气的密度大于空气,应选择装置b,C项错误;装置②③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,D项正确。
答案 C
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6.下列有关金属钠的叙述正确的是( )
A.实验后剩余的钠粒不能放回原试剂瓶中
B.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
C.钠在空气中受热时,熔化为银白色小球,产生黄色火焰,生成白色粉末
D.一定条件下,2.3 g的钠完全与O2反应生成3.6 g产物,失去的电子数为0.1NA
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解析 实验剩余的钠应放回原试剂瓶,A项错误;钠表面形成的氧化层不能保护内层金属,B项错误;钠在空气中加热,生成了淡黄色的过氧化钠,C项错误;2.3 g钠的物质的量为0.1 mol,而钠无论反应后的产物是氧化钠还是过氧化钠,钠元素化合价均为+1价,故0.1 mol钠失去0.1NA个电子,D项正确。
答案 D
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7.某同学探究金属Na与CO2的反应,实验如下:
编号 实验Ⅰ 实验Ⅱ
操作 将点燃的金属钠伸到盛有CO2的集气瓶中 将实验Ⅰ的集气瓶用水冲洗,过滤。取黑色滤渣灼烧;取滤液分别滴加酚酞和氯化钡溶液
现象 ①火焰呈黄色
②底部有黑色固体,瓶壁上附有白色固体 ①黑色滤渣可燃
②滤液能使酚酞溶液变红,滴加氯化钡溶液有白色沉淀生成
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下列说法不正确的是( )
A.生成的黑色固体中含有C
B.白色固体是Na2O
C.实验Ⅱ中滤液呈碱性
D.金属钠着火不能用CO2灭火
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解析 由实验Ⅰ可知钠能够在二氧化碳中燃烧,根据质量守恒定律,反应物中含有钠元素、氧元素、碳元素;由实验Ⅱ中黑色滤渣可燃可知,集气瓶底部的黑色固体为碳,由滤液能使酚酞溶液变红,滴加氯化钡溶液有白色沉淀生成可知,瓶壁上附有的白色固体为碳酸钠,则钠在二氧化碳气体中燃烧生成碳酸钠和碳单质,反应的化学方程式为4Na+3CO2
2Na2CO3+C。A、C、D三项正确,B项错误。
答案 B
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8.表格中,对陈述Ⅰ、Ⅱ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 Ⅰ Ⅱ 判断
A 向滴有酚酞的水中加过量Na2O2,溶液只变红 Na2O2与水反应生成氢氧化钠 Ⅰ对;Ⅱ对;有关系
B Na2O2可作潜水艇的供氧剂 Na2O2能和CO2、H2O反应生成O2 Ⅰ对;Ⅱ对;有关系
C 金属钠在空气中很容易变质 金属钠具有强还原性 Ⅰ错;Ⅱ对;有关系
D 小苏打常用作发酵粉 NaHCO3可与盐酸反应 Ⅰ对;Ⅱ对;有关系
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解析 向滴有酚酞的水中加过量Na2O2,溶液先变红后褪色,原因是Na2O2与水反应产生的氢氧化钠使溶液变红,而过氧化钠具有漂白性,又使其褪色,Ⅰ错,判断错误,A项错误;Na2O2可作潜水艇的供氧剂是因为Na2O2能和CO2、H2O反应生成O2,陈述、判断均正确,B项正确;金属钠在空气中很容易与水、氧气反应而变质,原因是金属钠具有强还原性,Ⅰ、Ⅱ都对,判断错误,C项错误;小苏打常用作发酵粉的原因是碳酸氢钠受热易分解产生二氧化碳使糕点膨松,碳酸氢钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,二者无关系,D项错误。
答案 B
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二、非选择题
9.某课外活动小组为了检验钠与水反应的产物,设计如图装置(部分夹持装置已略去,气密性已检验)。
资料:ρ煤油<ρ钠<ρ水。
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(1)试管中反应的离子方程式为____________________________。
(2)试管中的现象:发出滋滋响声,钠熔成小球在____________________跳动,____________________。
实验Ⅰ:打开K2关闭K1进行实验。
(3)待试管内反应一段时间后,加热铜丝,硬质玻璃管中铜丝的变化现象是_________________,发生反应的化学方程式为
________________________。
2Na+2H2O==2Na++2OH-+H2↑
水和煤油的界面上下
含酚酞的水变为红色
由黑色变为红色
CuO+H2 Cu+H2O
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实验Ⅱ:打开K1关闭K2进行实验。
(4)某同学欲在K1上方出口处点燃用装置制得的H2时却失败了。猜测原因可能是Na的用量太少,Na与H2O的反应速率太快。于是准备增加钠的用量,但老师说太危险,你认为产生危险的可能原因是
______________________________________________。
大量钠与水反应,放出大量的热,易使试剂溢出
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解析 (1)试管中钠与水反应,反应的离子方程式为2Na+2H2O== 2Na++ 2OH-+H2↑。(2)试管中钠和水剧烈反应,因为ρ煤油<ρ钠<ρ水,反应放热,钠的熔点低,酚酞遇反应生成的碱会变红,所以反应的现象是发出滋滋响声,钠熔成小球在水和煤油的界面上下跳动,含酚酞的水变为红色。(3)待试管内反应一段时间后,加热铜丝,生成的氢气会还原黑色的氧化铜生成红色的铜,所以硬质玻璃管中铜丝的变化现象是由黑色变为红色,发生反应
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的化学方程式为CuO+H2 Cu+H2O。(4)钠的化学性质非常活泼,会与水剧烈反应,如果直接向试管中加入大量的钠非常危险,大量钠与水反应放出大量的热,易使试剂溢出。
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10.钠元素在自然界中都以化合物的形式存在,钠的单质和化合物用途广泛,回答下列问题:
(1)采用空气和钠为原料可制备Na2O2。空气与熔融的金属钠反应前需依次通过的试剂为_________、_________(填选项字母)。
a.浓硫酸 b.饱和食盐水
c.NaOH溶液 d.KMnO4溶液
c
a
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(2)向酸性KMnO4溶液中加入Na2O2粉末,观察到溶液褪色,发生如下反应:_____Mn+_____Na2O2+_________==_____Mn2++_____Na++_____O2↑+_________。配平上述离子方程式,并用单线桥法表示电子转移的方向和数目。该反应说明Na2O2具有_______(填“氧化性”“还原性”或“漂白性”)。
答案 (2) +16H+==2Mn2++10Na++5O2↑+8H2O
还原性
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某研究性学习小组的同学,为测定某种含有少量氧化钠的过氧化钠试样中过氧化钠的含量,称取w g样品与足量的水反应,测定生成气体在通常状况(约20 ℃,1.01×105 Pa)的体积,设计了如图所示的实验装置进行探究。
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(3)装置中导管a的作用是____________________________________。
(4)反应前后量气管中液面读数分别为V1 mL、V2 mL(实验条件下的气体摩尔体积为Vm L·mol-1),计算试样中过氧化钠的质量分数:
__________。
连接分液漏斗和锥形瓶,保持气压
平衡使分液漏斗中液体顺利滴下
%
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(5)通过实验,测得该试样中过氧化钠的质量分数偏高,产生这种现象的原因可能是_____(填选项字母)。
a.反应后测定气体体积时水准管的水面低于量气管的水面
b.锥形瓶中留有反应生成的气体
c.测定气体体积时未冷却至室温
c
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解析 (1)采用空气和钠为原料直接制备过氧化钠,空气中的水蒸气、二氧化碳均能与熔融金属钠反应,所以在反应前需要将空气中的CO2、水蒸气除去,CO2属于酸性氧化物,能与碱反应,浓硫酸具有吸水性,所以空气与熔融金属钠反应前需依次通过NaOH溶液、浓硫酸。(2)高锰酸钾与Na2O2反应生成锰离子、O2,酸性溶液中有氢离子,故反应物有氢离子,则产物中还有水,1个Mn转化为1个Mn2+得到5个电子,1个Na2O2转化为1个O2失去2个电子,则Mn和Na2O2的系数比为2∶5,再根据原子守
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恒、电荷守恒,可得该离子方程式为2Mn+5Na2O2+ 16H+==2Mn2+ +10Na++5O2↑+8H2O,用单线桥法表示电子转移的方向和数目:
+16H+ ==2Mn2++10Na++5O2↑+8H2O,该反应中Na2O2失电
子表现还原性。(4)反应前后量气管中液面读数分别为V1 mL和V2 mL,则生成的氧气体积为(V1-V2)mL,物质的量为 mol,则样品中有Na2O2 mol,样品中过氧化钠的质量分数为×
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100%=%。(5)反应后测定气体体积时水准管的水面低于量气管的水面,水准管内气体压强大于大气压,读取的氧气体积偏小,导致试样中过氧化钠质量分数偏低,a项错误;锥形瓶中留有反应生成的气体,不影响实验结果,b项错误;测定气体体积时未冷却至室温,气体体积偏大,导致试样中过氧化钠的质量分数偏高,c项正确。
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