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课时梯级训练(7) 钠和钠的氧化物
1.(2024·哈尔滨期末)下列关于钠及其化合物的说法错误的是 ( )
A.碳酸钠俗称小苏打
B.钠着火时,可用干燥的沙土来灭火
C.过氧化钠可在呼吸面具中作为氧气的来源
D.实验室中,可把钠保存在石蜡油或煤油中
A 解析:碳酸钠俗称纯碱或苏打,A错误;钠能与氧气、水反应,钠着火时,可用干燥的沙土来灭火,B正确;过氧化钠和二氧化碳反应放出氧气,过氧化钠可在呼吸面具中作为氧气的来源,C正确;钠的密度大于煤油、石蜡油,实验室中,可把钠保存在石蜡油或煤油中,D正确。
2.(2025·浙江S9联盟期中)下列关于Na2O和Na2O2的叙述正确的是 ( )
A.都为白色固体
B.其中氧元素均为-2价
C.Na2O和Na2O2都是碱性氧化物
D.都能与CO2反应生成碳酸钠
D 解析:Na2O是白色固体,而Na2O2是淡黄色固体,A错误;根据化合物中元素化合价代数和为0,结合化合物中钠元素的化合价为+1,可知在Na2O中O为-2价,而在Na2O2中O为-1价,B错误;Na2O属于碱性氧化物,而Na2O2属于过氧化物,C错误;Na2O与CO2反应产生Na2CO3,Na2O2与CO2反应产生Na2CO3和O2,可见Na2O和Na2O2都能与CO2反应生成碳酸钠,D正确。
3.某同学按如图所示实验装置进行钠与水反应的实验,据此判断下列说法正确的是 ( )
A.打开右端橡胶塞,将一小块金属钠加入煤油中,反应前片刻,钠的位置在a处
B.反应一段时间后,左端液面上升进入长颈漏斗,b处有无色气体产生
C.开始反应后,能观察到的实验现象是钠在b处液面以下的水中反应
D.若用酒精来代替煤油,可观察到相同的实验现象
B 解析:钠的密度大于煤油,小于水,则钠位于b处,A错误;钠和水反应生成NaOH和氢气,生成的氢气导致左端液面上升,进入长颈漏斗,b处有无色气体氢气产生,B正确;钠的密度大于煤油的密度而小于水的密度,钠和水剧烈反应生成氢气,钠和煤油不反应,所以钠会沉在煤油底部而漂浮在水面上,钠和水剧烈反应生成的氢气将钠带离水而进入煤油中,又因为重力作用而进入水中,如此往复,C错误;酒精和水互溶,所以不会出现相同的实验现象,D错误。
4.在2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2反应中,被氧化与被还原的氧原子数之比为 ( )
A.1∶1 B.2∶1
C.1∶2 D.3∶2
A 解析:过氧化钠与二氧化碳反应,过氧化钠既是氧化剂又是还原剂,根据反应的化学方程式可知,过氧化钠中部分氧元素由-1价降低为-2价,被还原,部分氧元素的化合价由-1价升高为0价,被氧化,因此被氧化与被还原的氧原子数之比为1∶1,A正确。
5.(2025·广东深圳联盟校期中)已知:Cu(OH)2在80 ℃以上即分解为黑色的CuO和H2O。某同学将一小块金属钠投入盛有CuSO4溶液的试管中,不可能观察到的现象是 ( )
A.钠块熔化成闪亮的小球
B.钠始终在液面下四处游动
C.产生蓝色沉淀
D.有黑色物质析出
B 解析:钠与水剧烈反应并放热超过钠的熔点97.8 ℃,因此会看到钠块熔化成闪亮的小球,A不符合题意;钠的密度比水小,钠与水反应有氢气生成,因此会看到钠在液面上四处游动,B符合题意;钠与水反应生成H2和NaOH,NaOH和CuSO4反应生成Na2SO4和蓝色Cu(OH)2沉淀,C不符合题意;钠与水反应放出大量的热,Cu(OH)2受热易分解为黑色的CuO,D不符合题意。
6.某实验小组通过如图所示实验,探究Na2O2与水的反应。下列说法不正确的是 ( )
A.关闭K1,打开K2,分液漏斗中的水滴入装置Y后,产生大量气泡,带火星的木条复燃
B.关闭K2,打开K1,装置Y中液体进入装置X,溶液变红,说明Na2O2与水反应的生成物显碱性
C.振荡烧杯红色褪去,加入氢氧化钠溶液又恢复红色
D.充分反应后取装置Y中溶液加入MnO2又有气泡出现,MnO2起催化作用
C 解析:过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,关闭K1,打开K2,分液漏斗中的水滴入装置Y后,产生大量气泡,带火星的木条复燃,证明产生的气体为氧气,A正确;关闭K2,打开K1,装置Y中液体进入装置X,溶液变红,说明Na2O2与水反应的生成物显碱性,有氢氧化钠生成,B正确;振荡烧杯红色褪去,说明在溶液中有过氧化氢生成,使酚酞溶液褪色,再加入氢氧化钠溶液不会恢复红色,C错误;充分反应后取装置Y中溶液加入MnO2又有气泡出现,MnO2加快了溶液中的过氧化氢的分解,则MnO2起催化作用,D正确。
7.(2025·广东清远九校联考期中)Na2O2具有强氧化性,与木炭等还原性物质可发生反应。下列说法错误的是 ( )
A.Na2O2与CO2反应时,CO2是还原剂
B.向紫色石蕊溶液中加入Na2O2粉末,溶液中有气泡产生,溶液最终变为无色
C.Na2O2与木炭反应时,Na2O2表现出强氧化性
D.Na2O2与SO2反应可生成Na2SO4
A 解析:过氧化钠与二氧化碳反应放出O2,化学方程式为2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,过氧化钠发生歧化反应,因此过氧化钠既是氧化剂也是还原剂,A错误;向紫色石蕊试液中加入过量Na2O2粉末,充分振荡,2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,生成氧气,Na2O2具有漂白性,可以漂白紫色石蕊溶液,可观察到的现象是溶液中有气泡产生,溶液最终变为无色,B正确;过氧化钠具有强氧化性,C具有还原性,因此过氧化钠与木炭反应时,Na2O2表现强氧化性,C正确;过氧化钠具有氧化性,二氧化硫具有还原性,过氧化钠与二氧化硫反应时可生成硫酸钠发生反应Na2O2+SO2===Na2SO4,D正确。
8.取一定量过氧化钠粉末于试管中,加入足量水,充分反应至不再有气泡产生后得溶液X,向溶液X中加入少量二氧化锰粉末并微热,发现又有较多的气泡产生。下列有关该实验的说法正确的是 ( )
A.向溶液X中滴入酚酞溶液,溶液一直显红色
B.加入的二氧化锰发生分解生成了氧气
C.过氧化钠与水反应的过程中有过氧化氢生成
D.该反应涉及的物质中,氧元素有两种化合价
C 解析:根据实验现象分析,Na2O2与水反应先生成了NaOH和H2O2:Na2O2+2H2O===2NaOH+H2O2,然后在MnO2的催化下H2O2分解生成水和氧气,H2O2有漂白性,向溶液X中滴入酚酞溶液,溶液先变红后褪色,A错误;在MnO2的催化下H2O2分解生成水和氧气,加入的二氧化锰是催化剂,B错误;Na2O2与水反应先生成了NaOH和H2O2:Na2O2+2H2O===2NaOH+H2O2,C正确;该反应涉及的物质中,氧元素有三种化合价:-2、-1、0,D错误。
9.为研究金属钠的化学性质,进行如下实验:
下列说法不正确的是 ( )
A.Ⅰ 中现象说明Na与水反应放热
B.Ⅰ 中反应的离子方程式为2Na+2H2O ===2Na++2OH-+ H2↑
C.Ⅲ 中白雾比 Ⅱ 中多,说明 Ⅲ 中反应放热比 Ⅱ 中更多
D.推测 Ⅲ 中反应缓慢可能与Cl-的浓度以及生成的白色固体有关
C 解析: Ⅰ 中钠与水剧烈反应:2Na+2H2O===2Na++2OH—+H2↑,产生少量白雾,说明钠与水反应放热,使部分水变成水蒸气,A、B正确;浓盐酸的挥发性比稀盐酸的挥发性强, Ⅲ 中挥发出HCl更多,故产生大量白雾,并非反应放出热量更多,C错误; Ⅲ 与 Ⅱ 相比, Ⅲ 中Cl-的浓度更大,可能影响Na与H+的反应,烧杯底部白色固体是生成的NaCl,D正确。
10.钠在液氨中溶剂化速度极快,生成蓝色的溶剂合电子,如图为钠投入液氨中的溶剂化图,钠沉入液氨中,快速得到深蓝色溶液,并慢慢产生气泡。下列说法错误的是 ( )
A.钠的密度比液氨大
B.溶液的导电性增强
C.钠和液氨可发生以下反应:2NH3+2Na===2NaNH2+H2↑
D.0.1个钠投入液氨生成0.01个H2时,Na共失去0.02个电子
D 解析:钠沉入液氨,说明钠的密度比液氨大,A正确;液氨中没有能导电的离子,而钠投入液氨中生成蓝色的溶剂合电子,能导电,说明溶液的导电性增强,B正确;反应中钠失去电子,只能是氢元素得到电子,故钠和液氨可发生反应2NH3+2Na===2NaNH2+H2↑,C正确;0.1个钠投入液氨中反应除生成0.01个H2外还生成0.08个Na+(NH3)x,共失去0.1个电子,D错误。
11.(2025·湖北新高考联考协作体期中)Na2O2是一种常见的氧化剂。为了探究Na2O2的化学性质,某化学实验小组进行了一系列实验。
Ⅰ .Na2O2与H2O的反应。
(1)使酚酞溶液褪色的物质是__________,生成该物质反应的化学方程式为_________________。
(2)用离子方程式解释酸性KMnO4溶液褪色的原因:______________________________。
Ⅱ .Na2O2与H2的反应。
(3)装置B中盛放的药品是__________,作用是__________________________。
(4)在点燃C处酒精灯前应进行的操作是________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)实验过程中观察到C中淡黄色粉末逐渐变为白色固体,D中白色固体无明显变化。根据现象写出C中发生反应的化学方程式:_________________________________________
________________________________________________________________________。
答案: Ⅰ .(1)H2O2 Na2O2+2H2O===2NaOH+H2O2
(2)2MnO+5H2O2+6H+===2Mn2++5O2↑+8H2O
Ⅱ .(3)碱石灰 吸收氢气中的水蒸气和氯化氢
(4)在装置D后用小试管收集气体并检验其纯度
(5)Na2O2+H22NaOH
解析: Ⅰ .过氧化钠先与水反应生成氢氧化钠和中间产物过氧化氢,过氧化氢分解再产生氧气和水,氢氧化钠能使酚酞溶液变红,而过氧化氢具有强氧化性使酚酞溶液褪色;过氧化氢能与酸性高锰酸钾溶液中的高锰酸根离子在酸性条件下发生氧化还原反应生成氧气和锰离子,反应的离子方程式为2MnO+5H2O2+6H+===2Mn2++5O2↑+8H2O。
(1)使酚酞溶液褪色的物质是H2O2,过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和过氧化氢,反应的化学方程式为Na2O2+2H2O===2NaOH+H2O2。
(2)过氧化氢能与酸性高锰酸钾溶液中的高锰酸根离子在酸性条件下发生氧化还原反应生成氧气和锰离子,反应的离子方程式为2MnO+5H2O2+6H+===2Mn2++5O2↑+8H2O。
Ⅱ .推测Na2O2与H2能反应,首先要制得氢气,装置A为氢气的制备装置,实验室用锌与稀盐酸反应制氢气,制得的氢气中含氯化氢气体、水蒸气,用装置B中碱石灰吸收水蒸气和氯化氢气体,装置C是Na2O2与H2的反应装置,装置D检验其产物是否有水生成,据此解答。
(3)由分析可知装置B中盛放的药品是碱石灰,可起到吸收氢气中的水蒸气和氯化氢的作用。
(4)在点燃装置C处酒精灯前应检查氢气的纯度,故进行的操作是在装置D后用小试管收集气体并检验其纯度。
(5)由上述实验可推出Na2O2与H2反应没有生成水,应生成氢氧化钠固体,化学方程式为Na2O2+H22NaOH。
12.某化学兴趣小组用下列装置进行“钠与二氧化碳反应”的实验探究(尾气处理装置略)。
(1)选择必要的仪器,按______________(填装置标号)顺序连接好装置。
(2)检查装置B气密性的方法为_______________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)实验时,在点燃酒精喷灯前先打开装置B中导气管活塞,待装置E中澄清石灰水变浑浊时再点燃酒精喷灯,以上操作的目的是_________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)加热一段时间后观察到钠块表面变黑,继续加热后,钠燃烧,有白烟生成,两种产物中有一种是盐,则钠与二氧化碳反应的化学方程式是_______________________________
________________________________________________________________________。
答案:(1)B、F、C、D、(C)、E
(2)塞紧双孔塞,关闭活塞,由长颈漏斗向试管内加水,到漏斗内液面超过试管内液面,形成一段液柱停止加水,一段时间后液柱不下降,证明装置气密性良好
(3)排出装置中的空气
(4)4Na+3CO22Na2CO3+C
解析:制备二氧化碳用“随开随用,随关随停”的装置B,用装置F除HCl,用装置C干燥CO2,再通入装置D与钠反应,用装置C再干燥,最后通入装置E中检验二氧化碳。
(1)根据实验原理设计装置,由以上分析知,按B、F、C、D、(C)、E顺序连接好装置。
(2)检查装置B气密性的方法为塞紧双孔塞,关闭活塞,由长颈漏斗向试管内加水,到漏斗内液面超过试管内液面,形成一段液柱停止加水,一段时间后液柱不下降,证明装置气密性良好。
(3)从所用热源为酒精喷灯,可知钠与二氧化碳的反应条件为高温,为避免空气中氧气、二氧化碳、水蒸气影响探究二氧化碳和钠反应的产物分析,需要先把装置中空气排出,实验时,在点燃酒精喷灯前必须进行的操作是打开装置B中导气管活塞(或通入CO2),待装置E中出现澄清的石灰水变浑浊现象时,再点燃酒精喷灯,以上操作的目的是排出装置中的空气。
(4)加热一段时间后观察到钠块表面变黑,则生成固体为C,继续加热后,钠燃烧,有白烟生成,产物中有一种是盐,为碳酸钠,则钠与二氧化碳反应的化学方程式为4Na+3CO22Na2CO3+C。
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