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高效作业7 [第1课时 钠及其氧化物]
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[A级 新教材落实与巩固]
1.下列关于钠的说法不正确的是( )
A.银白色、质软
B.密度比水小
C.与水反应生成氢气
D.在空气中燃烧生成氧化钠
D
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2.某仓库中金属钠着火,可以用于灭火的是( )
A.煤油 B.湿泥沙
C.泡沫灭火器 D.干燥的沙土
【解析】煤油具有可燃性,不能用于灭火,A不符合题意;钠燃烧生成的过氧化钠与水反应生成氧气,促进钠的燃烧,不能用湿泥沙灭火,B不符合题意;钠燃烧生成的过氧化钠与二氧化碳反应生成氧气,不可用泡沫灭火器灭火,C不符合题意;干燥的沙土可以隔绝钠和空气,能用于金属钠着火时灭火,D符合题意。
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3.下列说法正确的是( )
A.海水中的钠元素以单质形式存在
B.钠与少量的O2反应时生成Na2O,与足量的O2反应时生成Na2O2
C.钠在氧气中燃烧比在空气中更剧烈
D.从煤油中取出的钠块,表面呈光亮的银白色金属光泽
C
【解析】海水中的钠以氯化钠的形式存在,A错误;钠与氧气反应的产物与条件有关,常温下反应生成氧化钠,加热时反应生成过氧化钠,B错误;氧气浓度越大,钠与氧气的燃烧反应越剧烈,C正确;从煤油中取出的钠块呈黄色,切开外皮后可以看到银白色金属光泽,D错误。
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4.下列关于钠及其化合物的叙述中,正确的是( )
A.钠在自然界中既有游离态又有化合态
B.Na2O、Na2O2与水反应的产物完全相同
C.少量金属钠可保存在煤油中
D.钠在空气中燃烧生成Na2O
C
【解析】钠属于活泼金属,在自然界中只有化合态,A项错误;Na2O与水反应的化学方程式为Na2O+H2O===2NaOH,Na2O2与水反应的化学方程式为2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,反应产物不完全相同,B项错误;金属钠的密度大于煤油的,且不与煤油反应,故可保存在煤油中,C项正确;钠燃烧生成Na2O2,而不是Na2O,D项错误。
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5.下列有关实验操作注意事项的说法不正确的是( )
A.不能用手直接将金属钠从煤油中取出
B.做在空气中加热钠的实验时,注意不要近距离俯视坩埚
C.做完在空气中加热钠的实验后用嘴吹灭酒精灯
D.做完钠和水反应的实验后要用肥皂等清洗双手
C
【解析】做实验时,所有药品都不能直接用手接触,以免污染试剂或对人体产生伤害,若用手直接取钠,手上可能有汗水,Na和水反应生成的NaOH具有强腐蚀性,所以不能用手直接将金属钠从煤油中取出,而要用镊子夹取,A项正确;金属钠在空气中的燃烧非常剧烈且放出大量的热,不能近距离俯视坩埚观察现象,以免对人体造成伤害,B项正确;应用灯帽盖灭酒精灯,C项错误;做完钠和水反应的实验,手上可能沾有药品、煤油等物质,需要用肥皂等清洗双手,D项正确。
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6.如图所示,试管中盛有水,气球a中盛有干燥的Na2O2颗粒,U形管中注有浅红色的水,将气球用橡皮筋紧缚在试管口。实验时将气球中的Na2O2抖落到试管b的水中,将观察到的现象是( )
A.U形管内浅红色的水褪色
B.试管内溶液变红
C.气球a膨胀
D.U形管水位:d<c
C
【解析】试管中发生反应:2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,产生的O2使气球膨胀,该反应放出大量的热,使广口瓶中空气受热膨胀,U形管中水位高度为d>c,浅红色的水是在U形管中而非试管中,所以U形管内浅红色的水不褪色,答案为C。
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7.将一小块钠置于如图所示装置中,加热至熔化后迅速用玻璃棒蘸取少量无水CuSO4粉末与之接触,瞬间产生耀眼的火花,同时有红色物质生成。下列说法错误的是( )
A.上述反应中CuSO4表现了还原性
B.上述反应是置换反应
C.加热且无水条件下,Na可以与CuSO4反应生成Cu
D.实验过程中可能生成少量Na2O、Na2O2
A
【解析】反应中铜元素的化合价由+2价变成0价,化合价降低,是氧化剂,表现为氧化性,A错误;反应为钠与硫酸铜反应生成硫酸钠和铜,属于置换反应,B正确;依据分析可知,加热且无水条件下,Na可以与CuSO4反应生成Cu,C正确;钠与氧气反应生成氧化钠,钠与氧气加热时反应生成过氧化钠,故实验过程中可能生成少量Na2O、Na2O2,D正确。
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8.下列有关金属钠的说法正确的是( )
A.常温下,钠在空气中会发生反应生成淡黄色固体
B.将一小块钠放在硫酸铜溶液中,发生反应的离子方程式为2Na+
Cu2+===2Na++Cu
C.将钠投入滴有紫色石蕊溶液的水中,水溶液变为红色
D.将4.6 g Na投入95.4 g水中,所得溶液中溶质的质量分数大于8.0%
D
【解析】常温下,钠在空气中与氧气反应生成氧化钠,氧化钠是白色固体,A错误;将一小块钠放在硫酸铜溶液中,钠先与水反应,生成的NaOH再与硫酸铜反应,B错误;金属钠与水反应生成NaOH,溶液呈碱性,紫色石蕊溶液遇碱变蓝,C错误;将4.6 g Na投入95.4 g水中,有氢气生成,生成NaOH的质量为8.0 g,溶液的质量小于100 g,所得溶液中溶质的质量分数大于8.0%,D正确。
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9.[2024·路桥中学高一]Na2O2是常用的供氧剂,下列说法不正确的是( )
A.Na2O2可由Na在空气中加热生成
B.Na2O2中阴、阳离子个数比为1∶2
C.Na2O2与水反应有1个O2生成时,转移1个电子
D.Na2O2与H2O反应生成O2的化学方程式为2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
C
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10.下列判断正确的是( )
A.可用水来确定某Na2O粉末中是否含有Na2O2
B.可用CO2来确定某Na2O粉末中是否含有Na2O2
C.可利用在空气中加热的方法除去Na2O中的Na2O2
D.将足量的Na2O2、Na2O分别加入酚酞溶液中,最终溶液均为红色
A
【解析】CO2、H2O与Na2O2、Na2O均能反应,与Na2O2反应时能产生氧气,因氧气是无色无味的气体且CO2也是气体,故CO2与Na2O2的反应无明显现象,水与Na2O2反应会产生气泡而有明显的现象,故A项正确,B项错误;在空气中加热Na2O2与Na2O的混合物,Na2O会转化为Na2O2,故C项错误;将Na2O2、Na2O分别加入酚酞溶液中,二者均先与溶液中的水反应生成碱而使溶液变为红色,因Na2O2具有漂白性,最后红色的溶液呈无色,D项错误。
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11.[2024·丽水中学高一]如图所示,A是金属钠,根据关系图回答下列问题。
(1)写出下列字母所代表的物质的化学式。
B:___________;C:___________。
(2)写出下列物质转化的化学方程式。
①A→C:______________________________。
②B→D:__________________________________。
Na2O2
NaOH
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
【解析】Na与氧气在加热条件下生成B(Na2O2),Na与水反应生成C(NaOH),B(Na2O2)与二氧化碳反应生成D(Na2CO3),A为Na、B为Na2O2、C为NaOH、D为Na2CO3。
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12.有人设计出一种让Na与CuSO4溶液反应的方法,实验时,往100 mL大试管中先加40 mL煤油,取3粒米粒大小的金属钠放入大试管中后塞上橡胶塞,通过长颈漏斗加入CuSO4溶液使煤油的液
面上升至胶塞处,夹紧弹簧夹(如图所示),仔细观
察,回答下列问题。
(1)有关钠反应的现象是__________________________________________
___________________________________。
(2)大试管中溶液中出现的现象是_____________________________。
有气泡生成,钠熔化成小球且在煤油和CuSO4
溶液界面处上下跳动,最终完全溶解
下层溶液中出现蓝色沉淀
(3)装置中液面的变化:
___________________________________________________。
(4)写出钠与硫酸铜溶液反应的化学方程式:________________________
____________________________________________________________
____________________________________。
大试管内的溶液液面下降,长颈漏斗中液面上升
2Na+2H2O===2NaOH
+H2↑,CuSO4+2NaOH===Cu(OH)2↓+Na2SO4[或2Na+2H2O+
CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑]
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[B级 素养养成与评价]
13.通常利用金属钠制取氧化钠,反应原理为2NaNO3+10Na===6Na2O+N2↑,下列有关说法正确的是( )
A.不能将实验室剩余的金属钠放回原试剂瓶
B.金属钠如果失火,能用泡沫灭火器灭火
C.该反应中NaNO3既是氧化剂又是还原剂
D.用此反应制取Na2O的原因是N2作为保护气,能防止Na2O进一步反应得到Na2O2
D
【解析】金属钠性质活泼,能与水、氧气等反应,实验室中剩余的金属钠不能随意丢弃,应放回原试剂瓶,A错误;金属钠着火生成过氧化钠,过氧化钠能与二氧化碳反应生成氧气,不能用泡沫灭火器,可用干燥的沙土灭火,B错误;该反应中NaNO3中氮元素化合价降低,NaNO3是氧化剂,C错误;Na2O性质活泼,易与氧气反应生成Na2O2,该反应生成的氮气性质稳定,能作为保护气,防止Na2O进一步反应得到Na2O2,D正确。
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14.将2.8 g CO和0.2 g H2在足量的氧气中充分燃烧,使生成的CO2和水蒸气通过足量的过氧化钠,完全反应后固体的质量变化是( )
A.增加了3.0 g B.减少了3.0 g
C.增加了2.6 g D.减少了2.6 g
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15.[2024·衢州二中高一]某同学探究金属Na与CO2的反应,实验如下:
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.实验说明CO2具有氧化性 D.金属Na着火不能用CO2灭火
编号 实验Ⅰ 实验Ⅱ
操作 将点燃的金属钠伸入盛有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,分别滴加酚酞溶液和氯化钡溶液
现象 ①火焰呈黄色
②集气瓶底部有黑色固体,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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16.从物质分类的角度看,Na2O和Na2O2都属于钠的氧化物,但二者的性质存在很大差异。查阅资料得知,Na2O2可在呼吸面具和潜水艇中作供氧剂,某实验小组欲通过实验探究Na2O2的性质与用途。
【实验Ⅰ】探究Na2O2与水的反应
(1)如图所示,将少量水滴入盛有1~2 g过氧化钠固体的试管中,立即把带火星的小木条伸入试管中,观察到带火星的小木条复燃,说明生成了______(填化学式),用手触摸试管外壁,感觉发烫,说明该反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。
O2
放热
(2)装置A中盛装碳酸钙的仪器名称是____________。
(3)写出D中发生反应的化学方程式:
__________________________________。
(4)装置E的作用是除去过量的CO2,则装置E中盛装的试剂是
_______________。
锥形瓶
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
NaOH溶液
(5)G中得到的物质是_______,证明Na2O2可用作呼吸面具和潜水艇的供氧剂。
【解析】实验Ⅱ利用碳酸钙和盐酸反应制备二氧化碳,其中混有杂质氯化氢和水蒸气,通过饱和碳酸氢钠溶液除去氯化氢,通过浓硫酸除去水蒸气,干燥纯净的二氧化碳在装置D中与过氧化钠反应产生氧气和碳酸钠,通过E装置除去过量的二氧化碳,最后由F装置收集产生的氧气。
(1)将少量水滴入盛有1~2 g过氧化钠固体的试管中,立即把带火星的小木条伸入试管中,观察到带火星的小木条复燃,说明生成了O2,用手触摸试管外壁,感觉发烫,说明该反应是放热反应。
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(2)由图可知,装置A中盛装碳酸钙的仪器名称是锥形瓶。
(3)D中,二氧化碳和过氧化钠反应,产生氧气和碳酸钠,化学方程式:2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2。
(4)氢氧化钠溶液可以用于吸收二氧化碳,装置E中盛装的试剂是NaOH溶液。
(5)二氧化碳和过氧化钠反应产生氧气和碳酸钠,G中得到的物质是O2。
感谢聆听,再见!
【解析】Na2O2可由Na在空气中加热生成,A正确;Na2O2中阳离子是Na+,阴离子是O,阴、阳离子个数比为1∶2,B正确;Na2O2与水反应的化学方程式为2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,有1个O2生成时,转移2个电子,C错误,D正确。
【解析】H2燃烧生成水,水再与过氧化钠反应,化学方程式为2H2+O22H2O、2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,可认为总化学方程式为H2+Na2O2===2NaOH,固体增加的质量即为H2的质量;CO燃烧生成CO2,CO2再与过氧化钠反应,化学方程式为2CO+O22CO2、2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,可认为总化学方程式为CO+Na2O2===Na2CO3,固体增加的质量即为CO的质量。综上分析可知,最终固体增加的质量为CO、H2的质量和,即2.8 g+0.2 g=3.0 g,A项正确。
【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:4Na+3CO22Na2CO3+C。生成的黑色固体中含有C ,A正确;白色固体为碳酸钠,不是Na2O,B错误;钠在二氧化碳气体中燃烧生成碳酸钠和碳单质,反应中钠为还原剂,二氧化碳为氧化剂,实验说明CO2具有氧化性,C正确;由实验Ⅰ可知钠能够在二氧化碳中燃烧,则金属钠着火不能用CO2灭火,应用干燥的沙土覆盖灭火,D正确。
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