专题3 第2单元 第1课时 钠的性质与制备 (Word教参)-【新课程学案】2025-2026学年高中化学必修第一册(苏教版)
2025-10-13
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教辅
摘要:
本讲义聚焦高中化学“金属钠及钠的化合物”核心内容,系统梳理钠的物理性质、化学性质(与氧气、水反应)、制备及保存方法,从钠原子结构(最外层1电子)分析还原性,构建“结构-性质-用途”学习支架,衔接氧化钠与过氧化钠的性质比较及后续离子反应知识。
资料以实验探究为特色,设计钠与水反应现象分析、过氧化钠与水/二氧化碳反应验证等活动,培养科学探究与实践能力。题点多维训练结合生产生活实例(如钠钾合金作热交换剂),渗透科学态度与责任,课中辅助实验教学,课后助力学生巩固知识、查漏补缺。
内容正文:
第二单元 金属钠及钠的化合物
学习目标
重点难点
1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,了解钠及其重要化合物的主要性质。
2.了解钠及其化合物在生产、生活中的应用。
3.通过实验事实认识离子反应及其发生的条件;了解常见离子的检验方法。
重点
1.钠与水的反应,Na2CO3和NaHCO3的性质比较;
2.钠及其化合物的研究思路和方法的建构;
3.强弱电解质的辨析,离子反应发生的条件。
难点
1.钠与水反应的探究实验;
2.离子方程式的书写。
第1课时 钠的性质与制备
新知探究(一)——钠的性质与制备
导学设计
1.钠与氧气的反应
条件
常温(钠放置在空气中)
加热或点燃
实验步骤
实验现象
新切开的钠具有银白色的金属光泽,在空气中很快变暗
钠先熔化成小球,然后剧烈燃烧,火焰呈黄色,生成淡黄色固体
化学方程式
4Na+O2==2Na2O
2Na+O2Na2O2
实验结论
条件不同,钠与氧气反应的产物不同
注意
钠常常保存在煤油中,取用时用镊子夹取,剩余的钠块不能随意丢弃,应放回原试剂瓶
2.钠与水的反应
(1)实验探究
实验现象
原因
浮
钠浮在水面上
钠的密度比水小
熔
熔成闪亮的小球
钠的熔点低,且反应放热
游
钠在水面上迅速游动
反应产生气体推动钠游动
响
发出“嘶嘶”声响
钠与水反应剧烈
红
溶液变红
反应生成碱性物质
(2)实验结论:钠与水反应剧烈,生成NaOH和H2,化学方程式是2Na+2H2O==2NaOH+H2↑。
[系统融通知能]
(一)钠元素的存在和钠的原子结构
1.存在
自然界中钠元素都以化合态存在,如氯化钠、碳酸钠和硫酸钠等。
2.结构
钠原子的结构示意图为,其最外层只有1个电子,在与其他物质反应时,钠原子很容易失去最外层的一个电子,形成具有稳定电子层结构的钠离子。
(二)钠的性质总结
1.物理性质
颜色
密度
熔点
硬度
银白色,有金属光泽
ρ(水)>ρ(钠)>ρ(煤油)
97.8 ℃
质软
2.化学性质
钠是活泼的金属单质,能与非金属单质、水、酸反应,在反应中失去电子表现出还原性。
(1)与酸溶液反应
(2)与盐溶液反应
(三)钠的保存、制备与用途
保存
钠易与空气中的O2、H2O反应,且钠的密度比煤油的密度大,不与煤油反应,故实验室常常将钠保存在煤油中
制备
电解熔融氯化钠:2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑
用途
①作高压钠灯。
②钠钾合金用作快中子反应堆的热交换剂。
③作还原剂,将钛、锆、铌等稀有金属从其氯化物中置换出来。
如4Na+TiCl44NaCl+Ti
[题点多维训练]
1.实验室中,用镊子从煤油中取出一小块金属钠,然后用滤纸吸干表面的煤油,再用小刀切开观察。在这一实验过程中不能得出的钠的物理性质是 ( )
A.钠在常温下是固体
B.钠的熔点很低
C.钠具有银白色的金属光泽
D.金属钠很软
解析:选B 从题干中“取出一小块金属钠”知,钠在常温下是固体;“用小刀切开”说明钠很软;切开后可看到钠具有银白色的金属光泽;没有加热将钠熔化,因此不能得出其熔点很低的物理性质。
2.下列有关钠的存在、保存及取用方法的描述正确的是 ( )
A.钠在自然界中主要以化合物的形式存在,少量以单质的形式存在
B.钠需要密封保存在四氯化碳中
C.实验室中可直接用药匙取用钠
D.实验室中取用后剩余的钠要放回原试剂瓶中
解析:选D 钠是活泼金属,钠在自然界中都以化合物的形式存在,A项错误;四氯化碳的密度比钠大,不能用来保存钠,B项错误;实验室中用镊子取用钠,C项错误;取用后剩余的钠必须放回原试剂瓶中,D项正确。
3.将一小块金属钠投入滴有紫色石蕊试液的冷水中,甲同学认为可以观察到下列实验现象。其中正确的有 ( )
①钠投入水中,先沉入水底,后浮出水面 ②钠立即与水反应,并有气体产生 ③反应后溶液变红色
④钠熔化成光亮的小球 ⑤小球在水面上迅速游动 ⑥有“嘶嘶”的响声发出
A.①②③④ B.②③④⑤
C.②④⑤⑥ D.③④⑥
解析:选C 钠密度比水小,浮在水面上,故①错误;反应后生成NaOH,紫色石蕊试液变蓝,故③错误。
4.某实验小组在学习了钠与水的反应后,做了以下几个实验。
(1)将两块绿豆大小的钠分别同时投入甲、乙两个烧杯中,甲烧杯盛有10 mL水,乙烧杯盛有10 mL稀盐酸,观察到的现象为乙烧杯中钠反应更剧烈。则乙烧杯中发生反应的化学方程式为
。
(2)将一块绿豆大小的钠投入丙烧杯中,观察到的现象是浮、熔、游、响、生成蓝色沉淀。请根据现象写出丙烧杯中发生反应的化学方程式: 、 。
(3)将一小块钠投入盛有5 mL饱和澄清石灰水的试管中,可能观察到的现象是 (填字母)。
a.钠熔化成闪亮的小球
b.钠在液面上四处游动
c.溶液底部有银白色物质生成
d.溶液变浑浊
解析:(3)钠与水反应放出大量的热,使钠熔化成闪亮的小球,故a正确;钠的密度小于水的密度,故也一定小于饱和澄清石灰水的密度,所以会浮在液面上,钠与水反应生成的氢气使钠在液面上四处游动,故b正确;钙的金属活动性强于钠,且钠、钙都易与水反应,所以钠不可能置换出钙,故c错误;因为反应消耗了水,且反应放热,所以饱和澄清石灰水中会有部分溶质析出而导致溶液变浑浊,故d正确。
答案:(1)2Na+2HCl==2NaCl+H2↑
(2)2Na+2H2O==2NaOH+H2↑
CuSO4+2NaOH==Cu(OH)2↓+Na2SO4 (3)abd
新知探究(二)——氧化钠和过氧化钠
导学设计
实验探究Na2O2与H2O反应
实验操作
实验现象
①试管外壁发热,带火星的木条复燃;②用pH试纸检验,试纸变蓝
实验结论
Na2O2与水反应放热,化学方程式为2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑
1.Na2O2与H2O反应中,氧化剂和还原剂分别是什么物质?若生成一个O2分子,转移几个电子?Na2O2是碱性氧化物吗?
提示:氧化剂和还原剂均是Na2O2,转移2个电子,Na2O2不是碱性氧化物。
2.写出Na2O与H2O反应的化学方程式,Na2O是碱性氧化物吗?
提示:Na2O+H2O==2NaOH,Na2O是碱性氧化物。
3.Na2O2与CO2的反应类似Na2O2与H2O反应,也生成O2,写出Na2O2与CO2反应的化学方程式,反应中氧化剂和还原剂是什么物质?
提示:2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2,Na2O2既是氧化剂又是还原剂。
4.Na2O2可在呼吸面具或潜水艇中作为O2的来源,为什么?
提示:人呼出的CO2和H2O(g)与Na2O2均反应生成O2。
[系统融通知能]
1.氧化钠与过氧化钠的比较
物质
氧化钠(Na2O)
过氧化钠(Na2O2)
色、态
白色固体
淡黄色固体
氧元素化合价
-2
-1
阴、阳离子个数比
1∶2
1∶2
是否为碱性氧化物
是
否
化学性质
相同点
都能与水反应生成氢氧化钠,都能与CO2反应生成Na2CO3
不同点
过氧化钠与水、二氧化碳反应有氧气产生,具有强氧化性,而Na2O不具有强氧化性,Na2O2能使有色物质褪色
2.Na2O2与CO2、H2O反应的量的关系
(1)物质的量的关系
无论是CO2或H2O的单一物质还是二者的混合物,通过足量的Na2O2时,CO2或H2O与放出O2的物质的量之比均为2∶1。
(2)电子转移关系
当Na2O2与CO2或H2O反应时,每 1 mol Na2O2,转移1 mol电子;每产生1 mol O2,转移2 mol电子。且在反应中Na2O2既是氧化剂又是还原剂。
(3)固体质量关系
分析反应的化学方程式,可得下列关系式:
Na2O2Na2CO3(组成相当于Na2O2·CO)
Na2O22NaOH(组成相当于Na2O2·H2)
①与CO2反应时,固体增加的质量等于与消耗的CO2等物质的量的CO的质量。
②与H2O反应时,固体增加的质量等于与消耗的H2O等物质的量的H2的质量。
[典例] 对于反应:2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑,下列说法中错误的是 ( )
A.Na2O2是氧化剂,H2O是还原剂
B.Na2O2既是氧化剂又是还原剂
C.该反应中电子转移的数目为2e-
D.每有18 g H2O与足量Na2O2反应,则固体增重2 g
[解析] 在Na2O2与H2O的反应中,Na2O2中-1价氧元素原子之间发生电子转移,Na2O2既是氧化剂又是还原剂,电子转移的数目为2e-。根据元素守恒,固体增重质量等于参加反应的水中氢元素的质量,即18 g H2O参加反应,固体增重2 g。
[答案] A
|思维建模|
(1)CO或H2或CO和H2的混合气体,燃烧后通过足量的过氧化钠,固体增重的质量等于原可燃性气体的质量。
(2)凡分子组成符合(CO)m·(H2)n的物质,W g该物质在足量的O2中完全燃烧,将其产物(CO2和水蒸气)通过足量的Na2O2后,固体增重必为W g。如w g CH3COOH(乙酸) 在足量的O2中完全燃烧,将其产物通过足量的Na2O2后,固体增重为w g。
[题点多维训练]
题点(一) 氧化钠、过氧化钠的性质
1.下列关于Na2O2的叙述正确的是 ( )
A.Na2O2是淡黄色固体,久置于空气中变成Na2O
B.Na2O2与水的反应中,Na2O2只作氧化剂
C.Na2O2属于碱性氧化物
D.Na2O2与CO2或H2O反应后,固体质量都将增大
解析:选D Na2O2久置于空气中最终变成Na2CO3,A项错误;Na2O2与水反应时,Na2O2既是氧化剂又是还原剂,B项错误;Na2O2不属于碱性氧化物,C项错误;根据两反应中固体成分的变化:Na2O2Na2CO3、Na2O22NaOH可知,D项正确。
2.在深海中作业的潜水员的呼吸面具上,往往装入一定量的Na2O2,目的是给潜水员提供氧气。下列对于Na2O、Na2O2的比较正确的一项是 ( )
A.Na2O2、Na2O都是钠的氧化物,都是碱性氧化物
B.Na2O、Na2O2都是易溶于水(与水反应)的白色固体
C.Na2O2在和CO2的反应中既是氧化剂又是还原剂
D.Na2O2、Na2O均可作供氧剂
解析:选C Na2O2与水反应时除了生成碱外,还生成O2,故Na2O2不属于碱性氧化物,故A项错误;Na2O2是淡黄色固体,故B项错误;Na2O2与CO2反应时,Na2O2中的氧元素之间发生了氧化还原反应,Na2O2既作氧化剂又作还原剂,故C项正确;Na2O与水或CO2的反应中无氧气产生,不能作供氧剂,D项错误。
题点(二) 过氧化钠与水、二氧化碳反应的增重计算
3.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,使其恰好完全反应,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%
解析:选A CO2、H2O与固体Na2O2反应后,固体增重的质量即为CO、H2的质量,可得混合气体中m(O2)=16.5 g-7.5 g=9.0 g,ω(O2)=×100%≈54.5%。
4.将16 g甲烷(CH4)在64 g氧气中完全燃烧后的产物通入足量的过氧化钠中,充分反应后,固体增加的质量为 ( )
A.48 g B.16 g
C.80 g D.32 g
解析:选D 甲烷燃烧的反应为CH4+2O2CO2+2H2O,反应中甲烷与氧气的质量比为16∶64,由此可知,16 g甲烷和64 g氧气完全反应,生成44 g CO2和36 g H2O,将CO2和H2O通入足量过氧化钠中发生反应2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑,44 g CO2消耗78 g Na2O2,生成106 g Na2CO3,固体质量增加28 g;36 g水消耗156 g Na2O2,生成160 g NaOH,固体质量增加4 g,故固体增加的质量为32 g。
[课时跟踪检测]
一、选择题
1.下列实验操作不正确的是 ( )
A.把钠保存在煤油中
B.实验后剩余的钠放回原试剂瓶
C.将一小块钠放在石棉网上加热,观察现象
D.用手掰开一块金属钠,观察钠的颜色
解析:选D 钠与手指上的水反应生成NaOH,会腐蚀手,故不能用手掰开金属钠。
2.取一小块金属钠,放在燃烧匙里加热,下列实验现象中,描述正确的是 ( )
①钠先熔化 ②在空气中燃烧,放出黄色火花
③燃烧后得到白色固体 ④燃烧时火焰为黄色
⑤燃烧后生成淡黄色固体物质
A.①② B.①②③
C.①④⑤ D.④⑤
解析:选C Na的熔点较低,加热时先熔化,燃烧时火焰为黄色,燃烧后生成Na2O2为淡黄色固体。
3.(2025·温州期末检测)钠在空气中燃烧的实验,下列不需要的仪器是 ( )
解析:选A 钠是固体,完成钠在空气中燃烧的实验,应该在坩埚中进行,A是玻璃棒,B是泥三角,C是三角架,D所示仪器是坩埚,用不到的仪器为玻璃棒,故A错误。
4.用流程图示的方法可以清楚反映物质之间的转化关系。如Na→→NaOH→NaCl,则在常温下,上述转化关系中的物质是 ( )
A.Na2CO3 B.Na2O
C.Na2S D.Na2O2
解析:选B 在常温下,钠与氧气反应生成氧化钠。
5.钠与水反应的微型化实验装置如图所示,已知四氯化碳的密度比钠大,下列说法正确的是 ( )
A.微型化实验现象不明显
B.反应后试管中的液体分层,下层呈红色
C.肥皂液的作用是液封,防止外界空气进入装置
D.若将煤油换成四氯化碳,对实验不会产生影响
解析:选B 滴有酚酞的水与钠反应生成NaOH和氢气,溶液变红色,产生气泡,现象明显,故A错误;煤油密度比水小,反应后生成NaOH使酚酞变红,试管下层显红色,故B正确;金属Na的密度比煤油大,煤油已经起到隔绝氧气的作用,肥皂泡的作用是收集H2,故C错误;已知CCl4的密度比钠大,钠在四氯化碳的上层,与空气接触,对实验有影响,故D错误。
6.(2025·杭州期末检测)向溶液X中投入一小块钠,下列说法错误的是 ( )
A.若X为FeCl3溶液,则有红褐色沉淀生成
B.若X为CuSO4溶液,则有红色沉淀生成
C.若X为稀盐酸,则反应后溶液的pH增大
D.若X为NaOH饱和溶液,则恢复至室温后有白色固体析出
解析:选B 钠投入到FeCl3溶液,先发生Na与水的反应生成NaOH和氢气,再发生NaOH与氯化铁的复分解反应生成氢氧化铁沉淀,故A正确;钠投入到盛有硫酸铜溶液的烧杯里,发生反应有:2Na+2H2O==2NaOH+H2↑,2NaOH+CuSO4==Cu(OH)2↓+Na2SO4,现象为钠浮在液面上,与溶液剧烈反应,熔成小球,四处游动,发出嘶嘶声,有气泡冒出,有蓝色沉淀生成,故B错误;钠与盐酸反应的实质为2Na+2H+==2Na++H2↑,反应后溶液的pH增大,故C正确;钠和水反应生成氢氧化钠和氢气,消耗水,饱和的氢氧化钠溶液中有NaOH晶体析出,故D正确。
7.某溶液中含有Na+、S、C、HC四种离子,若向其中加入少量的过氧化钠固体后,溶液中离子浓度基本保持不变的是 ( )
A.HC B.Na+
C.C D.S
解析:选D 加入少量过氧化钠固体后,2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑,Na+浓度增大;HC+OH-==C+H2O,C浓度增大,HC浓度减小。
8.下列关于Na2O和Na2O2的叙述正确的是 ( )
A.等质量的Na2O2分别与足量H2O、CO2反应,转移的电子数相同
B.Na2O中的阴、阳离子数目之比为1∶2,Na2O2中的阴、阳离子数目之比为1∶1
C.Na2O、Na2O2都能与酸反应,故都是碱性氧化物
D.Na2O2只能做氧化剂
解析:选A 反应为2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑、2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2,由反应方程式可知,等质量的Na2O2反应时转移的电子数相同,故A正确;Na2O2由钠离子和过氧根离子构成,阴、阳离子的个数比是1∶2,故B错误;Na2O2与酸反应除了生成盐和水外,还生成氧气,故不是碱性氧化物,故C错误;过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气,过氧化钠中氧元素的化合价既升高又降低,过氧化钠既是氧化剂又是还原剂,故D错误。
9.(2025·衡水中学月考)对于Na2O2与CO2和H2O(g)混合气体的反应来说,下列说法错误的是 ( )
A.只要参加反应的Na2O2一定,反应生成的氧气就一定
B.只要CO2和H2O(g)的总物质的量一定,反应所消耗的Na2O2的物质的量就一定
C.只要气体的总数量一定,反应中所转移的电子的数量就一定
D.只要混合气体的总数量一定,固体所增加的质量就一定
解析:选D Na2O2与H2O(g)、CO2反应的化学方程式分别为2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑、2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2。由于两个反应中Na2O2与O2的化学计量数之比都为2∶1,A正确;两个反应中:2Na2O2~2H2O(g),2Na2O2~2CO2,B正确;根据上面化学方程式中的电子转移情况知,C正确;根据化学方程式知,CO2、H2O与Na2O2反应时,固体增加的质量为“CO2”中“CO”的质量和“H2O”中“H2”的质量,所以当数量固定的混合气体中CO2气体所占的比例大时,固体增加的质量较大,当H2O所占的比例大时,固体所增加的质量较小,D错误。
10.如图所示装置,试管中盛有水,气球a盛有干燥的固体过氧化钠颗粒,U形管中注有浅红色的水,已知过氧化钠与水反应是放热的。将气球用橡皮筋紧缚在试管口,实验时将气球中的固体颗粒抖落到试管b的水中,不会出现的现象是 ( )
A.气球a变大 B.试管b内有气泡冒出
C.U形管内红色褪去 D.U形管水位d高于c
解析:选C 过氧化钠与水反应有气体生成,气球a变大,故A、B正确;由于浅红色的水是在U形管中而非试管中,则U形管内浅红色的水不褪色,故C错误;该反应放出大量热量,使集气瓶中的空气受热膨胀使U形管中水位d高于c,故D正确。
11.实验室验证钠能与二氧化碳发生反应,并确定其产物的装置如图所示(已知:PdCl2溶液遇CO能产生黑色的Pd)。下列说法错误的是 ( )
A.装置①的仪器可以制取H2
B.装置⑤中澄清石灰水变浑浊后,再点燃酒精灯
C.装置②③中分别盛装饱和Na2CO3溶液、浓H2SO4
D.装置⑥中有黑色沉淀生成,发生的反应是
PdCl2+CO+H2O==Pd↓+CO2+2HCl
解析:选C 装置①为固体和液体不加热反应制备气体的装置,锌和稀硫酸反应制氢气可以用装置①,A正确;金属钠易与空气中的氧气、水蒸气等发生反应,实验之前,应用二氧化碳气体排尽装置中的空气,当装置⑤中澄清石灰水变浑浊后,说明空气已排净,再点燃酒精灯,可排除氧气、水蒸气等对钠与二氧化碳反应的干扰,B正确;装置①中反应产生的二氧化碳气体中含有氯化氢和水蒸气,碳酸钠溶液可与二氧化碳反应,故装置②中不能用饱和碳酸钠溶液,C错误;根据题给信息可知,PdCl2溶液与CO发生氧化还原反应生成黑色的Pd、二氧化碳和氯化氢,D正确。
二、非选择题
12.(10分)某化学课外活动小组为了检验钠与水反应的产物,设计了如图所示装置(夹持装置已省略)。反应一会后加热铜丝。
根据反应中观察到的现象,回答下列问题:
(1)金属钠的变化现象是 。
(2)U形管中溶液的颜色 ,说明有 生成。
(3)铜丝的变化现象是 ,说明U形管中有 生成;若去掉后面的装置,则检验生成的气体的方法是
。
解析:该装置是钠与水反应实验的改进。由于使用了密封装置且增加了煤油,反应现象更便于观察,生成的物质更便于检验。钠位于水和煤油的界面处,与水发生反应2Na+2H2O==2NaOH+H2↑,生成的H2与CuO在加热条件下发生反应H2+CuOCu+H2O。
答案:(1)钠在水和煤油的界面处上下浮动且逐渐变小,熔化成闪亮的小球
(2)逐渐由无色变为红色 NaOH
(3)由黑色变为红色 H2 在玻璃管口处点燃气体,有淡蓝色火焰产生
13.(12分)Na2O2是中学化学常用的强氧化剂,除了能与CO2、H2O反应外,还可与其他还原剂如H2、C发生反应,某化学课外兴趣小组为探究Na2O2与H2的反应情况,设计了如图所示装置进行有关实验。
(1)此装置中,怎样检查除启普发生器之外的装置的气密性? 。
(2)请完成该实验的有关操作步骤。
①检查装置气密性;
②打开a、b,产生氢气,观察试管内物质的颜色变化;
③ ;
④加热过氧化钠,观察试管内物质的颜色变化;
⑤反应完全后, ;
⑥拆卸装置。
(3)该装置中,碱石灰的作用是 。
(4)实验过程中观察到(2)中步骤②无明显变化,步骤④Na2O2熔化,黄色粉末立即变成白色,干燥管内无水硫酸铜未变成蓝色。则Na2O2与H2反应的化学方程式为 。
解析:(2)步骤②用来探究H2与Na2O2常温下能否发生反应,同时可将装置中的空气排出;步骤④加热过氧化钠,用来探究H2与Na2O2加热时的反应;由于要加热,而H2不纯时会发生爆炸,所以加热过氧化钠之前要检验H2的纯度,则步骤③为在干燥管上倒插一支小试管收集H2,检验H2的纯度;实验结束时,为了防止外界空气从干燥管进入试管中使H2不纯发生爆炸,步骤⑤应先撤离酒精灯,待试管冷却后关闭b(即待试管冷却后停止通入H2)。(3)用锌粒和稀盐酸反应制得的H2中混有HCl和水蒸气,HCl和水蒸气都能与Na2O2反应,干扰探究Na2O2与H2的反应,碱石灰的作用是除去H2中的HCl和水蒸气。(4)步骤②中无明显变化,说明Na2O2与H2常温下不反应;步骤④Na2O2熔化,黄色粉末变成白色,干燥管内无水硫酸铜未变成蓝色,说明反应没有生成H2O,Na2O2与H2加热时反应生成NaOH,反应的化学方程式为Na2O2+H22NaOH。
答案:(1)关闭a,在b处连接一导管并伸入水槽中,用手捂热试管(或稍稍加热试管),若观察到导管口有气泡冒出,冷却试管后导管中能形成一段稳定的水柱,则说明装置气密性良好 (2)在干燥管上倒插一支小试管收集H2,检验H2的纯度 先撤离酒精灯,待试管冷却后关闭b (3)除去H2中的HCl和水蒸气
(4)Na2O2+H22NaOH
14.(10分)呼吸面具中可用过氧化钠作为供氧剂,某同学设计以下实验装置进行实验,证明过氧化钠可作供氧剂。
(1)反应管A中加入 固体,写出反应管A中反应的化学方程式: 。
(2)试管B中加入NaOH溶液,加入该试剂的目的是 。
(3)试管C中收集满气体后,取出试管C,下一步的实验操作是
。
解析:(1)反应管A中加入Na2O2固体,过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,反应的化学方程式为2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2;
(2)由于生成的氧气中混有未反应的二氧化碳气体,应用NaOH溶液吸收,防止影响氧气的检验;
(3)用拇指堵住试管口,取出试管,立即把带火星的木条伸入试管口内,木条复燃,说明试管中收集的气体是氧气,证明过氧化钠可以作供氧剂。
答案:(1)Na2O2
2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2
(2)吸收未反应的CO2气体
(3)立即把带火星的木条伸入试管口内,木条复燃,证明试管中收集的气体是氧气
15.(15分)金属钠及其化合物在生产、生活中用途广泛。请回答下列有关问题:
(1)我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na-CO2充电电池。电池的总反应为3CO2+4Na==2Na2CO3+C,该电池中不能存在水,否则可能引起电池爆炸,用离子方程式表示其原因:
。
(2)如图所示将一小块钠放在水平放置的试管中部,用酒精灯加热充分反应,请写出该反应的化学方程式: ,生成物的颜色为 。
(3)Na、NaOH久置于空气中最终都是转变为 (填化学式)。
(4)金属钠可用于生产汽车安全气囊中的气体发生剂NaN3。某汽车安全气囊中含NaN3、Fe2O3和NaHCO3等物质。
①当汽车发生较严重的碰撞时,NaN3受热分解为Na和N2,其化学方程式为 。
②气囊中产生的Na立即与Fe2O3反应生成Na2O与另一种单质,该反应属于四种基本反应类型中的 反应。
解析:(1)该电池中不能存在水,否则可能引起电池爆炸,原因是金属钠可以和水发生剧烈化学反应,产物是氢氧化钠和氢气,离子方程式为2Na+2H2O==2Na++2OH-+H2↑。(2)钠与氧气在加热条件下发生反应生成淡黄色固体过氧化钠,其化学方程式为2Na+O2Na2O2。(4)①NaN3受热分解为Na和N2,根据元素守恒可知,化学方程式为2NaN32Na+3N2↑。②气囊中产生的Na立即与Fe2O3反应生成Na2O与另一种单质,属于置换反应。
答案:(1)2Na+2H2O==2Na++2OH-+H2↑
(2)2Na+O2Na2O2 淡黄色 (3)Na2CO3 (4)①2NaN32Na+3N2↑ ②置换
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