内容正文:
第二单元 金属钠及钠的化合物
第1课时 钠的性质与制备
[学习目标] 1.通过钠与氧气、水反应的实验,掌握钠的物理性质和化学性质。 2.了解钠元素在自然界中的存在形式,了解钠的制备原理和主要用途。 3.理解Na2O和Na2O2的组成、性质和应用。
任务一 钠的性质与制备
1.钠的原子结构及存在
2.实验探究钠的性质
(1)钠与氧气的反应
条件
常温
加热
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 ,然后剧烈燃烧,火焰呈 黄色 ,生成 淡黄色 固体
续表
条件
常温
加热
化学方程式
4Na+O22Na2O
2Na+O2Na2O2
(2)钠与水的反应
实验操作
实验现象
解释
钠浮在水面上
钠的密度比水小
钠熔化成小球
钠熔点低,反应放热
小球在水面上四处游动
反应产生气体(氢气)推动小球运动
与水反应发出“嘶嘶”声,钠逐渐变小,最后消失
钠与水剧烈反应,产生气体
溶液逐渐变红
有碱性物质(氢氧化钠)生成
续表
结论:钠与水剧烈反应,生成氢氧化钠和氢气,还原剂是钠,氧化剂是水。化学方程式是 2Na+2H2O2NaOH+H2↑ 。
结合以上实验,可归纳钠的物理性质:
钠是 银白色 的金属,质 软 ,熔点低(97.8 ℃),密度比水的 小 ,但比煤油的 大 ,通常保存在 煤油 中。
3.金属钠的用途
(1)作还原剂:用以将钛、锆、铌等稀有金属从其氯化物中 置换 出来。例如,钠与四氯化钛反应化学方程式为 TiCl4+4NaTi+4NaCl 。
(2)作电光源:高压钠灯。特点是 黄 光射程远, 透雾 能力强。
(3)制造合金:钠钾合金常温下呈 液 态,可用作快中子反应堆的热交换剂。
4.钠的制备
电解熔融氯化钠:化学方程式为 2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑ 。
[交流研讨] 用如图所示装置进行钠与水、盐溶液反应的实验,并可收集、检验生成的气体,按图所示向U形管中添加煤油和水,待液体物质添加完毕后,关闭活塞A,向煤油中加入一小块钠,立即塞好胶塞,观察实验现象。
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(1)加入金属钠后,钠块所处的位置在图中的什么位置?反应一段时间后,U形管中的液面如何变化?其原因是什么?
提示:钠处于煤油和水的交界面位置;由于钠与水反应有大量气体产生,故U形管中右管液面下降,左管液体上升进入漏斗中。
(2)如何通过实验证明钠与水反应产生的气体是H2?反应过程中的氧化剂和还原剂分别是哪种物质?
提示:反应结束后,打开活塞A,用小试管收集一试管气体,拇指堵住管口,管口向下倾斜着靠近酒精灯的火焰,移开拇指,若产生爆鸣声,则证明产生的气体是H2。Na是还原剂,H2O是氧化剂。
(3)将装置中的水换成稀盐酸或CuSO4溶液,和钠与水的反应相比有什么不同?
提示:钠与稀盐酸反应更剧烈。钠与CuSO4溶液反应生成气体和蓝色沉淀。
(4)实验结束后,剩余的钠怎么处理,为什么?
提示:剩余的钠要放回原试剂瓶中,以防钠与氧气、水反应引发火灾。
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
答案:B
解析: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性质。
2.等质量的两块钠,第一块在足量氧气中加热,第二块与足量氧气在常温下充分反应,则下列说法正确的是( )
A.第一块钠失去电子数多 B.两块钠失去电子数一样多
C.第二块钠的反应产物质量较大 D.两块钠的反应产物质量一样大
答案:B
解析:根据电荷守恒,不论燃烧还是在常温下,最终都是→,故两块钠失去的电子数一样多;但燃烧时生成Na2O2,而常温时生成Na2O,故第一块钠反应产物质量大。
3.(2024·泰州高一检测)按如图所示进行相应实验,下列有关它们反应现象的分析错误的是( )
A.均有可燃性气体生成
B.反应剧烈程度:乙>甲
C.丙中钠能置换出单质铜
D.丙中钠在液面上反应,并四处游动
答案:C
解析:钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,钠与盐酸反应产生氯化钠和氢气,钠与硫酸铜溶液反应的实质是钠先与水反应生成氢氧化钠和氢气,生成的氢氧化钠再与硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀。由分析可知,甲、乙、丙中均有可燃性气体氢气生成,A正确;钠与水或与酸反应的实质是钠与氢离子发生反应,反应快慢取决于氢离子浓度大小,乙中的氢离子的浓度最大,故反应剧烈程度:乙>甲,B正确;钠与硫酸铜溶液发生的反应分别为2Na+2H2O2NaOH+H2↑,2NaOH+CuSO4Cu(OH)2↓+Na2SO4,反应中生成了蓝色沉淀,并不会置换出铜单质,C错误;钠的密度小于水,所以浮在液面上,反应产生氢气,故四处游动,D正确。
钠与水溶液反应的分析思路
1.钠与酸溶液的反应
2.钠与盐溶液的反应
(1)钠与盐溶液反应仍是Na与H2O的反应。
(2)考虑反应生成的NaOH与溶液中的溶质是否发生复分解反应。
任务二 氧化钠和过氧化钠
1.氧化钠(Na2O)的性质
(1)物理性质:氧化钠是一种白色固体。
(2)化学性质:氧化钠是 碱 性氧化物,具有碱性氧化物的通性,能与水、酸、酸性氧化物等反应。
①与水反应: Na2O+H2O2NaOH 。
②与盐酸反应: Na2O+2HCl2NaCl+H2O 。
③与CO2反应: Na2O+CO2Na2CO3 。
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2.过氧化钠(Na2O2)的性质
(1)物理性质:过氧化钠是一种 淡黄 色固体。
(2)化学性质:Na2O2不是碱性氧化物,但能与水、酸、酸性氧化物等发生反应,具有强氧化性。
①Na2O2与水反应
实验操作
实验现象
结论
将1~2 mL水滴入盛有1~2 g过氧化钠固体的试管中,立即把带火星的木条伸入试管中
剧烈反应,产生大量气泡,带火星的木条复燃
反应产生 氧气
用手轻轻触摸试管外壁
试管壁发烫
反应 放 热
向反应后的溶液中滴入无色酚酞溶液,并振荡试管
无色酚酞溶液
先变红后褪色
反应生成 碱性物质 ,Na2O2具有 漂白性
实验结论:过氧化钠与水反应有 氧气 和 碱性 物质生成,且过氧化钠有 漂白 性,反应方程式: 2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑ 。
②Na2O2与CO2反应
过氧化钠能与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,反应方程式: 2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2 。
(3)用途
①作强氧化剂、漂白剂;
②作供氧剂。
[交流研讨] (1)将适量过氧化钠投入盐酸中,有什么现象?写出化学方程式。
提示:有气泡产生;2Na2O2+4HCl4NaCl+O2↑+2H2O。
(2)将适量过氧化钠投入硫酸铜溶液中,有什么现象?写出相关反应的化学方程式。
提示:有气泡放出,溶液颜色变浅,同时有蓝色沉淀生成;2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,2NaOH+CuSO4 Cu(OH)2↓+Na2SO4。
(3)把Na2O2固体加入盛有酚酞溶液的试管中,观察到有气泡冒出,溶液变红后又褪色。结合Na2O2的性质解释其原因。
提示:Na2O2与水反应生成NaOH 和O2,可看到有气体生成;NaOH使酚酞溶液变红,Na2O2具有强氧化性,又使溶液褪色。
1.下列关于Na2O2和Na2O的叙述中,不正确的是( )
A.都能与水反应生成碱 B.都能与CO2反应生成碳酸盐
C.都是Na与O2反应的产物 D.都属于碱性氧化物
答案:D
解析:Na2O2和水反应生成氢氧化钠和氧气,Na2O和水反应生成氢氧化钠,A正确;Na2O2和CO2反应生成碳酸钠和氧气,Na2O和CO2反应生成碳酸钠,B正确;Na与O2在常温下反应生成Na2O,Na与O2在加热条件下反应生成Na2O2,C正确;Na2O2是过氧化物,Na2O是碱性氧化物,D错误。
2.(2024·浙江省精诚联盟联考)过氧化钠与水反应后滴加酚酞,酚酞先变红后褪色。某小组欲探究其原因,进行如图所示实验。实验①取反应后的溶液加入二氧化锰,立即产生大量气体;实验②③中红色均不褪去。下列分析错误的是( )
A.过氧化钠与水反应需要MnO2作催化剂
B.实验②③可证明使酚酞褪色的不是氢氧化钠和氧气
C.过氧化钠与水反应可能生成了具有漂白性的H2O2
D.等反应①溶液无气泡产生,取上层清液,再滴加酚酞,溶液可能变红
答案:A
解析:过氧化钠与水反应不需要催化剂,双氧水分解需要MnO2作催化剂,A错误;实验②、③作为对照实验,能证明使酚酞褪色的不是氢氧化钠和氧气,B正确;根据反应后溶液加入二氧化锰后迅速产生大量气体可判断过氧化钠与水反应可能生成了具有漂白性的H2O2,C正确;过氧化钠与水反应会生成氢氧化钠,故等反应①溶液无气泡产生,取上层清液,再滴加酚酞,溶液可能变红,D正确。
3.200 ℃时,11.6 g CO2和水蒸气的混合气体与足量的Na2O2充分反应后固体质量增加了3.6 g,则原混合气体的总物质的量是( )
A.0.125 mol B.0.25 mol
C.0.5 mol D.1 mol
答案:C
解析:根据质量守恒定律可知,生成O2的质量为11.6 g-3.6 g=8 g,n(O2)==0.25 mol,根据Na2O2与H2O(g)、CO2反应的物质的量的关系可知CO2和H2O(g)的物质的量之和为0.25 mol×2=0.5 mol。
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Na2O2与CO2、H2O反应中有关量的关系
1.Na2O2与CO2、H2O反应的数量关系
(1)2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2;
(2)2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑
无论是CO2或H2O的单一物质还是二者的混合物,通过足量Na2O2时,CO2(或H2O)与放出O2的物质的量之比均为2∶1,同温同压下体积之比也为2∶1。
2.Na2O2与CO2、H2O反应的质量关系
(1)2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2 Δm(固体)
2×78 2×44 2×106 2×28
即发生反应时,固体增加的质量等于与CO2等物质的量的CO的质量。
(2)2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑ Δm(固体)
2×78 2×18 4×40 2×2
即发生反应时,固体增加的质量等于与H2O等物质的量的H2的质量。
1.下列关于钠的叙述错误的是( )
A.钠在常温下就容易被氧化 B.钠在空气中燃烧生成Na2O
C.钠燃烧时发出黄色的火焰 D.钠的密度比水小,熔点低于100 ℃
答案:B
解析:钠在空气中缓慢氧化生成Na2O,而钠在空气中燃烧生成Na2O2,B项错误。
2.(2024·石家庄二中高一测评)对于下列事实和相应解释有错误的是( )
选项
事实
解释
A
钠保存在煤油中
煤油可以隔绝空气和水蒸气
B
将一小块儿钠投入饱和NaOH溶液中恢复到原温度后溶液中Na+数目增多
钠与水反应有NaOH生成,所以溶液中Na+数目增多
C
金属钠着火时,应用干燥的沙子扑灭
钠与水反应生成H2,不安全
D
钠长期暴露在空气中的产物是Na2CO3
钠与空气中的氧气、水、CO2反应
答案:B
解析:钠与煤油不反应,且钠的密度大于煤油的密度,因此少量钠保存在煤油中就可以隔绝空气和水蒸气,A正确;钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,消耗少量水,恢复到室温后,原饱和溶液有晶体析出,剩余溶液还是饱和溶液,钠离子数目减少,B错误;钠与水反应生成H2,氢气易燃易爆不安全,故金属钠着火时,应用干燥的沙子扑灭,C正确;钠与氧气反应生成氧化钠,氧化钠与水反应生成氢氧化钠,氢氧化钠潮解,氢氧化钠溶液吸收二氧化碳生成碳酸钠晶体,碳酸钠晶体风化得到碳酸钠,D正确。
3.下列有关Na2O2的说法正确的是( )
A.1 mol Na2O2固体中所含离子总数为4×6.02×1023
B.向酚酞溶液中加Na2O2,溶液先变红后褪色
C.7.8 g Na2O2和CO2完全反应,产生O2的体积为1.12 L
D.取久置的Na2O2,向其中滴加过量的盐酸,产生的气体为O2
答案:B
解析:Na2O2的组成微粒是Na+、,1 mol Na2O2固体中所含离子总数为3×6.02×1023,A错误;Na2O2具有强氧化性,与H2O反应生成NaOH和O2,故可以使酚酞溶液先变红后褪色,B正确;未标明是否为标准状况下,生成气体的体积不能确定,C错误;久置的Na2O2会变质,主要成分为Na2CO3,滴加过量的盐酸,产生的气体主要为CO2,D错误。
4. A、B、C、D是中学化学中常见的三种物质,A是一种金属,C是淡黄色固体,它们之间的相互转化关系如图(部分反应条件及产物略去):
(1)B的化学式为 ,AC反应的化学方程式为 。
(2)AD反应的化学方程式为 。
(3)CD反应的化学方程式为 ,该反应的氧化剂为 ,还原剂为 。
(4)CD反应过程中生成11.2 L(标准状况下)O2,转移的电子的数目为 。
答案:(1)Na2O 2Na+O2Na2O2
(2)2Na+2H2O2NaOH+H2↑
(3)2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑ Na2O2 Na2O2 (4)NA(或6.02×1023)
解析:C为淡黄色固体,说明C为Na2O2,A为Na,B为Na2O,D为NaOH。
课时测评16 钠的性质与制备
(时间:45分钟 满分:60分)
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
(1-12题,每小题3分,共36分)
题点1 钠的性质及应用
1.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态的形式存在,少量以游离态的形式存在
B.钠需要密封保存在煤油或石蜡油中
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不能放回原试剂瓶中
答案:B
2.(2024·徐州高一检测)在探究钠与冷水的反应实验中,无法体现的性质是( )
A.钠的密度小于水 B.金属钠具有良好的导热性
C.金属钠的熔点低 D.钠具有很强的还原性
答案:B
解析:钠和水反应时,钠浮在水面上,钠熔成小球,且四处游动,嘶嘶作响,向反应后的溶液中滴加酚酞,溶液变红。钠浮在水面上,说明钠的密度小于水,故A不符合题意;钠与水的实验中,无法体现金属钠具有良好的导热性,故B符合题意;钠迅速熔成小球,说明金属钠的熔点低,故C不符合题意;钠能和冷水反应生成H2和NaOH说明钠的性质很活泼,容易失去电子,具有很强的还原性,故D不符合题意。
3.将绿豆大小的金属钠投入干燥的热坩埚中,继续加热,片刻钠熔化,然后立即撤掉酒精灯,观察到钠剧烈燃烧,发出黄色火焰,得到一种淡黄色固体。下列说法不正确的是( )
A.用干燥的坩埚是为了避免钠与水反应
B.金属钠熔化说明其熔点低于坩埚
C.黄色火焰说明燃烧升温已使钠转化为气态
D.得到淡黄色固体说明发生了物理变化
答案:D
解析:钠和水反应生成氢氧化钠和氢气,用干燥的坩埚是为了避免钠与水反应,A正确;金属钠熔化说明其熔点低于坩埚,B正确;黄色火焰说明燃烧升温已使钠转化为气态,C正确;钠剧烈燃烧,得到淡黄色固体说明生成了新物质,发生了化学变化,D错误。
4.将金属钠投入盛有下列溶液的小烧杯中,既有气体生成,又有白色沉淀产生的是(不考虑反应中热量的变化)( )
①MgSO4溶液 ②NaCl溶液 ③Na2SO4溶液 ④饱和Ca(OH)2溶液 ⑤CuSO4溶液 ⑥饱和NaCl溶液
A.①②④ B.②③⑥
C.①④⑥ D.④⑤⑥
答案:C
解析:将钠投入碱或盐的溶液中先发生反应:2Na+2H2O2NaOH+H2↑。①中再发生反应:MgSO4+2NaOHMg(OH)2↓+Na2SO4;④中由于水减少,则有Ca(OH)2析出;⑤中生成蓝色的Cu(OH)2沉淀;⑥中由于水减少,则有NaCl析出。
5.2.3 g纯净的金属钠在干燥的空气中被氧化后得到3.5 g固体,由此判断其产物是( )
A.只有氧化钠 B.只有过氧化钠
C.氧化钠和过氧化钠 D.无法确定
答案:C
解析:若2.3 g钠全部生成氧化钠,质量为3.1 g;若2.3 g钠全部生成过氧化钠,质量为3.9 g,因为3.1 g<3.5 g<3.9 g,氧化产物应为氧化钠和过氧化钠的混合物。
题点2 氧化钠、过氧化钠的性质及应用
6.关于氧化钠和过氧化钠的叙述正确的是( )
A.氧化钠比过氧化钠稳定
B.所含氧元素的化合价都为-2价
C.阴、阳离子的个数比都为1∶2
D.都能与二氧化碳、水反应产生氧气
答案:C
解析:氧化钠能被氧气氧化为过氧化钠,过氧化钠比氧化钠稳定,A错误;氧化钠中氧元素的化合价为-2价,过氧化钠中氧元素的化合价为-1价,B错误;氧化钠中阴、阳离子分别为O2-、Na+,过氧化钠中阴、阳离子分别为、Na+,其个数比都为1∶2,C正确;氧化钠与二氧化碳、水都能反应,但无氧气产生,D错误。
7.下列判断正确的是( )
A.可用水来检验Na2O粉末中是否含有Na2O2
B.可用CO2来检验Na2O粉末中是否含有Na2O2
C.可利用在纯氧中加热的方法除去Na2O中的Na2O2
D.将足量的Na2O2、Na2O分别加到酚酞溶液中,最终溶液均为红色
答案:A
解析:CO2、H2O与Na2O2、Na2O均能反应,但与Na2O2反应时均能产生气体,因O2和CO2都是无色无味气体,故CO2和Na2O2的反应无明显的现象产生,水与Na2O2反应产生气泡,A项正确、B项错误;在纯氧中加热Na2O和Na2O2的混合物,Na2O会转化为Na2O2,C项错误;将足量的Na2O2、Na2O分别加到酚酞溶液中,均先与溶液中的水反应生成碱而使溶液变为红色,但因Na2O2具有强氧化性,最后又会漂白红色的溶液,D项错误。
8.下列反应中,Na2O2只表现出氧化性的是( )
A.2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑
B.2Na2O2+2H2SO42Na2SO4+2H2O+O2↑
C.Na2O2+SO2Na2SO4
D.4FeCl2+4Na2O2+6H2O4Fe(OH)3+O2↑+8NaCl
答案:C
解析:过氧化钠分别与H2O和H2SO4反应,Na2O2中O元素化合价既升高又降低,因此Na2O2既表现出氧化性又表现出还原性,A项、B项错误;过氧化钠与SO2反应,Na2O2中O元素化合价降低,只表现出氧化性,C项正确;Fe元素化合价升高,Na2O2中O由-1价升高为0价,降低为-2价,Na2O2既体现氧化性又体现还原性,D项错误。
9.对于反应:2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,下列说法正确的是( )
A.Na2O2是氧化剂,H2O是还原剂
B.当2 mol H2O参加反应时,生成1 mol O2
C.当生成1 mol O2时,转移的电子数为4NA
D.每18 g H2O与足量Na2O2反应,则固体增重4 g
答案:B
解析:反应中,Na2O2既是氧化剂又是还原剂,A错误;当生成1 mol O2时,转移的电子数为2NA,C错误;当18 g H2O参加反应时,设固体增重为m,
2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑ 固体增重
2×18 32 4
18 g m
m=2 g,D错误。
10.(2024·河北保定高一检测)将10 g由CO和H2组成的混合气体在足量的O2中充分燃烧后,将生成的所有产物通过足量的Na2O2固体,Na2O2固体增加的质量为( )
A.8 g B.10 g
C.12 g D.13.5 g
答案:B
解析:2CO+O22CO2,2CO2+2Na2O22Na2CO3+O2,总方程式为2CO+2Na2O22Na2CO3,固体增重为CO的质量;2H2+O22H2O,2H2O+2Na2O24NaOH+O2↑,总方程式为2H2+2Na2O24NaOH,固体增重为H2的质量,故最终固体增重为CO与H2的总质量,故选B。
11.(2024·泉州高一检测)如表所示,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
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
判断
A
过氧化钠是碱性氧化物
Na2O2与酸反应生成盐、水和氧气
Ⅰ对,Ⅱ对,有
B
向滴有酚酞的水溶液中加入Na2O2变红色
Na2O2与水反应生成氢氧化钠
Ⅰ对,Ⅱ错,无
C
金属钠具有强还原性
高压钠灯发出透雾性强的黄光
Ⅰ对,Ⅱ对,有
D
过氧化钠可为航天员供氧
Na2O2能与CO2和H2O反应生成O2
Ⅰ对,Ⅱ对,有
答案:D
解析:Na2O2与酸反应除生成盐、水外,还生成氧气,故Na2O2不是碱性氧化物,陈述Ⅰ错误、陈述Ⅱ正确,A错误;过氧化钠与水反应生成氢氧化钠,氢氧化钠为强碱,水溶液显碱性,能够使滴有酚酞的水溶液变红,但过氧化钠还具有强氧化性,因此最终颜色会褪去,陈述Ⅰ错误,陈述Ⅱ正确,B错误;钠的焰色为黄色,透雾性强,高压钠灯发出透雾能力强的黄光,陈述Ⅰ、Ⅱ正确,二者无因果关系,C错误;过氧化钠能与水、二氧化碳反应生成氧气,所以可为航天员供氧,陈述Ⅰ、Ⅱ正确,且有因果关系,D正确。
12.某同学结合所学知识探究Na2O2与H2的反应,设计装置如图。下列说法正确的是( )
A.装置甲可用于大理石与稀盐酸的反应制取CO2
B.装置甲气密性的检查方法:直接向长颈漏斗中加水,当漏斗中液面高于试管中液面且高度不变说明气密性良好
C.装置乙中盛放干燥剂,目的是除去甲中挥发出来的少量水蒸气
D.装置丙中酒精灯点燃后再马上打开K1
答案:A
解析:用锌粒和稀盐酸制取氢气,经碱石灰干燥、除HCl后和Na2O2在加热下反应,丁处的CuSO4用于检验反应中是否有水生成。装置甲是启普发生器的简易装置,适用于块状或颗粒状固体和液体的反应,反应不需加热且生成在水中溶解度不大的气体,所以此装置也可以用于大理石与稀盐酸的反应制取CO2,故A正确;装置甲气密性的检查方法:先关闭活塞K1,然后再向长颈漏斗中加水,当漏斗中液面高于试管中液面且高度不变说明气密性良好,故B错误;装置乙中盛放干燥剂,目的不仅要除去甲中挥发出来的少量水蒸气,还要除去挥发的HCl,HCl和水都会和Na2O2反应从而干扰实验,故C错误;要先通一会儿氢气,将装置中的空气赶走后再点燃丙处的酒精灯,以防在加热下Na2O2迅速和装置中残留的水蒸气以及二氧化碳反应干扰实验,故D错误。
13.(18分)研究物质时会涉及物质的组成、分类、性质和用途等方面。
Ⅰ.(1)钠的性质非常活泼,在实验室中要把钠保存在 中,以隔绝空气。
(2)下列关于钠的叙述不正确的是 (填字母)。
A.钠燃烧时生成氧化钠
B.钠原子的最外电子层上只有一个电子
C.钠具有很强的还原性
D.钠着火后,应立即用干燥的沙土灭火
(3)钠长期置于空气中,最后形成的物质是 (填化学式)。
Ⅱ.在呼吸面具和潜水艇中可用过氧化钠作为供氧剂,用如图中的实验装置进行实验,证明过氧化钠可作供氧剂。
(4)A是实验室中制取CO2的装置,写出A中发生反应的化学方程式: 。
(5)下表是实验装置中选择的化学试剂和实验用品。
仪器
加入试剂
加入该试剂的目的
B
饱和NaHCO3溶液
除去二氧化碳中的氯化氢
C
Na2O2固体
与二氧化碳反应
D
NaOH溶液
吸收二氧化碳气体
①写出C中发生反应的化学方程式: ,
从氧化剂和还原剂的角度分析,在这个反应中Na2O2的作用是 。
②F中得到的是 。
(6)检验过氧化钠所含阳离子的方法是 (填操作名称)。
答案:(1)煤油 (2)A (3)Na2CO3 (4)CaCO3+2HClCaCl2+CO2↑+H2O (5)①2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2 氧化剂和还原剂 ②氧气 (6)焰色反应
解析:(1)钠的性质非常活泼,钠需要隔绝空气保存,在实验室中常把钠保存在煤油中。(2)钠在空气中燃烧时生成过氧化钠,A不正确;钠原子的原子结构示意图为,则钠原子的最外电子层上只有一个电子,容易失去,具有很强的还原性,B、C正确;钠着火后,燃烧产物能与水、二氧化碳反应,所以应立即用干燥的沙土灭火,D正确。(3)钠置于空气中,起初生成氧化钠,然后生成氢氧化钠,最后形成的物质是Na2CO3。(4)A是实验室中制取CO2的装置,A中CaCO3与盐酸反应生成CO2气体,发生反应的化学方程式:CaCO3+2HClCaCl2+CO2↑+H2O。(5)①C中,Na2O2与CO2反应生成O2等,发生反应的化学方程式:2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2,在这个反应中,Na2O2中所含氧元素的化合价一部分升高、一部分降低,则其作用是氧化剂和还原剂;②在D中,O2中混有的CO2已被除尽,则F中得到的是氧气。(6)检验过氧化钠中所含Na+时,采用的方法是焰色反应。
14.(6分)为测定金属钠样品(表面有Na2O)中钠单质的质量分数,设计了如下实验(反应装置如图所示)。
①称量A、B的总质量;
②称取一定质量的钠样品;
③将钠样品投入锥形瓶中,迅速塞紧带U形干燥管(内含无水CaCl2干燥剂)的橡皮塞。
有关数据:称取的金属钠样品质量为a g,A、B反应前总质量为b g,反应后A、B的总质量为c g。请根据题意回答下列问题:
(1)A中钠和水反应过程可看到钠熔成闪亮的小球,产生这一现象的原因是
。
(2)用a、b、c表示钠单质的质量分数为 。
(3)如果没有B装置,对实验结果有何影响 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
答案:(1)该反应放热,钠的熔点低
(2)×100% (3)偏大
解析:(2)设Na的质量为x g,则
2Na+2H2O2NaOH+H2↑
46 2
x g (a+b-c) g
=,x=23(a+b-c),钠单质的质量分数为×100%。
学生用书⬇第66页
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