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第二章 海水中的重要元素——钠和氯
素养提升练3
(建议用时:40分钟)
一、选择题
1.取一小块金属钠放在燃烧匙里加热,观察到的实验现象为:①金属先熔化;②在空气中燃烧,放出黄色火花;③燃烧后得白色固体;④燃烧时火焰为黄色;⑤燃烧后生成淡黄色固体物质。描述正确的是( )
A.①② B.①②③
C.②④ D.①④⑤
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2.下列物质中,不能与CO2发生反应的是( )
①Na2O ②Na2O2 ③NaCl ④NaOH ⑤NaHCO3
A.①④ B.②③
C.③⑤ D.④⑤
解析:①Na2O与CO2反应生成Na2CO3;②Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2;③由于盐酸酸性比碳酸的强,则NaCl与CO2不反应;④过量的NaOH与CO2反应生成Na2CO3和H2O,过量的CO2与NaOH反应生成NaHCO3;⑤NaHCO3与CO2不反应;则不反应的只有③⑤。
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3.用一团棉花包裹少量过氧化钠置于坩埚中,将CO2气体缓缓通入棉花中,棉花很快燃烧起来。下列选项错误的是( )
A.CO2与Na2O2反应生成O2,有利于棉花燃烧
B.CO2与Na2O2反应生成Na2CO3,Na2CO3属于还原产物
C.CO2与Na2O2的反应中,CO2为氧化剂,Na2O2为还原剂
D.若有78 g Na2O2与足量CO2完全反应,固体质量增加28 g
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4.在坩埚中放一小块钠,加热至熔化时,用玻璃棒蘸取少量无水CuSO4与熔化的钠接触,瞬间产生耀眼的火花,同时有红色物质生成。下列说法中不正确的是( )
A.上述反应是置换反应
B.上述反应放出大量的热
C.上述反应中CuSO4表现了还原性
D.加热且无水的条件下,Na可以与CuSO4反应并生成Cu
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5.焰火晚会中的焰火与高中化学中“焰色试验”知识有关。下列有关“焰色试验”说法中正确的是( )
A.非金属单质燃烧时火焰均为无色
B.NaCl与Na2CO3灼烧时火焰颜色相同
C.焰色试验均应透过蓝色钴玻璃观察
D.所有金属及其化合物灼烧时火焰均有颜色
解析:硫在空气中燃烧,火焰呈淡蓝色,A错误;只有钾的焰色试验的观察需要透过蓝色钴玻璃滤去黄光,C错误;并不是所有金属及其化合物灼烧时火焰都有颜色,如铂灼烧时火焰为无色,D错误。
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[名师点拨] 焰色试验的注意事项
(1)做焰色试验时要使用外焰加热(因为焰心的颜色偏黄)。
(2)金属丝本身在火焰上灼烧时不能有颜色,同时熔点要高,不易被氧化。用铂丝效果最好,也可用光洁无锈的铁丝。
(3)并不是所有的金属元素都能在焰色试验中灼烧呈现特征颜色,如Pt、Fe。
(4)焰色试验中的特征颜色是元素的性质,而不仅仅是单质或某种化合物的性质。
(5)若某种样品焰色为黄色,可以判断其中一定有钠元素,但不能说明一定无钾元素。因为钠产生的黄色光能掩盖钾产生的紫色光。
(6)清洗铂丝时不能用稀硫酸代替盐酸,因为硫酸的沸点较高,难挥发。
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6.将NaHCO3和Na2O2的固体混合物置于密闭容器中,加热至270 ℃,使其充分反应,最后测得生成的气体和残余固体均由两种物质组成,则其组成可能是( )
选项 气体 残余固体
A CO2、H2O(g) Na2CO3、Na2O2
B CO2、O2 Na2CO3、NaHCO3
C H2O(g)、O2 Na2CO3、NaOH
D H2O(g)、O2 NaOH、Na2O2
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解析:NaHCO3受热分解产生H2O(g)、CO2,当CO2、H2O(g)同时通过足量的Na2O2时可认为是CO2先与Na2O2反应,则最后产生的气体中不可能有CO2存在,因为若有CO2存在,则另外两种气体H2O(g)和O2一定也都存在,所以生成的气体由H2O(g)和O2组成;H2O(g)剩余说明Na2O2已经反应完毕,则生成的两种固体为Na2CO3、NaOH(NaHCO3在270 ℃条件下完全分解) 。
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7.某实验小组通过如图所示实验,探究Na2O2与水的反应:
下列说法中不正确的是( )
A.②中的大量气泡的主要成分是氧气
B.③中溶液变红,说明有碱性物质生成
C.④中现象可能是由于溶液中含有漂白性物质
D.⑤中MnO2的主要作用是作氧化剂
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解析:过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气,因此②中的大量气泡的主要成分是氧气,A正确;酚酞溶液遇碱性物质变红,③中溶液变红,说明有碱性物质生成,B正确;④中现象可能是由于溶液中含有漂白性物质,可能是过氧化钠和水反应生成了过氧化氢,过氧化氢具有强氧化性,能将有色物质漂白,C正确;⑤中MnO2的主要作用是作催化剂,过氧化氢在二氧化锰催化作用下反应生成氧气和水,D错误。
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解析:氨气极易溶于水,其水溶液呈碱性可促进二氧化碳的吸收,CO2在水中溶解度较小,改变气体通入顺序不利于NaHCO3的生成,不能达到同样效果,B错误。
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9.为除去括号内的杂质,所选用的试剂或方法不正确的是( )
A.Na2CO3溶液(NaHCO3),加入适量的NaOH溶液
B.Na2CO3溶液(NaOH),通入过量的CO2气体
C.Na2O2粉末(Na2O),将混合物在氧气中加热
D.Na2SO4固体(Na2CO3),加入适量H2SO4溶液,蒸发结晶
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[名师点拨] Na2CO3与NaHCO3的除杂
混合物(括号内为杂质) 除杂方法或试剂
Na2CO3固体(NaHCO3) 加热
NaHCO3溶液(Na2CO3) 通入足量CO2气体
Na2CO3溶液(NaHCO3) 加入适量NaOH溶液
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10.如图为钠及其化合物的“价—类”二维图,下列叙述错误的是( )
A.NaH中H元素的化合价为-1价,从H元素的价态分析,NaH常用作还原剂
B.物质①与水反应的离子方程式为2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑
C.淡黄色固体②用于呼吸面具中供氧时,既是氧化剂又是还原剂
D.鉴别Na2CO3和NaHCO3可用Ba(OH)2溶液
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解析:元素处于最低价时只有还原性,NaH中H元素的化合价为-1价,从H元素的价态分析,NaH常用作还原剂,A正确;物质①是Na,Na与水反应生成氢氧化钠和氢气,反应的离子方程式为2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑,B正确;淡黄色固体②是过氧化钠,过氧化钠可作呼吸面具中的供氧剂,原理为过氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,过氧化钠既是氧化剂又是还原剂,C正确;Na2CO3和NaHCO3与Ba(OH)2反应均产生白色沉淀,D错误。
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二、非选择题
12.工业纯碱中常含有少量的NaCl杂质。如图所示的装置可用来测定纯碱中Na2CO3的质量分数,图中标号分别代表下列物质:①空气、②某溶液、③纯碱样品、④稀硫酸、⑤浓硫酸、⑥碱石灰、⑦碱石灰。
实验步骤:
①检查装置的气密性;②准确称量盛有碱石灰的干燥管Ⅰ的质量(设为m1 g);③准确称量一定量的纯碱的质量(设为m2 g),并将其放入广口瓶中;④从分液漏斗中缓缓滴入稀硫酸,至不再产生气体为止;⑤缓缓通入空气数分钟,然后称量干燥管Ⅰ的质量(设为m3 g)。
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根据上述实验,回答下列问题:
(1)通入空气的目的是__________________________________________。
(2)装置A中液体②应为____________,其作用是__________________。如果撤去装置A,直接向装置B中缓缓通入空气,测定的结果将________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(3)装置C的作用是______________________,如果撤去装置C,会导致实验结果________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
使残留在装置中的CO2全部进入干燥管Ⅰ中
NaOH溶液
除去空气中的CO2
偏大
除去CO2中的水蒸气
偏大
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(4)干燥管Ⅱ的作用是_______________________________。
(5)上述实验操作的④和⑤,都要求缓缓进行,其理由是________________ _________________________________________________,如果这两步操作太快,则会导致测定结果________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(6)根据实验,纯碱中Na2CO3的质量分数的计算式为__________________。
吸收空气中的CO2和水蒸气
使反应产生的CO2
能与干燥管Ⅰ中的碱石灰充分反应,而被完全吸收
偏小
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R
解析:无水条件下Na与CuSO4固体发生置换反应:2Na+CuSO4eq \o(=====,\s\up14(△))Na2SO4+Cu,CuSO4作氧化剂,表现氧化性,C不正确。
8.侯德榜发明联合制碱法,其生产流程可简要表示为
下列说法错误的是( )
A.第②步涉及的主要反应为CO2+NH3·H2O+NaCl===NaHCO3↓+NH4Cl
B.流程中若先通入CO2再通入NH3,可达同样效果
C.若在实验室中进行第③步操作,需要用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒
D.母液中含有NHeq \o\al(+,4)和Cl-,可并入前一步循环利用
11.向NaOH和Na2CO3的混合溶液中滴加3.65 g·L-1的稀盐酸,生成的CO2的质量与加入盐酸的体积的关系如图所示。下列判断正确的是( )
A.在O~a内,只发生酸碱中和反应
B.ab段发生反应的离子方程式为COeq \o\al(2-,3)+2H+===H2O+CO2↑
C.a=0.3
D.原混合溶液中NaOH与Na2CO3的质量之比为1∶2
解析:向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加3.65 g·L-1稀盐酸发生的反应依次为H++OH-===H2O、COeq \o\al(2-,3)+H+===HCOeq \o\al(-,3)、HCOeq \o\al(-,3)+H+===H2O+CO2↑,第三步才开始产生气体,故O~a范围内,发生了前两步反应,A错误;ab段的反应为HCOeq \o\al(-,3)+H+===H2O+CO2↑,B错误;生成CO2 0.44 g,根据方程式HCOeq \o\al(-,3)+H+===H2O+CO2↑可知,消耗HCl的质量是0.365 g,消耗盐酸的体积为0.1 L,所以a=0.3,C正确;生成0.44 g CO2,则Na2CO3为1.06 g,Na2CO3共消耗HCl的质量为0.73 g,从题图可知整个过程共消耗1.46 g HCl,所以与NaOH反应的HCl质量是(1.46-0.73) g=0.73 g,则NaOH的质量为0.8 g,因此原混合溶液中NaOH与Na2CO3的质量之比不为1∶2,D错误。
eq \f(53(m3-m1),22m2)×100%
解析:(6)由题可知:Na2CO3与稀硫酸反应产生的CO2的质量为(m3-m1) g,进而可知原样品中Na2CO3的质量为eq \f(106(m3-m1),44) g。则样品中Na2CO3的质量分数为eq \f(53(m3-m1),22m2)×100%。
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