内容正文:
第11讲 钠的单质及其氧化物
考点一 活泼的金属单质——钠
1.[2024·山东实验中学模拟] 下列有关金属钠的叙述正确的是 ( )
A.实验后剩余的钠块不能放回原试剂瓶中
B.Na表面自然形成的氧化层能够保护内层金属不被空气氧化
C.钠在空气中受热时,熔化为银白色的小球,产生黄色的火焰,生成白色粉末
D.一定条件下,2.3 g的Na完全与O2反应生成3.6 g产物,失去的电子数为0.1NA(设NA为阿伏伽德罗常数的值)
2.[2025·江苏盐城中学阶段考] 下列有关物质性质与用途具有对应关系的是 ( )
A.Na2CO3溶液具有碱性,可用作胃酸中和剂
B.Na具有强还原性,可用于和TiCl4反应制备Ti
C.钠的密度较小,可用于制作高压钠灯
D.Na有导电性,可用作快中子反应堆的热交换剂
3.探究金属钠性质的实验如下:
实验1:用镊子取一小块钠,用滤纸吸干表面的煤油后,用刀切去一端的外皮,观察到新切开的钠表面由光亮变暗。
实验2:将一个干燥的坩埚加热,切取一块绿豆大的钠,投到坩埚中,继续加热,观察到钠先熔化,然后发出黄色火焰,生成淡黄色固体。
实验3:在烧杯中加入一些水,滴入几滴酚酞溶液,然后把一块绿豆大的钠放入水中,产生气体,溶液变红。
下列说法不正确的是 ( )
A.实验1中钠表面变暗是因为钠与氧气发生反应
B.实验2中生成的淡黄色固体是Na2O
C.实验3中溶液变红是因为生成了碱性物质
D.实验3中发生反应的电子转移可表示为
4.实验小组研究Na与CO2的反应,装置、步骤和现象如下:
实验步骤和现象:
ⅰ.通入CO2至澄清石灰水变浑浊后,点燃酒精灯。
ⅱ.一段时间后,硬质玻璃管中有白色物质产生,管壁上有黑色物质出现。检验CO的试剂未见明显变化。
ⅲ.将硬质玻璃管中的固体溶于水,未见气泡产生;过滤,向滤液中加入过量BaCl2溶液,产生白色沉淀;再次过滤,滤液呈碱性;取白色沉淀加入盐酸,产生气体。
ⅳ.将管壁上的黑色物质与浓硫酸混合加热,生成能使品红溶液褪色的气体。
下列说法不正确的是 ( )
A.步骤ⅰ的目的是排除O2的干扰
B.步骤ⅲ证明白色物质是Na2CO3
C.步骤ⅳ发生反应的化学方程式为C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O
D.根据以上实验推测:CO2与金属K也可以发生氧化还原反应
5.NaH是一种强还原剂,在工业上有广泛应用。如图所示是实验室制备NaH的装置。下列说法不正确的是 ( )
A.安全漏斗中既可加硫酸也可加盐酸
B.安全漏斗可用分液漏斗代替
C.装置D的作用是防止空气进入装置C
D.实验应先启动装置A中的反应再点燃装置C处的酒精灯
考点二 钠的氧化物
6.[2024·浙江金华三模] 关于Na2O2的叙述中不正确的是 ( )
A.Na2O2属于碱性氧化物 B.Na2O2可由Na在空气中燃烧得到
C.Na2O2中阴、阳离子个数比为1∶2 D.Na2O2可在呼吸面具作为氧气的来源
7.下列关于钠的氧化物的说法正确的是 ( )
A.Na2O2是白色固体,与冷水作用放出氧气,生成氢氧化钠
B.在Na2O2与CO2的反应中,氧化剂是Na2O2,还原剂是CO2
C.Na和O2在加热时反应生成Na2O2,在常温下反应生成Na2O
D.氧化物的氧化性:Na2O>Na2O2
8.[2024·湖南娄底一模] 为证明过氧化钠在呼吸面具或潜艇中作供氧剂,进行如下实验。下列有关说法正确的是 ( )
A.装置D起缓冲作用,并防止E中的水倒吸
B.装置C中发生反应的化学方程式仅有:2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2
C.装置B中盛放的液体为浓硫酸
D.装置A为实验室制取CO2的装置,分液漏斗中盛放稀盐酸
9.[2024·湖北新高考协作体联考] 现有如图所示装置(夹持装置已略去),将胶头滴管中的水逐滴滴入盛有少量过氧化钠固体的试管中,发生反应(该反应为放热反应),下列有关说法正确的是 ( )
A.过氧化钠为碱性氧化物
B.该反应属于复分解反应
C.反应进行一段时间后(反应未结束),可观察到U形管中液面高度:a>b
D.反应结束后(Na2O2已消耗完),往盛有过氧化钠的试管中滴入几滴无色酚酞溶液,可观察到试管中溶液先变红后褪色
10.某密闭容器中共有16.5 g CO、H2和O2的混合气体和足量Na2O2固体,用电火花引燃,使其完全反应,测得反应后Na2O2固体质量增加7.5 g,所得气体仅为O2,则原混合气体中O2的质量分数约为( )
A.54.5% B.40% C.36% D.33.3%
考点三 钠及其氧化物综合考查
11.[2024·广东中山大学附中模拟] 某实验小组为了粗略测定过氧化钠的纯度,称取m g样品,并设计如图所示装置来测定过氧化钠的质量分数。下列说法错误的是 ( )
A.B的作用为除去CO2中的HCl,B与C之间必须增加盛装浓硫酸的洗气装置
B.D中NaOH溶液的作用是吸收未反应的CO2
C.实验结束读数时,调整量筒使E、F中液面高度相同
D.F中读出体积折算成标准状况下为a L,则样品中过氧化钠的质量分数为×100%
12.为了探究过氧化钠的强氧化性,某小组设计了如图所示的实验装置。
实验步骤及现象如下:
Ⅰ.检查装置气密性后,装入药品并连接仪器。
Ⅱ.缓慢通入一定量的N2后,将装置D连接好(导管末端未伸入集气瓶中),再向圆底烧瓶中缓慢滴加浓盐酸,A中剧烈反应,有黄绿色气体产生。
Ⅲ.待装置D中产生连续、均匀气泡后,将导管末端伸入集气瓶中,收集到无色气体。
Ⅳ.反应一段时间后,关闭分液漏斗的活塞,再通一段时间N2,直至装置中气体变为无色。
回答下列问题:
(1)装置D中收集的无色气体能使带火星的木条复燃,据此推断该气体是 ,解释产生该气体的原因: (用化学方程式表示)。
(2)装置B中湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝(生成I2)。甲同学认为是生成的氯气氧化了碘化钾;乙同学认为使试纸变蓝的原因可能是 。
(3)资料显示,Na2O2与干燥的HCl能发生化学反应生成Cl2,该反应的化学方程式为 。
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第11讲 钠的单质及其氧化物
1.D [解析] 实验后剩余的钠块应放回原试剂瓶,A错误;Na表面形成的氧化层不是致密结构,不能保护内层金属不被空气氧化,B错误;钠在空气中加热,生成淡黄色固体过氧化钠,C错误;2.3 g Na的物质的量为0.1 mol,而钠无论反应后产物是氧化钠还是过氧化钠,钠元素化合价均为+1价,故0.1 mol Na失去0.1NA个电子,D正确。
2.B [解析] 碳酸钠溶液碱性过强,不可作胃酸中和剂,A错误;金属钠具有强还原性,可将四氯化钛还原生成钛单质,B正确;钠可以发出穿透力强的黄色光,可用于制作高压钠灯,C错误;钠钾合金导热性好,可用作快中子反应堆的热交换剂,D错误。
3.B [解析] 实验1中钠表面变暗,原因是Na与空气中的O2反应生成Na2O,A正确;实验2中淡黄色固体是Na2O2,B错误;实验3中钠与水反应生成NaOH和H2,溶液呈碱性,使酚酞显红色,C正确;Na与水反应时,Na是还原剂,H2O是氧化剂,Na失去电子转移给H2O,D正确。
4.B [解析] 通入CO2至澄清石灰水变浑浊,可以排除试管内原有氧气的干扰,A项正确;将硬质玻璃管中的固体溶于水,未见气泡产生,说明不存在Na2O2和Na,向滤液中加入过量BaCl2溶液,产生白色沉淀,取白色沉淀加入盐酸,产生气体,说明白色固体中存在Na2CO3,过滤出白色沉淀,滤液呈碱性,说明白色固体中也存在Na2O,B项错误;黑色物质是C,C和浓硫酸在加热条件下发生反应:C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O,C项正确;K和Na都是第ⅠA族的碱金属,化学性质相似,且K比Na更加活泼,根据题述实验推测:CO2与金属K也可以发生氧化还原反应,D项正确。
5.A [解析] 装置A中生成氢气,通过装置B干燥后进入装置C,氢气和钠反应生成NaH,装置D中碱石灰可以防止空气中的水蒸气、氧气、二氧化碳等进入装置C。盐酸具有挥发性,挥发的HCl会和钠反应,不能使用盐酸,A错误;分液漏斗有活塞,可以控制液体的滴加速度,故安全漏斗可以换为分液漏斗,B正确;装置D的作用是防止空气中的水蒸气、氧气、二氧化碳等进入装置C中干扰实验,C正确;先启动装置A中反应,利用生成的氢气将装置中的空气排出,防止钠与氧气反应,后点燃装置C处酒精灯,D正确。
6.A [解析] Na2O2与水反应生成氢氧化钠和氧气,不是碱性氧化物,A错误;Na在空气中缓慢氧化得到Na2O,加热则得到Na2O2,B正确;1个Na2O2中含有2个钠离子和1个过氧根离子,阴、阳离子个数比为1∶2,C正确;Na2O2可与二氧化碳、水反应生成氧气,可在呼吸面具中作为氧气的来源,D正确。
7.C [解析] 钠的氧化物中氧化钠是白色固体,而过氧化钠是淡黄色固体,过氧化钠与水反应能生成氢氧化钠和氧气,A错误;Na2O2与CO2反应生成碳酸钠和氧气,在反应过程中只有Na2O2中的氧元素化合价发生变化,Na2O2既是氧化剂又是还原剂,B错误;Na和O2的反应产物与反应温度有关,在加热时反应生成Na2O2,在常温时反应生成Na2O,C正确;过氧化钠具有强氧化性,能杀菌、漂白,氧化性比Na2O强,D错误。
8.D [解析] 装置A中稀盐酸与石灰石反应制取二氧化碳气体,因为盐酸易挥发,所以产生的二氧化碳中含有HCl,在通入过氧化钠固体前应除去,所以装置B中的试剂是饱和碳酸氢钠溶液,目的是除去二氧化碳中的氯化氢气体;装置C中则是过氧化钠粉末,用于产生氧气,装置D中盛放氢氧化钠溶液,用来除去未反应的二氧化碳气体,装置E是收集氧气的装置。D中盛放氢氧化钠溶液,用来除去未反应的二氧化碳气体,A错误;装置C中过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,化学方程式为2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2,但装置C中通入的CO2中还含有H2O,因此除了过氧化钠和CO2的反应外,还有过氧化钠和H2O的反应,化学方程式为2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,B错误;装置B中盛放的液体为饱和碳酸氢钠溶液,目的是除去HCl气体,C错误;装置A为实验室制取CO2的装置,即CaCO3与HCl反应生成CO2,分液漏斗中盛放稀盐酸,D正确。
9.D [解析] 过氧化钠和酸反应有氧气生成,不是碱性氧化物,A错误;过氧化钠与水反应过程中,有元素化合价发生改变,生成物中有单质,不是复分解反应,B错误;反应进行一段时间后(反应未结束),反应放热,大试管温度升高,压强增大,U形管中液面高度:a<b,C错误;过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气,同时溶液中有H2O2,向其中滴入几滴无色酚酞溶液,可观察到试管中溶液的颜色由无色变为红色,H2O2又将酚酞氧化褪色,D正确。
10.A [解析] CO、H2、O2完全反应后生成的二氧化碳、水与过氧化钠反应生成碳酸钠、氢氧化钠,因此过氧化钠固体增加的质量等于CO、H2的质量,则原混合气体中CO、H2的总质量共是7.5 g,O2的质量为16.5 g-7.5 g=9.0 g,故原混合气体中O2的质量分数为×100%≈54.5%。
11.A [解析] 本实验通过测定生成氧气的体积计算过氧化钠的质量分数,过氧化钠和二氧化碳、水都能反应放出氧气,B与C之间不用增加盛装浓硫酸的洗气装置,A错误;本实验需要除去生成的氧气中混有的二氧化碳气体,故D中NaOH溶液的作用是吸收未反应的CO2,B正确;实验结束读数时,调整量筒使E、F中液面高度相同,此时E中气体压强和外界大气压相等,可以减小误差,C正确;F中读出体积折算成标准状况下为a L,则生成氧气的物质的量为 mol,根据2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,可知样品中Na2O2的物质的量为 mol×2= mol,故样品中过氧化钠的质量分数为×100%=×100%,D正确。
12.(1)O2 2Na2O2+4HCl4NaCl+2H2O+O2↑
(2)O2具有氧化性,也可能将I-氧化为I2
(3)Na2O2+4HClCl2+2NaCl+2H2O
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