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课时测评9 钠及其氧化物
(时间:45分钟 满分:60分)
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选择题1-10题,每小题3分,共30分。
1.(2024·海南模拟预测)钠与水的反应是一个经典实验,下列有关该实验的操作或现象说法错误的是( )
A.用镊子从煤油中取出钠块
B.切取绿豆粒大小的钠块,用滤纸吸干煤油,放入盛有水的烧杯中
C.钠在水面上快速游动,并有轻微的嘶嘶声
D.将剩余的钠放入废液缸中
答案:D
解析:钠存放在煤油中,则用镊子从煤油中取出钠块,故A正确;钠质地软,可以用小刀切取绿豆粒大小的钠块,用滤纸吸干煤油,放入盛有水的烧杯中,故B正确;钠与水反应剧烈,产生氢气,密度比水小,钠在水面上快速游动,并有轻微的嘶嘶声,故C正确;取钠切割后,将剩余的钠块应放回原试剂瓶,钠易被氧化且与水反应生成强碱,不能放入废液缸,故D错误。
2.下列说法错误的是( )
①金属Na着火时立即用冷水扑灭
②向装有Na2O2的试管中滴加少量水,观察是否有气泡产生,检验Na2O2是否变质
③Na2O2用棉花包裹放在陶土网上,向棉花上滴几滴水,观察棉花是否燃烧,探究Na2O2与H2O反应放热
④向乙醇中加入一小粒金属钠,观察是否产生无色气体,检验乙醇中是否含有水
A.①②④ B.①②③
C.①③④ D.②③④
答案:A
解析:Na着火时应立即用沙土扑灭,①错误;Na2O2未变质或部分变质时,滴加少量水,均会产生气泡,②错误;若棉花燃烧,则温度达到了棉花的着火点,说明Na2O2与H2O反应放热,③正确;Na与乙醇、水反应,均会产生气体,④错误。
3.(2024·江苏扬州模拟预测)钠钾合金常温下呈液态,可用作快中子反应堆的热交换剂,这主要是因为钠钾合金( )
A.易与O2反应 B.易与H2O反应
C.熔点低、导热性好 D.密度小、硬度小
答案:C
解析:钠、钾为金属,具有良好的导电、导热能力,钠钾合金熔点低,常温下呈液态,具有良好的导热性,可用作快中子反应堆的热交换剂,故C符合题意。
4.(2025·河北保定期末)下列叙述正确的是( )
①Na2O与Na2O2都能和水反应生成碱,它们都是碱性氧化物 ②钠在常温下不容易被氧化
③Na2O2可作供氧剂,而Na2O不行 ④石蕊溶液中加入Na2O2粉末,先变蓝后褪色,并有气泡生成 ⑤钠与浓NH4Cl溶液反应,放出的气体中含H2和NH3
A.都正确 B.①②③④
C.③④⑤ D.②④⑤
答案:C
解析:①Na2O2与水反应生成氢氧化钠和氧气,不满足碱性氧化物与水反应只生成相应碱的定义,因此Na2O2不属于碱性氧化物,故错误;②钠单质为活泼金属单质,在常温下能与氧气反应生成氧化钠,故错误;③Na2O2可与二氧化碳、水反应生成氧气,可以作供氧剂,而Na2O与二氧化碳、水反应不生成氧气,故Na2O不能作供氧剂,故正确;④Na2O2与水反应生成氢氧化钠和氧气,石蕊遇碱变蓝,Na2O2具有漂白性,会使蓝色溶液褪色,故正确;⑤浓NH4Cl溶液呈酸性,钠单质能与溶液中H+反应生成H2,促进NH4Cl水解生成NH3·H2O,该反应为放热反应,温度升高会使NH3·H2O分解生成NH3,故正确;综上所述,叙述正确的是③④⑤,故C正确。
5.(2024·黑龙江三模)钠及其化合物在生活中有重要的应用,下列说法正确的是( )
A.Na2O2与SO2的反应与CO2类似,最终生成Na2SO3和O2
B.鉴别Na2CO3和NaHCO3可用饱和澄清石灰水
C.金属钠投入饱和NaCl溶液中可观察到有气体和沉淀生成
D.固体钠变成钠蒸气有金属键断裂,属于化学变化
答案:C
解析: Na2O2有氧化性,SO2有还原性,两者反应最终生成Na2SO4,没有O2生成,A错误;饱和澄清石灰水与Na2CO3和NaHCO3反应都会直接产生沉淀,不能用于鉴别两者,B错误;金属钠投入饱和氯化钠溶液中,钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,Na+浓度增加,会有氯化钠固体析出,则观察到的实验现象为有无色气体放出和白色沉淀生成,C正确;物质的三态变化没有新物质生成,属于物理变化,D错误。
6.(2024·吉林二模)关于Na2O和Na2O2的叙述正确的是( )
A.等物质的量时所含阴离子数目相同
B.颜色相同
C.所含化学键类型相同
D.化合物种类不同
答案:A
解析:Na2O中阴离子是O2-,Na2O2中阴离子是,等物质的量时所含阴离子数目相同,故A正确;Na2O固体为白色,Na2O2固体为淡黄色,故B错误;Na2O中含有离子键,Na2O2中含有离子键和共价键,故C错误;Na2O和Na2O2都属于金属氧化物,故D错误。
7.(2024·佛山一模)利用如下装置验证Na2O2可作供氧剂,下列说法错误的是( )
A.装置乙中的试剂是饱和碳酸氢钠溶液
B.装置丙中固体由淡黄色变为白色
C.装置丁的作用是吸收未反应的CO2
D.若用CaC18O3进行实验,可收集到18O2
答案:D
解析:由实验装置图可知,装置甲为稀盐酸与碳酸钙反应制备二氧化碳装置,装置乙中盛有饱和碳酸氢钠溶液用于除去挥发出的氯化氢气体,装置丙中二氧化碳与过氧化钠反应生成氧气,装置丁中盛有氢氧化钠溶液用于吸收未反应的二氧化碳气体,装置戊用于收集反应生成的氧气。由分析可知,装置乙中盛有饱和碳酸氢钠溶液用于除去挥发出的氯化氢气体,故A正确;由分析可知,装置丙中二氧化碳与过氧化钠反应生成氧气,反应中淡黄色的过氧化钠固体变为白色的碳酸钠,故B正确;由分析可知,装置丁中盛有氢氧化钠溶液用于吸收未反应的二氧化碳气体,故C正确;过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,反应中氧元素的化合价既升高被氧化又降低被还原,过氧化钠既是反应的氧化剂又是还原剂,则用CaC18O3进行实验时,不可能收集到18O2,故D错误;故选D。
8.(2024·重庆高三期中)已知氢化钠(NaH)可由氢气和钠在高温下化合形成,NaH遇水放出H2,下列说法正确的是( )
A.取钠与氢气反应后的产物,加水若产生H2,即可证明产物为纯净的NaH
B.NaH与水反应产生的H2,通过盛有碱石灰的干燥管,再用向上排空气法收集
C.高温下NaH将四氯化钛(TiCl4)还原成金属钛的原理为4NaH+TiCl4Ti+4NaCl+2H2↑
D.NaH在无水条件下除去钢铁表面铁锈的原理为3NaH+Fe2O32Fe+3NaOH
答案:D
解析:由于2Na+2H2O2NaOH+H2↑,取钠与氢气反应后的产物,加水若产生H2,不能证明产物为纯净的NaH,A错误;NaH与水反应产生的H2,通过盛有碱石灰的干燥管,H2的密度比空气的小,应该用向下排空气法收集,B错误;高温下NaH将四氯化钛(TiCl4)还原成金属钛的原理为2NaH+TiCl4Ti+2NaCl+2HCl↑,C错误;NaH中H-具有强还原性,故NaH在无水条件下除去钢铁表面铁锈的原理为3NaH+Fe2O32Fe+3NaOH,D正确。
9.(2024·梅州一模)在呼吸面具和潜水艇中,可用过氧化钠作供氧剂。采用下图所示实验装置进行实验,证明过氧化钠可用作供氧剂。下列说法正确的是( )
A.装置A中所装药品为碳酸钙和稀硫酸
B.装置B盛饱和Na2CO3溶液除去CO2中的HCl
C.装置C中Na2O2发生反应时既作氧化剂又作还原剂
D.装置D中的试剂是浓硫酸
答案:C
解析:装置A用于制取二氧化碳,装置B用于除去二氧化碳中的HCl或HNO3,二氧化碳进入装置C中与过氧化钠反应生成氧气,装置D用于除去过量的二氧化碳,装置E用于收集氧气,通过检验E中氧气可证明过氧化钠可用作供氧剂。制取二氧化碳应用碳酸钙与稀盐酸或稀硝酸反应,若用稀硫酸,生成的硫酸钙会覆盖在碳酸钙表面,影响二氧化碳的制取,故A错误;Na2CO3溶液也能吸收CO2,故B错误;装置C中Na2O2与CO2反应生成碳酸钠和氧气,Na2O2中-1价O化合价既升高又降低,Na2O2既作氧化剂又作还原剂,故C正确;装置D用于除去过量的二氧化碳,应盛装NaOH溶液,故D错误。
10.(2025·湛江调研)下列所述的化学知识正确且与劳动项目有关联的一组是( )
选项
劳动项目
化学知识
A
牛奶中加入柠檬汁后过滤制得干酪
向胶体中加入电解质可使胶体聚沉
B
养鱼时加入过氧化钙作增氧剂
过氧化钙与水反应显碱性
C
用蔗糖腌制食品以延长保质期
蔗糖是二糖
D
利用活性炭吸附新装修房间内的甲醛
活性炭具有一定的导电性
答案:A
解析:牛奶是胶体,加入柠檬汁后发生胶体的聚沉,可以得到干酪,A正确;养鱼时加入过氧化钙作增氧剂是因为过氧化钙与水反应会放出氧气,B错误;用蔗糖腌制食品是因为蔗糖在高浓度下,能够抑制细菌、酵母和霉菌等微生物的生长以延长保质期,C错误;利用活性炭吸附新装修房间内的甲醛是因为活性炭具有吸附性,D错误。
11.(6分)金属钠及其化合物在人类生产、生活中起着重要作用。
(1)Na2O2的电子式为 。
(2)向酸性KMnO4溶液中加入Na2O2粉末,观察到溶液褪色,发生如下反应:
Mn+ H++ Na2O2 Mn2++ Na++ O2↑+ H2O
配平上述离子方程式。该反应说明Na2O2具有 (选填“氧化性”“还原性”或“漂白性”)。
答案:(1)Na+]2-Na+
(2)2 16 5 2 10 5 8 还原性
解析:(2)根据得失电子守恒和质量守恒配平离子方程式为2Mn+16H++5Na2O22Mn2++10Na++5O2↑+8H2O,该反应中,Na2O2为还原剂,说明Na2O2具有还原性。
12.(12分)过氧化钠因吸收空气里的二氧化碳和水而变质,某兴趣小组对久置的过氧化钠样品M进行实验探究。
实验Ⅰ:甲同学设计下图所示装置探究样品M的变质情况。
(1)仪器a的名称是 。
(2)装置C中的溶液是 ,其作用是 。
(3)如果装置B中出现浑浊,D中收集到的气体能使带火星的木条复燃,则样品M的变质情况为 。
实验Ⅱ:乙同学用氯化钡溶液作为检验试剂进行实验。
(4)根据产生白色沉淀,乙同学认为样品M已变质,该反应的离子方程式为 。
资料显示,H2O2能与BaCl2、NaOH溶液反应生成白色不溶物BaO2·8H2O。据此,丙同学对乙同学的检验结果提出质疑并进行实验。
实验Ⅲ:取少量纯净的过氧化钠固体溶于蒸馏水,先加入过量稀硫酸,再滴入酸性KMnO4溶液。实验证明Na2O2与水反应有H2O2生成。
(5)滴入酸性KMnO4溶液后观察到的现象是 ,此反应的离子方程式为 。丙同学利用如图装置进行实验,排除了H2O2的干扰。
实验Ⅳ:往Y形管中加入相应药品,塞紧橡胶塞,滴入蒸馏水……产生白色沉淀,说明样品M已变质。
(6)请补充完整上述实验的操作过程: 。
答案:(1)分液漏斗 (2)浓硫酸 干燥气体O2 (3)Na2O2已部分变质 (4)Ba2++CBaCO3↓ (5)溶液紫红色褪去,放出大量的气泡 5H2O2+2Mn+6H+5O2↑+2Mn2++8H2O (6)当Y形管的Y1试管中不再产生气泡时,倾斜Y形管,让Y2中的BaCl2溶液流入Y1中,使之反应
解析:(3)如果装置B中出现浑浊,即说明Na2O2已经变质,D中收集到的气体能使带火星的木条复燃,说明Na2O2未完全变质,则样品M的变质情况为Na2O2已部分变质;(4)根据产生白色沉淀,乙同学认为样品M已变质,即Na2CO3与BaCl2反应生成BaCO3白色沉淀,故该反应的离子方程式为Ba2++CBaCO3↓;(5)实验要验证有H2O2生成,H2O2能被酸性高锰酸钾氧化为O2,自身被还原为Mn2+,故滴入酸性KMnO4溶液后观察到的现象是溶液紫红色褪去,放出大量的气泡,此反应的离子方程式为5H2O2+2Mn+6H+5O2↑+2Mn2++8H2O;(6)由于H2O2在MnO2催化下分解为H2O和O2,故当Y形管的Y1试管中不再产生气泡时,说明溶液中的H2O2已经完全分解,此时倾斜Y形管,让Y2中的BaCl2溶液流入Y1中,使之反应,若产生白色沉淀,说明样品M已变质。
13.(12分)Na2O2具有强氧化性,H2具有还原性,某同学根据氧化还原反应的知识推测Na2O2与H2能发生反应。为了验证此推测结果,该同学设计并进行如图实验进行实验探究。
步骤1:按如图所示的装置组装仪器(图中夹持仪器已省略)并检查装置的气密性,然后装入药品。
步骤2:打开K1、K2,在产生的氢气流经装有Na2O2的硬质玻璃管的过程中,未观察到明显现象。
步骤3:进行必要的实验操作,淡黄色的粉末慢慢变成白色固体,无水硫酸铜未变蓝色。
(1)组装好仪器后,要检查装置的气密性。简述检查虚线框内装置气密性的方法: ,向A装置中的漏斗加水至漏斗内液面高于漏斗外液面, ,说明虚线框内的装置气密性良好。
(2)B装置中所盛放的试剂是 ,其作用是 。
(3)步骤3中的必要操作为打开K1、K2 (请按正确的顺序填入下列步骤的字母)。
a.加热至Na2O2逐渐熔化,反应一段时间
b.用小试管收集气体并检验其纯度
c.关闭K1
d.停止加热,充分冷却
(4)由上述实验可推出Na2O2与H2反应的化学方程式为 。
(5)利用(4)Na2O2与H2的反应计算:等物质的量的Na2O2分别与足量的H2和H2O反应时,转移的电子数之比为 。
答案:(1)关闭K1 并形成一段水柱,一段时间后水柱稳定不降 (2)碱石灰 吸收氢气中的水和氯化氢 (3)badc (4)Na2O2+H22NaOH (5)2∶1
解析:(1)关闭K1,向A装置中的漏斗加水至漏斗内液面高于漏斗外液面,并形成一段水柱,一段时间后水柱稳定不降,说明虚线框内的装置气密性良好;(2)A中生成的H2中混有水蒸气和挥发出的HCl,应利用B装置中所盛碱石灰除去;(3)步骤3中的必要操作为打开K1、K2,应先通一会氢气并用小试管收集气体检验其纯度,当装置内空气完全除去后,C装置加热至Na2O2逐渐熔化,反应一段时间,然后停止加热,充分冷却,最后关闭K1,故操作顺序为badc;(4)Na2O2与H2反应无水生成,说明产物为NaOH,发生反应的化学方程式为Na2O2+H22NaOH;(5)根据Na2O2+H22NaOH可知1 mol Na2O2转移的电子数为2 mol,2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑可知1 mol Na2O2转移的电子数为1 mol,等物质的量的Na2O2分别与足量的H2和H2O反应时,转移的电子数之比为2∶1。
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