内容正文:
课下巩固精练卷(十) 钠及其氧化物 碱金属
一、选择题
1.利用焰色试验,人们在烟花中有意识地加入特定金属元素,使焰火更加绚丽多彩。下列说法中正确的是( )
A.非金属单质燃烧时火焰均为无色
B.Na2SO4与NaOH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.只有金属单质灼烧时火焰才有颜色
答案:B
2.下列有关铯及其化合物的说法不正确的是( )
A.CsOH的碱性比KOH的强
B.铯与水或稀盐酸反应剧烈,都生成H2
C.Cs的还原性比Na的强,故Na+的氧化性强于Cs+
D.Li的金属性比Cs的强
答案:D
3.(2025·北京东城二模)Na在Cl2中剧烈燃烧,火焰为黄色,同时产生大量白烟。下列说法不正确的是( )
A.Cl2分子中化学键的电子云轮廓图:
B.用电子式表示白烟的形成过程:
C.Na在空气中燃烧,也会产生黄色火焰
D.工业冶炼金属Na:2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑
答案:A
4.(2025·广东汕头模拟)Na及其化合物是重要的物质。下列说法不正确的是( )
A.保存NaOH溶液用带橡胶塞的试剂瓶
B.Na2O是白色固体,属于碱性氧化物
C.Na2O2与H2O反应中,Na2O2既是氧化剂又是还原剂
D.单质钠可用于冶炼金属,Na与CuSO4溶液反应可制Cu
解析:选D。钠具有很强的还原性,单质钠可用于冶炼金属,但Na与CuSO4溶液反应得不到Cu,而是生成Cu(OH)2沉淀,反应原理为:2Na+2H2O+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑。
5.(2025·浙江台州二模)在潜水艇中和消防员的呼吸面具中,Na2O2作为氧气的来源。下列说法不正确的是( )
A.Na2O2和H2O反应可生成H2O2
B.Na2O2可使酚酞溶液先变红色后褪色
C.工业上用未经过处理的空气和钠直接反应来制备Na2O2
D.可用焰色试验来检验Na2O2中的阳离子
解析:选C。若工业上用未经过处理的空气和钠直接反应来制备Na2O2,空气中的二氧化碳和水等与钠反应会产生杂质,C不正确;可用焰色试验来检验Na2O2中的阳离子,焰色为黄色,D正确。
6.过氧化钠具有强氧化性,遇木炭、铝粉等还原性物质时可燃烧。下列有关说法不正确的是( )
A.Na2O2与CO2反应时,Na2O2是氧化剂,CO2是还原剂
B.熔融过氧化钠时不可使用石英坩埚
C.过氧化钠与木炭、铝粉反应时,过氧化钠均表现出强氧化性
D.过氧化钠与二氧化硫反应时可生成硫酸钠
解析:选A。Na2O2与CO2反应时,Na2O2发生自身的歧化反应,A项错误;石英的主要成分是SiO2,而Na2O2能与SiO2反应生成Na2SiO3,B项正确;Na2O2具有强氧化性,而C、Al、SO2均具有还原性,故Na2O2可与C、Al、SO2发生氧化还原反应,可将C氧化成CO2,将Al氧化成Al2O3,将SO2氧化成SO,C、D项正确。
7.超氧化钾(KO2)与Na2O2性质相似,是广泛应用于航天和潜水的供氧剂。下列说法正确的是( )
A.KO2中O元素的化合价为-1价
B.KO2中阴、阳离子个数之比为2∶1
C.1 mol KO2与CO2反应后,固体质量减少4 g
D.当=1时,KO2和Na2O2分别与足量水反应生成O2的物质的量之比为3∶2
解析:选D。KO2中K元素显+1价,则O元素显-价,A错误;KO2是由K+和O构成的,其阴、阳离子个数之比为1∶1,B错误;KO2与CO2反应的化学方程式为4KO2+2CO2===2K2CO3+3O2 Δm=8,即4 mol KO2完全反应,固体质量减少8 g,则1 mol KO2与CO2反应后,固体质量减少2 g,C错误;KO2和Na2O2分别与足量水反应的化学方程式为4KO2+2H2O===4KOH+3O2↑、2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,所以当=1时,生成O2的物质的量之比为3∶2,D正确。
8.(2025·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+2CO2===2Na2CO3+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
解析:选D。D中盛放氢氧化钠溶液,用来除去未反应的二氧化碳气体,且O2难溶于水,不会产生倒吸,A错误;装置C中通入的CO2中还含有H2O,除了过氧化钠和CO2的反应外,还有过氧化钠和H2O的反应,离子方程式为:2Na2O2+2H2O===4Na++4OH-+O2↑,B错误;装置B中盛放的液体为饱和的碳酸氢钠溶液,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.碱金属钫(Fr)具有放射性,它是碱金属元素中最重的元素,根据碱金属元素性质的递变规律预测其性质,其中不正确的是( )
A.在碱金属元素中它具有最大的原子半径
B.钫在空气中燃烧时,只生成化学式为Fr2O的氧化物
C.它的氢氧化物的化学式为FrOH,这是一种极强的碱
D.它能与水反应生成相应的碱和氢气,由于反应剧烈而发生爆炸
解析:选B。根据同主族元素性质的递变规律,从金属锂到金属钫随原子序数的递增,原子半径逐渐增大,元素的金属性逐渐增强,最高价氧化物对应的水化物的碱性逐渐增强,与水反应的剧烈程度逐渐增强,与氧气反应的产物越来越复杂,可以生成过氧化物、超氧化物甚至臭氧化物等。
10.(双选)(2025·宁夏银川一模)研究小组探究Na2O2与水反应。取1.56 g Na2O2粉末加入到40 mL水中,充分反应得溶液A(液体体积无明显变化),进行以下实验。
编号
操作
现象
①
溶液变红色,20秒后褪色
②
Ⅰ.产生大量能使带火星的木条复燃的气体
Ⅱ.溶液变红色,10分钟后褪色
③
Ⅰ.溶液变红色,10分钟后溶液褪色
Ⅱ.变红色
④
溶液变红色,2小时后无明显变化
下列说法不正确的是( )
A.溶液A中氢氧化钠浓度近似为0.5 mol/L
B.由③、④可知,②中溶液红色褪去是因为c(OH-)大
C.向①中褪色后的溶液中滴加5滴6 mol/L盐酸,溶液最终变成红色
D.向②中褪色后的溶液中滴加5滴6 mol/L盐酸,溶液最终变成红色
解析:选AC。1.56 g Na2O2粉末的物质的量是1.56 g÷78 g/mol=0.02 mol,加入到40 mL水中,充分反应得溶液A(液体体积无明显变化)为氢氧化钠溶液,其中氢氧化钠的物质的量是0.04 mol,其浓度是0.04 mol÷0.04 L=1 mol/L,A错误;由实验③、④可知,在碱溶液中酚酞变红色和氢氧根离子浓度有关,1 mol/L的氢氧化钠溶液中滴入酚酞,溶液变红色,10分钟后溶液褪色,再滴入盐酸反应后氢氧根离子浓度减小,溶液变红色,说明溶液红色褪去是因为c(OH-)大,故②中溶液红色褪去是因为c(OH-)大,B正确;①中溶液红色褪去的主要原因是生成的过氧化氢具有氧化性,把有色物质氧化为无色物质,向①中褪色后的溶液中滴加5滴6 mol/L盐酸,溶液最终不会变成红色,C错误;由实验②、③反应现象分析可知,向②中褪色后的溶液中滴加5滴6 mol/L盐酸,溶液最终变成红色,D正确。
11.以不同类别物质间的转化为线索,认识钠及其化合物。
下列分析不正确的是( )
A.反应③表明CO2具有酸性氧化物的性质
B.反应④说明NaHCO3的热稳定性强于Na2CO3
C.反应⑤⑥可用于潜水艇中氧气的供给
D.上述转化中发生的反应有分解反应、化合反应、置换反应
解析:选B。二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,则反应③表明CO2具有酸性氧化物的性质,故A正确;碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠,则反应④说明Na2CO3的热稳定性强于NaHCO3,故B错误;过氧化钠与水、二氧化碳反应生成氧气,可用于潜水艇中氧气的供给,故C正确;④是分解反应,①是化合反应,②是置换反应,故D正确。
12.(双选)钠在液氨中溶剂化速度极快,生成蓝色的溶剂化电子,如图为钠投入液氨中的溶剂化示意图。钠沉入液氨中,快速得到深蓝色溶液,并慢慢产生气泡。下列说法错误的是( )
A.钠的密度比液氨大
B.溶液的导电性减弱
C.0.1 mol钠投入液氨中生成0.01 mol H2时,Na共失去0.02 mol电子
D.钠和液氨可以发生的反应为2NH3+2Na===2NaNH2+H2↑
解析:选BC。钠沉入液氨中说明钠的密度比液氨大,A正确;液氨中没有能导电的离子,而钠投入液氨中生成蓝色的溶剂化电子,能导电,说明溶液的导电性增强,B错误;钠投入液氨中先生成络合物,再反应得到H2,故0.1 mol钠反应失去0.1 mol电子,C错误;反应中钠失去电子,只能是氢元素得到电子,所以钠和液氨可以发生的反应为2NH3+2Na===2NaNH2+H2↑,D正确。
二、非选择题
13.(2025·四川德阳一模)某课外活动小组设计了下列装置,验证二氧化碳与过氧化钠反应时需要与水接触。回答下列问题:
(1)装置①中反应的离子方程式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)装置②中的试剂是________(填字母,下同);装置③中的试剂是________。
a.饱和NaHCO3溶液
b.饱和Na2CO3溶液
c.浓H2SO4
(3)写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式:
________________________________________________________________________。
(4)进行实验。
步骤1:打开K2,关闭K1,打开分液漏斗中的活塞,向圆底烧瓶中加入盐酸,将带火星的木条放在a处。
步骤2:打开K1,关闭K2,打开分液漏斗中的活塞,向圆底烧瓶中加入盐酸,将带火星的木条放在a处。
则能使a处带火星的木条复燃的是步骤______(填“1”或“2”)。
(5)有同学提出质疑,认为上述实验不足以证明有水存在时,过氧化钠与二氧化碳发生了化学反应,其理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)需要补充的实验操作:取少量装置⑤中反应后的固体,________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:装置①制备二氧化碳,装置②用于除去HCl,装置③除去水蒸气,装置④⑤为对比试验,用于判断干燥的二氧化碳是否与过氧化钠反应,装置⑥可避免空气中的水、二氧化碳进入④⑤,最后用带火星的木条检验是否生成氧气。
答案:(1)CaCO3+2H+===Ca2++H2O+CO2↑ (2)a c
(3)2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2 (4)2
(5)气体中含有水,水与Na2O2反应生成O2
(6)向其中加入盐酸,将产生的气体通入澄清石灰水中(或向该溶液中加入BaCl2溶液,检验CO)
14.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:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
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++CO===BaCO3↓;(5)实验要验证有H2O2生成,H2O2能被酸性高锰酸钾氧化为O2,MnO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+2MnO+6H+===5O2↑+2Mn2++8H2O。
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++CO===BaCO3↓ (5)溶液紫红色褪去,放出大量的气泡 5H2O2+2MnO+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
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