内容正文:
化学(五)钠及其化合物
(建议用时40分钟,满分100分)
可能用到的相对原子质量:H1C12N14O16Na23
一、选择题(本题共10小题,每小题6分,共60分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1.下列关于物质用途的说法中,错误的是
A.高压钠灯用于道路照明
B.单质钠可用于治炼金属
C.Na2O可用于工业上制备NaOH
D.NaHCO,在食品工业用作酸度调节剂
2.实验安全是科学探究的前提。下列实验要求错误的是
A.NaCl溶液的导电性实验,禁止湿手操作
B.焰色试验,应开启排风管道或排风扇
C.钠在空气中燃烧实验,需佩戴护目镜才能近距离俯视坩埚
D.比较Na2CO3和NaHCO3的热稳定性实验,应束好长发、系紧宽松衣物
3.以不同类别物质间的转化为线索,认识钠及其化合物。
H20⑤
00△Na9-NadH0,N,0o,←合NaHCO,.
Na202①
②
③
C02©
下列分析正确的是
A.若改变①的反应条件,可得到钠的另一种氧化物
B.反应⑤的发生证明Na2O2是碱性氧化物
C.反应④说明NaHCO3的稳定性强于Na2COs
D.上述转化反应中属于氧化还原反应的有3个
4.钠元素广泛存在于自然界,中国科学技术大学的钱逸泰教授等以CCL和金属钠为原料,在
700℃时制造出纳米级金刚石粉末。该成果发表在世界权威杂志上,立刻被科学家们高度评价
为“稻草变黄金”。下列关于含钠元素的物质的说法错误的是
A.“稻草变黄金”的过程中元素种类没有改变
B.NaCl与Na2CO3灼烧时火焰颜色相同
C.治疗胃酸过多可以用NaHCO3,糕点制作也可以用NaHCO3
D.金属钠放置在空气中,最终会变成Na2O2
5.钠在液氨中溶化速度极快,生成蓝色的溶剂合电子,该过程表示为Na十(x十y)NH3
Na+(NH3)x+e(NH)y,并慢慢产生气泡。下列说法错误的是
A.钠加入液氨中溶液的导电性增强
B.e(NH),的可能结构为兰
术下
C.e(NH)y具有强还原性
D.该反应体系产生的气体为H2
化学(五)第1页(共4页)
6.下列图示操作或装置能达到实验目的的是
碳酸钠碳酸氢钠
核桃大小的钠
有孔塑料板
NaOH
固体
澄清石灰水
D.用Na2O2粉末与
A.配制100mL一定物质的
B.探究钠与水的C.比较碳酸钠和碳酸氢钠
蒸馏水制备O,且
量浓度的NaOH溶液
反应
的热稳定性强弱
能“随关随停”
7.一定量Na2O2和NaHCO3固体混合后,在密闭容器中加热,充分反应后,排出气体物质,再冷
却,对残留的固体物质进行分析,下表中错误的是
选项NaO2/mol
NaHCO3/mol
残留的固体物质
A
1
2
Na,COa
B
1.5
2
Na2O2、Na2CO
C
2
1
Na2O2、NaOH、Na2COs
0
2
2
NaOH、Na2CO3
8.完成下列实验所用部分仪器选择正确的是
选项
实验内容
仪器或材料
A
钠在空气中燃烧
烧杯、泥三角
B
加热浓缩NaCl溶液
表面皿、玻璃棒
称取1.6 g NaOH固体,配制400mL浓度约为0.1mol·L
一1
400mL容量瓶、胶头
C
的NaOH溶液
滴管
D
称量5.0gNa2C03固体
电子天平、小烧杯
9.以含有少量Ca+、Mg2+、SO等杂质的粗食盐水为原料,提纯并获取食盐晶体的实验流程如图
所示。下列说法错误的是
过量试剂X
过量BaCl2溶液
过量试剂Y
过量试剂z
粗食盐水一→操作I→滤液1→操作2→滤液2→操作3→滤液3-→操作4NaC1晶体
滤渣1
滤渣2
滤渣3
A.试剂X和试剂Y分别为NaOH和Na2CO
B.操作1、2、3均为过滤,操作4为蒸发结晶
C.滤渣2和滤渣3均可完全溶于盐酸
D.试剂Z为稀盐酸,不可用稀硝酸或稀硫酸
10.将NaHCO3和Na2O2的固体混合物xg在密闭容器中加热至250℃,充分反应后排出气体。
将反应后的固体溶于水无气体放出,再逐滴加人盐酸,产生气体(标准状况)与所加盐酸体积之
间的关系如图所示。下列说法错误的是
A.HCl的浓度为0.1mol·L1
448c0,mL
B.反应后固体的成分为NaOH与Na2CO3
C.密闭容器中排出气体的成分为O2和H2O
175275盐酸)/mL
D.x的数值为3.045
化学(五)第2页(共4页)
40分钟·M
班级
姓名
分数
题号
1
2
3
4
5
6
8
9
10
答案
二、非选择题(本题共2小题,共40分)
11.(20分)叠氮化钠(NN3)被广泛应用于汽车安全气囊,某化学小组同学对其进行下列研究。
[查阅资料]i.NaN3受撞击会生成Na、N2;
i.NaN3遇盐酸、H2SO4溶液无气体生成;
i.叠氨化钠(NaN3)的一种生产工艺流程如图所示:
Na
液氨催化剂
N2O
NaNH2发生器
叠氮化钠生成
分离器→NaNg
(I)
(II)
)
H2
NaOH
回答下列问题:
(1)汽车受撞击后,30毫秒内引发NaN3迅速分解,该反应的化学方程式为
(2)①液态氨需过量,其原因是
②反应器(Ⅱ)中反应的化学方程式为
(3)工业级NaN3中常含有少量的Na2CO3,其原因是
(用化学方程式表示)。
(4)为测定某工业级NaN3样品中N2CO3的质量分数,小组同学设计了如图实验装置:
一浓盐酸
弹簧夹
足量
空气
稀H,SO
浓
NaOH
NaOH
澄清
NaN,
浓溶液
NaN
石灰水
样品
碱石灰
样品西
酸蹈浓溶液
A
B
(含NaOH和CaO)A
D
E
①某同学认为通过测定装置I中反应前后B的质量差,再通过相应计算,就可测定Na2CO3的
质量分数,小组同学通过讨论认为不可行,其理由可能是
(答出一种即可)。
②在大家讨论的基础上,又设计了装置Ⅱ,请分析:装置Ⅱ中A的作用是
若无装置C,对测定结果造成的影响是
(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
装置E的作用是
③根据装置Ⅱ,小组同学设计的实验步骤有:
a.称量装置D
b.称量样品,检查装置气密性
c.打开弹簧夹,鼓入空气
d.关闭弹簧夹,打开分液漏斗的活塞和玻璃塞,注入足量稀硫酸,关闭活塞和玻璃塞,其正确的
顺序为
(填字母序号,可重复)。
化学(五)第3页(共4页)】
12.(20分)NaNO2是一种常见的食品添加剂,可用Na2CO3溶液与氮氧化物(NOn)反应来制备。
已知:Na2CO3+NO+NO2-2NaNO2+CO2,Na2CO3+2NO2NaNO2+NaNO3+CO2。
I.某工厂以硝酸为原料生产亚硝酸钠,其工艺流程如图1所示:
7~10molL-1
硝酸
一定量N2Na2C03溶液(过量)
SOz份解塔冷却→混合吸收塔结晶NaNO2
20-30℃
尾气
图1
已知:在“分解塔”中可生成NO与NO2的混合气体。
(1)“分解塔”中SO2从塔底进入,硝酸从塔顶喷淋,其目的是
(2)“分解塔”中的温度不宜过高,其原因是
(3)按一定计量比在“分解塔”中通SO2和喷入硝酸,测得反应后生成的NO与NO2物质的量
之比为11,写出“分解塔”中发生反应的化学方程式:
Ⅱ.某实验小组制备NaNO2并对其性质进行探究。
(4)NaNO2的制备装置如图2所示。
NO
饱和
Na,CO,
NaC1O
B
溶液
溶液
D
图2
①实验时需控制NO和O2的物质的量,O2过量导致NaNO2产率降低的原因为
用NaClO溶液可吸收NO尾气。已知溶液中HCIO和CIO物质的量分数(a%)随溶液pH变
化的关系如图3所示。其它条件相同,NO转化为NO3的转化率随NaClO溶液pH的变化如
图4所示。
1.0CHCIO
100
CIO
0.8
90
0.6
毫80
0.4
0.2
0.0
2
46810
345678910
pH
图3
pH
图4
②当溶液pH小于5时,HClO氧化NO生成C1和NO3,其离子方程式为
③图4表明NaClO溶液的初始pH越小,NO转化率越高,其原因是
(5)产品中NaNO2纯度的测定。
用电子天平称取3.000g样品,配成250mL样品溶液。向锥形瓶中准确移入25.00mL样品
溶液,滴加适量的H2S04溶液酸化,加热至40~50℃,冷却后,用0.1000mol·L1KMnO,溶
液进行滴定(已知:2MnO+5NO2+6H+—2Mn2++5NO3+3H2O),至恰好完全反应,消
耗KMnO4溶液16.00mL。产品中NaNO2纯度为
化学(五)第4页(共4页)
40分钟·M40分钟·M
·化学·
化学(五)
9
命题要素一贤表
注:
1.能力要求:
I.知识获取能力Ⅱ.实践操作能力Ⅲ.思维认知能力
2.学科素养:
①宏观辨识与微观探析②变化观念与平衡思想
③证据推理与模型认知④科学探究与创新意识
⑤科学态度与社会责任
分
知识点
能力要求
学科素养
预估难度
题号
题型
值
(主题内容)
①②③
④
⑤
档次
系数
1
选择题
6
物质的性质与用途
易
0.65
2
选择题
6
实验安全、实验操作
中
0.65
3
选择题
6
钠及其化合物的转化
易
0.85
4
选择题
6
钠及其化合物的性质
易
0.85
5
选择题
6
钠与液氨的反应
中
0.65
6
选择题
6
化学实验操作和装置选择
中
0.65
7
选择题
6
过氧化钠与水、二氧化碳反应
华
0.55
选择题
化学实验与仪器选择
中
0.65
9
选择题
6
物质分离、提纯综合应用
中
0.65
10
选择题
Na HCO:和NaO2共热后产物分析
难
0.55
NaN的制备、NaN样品中Naz CO
11
非选择题
20
易
0.85
质量分数的测定
探究物质组成或测量物质的含量、物
12
非选择题
20
难
0.40
质制备的探究
季考答案及解析
一、选择题
酸碱度,在食品工业可作酸度调节剂,D项正确。
1.C【解析】钠的焰色为黄色,高压钠灯发出的黄光射
2.C【解析】NaCl溶液的导电性实验涉及电流,湿手
程远、透雾能力强,所以高压钠灯可用于道路照明,A
操作易触电,禁止湿手操作,A项正确:焰色试验可能
项正确:钠具有很强的还原性,单质钠可用于治炼金
产生有害气体或烟雾,应开启排风设备,B项正确:钠
属,B项正确;工业上电解饱和NaCI溶液制NaOH,
燃烧剧烈,即使佩戴护目镜,近距离俯视仍可能被高
2NaC1+2H,0通电2NaOH十Cl◆+H,+,C项错
温或飞溅物伤害,C项错误;加热实验需避免衣物或
误:NaHCC)溶液呈弱碱性,可与酸反应调节溶液的
长发接触热源,束发系紧衣物,D项正确。
3.A【解析】金属钠与氧气在加热或点燃条件下生成
·17·
·化学·
参考答案及解析
过氧化钠,在常温下,金属钠与氧气反应生成氧化钠,
Na CO。B项残留物质为Na.COa、NaOH。
A项正确:碱性氧化物与水反应只生成相应的碱,过
8.D【解析】钠燃烧生成过氧化钠,放出大量的热,可
氧化钠与水反应2NaO。十2H2O一4NaOH+
在坩埚中进行实验,坩埚放在泥三角上,A项错误;应
O◆,因此过氧化钠不属于碱性氧化物,B项错误:反
该在蒸发皿中浓缩溶液,不能使用表面皿,B项错误;
应④为NaHCO,受热分解生成NaCO,说明
容量瓶无400mL规格,需选用500mL容量瓶,计算
NaCO3稳定性强于NaHCO3,C项错误;在上述转化
NaOH质量:m(NaOH)=c·V·M=0.1mol/L×
中,发生的氧化反应还原反应有①②⑤⑥,共4个,D
0.5L×40g/mol=2.0g,C项错误:NaCO固体称
项错误。
量时应使用烧杯或玻璃器皿,给出的部分仪器合理,
4,D【解析】化学变化过程中元素守恒,所以此过程中
D项正确。
元素种类没有改变,A项正确;焰色试验是元素的性
9.C【解析】由实验流程可知,粗食盐水中加入过量
质,钠元素的焰色为黄色,则NaCl与Na2CO3灼烧时
NaOH溶液除去Mg+,过滤,滤渣1中含有
火焰颜色均为黄色,B项正确;NaHCO与胃酸中的
Mg(OH)2;向滤液1中加入过量BaCl溶液除去
盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳气体,所以可以
SO号,过滤,滤渣2为BaSO,向滤液2中加入过量
用NaHCO,治疗胃酸过多;NaHCO,受热分解生成
Naz CO,溶液除去Ca2+及Ba+,过滤,滤渣3为
二氧化碳气体,使得糕点松软多孔,故糕点制作也可
CaCOx、BaCO3,滤液3中含NaCl,NaOH、Na2CO,加
以用NaHCO3,C项正确;金属钠放置在空气中,最终
盐酸除掉OH和CO,得到的溶液含NaCI和过量
会变成NaCO,D项错误。
的HCl,蒸发结晶得到NaCI晶体,所以操作1~3均
5.B【解析】液氨中无自由移动的电子,不导电,加入
为过滤,操作4为蒸发结晶,试剂X、Y、Z分别为
金属钠后形成了溶剂合电子,可导电,A项正确:N的
NaOH溶液、NaCO3溶液、稀盐酸,据此分析解答。
电负性大于H,共用电子对偏向N,氢周围电子云密
由上述分析可知,试剂X、Y分别为NaOH溶液、
度低,故溶剂合电子可能的结构应为氢原子在内,N
Na2CO溶液,A项正确;第四步“操作”为蒸发结晶,
原子在外,B项错误;e(NH),具有强还原性,是因
前3步“操作”均为过滤,B项正确;滤渣2为BaSO1,
为e(NH),带电子,电子很容易传递给其他易得电
滤渣3为CaCO、BaCO,BaSO1不溶于盐酸,C项错
子的物质,C项正确;液氨类似于水,能发生自耦电
误;试剂Z为稀盐酸,不可用稀硝酸或稀硫酸,否则引
离,电离出的铵根离子中十1价的H元素被
入杂质硫酸根和硝酸根,D项正确。
e(NH),还原生成氢气,D项正确。
10.A【解析】由175mL到275mL是盐酸与碳酸氢
6.C【解析】不能在容量瓶中直接溶解固体,A项错
钠反应,则n(Na2CO3)=n(NaHCO3)=n(CO2)=
误:核桃大小的Na太大,反应有爆炸危险,B项错误;
0.02mol,根据关系式NaHCO.~HC1可得,c(HCI)
比较碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性,应该把碳酸氢钠
0.02 mol
(275-175)×10工=0.2mol·L↓,A项错误:
放在小试管中间接加热,而碳酸钠直接加热,C项正
由图像可知,因为175>275一175,所以固体混合物
确;Na2O2与水反应太剧烈,过氧化钠呈粉末状,一旦
为NaOH、NaCO3,B项正确;反应后固体成分为
接触反应则不能再分离开,故不能“随关随停”,D项
Na)H和NC)3,说明排出气体无CO2,根据C原
错误。
子守恒可知原固体混合物中有0.02 mL NaHCO.,
7.B【解析】该过程发生的反应为2 NaHCO,△
发生反应2 NaHCO.△Na2CO,+CO,4十H,O
Naz CO+H2 O+CO2,2Na2 O2+2COz
生成0.01 mol CO2和0.01molH2O:盐酸体积为
2NaCO3+O2,2NaO2+2H2O一4NaOH+O2↑。
275mL时溶质是单一的氧化钠,根据钠原子守恒可
以A项为例,分析如下,2 mol NaHCO.固体反应生
成了1mol水和1mol二氧化碳,所生成的二氧化碳
知n(Na02)=0.2mol·L×0.275L-0.02mol
2
刚好与过氧化钠反应,所以残留的固体物质是
=0.0175mol,发生反应2Na2O2十2CO2
·18·
40分钟·M
·化学·
2Na COO2,2Na,O2+2H2O-4NaOH+
剂,能吸收空气中的水分和二氧化碳,防止空气中水
O2◆,密闭容器中排出气体的成分为O2和H2O,C
蒸气和二氧化碳干扰实验;C装置的浓硫酸干燥
项正确;固体的质量为(0.02×84)g十(0.0175×
CO2气体,若无C装置,装置D也吸收水蒸气,会使
78)g=3.045g,故x=3.045,D项正确。
实验结果偏大;装置E是澄清石灰水,其作用是检验
二、非选择题
二氧化碳是否被D装置完全吸收,同时防止空气中
11.(20分)
的二氧化碳和水蒸气进入D装置。
(1)2NaN,撞击2Na十3N,(2分)
③根据装置Ⅱ,小组同学设计的实验步骤为称量样
(2)①反应器(I)中为钠与液氨的反应,保证钠完全
品,检查装置气密性:打开弹簧夹,鼓入空气:称量装
反应(2分)
置D;关闭弹簧夹,打开分液漏斗的活塞和玻璃塞,
②2NaNH2+N2O-NaNg+NaOH+NH(3分)
注入足量的稀硫酸,关闭活塞和玻璃塞;打开弹簧
夹,鼓入空气;称量装置D,所以正确顺序为beadea。.
(3)2NaOH+CO2—NaCO3+H2O(2分)
12.(20分)
(4)①浓盐酸易挥发,产生的氯化氢气体被装置B吸
I.(1)使SO2气体被充分吸收(2分)
收或二氧化碳气体逸出时带出的水蒸气被装置B吸
(2)硝酸受热会挥发、分解(3分)
收(2分,其他合理答案也给分)
(3)2HNO3+2SO2+H2 O-NO+NO2+2H2 SO
②吸收空气中的二氧化碳和水蒸气(2分)偏大(2
(3分)
分)检验生成二氧化碳是否被D装置完全吸收,
Ⅱ.(4)①O2过量使生成的NO2的物质的量大于
防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入D装置(2分)
NO,多出的NO2与碳酸钠反应生成硝酸钠(3分)
③beadca(3分)
②3HC1O+2NO+H2O—3CI-+2NO+5H
【解析】(1)汽车经撞击后,30毫秒内引发NaN迅
(3分)
速分解为Na、N2,即反应物是NaN,生成物是Na、
③溶液pH越小,溶液中HCIO的浓度越大,氧化
N,条件是撞击,化学方程式为2NaN,擅击2Na十
NO的能力越强(3分)
3N2个。
(5)92%(3分)
(2)①反应器(I)中为液氨和钠的反应,反应生成
【解析】I.(1)“分解塔”中SO2从塔底进入,硝酸从
NaNH2和氢气,属于置换反应,液氨应保证钠完全
塔顶喷淋,可使二氧化硫与硝酸充分接触,使SO
反应,所以液态氨需过量。
气体被充分吸收。
②反应器(Ⅱ)中NaNH2与N2O反应,由(Ⅲ)可知
(2)硝酸不稳定,高温易分解,同时硝酸是挥发性的
生成NaN和NaOH,同时生成氨气,反应的化学方
酸,为防止硝酸受热挥发、分解,则“分解塔”中的温
程式为2NaNH2十N2 O-NaNa+NaOH+NH。
度不宜过高。
(3)反应生成的氢氧化钠吸收空气中的二氧化碳生
(3)“分解塔”中通SO2和喷入硝酸,二氧化硫被氧
成碳酸钠,所以工业级NaN中常含有少量的
化生成硫酸,若反应后生成的NO与NO2物质的量
Naz CO,反应的化学方程式为2NaOH+CO2
之比恰好1:1,反应的方程式为2HNO+2SO2+
Na,CO+H2O。
H2O—NO+NO2十2H2SO1。
(4)①装置I用浓盐酸与样品反应,浓盐酸具有挥发
Ⅱ,(4)①O2过量使生成的NO2的物质的量大于
性,产生的氯化氢气体被装置B吸收,二氧化碳气体
NO,多出的NO2与碳酸钠反应生成硝酸钠,导致
逸出时带出的水蒸气在装置B中冷凝而被吸收,装
NaNO2产率降低。
置A、B内空气中的二氧化碳被装置B吸收,A中生
②在酸性NaClO溶液中,HClO氧化NO生成CI
成的二氧化碳不能全部进入B装置,使实验产生误
和NO,其离子方程式为3HCIO十2NO+H2O一
差等,因此不合理。
3C1-+2NO+5H+。
②装置Ⅱ的A中药品是碱石灰,碱石灰可作干燥
③NaCIO溶液的初始pH越小,NO转化率越高的
·19·
·化学·
参考答案及解析
原因是溶液pH越小,溶液中HCO的浓度越大,氧
250mL
0.1000mol·L1X0.016L×25,00m,产品中
化NO的能力越强。
(5)25.00mL样品溶液消耗0.1000mol·L
NaNO2纯度为
5
,250mL
KMnO,溶液16.00mL,则25.00mL样品中NaNO2
号×0.1000m0l:L1×0.016L×25.00m×69g/mol
的物质的量为号×0.100molL×0.016L,原
3.000g
×100%=92%。
样品巾NaNO,的物质的量为号×
·20·