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钠及其化合物带答案及详细解析
钠及其化合物带答案及详细解析
解读考试说明
考试说明对钠及其氧化物的要求是:
了解钠的物理性质,掌握钠的化学性质。
了解钠的氧化物的重要性质和用途。
提示知识要点
钠原子最外电子层上只有1个电子,在化学反应中该电子很容易失去。
因此,钠是非常活泼的强还原剂,能与氧气等许多非金属以及水等发生反应。
钠与酸反应比水反应更激烈,只有酸完全反应以后,钠才与水反应,并不是钠先与酸中的水反应。
将钠放入盐溶液中,钠先与水反应,生成的碱再与盐发生复分解反应(符合复分解反应发生的条件时)。
(本卷分A、B卷,每卷各50分)
A卷:
基础在线
1.下面关于金属钠的描述正确的是()
A.虽然钠的化学性质很活泼,但在自然界里仍有少数以游离态存在
B.钠离子和钠原子都具有较强的还原性
C.钠能把钛、锆等金属从它们的盐溶液中还原出来
D.钠和钾的合金室温下呈液态,可作原子反应堆的导热剂
2.下列实验现象的描述正确的是()
A.钠在氯气中燃烧,火焰苍白色,有白烟生成
B.钠在氧气中燃烧,火焰淡蓝色,有白烟生成
C.金属钠能在硫蒸气中燃烧
D.实验室中金属钠是粉末状固体
3.下列说法正确的是……()
A.钠与水反应的还原产物是氧化钠
B.钠与水的反应是放热反应
C.实验室可用钠与水反应制备H2
D.钠着火,可用水浇灭
4.下列有关钠离子的叙述中正确的是()
A.比较活泼,要保存在煤油中B.是钠原子的还原产物
C.无色D.比水重,所以一般存在于水溶液的下部
5.焰色反应是某些金属()
A.单质的性质B.化合物的性质C.离子的性质D.元素的性质
6.焰色反应每次实验都要用某种试剂洗净铂丝,这种试剂是()
A.Na2CO3溶液B.NaOH溶液C.硫酸D.稀盐酸
7.下列关于碱金属的描述正确的是()
A.碱金属都可以保存在煤油中
B.硬度小、密度小、熔点低
C.在空气中加热均可产生多种氧化物
D.碱金屑与水反应,均漂在水面上
8.在空气或氧气中加热,只能生成碱性氧化物的是()
A.LiB.NaC.KD.Rb
9.钾和钠的性质相似,下列说法中能较好地解释这个事实的是()
A.最外层电子数相同B.都是金属元素
C.原子半径相差不大D.最高化合价相同
10.下列说法正确的是()
A.Na2O2和Na2O都是钠的氧化物,且都是碱性氧化物
B.Na2O2和Na2O都是易溶于水(与水反应)的白色固体
C.Na2O2在和CO2的反应中既是氧化剂,又是还原剂
D.Na2O2与水反应时,Na2O2作氧化剂,水作还原剂
11.钾有以下性质:
①钾比水轻②钾的熔点较低③钾与水反应时要放出热量④钾与水反应后溶液呈碱性。
某学生将一小块金屑钾投入滴有酚酞的水中,这种操作能证明上述四点性质中的()
A.仅①④B.仅④C除②外D.全部
12.用光洁的铂丝蘸取无色溶液,在无色灯焰上灼烧时观察到黄色火焰,则下列有关叙述正确的是()
A.该溶液只含有Na+
B.该溶液一定含有Na+,也可能含K+
C.该溶液既含Na+,也可能含K+
D.该溶液可能含Na+或K+中的一种
13.2003年全国理综)不属于碱金属元素的是()
A.LiB.NaC.KD.A1
14.(2005年高考江苏理综)下列有关钠的叙述中,错误的是()
A.钠的还原性很强,可以用来冶炼金属钛、锆、铌等
B.钠的化学性质非常活泼,钠元素只能以化合态存在于自然界
C.钠是一种灰黑色的固体
D.钠的质地软,可用小刀切割
15.(2003年上海考)NaH是—种离子化合物,它跟水反应的方程式为:
NaH+H2O→NaOH+H2↑,它也能跟液氨、乙醇等发生类似的反应,并都产生氢气。
下列有关NaH的叙述错误的是()
A.跟水反应时,水作氧化剂B.NaH中H-半径比Li+半径小
C.跟液氨反应时,有NaNH2生成D.跟乙醇反应时,NaH被氧化
16.(2002年上海高考题)为维持人体内电解质平衡,人在大量出汗后应及时补充的离子是()
A.Mg2+B.Ca2+C.Na+D.Fe3+.
17.(1996年上海高考题)下列灭火剂能用于扑灭金属钠着火的是()
A.干冰灭火剂B.黄砂C.干粉(含NaHCO3)灭火剂D.泡沫灭火剂
18.写出下列反应的离子方程式。
(1)一小块钠放入稀H2SO4(aq)中:
___________________________________________________________________________。
(2)一小块钠放入稀醋酸溶液中:
___________________________________________________________________________。
19.现有一定量含有Na2O杂质的Na2O2试样,设计以下实验测定Na2O2试样的纯度:
填写以下空白:
(1)写出实验中发生反应的化学方程式:
__________________________________________________________________,
__________________________________________________________________。
(2)此装置的连接顺序是(填写接口的字母)___________。
(3)若试样ag,反应后量筒内有bmL水(反应在标准状况下进行),则Na2O2试样的纯度为___________(已知氧气在标准状况下的密度为1.43g·L-1)。
B卷:
能力激活
1.分别向下列物质的水溶液中加入少量Na2O2固体,不会出现浑浊现象的是()
A.Ca(HCO3)2溶液B.CuSO4溶液
C.饱和NaCl溶液D.H2SO4溶液
2.在氧化钠与过氧化钠的晶体中,阳离子与阴离子的个数比进行比较,前者与后者的关系正确的是()
A.大于B.小于C.等于D.无法比较
3.下列说法正确的是()
①常温下,金属都是银白色固体
②常温下,金属都是很硬的固体
③常温下,金属都是比水重的固体
④常温下,金属都是电和热的良导体
A.①②B.③④
C.①②④D.都不正确
4.2.3g钠投入到97.7g水中,所得溶液中溶质的质量分数为()
A.2.3%B.24%
C.大于4%D.小于4%
5.将1.15g钠和0.4g硫粉迅速混合,并放在石棉网上加热,反应后的固体可能是()
A.硫与硫化钠B.氧化钠与硫化钠
C.过氧化钠与硫化钠D.硫化钠
6.下列离子方程式正确的是()
A.钠和水反应:
Na+2H2O====Na++2OH-+H2↑
B.过氧化钠和水反应:
2Na2O2+2H2O====4Na++4OH-+O2↑
C.氧化钠和盐酸反应:
O2-+2H+====H2O
D.小苏打与稀H2SO4反应:
+2H+====H2O+CO2↑
7.在下列反应中,Na2O2只表现出强氧化性的是()
A.2Na2O2+2CO2====2Na2CO3+O2
B.Na2O2+MnO2====Na2MnO4
C.2Na2O2+H2SO4====2Na2SO4+2H2O+O2↑
D.5Na2O2+2
+16H+====10Na++2Mn2++5O2↑+8H2O
8.将4.2gCO和H2组成的混合气体在足量O2中完全燃烧后,生成CO2和H2O(g),将燃烧产物通过足量Na2O2固体后,固体增加的质量为()
A.4.2gB.7.2gC.14.4gD.无法计算
9.把下列物质分别加入装有水的锥形瓶里,立即塞紧带U形管的塞子,已知U形管内预先装有少量水(为使水容易观察,预先染成红色)如右图所示,如果U形管右边液面升高,则加入的物质不可能是()
A.NaOH固体B.浓H2SO4
C.NH4NO3晶体D.Na2O2粉末
10.向紫色石蕊试液中加入过量Na2O2粉末,振荡,正确的叙述为()
A.溶液变为蓝色B.溶液仍为紫色
C.溶液变为无色D.没有气泡产生
11.(2007年高考全国理综卷
)在一定条件下,将钠与氧气反应的生成物1.5g溶于水,所得溶液恰好能被80mL浓度为0.50mol/L的HCl溶液中和,则该生成物的成分是()
A.Na2OB.Na2O2
C.Na2O和Na2O2D.Na2O2和NaO2
12.将70g过氧化钠和氧化钠的混合物跟98g水充分反应后,所得NaOH溶液的溶质的质量分数为50%。
试分别写出过氧化钠跟水反应的化学方程式,并计算原混合物中过氧化钠和氧化钠的质量。
13.加热NH4HCO3并使产物全部变为气态:
①若将产物全部依次通过足量Na2O2和浓H2SO4,Na2O2增重m1g,浓H2SO4增重n1g;②若将产物依次通过浓H2SO4和Na2O2,则浓H2SO4增重n2g,Na2O2增重m2g,每次通过时,气体被全部吸收,则m1、n1、m2、n2质量由小到大的顺序是___________。
14.将足量的O2、CH4、Na2O2密封于一密闭容器中,用电火花不断引燃混合气体。
反应结束后,若容器中压强为零(150℃),且残余物质溶于水无气体产生,则O2、CH4、Na2O2三种物质的质量之比为___________。
新题秀场
15.在烧杯中加入水和苯(密度:
0.88g·cm-3)各50mL。
将一小粒金属钠(密度:
0.97g·cm-3)投入烧杯中,观察到的现象可能是(钠与苯不反应)()
A.钠在水层中反应并四处游动
B.钠停留在苯层中不发生反应
C.钠在苯的液面上反应并四处游动
D.钠在苯与水的界面处反应并可能作上下跳动
16.某种混合气体可能含有N2、HCl、CO,把混合气体依次通过足量的NaHCO3溶液和灼热的氧化铜粉末,气体体积都没有变化;再通过足量过氧化钠固体,气体体积减小;最后经过铜网,经充分反应后气体体积又减小,但还有剩余气体。
以下对混合气体组成的判断正确的是()
A.一定没有N2,CO和HCl中至少有一种
B.一定有N2、CO和HCl
C.一定有N2,CO和HCl中至少有一种
D.一定有N2和HCl,可能有CO
17.为了用CO2与Na2O2反应来测定不纯Na2O2样品(不含Na2O杂质)的质量分数,请用下列装置设计一个实验:
(1)连接上述装置的正确顺序是(填各接口的字母):
I接________,________接________,________接________,________接________,F接________。
(2)使用③号装置的作用是,④号装置的作用是________________________________。
(3)检验⑥号装置中收集的气体的方法是________________,现象是________________。
(4)若反应前称量直玻璃管的质量为100g,直玻璃管与固体样品总质量为110g,反应后称量直玻璃管和固体总质量为112.8g,则样品中Na2O2的质量分数为________。
18.100℃时,3.88g气体与足量的Na2O2完全反应。
放出氧气,且固体质量增加了2.28g。
试推断A是什么气体并写出反应的化学方程式,且计算产生的氧气为多少克?
答案详细解析:
A卷:
基础在线
1.D【解析】钠的化学性质很活泼,在自然界里都以游离态存在,A不对;Na+结构示意图
,最外层达到8电子稳定结构,不能再失去电子,故Na+无还原性,B不对;钠投入到盐溶液时,先与溶液中的水反应,不能将钛、锆等金属还原出来,C不对。
2.C【解析】钠燃烧产生的火焰是淡黄色,但在空气或氧气、氯气中,产生的烟的颜色不相同:
在空气或氧气中燃烧产生的烟是淡黄色的;在氯气中燃烧,产生的烟是白色的。
A、B都不正确。
研磨钠、硫混合物,二者能够发生反应,而硫蒸气存在的温度应该大于硫的沸点——444.6℃,在如此高的温度下,钠、硫应该很容易反应。
C是正确的。
实验室中,金属钠都是块状的,因为粉末状钠很易被氧化而变质,不易保存。
3.B【解析】氧化还原反应中,还原产物是“产物”,即生成物,钠是反应物,A不正确。
钠与水反应时,钠熔化成闪亮的小球,使钠熔化的能量正是钠与水反应放出的热量,B正确。
钠与水反应过于激烈,且不能将大块钠放入水中,故实验室中不用钠和水反应制取H2,C不正确。
钠与水反应比与空气反应还剧烈,故不可用水灭火;相反,如果用水,必然导致爆炸发生!
4.C【解析】题中是关于钠离子(Na+)的叙述,保存在煤油中的是钠单质,所以排除A。
Na+是钠原子的氧化产物,所以排除B。
Na+是无色的,C对。
Na+均匀地分散在溶液中,所以D不正确。
故选C。
5.D【解析】焰色反应是元素的性质。
6.D【解析】目的是洗去铂丝上的杂质,防干扰检验。
7.B【解析】考查碱金属物理性质。
8.A【解析】K、Rb加热时与氧反应生成复杂的过氧化物或超氧化物。
9.A【解析】同一主族,最外层电子数相同,结构决定性质。
10.C【解析】碱性氧化物的定义为:
与酸反应生成对应的盐和水的氧化物。
而Na2O2与盐酸反应还生成O2,Na2O2与H2O或CO2反应时,均为Na2O2中-1价的氧,一半升高为0价,一半降低为-2价,故Na2O2既是氧化剂,又是还原剂。
11.D【解析】钾与水反应的现象与Na相同,反应后生成了KOH。
12.B【解析】观察钾的焰色时要透过蓝色的钴玻璃。
13.D解析:
碱金属元素包括:
.LiNaKRbCsFr六种元素。
Al元素是第3周期ⅢA族,不是碱金属元素。
14.C解析:
本题考查了金属钠的物理性质及存在。
钠是银白色金属,质地软,密度小,小于水的密度大于乙醇、煤油的密度,熔沸点低,导电导热性好。
还原性很强,可以用来冶炼金属钛、锆、铌等,钠的化学性质非常活泼,钠元素只能以化合态存在于自然界。
15.B解析:
由题可知,NaH是一种强还原剂,NaH跟水反应时,水作氧化剂;跟乙醇反应时,NaH被氧化。
核外电子排布相同的离子,序数小的半径大所以NaH中H-半径比Li+半径大。
16.C解析:
为维持人体内电解质平衡,人在大量出汗后应及时补充的离子是Na+
17.B解析:
干冰灭火剂、干粉(含NaHCO3)灭火剂、泡沫灭火剂都是利用CO2来灭火,而钠着火时会生成Na2O2,Na2O2与CO2反应会生成O2助燃。
所以选黄砂灭火
18.
(1)2Na+2H+====2Na++H2↑
(2)2Na+CH3COOH====2CH3COO-+2Na++H2
【解析】先写出反应的化学方程式,再将化学方程式改为离子方程式:
(1)2Na+H2SO4====Na2SO4+H2↑
强酸须拆为离子形式,可溶性盐须拆为离子形式,
2Na+2H+====2Na++H2↑
(2)2Na+2CH3COOH====2CH3COONa+H2↑
弱酸须用分子式表示,不可拆为离子式;钠盐(或醋酸盐)易溶于水,须拆为离子形式。
2Na+2CH3COOH====2CH3COO-+2Na++H2↑
19.
(1)Na2O+H2O====2NaOH
Na2O2+2H2O====2NaOH+O2↑
(2)D→A→B→C
(3)
%
【解析】本实验的原理是:
利用Na2O2与H2O反应放出O2,用排水法收集,通过测量排出水的体积从而测出V(O2),进而求出m(O2)。
根据化学方程式的计算即可求出m(Na2O2),纯度可求。
B卷:
能力激活
1.D【解析】A选项中生成CaCO3沉淀;B选项中生成Cu(OH)2沉淀;C选项因Na2O2与H2O反应,使NaCl溶液中溶剂减少,而有NaCl晶体析出。
2.C【解析】Na2O中,Na+与O2-个数比为2∶1,Na2O2中阴离子为
,故阳离子与阴离子个数比也是2∶1。
3.D【解析】常温下汞为液体,把握①②③中“固体”二字,可迅速判定它们都不正确,这样备选项中有①、②、③者皆不可选,A、B、C被排除。
4.C【解析】本题的解题关键是弄清钠跟水反应有氢气产生,所得溶液中的溶质是氢氧化钠,溶液的质量等于水的质量和钠的质量之和减去氢气的质量。
本题属半定量题,不需准确计算溶质的质量分数。
设生成NaOH的质量为x,则:
2Na+2H2O====2NaOH+H2↑
2×232×40
2.3gx
x=
=4g
w(NaOH)=
×100%
=
×100%>4%。
5.C【解析】硫与钠反应的化学方程式为S+2Na====Na2S,从方程式可得钠与硫反应时的质量比是46∶32,1.15g钠需要0.8g硫,现只有0.4g硫,金属钠过量。
过量的金属钠在空气中燃烧生成过氧化钠,所以产物有硫化钠和过氧化钠。
6.B【解析】A选项中电荷不守恒;C选项中Na2O不应拆写;D选项中,小苏打为NaHCO3,应写为
。
7.B【解析】Na2O2中-1价氧全降为-2价的只有C选项,其他均有O2生成。
8.A【解析】由2CO+O2====2CO2,2CO2+2Na2O2====2Na2CO3+O2,将两方程式联在一起可得出:
Na2O2+CO====Na2CO3关系式即CO燃烧所需O2与生成的CO2与Na2O2反应所产生的氧气相等,固体增加的质量即为CO的质量,同样,对H2而言,固体增加的质量即为H2的质量,故不需计算,固体增加的质量即为CO和H2的质量之和。
9.C【解析】U形管中现象的实质是锥形瓶内的气压高于大气压,锥形瓶内气压增大的原因,可能是化学反应生成了气体,也可能是物质溶解或化学反应放出热量,还可能是既生成气体又放出热量,NaOH固体和浓H2SO4溶于水放出热量,NH4NO3溶于水吸收热量,Na2O2与H2O反应生成O2并放出热量。
10.C【解析】Na2O2与水反应时表现出强氧化性,将石蕊氧化为无色。
由于有氧气产生,所以会看到有气泡产生。
11.C。
【解析】HCl为0.04mol。
钠的氧化物若为Na2O,应为0.02mol×62g·mol-1=1.24g;若为Na2O2,应为0.02mol×78g·mol-1=1.56g。
现1.5g,介于1.24~1.56之间,应为二者的混合物。
12.2Na2O2+2H2O====4NaOH+O2↑
Na2O239gNa2O31g
【解析】由题意可知,水过量。
故可设混合物中,Na2O2和Na2O的质量分别为x和y,则
2Na2O2+2H2O====4NaOH+O2↑
15616032
x
x
x
Na2O+H2O====2NaOH
6280
y
y
依题意有
即原混合物中有Na2O239g,Na2O31g。
13.答案:
n1 【解析】NH4HCO3 NH3↑+CO2↑+H2O↑ 2Na2O2+2H2O====4NaOH+O2↑Δm(增重) 2×18g32g4g 2Na2O2+2CO2====2Na2CO3+O2Δm(增重) 2×44g32g56g 所以m1=4g+56g=60g n1=0,n2=36g,m2=56g 14.答案: 8∶8∶39。 【解析】CH4燃烧产生CO2和H2O,CO2和H2O与Na2O2反应放出O2,由于反应后无气体剩余(压强为零),故CH4燃烧所需O2为原混合物中O2与反应放出O2之和,且Na2O2完全反应(残留物溶于水无气体产生),则解题时可将三个反应相加,以抵消反应生成的CO2、H2O(g)和O2。 将题目所发生的反应相加得: CH4+2O2====CO2+2H2O① CO2+Na2O2====Na2CO3+ O2② 2H2O+2Na2O2====4NaOH+O2↑③ CH4+ O2+3Na2O2====Na2CO3+4NaOH④ 由方程式可知: O2、CH4、Na2O2的质量比为: 16∶16∶78=8∶8∶39。 新题秀场: 15.D【解析】本题有两种解法。 方法1(排除法): 由题意ρ(水)>ρ(Na)>ρ(苯), 所以钠应在水与苯的界面处: 并与水发生反应,这样可排除A、B、C。 方法2(探因法): 钠在界面处上下跳动的原因是表面附着H2时多时少。 当钠与水接触时,二者反应放出H2,H2附着在Na的表面,使钠产生较大浮力,于是开始向上运动,在向上运动的过程中,H2逐渐脱离钠的表面,至一定程度,钠又向下运动,如此不断反复,直至钠球消失。 16.A【解析】此题隐含陷阱的条件是通过足量的NaHCO3溶液和灼热的CuO,气体体积都没有变化,不少学生误认为二者均没有发生反应。 实际上HCl与NaHCO3或CO与CuO都可发生反应,但反应前后气体体积均不发生变化: NaHCO3+HCl====NaCl+CO2↑+H2O; CuO+CO Cu+CO2。 因为两个反应生成的气体都是CO2,故与下一步Na2O2反应,使气体体积减小: 2Na2O2+2CO2====2Na2CO3+O2。 因为含有O2,混合气体通过灼热铜网会使O2体积减小。 最后还有剩余气体,必然是化学惰性的N2。 总之,凡是肯定有HCl无CO或有CO无HCl都是不全面的。 应该说一定有N2,HCl和CO至少有一种,不能排除CO和HCl同时存在的可能性。 17.答案: (1)GHCDABEJ (2)除去未反应的CO2除去CO2中的HCl气体 (3)用带火星的木条伸入瓶中木条复燃 (4)78% 【解析】112.8g-110g=2.8g 2Na2O2+2CO2====2Na2CO3+O2Δm 15621256 x2.8g x=7.8g w(Na2O2)= ×100%=78% 18.答案: 原气体为CO2、H2O的混合气,2CO2+2Na2O2====2Na2CO3+O2, 2H2O+2Na2O2====4NaOH+O2,产生O21.6g。 【解析】①在100℃条件下,与Na2O2反应放出O2的气体可能是CO2,可能是H2O或是两者的混合物。 先假设A气体为CO2,与CO2反应的Na2O2的质量为x,生成Na2CO3的质量为y。 2CO2+2Na2O2====2Na2CO3+O2 882×782×106 3.88gxy x= ×2×78=6.878g y= ×2×106=9.347g y-x=9.347-6.878=2.46g>2.28g,故设A为CO2不成立。 再设A气体为H2O(气)。 同理,A为H2O(气)也不成立。 故A气体为CO2与H2O(气)组成的混合气体,反应方程式为 2CO2+2Na2O2====2Na2CO3+O2,2H2O+2Na2O2====4NaOH+O2 ②设产生氧气质量为x,则依质量守恒: 气体减轻=固体增重,则 3.88g-x=2.28g x=3.88g-2.28g=1.6g 原气体为CO2、H2O的混合气,产生O21.6g。
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