2021届高考化学一轮复习钠及其重要化合物作业(1)
课时分层提升练 六
钠及其重要化合物
一、选择题
1.(2019·齐齐哈尔模拟)倒置的坩埚盖子上放硫粉,在硫粉中央放一小块钠,按图示搭建装置,用胶头滴管向金属钠滴加一滴水,立即倒扣上大烧杯,发现坩埚盖子内火星四溅,烧杯内出现大量白烟,下列说法错误的是 ( )
A.水是钠与硫反应的催化剂
B.酚酞的水溶液可能变为红色
C.钠与硫的反应是放热反应
D.滤纸逐渐变黑
【解析】选A。A项,钠与水反应放热,放出的热量能引发钠与硫的反应,所以水不是催化剂,错误;B项,硫化钠为强碱弱酸盐,溶于水后,发生水解使溶液显碱性,所以酚酞的水溶液为红色,正确;C项,钠与硫反应引发后,不需要加热就能继续反应说明其为放热反应,正确;D项,硫化钠与硫酸铜反应生成硫化铜黑色固体,正确。
2.(2019·大庆模拟)下列有关钠及其化合物的性质说法正确的是 ( )
A.CO2气体使Na2O2固体变白,CO2气体被还原
B.除去NaHCO3固体中的Na2CO3,可以将固体加热至恒重
C.Na2O2吸收CO2产生O2,所以Na2O2可用作呼吸面具供氧剂
D.钠与水反应Na+2H2ONa++2OH-+H2↑
【解析】选C。A、CO2与Na2O2固体反应生成白色固体碳酸钠,其中Na2O2既作氧化剂又作还原剂,二氧化碳中化合价没有变化,所以没有被氧化或被还原,故A错误;B、Na2CO3的热稳定性强于NaHCO3,NaHCO3和Na2CO3混合固体加热至恒重,最终只剩Na2CO3固体,达不到实验目的,故B错误;C、Na2O2吸收CO2产生O2,所以Na2O2可用作呼吸面具供氧剂,故C正确;D、该选项中的离子反应没有配平,将其配平后为2Na+2H2O2Na++2OH-+H2↑,故D错误。
3.为除去括号内的杂质,所选用的试剂或方法不正确的是 ( )
A.Na2CO3溶液(NaHCO3),选用适量的NaOH溶液
B.NaHCO3溶液(Na2CO3),应通入过量的CO2气体
C.Na2O2粉末(Na2O),将混合物在氧气中加热
D.Na2CO3溶液(Na2SO4),加入适量Ba(OH)2溶液,过滤
【解析】选D。Na2CO3和Na2SO4均能与Ba(OH)2反应,不能达到除杂的目的。
【方法规律】混合物分离提纯的“四原则”
“四原则”:一不增(不增加新的杂质);二不减(不减少被提纯的物质);三易分离(被提纯物与杂质容易分离);四易复原(被提纯物质要复原)。
4.(2019·成都模拟)如图装置,试管中盛有水,气球a中盛有干燥的Na2O2颗粒。U形管中注有浅红色的水。将气球用橡皮筋紧缚在试管口。实验时将气球中的Na2O2抖落到试管b的水中,将发现的现象是 ( )
A.U形管内红水褪色 B.试管内溶液变红
C.气球a被吹大 D.U形管水位:d
c。
二、非选择题
5.(2019·长沙模拟)现有一定量含有Na2O杂质的Na2O2试样,用下图所示的实验装置测定Na2O2试样的纯度。(可供选用的试剂只有CaCO3固体、6 mol·L-1盐酸、6 mol·L-1硫酸和蒸馏水)
回答下列问题:
(1)装置A中液体试剂选用________,理由是_______________________________ _______________。
(2)装置B的作用是______________________________。装置E中碱石灰的作用是__________________________________。
(3)装置D中发生反应的化学方程式是________________________。
(4)若开始时测得样品的质量为2.0 g,反应结束后测得气体体积为224 mL(标准状况下),则Na2O2试样的纯度为________。
【解析】本题的解题思路是根据氧化钠与二氧化碳气体反应无氧气生成,而过氧化钠与二氧化碳气体反应会生成难溶于水的氧气,并且用排水法测定生成的氧气的体积。所以制二氧化碳的试剂采用6 mol·L-1盐酸与CaCO3固体,不能用硫酸,硫酸与CaCO3固体反应生成的CaSO4微溶于水,会覆盖在CaCO3固体表面,使反应不能持续。由于从A装置中出来的CO2中含有少量HCl、H2O,所以先用饱和的NaHCO3溶液吸收HCl,再用浓硫酸干燥CO2气体,由于CO2
与混合物反应时会有剩余,为防止影响实验的测定结果,要用碱石灰吸收剩余的CO2气体,相关反应的化学方程式为2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2,Na2O+CO2Na2CO3。根据2Na2O2～O2的关系可计算出生成224 mL气体时,Na2O2的质量为1.56 g,则试样纯度为1.56 g÷
2.0 g×100%=78%。
答案:(1)6 mol·L-1盐酸 硫酸与CaCO3固体反应生成的CaSO4微溶于水,会覆盖在CaCO3固体表面,使反应不能持续
(2)除去气体中的HCl 吸收装置D中反应剩余的CO2
(3)2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2,Na2O+CO2Na2CO3 (4)78%
6.(2019·赣州模拟)将一定质量的碳酸钠和氢氧化钠的固体混合物完全溶于水,制成180 mL稀溶液,然后向该溶液中逐滴加入1 mol·L-1的盐酸,所加入盐酸的体积与产生CO2的体积(标准状况)关系如图所示:(提示:假设V混=V1+V2)
(1)写出OA段所发生反应的化学方程式______________________________,__。
(2)当加入35 mL盐酸时,产生CO2的体积为_____________mL (标准状况)。
(3)原混合物中NaOH的质量为________g。
(4)B点时溶液中钠离子的物质的量浓度为______________mol·L-1。
【解析】(1)溶液中的溶质是氢氧化钠和碳酸钠,首先发生中和反应,则OA段所发生反应的化学方程式依次是NaOH+HClNaCl+H2O、Na2CO3+HClNaCl+NaHCO3。(2)当加入35 mL盐酸时与碳酸氢根反应的盐酸体积是35 mL-25 mL=10 mL,
盐酸的物质的量是0.01 mol,所以根据方程式NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑可知产生CO2的体积为0.01 mol×22.4 L·mol-1=0.224 L=224 mL。(3)气体体积不再发生变化时,与碳酸氢钠反应的盐酸的体积是20 mL,盐酸的物质的量是0.02 mol,则碳酸氢钠是0.02 mol,因此碳酸钠的物质的量是0.02 mol,则与碳酸钠反应消耗盐酸的体积是20 mL,因此与氢氧化钠反应的盐酸的体积是5 mL,物质的量是0.005 mol,则氢氧化钠的质量是0.005 mol×40 g·mol-1=0.2 g;(4)B点时溶液中溶质是氯化钠,根据氯离子守恒可知氯化钠的物质的量是0.045 L×1 mol
·L-1=0.045 mol,则钠离子的物质的量浓度为0.045 mol÷0.225 L=0.2 mol·L-1。
答案:(1)NaOH+HClNaCl+H2O
Na2CO3+HClNaCl+NaHCO3
(2)224 (3)0.2 (4)0.2
一、选择题
1.在研究金属钠与水反应的实验中,下列根据实验现象得出的结论不正确的是
( )
A.将一小块Na投入水中,钠浮于水面,说明钠的密度比水小
B.将一小块Na投入滴有酚酞的水中,溶液变红,说明反应生成了碱
C.将一小块Na投入CuSO4溶液中,生成蓝色沉淀,说明Na没有Cu活泼
D.点燃Na与肥皂水反应产生的气泡,有尖锐爆鸣声,说明有H2生成
【解析】选C。钠比铜活泼,将一小块Na投入CuSO4溶液中,钠首先与水反应生成氢氧化钠和氢气,然后氢氧化钠与硫酸铜溶液反应生成蓝色氢氧化铜沉淀,所以得不到铜,C错误。
【加固训练】
将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中,既有气体,又有白色沉淀产生的是 ( )
①MgSO4溶液 ②Na2SO4稀溶液 ③饱和澄清石灰水 ④Ca(HCO3)2溶液 ⑤CuSO4溶液 ⑥饱和NaCl溶液
A.①④⑤⑥ B.③④⑤⑥
C.②④⑤⑥ D.①③④⑥
【解析】选D。2Na+2H2O2NaOH+H2↑,①中Mg2++2OH-Mg(OH)2↓;③中反应消耗水,溶液温度升高,Ca(OH)2的溶解度降低,析出Ca(OH)2;④中Ca2++HC+OH- CaCO3↓+H2O;⑤生成的Cu(OH)2是蓝色沉淀,不符合题意;⑥水减少,c(Na+)增大,使NaCl(s)Na+(aq)+Cl-(aq)平衡向左移动,故既有气体又有沉淀产生。
2.(2019·长沙模拟)下列说法正确的是 ( )
A.Na2O2遇到湿润的紫色石蕊试纸后,石蕊试纸最终变成蓝色
B.Na2O2与CO2反应生成0.1 mol O2时转移电子0.4 mol
C.Na2O2投入CuCl2溶液中有蓝色沉淀及气泡产生
D.向饱和烧碱溶液中加入2 g Na2O2,充分反应完后,溶液中c(Na+)不变
【解析】选C。Na2O2遇湿润的石蕊试纸时,它最终能氧化石蕊使其褪色,A项错误;由2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2及Na2O2中氧为-1价知,每生成1 mol O2时会转移2 mol电子,B项错误;Na2O2投入CuCl2溶液中,Na2O2先与水反应生成NaOH与O2,NaOH再与CuCl2反应生成Cu(OH)2沉淀,C项正确;Na2O2与水反应时能放出大量的热,使溶液温度升高,NaOH溶解度增大,导致溶液中c(Na+)增大,D项错误。
3.下列实验操作正确的是 ( )
编号
实验
操作
A
观察钠与水反应的现象
用镊子从煤油中取出金属钠,切下绿豆粒大小的钠,小心放入装满水的烧杯中
B
检验 NaHCO3 与Na2CO3 溶液
用小试管分别取少量溶液,然后滴加澄清石灰水
C
证明 Na2O2 与CO2 是放热反应
Na2O2 用棉花包裹,放入充满 CO2 的集气瓶中,棉花燃烧,说明是放热反应
D
检验 Na2CO3 溶液与K2CO3溶液
用铂丝分别蘸取溶液,在酒精灯外焰上灼烧,直接观察火焰的颜色
【解析】选C。应将钠表面的煤油用滤纸吸干且烧杯中不能装满水(否则会迸溅出液体),A错误;B项都有白色沉淀产生,错误;Na2O2与CO2反应生成氧气,如果棉花燃烧说明达到了着火点,能证明是放热反应,C正确;观察钾的焰色反应应该透过蓝色钴玻璃,D错误。
4.(2019·南宁模拟)下列实验方案中,不能测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3质量分数的是 ( )
A.取a g混合物充分加热,减重b g
B.取a g混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得b g固体
C.取a g混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出气体用碱石灰吸收,增重b g
D.取a g混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应,过滤、洗涤、烘干,得b g固体
【解析】选C。A项采用差量法,减少的质量为碳酸氢钠分解生成二氧化碳和水的质量,由此可求出碳酸氢钠的质量,进而求出碳酸钠的质量分数;B项中b g固体为生成的氯化钠的质量,根据钠原子守恒和混合物总质量可列式计算出碳酸钠的质量,进而求出碳酸钠的质量分数;C
项中碱石灰增加的质量为盐与酸反应生成的二氧化碳的质量及溶液中挥发出来的水蒸气的质量,因此不能通过数据准确计算出碳酸钠的质量分数;D项中沉淀的质量即为碳酸钡的质量,根据碳酸钡的质量和混合物总质量可以列式求出碳酸钠的质量,进而求出碳酸钠的质量分数。
二、非选择题
5.(2019·成都模拟)某同学拟用50 mL NaOH溶液吸收CO2气体制备Na2CO3溶液。为了防止通入的CO2气体过量生成NaHCO3,他设计了如下实验步骤:
①用25 mL NaOH溶液吸收过量的CO2气体,至CO2气体不再溶解;
②小火煮沸溶液1～2 min;
③在得到的溶液中加入另一半(25 mL)NaOH溶液,使溶液充分混合。
(1)他能否制得较纯净的Na2CO3溶液?____________。理由是____________ ____________________。
(2)按他的设计,第①步实验装置如图所示。装置A中使用的试剂是石灰石和盐酸溶液。装置B使用的试剂是________,作用是____________________。
(3)有人认为实验步骤②③的顺序对调,即先混合再煮沸更合理,你认为对吗?________。为什么?__________________________。
【解析】用NaOH溶液与CO2气体制备Na2CO3溶液,不能直接通过吸收CO2气体来制备,因为若CO2气体过量则混有NaHCO3杂质;若CO2气体不足,则有部分NaOH不能转化为Na2CO3。因而应当将一半NaOH与过量CO2气体反应生成NaHCO3,再与另一半NaOH恰好反应,全部生成Na2CO3。
答案:(1)能 用一半NaOH溶液生成NaHCO3,另一半NaOH和NaHCO3 1∶1反应正好生成Na2CO3
(2)饱和NaHCO3溶液 除去CO2气体中的HCl气体
(3)不对 多余的CO2不除去会有NaHCO3生成
6.化学兴趣小组的同学为测定某Na2CO3和NaCl的固体混合物样品中Na2CO3的质量分数进行了以下实验,请你参与并完成对有关问题的解答。
(1)甲同学用如图所示装置测定CO2的质量,实验时稀硫酸是与样品中的________(填“Na2CO3”或“NaCl”)发生反应。仪器a的名称是________。洗气瓶b中盛装的是浓硫酸,此浓硫酸的作用是__________________。
(2)乙同学实验过程如下:
①操作Ⅰ涉及的实验名称有________、洗涤;操作Ⅱ涉及的实验名称有干燥、__________。
②乙测得的样品中Na2CO3质量分数的计算式为 __________________。
【解析】(1)甲同学用图示装置测定CO2的质量。实验时稀硫酸是与样品中的Na2CO3发生反应。仪器a的名称是分液漏斗。洗气瓶b中盛装的是浓硫酸,此浓硫酸的作用是除去CO2中的水蒸气。
(2)由实验流程可知,Na2CO3和NaCl的固体混合物制成溶液,加足量氢氧化钡时生成沉淀A为碳酸钡,操作Ⅰ为过滤,分离出沉淀,操作Ⅱ
为干燥、称量,则碳酸钡的质量为y g,①由上述分析可知,操作Ⅰ涉及的实验名称有过滤、洗涤;操作Ⅱ涉及的实验名称有干燥、称量;
②由碳酸根离子守恒可知,样品中Na2CO3质量分数为×100%=×100%。
答案:(1)Na2CO3 分液漏斗 除去CO2中的水蒸气
(2)①过滤 称量 ②×100%
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