2020_2021学年高中化学专题2从海水中获得的化学物质2_2钠的重要化合物课时作业含解析苏教版必修1

2020_2021学年高中化学专题2从海水中获得的化学物质2_2钠的重要化合物课时作业含解析苏教版必修1

课时作业15　钠的重要化合物 时间：45分钟　　满分：100分 一、选择题(每小题4分，共44分)‎ ‎1．(双选)有关钠的化合物的叙述正确的是(　AC　)‎ A．饱和碳酸钠溶液里通入二氧化碳会出现浑浊 B．NaOH、Na2CO3、NaHCO3均呈碱性，所以可以共存 C．在CaCl2溶液中滴入少量NaHCO3溶液无沉淀生成，再滴少量NaOH溶液出现沉淀 D．36.0 g水投入6.2 g Na2O所得溶液的溶质质量分数为14.7%‎ 解析：A项正确，因NaHCO3的溶解度小于Na2CO3，所以在饱和Na2CO3溶液里通入CO2发生反应：Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3，因生成溶解度更小的小苏打而出现浑浊；B项不正确，NaOH不与NaHCO3共存，它们反应生成Na2CO3，本选项中只有Na2CO3与NaHCO3或Na2CO3与NaOH共存；C项正确，CaCl2溶液中加入少量NaHCO3溶液，溶液中的较多离子为Ca＋、HCO、Na＋、Cl－，相当于有NaCl和Ca(HCO3)2可溶盐，但加入NaOH溶液后，发生反应：HCO＋OH－===CO＋H2O，生成的CO与Ca2＋立即反应产生碳酸钙沉淀；D项不正确，Na2O与水反应生成NaOH，其质量为8.0 g，溶质质量分数为：‎ w(NaOH)＝×100%≈19%。‎ ‎2．下列关于碳酸钠和碳酸氢钠的说法中，正确的是(　B　)‎ A．二者在水中的溶解度：Na2CO3NaHCO3‎ C．向等浓度的二者的溶液中滴加相同浓度的盐酸，开始反应时放出气泡的速率不同，Na2CO3大于NaHCO3‎ D．二者在一定的条件下不能相互转化 解析：同温下，碳酸氢钠在水中的溶解度小于碳酸钠在水中的溶解度，故A错误；碳酸钠和碳酸氢钠溶液都显碱性，相同浓度的两溶液，碳酸钠溶液的碱性更强，故B正确；向碳酸钠溶液中滴加盐酸时，碳酸钠和盐酸反应先生成碳酸氢钠，碳酸氢钠再和盐酸反应生成二氧化碳，所以向等浓度的碳酸钠和碳酸氢钠的溶液中滴加相同浓度的盐酸，开始反应时放出气泡的速率不同，Na2CO3小于NaHCO3，故C错误；碳酸钠和碳酸氢钠在一定条件下能相互转化，如Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3、NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O，故D错误。‎ ‎3．下列物质鉴别的方法正确的是(　A　)‎ ‎①用BaCl2溶液鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液　②用观察法鉴别Na2O和Na2O2　③‎ 11‎ 用MgCl2溶液鉴别Na2CO3和NaOH溶液　④用稀盐酸鉴别相同浓度相同体积的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液 A．仅①②④ 　　　　　　　 B．仅①②‎ C．仅②③ 　　　　　　　 D．①②③④‎ 解析：①Na2CO3溶液与BaCl2溶液反应生成BaCO3沉淀，而NaHCO3溶液与BaCl2溶液不反应；②Na2O为白色固体，Na2O2为淡黄色固体，可以用观察法鉴别；③Na2CO3溶液和NaOH溶液都能与MgCl2溶液反应产生白色沉淀，故不能用MgCl2溶液鉴别；④可以根据稀盐酸与相同浓度相同体积的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液反应产生CO2的快慢鉴别两溶液。‎ ‎4．下列实验方案中，能测定Na2CO3和NaHCO3混合物中NaHCO3质量分数的是(　B　)‎ ‎①取a g混合物充分加热，减轻b g ‎②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 ‎③取a g混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体先用浓硫酸干燥再用碱石灰吸收，碱石灰增重b g ‎④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 A．只有①②④ 　　　　　　　 B．①②③④‎ C．只有①③④ 　　　　　　　 D．只有①②③‎ 解析：发生反应：2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，固体减轻的质量为H2O和CO2的质量，由此可求得NaHCO3的质量，进而求得NaHCO3的质量分数，①正确；b g固体为NaCl，设Na2CO3和NaHCO3分别为x mol、y mol，根据Na原子守恒可得：58.5 g/mol×(2x mol＋y mol)＝b g,106 g/mol×x mol＋84 g/mol×y mol＝a g，可解得x、y，进而求得NaHCO3的质量分数，②正确；由题意知：碱石灰增重b g是CO2的质量，设Na2CO3和NaHCO3分别为x mol、y mol，可得：106 g/mol×x mol＋84 g/mol×y mol＝a g，根据C元素守恒可得：44 g/mol×(x mol＋y mol)＝b g，可解得x、y，进而求得NaHCO3的质量分数，③正确；由题意知：C元素全部转化为BaCO3，且BaCO3为b g，设Na2CO3和NaHCO3分别为x mol、y mol，可得：106 g/mol×x mol＋84 g/mol×y mol＝a g，根据C元素守恒可得：197 g/mol×(x mol＋y mol)＝b g，可解得x、y，进而求得NaHCO3的质量分数，④正确。‎ ‎5．下列有关叙述正确的是(　C　)‎ A．2.3 g钠与97.7 g水反应后，溶液中溶质的质量分数为4%‎ B．将过量Na2O2粉末加入紫色石蕊试液中并振荡，溶液变为蓝色，且有气泡产生 C．向金属钠与水反应后的溶液中通入适量氯气后，溶液中含有两种溶质 D．Na2O2粉末在空气中长期放置不会变质 解析：2.3 g钠与过量的水反应生成4.0 g NaOH，放出0.1 g H2，溶液的质量为99.9 g，所以溶液中NaOH的质量分数大于4%，A项错误；将过量Na2O2‎ 11‎ 粉末加入紫色石蕊试液中，溶液先变蓝后褪色，且有气泡产生，B项错误；Na与水反应得到NaOH溶液，再通入适量Cl2后，得到NaCl和NaClO的混合溶液，C项正确；Na2O2在空气中会与水蒸气及二氧化碳发生反应，故Na2O2在空气中长期放置会变质，D项错误。‎ ‎6．(双选)下列说法中正确的是(　AB　)‎ A．热的纯碱溶液可以去除物品表面的油污 B．在医疗上，小苏打是治疗胃酸过多的一种药剂 C．“侯氏制碱法”中的碱指的是烧碱 D．Na2CO3溶液的pH比NaHCO3溶液的pH大 解析：“侯氏制碱法”中的碱指的是纯碱，C项错误；必须在两种溶液的物质的量浓度相同时，才能比较Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的pH大小，否则无法比较，D项错误。‎ ‎7．如图所示装置，试管b中盛有滴了少量酚酞的水，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a中的Na2O2抖落到试管b的水中，将观察到的现象是(　C　)‎ A．U形管内红水褪色 B．试管b内溶液最后变红 C．气球a变大 D．U形管两边水位不变 解析：由于发生反应2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，产生O2使气球膨胀，该反应放出大量热量，使集气瓶中空气受热膨胀而出现U形管中水位d高于c，C正确、D错误；U形管内红水不褪色，故A错误；过氧化钠具有强氧化性，试管b内溶液最后不变红，故B错误。‎ ‎8．向某Na2CO3溶液中逐滴滴加1 mol·L－1的盐酸，测得溶液中Cl－、HCO的物质的量随加入盐酸体积的关系如图所示，其中n2n1＝32，则下列说法中正确的是(　C　)‎ 11‎ A．Oa段反应的离子方程式与ab段反应的离子方程式相同 B．该Na2CO3溶液中含有1 mol Na2CO3‎ C．b点的数值为0.6‎ D．b点时生成CO2的物质的量为0.3 mol 解析：Oa段反应的离子方程式为CO＋H＋===HCO，ab段反应的离子方程式为HCO＋H＋===CO2↑＋H2O，HCO的物质的量最多为0.5 mol，说明原溶液中Na2CO3的物质的量为0.5 mol，a点时消耗的HCl的物质的量为0.5 mol。假设ab段加入了m mol HCl，由题意可知，＝，解得m＝0.1，由化学方程式可知b点时共消耗HCl 0.6 mol，其体积为0.6 L，生成CO2为0.1 mol。‎ ‎9．将16.4 g NaOH和NaHCO3的固体混合物投入150 mL 2.0 mol·L－1的盐酸中恰好完全反应，不再产生气泡，则所得溶液中溶质的物质的量为(　C　)‎ A．2.0 mol 　　　　　　　 B．0.41 mol C．0.3 mol 　　　　　　　 D．无法计算 解析：NaOH、NaHCO3分别与盐酸反应：NaOH＋HCl===NaCl＋H2O、NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑，由上述反应和题意可知，溶液中的溶质为NaCl，则n(NaCl)＝n(HCl)＝0.15 L×2.0 mol·L－1＝0.3 mol。‎ ‎10．下列物质均为a g，将它们在氧气中完全燃烧的产物全部通入到足量的过氧化钠的固体中，则过氧化钠固体增重为a g的是(　C　)‎ ‎①CO　②H2　③CH4　④HCHO　⑤CH3COOH ‎⑥HCOOH A．①②⑥ 　　　　　　　 B．③④⑤‎ C．①②④⑤ 　　　　　　　 D．②③⑤‎ 解析：由化学方程式2H2＋O22H2O,2Na2O2＋2H2O === 4NaOH＋O2↑；2CO＋O2CO2,2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，可知过氧化钠增加的质量即为H2‎ 11‎ ‎、CO的质量，因此只要是CO或H2或CO和H2或化学组成符合(CO)m·(H2)n，则过氧化钠固体增加的质量等于原物质的质量。HCHO可以改写成CO·H2，CH3COOH可以改写成(CO)2·(H2)2，①、②、④、⑤符合，故选C。‎ ‎11．某干燥粉末可能由Na2O、Na2O2、Na2CO3、NaHCO3、NaCl中的一种或几种组成。将该粉末与足量的盐酸反应有气体X逸出，X通过足量的NaOH溶液后体积缩小(同温、同压下测定)有剩余气体。若将原来混合粉末在空气中用酒精灯加热，也有气体放出，且剩余固体的质量大于原混合粉末的质量。下列判断正确的是(　D　)‎ ‎①粉末中一定有Na2O、Na2O2、NaHCO3‎ ‎②粉末中一定不含有Na2CO3和NaCl ‎③粉末中一定不含有Na2O和NaCl ‎④无法肯定粉末中是否含有Na2CO3和NaCl A．①② 　　　　　　　 B．②③‎ C．③④ 　　　　　　　 D．①④‎ 解析：与盐酸反应产生气体的物质可能为Na2O2(产生O2)、NaHCO3和Na2CO3(产生CO2)，气体X通过NaOH溶液后体积缩小有剩余气体，说明X由O2和CO2组成，原粉末中一定有Na2O2、Na2CO3和NaHCO3中至少一种。将原粉末加热，有气体放出，说明混合物中一定有NaHCO3，但NaHCO3受热分解会使固体粉末质量减少，而实际上剩余固体的质量却增加了，原因只能是发生了反应：2Na2O＋O22Na2O2。综上分析，混合物中一定有Na2O、Na2O2、NaHCO3，无法确定混合物中是否有Na2CO3和NaCl。‎ 二、非选择题(共56分)‎ ‎12．(10分)某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体，用不同的方法做了以下实验，如图Ⅰ～Ⅳ所示。‎ 11‎ ‎(1)只根据图Ⅰ、Ⅱ所示实验，能够达到实验目的的是(填装置序号)Ⅱ；‎ ‎(2)图Ⅲ、Ⅳ所示实验均能鉴别这两种物质，其反应的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O；‎ 与实验Ⅲ相比，实验Ⅳ的优点是(填选项序号)D；‎ A．Ⅳ比Ⅲ复杂 B．Ⅳ比Ⅲ安全 C．Ⅳ比Ⅲ操作简便 D．Ⅳ可以做到一套装置同时进行两个对比实验，而Ⅲ不能 ‎(3)若用实验装置Ⅳ验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性，则试管B中装入的固体最好是NaHCO3；‎ ‎(4)将碳酸氢钠溶液与澄清石灰水混合并充分反应，‎ ‎①当石灰水过量时，其化学方程式是 NaHCO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋NaOH＋H2O；‎ ‎②当碳酸氢钠与氢氧化钙物质的量之比为21时，所得溶液中溶质的化学式为Na2CO3，请设计实验检验所得溶液中溶质的阴离子取少量上层清液于试管中，加入适量氯化钙溶液，振荡，若有白色沉淀生成，则证明溶液中含有CO。‎ 解析：(1)Na2CO3和NaHCO3均能与盐酸反应生成使澄清石灰水变浑浊的CO2，故实验Ⅰ不能鉴别Na2CO3和NaHCO3。但等质量的NaHCO3比Na2CO3与盐酸反应快，且产生的CO2多，故从实验Ⅱ中气球鼓胀的速度和程度就能鉴别Na2CO3和NaHCO3。‎ ‎(2)NaHCO3受热分解：2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，Na2CO3受热不分解。与实验Ⅲ 11‎ 相比，实验Ⅳ的优点是一套装置可以同时进行两个对比实验。‎ ‎(3)从实验Ⅳ可以看出，A中温度高，B中温度低，若A中装Na2CO3，B中装NaHCO3，在这种情况下，与B相连试管中的澄清石灰水变浑浊，而与A相连试管中的澄清石灰水不变浑浊，更能说明NaHCO3比Na2CO3易分解。‎ ‎(4)碳酸氢钠与氢氧化钙反应时，反应物的量不同，生成物不同，若澄清石灰水过量，反应为Ca(OH)2＋NaHCO3===CaCO3↓＋NaOH＋H2O。当碳酸氢钠与氢氧化钙物质的量之比为21时，反应为2NaHCO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，所得溶液中溶质为Na2CO3。检验所得溶液中溶质的阴离子的方法：取少量上层清液于试管中，加入适量氯化钙溶液，振荡，若有白色沉淀生成，则可证明溶液中含有CO。‎ ‎13．(10分)现有一定量含有Na2O杂质的Na2O2试样，用如图所示的实验装置测定Na2O2试样的纯度。(可供选用的反应物只有CaCO3固体、6 mol·L－1硫酸、6 mol·L－1盐酸和蒸馏水)‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)装置A中发生反应的化学方程式是CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O。‎ ‎(2)装置B的作用是除去CO2中的HCl，装置C的作用是干燥气体。‎ ‎(3)装置D中发生反应的化学方程式是2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2、Na2O＋CO2===Na2CO3。‎ ‎(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)，则Na2O2试样的纯度为78%。‎ 解析：(1)装置A用于制取二氧化碳。碳酸钙和硫酸反应时，生成的硫酸钙微溶于水，会覆盖在碳酸钙表面，使反应不能持续进行，所以选用盐酸而不用硫酸，反应的化学方程式为CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O。(2)碳酸钙和盐酸反应生成的二氧化碳气体中含有氯化氢气体，可以用饱和碳酸氢钠溶液除去，所以装置B的作用是除去CO2中的HCl；C中浓硫酸的作用是干燥CO2气体。(3)装置D含有过氧化钠和氧化钠，过氧化钠、氧化钠和二氧化碳反应的化学方程式分别为2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，Na2O＋CO2===Na2CO3。(4)反应结束后测得气体体积为224 mL(标准状况)，即生成的氧气的物质的量为0.01 mol，根据反应2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2可知过氧化钠的物质的量为0.02 mol，则过氧化钠的纯度为×100%＝78%。‎ 11‎ ‎14．(10分)已知A、B、C、D、E、F、G、H、I九种物质，其中A、B、D、E焰色反应均为紫色(透过蓝色钴玻璃)，G、F是单质，其余均为化合物，H是一种淡黄色固体，它们的转化关系如图所示。请回答：‎ ‎(1)画出G离子结构示意图；‎ ‎(2)写出B、I的化学式BKClO3，IHCl；‎ ‎(3)写出H的一种用途可用在呼吸面具中和潜水艇里作为氧气的来源(或可用来漂白织物等)；‎ ‎(4)写出A受热分解的化学方程式2KHCO3K2CO3＋H2O＋CO2↑；‎ ‎(5)若H与C反应固体增重4.2 g，则参加反应的C气体在标准状况下的体积为3.36 L。‎ 解析：由A、B、D、E的焰色反应可知四种物质均为钾盐；物质B在MnO2催化作用下分解生成E盐和F气体单质，推知B为KClO3，则E为KCl，I为HCl，F为O2；据H的颜色结合转化关系可知H为Na2O2，则G为Na，C为CO2；物质A受热分解可生成H2O、CO2和物质D，结合D盐＋盐酸―→CO2可知A为KHCO3，D为K2CO3；然后依次解答即可。‎ ‎15．(14分)过氧化钠是一种淡黄色固体，它能与二氧化碳反应生成氧气，在潜水艇中用作制氧剂，供人类呼吸之用。它与二氧化碳反应的化学方程式为：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2。某学生为了验证这一实验，以足量的大理石、足量的盐酸和1.95 g过氧化钠样品为原料，制取O2，设计出如下实验装置：‎ 11‎ ‎(1)A是制取大量CO2的装置，应从下列图①、②、③中选择，应选图②。‎ ‎ ‎ B装置的作用是除去HCl气体，C装置内可能出现的现象是白色固体变蓝色。为了检验E中收集到的气体，在取出集气瓶后，用带火星的木条伸入集气瓶内，木条会出现复燃现象。‎ ‎(2)若E中的石灰水出现轻微白色浑浊，请说明原因：CO2与过氧化钠反应不充分，部分CO2与Ca(OH)2反应生成碳酸钙沉淀。‎ ‎(3)当D中的1.95 g过氧化钠样品接近反应完毕时，你预测E装置内有何现象？E装置中明显有大量白色沉淀生成。‎ ‎(4)反应完毕时，若测得E中的集气瓶收集到的气体为250 mL，在装置的气密性良好的情况下，实际收集到的氧气体积比理论计算值小(填“大”或“小”)，相差约30 mL(取整数值，所用数据均在标准状况下测定)，这可能是由于Na2O2样品中含有不与CO2反应的杂质(或其他合理答案)(写一种即可)。‎ ‎(5)你认为上述A～E的实验装置中，E是否合理？E应改为下图中的哪一项：乙(用“甲”“乙”“丙”或“丁”回答)。‎ 解析：(1)制取CO2反应的药品是固体和液体，且不需加热，所以排除①；③中只能制取少量二氧化碳而不能制取大量二氧化碳，所以排除③，故选②‎ 11‎ ‎。盐酸具有挥发性，制取的二氧化碳中含有氯化氢气体、水蒸气，氯化氢和碳酸氢钠能反应生成二氧化碳，二氧化碳和碳酸氢钠不反应，所以B装置的作用是除去HCl气体。水蒸气能使无水硫酸铜变蓝色，所以C装置内可能出现的现象是白色固体变蓝色。过氧化钠和二氧化碳反应生成氧气，氧气能使带火星的木条复燃。(2)二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，若E中石灰水出现轻微白色浑浊，说明少量二氧化碳与石灰水发生了反应。(3)过氧化钠样品接近反应完毕时，二氧化碳大量通入饱和石灰水中，E中有大量白色沉淀生成。(4)设标准状况下，1.95 g过氧化钠完全反应生成氧气的体积为V。‎ ‎2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2‎ ‎2 mol 22.4 L V V＝0.28 L＝280 mL>250 mL，所以实际收集到的氧气体积比理论计算值小，280 mL－250 mL＝30 mL；原因是Na2O2可能含有杂质；D装置可能有氧气未被排出。(5)E装置集气瓶中收集到的O2可能混有大量CO2，所以不合理，需要改进；可先用NaOH溶液除去CO2，再收集O2，乙的试管中进气管较长，二氧化碳能充分和NaOH溶液反应，丙的试管中进气管较短，导致二氧化碳和NaOH溶液反应不充分，且随着气体的进入，试管中的液体被排到水槽中，故选乙。‎ ‎16．(12分)向100 mL NaOH溶液中通入CO2充分反应后，将溶液减压低温蒸干，得到白色固体M。已知通入CO2的体积(标准状况下)与得到M的质量w的关系如图所示。请回答下列问题：‎ ‎(1)b点时M的组成成分为Na2CO3和NaHCO3(填化学式)。‎ ‎(2)若要使b点生成的盐的质量变为8.4 g，则应继续向溶液中通入CO20.448 L(标准状况下)。‎ ‎(3)若向生成的7.16 g盐的溶液中加入一定量的某物质，充分反应后，减压低温蒸发得到纯净的碳酸钠固体(无结晶水)8.4 g。‎ ‎①若只加入0.03 mol某物质，则加入的物质可以是Na2O或Na2O2；‎ ‎②若只加入0.06 mol某物质，则加入的物质可以是Na、NaOH或NaH。‎ 解析：(1)由图象知，开始时氢氧化钠为4.0 g，物质的量为0.1 mol，若全部生成碳酸钠，则w为5.3 g；若全部生成碳酸氢钠，则w为8.4 g，b点对应固体的质量为7.16 g，介于5.3 g和8.4 g之间，故b点对应的固体为碳酸钠和碳酸氢钠的混合物。(2)设b点对应的固体中碳酸钠、碳酸氢钠的物质的量分别为x mol、y mol，则有106 g·mol－1×x mol＋84 g·mol－1×y mol＝7.16 g,2x mol＋y mol＝0.1 mol，解得x＝0.02，y＝0.06。由Na2CO3‎ 11‎ ‎＋H2O＋CO2===2NaHCO3，得n(CO2)＝0.02 mol，在标准状况下的体积为0.448 L。(3)8.4 g Na2CO3的物质的量为0.08 mol，依题意，0.06 mol NaHCO3→0.06 mol Na2CO3，则发生的反应为NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O，n(NaOH)＝0.06 mol，溶于水能产生氢氧化钠且不引入新的杂质的物质有钠、过氧化钠、氧化钠、氢化钠(NaH＋H2O===NaOH＋H2↑)。①根据以上分析可知，若只加入0.03 mol某物质，则加入的物质可以是Na2O或Na2O2；②若只加入0.06 mol某物质，则加入的物质可以是Na、NaOH或NaH。‎ 11‎