【最新】初升高高中化学衔接教材讲义专题12 钠的氧化物（练习）

专题12 钠的氧化物

1．为确定碳酸钠和碳酸氢钠混合样品中碳酸钠的质量分数，可通过加热分解得到的 CO2 质量进行 计算，某同学设计的实验装置示意图如下：

请回答：

（1）仪器 C 的名称是__________；

（2）装置 B 中冰水的作用是__________；

（3）该同学设计的实验装置存在缺陷，有关该实验装置及实验 过程中，下列因素可能使碳酸钠的质量分数偏高的是__________。

A．样品分解不完全

B．装置 B、C 之间缺少 CO2 的干燥装置

C．产生 CO2 气体的速率太快，没有被碱石灰完全吸收

D．反应完全后停止加热，通入过量的空气

【答案】  U 型干燥管  冷凝水蒸气  AC

【解析】按照图示连接好装置后，利用气体赶净装置中的空气，X为氮气，避免空气中二氧化碳影响测定结果，固体受热分解生成的二氧化碳和水蒸气进入装置B，利用冰水混合物冷却生成的水蒸气，进入装置C中的碱石灰吸收生成的二氧化碳，最后干燥管中为碱石灰是防止空气中的二氧化碳、水蒸气进入装置C影响测定结果。则

（1）仪器C的名称是U型干燥管；（2）装置B利用冰水混合物冷却生成的水蒸气，防止水蒸气进入装置C造成误差；（3）A．样品分解不完全，测定二氧化碳质量减小，碳酸氢钠质量减小，则碳酸钠质量增大，导致碳酸钠的质量分数偏高，A正确；B．装置B、C之间缺少CO2的干燥装置，水蒸气进入装置C导致测定二氧化碳质量增大，碳酸氢钠质量增大，碳酸钠质量减小，导致碳酸钠的质量分数偏低，B错误；C．产生CO2气体的速率太快，没有被碱石灰完全吸收，测定二氧化碳质量减小，碳酸氢钠质量减小，碳酸钠质量增大导致碳酸钠的质量分数偏高，C正确；D．反应完全后停止加热，通入过量的空气，会导致空气中二氧化碳也被装置C吸收，测定碳酸氢钠质量增大，碳酸钠质量减小，导致碳酸钠的质量分数偏低，D错误；答案选AC。

点睛：本题考查了实验探究混合物成分的含量测定，注意实验过程中产生的误差原因分析判断，掌握实验基本操作和方法是解题关键。本题的缺陷为，冰水不能使水蒸气完全冷凝，碱石灰的增重不能保证全部是二氧化碳。

2．I.某学习小组做Na2O2与H2O反应的实验，发现一些有趣的现象：

①取适量Na2O2固体用脱脂棉包好放在石棉网上，然后向脱脂棉上滴加3-4滴水，结果脱脂棉剧烈燃烧。

②取适量Na2O2固体置于试管中，加水使其充分反应至不再产生气体为止，滴入几滴酚酞试液，溶液先变红后褪色。回答有关问题。

（1）写出Na2O2的电子式_______________________。

（2）已知Na2O2可看作二元弱酸H2O2对应的盐，其第一步水解完全进行。写出其第一步水解的离子方程式为___________________________________。

（3）由①实验现象所得出的有关结论是：a.有氧气生成；b.___________________。

（4）Na2O2与H2O反应的离子方程式____________________________________。

II.为探究Na2O2与H2O反应的机理，他们在老师的指导下设计了下图所示装置。连接好装置，打开K1、K2，通过注射器注入适量蒸馏水，充分反应后用气球鼓气，Na2S溶液变浑浊，酸性KMnO4溶液褪色。分别取A、C中溶液滴入几滴酚酞，开始都变红，以后A中溶液很快褪色，C中溶液缓慢褪色。另取A、C中溶液分别加入少量二氧化锰，充分振荡，发现均反应剧烈、产生大量气泡，把带火星的木条伸入试管，木条复燃，向反应后的溶液中滴入几滴酚酞试液，溶液变红不褪色。

（5）A中冰盐和C中热水的作用分别是__________________，___________________。

（6）用化学方程式表示Na2S变浑浊的原因___________________________________。

（7）用离子方程式表示KMnO4溶液褪色的原因（MnO4－在酸性条件下被还原成Mn2+）_________________。

（8）Na2O2与H2O反应的机理是(用化学方程式表示)第一步_____________，第二步_______________。

（9）若向Na2O2中滴加适量的稀盐酸，也能产生同样的气体，请写出该反应的化学方程式_______________。

【答案】    Na2O2＋H2O＝2Na＋＋HO2－＋OH－  反应放热  2Na2O2＋2H2O＝4Na++4OH－＋O2↑  防止生成的H2O2分解  使H2O2分解  Na2S+H2O2＝S↓+2NaOH  2MnO4－＋5H2O2＋6H＋＝2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O  Na2O2＋2H2O＝2NaOH＋H2O2  2H2O2＝2H2O＋O2↑  2Na2O2＋4HCl＝4NaCl＋2H2O＋O2↑

【解析】I.（1）过氧化钠是离子化合物，电子式为。（2）已知Na2O2可看作二元弱酸H2O2对应的盐，其第一步水解完全进行，则其第一步水解的离子方程式为Na2O2＋H2O＝2Na＋＋HO2－＋OH－。（3）脱脂棉剧烈燃烧，说明反应中除了有氧气生成以外，反应还放热；（4）Na2O2与H2O反应生成氢氧化钠和氧气，反应的离子方程式为2Na2O2＋2H2O＝4Na++4OH－＋O2↑。

II.充分反应后用气球鼓气，Na2S溶液变浑浊，说明有氧气生成，氧气氧化硫化钠生成单质硫变浑浊；酸性KMnO4溶液褪色，说明还有过氧化氢生成，高锰酸钾氧化过氧化氢而褪色。分别取A、C中溶液滴入几滴酚酞，开始都变红，说明有氢氧化钠生成，以后A中溶液很快褪色，C中溶液缓慢褪色。另取A、C中溶液分别加入少量二氧化锰，充分振荡，发现均反应剧烈、产生大量气泡，把带火星的木条伸入试管，木条复燃，进一步说明反应中还有过氧化氢生成，在催化剂的作用下分解生成水和氧气。

（5）双氧水不稳定，温度过高容易分解，则A中用冰盐冷浴，目的是防止温度过高时H2O2分解；C中用热水浴可使H2O2分解；（6）根据以上分析可知Na2S变浑浊的原因是Na2S+H2O2＝S↓+2NaOH。（7）酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，H2O2使KMnO4溶液褪色，体现了双氧水的还原性，反应的离子方程式为2MnO4－＋5H2O2＋6H＋＝2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O。（8）根据以上分析可知，过氧化钠与水反应的机理为：Na2O2与H2O反应生成H2O2，H2O2遇热分解生成氧气，反应方程式分别为Na2O2＋2H2O＝2NaOH＋H2O2、2H2O22H2O＋O2↑。（9）Na2O2中滴加适量的盐酸，也能产生使带火星的木条复燃的气体，且最后溶液呈中性，过氧化钠和盐酸反应生成氯化钠、氧气和水，反应的化学方程式为2Na2O2＋4HCl＝4NaCl＋2H2O＋O2↑。

3．钾、钙、钠、铁等活泼金属可以与水等反应，对其中可能的反应进行探究。为实现金属钠在隔绝空气条件下与水反应并收集生成的气体，某研究性学习小组设计了如图发生装置。

(1) Y液体可以选用__________ (填序号)。

A.苯         B.饱和的食盐水        C.四氯化碳

(2)实验前检验该装置气密性的方法是_______________。

(3)钾、钙、钠、镁等活泼金属都能在CO2气体中燃烧。他们对钠在CO2气体中燃烧后的产物中的白色物质进行了如下探究:

[实验] 将燃烧的钠迅速伸人盛满CO2的集气瓶中，钠在其中继续燃烧，反应后冷却，瓶底附者黑色颗粒，瓶壁上粘附着白色物质。

[提出假设]

假设1：白色物质是Na2O

假设2：白色物质是Na2CO3

假设3：白色物质是__________

[设计实验方案·验证假设] 该小组对燃烧后的白色产物进行如下探究:

[思考与交流]

①钠在二氧化碳中燃烧的化学方程式为__________________。甲同学认为方案1得到的结论不正确，其理由是____________。

②丙同学认为白色物质有可能是氢氧化钠，你是否同意丙同学的观点，简述理由:__________

(4) 镁任空气中可以与CO2、O2、N2反应。也可以与NOx发生类似反应，氮化镁(Mg3N2) 是一种新型无机材料，纯净的氮化镁是淡黄色固体，热稳定性较好。氮化镁极易与水反应，该反应属于非氧化还原反应，产物是一种碱和一种气体。实验室探究金属Mg在NOx中的燃烧产物。同答下列问题:

①推测金属Mg在NOx中的燃烧产物为MgO、N2和Mg3N2,则反应的化学方程式为________。

②设计如图所示装置完成反应且验证产物中有N2 (夹持装置已略去，部分装置可重复使用)。

选择图中的装置，按气流方向将其连接，用接口字母表示的顺序为________。装置A中仪器名称为________，反应的化学方程式为__________。验证产物中有N2生成的现象为____________。

③检验Mg与NOx反应产物中是否存在Mg3N2的操作、现象和结论为__________。

【答案】  A  关闭止水夹，往长颈漏斗里加水，若长颈漏斗的液面高于试管中的液面，并长时间保持该高度差不变，表明装置不漏气  Na2O和Na2CO3  4Na+3CO22Na2CO3+C  Na2CO3溶液显碱性，也会使酚酞变红  不同意，丙同学的推断白色物质若是氢氧化钠，需要反应物含有氢元素，实验是钠在二氧化碳中的反应产物，反应体系中无氢元素存在   2xMg+2NO x 2xMgO+N2，3Mg+N2Mg3N2  abcdebcghf  分液漏斗、平底烧瓶  Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O  装置D中气体体积增大，水从广口瓶流入烧杯中  取装置C中少量固体产物加入水中，若产生具有无色刺激性气味(或能使湿润的红色石蕊试纸变蓝)的气体，则证明产物存在Mg3N2，否则不存在

【解析】（1）所加试剂密度比水要小，且与水互不相溶，四氯化碳密度大于水，饱和的食盐水为无机物的水溶液，只有苯符合题意，正确选项A。

(2)装置形成密闭体系，通过压强差进行检验，正确答案：关闭止水夹，往长颈漏斗里加水，若长颈漏斗的液面高于试管中的液面，并长时间保持该高度差不变，表明装置不漏气

(3) 白色物质只能是Na2O，白色物质只能是Na2CO3，白色物质可能是Na2O和Na2CO3的混合物；正确答案：Na2O和Na2CO3。

①钠在二氧化碳中燃烧生成碳酸钠和碳，化学方程式为4Na+3CO22Na2CO3+C ；正确选项 4Na+3CO22Na2CO3+C。反应生成的Na2CO3溶液水解显碱性，也会使酚酞变红，原白色固体不一定为氧化钠， 正确答案：Na2CO3溶液显碱性，也会使酚酞变红。

②该反应是在二氧化碳的环境中进行的，没有出现含有氢元素的物质，不同意丙同学的观点，正确答案：不同意，丙同学的推断白色物质若是氢氧化钠，需要反应物含有氢元素，实验是钠在二氧化碳中的反应产物，反应体系中无氢元素存在。

(4) ①推测金属Mg在NOx中的燃烧产物为MgO、N2和Mg3N2,根据氧化还原反应规律，反应的化学方程式为2xMg+2NO x 2xMgO+N2，3Mg+N2Mg3N2 ；正确答案：2xMg+2NO x 2xMgO+N2，3Mg+N2Mg3N2。

②浓硝酸与铜反应产生二氧化氮气体，通过氯化钙进行气体干燥，然后纯净的二氧化氮气体与镁加热反应，由于反应生成的氮化镁易与水反应，还需要连接B装置进行防水处理，最后多余的二氧化氮气体进入E装置内被碱液吸收，剩余的氮气利用排水法进行收集，所以各装置的连接顺序为abcdebcghf；装置A中仪器名称为分液漏斗、平底烧瓶；该装置内铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，反应的化学方程式为Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O；镁与二氧化氮气体加热反应，生成氮化镁和氮气，验证产物中有N2生成的现象为：装置D中气体体积增大，水从广口瓶流入烧杯中；正确答案：abcdebcghf；分液漏斗、平底烧瓶；Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O；装置D中气体体积增大，水从广口瓶流入烧杯中。

③根据题给信息可知纯净的氮化镁是淡黄色固体，热稳定性较好。氮化镁极易与水反应，该反应属于非氧化还原反应，产物是一种碱和一种气体；所以只要证明出反应产生的气体中含有氨气即可，正确答案：取装置C中少量固体产物加入水中，若产生具有无色刺激性气味(或能使湿润的红色石蕊试纸变蓝)的气体，则证明产物存在Mg3N2，否则不存在。

4．某小组探究Na2CO3和NaHCO3的性质，实验步骤及记录如下：

Ⅰ.分别向盛有0.5 g Na2CO3固体、0.5 g NaHCO3固体的烧杯中加入10 mL水(20 ℃)，搅拌，测量温度为T1；

Ⅱ.静置恒温后测量温度为T2；

Ⅲ.分别加入10 mL 密度约为1.1 g·mL－120%的盐酸(20 ℃)，搅拌，测量温度T3。

得到下表1的数据：

回答下列问题：

（1）Na2CO3溶于水显碱性，其原因是______________________(用离子方程式表示)。

（2）根据试题后的附表判断：步骤Ⅰ中Na2CO3、NaHCO3固体分别是全部溶解还是部分溶解____________________________________。

（3）分析表1的数据得出：Na2CO3固体溶于水________，NaHCO3固体溶于水________(填“放热”或“吸热”)。

（4）甲同学分析上述数据得出：Na2CO3和NaHCO3与盐酸反应都是放热反应。

乙同学认为应该增加一个实验，并补做如下实验：向盛有10  mL水(20 ℃)的烧杯中加入10 mL________，搅拌，测量温度为22.2 ℃。

（5）结合上述探究，下列说法正确的是________。

A．NaHCO3与盐酸的反应是吸热反应

B．不能用稀盐酸鉴别Na2CO3和NaHCO3固体

C．Na2CO3、NaHCO3固体与稀盐酸反应的能量变化还与物质的溶解等因素有关

（6）丙同学为测定一份NaHCO3和Na2CO3混合固体中NaHCO3的纯度，称取m1g混合物，加热至质量不变时，称其质量为m2g，则原混合物中NaHCO3的质量分数为________(用代数式表示)。

附表：溶解度表

.

【答案】  CO＋H2OHCO＋OH－  Na2CO3和NaHCO3固体都是全部溶解  放热  吸热  密度约为1.1 g·mL－120%的盐酸(20 ℃)  AC  ×100%

【解析】（1）碳酸钠为强碱弱酸盐，钠离子不水解、碳酸根离子水解导致溶液呈碱性，以第一步水解为主，水解离子方程式为：CO32-+H2O⇌HCO3-+OH-，故答案为：CO32-+H2O⇌HCO3-+OH-；

（2）10mL水（20℃）溶解Na2CO3固体质量为：， 10mL水（20℃）溶解NaHCO3固体质量为：，0.5gNa2CO3、NaHCO3固体都是全部溶解，故答案为：Na2CO3、NaHCO3固体都是全部溶解；

（3）分析表1的数据得出：T1/℃，Na2CO3固体溶于水温度从20℃升高到23.3℃，放热，NaHCO3固体溶于水温度从20℃升高到18.5℃，吸热，故答案为：放热；吸热；

（4）强酸溶于水放热，盐酸为强酸，所以需增加探究盐酸溶于水温度的变化，即10mL密度约为1.1g/mL20%的盐酸搅拌，测量温度为22.2℃，故答案为：密度约为1.1g/mL20%的盐酸；

（5）A．盐酸溶于水放热，测量温度为22.2℃，T1/℃，NaHCO3固体溶于水温度从20℃升高到18.5℃，吸热，两者反应恒温后测量温度T3为20.8℃低于22.2℃，所以NaHCO3与盐酸的反应是吸热反应，故A正确；B．用稀盐酸鉴别NaHCO3和Na2CO3溶液，反应较快的为NaHCO3，能鉴别，故B错误；C．从上述温度变化数值可判别Na2CO3、NaHCO3固体与稀盐酸反应的能量变化还与物质的溶解等因素有关，故C正确．故选AC；

（6）设样品中碳酸氢钠的质量为x．

2NaHCO3Na2CO3+H2O↑+CO2↑ 固体质量减少

168           106             168-106=62
x                               m1-m2
 

样品中碳酸氢钠的质量分数，故答案为：。

5．Na2O2具有强氧化性，H2具有还原性，某同学根据氧化还原反应的知识推测Na2O2与H2能发生反应。为了验证此推测结果，该同学设计并进行如图所示实验。

Ⅰ．实验探究

（1）图中A是制取氢气的装置，从图所示的仪器中选择一部分组装成一套能随开随停的装置，选择的仪器编号是_________。

（2）装置A中用粗锌和稀盐酸制取氢气，B装置中所盛放的试剂是_________，其作用是________。

（3）下面是实验过程中的重要操作，正确的顺序是_________(填入下列步骤的字母)。

A．加热至Na2O2逐渐熔化，反应一段时间         B．用小试管收集气体并检验其纯度

C．打开K1、K2 通入氢气                        D．停止加热，充分冷却，关闭K1、K2

（4）实验过程中观察到淡黄色的粉末慢慢变成白色固体，无水硫酸铜未变蓝色。由此可推出Na2O2与H2反应的化学方程式为___________________________________________________。

Ⅱ．数据处理

（5）实验结束后，该同学欲测定C 装置硬质玻璃管内白色固体中未反应完的Na2O2含量。其操作流程如下：

①测定过程中需要的仪器除固定、夹持仪器外，还有电子天平、烧杯、酒精灯、蒸发皿和_________,操作2的名称是_________。

②在转移溶液时,若溶液转移不完全，则测得的Na2O2质量分数_________(填“偏 大” “偏小”或“不变”)。

【答案】  acde  碱石灰  吸收氢气中的水和氯化氢  CBAD  Na2O2+H22NaOH  玻璃棒  蒸发结晶  偏小

【解析】（1）实验室可以用锌粒和稀硫酸(或稀盐酸)制取氢气，不需要加热，若从图示仪器中选择一部分组装成一套能随开随停的装置，则可以用e盛装锌粒、d盛装酸液、用a起固定作用、用c导气和开关，故选择的仪器编号是acde。

（2）装置A中用粗锌和稀盐酸制取氢气，则氢气中会混有水和氯化氢，因为Na2O2与水和氯化氢都能反应，可用碱石灰除去水和氯化氢，所以B装置中所盛放的试剂是碱石灰，其作用是吸收氢气中的水和氯化氢。

（3）实验开始应先通入氢气排出装置中的空气，以保证探究Na2O2与H2能否发生反应实验的准确性，确定氢气纯净后，加热Na2O2反应一段时间，停止加热充分冷却后再停止通入氢气，综上分析，正确的顺序是：CBAD。

（4）实验过程中观察到淡黄色的粉末慢慢变成白色固体，则氢气与Na2O2发生了反应；无水硫酸铜未变蓝色，则反应没有生成水，根据原子守恒，Na2O2与H2反应的化学方程式为：Na2O2+H22NaOH。

（5）①由题意结合流程，操作2是从溶液中得到氯化钠晶体，故操作2名称为：蒸发结晶；蒸发操作除用到酒精灯、蒸发皿外，还要用玻璃棒搅拌；②设样品中Na2O2质量为x g、NaOH质量为y g，则x+y=m1，生成NaCl的质量为58.5×()=m2，解得：x=39×()；在转移溶液时，若溶液转移不完全，则测得NaCl的质量(m2)偏小，根据上述Na2O2质量的表达式可得，测得的Na2O2的质量(x)会偏小，所以测得的Na2O2质量分数偏小。