高中鲁科版 (2019)第2节 研究物质性质的方法和程序课后练习题

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[基础过关练]
1．下列对研究物质性质的常用方法的理解中正确的是( )
A．研究物质性质的常用方法只有观察法、实验法、分类法、比较法
B．观察法只能通过视觉来进行课堂笔记
C．观察的目的是对现象进行分析、对比、综合，并得出结论
D．观察是用感官来研究物质的性质，无法借助仪器
C [研究物质性质的常用方法除了观察法、实验法、分类法、比较法外，还有其他的方法，A项错误；观察时可以通过视觉、触觉、听觉、嗅觉等来进行，不只是通过视觉来进行，B项错误；观察的目的是通过现象得出本质性结论，C项正确；观察可以借助仪器进行，从而提高观察的灵敏度，D项错误。]
2．(素养题)为适应太空环境，航天员都要穿航天服。航天服有一套生命保障系统，可以为航天员提供合适的温度、氧气和气压，使航天员在太空中如同在地面上一样。
下列物质在一定条件下均能产生氧气，其中最适合用于航天员(航天员呼吸所需的氧气主要来自太空服中的呼吸面具)出舱时的供氧剂的是( )
A．KMnO4 B．H2O2 C．KClO3 D．Na2O2
D [航天员呼吸时能提供水和二氧化碳，Na2O2与H2O、CO2反应产生O2。]
3．将一小块金属钠放在石棉网上加热，下列说法正确的是( )
①燃烧，黄色火星四射 ②金属钠先熔化 ③燃烧，火焰为黄色 ④燃烧后生成白色固体 ⑤燃烧后生成淡黄色固体
A．②① B．②①③ C．②③⑤ D．②③④
C [Na受热先熔化，温度达到着火点后才燃烧，生成淡黄色Na2O2固体。]
4．下列反应中，反应条件与反应物用量改变时不影响其反应产物的是( )
A．Na＋O2 B．C＋O2
C．CO2＋Ca(OH)2 D．Na2O2＋CO2
D [钠和氧气常温下反应生成氧化钠，加热生成过氧化钠，故A错误；碳和少量氧气反应生成一氧化碳，和过量氧气反应生成二氧化碳，故B错误；氢氧化钙与少量二氧化碳反应生成碳酸钙和水，与过量二氧化碳反应生成碳酸氢钙，故C错误；过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，反应产物与反应的条件和用量无关，故D正确。]
5．下列关于金属钠的叙述正确的是( )
A．金属钠可以保存在煤油中
B．金属钠着火时，可用水来灭火
C．钠与硫酸铜溶液反应可置换出铜
D．实验时用剩的钠块不能放回原试剂瓶
A [金属钠的密度比煤油大且不与其反应，故可以保存在煤油中，A正确；金属钠着火时生成过氧化钠，用水灭火时，过氧化钠与水反应生成氧气可以助燃，钠与水反应生成易燃、易爆的氢气，B不正确；钠投入硫酸铜溶液后，先与水反应生成氢气和氢氧化钠，然后氢氧化钠与硫酸铜反应，不会置换出铜，C不正确；实验时用剩的钠块，应该放回原试剂瓶，D错误。]
6．在烧杯中加入水和苯(苯的密度为0.88 g·cm－3，与水互不相溶，且不与钠反应)各50 mL，将一小粒金属钠(密度为0.97 g·cm－3)投入烧杯中，观察到的现象可能为( )
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上浮下沉
D [苯与水互不相溶，且钠的密度介于苯和水之间；加入钠后，钠处在苯与水的中间。由于钠能与水反应，生成氢气，氢气附着在钠的周围，浮力增大，钠上浮进入苯层，氢气放出后，浮力减小，钠又回到水层，这样上浮下沉至反应完全。]
7．将Na2O2投入FeCl3溶液中，可观察到的现象是( )
①生成白色沉淀 ②生成红褐色沉淀 ③有气泡产生 ④因为Na2O2具有漂白性，所以FeCl3溶液褪色
A．①④ B．②③ C．①③ D．仅②
B [Na2O2投入FeCl3溶液中，Na2O2与水反应得到O2和NaOH，NaOH与FeCl3溶液反应生成红褐色沉淀。]
8．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，将发生的现象是( )
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：dC [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，使广口瓶中空气受热膨胀而出现U形管中水位d＞c。]
9．下列说法正确的是( )
①钠燃烧时发出黄色的火焰
②过氧化钠能与酸反应生成盐和水，所以过氧化钠是碱性氧化物
③过氧化钠能与水反应，所以过氧化钠可以作气体的干燥剂
④过氧化钠中阴阳离子个数比1∶1
⑤钠是一种很强的还原剂，钠可以把锆、铌等金属从它们的卤化物的水溶液中置换
⑥Na2O2分别与水及CO2反应产生相同量的O2时，需要水和CO2的质量相等
⑦可用水来确定某Na2O粉末中是否含有Na2O2
⑧将足量的Na2O2、Na2O分别加到酚酞试液中，最终溶液均为红色
A．①②⑤⑦ B．①⑦ C．①②⑤⑧ D．①⑧
B [①钠燃烧时火焰呈黄色，①正确；②过氧化钠与酸反应不仅生成盐和水，还生成O2，故Na2O2不是碱性氧化物，②错误；③Na2O2与水反应生成O2，会引入新杂质，③错误；④Na2O2中含有Na＋和Oeq \\al(2－,2)，所以过氧化钠(Na2O2)中阴阳离子个数比为1∶2，④错误；⑤钠是一种很强的还原剂，能够与水反应，故不能把锆、铌等金属从它们的卤化物的水溶液中置换成单质，⑤错误；⑥根据2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2、2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，Na2O2分别与CO2和水反应产生相同量的O2时，需要CO2和水的物质的量相等，质量不相等，⑥错误；⑦Na2O与水反应生成NaOH，Na2O2与水反应生成NaOH和O2，故可用水来确定某Na2O粉末中是否含有Na2O2，⑦正确；⑧将足量的Na2O2、Na2O分别加到酚酞试液中，二者都生成NaOH，因为Na2O2具有强氧化性，所以最终加Na2O的酚酞溶液为红色，而加Na2O2的酚酞溶液变无色，⑧错误。]
10．如图表示A～E五种物质间的相互转化关系，其中A为淡黄色固体，B为单质。试推出各物质的化学式，并写出B→C、C→D、D→E反应的化学方程式。
(1)各物质的化学式：
A________，B________，C________，D________，
E________。
(2)写出B→C、C→D、D→E反应的化学方程式：
B→C：__________________________________________________________。
C→D：__________________________________________________________。
D→E：__________________________________________________________。
[解析] 由题给信息及框图转化关系可知A、B、C、D、E分别为Na2O2、Na、NaOH、Na2CO3、NaCl。
[答案] (1)Na2O2 Na NaOH Na2CO3 NaCl
(2)2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O
Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O
11．有人设计出一种在隔绝空气的条件下让钠与MgSO4溶液反应的方法以验证反应实质。实验时，往100 mL大试管中先加40 mL煤油，取3粒米粒大小的金属钠放入大试管后塞上橡皮塞，通过长颈漏斗加入MgSO4溶液使煤油的液面至胶塞，并夹紧弹簧夹(如图)。仔细观察，回答下列问题：
(1)如何从试剂瓶中取用金属钠？剩余的Na能否放回原试剂瓶？_________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)写出钠与MgSO4溶液反应的化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)钠处于试管中的________________位置，有关钠反应的现象是______________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)大试管的溶液中出现的现象：______________________________________________________________________________________________________________________________________。
(5)装置中液面的变化：大试管内________(填“上升”“下降”或“不变”，下同)；长颈漏斗内________。
[答案] (1)用镊子从试剂瓶中取一块金属钠，用滤纸吸干表面上的煤油，用小刀在玻璃片上切米粒大小的钠做实验用，剩余的钠要放回原试剂瓶
(2)2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑、2NaOH＋MgSO4===Mg(OH)2↓＋Na2SO4[或2Na＋MgSO4＋2H2O===Mg(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑]
(3)MgSO4溶液与煤油的分界面处 有气泡生成，钠熔化成小球且在煤油和MgSO4溶液界面处上下跳动、最终完全消失
(4)下层溶液出现白色絮状沉淀
(5)下降 上升
12．用脱脂棉包住约0.2 g过氧化钠粉末，置于石棉网上，向脱脂棉上滴水，可观察到脱脂棉剧烈燃烧起来。
(1)由实验现象所得出的有关Na2O2和H2O反应的结论是：
a：有氧气生成；b：_____________________________________________。
(2)某学校研究性学习小组拟用如图装置进行实验，以证明上述结论。
①用以验证结论a的实验操作方法及现象是：_________________________。
②用以验证结论b的实验操作方法及现象是：________________________。
[解析] (1)向Na2O2上滴水可使脱脂棉燃烧起来，说明该反应是放出热量的反应。
(2)①若要证明有O2放出，可在导管p处用带火星的木条检验O2的生成。②若要验证该反应是放出热量的反应，利用热胀冷缩的原理，把导管q放入水中，看是否有气泡产生。
[答案] (1)该反应为放出热量的反应
(2)①将带火星的木条靠近导管口p处，木条复燃
②将导管q放入水槽中，反应过程中，导管口有气泡产生
[拓展培优练]
13．(易错题)下列各组物质混合后，不能生成NaOH的是( )
A．Na和H2O
B．Ca(OH)2溶液与Na2CO3溶液
C．Na2O2和H2O
D．Ca(OH)2溶液与NaCl溶液
D [A中2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，可生成NaOH；B中Ca(OH)2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaOH，可生成NaOH；C中2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，可生成NaOH；D中不符合复分解反应发生的条件，不能生成NaOH。]
14．将10.4 g Na2O和Na2O2的固体混合物投入水中，充分反应后收集到的O2的质量为1.6 g，则混合物中Na2O的质量分数为( )
A．20% B．75% C．25% D．66%
C [由生成O2的质量可求出Na2O2的质量。设固体混合物中Na2O2的质量为x g，则
2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
2×78 32
x 1.6
得x＝7.8，即Na2O2的质量为7.8 g。
则混合物中Na2O的质量为10.4 g－7.8 g＝2.6 g，
ω(Na2O)＝eq \f(2.6 g,10.4 g)×100%＝25%。]
15．(双选)某实验小组通过下图所示实验，探究Na2O2与水的反应：
① ② ③ ④ ⑤
下列说法中正确的是( )
A．②中的大量气泡的主要成分是氢气
B．③中溶液变红，说明有酸性物质生成
C．④中现象可能是由于溶液中含有漂白性物质造成的
D．⑤中MnO2的主要作用是作催化剂
CD [过氧化钠与水反应生成NaOH和氧气，则②中大量气泡的主要成分是氧气，A错误；酚酞遇到碱显红色，③中溶液变红，说明有碱性物质生成，B错误；④中红色褪去，应该是因为溶液中含有漂白性物质，C正确；⑤中加入MnO2产生较多气泡，说明溶液中存在H2O2，MnO2的主要作用是作催化剂，D正确。]
16．某同学用如图所示装置制取纯净的氧气。试回答下列问题(已知2NaHCO3eq \(=====,\s\up10(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O)：
甲 乙 丙 丁 戊
(1)乙中Na2O2可能发生的反应有：___________________________________(写化学方程式)。
(2)丙中NaOH溶液的作用是________________，丁中浓硫酸的作用是________________________________________________________________________。
(3)若把原装置连接顺序改为甲→丙→丁→乙→戊，则在装置戊中能否收集到氧气？________(填“能”或“不能”)，原因是_________________________。
[解析] 解答本题首先要明确各实验装置的作用。甲装置用于分解NaHCO3产生CO2、H2O，乙装置用于Na2O2与CO2、H2O反应，丙装置用于吸收混合气体中未反应的CO2，丁装置用于干燥气体(除去混合气体中的水蒸气)。
[答案] (1)2H2O＋2Na2O2===4NaOH＋O2↑、2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2
(2)吸收混合气体中的CO2 吸收混合气体中的水蒸气
(3)不能 NaHCO3分解产生的CO2、H2O已分别被NaOH溶液和浓硫酸吸收