高中化学人教版 (2019)必修 第一册第二章 海水中的重要元素——钠和氯第一节 钠及其化合物第1课时课时作业

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第二章 第一节 第1课时





请同学们认真完成 [练案7]


基 础 达 标


一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)


1．将一小块钠投入盛有5 mL饱和石灰水的试管中，不可能观察到的现象是( C )


A．钠熔化成闪亮的小球B．钠在液面上四处游动


C．溶液底部有银白色物质生成D．溶液变浑浊


解析：钠与水反应放出大量的热，使钠熔成小球，A项正确；钠的密度小于水的密度，故一定小于饱和石灰水的密度，所以钠会浮在液面上，钠与水反应生成的氢气使小球在液面上四处游动，B项正确；溶液底部不会有银白色物质生成，C项错误；因为反应消耗了水，且反应放热，所以饱和石灰水中会有部分溶质析出而导致溶液变浑浊，D项正确。


2．下列关于钠的叙述错误的是( B )


A．钠在常温下就容易被氧化B．钠在空气中燃烧生成Na2O


C．钠燃烧时发出黄色的火焰D．钠的密度比水小，熔点低于100 ℃


解析：钠在常温下能被空气中氧气氧化生成Na2O，而钠在空气中燃烧会生成Na2O2，B项错误。


3．不能正确表示下列反应的离子方程式的是( B )


A．钠与水反应：2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑


B．钠与CuSO4溶液反应：2Na＋Cu2＋===Cu＋2Na＋


C．钠与盐酸反应：2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑


D．钠跟氯化钾溶液反应：2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑


解析：B中钠与CuSO4溶液反应的实质是钠与水反应生成NaOH，NaOH再与CuSO4反应，总离子方程式：2Na＋2H2O＋Cu2＋===Cu(OH)2↓＋H2↑＋2Na＋。


4．实验室做钠跟水反应的实验时，用到的仪器有下列中的( B )


①试管夹 ②镊子 ③小刀 ④滤纸 ⑤研钵 ⑥烧杯


⑦坩埚 ⑧石棉网 ⑨玻璃片 ⑩药匙


A．①②③④ B．②③④⑥⑨


C．③④⑧⑨⑩D．②⑤⑦⑨⑩


解析：钠与水反应的实验步骤：用镊子取一小块金属钠，将金属钠放在玻璃片上，用小刀切下一小块钠，用滤纸擦干表面的煤油，放入盛水的烧杯中，所以需要的仪器有镊子、玻璃片、小刀、滤纸、烧杯，故选B。


5．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( C )


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：A项，钠浮于水面，说明钠的密度比水小，正确；B项，溶液变红，说明反应生成了碱，该碱是氢氧化钠，正确；C项，Na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沉淀氢氧化铜，得不到铜，但钠比铜要活泼，错误；D项，有尖锐爆鸣声，说明有H2生成，正确。


二、非选择题


6．如图所示，在烧杯中盛有100 mL蒸馏水，水中悬浮着一个表面光滑、耐碱、耐热的小球(此球稳定于水的中央), 将10 g金属钠分多次投入到水中，最后使烧杯内的液体恢复到原来蒸馏水的温度。





回答下列问题：


(1)10 g钠要分多次投入的主要原因是__钠与水反应剧烈，放出的热量多，易发生爆炸__。


(2)将10 g钠全部投入完毕所进行的次数可能是__C__(填序号)。


A．5次B．10次


C．大于10次


(3)实验结束后，可观察到烧杯内小球位置的现象是__小球上升__，出现这种现象的主要原因是__钠与水反应生成氢氧化钠，导致烧杯中液体的密度增大，故小球受到的浮力增大__。


(4)实验过程中所发生反应的离子方程式是__2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑__。


解析：钠与水反应剧烈，易发生爆炸，投入时要严格控制用量；钠的密度小于1 g·cm－3，黄豆粒大的一块钠的体积小于1 cm3，则其质量小于1 g，故10 g钠全部投入完毕所进行的次数要大于10次；钠与水反应生成氢氧化钠，氢氧化钠溶液的密度大于水的密度，小球受到的浮力增大。


7．某化学研究性学习小组设计了如图所示的实验装置，目的是做钠与水反应的实验并验证：a.钠的物理性质；b.钠和水反应的产物。请回答下列问题：





①实验开始时，欲使钠与水接触反应，应如何操作？__向上提起大头针，使大头针下端的钠落入试管中__。


②反应开始后，试管中能观察到的实验现象是__BDF__(填字母)。


A．钠在水层中反应，熔成小球并四处游动


B．钠在两液体界面处反应，熔成小球并可能作上下跳动


C．钠在煤油层中反应，熔成小球并四处游动


D．钠不断地减小至消失


E．钠停留在煤油层中不反应


F．煤油中有气泡产生


③通过上述现象，能够验证钠的哪些物理性质：__钠的熔点低，钠的密度比水小、比煤油大__。


解析：①实验开始时，欲使钠与水接触反应，只需要使大头针下端的钠落入试管中。②反应开始后，钠在两液体界面处熔成小球并可能作上下跳动，不断地减小至消失，煤油中有气泡产生。③通过题中实验现象，说明钠的熔点低，并且钠的密度比水小，但比煤油的密度大。


8．A、B、C是中学化学中常见的三种物质，它们之间的相互转化关系如图(部分反应条件及产物略去)：


eq \x(A)eq \(――→,\s\up7(O2))eq \x(B)eq \(――→,\s\up7(O2))eq \x(C)O2


(1)若A是一种金属，C是淡黄色固体，则B的化学式为__Na2O__，A→C反应的化学方程式为__2Na＋O2eq \(=====,\s\up7(△))Na2O2__。


(2)若A是一种非金属，其常见单质为黑色固体，C是最主要的温室气体，则C的化学式为__CO2__，B→C反应的化学方程式为__2CO＋O2eq \(=====,\s\up7(点燃))2CO2__。A和C能否反应？__能__，若能，写出反应的化学方程式，若不能，此空不填__C＋CO2eq \(=====,\s\up7(高温))2CO__。


解析：(1)根据C是淡黄色固体，C为Na2O2，则B为Na2O、A为Na，A→C的反应为2Na＋O2eq \(=====,\s\up7(△))Na2O2。


(2)C是主要的温室气体，C为CO2，A为C(碳)，B为CO，B→C的反应为2CO＋O2eq \(=====,\s\up7(点燃))2CO2，A和C可以反应生成B，化学方程式为C＋CO2eq \(=====,\s\up7(高温))2CO。


能 力 提 升


一、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)


1．将少量金属钠分别投入下列物质的水溶液中，反应后溶液质量减小的是( AD )


A．MgCl2B．K2SO4


C．NaOHD．CuSO4


解析：对于B、C两项，都是消耗Na，产生H2,2Na→H2，即投入46 g Na，放出2 g H2，溶液质量均增大。A项总反应为2Na＋2H2O＋MgCl2===2NaCl＋Mg(OH)2↓＋H2↑，从方程式看，进去46 g，出来60 g，溶液质量减小；对于D项，钠首先与H2O反应，生成NaOH、放出H2，然后NaOH与CuSO4反应生成Cu(OH)2沉淀，总化学方程式为2Na＋2H2O＋CuSO4===Na2SO4＋Cu(OH)2↓＋H2↑，由化学方程式可以看出，每溶解46 g Na，生成98 g沉淀和2 g H2，溶液质量减小。


2．将2.3 g金属钠放入100 g水中，完全反应后溶液的质量分数为( D )


A．eq \f(4 g,100＋2.3 g)×100%B．eq \f(4 g,100＋4－0.1 g)×100%


C．eq \f(2.3×\f(40,23) g,100＋4 g)×100%D．eq \f(4 g,100＋2.3－0.1 g)×100%


解析：2.3 g Na与100 g水反应生成4 g NaOH和0.1 g H2，故反应后溶液的质量为(100＋2.3－0.1) g，溶液中NaOH的质量分数为eq \f(4 g,100＋2.3－0.1)×100%。


3．若m g Na在足量氯气中燃烧，生成氯化钠固体的质量为(m＋3.55) g，则m g Na与氧气反应，生成固体的质量为( D )


①(m＋0.8) g ②(m＋1.0) g ③(m＋1.2) g ④(m＋1.6) g ⑤(m＋1.4) g


A．仅①④B．仅①⑤


C．仅③④D．①②③④⑤


解析：由题意可知，与氯气反应的m g Na的质量为2.3 g，则2.3 g Na与O2反应可能生成(2.3＋0.8) g Na2O，也可能生成(2.3＋1.6) g Na2O2，还可能生成Na2O和Na2O2的混合物，其质量在(2.3＋0.8) g与(2.3＋1.6) g之间。


二、非选择题


4．(1)用金属钠制取过氧化钠的化学方程式是__2Na＋O2eq \(=====,\s\up7(△))Na2O2__，现象是__剧烈反应，产生黄色火焰，生成淡黄色固体__。


(2)指出下列各物质中氧元素的化合价：


Na2O2：__－1价__；Na2O：__－2价__。


(3)已知用金属钠生成氧化钠，可有多种方法：


①4Na＋O2===2Na2O；


②4Na＋CO2===2Na2O＋C；


③2NaNO2＋6Na=== 4Na2O＋N2↑。


在上述三种方法中最好的方法是__③__(填序号)，原因是__此反应所得产物中只有Na2O是固体，而且另一产物N2可以把周围环境中的空气排净，保护Na2O不发生反应__。


解析：解答第(3)题时，如果只简单考虑，则会误认为钠直接与氧气反应最好，但实际上钠与氧气反应时，生成的Na2O容易与空气中的O2、H2O等反应，使产物含有杂质，故方法①不好。而方法②所得产物中会混有碳杂质，且生成的Na2O能与CO2反应生成Na2CO3，故此法也不好。最好的方法是方法③，产物纯度高，且不易变质。


5．(1)如图所示装置，在平底烧瓶的底部有一块钠，平底烧瓶内是干燥的空气。过一段时间后可观察到__钠表面变暗，气球膨胀__，发生反应的化学方程式为__4Na＋O2===2Na2O__。





(2)某班同学用如图所示装置测定空气中氧气的含量。





先用弹簧夹夹住橡胶管。点燃钠，伸入瓶中并塞上瓶塞。待钠熄灭并冷却后，打开弹簧夹，观察广口瓶内水面变化情况。


①上述实验过程中发生反应的化学方程式为__2Na＋O2eq \(=====,\s\up7(点燃))Na2O2__。


②实验完毕，甲同学的广口瓶内水面上升明显小于瓶内原空气体积的eq \f(1,5)，乙同学的广口瓶内水面上升明显大于瓶内原空气体积的eq \f(1,5)。下列对这两种现象解释合理的是__ABCD__。


A．甲同学可能使用钠的量不足，瓶内氧气没有消耗完


B．甲同学可能未塞紧瓶塞，钠熄灭冷却时外界空气进入瓶内


C．乙同学可能没夹紧弹簧夹，钠燃烧时瓶内部分空气受热从导管逸出


D．乙同学可能插入燃烧匙太慢，塞紧瓶塞之前，瓶内部分空气受热逸出


解析：(1)钠与空气中的氧气反应生成Na2O，使钠表面变暗，同时烧瓶内压强降低，气球会膨胀。


(2)②A项，若钠的量不足，则氧气消耗不完，造成进水量少于广口瓶内原空气体积的eq \f(1,5)，结果偏低，合理。B项，若瓶塞未塞紧，钠熄灭冷却时，瓶内气体压强减小，外面的空气会进入瓶内，使气体得到补充，造成结果偏低，合理。C项，若弹簧夹未夹紧，钠燃烧时，瓶内气体膨胀，使部分气体从导管口逸出，造成结果偏高，合理。D项，若插入燃烧匙太慢，钠燃烧时，瓶内气体膨胀，在塞紧瓶塞前，瓶内部分气体从瓶口逸出，造成结果偏高，合理。


6．某实验小组对中学课本中可生成氢气的反应进行了研究，总结出两个可以生成H2的反应：①Zn＋盐酸，②Na＋水。为点燃上述两个反应生成的H2，他们设计了图示装置。请回答下列问题：





(1)写出Na与H2O反应的化学方程式：__2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑__。


(2)实验小组在点燃用上述装置制得的H2时，①实验获得成功，②却失败了。他们分析认为失败的原因是Na的用量太少，Na与H2O的反应速率太快。于是他们准备增加


钠的用量，可老师说太危险，你认为产生危险的原因是__钠与水反应放出大量的热，并产生大量H2，H2与O2混合受热易发生爆炸__。


(3)实验小组查阅钠、煤油、水的密度分别为0.971 g·cm－3、0.80 g·cm－3、1.00 g·cm－3，并据此对实验进行改进。在下图改进后的实验中H2的生成速率减慢，原因是__钠的密度比水小，比煤油大，改进后的实验装置中，钠处在煤油与水的交界处。钠与H2O反应产生的H2使钠浮起，脱离水面，反应停止；当钠表面的H2逸出，钠又回落，与水反应，如此反复，减慢了Na与H2O的反应速率__。





解析：Na与H2O反应的产物是NaOH和H2，反应速率很快，并放出大量的热，容易发生爆炸。由于ρ(煤油)＜ρ(钠)＜ρ(水)，故改进后的实验装置中，钠处在煤油和水的界面上。钠与水反应，有氢气生成，氢气推动钠块上浮，当氢气逸出后，钠块又下沉到煤油与水的界面上与H2O发生反应，重复发生上述过程，减慢了Na与H2O反应生成氢气的速率。