高中化学人教版 (2019)必修 第一册第一节 钠及其化合物课后作业题
展开第2课时 钠的几种化合物
一、氧化钠和过氧化钠
1.氧化钠的性质
(1)氧化钠是一种白色固体,为碱性氧化物,能与水、酸、酸性氧化物等发生反应。
(2)写出下列反应的化学方程式:
①氧化钠与水反应:Na2O+H2O===2NaOH;
②氧化钠溶于盐酸:Na2O+2HCl===2NaCl+H2O;
③氧化钠与CO2反应:Na2O+CO2===Na2CO3。
2.过氧化钠的性质
(1)向盛有淡黄色粉末状过氧化钠的试管中滴入少量的水。
①立即把带火星的木条放在试管口,观察到的现象是试管中有大量气泡产生,带火星的木条复燃。
②用手轻摸试管外壁,感觉是试管壁温度升高,说明该反应是放热反应。
③向试管中滴入酚酞溶液,现象是溶液先变红,后褪色。
④由上述实验可知,过氧化钠与水反应有氧气和碱性物质生成,过氧化钠有漂白性。
⑤过氧化钠与水反应的化学方程式是2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,氧化剂是过氧化钠,还原剂是过氧化钠。
(2)根据过氧化钠与水的反应及过氧化钠的性质分析推测过氧化钠与二氧化碳反应的产物是Na2CO3和O2,写出反应的化学方程式并标出电子转移的方向和数目:。
(1)从物质分类的角度来看,Na2O和Na2O2都是氧化物;从物质性质的角度看,Na2O和Na2O2都能与酸反应生成盐和H2O,它们都属于碱性氧化物吗?
提示 Na2O2与盐酸反应的化学方程式为2Na2O2+4HCl===4NaCl+2H2O+O2↑,Na2O2与酸反应除生成盐和水外,还生成了O2,不符合碱性氧化物的定义,故Na2O2不属于碱性氧化物,它属于过氧化物,而Na2O是碱性氧化物。
(2)呼吸面具和潜水艇里常用过氧化钠作供氧剂,写出相关反应的方程式。
提示 2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2。[来源:Z|xx|k.Com]
(3)将适量过氧化钠投入硫酸铜溶液中,有什么现象?写出相关反应的方程式。
提示 有气泡放出,同时有蓝色沉淀生成,溶液颜色变浅。2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,2NaOH+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4。
氧化钠与过氧化钠的比较
名称
氧化钠
过氧化钠
化学式
Na2O
Na2O2
阴、阳离子个数比
1∶2
1∶2
氧的价态
-2
-1
颜色状态
白色固体
淡黄色固体
化学性质
相同点[来源:学科网]
都能与水反应生成氢氧化钠,都能与CO2反应生成Na2CO3[来源:Z§xx§k.Com]
不同点
过氧化钠与水、二氧化碳反应有氧气产生,具有强氧化性,而Na2O不具有强氧化性
二、碳酸钠和碳酸氢钠
1.碳酸钠、碳酸氢钠的水溶性及酸碱性
实验步骤
1 g Na2CO3
1 g NaHCO3
①观察两支试管中碳酸钠、碳酸氢钠的形态
白色粉末
细小的白色晶体
②加几滴水并将温度计伸入其中
加水后结块变成晶体,温度计示数升高
加水后部分溶解,温度计示数降低
③加5 mL水
振荡一段时间后可溶解
固体量减少
④加1~2滴酚酞
溶液变红,溶液碱性较强
溶液变浅红,溶液碱性较弱
初步结论
碳酸钠、碳酸氢钠均易溶于水,在水中的溶解度:Na2CO3>NaHCO3,水溶液均显碱性
2.碳酸钠、碳酸氢钠热稳定性的比较
(1)如图所示实验为“套管实验”,小试管内塞有沾有白色无水硫酸铜粉末的棉花球。
点燃酒精灯加热,能观察到的实验现象是小试管中棉花球变蓝色,B烧杯中澄清石灰水变浑浊,A烧杯中有少量气泡冒出。
(2)实验结论:Na2CO3受热不易发生分解;NaHCO3受热易分解,生成物中含有CO2和H2O。由此可知,Na2CO3的热稳定性比NaHCO3强。
3.碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应快慢的比较
(1)按上图要求完成实验:在两支试管中分别加入3 mL稀盐酸,将两个各装有少量等质量的Na2CO3、NaHCO3粉末的小气球分别套在两支试管的管口。将气球内的Na2CO3和NaHCO3同时倒入试管中。观察到的实验现象:两个气球均膨胀;碳酸氢钠与盐酸混合比碳酸钠与盐酸混合气球膨胀得快且大。
(2)实验结论:碳酸氢钠与盐酸反应产生气体比等质量的碳酸钠与盐酸反应产生气体多且剧烈。
(3)写出碳酸钠、碳酸氢钠分别与盐酸反应的离子方程式:
①碳酸钠:CO+2H+===CO2↑+H2O。
②碳酸氢钠:HCO+H+===CO2↑+H2O。
(1)碳酸氢钠可用于治疗胃酸过多( )
(2)HCO在强酸性、强碱性溶液中均不能大量共存( )
(3)Na2CO3固体中的NaHCO3可加热除去( )
(4)Na2CO3、NaHCO3都能与NaOH溶液反应( )
(5)可以用澄清石灰水鉴别碳酸钠和碳酸氢钠溶液( )
答案 (1)√ (2)√ (3)√ (4)× (5)×
(1)饱和碳酸钠溶液中通入CO2会出现什么现象?
提示 饱和碳酸钠溶液中通入CO2会生成白色沉淀,发生的反应为Na2CO3+H2O+CO2===2NaHCO3↓。
(2)把盐酸逐滴滴入Na2CO3溶液中和把Na2CO3溶液滴入盐酸中,现象相同吗?
提示 不相同,盐酸滴入Na2CO3溶液中,开始发生CO+H+===HCO,再发生HCO+H+===CO2↑+H2O,故开始无气体放出,一段时间后有气体放出。Na2CO3滴入盐酸中,只发生CO+2H+===CO2↑+H2O,开始即有气体放出。
(3)碳酸钠和碳酸氢钠是生活中常见的物质。请回答下列问题:
①碳酸氢钠的化学式是______,俗称_____,其水溶液显______(填“酸”“碱”或“中”)性。
②碳酸氢钠可治疗胃酸(0.2%~0.4%的盐酸)过多,反应的离子方程式为__________________。等物质的量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量盐酸反应时生成CO2的量,前者________(填“>”“<”或“=”)后者。
③除去碳酸钠固体中碳酸氢钠的反应的化学方程式为_________________________________。
提示 ①NaHCO3 小苏打 碱
②H++HCO===H2O+CO2↑ =
③2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
三、焰色试验
1.定义
很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特征颜色。根据火焰呈现的特征颜色,可以判断试样所含的金属元素,化学上把这样的定性分析操作称为焰色试验。
2.操作
3.几种金属的焰色
(1)钠元素的焰色试验呈黄色。
(2)钾元素的焰色试验呈紫色(透过蓝色的钴玻璃观察)。
4.应用
(1)检验金属元素的存在,如鉴别NaCl和KCl溶液。
(2)利用焰色试验制节日烟花。
(1)如何利用物理方法鉴别K2CO3溶液和Na2SO4溶液?
提示 先用铂丝分别蘸取少量上述溶液,放到酒精灯上灼烧,看火焰颜色。若为黄色,为Na2SO4溶液;若透过蓝色钴玻璃观察为紫色,则为K2CO3溶液。
(2)用光洁的铂丝蘸取某无色溶液在无色火焰上灼烧,直接观察时火焰呈黄色,该无色溶液中一定不含K+吗?
提示 不一定。观察钾的焰色时需要透过蓝色钴玻璃,以滤过黄色光。
随堂练习:
1.某同学结合所学知识探究Na2O2与H2能否反应,设计装置如图,下列说法正确的是( )
A.装置A中锌粒可用铁粉代替
B.装置B中盛放碱石灰,目的是除去A中挥发出来的少量水蒸气
C.装置C加热前,必须先用试管在干燥管管口处收集气体,检验气体纯度
D.装置A也可直接用于MnO2与浓盐酸反应制取Cl2
【答案】C
【解析】A.装置A为简易启普发生器,固体应使用不溶于水的颗粒固体,所以锌粒不可用铁粉代替,故A错误;
B.盐酸易挥发,B装置中应为碱石灰,目的是除去A中挥发出来的HCl和水蒸气,故B错误;
C.氢气具有可燃性,不纯时加热易发生爆炸,则加热试管前,必须先用试管在干燥管管口处收集气体,检验气体纯度,应先收集气体并点燃,通过爆鸣声判断气体的纯度,故C正确;
D.二氧化锰和浓盐酸应在加热条件下反应制备氯气,A装置不能加热,故D错误。
故选:C。
2.下列钠及其化合物的叙述中正确的是( )
A.Na2O与Na2O2都能和水反应生成碱,他们都是化合反应
B.Na2CO3和NaHCO3都不稳定,受热容易分解
C.Na2O2可以作为呼吸面具或潜水艇里的氧气来源
D.将Na2O加到酚酞溶液中,溶液先变色后褪色
【答案】C
【解析】A、过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,不是化合反应,故A错误;
B、碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,碳酸钠稳定受热不分解,碳酸氢钠不稳定,受热分解,故B错误;
C.过氧化钠可以和二氧化碳及水反应生成氧气,可用于呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源,故C正确;
D.氧化钠与水反应生成氢氧化钠,溶液呈碱性,所以将Na2O加到酚酞溶液中,溶液变红色,故D错误;
故选:C。
3.下列物质的变化,不能通过一步化学反应完成的是( )
A.Na2O2→Na2CO3 B.SO2→H2 SO4
C.SiO2→Na2SiO3 D.SiO2→H2SiO3
【答案】D
【解析】A、过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,则Na2O2→Na2CO3可以一步转化,故A正确;
B、二氧化硫与过氧化氢反应生成硫酸,则SO2→H2SO4可以一步转化,故B正确;
C、二氧化硅与碳酸钠的高温条件下反应生成硅酸钠,则SiO2→Na2SiO3可以一步转化,故C正确;
D、二氧化硅不与水反应,则反应SiO2→H2SiO3不能一步转化,故D错误;
故选:D。
4.下列叙述中不正确的是( )
A.NaOH、Na2CO3、NaHCO3的溶液均呈碱性,所以可以共存
B.Na2O2用于呼吸面具,活性炭用于防毒面具,两者原理不同
C.合金的熔点一般低于成分金属,硬度高于成分金属
D.62g Na2O和78g Na2O2分别溶于等量且足量的水中,所得溶液中溶质的质量分数相等
【答案】A
【解析】A.NaOH、NaHCO3反应生成Na2CO3,不能共存,故A错误;
B.过氧化钠反应生成氧气,则Na2O2用于呼吸面具,而活性炭具有吸附性,活性炭用于防毒面具,两者原理不同,故B正确;
C.合金是金属和金属或金属和非金属形成具有特征性质的混合物,合金的熔点一般低于成分金属,硬度要高于成分金属,故C正确;
D.62g Na2O和78g Na2O2分别溶于等量且足量的水中,溶质均为2molNaOH,过氧化钠反应生成氧气,增加质量为78g﹣16g=62g,溶液质量相同,则所得溶液中溶质的质量分数相等,故D正确;
故选:A。
5.下列有关焰色反应的理解正确的是( )
①只有金属化合物才有焰色反应
②只有某些金属或其化合物才有焰色反应
③铂丝做焰色反应实验,每次做完后都需要用盐酸洗涤,再用自来水洗净后使用
④铂丝做焰色反应实验,每次做完后都需要用盐酸洗涤,在灼烧至酒精灯火焰颜色相同后 再使用
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
【答案】D
【解析】①焰色反应是一种金属元素的性质,不一定是化合物,故错误;
②只有某些金属或其化合物才有焰色反应,非金属元素没有,故正确;
③由于自来水中含矿物质离子,故铂丝做焰色反应实验,每次做完后都需要用盐酸洗涤,再用自来水洗净后使用会对实验造成干扰,但也不需用蒸馏水洗涤,故错误;
④铂丝做焰色反应实验,每次做完后都需要用盐酸洗涤,在灼烧至酒精灯火焰颜色相同后 再使用,不需用蒸馏水洗涤,故正确。
故选:D。
6.白色固体 Na2S2O4 常用于织物的漂白,也能将污水中的某些重金属离子还原为单质除去。下列关于 Na2S2O4 说法不正确的是( )
A.可以使品红溶液褪色
B.其溶液可用作分析化学中的吸氧剂
C.其溶液可以和 Cl2 反应,但不能和 AgNO3 溶液反应
D.已知隔绝空气加热 Na2S2O4 分解可生成 SO2,则其残余固体产物中可能有 Na2S2O3
【答案】C
【解析】A、白色固体 Na2S2O4 常用于织物的漂白,说明具有漂白性,可以使品红溶液褪色,故A正确;
B、也能将污水中的某些重金属离子还原为单质除去,说明具有还原性,则可用作分析化学中的吸氧剂,故B正确;
C、也能将污水中的某些重金属离子还原为单质除去,说明具有还原性,则可以和 Cl2 反应,也能和 AgNO3 溶液发生氧化还原反应,故C错误;
D、由隔绝空气加热 Na2S2O4 分解可生成 SO2,则硫元素化合价升高,则必有降低的产物,则其残余固体产物中可能有 Na2S2O3,故D正确;
故选:C。
7.(1)Na2O2 (填“是”或“否”)属于碱性氧化物,Na2O2是 色固体粉末。向包有Na2O2固体的棉花上滴几滴水,棉花很快燃烧起来,原因是该反应有氧气生成且该反应为 (填”吸热”或者“放热”)反应;
(2)Na2O2作为在潜水艇和消防员呼吸面具中的供氧剂,写出其中一个反应的化学方程式 ,某潜水艇中有50人,若每人每小时消耗O2在标准状况下的体积为44.8L,(标准状况下O2的密度1.429g/L),假设所需要的O2全由Na2O2所提供,则每小时所需Na2O2的质量为 Kg。
(3)3.1 g Na2O溶于水配成1L溶液,溶液中Na+离子物质的量浓度为 。
(4)制备Fe(OH)3胶体:用洁净的烧杯取一定量蒸馏水,用酒精灯加热至沸腾,向烧杯中加入几滴饱和FeCl3溶液继续加热至液体呈透明的红褐色。
①写出制备Fe(OH)3胶体反应的离子方程式 ,
②验证制得的分散系是胶体的方法为 。
【答案】(1)否; 淡黄(或者“黄”); 放热;
(2)2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑;15.6;
(3)0.1mol•L﹣1;
(4)①Fe3++3H2O Fe(OH)3(胶体)+3H+;
②利用丁达尔效应实验或“用一束可见光照射是否看到一条光亮的通路。
【解析】(1)过氧化钠与硫酸反应的方程式为:2Na2O2+2H2SO4=2Na2SO4+2H2O+O2↑,生成物中除盐和水外还有氧气,不是碱性氧化物,Na2O2是淡黄色固体粉末,棉花能燃烧,说明Na2O2与H2O的反应属于放热反应,过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气,方程式为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,
故答案为:否; 淡黄(或者“黄”); 放热;
(2)过氧化钠,用于呼吸面具,则主要是与CO2、H2O反应,生成O2,化学方程式为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,潜水艇中有50人,若每人每小时消耗O2在标准状况下的体积为44.8L,(标准状况下O2的密度1.429g/L),潜水艇中有50人,若每人每小时消耗O2在标准状况下的体积为44.8L,(标准状况下O2的密度1.429g/L),所需要的O2的物质的量为2mol×50=100mol,假设所需要的O2全由Na2O2所提供,根据2Na2O2~O2、需过氧化钠200mol,质量为200mol×78g/mol=15600g=15.6kg,
故答案为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑;15.6;
(3)Na2O溶于水生成氢氧化钠,Na2O+2H2O=2NaOH,3.1 g Na2O溶于水生成n(NaOH)=×2=0.1mol,C===0.1mol/L,
故答案为:0.1mol•L﹣1;
(4)①实验室制备氢氧化铁胶体是在沸腾的蒸馏水中加入饱和氯化铁溶液,当溶液变为红褐色时立即停止加热,反应的化学方程式为:FeCl3+3H2OFe(OH)3+3HCl,离子方程式为:Fe3++3H2O Fe(OH)3(胶体)+3H+,
故答案为:Fe3++3H2O Fe(OH)3(胶体)+3H+;
②可以用可见光束照射胶体和溶液,出现光亮的通道的是胶体,否则是溶液,验证制得的分散系是胶体的方法为利用丁达尔效应实验或“用一束可见光照射是否看到一条光亮的通路,
故答案为:利用丁达尔效应实验或“用一束可见光照射是否看到一条光亮的通路。
8.现有①Al2O3②Fe2O3③Na2O2④CuO⑤NaCl⑥NaHCO3⑦Na2SiO3七种物质。请你根据已有的知识,选择合适的物质,用数字序号填空:
(1)海水中主要含有的电解质是 ;
(2)常作为潜水艇和呼吸面具中氧气来源的淡黄色固体是 ;
(3)常用于焙制糕点的是 ;
(4)可用于制备硅胶和木材防火剂的是 ;
(5)属于两性氧化物的是 ;
(6)可用作油漆和涂料的红棕色固体是 。
【答案】(1)⑤;
(2)③;
(3)⑥;
(4)⑦;
(5)①;
(6)②。
【解析】(1)海水中主要含有的电解质是氯化钠,故答案为:⑤;
(2)常作为潜水艇和呼吸面具中氧气来源的淡黄色固体是过氧化钠,故答案为:③;
(3)常用于焙制糕点的是碳酸氢钠,故答案为:⑥;
(4)可用于制备硅胶和木材防火剂的是硅酸钠,故答案为:⑦;
(5)属于两性氧化物的是氧化铝,故答案为:①;
(6)可用作油漆和涂料的红棕色固体是氧化铁,故答案为:②。
9.侯德榜制碱法可以做到连续循环生产,其工艺流程如图1所示。
完成下列填空:
(1)写出流程中主反应的化学方程式: 。
(2)流程通过同时利用合成氨厂产生的 来降低原料成本。副产物b的化学式为 ,简述降温条件下加入原料A的作用 。侯氏制碱法的创新之处就是对母液的循环利用,这是由于母液中含有大量的NH4+、Cl﹣、 离子。
某兴趣小组同学制定如下两个方案对含有NaCl杂质的纯碱的含量进行测定:
方案一:用如图2装置测定样品与足量稀硫酸反应生成CO2的体积。
(3)为了减小实验误差,量气管中液体M的选择原则是 。若实验测得样品纯碱含量低于样品实际含量,可能的原因是 。
a.CO2气体中含有水蒸气
b.测定气体体积时未冷却至室温
c.Y型管中留有反应生成的气体
d.测定气体体积时水准管的液面高于量气管的液面
方案二:通过以下流程测定样品的含量。
(4)操作Ⅰ的名称为 ,实验中,恒重的标准为 。根据以上实验过程,含有氯化钠的纯碱样品中碳酸钠的质量分数可表示为: 。(注明你的表达式中所用的有关符号的含义)
【答案】(1)NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl;
(2)NH3、CO2;NH4Cl;Cl﹣浓度提高有利于NH4Cl析出;Na+、CO32﹣;
(3)CO2不溶解于液体M且不与之反应;d;
(4冷却;连续两次称量质量差小于等于0.001g;,m1﹣﹣样品的质量,m2﹣﹣恒重后样品的质量。
【解析】(1)候德榜制碱法中是利用NaCl、CO2、NH3为原料制取NaHCO3,同时得到NH4Cl,再煅烧NaHCO3得到纯碱,所以主反应方程式为NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl,
故答案为:NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl;
(2)流程通过同时利用合成氨厂产生的NH3、CO2 来降低原料成本,通过以上分析知,b为NH4Cl;降温条件下加入原料A(NaCl)能增大氯离子浓度,有利于NH4Cl析出;侯氏制碱法的母液中含有大量溶质中的离子,所以母液中含有大量NH4+、Cl﹣、Na+、CO32﹣,
故答案为:NH3、CO2;NH4Cl;Cl﹣浓度提高有利于NH4Cl析出;Na+、CO32﹣;
(3)实验目的是测定二氧化碳体积,所以二氧化碳不能溶解与M液体且不能和M液体反应,所以量气管中液体M的选择原则是CO2不溶解于液体M且不与之反应;
a.CO2气体中含有水蒸气,水蒸气看作二氧化碳,导致二氧化碳体积偏大,则实验测得样品纯碱含量高于样品实际含量,故错误;
b.测定气体体积时未冷却至室温,气体有热胀冷缩的性质,导致二氧化碳体积偏大,则实验测得样品纯碱含量高于样品实际含量,故错误;
c.Y型管中留有反应生成的气体,原来Y型管中含有气体,所以测量气体体积不变,则实验测得样品纯碱含量等于样品实际含量,故错误;
d.测定气体体积时水准管的液面高于量气管的液面,导致左侧气体压强增大,二氧化碳气体体积偏小,则实验测得样品纯碱含量低于样品实际含量,故正确;
故答案为:CO2不溶解于液体M且不与之反应;d;
(4)样品称量后加入水溶解,然后和足量稀盐酸反应,转移至蒸发皿中蒸发结晶得到NaCl固体,冷却至室温后称量固体,所以操作I为冷却; 连续两次称量质量差小于等于0.001g时为恒重;设样品质量为m1g,恒重后样品的质量m2g,根据Na原子守恒得关系式为Na2CO3~2NaCl,反应前后固体质量差为(m2﹣m1)g,
设碳酸钠实际质量为x,
Na2CO3~2NaCl 二者之差
106 117 11
x (m2﹣m1)g
106:11=x:(m2﹣m1)g
x=×106
样品中碳酸钠质量分数=×100%=×100%=,
故答案为:冷却;连续两次称量质量差小于等于0.001g;,m1﹣﹣样品的质量,m2﹣﹣恒重后样品的质量。
10.在呼吸面具和潜水艇中可用Na2O2做供氧剂。请选用适当的化学试剂和实验用品,用图中的实验装置进行实验,证明Na2O2可做供氧剂。
(1)盛装盐酸的仪器名称是 。
(2)A是制取CO2的装置,写出A中发生反应的化学方程式 。
(3)B中盛有饱和的NaHCO3溶液,加入该试剂是为了除去CO2中的HCl气体,反应的离子方程式是 。
(4)C中盛有Na2O2固体,D中的试剂是 。
(5)用 检验F中收集到的气体,现象是 。
【答案】(1)分液漏斗;
(2)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;
(3)HCO3﹣+H+=H2O+CO2↑;
(4)NaOH溶液;
(5)带火星的木条;木条复燃。
【解析】(1)盛装盐酸的仪器名称是分液漏斗,故答案为:分液漏斗;
(2)碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,所以反应的方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑,故答案为:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;
(3)碳酸氢钠与盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,离子反应方程式为:HCO3﹣+H+=H2O+CO2↑,故答案为:HCO3﹣+H+=H2O+CO2↑;
(4)D中的试剂是氢氧化钠吸收未反应的二氧化碳气体,所以D中的试剂是NaOH溶液,故答案为:NaOH溶液;
(5)用带火星的木条检验F中收集到的气体,如果木条复燃证明气体是氧气,故答案为:带火星的木条;木条复燃。
课后作业:
1.对氨碱法(索氏)和联合制碱法(侯氏)对比分析,错误的是( )
A.产品完全相同
B.生产NaHCO3的反应原理相同
C.食盐利用率不同
D.都循环利用了CO2
【答案】A
【解析】A.氨碱法其化学反应原理是:NH3+CO2+H2O+NaCl(饱和)=NaHCO3↓+NH4Cl,联合制碱法:包括两个过程:第一个过程与氨碱法相同,将氨通入饱和食盐水而成氨盐水,再通入二氧化碳生成碳酸氢钠沉淀,经过滤、洗涤得NaHCO3微小晶体,再煅烧制得纯碱产品,第二个过程是从含有氯化铵和氯化钠的滤液中结晶沉淀出氯化铵晶体,氨碱法可能的副产物为氯化钙,联合制碱法可能的副产物氯化铵,产品不完全相同,故A错误;
B.由A分析可知,生产NaHCO3的反应原理,都是形成碳酸氢钠沉淀,故B正确;
C.氨碱法的最大缺点还在于原料食盐的利用率只有72%~74%;联合制碱法最大的优点是使食盐的利用率提高到96%以上,故C正确;
D.氨碱法循环物质:氨气、二氧化碳,联合制碱法循环物质:氯化钠,二氧化碳,都循环利用了CO2,故D正确;
故选:A。
2.纯碱是一种重要的化工原料,对于“氨碱法”和“联合制碱法”的分析中,错误的是( )
A.主反应的原理相同 B.二氧化碳来源不同
C.都有氨的循环利用 D.都具有一定局限性
【答案】C
【解析】①氨碱法:以食盐(氯化钠)、石灰石(经煅烧生成生石灰和二氧化碳)、氨气为原料来制取纯碱,向饱和食盐水中先通入氨气,再通入二氧化碳气体,工艺中产生大量CaCl2的化学方程式为:2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O;
②联合制碱法:以食盐、氨和二氧化碳(其中二氧化碳来自合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气)为原料来制取纯碱,联合制碱法的原理为:NH3+CO2+H2O+NaCl(饱和)=NaHCO3↓+NH4Cl、2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O;
③联合制碱法中CO2来源于石灰石煅烧,氨碱法中CO2的来源于合成氨工业的废气。
A.主反应的原理相同都是NH3+CO2+H2O+NaCl(饱和)=NaHCO3↓+NH4Cl、2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,故A正确;
B.联合制碱法中CO2来源于石灰石煅烧,氨碱法中CO2的来源于合成氨工业的废气,二氧化碳来源不同,故B正确;
C.“氨碱法”是氯化铵和氢氧化钙反应生成的氨气循环利用,“联合制碱法”中循环利用的物质是NaCl,CO2,故C错误;
D.对于“氨碱法”和“联合制碱法”的分析可知,氨碱法制备过程中生成了大量氯化钙,联合制碱法是得到碳酸钠和副产品氯化铵,制备过程中都具有一定局限性,故D正确;
故选:C。
3.下列说法不正确的是( )
A.Al2O3熔点很高,可用作高级耐火材料
B.Na2O可作呼吸面具中的供氧剂
C.镁铝合金被大量用于高铁建设
D.苯可萃取碘水中的碘单质
【答案】B
【解析】A.氧化铝为离子化合物,熔点很高,故可以做耐火材料,故A正确;
B.氧化钠和水或二氧化碳反应不能生成氧气,故不能做供氧剂,做供氧剂的是过氧化钠,故B错误;
C.铝合金具有密度小等优点,在生活中用途最广泛,大量用于高铁建设,故C正确;
D.碘单质和苯均为非极性分子,水是极性分子,碘单质和苯可互溶,苯不溶于水,所以可用苯萃取碘水中的碘单质,故D正确;
故选:B。
4.下列关于钠的叙述正确的是( )
A.钠为银白色固体,熔点很高
B.钠在空气中燃烧,生成淡黄色的过氧化钠
C.钠可保存在酒精中
D.钠与CuSO4溶液反应,可置换出单质铜
【答案】B
【解析】A.钠为银白色固体,熔点是97.8℃,熔点低,故A错误;
B.钠在空气中燃烧生成淡黄色的过氧化钠,发出黄色火焰,故B正确;
C.钠与酒精反应生成氢气,故钠不可保存在酒精中,故C错误;
D.Na与盐溶液反应先与水反应,则Na与CuSO4溶液反应时,先与水反应生成氢氧化钠,氢氧化钠再与硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀,所以金属Na与CuSO4溶液反应,不能置换出单质Cu,故D错误;
故选:B。
5.化学与生产、生活密切相关,下列说法不正确的是( )
A.碳酸钠俗称纯碱,可用于去除餐具的油污
B.盐碱地不利于作物生长,可通过施加生石灰进行改良
C.用K2FeO4处理自来水,既可杀菌消毒又可除去悬浮杂质
D.生产医用口罩的聚丙烯树脂原料属于合成有机高分子材料
【答案】B
【解析】A.碳酸钠俗称纯碱,碳酸钠水溶液中碳酸根离子水解导致溶液显示碱性,油污属于酯类物质,在碱性条件下会水解,碱性越强,水解程度越大,去污效果越好,故A正确;
B.生石灰与水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙属于强碱,所以盐碱地中加入生石灰不能改良土壤,故B错误;
C.K2FeO处理自来水时,利用其强氧化性可杀菌消毒,同时生成氢氧化铁胶体能吸附杂质,故C正确;
D.高分子化合物相对分子质量很大,一般在10000以上,可高达几百万;聚丙烯树脂是人工合成的高分子化合物,故D正确;
故选:B。
6.向装有乙醇的烧杯中投入一小块金属钠,下列对该实验现象的描述不正确的是( )
A.钠沉在乙醇的底部 B.钠不熔化成小球
C.钠在乙醇中四处游动 D.钠表面有气体放出
【答案】C
【解析】A.钠的密度大于乙醇,所以会沉在乙醇底部,故A正确;
B.钠和乙醇的反应比水缓慢,所以反应较为和缓,不熔化成小球,故B正确;
C.钠的密度大于乙醇,所以会沉在乙醇底部,不会在乙醇中四处游动,故C错误;
D.钠和乙醇反应生成乙醇钠和氢气,所以钠表面有气体放出,故D正确;
故选:C。
7.国际化学年的中国宣传口号是“化学﹣﹣﹣﹣﹣我们的生活,我们的未来”。学习化学应该明白“从生活中来,到生活中去”道理。请填空:
①若金属钠等活泼金属着火时,应该用 来灭火。金属钠应保存在 中。
②胃舒平(含有氢氧化铝)治疗胃酸(盐酸)过多的离子反应方程式: 。
③“服用维生素C,可使食物中的Fe3+还原成Fe2+”这句话指出,维生素C在这一反应中作 剂,具有 性;
④过氧化钠在太空及潜水艇中作为供氧剂的 两个化学方程式是 、 。
【答案】①沙土;煤油;
②Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O;
③还原;还原;
④2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2;2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑。
【解析】①钠燃烧生成过氧化钠,过氧化钠和水、二氧化碳都反应生成氧气,所以钠着火时应该隔绝空气、水,所以钠着火用沙土灭火;钠极易和空气中氧气、水反应,所以钠储存时要隔绝空气、水分,钠的密度大于煤油的,且和煤油不反应,钠保存在煤油中,
故答案为:沙土;煤油;
②氢氧化铝和盐酸反应生成氯化铝和水,离子方程式为Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O,
故答案为:Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O;
③“服用维生素C,可使食物中的Fe3+还原成Fe2+”,说明维生素C在该反应中作还原剂,还原剂具有还原性,所以维生素C具有还原性,
故答案为:还原;还原;
④过氧化钠在太空及潜水艇中作为供氧剂的两个化学反应,分别是和二氧化碳、水的反应,反应方程式分别为2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑,
故答案为:2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2;2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑
8.现有 A.三氧化二铝 B.三氧化二铁 C.过氧化钠 D.碳酸氢钠,E氨水。请你根据已有的知识,选择合适的物质,用字母代号填空:
(1)常作为潜水艇和呼吸面具中氧气来源的淡黄色固体是 ;
(2)属于两性氧化物的是 ;
(3)常用于焙制糕点,也可用作抗酸药的是 ;
(4)红棕色固体是 。
(5)属于盐的是 ,
(6)属于混合物的是 ,
【答案】(1)C;
(2)A;
(3)D;
(4)Fe2O3;
(5)D;
(6)E。
【解析】(1)过氧化钠与水反应2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑;过氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,化学方程式为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2;所以常作为潜水艇和呼吸面具中氧气来源的淡黄色固体是过氧化钠,
故答案为:C;
(2)氧化铝与酸和碱反应,都生成盐和水,属于两性氧化物,
故答案为:A;
(3)碳酸氢钠能够与酸反应生成二氧化碳气体,常用于焙制糕点,也可用作抗酸药的是碳酸氢钠,
故答案为:D;
(4)红棕色固体是Fe2O3,
故答案为:Fe2O3;
(5)碳酸氢钠由碳酸氢根离子和钠离子构成,属于盐,
故答案为:D;
(6)氨水是氨气的水溶液,属于混合物,
故答案为:E。
9.(1)单质钠是一种 色的金属,密度比水 (大/小),钠在自然界中以 (化合/游离)态存在;金属钠与水反应的化学方程式:
金属钠在空气中燃烧生成 色的 (化学式),其生成物与水反应的化学方程式: 。
(2)氯气是一种 色的气体,密度比空气 , 溶于水,并可以和水发生反应,写出其反应的化学方程式: ,实验室中用 溶液(化学式)吸收多余的氯气。
铁丝在氯气中燃烧的化学方程式: 。
漂白粉是 和 (化学式)的混合物,是利用氯气与氢氧化钙反应制成的,写出其反应的方程式: 。
(3)现有物质:①氧化镁 ②硫酸铜 ③碳酸钙 ④金属钠 ⑤氯气 ⑥氢气 ⑦硫酸 ⑧氯水 ⑨二氧化硫 ⑩氧化钠⑪二氧化硅⑫次氯酸⑬漂白粉
按下列标准进行归类(填序号)混合物 酸 盐 单质 碱性氧化物 酸性氧化物 。
【答案】(1)银白;小;化合;2Na+2H2O═2NaOH+H2↑;淡黄;Na2O2;2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑;
(2)黄绿;大; 易;Cl2+H2O⇌HCl+HClO;NaOH;2Fe+3Cl22FeCl3;CaCl2;Ca(ClO)2;2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O;
(3)⑧⑬;⑦⑫;②③;④⑤⑥;①⑩;⑨⑪。
【解析】(1)钠观察切开面,新切开的金属钠断面呈银白色色;钠与水反应浮在水面上,钠的密度比水小,钠是很活泼的金属,在常温下就能与氧气反应,钠在自然界中只能以化合态存在;金属钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,反应的化学方程式:2Na+2H2O═2NaOH+H2↑,金属钠在空气中燃烧生成淡黄色的过氧化钠,2Na+O2Na2O2,过氧化钠可以和水之间发生反应生成氢氧化钠和氧气,方程式为:2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑,
故答案为:银白;小;化合;2Na+2H2O═2NaOH+H2↑;淡黄;Na2O2;2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑;
(2)在通常状况下,氯气是一种黄绿色气体,密度比空气大,易溶于水,1体积水中能溶解2体积的氯气;氯气和水反应生成盐酸和次氯酸,Cl2+H2O⇌HCl+HClO,实验室用氢氧化钠吸收吸收多余的氯气,生成氯化钠和次氯酸钠,离子反应为Cl2+2OH﹣=Cl﹣+ClO﹣+H2O,铁丝在氯气中燃烧生成氯化铁2Fe+3Cl22FeCl3,氯气与石灰乳反应生成氯化钙和次氯酸钙,反应的方程式为2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,漂白粉的主要成分是次氯酸钙(Ca(ClO)2)、氯化钙(CaCl2);漂白粉溶于水后,受空气中的CO2作用,即产生有漂白、杀菌作用的次氯酸,同时生成碳酸钙沉淀,反应的化学方程式为:Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO,
故答案为:黄绿;大; 易;Cl2+H2O⇌HCl+HClO;NaOH;2Fe+3Cl22FeCl3;CaCl2;Ca(ClO)2;2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O;
(3)①氧化镁为碱性氧化物; ②硫酸铜由硫酸根离子和铜离子构成的盐; ③碳酸钙由碳酸根离子和钙离子构成的盐; ④金属钠 属于单质;⑤氯气属于单质; ⑥氢气属于单质;⑦硫酸属于二元强酸; ⑧氯水属于氯气和水的混合物; ⑨二氧化硫为酸性氧化物; ⑩氧化钠为碱性氧化物;⑪二氧化硅为酸性氧化物;⑫次氯酸为一元弱酸;⑬漂白粉主要成分是次氯酸钙(Ca(ClO)2)、氯化钙(CaCl2),属于混合物,
故答案为:⑧⑬;⑦⑫;②③;④⑤⑥;①⑩;⑨⑪。
10.写出下列反应的化学方程式
(1)一小块金属钠投入CuSO4溶液的现象: 化学方程式是:
(2)某气体燃烧发出苍白色火焰的化学方程式:
(3)铁在氯气中剧烈燃烧生成 烟(颜色),化学方程式
(4)紫色石蕊溶液滴入新制氯水中,观察到 (现象)原因是: (化学方程式)
(5)制漂白粉:
(6)漂白粉长时期露置在空气中会失效,用化学方程式表示其失效的原因: 、
【答案】(1)生成气体和蓝色沉淀;2Na+2H2O=2NaOH+H2↑、2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4;
(2)H2+Cl2 2HCl;
(3)红棕色;3Cl2+2Fe2FeCl3;
(4)先变红后褪色;Cl2+H2O⇌HCl+HClO;
(5)2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O;
(6)H2O+CO2+Ca(ClO)2=CaCO3+2HClO;2HClO2HCl+O2↑。
【解析】(1)钠投入硫酸铜溶液,先与水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠与硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠,所以现象为:生成气体和蓝色沉淀,方程式为:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑、2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4,
故答案为:生成气体和蓝色沉淀;2Na+2H2O=2NaOH+H2↑、2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4;
(2)氢气在氯气中燃烧,发出苍白色火焰,生成氯化氢,反应的化学方程式为:H2+Cl2 2HCl,
故答案为:H2+Cl2 2HCl;
(3)铁在氯气中燃烧生成固体氯化铁,观察到红棕色烟,化学方程式为:3Cl2+2Fe2FeCl3,
故答案为:红棕色;3Cl2+2Fe2FeCl3;
(4)氯水中Cl2+H2O⇌HCl+HClO,具有酸性和漂白性,则向新制氯水中滴入紫色石蕊试液,溶液将先变红后褪色,
故答案为:先变红后褪色;Cl2+H2O⇌HCl+HClO;
(5)工业上利用氯气与石灰乳反应制备漂白粉,反应生成氯化钙、次氯酸钙与水,反应方程式为2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,
故答案为:2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O;
(6)漂白粉主要成分为氯化钙、次氯酸钙,有效成分为次氯酸钙,且在空气中易与水、二氧化碳反应生成碳酸钙、HClO,漂白粉长期置于空气会发生H2O+CO2+Ca(ClO)2=CaCO3+2HClO,HClO光照分解,2HClO2HCl+O2↑,失去漂白作用,导致变质,
故答案为:H2O+CO2+Ca(ClO)2=CaCO3+2HClO;2HClO2HCl+O2↑。
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