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第08讲 Na、Na2O、Na2O2的性质、应用和计算-2023-2024学年高一化学易混易错巧讲精练(人教版2019必修第一册)
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这是一份第08讲 Na、Na2O、Na2O2的性质、应用和计算-2023-2024学年高一化学易混易错巧讲精练(人教版2019必修第一册),共25页。试卷主要包含了Na,Na2O等内容,欢迎下载使用。
第08讲 Na、Na2O、Na2O2的性质、应用和计算
必备知识
一、Na
1.物理性质
(1)软、小——质软,硬度小,能用小刀切割。
(2)银白——银白色,有金属光泽。
(3)轻——密度比水小,比煤油大。
(4)低——熔点低。
(5)导——可导电、导热。
2.从钠原子的结构认识钠的化学性质——还原性
易失一个电子
结构决定性质
具有强还原性
Na
O2
H2O
Cl2
Na2O2(淡黄色)
NaCl
NaOH+H2↑
Na2O(白色)
常温
加热
(1)上述流程图中发生的化学反应方程式
①2Na+Cl22NaCl;现象:发出黄色火焰,有白烟出现。
②2Na+O2Na2O2;现象:发出黄色火焰,有淡黄色固体生成。
③2Na+2H2O===2NaOH+H2↑;现象:浮、熔、游、响。
④4Na+O22Na2O;现象:发出黄色火焰,有白色固体生成。
(2)Na与含有酚酞的水溶液反应的实验现象及解释:
Na
H2O
浮
熔
游
红
响
密度比水小
熔点低,反应放热
生成了碱(NaOH)
反应剧烈,产生气体
生成气体 ,使钠受力不均衡
(3)Na与酸反应
【反应本质】
Na与水反应是Na与水电离出的H+反应;酸可电离出H+,即Na与酸的反应是Na与溶液中H+反应,而不是先和水反应生成NaOH后再和酸发生中和反应
2Na+2H+=2Na++ H2↑
【酸的量不同时】
与酸(HCl)反应:2Na+2HCl===2NaCl+H2↑。
酸过量时:钠与酸电离出的H+反应;
酸不足时:先与酸电离出的H+反应,过量的钠再与H2O反应。
(4)Na与盐反应
Na与盐溶液反应现象因盐的不同而不同,首先发生Na与水的反应,然后再进行判断
Na
盐溶液
Na先和水反应
放出H2
生成NaOH
H2O减少
放出热量
和原溶质是否反应
对溶剂质量的影响
对原溶质溶解度的影响
如Na投入到CuSO4溶液中,反应的离子方程式为
2Na+2H2O+Cu2+===2Na++Cu(OH)2↓+H2↑;现象:有气体放出,有蓝色沉淀生成。
钠与盐溶液反应时,钠先与水反应生成氢气和氢氧化钠,然后氢氧化钠与盐溶液再反应。钠不能把盐溶液中的金属阳离子置换出来。
(5)与乙醇反应:2Na+2C2H5OH―→2C2H5ONa+H2↑。
【注意】
钠与乙醇反应,钠块先沉在液面下,后上下浮动、
能看到表面冒出气泡,并不能熔化成小球。
3.钠的制取、保存及用途
(1)保存:密封保存,通常保存在石蜡油或煤油中。
(2)制取:化学方程式为2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑。
(3)用途:
①钠、钾合金(液态)可用于原子反应堆的导热剂;
②作强还原剂,将某些稀有金属从它们的卤化物中还原出来,
如4Na+TiCl4Ti+4NaCl;
③用作电光源,制作高压钠灯。
④制取Na2O2等化合物。
二、Na2O、Na2O2
1.氧化钠与过氧化钠的比较
电子式
氧元素
化合价
-2
-1
色、态
白色固体
淡黄色固体
阴、阳离子
个数比
1∶2
1∶2
是否为碱性
氧化物
是
不是
与水反应的
化学方程式
Na2O+H2O===2NaOH
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
与CO2反应的化学方程式
Na2O+CO2===Na2CO3
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
与盐酸反应的化学方程式
Na2O+2HCl===2NaCl+H2O
2Na2O2+4HCl===4NaCl+2H2O+O2↑
2.过氧化钠的特性:
(1)化合价与性质的关系
,因此Na2O2既有氧化性,又有还原性,但主要表现出较强的氧化性。
(2)强氧化性
漂白性
Na2O2
H2S溶液
品红溶液
SO2
石蕊溶液
Na2SO3溶液
FeCl2溶液
反应历程: 2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑;
2NaOH+FeCl2=Fe(OH)2↓+2NaCl, 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4 Fe(OH)3
有气体放出,同时有红褐色沉淀出现。
有淡黄色固体生成
Na2O2 +SO2===Na2SO4
Na2O2+H2O+ Na2SO3===2NaOH+Na2SO4
有气体放出,品红溶液褪色
有气体放出,石蕊溶液先变蓝,后褪色。
可用来漂白织物、秸杆和羽毛等。
Na2O2+H2S ===2NaOH+S↓
(2)遇KMnO4等强氧化剂时,表现出还原性,氧化产物为O2。
(3)遇CO2、H2O、H+则发生自身的氧化还原反应。
3.过氧化钠与CO2、H2O反应中的定量关系
物质的
量关系
无论是CO2或H2O的单一物质还是二者的混合物,与足量的Na2O2反应时,反应的CO2或H2O与放出O2的物质的量之比均为2∶1
气体体
积关系
若CO2和水蒸气的混合气体(或单一气体)与足量的Na2O2反应时,气体体积的减小量或反应的气体体积的,即为生成氧气的体积,ΔV=V(O2)=V
电子转
移关系
当Na2O2与CO2、H2O反应时,物质的量的关系为2Na2O2~O2~2e-,n(e-)=n(Na2O2)=2n(O2)
先后顺
序关系
一定量的Na2O2与一定量的CO2和H2O(g)的混合物反应,可看成Na2O2先与CO2反应,待CO2反应完全后,Na2O2再与H2O(g)发生反应
固体质量
变化关系
CO2、水蒸气分别与足量Na2O2反应时,固体相当于吸收了CO2中的“CO”、水蒸气中的“H2”,所以固体增加的质量Δm(CO2)=28 g·mol-1×n(CO2),Δm(H2O)=2 g·mol-1×n(H2O)
4.焰色反应
(1)概念:很多金属或它们的化合物在灼烧时火焰呈现特殊颜色的现象。
(2)操作步骤
第一步:点燃酒精灯;
第二步:将铂丝用盐酸清洗,再放到火焰上灼烧,直到火焰呈现原来的颜色;
第三步:用铂丝蘸取固体或液体待测物,灼烧、观察。
第四步:铂丝用盐酸洗净,在酒精灯外焰上灼烧至没有颜色时,放回原处。
(3)常见元素的焰色。
钠元素:黄色;钾元素:紫色 (透过蓝色钴玻璃观察)。
易混易错点
一、与Na的性质、保存、用途有关的易混易错点
1.钠的物理性质
颜 色
密 度
熔 点
硬 度
银白色,有金属光泽
ρ(水) > ρ(钠) > ρ(煤油)
< 100 ℃
质地较软
2.钠的化学性质
(1)钠与氧气的反应
①_4Na+O22Na2O,易错点:反应条件:常温;产物颜色:白色。
②_2Na+O2Na2O2 易错点:反应条件:加热;产物颜色:淡黄色。。
银白色金属钠
易错点:钠在空气中的变化过程:
(2)钠与水的反应
① 2Na+2H2O===2NaOH+H2↑;易错点:离子方程式:2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑。
② 易错点:与滴加酚酞的水反应的现象及解释;浮、熔、游、响、红的含义。
(3)钠与酸的反应
Na与水反应是Na与水电离出的H+反应;酸可电离出H+,即Na与酸的反应是Na与溶液中H+反应,而不是先和水反应生成NaOH后再和酸发生中和反应
(4)钠与盐溶液的反应
Na与盐溶液反应现象因盐的不同而不同,首先发生Na与水的反应,然后再进行判断:
盐溶液
加入
Na
(5)钠与乙醇的反应
易错点:钠与乙醇反应,钠并不浮在液面上,因为钠的密度比乙醇的密度大,所以钠块先沉在液面下,后上下浮动、能看到表面冒出气泡,钠与乙醇的反应没有钠与水反应剧烈,产生的热量少一些,并不能熔化成小球。
二、与Na2O、Na2O2的性质、用途、计算有关的易混易错点
1.Na2O是碱性氧化物,而Na2O2是过氧化物,不是碱性氧化物;
2.Na2O和Na2O2中阴离子与阳离子个数比为1:2;Na2O2中的阴离子与阳离子个数比不是1:1。
3.Na2O2与H2O和CO2反应,均是歧化反应,1molNa2O2完全反应转移1mol电子。
4.Na2O中只含有离子键,Na2O2中既含有离子键,又含有非极性共价键。
5.Na2O2与H2O反应的实质:Na2O2与H2O反应先发生复分解反应,生成H2O2和NaOH,
因为该反应过程中释放出大量的热,H2O2不稳定,受热分解生成O2和H2O。反应方程式为: Na2O2+2H2O===2NaOH+H2O2,2 H2O2===2H2O+O2↑。
6.Na2O2与H2O、CO2反应的有关计算:
Ⅰ.写出Na2O2分别与CO2、H2O反应的化学方程式。
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
Ⅱ.根据以上两个反应,探究反应中存在的定量关系。
(1)物质的量关系
无论是CO2或H2O的单一物质还是二者的混合物,通过足量的Na2O2时,CO2或H2O与放出O2的物质的量之比均为2∶1。
(2)气体体积关系
若CO2和水蒸气的混合气体(或单一气体)通过足量Na2O2,气体体积的减少量等于原混合气体体积的,也等于生成氧气的量。
(3)电子转移关系
当Na2O2与CO2、H2O反应时,物质的量关系为2Na2O2~O2~2e-。
(4)固体质量关系
相当于固体(Na2O2)只吸收了CO2中的“CO”或H2O中的“H2”,可以看作发生相应的反应:Na2O2+CONa2CO3、Na2O2+H22NaOH(实际上两反应均不能发生)。
凡分子组成符合(CO)m·(H2)n的物质,W g 该物质在O2中完全燃烧,将其产物(CO2和水蒸气)通过足量的Na2O2后,固体增重必为W g。或是由C、H、O三种元素组成的物质,只要C、O原子个数比为1∶1,即可满足该条件。
中学阶段常见的符合这一关系的物质有:
a.无机物:H2、CO及H2和CO的混合气体;
b.有机物:CH3OH(甲醇)、HCHO(甲醛)、CH3COOH(乙酸)、HCOOCH3(甲酸甲酯)、C6H12O6(葡萄糖)等。
(5)先后顺序关系
一定量的Na2O2与一定量的CO2和H2O(g)的混合物的反应,可视作Na2O2先与CO2反应,待CO2反应完全后,Na2O2再与H2O发生反应。
7.Na2O2具有强氧化性,与指示剂作用,先变色后褪色。
8.Na2O2可作为潜水艇等的氧气来源。
9.Na2O2具有强氧化性,能氧化大多数具有还原性的离子或物质。
细剖精析·易混不混·易错不错
1.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,观察到的现象可能是什么?
【细剖精析】
钠在苯与水的界面处反应,并不断的上下跳动,直至钠粒消失。
2.钠能否保存在CCl4中?原因是什么?
【细剖精析】
否,因为CCl4的密度比钠的大,不能起到隔绝空气的作用。
3.金属钠着火,不能用H2O、干冰灭火的原因是___________________。
【细剖精析】
钠和H2O可直接反应产生H2,可能会引起爆炸,加热时钠也可与CO2直接反应,而且金属钠着火生成的是Na2O2,与H2O、CO2都能反应
4.钠分别与水和酸反应时,哪一个更剧烈些?钠与稀酸反应时是先与H2O反应还是先与酸电离出的H+反应?
【细剖精析】
和水反应的实质是和水电离出的H+反应置换H2,而酸溶液中由酸电离出的c(H+)远大于水,故与酸的反应更剧烈。钠与稀酸反应时也先和酸电离出的H+反应,若钠过量,再和水反应。
5.将一小块钠投入到CuSO4溶液中,可观察到的现象是什么?并写出相关的化学方程式。
【细剖精析】
钠浮在溶液的液面上,很快熔化成闪亮的小球,小球迅速地向四处游动,并发出“嘶嘶”的响声,越来越小,最后消失;整个过程中,钠球所到之处伴随有蓝色的沉淀产生(并可能有黑色的沉淀生成)。
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
CuSO4+2NaOH===Cu(OH)2↓+Na2SO4
(Cu(OH)2CuO+H2O)
6.当金属钠投放下列溶液中会发生什么现象?
a.NaHSO4溶液
【细剖精析】
Na直接与NaHSO4电离出的H+反应
b.稀NaCl溶液
【细剖精析】
只发生Na与水的反应,有H2产生
c.饱和NaCl溶液
【细剖精析】
有H2产生,同时有NaCl晶体析出
d.NH4Cl溶液
【细剖精析】
同时产生H2和NH3(生成的碱与盐反应)
e.CuSO4溶液
【细剖精析】
有H2和蓝色沉淀生成(生成的碱与盐反应)
7.将一小块金属钠分别投入盛有:a.水、b.乙醇、c.稀H2SO4的三个小烧杯中,反应速率由快到慢的顺序为c>a>b(填字母。)解释反应速率不同的原因:
【细剖精析】
钠与题述三种物质反应的实质都是钠与H+的反应,H+浓度的大小决定了反应速率的快慢,由三种物质电离出H+的能力可知H+浓度的大小顺序为c>a>b,因而反应速率为c>a>b。
8.金属钠露置在空气中会发生一系列变化,其过程:
银白色金属钠表面变暗出现白色固体接着表面变稀白色块状固体白色粉末状物质
请写出上述各步反应的化学方程式。
【细剖精析】
①4Na+O2===2Na2O
②Na2O+H2O===2NaOH
③2NaOH+CO2+9H2O===Na2CO3·10H2O
④Na2CO3·10H2O===Na2CO3+10H2O
9.Na2O2中,阴、阳离子个数比是多少?它是碱性氧化物吗?
【细剖精析】
1∶2;不是碱性氧化物,Na2O2与酸反应除生成盐和水外还生成O2。
10.Na2O、Na2O2与H2O的反应
等物质的量的Na2O和Na2O2分别投入等量且足量的水中,所得溶液的物质的量浓度有什么关系?二者溶液的质量差是否相等?
【细剖精析】
根据反应:Na2O+H2O===2NaOH Δm
62 g 18 g 80 g 62 g
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑ Δm
2×78 g 32 g 124 g
归纳总结:
①当二者物质的量相等时,溶液的质量差相等。
②Na2O与Na2O2物质的量相等时,所得NaOH相等,同时消耗的水也相等,溶剂也相等,故二者物质的量浓度、质量分数均相等。
11.比较下列两组反应,回答有关问题。
一组:①Na2O2+CO2 ②Na2O2+SO2
二组:③Na2O2+FeCl3(溶液) ④Na2O2+FeCl2(溶液)
问题:(1)写出①、②两反应的化学方程式。
(2)判断③、④反应中可能发生的现象,为什么?
(3)Na2O2在什么情况下表现强氧化性?
【细剖精析】
(1)①2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
②2Na2O2+2SO2===2Na2SO4
(2)③、④反应均会有红褐色沉淀生成并有气体放出,④中气体明显少于③中气体,因为FeCl3与NaOH反应生成Fe(OH)3,Fe(OH)3是不溶性的红褐色沉淀,④中Fe2+具有强还原性易被Na2O2氧化并生成Fe(OH)3,Na2O2与溶液中的水剧烈反应也会有O2产生。
(3)Na2O2与水反应发生自身氧化还原反应放出O2,在遇到有还原性物质时会表现出强氧化性。
12.Na、Na2O、Na2O2、NaOH四种物质长时间露置于空气中最终会变成什么物质?
【细剖精析】
都会变为Na2CO3。
13.分别写出氧化钠、过氧化钠的电子式并分析它们含有化学键的类型:
【细剖精析】
①Na2O的电子式:,化学键类型:离子键,属于离子化合物(填“离子化合物”或“共价化合物”)。
②Na2O2的电子式: ,化学键类型:离子键、共价键,属于离子化合物(填“离子化合物”或“共价化合物”)。
对点训练
一、钠的性质
1.判断正误
Na的金属活动性比Mg强,故可用Na与MgCl2溶液反应制取Mg( )
【答案】×
【解析】
Na是活泼金属,Na与MgCl2溶液反应时,先与水反应得到H2,可采用电解熔融的氯化镁来制取镁,故错误;
2.将一块银白色的金属钠放在空气中会发生一系列的变化:表面迅速变暗→“出汗”→变成白色固体(粉末),下列有关叙述不正确的是( )
A.表面迅速变暗是因为钠与空气中的氧气反应生成了氧化钠
B.“出汗”是因为生成的氢氧化钠吸收空气中的水蒸气在表面形成了溶液
C.最后变成碳酸钠粉末
D.该过程的所有化学反应均为氧化还原反应
【答案】D
【解析】
A.因钠很活泼,易被氧化,则金属钠在空气中易氧化形成氧化钠,出现变暗现象,故A正确;
B.氧化钠与空气中的水反应生成氢氧化钠,氢氧化钠吸收空气中的水蒸气在表面形成了溶液,可观察到“出汗”,故B正确;
C.生成的氢氧化钠再与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠的结晶水合物,最终风化变成白色粉末为碳酸钠,故C正确;
D.整个过程中只有Na→Na 2 O的过程中有元素的化合价变化,属于氧化还原反应,其余均不是氧化还原反应,故D错误;
故选D.
3.用等质量的金属钠进行下列实验,产生氢气最多的是( )
A.将钠放入足量的稀盐酸中
B.将钠放入足量的稀硫酸中
C.将钠放入足量的氯化钠溶液中
D.将钠用铝箔包好,并刺一些小孔,放入足量的水中
【答案】D
【解析】
将等质量的钠投入到稀盐酸、稀硫酸、氯化钠溶液中,发生反应本质为钠与氢离子反应生成氢气,由于Na的质量相同,所以三者放出的氢气的量相等;
将钠用铝箔包好并刺一些小孔,再放入足量的水中,首先是钠与水反应生成NaOH和氢气,铝与NaOH溶液反应生成氢气,故生成氢气要比上述三种情况多.
故D项中生成氢气最多.
故选D.
4.金属钠与下列溶液反应时,既有白色沉淀析出又有气体逸出的是( )
A.BaCl2溶液 B.K2SO4溶液
C.FeCl3溶液 D.Ca(HCO3)2溶液
【答案】D
【解析】
Na分别投入盐溶液中时,Na先和水反应生成NaOH和氢气,生成的NaOH再和盐发生复分解反应;A.生成的NaOH不和氯化钡反应,所以没有沉淀生成,故A错误;B.NaOH和硫酸钾不反应,所以没有沉淀生成,故B错误;C.氯化铁和NaOH反应,生成红褐色氢氧化铁沉淀,故C错误;D.Ca(HCO3)2溶液和NaOH发生复分解反应生成碳酸钙白色沉淀,所以有气体和沉淀生成,故D正确;故选D。
5.下列说法正确的是( )
A.2 mol 钠与过量盐酸反应生成NA个H2分子
B.少量金属钠加到冷水中,反应的离子方程式是:Na+2H2O===Na++OH-+H2↑
C.用镊子从煤油中取出金属钠,切下绿豆大小的钠,小心放入装满水的烧杯中
D.为测定熔融NaOH的导电性,可在瓷坩埚中熔化NaOH固体后进行测量
【答案】A
【解析】
A、根据化学方程式2Na+2HCl=2NaCl+H2↑,可知2molNa与过量稀盐酸反应生成NA个氢气分子,故A正确;
B、少量金属钠加到冷水中,反应的离子方程式是:2Na+2H2O═2Na++2OH-+H2↑,故B错误;
C、钠活泼性较强,做钠和水的实验时,烧杯中的水不能太满,否则,钠和水剧烈反应而易于溅出,导致安全事故发生,故C错误;
D、瓷坩埚中二氧化硅与NaOH反应,则在铁坩埚中熔化氢氧化钠固体后,进行测量,故D错误;
故选A.
二、钠的氧化物的性质
1.1 mol过氧化钠与2 mol碳酸氢钠固体混合后,在密闭容器中加热充分反应,排出气体物质后冷却,残留的固体物质是( )
A.Na2CO3
B.Na2O2 Na2CO3
C.NaOH Na2CO3
D.Na2O2 NaOH Na2CO3
【答案】A
【解析】
根据反应式:2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O,2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2,2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2;根据计量关系,可知2mol NaHCO3生成CO2和H2O各1mol,Na2O2只有1mol,故其恰好和CO2反应生成Na2CO3和O2,气体排出后,只剩余Na2CO3.
故选A.
2.(1)H(Na2S2)与Na2O2的结构和化学性质相似,其水溶液显黄色,写出H的溶液与稀硫酸反应产生的现象为____________________________________。
(2)将足量的Na2O2投入到含有下列离子的溶液中:NO、S2-、HCO、CO、Na+,设反应完毕后,无固体析出,则数目减少的离子有__________,数目增多的离子有________,数目不变的离子是________。
【答案】
(1)溶液由黄色变为无色,产生浅黄色沉淀和(臭鸡蛋气味)气体 (2)S2-、HCO、(H+) Na+、CO、OH- NO
【解析】
(1)H即Na2S2溶液与稀H2SO4反应,可根据2Na2O2+2H2SO4===2Na2SO4+2H2O+O2 ↑推知:Na2S2+H2SO4===Na2SO4+H2S↑+S↓。
(2)S2-被氧化,HCO与OH-反应生成CO,故减少的是S2-和HCO,增多的是Na+、CO、OH-,NO数目无变化。
3.为了使宇航员在飞船中得到一个稳定的、良好的生存环境,一般在飞船内安装盛有Na2O2或K2O2颗粒的装置,它的用途是产生氧气。下列关于Na2O2的叙述正确的是( )
A.Na2O2中阴、阳离子的个数比为1∶1
B.Na2O2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
C.Na2O2分别与水及CO2反应产生相同量的O2时,转移电子的物质的量相等
D.Na2O2的漂白原理与SO2的漂白原理相同
【答案】C
【解析】
Na2O2的电子式为,故阴、阳离子的个数比为1∶2,A错误;生成相同量的O2时消耗的水和二氧化碳的物质的量相同,但质量不同,B项错;由得失电子守恒知两者转移电子的物质的量相同,C项正确;Na2O2因具有强氧化性而有漂白性,SO2易与有色物质化合生成不稳定的无色物质,故原理不同,D项错误。
4.在一定温度下,向饱和烧碱溶液中放入一定量的过氧化钠,充分反应后恢复到原来温度,下列说法正确的是( )
A.溶液中Na+浓度增大,有O2放出
B.溶液中的pH不变,有H2放出
C.溶液中的Na+数目减小,有O2放出
D.溶液中的pH增大,有O2放出
【答案】C
【解析】
过氧化钠加入水中发生:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,消耗水,饱和的烧碱溶液中有NaOH析出,则溶液中氢氧化钠的质量减小.且溶液仍然为饱和的烧碱溶液,故PH值不发生变化。故选C。
5.在一定条件下,将钠与氧气反应的生成物1.5 g溶于水,所得溶液恰好能被80 mL浓度为0.50 mol·L-1的HCl溶液中和,则该生成物的成分是( )
A.Na2O B.Na2O2
C.Na2O和Na2O2 D.Na2O2和NaO2
【答案】C
【解析】
HCl为0.04 mol,由电荷守恒知n(Na + )=0.04 mol。钠的氧化物若为Na 2 O,应为0.02 mol×62 g·mol -1 =1.24 g;若为Na 2 O 2 ,应为0.02 mol×78 g·mol -1 =1.56 g。1.5 g介于1.24 g~1.56 g之间,故应为二者的混合物。
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1.下列关于钠的叙述,正确的是
①钠与水反应时浮于水面且呈小球状游动;
②钠可以保存在四氯化碳中;
③钠元素在自然界中只能以化合态形式存在;
④钠钾合金可做原子反应堆导热剂;
⑤金属钠既有还原性又有氧化性
A.①③④ B.③④⑤ C.②③⑤ D.①③⑤
【答案】A
【解析】
①金属钠的密度小于水,且反应产生氢气,故钠与水反应时浮于水面且呈小球状游动,①正确;②金属钠的密度小于四氯化碳,故钠不可以保存在四氯化碳中,②错误;③由于金属钠化学性质活泼,能与O2、H2O等物质反应,故钠元素在自然界中只能以化合态形式存在,③正确;④钠钾合金常温下呈液态,可做原子反应堆导热剂,④正确;⑤金属钠在反应中只能失去电子,化合价升高被氧化,故只有还原性没有氧化性,⑤错误;综上所述,正确的有①③④,故答案为:A。
2.如图所示,在烧杯中加入水和苯(苯的密度为0.88g/cm3,苯与水互不相溶,且苯不与钠反应)各50mL,将一小粒金属钠(密度为0.971g/cm3投入烧杯中,观察到的现象为
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不断上浮、下沉
【答案】D
【解析】
苯与水互不相溶,且钠的密度介于苯和水的密度之间,因此加入钠后,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,故答案为D。
3.下列变化中,不属于氧化还原反应的是
A.金属钠露置在空气中迅速变暗
B.将锌片投入稀盐酸溶液中有气泡产生
C.露置在空气中的过氧化钠固体变白
D.将碳酸钙粉末投入稀盐酸溶液中有气泡产生
【答案】D
【解析】
A.金属钠露置在空气中迅速变暗,是由于Na被氧气氧化生成了氧化钠,氧气被还原,是氧化还原反应,故A不符合题意;
B.将锌片投入稀盐酸溶液中生成氯化锌和氢气,是置换反应、是氧化还原反应,故B不符合题意;
C.露置在空气中的过氧化钠固体变白是由于和空气的水或二氧化碳发生反应,该过程中过氧化钠既是氧化剂又是还原剂,气体反应物既不被氧化也不被还原,故C不符合题意;
D.将碳酸钙粉末投入稀盐酸溶液中生成二氧化碳气体,该反应为非氧化还原反应,故D符合题意;
答案为D。
4.将6g钠和3.2g硫粉迅速混合,放在石棉网上加热,反应后所得固体物质的成分是
A.Na2O和S B.Na2O和Na2O2 C.Na2O和Na2S D.Na2O2和Na2S
【答案】D
【解析】
3.2g硫粉的物质的量为0.1mol,需要4.6g的钠就可以反应生成Na2S,过量的钠与氧气反应生成Na2O2。综上所述选D。
5.下列有关钠及其化合物的描述错误的是
A.新切开的钠光亮的表面很快变暗
B.钠在空气中的燃烧产物为氧化钠
C.焰色试验的火焰呈黄色
D.Na2O2可作为呼吸面具或潜水艇中氧气的来源
【答案】B
【解析】
A.新切开的钠,暴露在空气中,被氧气氧化为氧化钠,光亮的表面很快变暗,故A正确;
B.钠在空气中的燃烧产物为过氧化钠,故B错误;
C.焰色试验为元素的性质,钠及其化合物的的焰色都为黄色,故C正确;
D.过氧化钠与水、二氧化碳反应生成氧气,可用作呼吸面具或潜水艇中氧气的来源,故D正确;
故选B。
6.水在化学反应中有着广泛的用途,担当多重角色,如氧化还原反应中水可作为氧化剂、还原剂和既不是氧化剂也不是还原剂。下图和水相连的物质都能和水发生反应,关于图中反应说法正确的是
A.属于氧化还原反应且水既不作氧化剂也不作还原剂的有①④⑤⑥⑦
B.①和⑥中都有气体生成,反应类型相同
C.②⑧反应均为置换反应,水分别作氧化剂和还原剂
D.③⑦基本反应类型相同,④⑧反应可写成同一通式
【答案】C
【解析】
A.在⑥的CaC2与H2O反应产生Ca(OH)2、C2H2,及SO3与H2O反应产生H2SO4中元素化合价都不变,因此这两个反应不属于氧化还原反应,A错误;
B.在①Na2O2与H2O反应中产生NaOH和O2,反应过程有元素化合价的变化,因此反应属于氧化还原反应;而在⑥的CaC2与H2O反应中产生Ca(OH)2、C2H2,反应过程中元素化合价不变,反应属于非氧化还原反应,因此二者反应类型不同,B错误;
C.在②Na与H2O反应产生NaOH和H2的置换反应中,H2O的组成元素H化合价降低,所以H2O为氧化剂;而在⑧的F2与H2O反应产生HF和O2的置换反应中,H2O的组成O元素化合价升高,所以H2O为还原剂,C正确;
D.反应③是Na2O与H2O化合形成NaOH;反应⑦是SO3与H2O化合形成H2SO4,因此二者基本反应类型相同;都是化合反应;但反应④是Cl2与H2O反应产生HCl、HClO;反应⑧是F2与H2O反应产生HF、O2,因此二者不能写成同一通式,D错误;
故合理选项是C。
7.如图所示装置,试管中盛有水,气球a中盛有干燥的固体颗粒,U形管中注有浅红色的水。将气球用橡皮筋紧缚在试管口。实验时将气球中的固体颗粒抖落到试管b的水中,将发生的现象描述正确的是
A.若气球a中放的是Na,则气球a变大,U形管水位d>c
B.若气球a中放的是硝酸铵,则气球a变得更瘪,U形管水位d>C
C.若气球a中放的是Na2O2,则气球a变大,U形管水位c>d
D.若气球a中放的是生石灰,则气球a变大,U形管水位c>d
【答案】A
【解析】
A.Na与水反应放热,且生成氢气,则气球a变大,锥形瓶中气体受热膨胀,U形管水位d>c,A项正确;
B.硝酸铵溶于水吸热,气球a变得更瘪,U形管水位c>d,B项错误;
C.过氧化钠与水反应生成氧气,且放热,气球a变大,锥形瓶中气体受热膨胀,U形管水位d>c,C项错误;
D.CaO与水反应放热,无气体生成,气球a变化不明显,锥形瓶中气体受热膨胀,U形管水位d>c,D项错误;
答案选A。
8.下列离子方程式正确的是
A.铝片与过量的溶液反应:
B.向小苏打溶液中加入醋酸:
C.向溶液中加入过量的氨水:
D.将投入到溶液中:
【答案】D
【解析】
A.铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,反应的离子方程式为2Al+2H2O+2OH-═2AlO+3H2↑,故A错误;
B.小苏打即碳酸氢钠,参加离子反应的为碳酸氢根离子,则向小苏打溶液中加入醋酸的离子方程式为HCO+CH3COOH═CH3COO-+CO2↑+H2O,故B错误;
C.在AlCl3溶液中加入过量氨水反应生成氢氧化铝沉淀,反应的离子方程式为Al3++3NH3•H2O=Al(OH)3↓+3NH,故C错误;
D.将Na投入到CuSO4溶液中生成硫酸钠、氢氧化铜沉淀和氢气,反应的离子方程式为2Na+2H2O+Cu2+=2Na++Cu(OH)2↓+H2↑,故D正确;
故选D。
9.下列有关物质的性质及用途描述不正确的是
A.Cl2有漂白性,可使湿润的有色布条褪色
B.Na2O2与H2O、CO2反应均有O2生成,故Na2O2可用作呼吸面具中的供氧剂
C.漂白粉可与CO2反应生成HClO,可用于自来水的杀菌消毒
D.钠的熔点较低,可用作液态金属导热剂
【答案】A
【解析】
A.氯气没有漂白性,氯气与水反应生成具有强氧化性的次氯酸使湿润的有色布条褪色,故A错误;
B.过氧化钠能与人呼吸出的二氧化碳和水蒸气反应生成氧气,可用作呼吸面具中的供氧剂,故B正确;
C.次氯酸的酸性比碳酸弱,漂白粉中的有效成分次氯酸钙能与空气中的二氧化碳反应生成具有强氧化性的次氯酸,能起到杀菌消毒的作用,则漂白粉可用于自来水的杀菌消毒,故C正确;
D.合金的熔点比各组分的熔点都低,钠的熔点较低,则由钠形成的钠钾合金常温呈液态,可做原子反应堆的导热剂,故D正确;
故选A。
10.将投入溶液中,可观察到的现象是
A.生成白色沉淀及气泡 B.生成红褐色沉淀及气泡
C.仅有气泡产生 D.无变化
【答案】B
【解析】
将Na2O2投入FeCl2溶液中,Na2O2与溶液中的水发应生成NaOH和O2,有气泡产生,生成的NaOH和O2再和FeCl2反应生成红褐色沉淀Fe(OH)3,故B选项符合题意。
答案选B。
11.下列说法正确的是(NA代表阿伏加德罗常数的值)
A.Na2O2是白色固体,能与水反应生成碱NaOH,所以Na2O2是碱性氧化物
B.足量Na2O2和标准状况下11.2 L CO2反应,转移电子数目为NA
C.1 mol Na2O2中含阴离子的个数为2NA
D.Na2O2在空气中久置变白,涉及的氧化还原反应中,Na2O2既是氧化剂,又是还原剂
【答案】D
【解析】
A.碱性氧化物是能和酸反应生成盐和水的氧化物,Na2O2不属于碱性氧化物,而是过氧化物,A错误;
B.标准状况下11.2 L CO2的物质的量是0.5 mol,足量Na2O2与0.5 mol的CO2反应转移0.5 mol电子,则转移的电子数为0.5NA,B错误;
C.Na2O2由Na+、构成,1个Na2O2中含有1个阴离子,则在1 mol Na2O2中含阴离子的个数为NA,C错误;
D.Na2O2与CO2、H2O的反应都是Na2O2自身的氧化还原反应,在相应反应中Na2O2既是氧化剂,又是还原剂,D正确;
故合理选项是D。
12.取ag某物质在O2中完全燃烧,将生成物通过足量的Na2O2完全反应,固体的质量增加多于ag,该物质是
A.葡萄糖 B.甲酸 C.蔗糖 D.氢气
【答案】C
【解析】
物质足量的O2中充分燃烧后生成CO2、H2O,通过过量的Na2O2,发生反应2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2,2H2O+2Na2O2=4NaOH+O2,由方程式可知,过氧化钠增重=与CO2同物质的量的CO质量+与H2O同物质的量的H2质量,组成增重质量的组成可以表示为(CO)n•(H2)m,即化学式可以改写成(CO)n•(H2)m,完全燃烧后过氧化钠增重等于该物质的质量;
A.葡萄糖分子式为C6H12O6,可写成(CO)6(H2)6,固体质量增加等于ag,故A错误;
B.甲酸是HCOOH,可以写成CO(H2)•O,固体质量增加小于ag,故B错误;
C.蔗糖分子式C12H22O11,改写成(CO)11(H2)•C,固体质量大于ag,故C正确;
D.氢气,2H2+O2=2H2O,2H2O+2Na2O2=4NaOH+O2↑,即H2+Na2O2=2NaOH,可知agH2完全燃烧,过氧化钠增重等于该物质的质量,固体质量增加等于ag,故D错误;
故选:C。
13.下列“类比”合理的是
A.Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2,则Na2O2与SO2反应生成Na2SO3和O2
B.Na和O2在点燃条件下生成Na2O2,则Na在CO2中燃烧也有Na2O2生成
C.Na3N与盐酸反应生成NaCl和NH4Cl,则Mg3N2与盐酸反应生成MgCl2和NH4Cl
D.NaCl固体和浓硫酸共热生成硫酸钠和氯化氢气体,则NaI固体和浓硫酸共热生成硫酸钠和碘化氢气体
【答案】C
【解析】
A.过氧化钠具有强氧化性,与二氧化硫反应生成硫酸钠,A错误;
B.钠和二氧化碳反应生成碳酸钠不是过氧化钠,因为过氧化钠和二氧化碳能反应,B错误;
C.Na3N与盐酸反应生成NaCl和NH4Cl,Na3N+ 4HCl=3NaCl+ NH4Cl,Mg3N2与盐酸反应生成MgCl2和NH4Cl : Mg3N2+8 HCl = 3MgCl2+2NH4Cl,C正确;
D.碘离子具有还原性,能被浓硫酸氧化,所以碘化钠和浓硫酸反应不能生成碘化氢,D错误;
故选C。
14.与1molNa2O2混合,在密闭容器内充分加热。下列说法正确的是
A.残留固体的成分为 B.充分加热后容器内的气体为
C.残留固体的成分为和 D.充分加热后容器内的气体为和
【答案】A
【解析】
NaHCO3与Na2O2混合,在密闭容器中充分加热,碳酸氢钠固体加热反应方程式为2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,4molNaHCO3分解生成的二氧化碳为2mol,生成的水为2mol,由方程式2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2↑,可知1mol二氧化碳与1mol Na2O2恰好反应,最后生成的固体为Na2CO3,充分反应后容器内的气体为CO2、O2和H2O,故A正确。
故选A。
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