备考2024届高考化学一轮复习分层练习第三章金属及其化合物第1讲钠及其重要化合物

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1.下列关于钠及其化合物的说法正确的是（ A ）
①[2023浙江]过氧化钠能与二氧化碳反应生成氧气，可作潜水艇中的供氧剂
②[2023浙江]金属钠导热性好，可用作传热介质
③[2023浙江]Na和乙醇反应可生成H2
④[2023辽宁改编]可用石灰水鉴别Na2CO3与NaHCO3
⑤[2022北京]加热NaHCO3固体，产生无色气体：2NaHCO3△Na2CO3＋H2O＋CO2↑
⑥[2022海南]小苏打的主要成分是Na2CO3
A.①②③⑤B.①③⑤⑥
C.②④⑤⑥D.①②③④
解析 石灰水与Na2CO3和NaHCO3都能反应生成白色沉淀CaCO3，无法鉴别，④错误；小苏打的主要成分是NaHCO3，⑥错误。
2.[焰色试验]在北京冬奥会闭幕式的最后环节，“天下一家”“五环”等造型烟花在鸟巢上空完美绽放。利用焰色，不仅可以制作烟花爆竹，还可以制作信号弹等。下列有关说法正确的是（ B ）
A.所有的金属及其化合物都有特征焰色
B.做焰色试验时可用洁净的铁丝或铂丝蘸取待测物质
C.焰色试验体现了某些金属元素的化学性质
D.用铂丝蘸取某溶液在酒精灯外焰上灼烧时，火焰呈黄色，说明该溶液中一定含钠盐
解析 铁丝、铂丝灼烧时没有特征焰色，故做焰色试验时可用洁净的铁丝或铂丝蘸取待测物质，A项错误，B项正确；焰色试验没有新物质生成，体现了某些金属元素的物理性质，C项错误；火焰呈黄色，说明该溶液中含有钠元素，可能是钠盐，也可能是氢氧化钠等，D项错误。
3.下列关于钠的实验现象的叙述不正确的是（ A ）
解析 切开钠，钠与空气中的O2反应生成Na2O，切面颜色变暗，但最后不会呈淡黄色，A项错误；把一小块钠投入CuSO4溶液中，钠先与水反应生成NaOH与H2，钠熔化成闪亮的小球，在液面上四处游动，发出“嘶嘶”的响声，NaOH与CuSO4反应生成Cu（OH）2蓝色沉淀，B项正确；把钠投入滴有紫色石蕊溶液的冷水中，钠与水反应生成NaOH与H2，钠熔化成闪亮的小球，在液面上四处游动，发出“嘶嘶”的响声，反应后溶液变蓝，C项正确；钠的熔点低，加热熔化，然后剧烈燃烧，发出黄色火焰，生成淡黄色固体，D项正确。
4.如图所示，试管b中盛有水，气球a中装有干燥的Na2O2粉末，U形管中注有浅红色的水。将气球用橡皮绳紧紧地系在试管口。实验时将气球中的Na2O2粉末抖入试管b的水中，将发生的现象是（ C ）
A.U形管内浅红色的水褪色
B.试管b内溶液变红
C.气球a鼓起变大
D.U形管内的液面：c高于d
解析 U形管内浅红色的水不会褪色，A项错误；因为试管b中没有滴入酚酞溶液，故试管b内溶液不会变红，B项错误； Na2O2与H2O反应生成NaOH和O2，O2使气球鼓起变大，C项正确；因为Na2O2与H2O反应放热，故U形管内的液面：c低于d，D项错误。
5.[侯氏制碱法]如图所示是模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3的部分装置。下列操作正确的是（ C ）
A.a先通入CO2，然后b通入NH3，c中放碱石灰
B.b先通入NH3，然后a通入CO2，c中放碱石灰
C.a先通入NH3，然后b通入CO2，c中放蘸稀硫酸的脱脂棉
D.b先通入CO2，然后a通入NH3，c中放蘸稀硫酸的脱脂棉
解析 “侯氏制碱法”的主要反应原理是NaCl＋CO2＋NH3＋H2ONaHCO3↓＋NH4Cl，由于CO2在H2O中的溶解度较小，而NH3在H2O中的溶解度较大，为防止倒吸，a通入NH3，b通入CO2；为了得到最大量的NaHCO3，应向饱和食盐水中先通入NH3，再通入CO2，否则因CO2在H2O中溶解的量有限，即使通入的NH3很多，得到的NaHCO3也很少。实验中的尾气主要是CO2和NH3，其中NH3对环境影响较大，需要进行吸收处理，NH3是碱性气体，所以c中应盛装酸性物质。综合上述分析，C项正确。
6.[2024大连部分学校联考]下列关于Na2CO3与NaHCO3性质的叙述正确的是（ A ）
①“侯氏制碱法”誉满全球，其中“碱”为NaHCO3
②发酵粉的主要成分是碳酸氢钠，能使烘焙的糕点疏松多孔
③向碳酸钠固体中加入少量水后，碳酸钠结块成晶体，并伴随放热
④NaHCO3粉末中混有Na2CO3杂质，可通过加热至恒重除去Na2CO3
⑤相同温度下在水中的溶解度：Na2CO3＞NaHCO3
A.②③⑤B.①③④
C.①③⑤D.②④⑤
解析 “侯氏制碱法”中的“碱”为Na2CO3，①错误；发酵粉的主要成分是碳酸氢钠，能使烘焙的糕点疏松多孔，②正确；向碳酸钠中加入少量水后，碳酸钠结块成晶体，并伴随放热，③正确；NaHCO3粉末中有Na2CO3杂质，应配成溶液，通入过量CO2，然后低温蒸干、结晶、干燥，④错误；相同温度下，在水中的溶解度：Na2CO3＞NaHCO3，⑤正确；故选A。
7.[2024哈尔滨师范大学附属中学开学考]下列关于Na2O和Na2O2的叙述正确的是（ C ）
A.将Na2O与Na2O2分别加入滴有酚酞的水中，二者现象相同
B.Na2O2与Na2O中阴、阳离子个数之比分别为1∶1和 1∶2
C.将Na2O2分别加入FeCl3和FeCl2溶液中最终所得沉淀颜色相同
D.等质量的Na2O与Na2O2投入等量且足量水中充分反应后所得溶液物质的量浓度相等
解析 Na2O与水反应生成氢氧化钠，可看到滴有酚酞的水变红，Na2O2与水反应生成氢氧化钠和氧气，且Na2O2具有漂白性，可看到有气泡冒出，溶液先变红后褪色，二者现象不同，A错误；Na2O2中阴离子为O22－，所以Na2O2中阴、阳离子个数之比为1∶2，B错误；Na2O2与水反应生成NaOH，且Na2O2具有强氧化性，能将＋2价Fe氧化为＋3价Fe，因此将Na2O2分别加入FeCl3和FeCl2溶液中，最终都得到红褐色Fe（OH）3沉淀，C正确；Na2O2与水反应，溶液实际增加的是Na2O的质量，等物质的量的Na2O与Na2O2投入等量且足量水中充分反应后，两溶液增重相等，生成的NaOH的物质的量也相等，因而所得溶液物质的量浓度相等，由于等质量的Na2O与Na2O2的物质的量不相等，因而与水反应后所得溶液的物质的量浓度不相等，D错误。
8.[类比钠与水的反应][2024湖北襄阳一中月考]钠在液氨中溶剂化速度极快，生成蓝色的溶剂合电子，如图为钠投入液氨中的溶剂化示意图。钠沉入液氨中，快速得到深蓝色溶液，并慢慢产生气泡。下列说法错误的是（ C ）
A.钠的密度比液氨大
B.溶液的导电性增强
C.0.1 ml钠与液氨反应生成0.01 ml H2，Na共失去0.02 ml电子
D.钠和液氨可发生反应：2NH3＋2Na2NaNH2＋H2↑
解析 钠能沉入液氨中，说明钠的密度比液氨大，A项正确；液氨中没有能导电的离子，而钠投入液氨中生成蓝色的溶剂合电子，溶液中含有Na＋（NH3）x和e－（NH3）y，能导电，故溶液的导电性增强，B项正确；0.1 ml钠参加反应共失去0.1 ml电子，C项错误；反应中钠失去电子，化合价升高，根据氧化还原反应的规律知，只能是氢元素得到电子，所以钠和液氨可发生反应：2NH3＋2Na2NaNH2＋H2↑，D项正确。
9.[2022天津]金属钠及其化合物在人类生产生活中起着重要作用。回答下列问题：
（1）NaCl熔点为800.8 ℃，工业上采用电解熔融NaCl制备金属Na。电解反应方程式如下：
2NaCl（l）580℃电解CaCl2（l）2Na（l）＋Cl2（g）
加入CaCl2的目的是 作助熔剂，降低NaCl的熔点，降低能耗 。
（2）Na2O2的电子式为 Na＋[··O······O······]2－Na＋ 。
（3）采用空气和Na为原料可直接制备Na2O2。空气与熔融金属Na反应前，需依次通过 c 、 a （填序号）。
a.浓硫酸b.饱和食盐水
c.NaOH溶液d.KMnO4溶液
（4）天然碱的主要成分为Na2CO3·NaHCO3·2H2O，1 ml Na2CO3·NaHCO3·2H2O经充分加热得到Na2CO3的质量为 159 g。
解析 （1）NaCl的熔点为800.8 ℃，加入CaCl2时电解温度为580 ℃，因此加入CaCl2的目的是降低NaCl熔点，从而降低能耗。（2）Na2O2为离子化合物，电子式为Na＋[··O······O······]2－Na＋。（3）空气中的水和二氧化碳能与Na2O2反应，所以与熔融金属Na反应前，需依次通过氢氧化钠溶液和浓硫酸除去二氧化碳和水。（4）根据钠元素守恒，1 ml Na2CO3·NaHCO3·2H2O经充分加热得到1.5 ml Na2CO3，其质量为106 g·ml－1×1.5 ml＝159 g。
10.Na2CO3和NaHCO3混合溶液具有控制酸碱平衡的作用。室温下，通过下列实验探究一定浓度的Na2CO3和NaHCO3混合溶液的性质。
实验1：向混合溶液中滴几滴酚酞溶液，溶液显红色；
实验2：向实验1所得溶液中滴加几滴稀盐酸，溶液红色变浅；
实验3：向混合溶液中通入过量的CO2，无明显现象；
实验4：向实验3所得溶液中滴加少量Ba（OH）2溶液，产生白色沉淀。
下列有关说法正确的是（ D ）
A.实验1中溶液显红色的主要原因是CO32－＋2H2O⇌H2CO3＋2OH－
B.实验2中溶液红色变浅的原因是HCO3－＋H＋⇌H2O＋CO2↑
C.实验3中无明显现象说明没有发生化学反应
D.实验4中产生白色沉淀的原因是2HCO3－＋Ba2＋＋2OH－ 2H2O＋CO32－＋BaCO3↓
解析 CO32－的水解能力比HCO3－强，实验1中溶液显红色的主要原因是CO32－的水解，CO32－是分步水解的，以第一步水解为主，CO32－＋H2O⇌HCO3－＋OH－，A项错误；实验2中滴加几滴稀盐酸，溶液红色变浅，碳酸钠更容易与酸反应，故主要原因是CO32－＋H＋HCO3－，B项错误；实验3中无明显现象，但发生了化学反应CO2＋Na2CO3＋H2O2NaHCO3，C项错误；实验4中产生白色沉淀，是氢氧化钡与碳酸氢钠反应生成了碳酸钡，Ba（OH）2少量，离子方程式为2HCO3－＋Ba2＋＋2OH－2H2O＋CO32－＋BaCO3↓，D项正确。
11.[锂及其化合物]过氧化锂（Li2O2）常用于制造热电偶、含氧化碲光学玻璃等，工业上通常采用如图所示的工艺流程获得Li2O2，下列有关说法错误的是（ A ）
A.实验室中可用锂条在纯O2中点燃的方式获取少量Li2O2
B.操作Ⅰ使用减压蒸馏提高H2O2溶液的浓度比常压蒸馏更合理
C.LiOH比Li2O2更易溶于乙醇
D.Li2O2比Na2O2性质稳定且摩尔质量更小，所以更适合应用在宇航密封舱内供氧
解析 锂在氧气中点燃生成氧化锂，而非Li2O2，A错误；H2O2性质不稳定，受热易分解，减压蒸馏可降低蒸馏温度，避免H2O2分解，B正确；根据该工艺流程中的过滤步骤可知，LiOH与H2O2反应得到Li2O2，在LiOH－乙醇饱和溶液中能过滤出过氧化锂，说明LiOH在乙醇中的溶解度比Li2O2的大，C正确；锂的相对原子质量小于钠的相对原子质量，故过氧化锂的摩尔质量比过氧化钠的摩尔质量小，由于锂离子半径小于钠离子半径，则Li2O2的离子键更强，性质更稳定，D正确。
12.[Na2CO3和NaHCO3的鉴别]某校化学课外小组为了鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体，用不同的方法做了以下实验，如图所示。
（1）方法Ⅰ中逐滴加入稀盐酸，写出发生反应的化学方程式。
①Na2CO3： Na2CO3＋HClNaCl＋NaHCO3 、 NaHCO3＋HClNaCl＋H2O＋CO2↑ 。
②NaHCO3： NaHCO3＋HClNaCl＋H2O＋CO2↑ 。
③由此可知方法Ⅰ能（填“能”或“不能”）鉴别Na2CO3和NaHCO3。
（2）方法Ⅱ能鉴别Na2CO3和NaHCO3的现象是 盛NaHCO3的装置比盛Na2CO3的装置反应剧烈且反应后的气球更大 。
（3）方法Ⅲ、Ⅳ均能鉴别这两种物质，其反应的化学方程式为 2NaHCO3△Na2CO3＋H2O＋CO2↑，CO2＋Ca（OH）2CaCO3↓＋H2O ；与方法Ⅲ相比，方法Ⅳ的优点是C（填标号）。
A.Ⅳ比Ⅲ安全
B.Ⅳ比Ⅲ操作简便
C.Ⅳ可以做到用一套装置同时进行两个实验，而Ⅲ不行
（4）若用方法Ⅳ验证Na2CO3和NaHCO3的稳定性，则试管B中装入的固体是 NaHCO3 （填化学式）。有的同学在连接盛Na2CO3的试管的导管口观察到开始加热时也有气泡产生，据此认为Na2CO3加热也分解。你认为此观点 错误 （填“正确”或“错误”），产生此现象的原因是 试管A中的空气受热膨胀逸出 。
（5）除了以上方法，请再写出一种鉴别二者的方法： 测量同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液的pH，pH大的是Na2CO3 。
解析 （1）方法Ⅰ中Na2CO3与稀盐酸反应放出的气泡没有NaHCO3与稀盐酸反应放出的气泡剧烈，所以能鉴别二者。（2）方法Ⅱ利用等质量的NaHCO3、Na2CO3与足量稀盐酸反应时，NaHCO3与稀盐酸反应更剧烈且产生的气体更多进行鉴别。（3）方法Ⅲ、Ⅳ利用了NaHCO3受热易分解生成CO2，而Na2CO3受热不易分解的性质进行鉴别。方法Ⅳ的优点是用一套装置可同时做两个实验。（4）酒精灯直接加热试管A，则试管A中温度比试管B中温度高，因此试管B中盛放NaHCO3，且与试管B相连试管中的澄清石灰水变浑浊，而与试管A相连的试管中的澄清石灰水不变浑浊更能说明稳定性：Na2CO3＞NaHCO3。
13.[模块融合][2021湖北]金属Na溶解于液氨中形成氨合钠离子和氨合电子，向该溶液中加入穴醚类配体L，得到首个含碱金属阴离子的金黄色化合物[NaL]＋Na－。下列说法错误的是（ C ）
A.Na－的半径比F－的大
B.Na－的还原性比Na的强
C.Na－的第一电离能比H－的大
D.该事实说明Na也可表现出非金属性
解析 Na－核外有3个电子层、F－核外有2个电子层，故Na－的半径比F－的大，A项正确；Na－的半径比Na的大，Na－中原子核对最外层电子的引力小，易失电子，故Na－的还原性比Na的强，B项正确；Na－的第一电离能比H－的小，C项错误；该事实说明Na可以形成Na－，表现出非金属性，D项正确。
14.实验小组利用传感器探究Na2CO3和NaHCO3的性质。
【查阅资料】
溶液pH越小，OH－的浓度越小，溶液碱性越弱。
【实验过程】
【分析与解释】
（1）实验Ⅰ中，溶解时吸收热量的物质是 NaHCO3 （填化学式）。
（2）实验Ⅱ中，Na2CO3溶液和澄清石灰水反应的离子方程式为 CO32－＋Ca2＋CaCO3↓ ，OH－未参与该反应的实验证据是 澄清石灰水中滴加Na2CO3溶液的pH变化曲线与滴加蒸馏水的pH变化曲线基本重合 。
（3）实验Ⅱ中，滴加NaHCO3溶液的烧杯中溶液pH的变化与滴加Na2CO3溶液的有明显差异，原因是滴加NaHCO3溶液的烧杯中 HCO3－、OH－ （填离子符号）参与了反应。
解析 （1）实验Ⅰ中，根据题图可知，NaHCO3固体溶解时，溶液的温度略有下降，为吸热过程，Na2CO3固体溶解时，溶液的温度升高，为放热过程。（2）Na2CO3溶液和澄清石灰水反应生成CaCO3沉淀和NaOH，反应的离子方程式为CO32－＋Ca2＋CaCO3↓；实验Ⅱ中，根据题图可知，澄清石灰水中滴加Na2CO3溶液的pH变化曲线与滴加蒸馏水的pH变化曲线基本重合，说明OH－未参与反应。（3）实验Ⅱ中，滴加NaHCO3溶液的烧杯中溶液pH的变化与滴加Na2CO3溶液的有明显差异，说明溶液中OH－的浓度发生了明显的变化，这是因为NaHCO3溶液中的HCO3－能与澄清石灰水中的OH－发生反应生成CO32－和H2O。选项
实验操作
实验现象
A
切开一小块钠，观察切面颜色的变化
钠切面颜色变暗，最后呈淡黄色
B
把一小块钠投入CuSO4溶液中
钠熔化成闪亮的小球，在液面上四处游动，发出“嘶嘶”的响声，产生蓝色沉淀
C
把一小块钠投入滴有紫色石蕊溶液的冷水中
钠熔化成闪亮的小球，在液面上四处游动，发出“嘶嘶”的响声，反应后溶液变蓝
D
把一小块钠迅速投入热坩埚中，继续加热坩埚片刻
钠熔成小球，然后剧烈燃烧，发出黄色火焰，生成淡黄色固体
编号
实验操作
实验数据
实验Ⅰ
测量下面实验过程中温度的变化
实验Ⅱ
测量下面实验过程中溶液pH的变化
注：Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的浓度相等