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 同步练习（共5份含解析）
基础课时9 活泼的金属单质——钠
A级 合格过关练
选择题只有1个选项符合题意
(一)钠与非金属的反应
1.下列关于钠的说法中不正确的是( )
A.金属钠和氧气反应，条件不同，产物不同
B.若钠着火，不可以用水灭火
C.绿豆大小的钠投入水中，钠浮在水面上，说明钠的密度小于水的密度
D.做完实验多余的钠不能放回原来的试剂瓶
2.等质量的两块钠，第一块在足量氧气中加热，第二块与足量氧气在常温下充分反应，则下列说法正确的是( )
①第一块钠失去电子数多 ②两块钠失去电子数一样多 ③第一块钠的反应产物质量较大 ④两块钠的反应产物质量一样大
A.①③ B.②③
C.①④ D.②④
3.若m g Na在足量氯气中燃烧，生成固体的质量为(m＋3.55) g，则m g Na与氧气反应，生成固体的质量可能为( )
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.①④ B.①⑤
C.③④ D.①②③④⑤
(二)钠与水及水溶液的反应
4.将绿豆大小的钠投入CuSO4溶液中，下列有关现象的描述不正确的是( )
A.Na浮在水面，四处游动
B.有红色固体生成
C.有蓝色沉淀生成
D.溶液颜色变浅
5.将绿豆大的钠块投入如图所示的烧杯中，可能出现的现象是( )
A.钠块只在煤油层中游动，并放出气体
B.钠块只在水层中游动，钠块熔化，水层变红
C.钠块在煤油、水两液体界面处反应，熔化成小球并上下跳动，水层变红
D.钠块在四氯化碳、水两液体界面处反应，熔化成小球并上下跳动，水层变红
6.(2023·滨州惠民二中月测)将一小块金属钠投入滴有紫色石蕊试液的盛冷水的烧杯中，甲同学认为可以观察到下列实验现象，其中正确的有( )
①钠投入水中，先沉入水底，后浮出水面 ②钠立即与水反应，并有气体产生 ③反应后溶液变红色 ④钠熔化成光亮的小球 ⑤小球在水面上迅速游动 ⑥有“嘶嘶”的响声发出
A.①②③④ B.②③④⑤
C.②④⑤⑥ D.③④⑥
7.某课外活动小组为了检验钠与水反应的产物，设计如图装置(部分夹持装置已略去，气密性已检验)。资料：ρ煤油＜ρ钠＜ρ水。
(1)试管中反应的离子方程式为：____________________________________
_______________________________________________________________。
(2)试管中的现象是发出滋滋响声，钠熔成小球在________跳动，________。
实验Ⅰ：打开K2关闭K1进行实验：
(3)待试管内反应一段时间后，加热铜丝，硬质玻璃管中铜丝的变化现象是__________________________________________________________________
______________________________________________________________，
发生反应的化学方程式为_________________________________________
_____________________________________________________________。
实验Ⅱ：打开K1关闭K2进行实验：
(4)某同学欲在K1上方出口处点燃用装置制得的H2时却失败了。猜测原因可能是Na的用量太少，Na与H2O的反应速率太快。于是准备增加钠的用量，但老师说太危险，你认为产生危险的可能原因是__________________________________
_______________________________________________________________。
B级 素养培优练
8.按如图所示进行相应实验(硫酸铜溶液显弱酸性)，下列有关它们反应现象的分析正确的是( )
A.均有可燃性气体生成
B.反应剧烈程度：甲＞乙＞丙
C.丙中钠能置换出单质铜
D.乙、丙中钠在液面下反应
9.某同学探究金属Na与CO2的反应，实验如下：
实验Ⅰ 实验Ⅱ
操作 将点燃的金属钠伸入盛有CO2的集气瓶中 将实验Ⅰ的集气瓶用水洗涤，过滤；取黑色滤渣灼烧；取滤液分别滴加酚酞溶液和氯化钡溶液
现象 ①火焰呈黄色 ②底部有黑色固体，瓶壁上附有白色固体 ①黑色滤渣可燃 ②滤液能使酚酞溶液变红，滴加氯化钡溶液有白色沉淀生成
下列说法不正确的是( )
A.生成的黑色固体中含有C
B.白色固体是Na2O
C.实验说明CO2具有氧化性
D.金属Na着火不能用泡沫灭火器灭火
10.分别向盛有100 g水、100 g一定浓度的盐酸、100 g一定浓度的NaOH溶液的X、Y、Z三个烧杯中各投入2.3 g金属Na。下列有关说法正确的是( )
A.三个烧杯中发生的离子反应均为2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑
B.三个烧杯中钠均浮在液面上剧烈反应
C.Na在Z烧杯中反应最剧烈
D.三个烧杯反应后，溶质的质量分数一定相同
11.金属钠及化合物在生产、生活中用途广泛。请回答下列有关问题：
(1)保存金属钠的正确方法是________(填标号)。
A.放在棕色瓶中 B.放在细沙中
C.放在水中 D.放在煤油中
(2)将一小块钠放在水平放置的试管中部，用酒精灯加热充分反应如下图所示，请写出该反应的化学方程式_____________________________________，
生成物的颜色为________。
(3)Na、NaOH久置空气中最终都是转变为________(填化学式)。
(4)金属钠可用于生产汽车安全气囊中的气体发生剂NaN3。某汽车安全气囊中含NaN3、Fe2O3和NaHCO3等物质。
①当汽车发生较严重的碰撞时，NaN3受热分解为Na和N2，其化学方程式为________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
②气囊中产生的Na立即与Fe2O3反应生成Na2O与另一种单质，该反应属于四种基本反应类型中的________反应。
12.元素的价—类二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具，它指的是以元素的化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图像。如图是钠的价—类二维图。请回答以下问题：
(1)钠是一种活泼性很强的金属，下列各项中属于保存金属钠的正确方法是________。
A.放在细沙中 B.放在水中 C.放在煤油中
(2)若把金属钠放到硫酸铜溶液中，看不到红色固体生成，能观察到有蓝色和黑色沉淀生成，请写出发生的所有反应的化学方程式(是离子反应的写离子方程式)：_________________________________________________________________；
___________________________________________________________________；
__________________________________________________________________。
(3)氢化钠(NaH)能与水发生如下反应：NaH＋H2O===NaOH＋H2↑，现将12 g NaH放入158.5 g水中充分反应后，再向溶液中逐滴加入溶质质量分数为15%的硫酸镁溶液，至恰好不产生Mg(OH)2沉淀为止，最终所得沉淀质量为________ g
基础课时9 活泼的金属单质——钠
1.D [A项,金属钠在空气中和氧气反应生成氧化钠,在加热的条件下和氧气反应生成过氧化钠,所以条件不同,产物不同,正确;B项,钠着火时,若用水灭火则钠会与水反应,反应生成的H2会产生爆炸,所以钠着火不可以用水灭火,正确;C项,绿豆大小的钠投入水中,钠浮在水面上,说明钠的密度比水的密度小,正确;D项,因为钠的性质比较活泼,属于块状金属,做实验时,取出用刀切完,多余的钠应放回原来的试剂瓶,错误。]
2.B [根据得失电子守恒,不论是加热时与氧气反应还是常温下与氧气反应,最终钠都变为+1价,故二者失去的电子数一样多;但加热时生成Na2O2,而常温时生成Na2O,故第一块钠的反应产物质量大。]
3.D [由题可知,m g Na的质量为2.3 g,2.3 g Na与O2反应可能生成(m+0.8) g Na2O;也可能生成(m+1.6) g Na2O2;或Na2O和Na2O2的混合物,固体的质量在(m+0.8) g和(m+1.6) g之间。故①②③④⑤均有可能。]
4.B [A项,钠比水轻浮在水面上,产生的H2使钠游动,正确;B项,钠不与CuSO4发生置换反应,无红色固体析出,错误;C项,钠与水反应生成的NaOH与CuSO4发生反应生成Cu(OH)2,产生蓝色沉淀,正确;D项,由于铜离子参加反应,故溶液的颜色会变浅,正确。]
5.C [金属钠的密度比水、四氯化碳的小,比煤油大,金属钠为活泼金属,金属钠与水反应,不与煤油、四氯化碳反应,金属钠与水反应2Na+2H2O2NaOH+H2↑,钠块在煤油、水两液体界面处反应,熔成小球并上下跳动,水层变红,故C项正确。]
6.C [钠投入水中,不是沉入水底,而是浮在水面上;钠与水反应生成NaOH,溶液呈碱性,使紫色石蕊试液变蓝,C正确。]
7.(1)2Na+2H2O2Na++2OH-+H2↑
(2)在水和煤油的界面上下 含酚酞的水变为红色
(3)由黑色变红色 H2+CuOCu+H2O
(4)大量钠与水反应,放出大量的热,且反应生成强碱,易使试剂溢出
解析 (1)Na和H2O反应生成NaOH和H2,Na和煤油不反应,离子反应方程式为2Na+2H2O2Na++2OH-+H2↑。(2)密度小于水,大于煤油,反应时在水和煤油界面处上下跳动,反应现象:在水和煤油的界面上下跳动且逐渐变小,钠和水反应生成氢氧化钠溶液显碱性,酚酞遇碱变红色。(3)氢气能将CuO还原为Cu,所以看到的现象是:固体由黑色变红色;氢气和CuO在加热条件下反应生成Cu和H2O,反应方程式为H2+CuOCu+H2O。(4)大量钠和水反应放出大量热,且生成强腐蚀性的NaOH,易使试剂溢出。
8.A [钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,钠与盐酸反应产生氯化钠和氢气,钠与硫酸铜溶液反应的实质钠先与水反应生成氢氧化钠和氢气,生成的氢氧化钠再与硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀。A项,由分析可知,甲乙丙中均有可燃性气体氢气生成,正确;B项,钠与水或与酸反应的实质是钠与氢离子发生置换反应,反应快慢取决于氢离子浓度大小,乙中的氢离子浓度最大,故乙中反应速率最快,错误;C项,钠与硫酸铜溶液反应为2Na+2H2O2NaOH+H2↑,2NaOH+CuSO4Cu(OH)2↓+Na2SO4,反应中生成了蓝色沉淀,并不会置换出铜单质,错误;D项,钠的密度小于水,所以浮在液面上,错误。]
9.B [钠在二氧化碳气体中燃烧生成碳酸钠和碳单质,则生成的黑色固体中含有C,故A正确;碳酸钠在溶液中显碱性,与氯化钡溶液反应生成碳酸钡沉淀,则由滤液能使酚酞溶液变红,滴加氯化钡溶液有白色沉淀生成可知,瓶壁上附有的白色固体为碳酸钠,故B错误;钠在二氧化碳气体中燃烧生成碳酸钠和碳单质,反应中钠为还原剂,二氧化碳为氧化剂,实验说明CO2具有氧化性,故C正确;由实验Ⅰ可知,钠能够在二氧化碳中燃烧,则金属Na着火不能用泡沫灭火器灭火,应用干燥的沙土覆盖灭火,故D正确。]
10.B [钠与盐酸反应时钠先与H+反应,离子反应为2Na+2H+2Na++H2↑,A错误;三个烧杯中Y烧杯中H+的浓度最大,反应最剧烈,C错误;X烧杯中生成的溶质为NaOH,Y烧杯中溶质为NaCl或NaCl与NaOH,Z烧杯中原溶质为NaOH且反应又生成NaOH,所以溶质的质量分数不相同,D错误。]
11.(1)D (2)2Na+O2Na2O2淡黄色 (3)Na2CO3
(4)①2NaN32Na+3N2↑ ②置换
解析 (1)钠较活泼,密度比水小,比煤油大,容易与空气中的氧气、水蒸气发生反应,所以需要密封保存在煤油中,故选D项;(2)钠与氧气在加热条件下发生反应生成淡黄色固体过氧化钠,其化学方程式为2Na+O2Na2O2;(3)Na置于空气中先与水蒸气反应生成氢氧化钠,氢氧化钠易潮解,生成氢氧化钠溶液后吸收空气中二氧化碳转化为是带结晶水的碳酸钠,该晶体再次风化最终转变为Na2CO3粉末,同理氢氧化钠反应原理类似;(4)①NaN3受热分解为Na和N2,根据元素守恒可知,化学方程式为2NaN32Na+3N2↑;②气囊中产生的Na立即与Fe2O3反应生成Na2O与另一种单质,则说明该过程是单质置换单质的反应,属于置换反应。
12.(1)C
(2)2Na+2H2O2Na++2OH-+H2↑ Cu2++2OH-Cu(OH)2↓ Cu(OH)2CuO+H2O (3)14.5
解析 (1)钠是活泼的金属,易和水、氧气反应,钠的密度大于煤油的密度,所以金属钠放在煤油中保存。(2)若把金属钠放到硫酸铜溶液中,钠与水剧烈反应:2Na+2H2O2Na++2OH-+H2↑,氢氧化钠能与硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠:Cu2++2OH-Cu(OH)2↓,反应放热,生成的氢氧化铜分解生成氧化铜:Cu(OH)2CuO+H2O。(3)发生反应的化学方程式为NaH+H2ONaOH+H2↑,2NaOH+MgSO4Mg(OH)2↓+Na2SO4,设生成氢氧化镁的质量为x,
2NaH~2NaOH~Mg(OH)2
48 58
12 g x
48∶12 g=58∶x
x=14.5 g。基础课时10 氧化钠和过氧化钠
A级 合格过关练
选择题只有1个选项符合题意
(一)氧化钠和过氧化钠
1.把过氧化钠投入含有NO、Na＋、HCO、Ca2＋的水溶液中，溶液中离子数目不变的是( )
A.NO B.Na＋
C.HCO D.Ca2＋
2.以化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的图像叫价—类图。如图为钠的价—类图，下列相关说法正确的是( )
A.Na2O2中O的化合价：－2
B.由Na生成Na2O2的反应是氧化还原反应
C.A应密封保存且贴上标签
D.Na2CO3的电离方程式：Na2CO3===Na＋CO
3.Na2O2具有强氧化性，可用作漂白剂。下列有关Na2O2说法正确的是( )
A.Na2O2遇到湿润的紫色石蕊试纸后，石蕊试纸最终变成蓝色
B.过氧化钠沾到红色鲜花上，鲜花无变化
C.将Na2O2投入CuCl2溶液中有蓝色沉淀及气泡产生
D.向饱和烧碱溶液中加入2 g Na2O2，充分反应后，溶液中Na＋的数目不变
4.在一密闭容器中有CO、H2、O2共16.5 g和足量的Na2O2，用电火花引燃，使其恰好完全反应，Na2O2增重7.5 g，则原混合气体中O2的质量分数是( )
A.54.5% B.40%
C.36% D.33.3%
(二)Na2O2与水、二氧化碳反应的实验探究
5.为探究Na2O2与H2O的反应，某学习小组将1～2 mL水滴入盛有1～2 g过氧化钠固体的试管中，下列有关说法不正确的是( )
A.该实验可以用带火星的木条来检验生成的气体是否为氧气
B.该实验可以直接用手轻轻触摸试管外壁来感受反应的热效应
C.该实验可以用pH试纸来检验生成的溶液是否显碱性
D.该实验可以说明过氧化钠可在潜水艇中作为氧气的来源
6.如图装置，试管中盛有水，气球a中盛有干燥的Na2O2粉末，U形管中注有红色的墨水。将气球用橡皮筋紧缚在试管口。实验时将气球中的Na2O2粉末抖落到试管b中的水中，将发生的现象是( )
A.U形管内红色墨水褪色
B.试管内溶液变红
C.气球a被吹大
D.U形管水位：c＞d
7.200 ℃时，11.6 g CO2和水蒸气的混合气体与足量的Na2O2充分反应后固体质量增加了3.6 g(如图所示)，其原混合物中CO2和H2O的质量之比是( )
A.11∶18 B.22∶3
C.1∶9 D.21∶9
8.Na2O2是一种重要化工原料，工业上可以用来漂白纺织类物品、麦秆、纤维等。回答下列问题：
(1)Na2O2中氧元素化合价为________。
(2)写出下列反应的化学方程式或离子方程式：
①钠与水反应的离子方程式：_________________________________________
_________________________________________________________________；
②过氧化钠与水反应的化学方程式：___________________________________
________________________________________________________________；
③过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式：______________________________
__________________________________________________________________。
(3)过氧化钠若长期保存不当，容易生成________(填化学式)，证明过氧化钠变质情况的一种实验方案如下。
操作 现象 结论
取少量样品于试管中，加水溶解，加入________溶液，充分振荡 有白色沉淀生成 ________
另取少量样品于试管中，再加入适量的水，用带火星的木条靠近管口 带火星的木条复燃 ________
B级 素养培优练
9.将少量Na2O2分别放入盛有下列溶液的小烧杯中，最终会有白色沉淀产生的是( )
①MgSO4溶液 ②FeCl2溶液 ③Ca(HCO3)2溶液 ④饱和澄清石灰水
A.①③ B.①④
C.①③④ D.①②③④
10.一定条件下，将钠与氧气反应的产物1.5 g溶于水，所得溶液恰好能被50 g质量分数为2.92%的盐酸中和，则该产物是( )
A.Na2O B.Na2O2
C.Na2O和Na2O2 D.不能确定
11.探究Na2O2与水的反应，实验如图。下列分析错误的是( )
(已知：H2O2??H＋＋HO、HO??H＋＋O)
A.①、⑤中产生的气体都能使带火星的木条复燃
B.②中KMnO4和⑤中MnO2所起的作用不同
C.通过③能比较酸性：HCl>H2O2
D.④中发生了氧化还原反应和复分解反应
12.化学实验是科学探究过程中的一种重要方法，结合所学知识，回答下列问题。
如图是实验室研究潜水艇中供氧体系反应机理的装置图(夹持仪器略)。
(1)A装置中发生反应的离子方程式为_________________________________
________________________________________________________________。
(2)B装置的作用是________________________________________________
____________________________________________________________。
C装置为O2的发生装置，产生3.2 g O2需要Na2O2为________ g。
(3)C装置中固体由淡黄色完全变为白色，检验固体成分的实验方案为：取少量C装置中反应后的固体溶于水，向溶液中滴入过量________溶液，若有白色沉淀生成，则证明固体中含有Na2CO3，过滤，向滤液中滴入几滴酚酞溶液，若现象为____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________，
则证明固体中含有NaOH而不含有Na2O2。
13.为了探究过氧化钠的强氧化性，某小组设计了如图所示的实验装置。
实验步骤及现象如下：
①检查装置气密性后，装入药品并连接装置A、B、C。
②缓慢通入一定量的N2后，将装置D连接好(导管末端未伸入集气瓶中)，再向圆底烧瓶中缓慢滴加浓盐酸，装置A中剧烈反应，有黄绿色气体(Cl2)产生。
③待装置D中导管口产生连续气泡后，将导管末端伸入集气瓶中，收集到无色气体。
④反应一段时间后，关闭分液漏斗的活塞，再通一段时间N2，直至装置中气体变为无色。
回答下列问题：
(1)装置A中盛装浓盐酸的仪器是________。
(2)步骤②中通入一定量的N2的作用是________。
(3)装置D中收集到的无色气体能使带火星的木条复燃，据此推断该气体是________(填化学式)，解释产生该气体的原因是_________________________
_____________________________________________(用化学方程式表示)。
(4)装置B中湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。甲同学根据A中气体的颜色推测试纸变蓝时发生的反应可能是_________________________________________
__________________________________________________(写离子方程式)；
乙同学认为使试纸变蓝的原因也可能是_______________________________
______________________________________________________________。
(5)资料显示，Na2O2与干燥的HCl能发生化学反应生成Cl2，该反应的化学方程式为_______________________________________________________________
__________________________________________________________________。
基础课时10 氧化钠和过氧化钠
1.A [过氧化钠先和水反应生成氢氧化钠和氧气,氢氧化钠在水溶液中能电离出自由移动的氢氧根离子,氢氧根离子能和HC反应生成C,Ca2+和碳酸氢根离子反应生成碳酸钙沉淀,所以发生的离子方程式为2Na2O2+2H2O4Na++4OH-+O2↑,OH-+HCC+H2O,C+Ca2+CaCO3↓,所以溶液中减少的离子为HC、Ca2+,增加的离子为Na+,不变的离子为N,A正确。]
2.B [由钠的价—类图可知,Na2O2中Na的化合价为+1价,由化合物中正负化合价为零可得O的化合价为-1价,A错误;由Na生成Na2O2的反应中钠的化合价从0价升高到+1价,是氧化还原反应,B正确;由钠的价—类图可知,A为NaOH,为腐蚀性物质,不是剧毒品,C错误;Na2CO3是电解质,电离方程式Na2CO32Na++C,D错误。]
3.C [Na2O2遇湿润的紫色石蕊试纸,它最终能氧化石蕊使其褪色,A项错误;过氧化钠沾到红色鲜花上,鲜花将褪色,B项错误;将Na2O2投入CuCl2溶液中,Na2O2先与水反应生成NaOH与O2,NaOH再与CuCl2反应生成Cu(OH)2沉淀,C项正确;Na2O2与水反应时能放出大量的热,使溶液温度升高,且反应过程中消耗水,均可使溶液中Na+的数目发生改变,D项错误。]
4.A [根据CO2、H2O与Na2O2反应时,固体增重的质量为CO、H2的质量。可知原气体中CO、H2的质量为7.5 g,故O2的质量为16.5 g-7.5 g=9 g,即w(O2)=×100%=54.5%。]
5.C [可以用带火星的木条复燃检验Na2O2与H2O反应生成的氧气,因此可在潜水艇中作为氧气的来源,放出热量,用手轻轻触摸试管外壁来感受反应的热效应, Na2O2与H2O反应生成过氧化物,具有漂白性,pH试纸被漂白,不能检验溶液的酸碱性。]
6.C [Na2O2和水反应放热,广口瓶内受热气体膨胀,U形管内c端液面下降、d端液面上升,U形管内红色墨水不褪色,A、D错误;Na2O2和水反应生成氢氧化钠和氧气,试管内溶液不变色,B错误;Na2O2和水反应生成氢氧化钠和氧气,生成气体,气球a膨胀,C正确。]
7.A [向足量的固体Na2O2中通入11.6 g CO2和H2O,固体只增加3.6 g,令混合物中CO2和水蒸气的质量分别为m(CO2)、m(H2O),则:
2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2 Δm
88 56
m(CO2) m(CO2)
2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑ Δm
36 4
m(H2O) m(H2O)
所以m(CO2)+m(H2O)=11.6 g、m(CO2)+m(H2O)=3.6 g;解得m(CO2)=4.4 g,m(H2O)=7.2 g,故原混合物中CO2和H2O的质量之比为4.4 g∶7.2 g=11∶18。]
8.(1)-1 (2)①2Na+2H2O2Na++2OH-+H2↑
②2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑ ③2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2 (3)Na2CO3 BaCl2(或CaCl2) 过氧化钠样品已经变质 过氧化钠样品部分变质
解析 (3)过氧化钠若长期保存不当,容易生成Na2CO3,碳酸根离子和Ca2+或Ba2+生成碳酸钙或碳酸钡沉淀,滴加氯化钡或氯化钙溶液生成白色沉淀,证明含碳酸根离子,说明过氧化钠样品已经变质。另取少量样品于试管中,再加入适量的水,用带火星的木条靠近试管口,带火星的木条复燃说明生成了氧气,说明过氧化钠部分变质。
9.C [将少量Na2O2分别放入盛有溶液的小烧杯中,首先与溶液中的水发生反应:2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,然后看溶质是否与产生的NaOH反应。①MgSO4溶液与NaOH会发生反应:MgSO4+2NaOHMg(OH)2↓+Na2SO4,产生白色沉淀,正确;②Na2O2具有氧化性,FeCl2具有还原性,Na2O2与水反应会生成NaOH和O2,故Na2O2加入FeCl2溶液中,最后变为红褐色沉淀,错误;③Ca(HCO3)2溶液与少量NaOH会发生反应:Ca(HCO3)2+NaOHCaCO3↓+NaHCO3+H2O,产生白色沉淀,正确;④饱和澄清石灰水加入Na2O2固体,由于水参加反应被消耗,溶质Ca(OH)2析出,因此会形成白色沉淀,C正确。]
10.C [由题意可知,50 g 2.92%盐酸中氯化氢的质量m(HCl)=50 g×2.92%=1.46 g,若钠与氧气反应的产物全部为Na2O,由化学方程式可知Na2O~2HCl,则氧化钠的质量m(Na2O)==1.24 g;若钠与氧气反应的产物全部为Na2O2,由化学方程式可知Na2O2~2HCl,则过氧化钠的质量m(Na2O2)==1.56 g,由1.24 g<1.5 g<1.56 g可知,钠与氧气反应的产物为Na2O和Na2O2的混合物,故选C。]
11. C [①、⑤中产生的气体均为氧气,都能使带火星的木条复燃,故A正确;②、⑤中KMnO4与MnO2的作用不同,②中过氧化氢被KMnO4氧化生成氧气,⑤中过氧化氢在二氧化锰催化条件下自身发生氧化还原反应生成氧气,故B正确;③说明BaO2不溶于盐酸,不能用于比较酸性强弱,且盐酸为强酸,过氧化氢为弱酸,故C错误;④中生成气体,应为氧气,发生氧化还原反应,生成过氧化氢和硫酸钡沉淀,为复分解反应,故D正确。]
12.(1)CaCO3+2H+Ca2++CO2↑+H2O (2)除去CO2中的HCl气体,防止其对后续实验产生干扰 15.6 (3)CaCl2(或者BaCl2) 溶液变红且不褪色
解析 在A中CaCO3与HCl发生复分解反应制取CO2气体,用装置B的NaHCO3饱和溶液除去杂质HCl,在装置C中CO2及H2O与Na2O2反应产生O2,装置D的NaOH溶液除去未反应的CO2气体,然后用排水方法收集O2。(1)在装置A中CaCO3与HCl发生复分解反应产生CaCl2、CO2、H2O,该反应的离子方程式为CaCO3+2H+Ca2++CO2↑+H2O;(2)装置B中盛有饱和NaHCO3溶液,其作用是除去CO2中的HCl气体,防止其对后续实验产生干扰;C装置为O2的发生装置,根据反应方程式:2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2及2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑可知关系式:2Na2O2~O2,产生3.2 g O2反应需消耗Na2O2的质量是m(Na2O2)= g=15.6 g;(3)利用CaCO3或BaCO3的不溶性检验Na2CO3的产生。C装置中固体由淡黄色完全变为白色,检验固体成分的实验方案为取少量C装置中反应后的固体溶于水,向溶液中滴入过量CaCl2(或者BaCl2)溶液,若有白色沉淀生成,则证明固体中含有Na2CO3。根据NaOH溶液显碱性,可以使酚酞试液变为红色检验NaOH的产生。操作方法是:过滤,除去滤渣,向滤液中滴入几滴酚酞溶液,若现象为溶液变红且不褪色,说明反应产生了NaOH,证明固体中含有NaOH而不含有Na2O2。
13.(1)分液漏斗 (2)排尽装置中的空气
(3)O2 2Na2O2+4HCl4NaCl+2H2O+O2↑
(4)Cl2+2I-I2+2Cl- 生成的O2将I-氧化为I2
(5)Na2O2+4HCl2NaCl+Cl2↑+2H2O
解析 (1)由仪器构造可知盛浓盐酸的仪器为分液漏斗。(2)实验开始前先通一段时间的氮气,排尽装置中的空气,以避免空气中的氧气对产物检验的影响。(3)无色气体能使带火星的木条复燃,据此推断该气体是O2,O2具有助燃性,氧气可能是过氧化钠和盐酸反应得到的,化学方程式是2Na2O2+4HCl4NaCl+2H2O+O2↑。(4)装置A中剧烈反应,有黄绿色气体(Cl2)产生,该气体能够使装置B中湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,反应的离子方程式是Cl2+2I-I2+2Cl-;Na2O2和盐酸反应的过程中会产生O2,O2也具有氧化性,也可能将I-氧化为I2。(5)资料显示,Na2O2与干燥的HCl能发生化学反应生成Cl2,根据元素化合价升降总数相等,结合原子守恒,可得该反应的化学方程式为Na2O2+4HCl2NaCl+Cl2↑+2H2O。基础课时11 碳酸钠和碳酸氢钠 焰色试验
A级 合格过关练
选择题只有1个选项符合题意
(一)焰色试验
1.节日燃放的烟花利用了“焰色试验”的原理。下列说法正确的是( )
A.焰色试验属于化学变化
B.NaCl与Na2CO3灼烧时火焰颜色相同
C.某样品的焰色为黄色，则该样品仅含有钠元素
D.焰色试验时金属丝应用硫酸清洗并在外焰上灼烧至没有颜色，再蘸取样品灼烧
2.焰色试验过程中铂丝的清洗和灼烧与钾的焰色的观察两项操作如图所示：
下列叙述不正确的是( )
A.每次实验中都要先将铂丝灼烧至与原来火焰颜色相同，再蘸取被检验的物质
B.钾的焰色要透过蓝色钴玻璃观察
C.实验时最好选择本身颜色较深的火焰
D.没有铂丝可用光洁无锈的铁丝代替进行实验
3.下列有关焰色试验操作的描述正确的是( )
A.在观察焰色时均要透过蓝色钴玻璃，以便排除钠元素的黄光的干扰
B.取一根洁净的细铂丝，放在酒精灯上灼烧至与火焰颜色相同，再蘸取少量NaCl溶液，进行焰色试验
C.铂丝在做完氯化钠溶液的焰色试验后，用稀硫酸洗净，再蘸取少量的K2SO4溶液，重复以上实验
D.灼烧时，所有金属或金属阳离子均有焰色
(二)碳酸钠与碳酸氢钠
4.为除去括号内的杂质，所选用的试剂或方法错误的是( )
A.Na2CO3固体(NaHCO3)：加热至不再产生气体
B.CO2气体(HCl)：饱和NaHCO3溶液
C.NaHCO3溶液(Na2CO3)：通过量CO2
D.Na2CO3溶液(Na2SO4)：加入适量Ba(OH)2溶液，过滤
5.为鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体，有4位同学分别设计了以下四种不同的方案，其中方法和现象判断正确的是( )
A.分别加入盐酸，看有无气泡产生
B.分别取样配成溶液，检验溶液是否呈碱性
C.用铂丝蘸取固体在酒精灯火焰上灼烧，观察火焰的颜色
D.分别取样配成溶液，再逐滴加入盐酸，立即产生气泡者为NaHCO3
6.CO2、Na2CO3、NaHCO3三者的转化关系如图所示，下列说法错误的是( )
A.①转化时所加试剂可以是稀硫酸
B.向NaOH溶液中通入过量CO2可实现②转化
C.⑤转化时溶液中不一定出现沉淀
D.⑥的转化条件可以是加热
7.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_____________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
等质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________________________________________________________________。
B级 素养培优练
8.下列有关Na2CO3和NaHCO3比较中，不正确的是( )
A.相同条件下在水中的溶解度：Na2CO3＞NaHCO3
B.相同条件下与等浓度的盐酸反应的剧烈程度：Na2CO3
D.等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量盐酸反应生成CO2的质量：Na2CO3＞NaHCO3
9.将NaHCO3和Na2O2的固体混合物置于密闭容器中，加热至270 ℃，使其充分反应，最后测得生成的气体和剩余固体均由两种物质组成，则其组成应是( )
生成气体 剩余固体
A CO2、H2O(g) Na2CO3、Na2O2
B H2O(g)、O2 Na2CO3、NaHCO3
C H2O(g)、O2 Na2CO3、NaOH
D H2O(g)、O2 NaOH、Na2O2
10.下列实验方案中，不能测定出Na2CO3和NaHCO3的混合物中Na2CO3质量分数的是( )
①取a g混合物充分加热，剩余固体质量为b g
②取a g混合物与足量NaOH溶液充分反应，得到b g溶液
③取a g混合物与足量稀盐酸反应，加热、蒸干、灼烧，得到b g固体
④取a g混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，质量增加b g
A.①② B.③④
C.①③ D.②④
11.X、Y、Z、W四种化合物均由1～18号元素组成，其中X含有四种元素，X、Y、Z均含钠元素，W为无色无味气体。这四种化合物具有下列转化关系(部分反应物、产物及反应条件已略去)。请回答下列问题：
(1)X生成Z的化学方程式是____________________________________________
_______________________________________________________________。
(2)X含有的四种元素之间(二种、三种或四种)可组成多种化合物，选用其中某些化合物，利用如图装置(夹持固定装置已略去)进行实验，装置Ⅲ中产生白色沉淀，装置Ⅴ中可收集到一种无色气体。
①装置Ⅱ中物质的化学式是________。
②用X含有的四种元素中的两种组成的某化合物，在催化剂存在下制备并收集纯净干燥的装置Ⅴ中气体，所需仪器装置是________(从上图中选择必要装置，填写编号)。
(3)为测定X和Z混合物中Z的质量分数，某课外小组取a g混合物充分加热，质量减少b g，则混合物中Z的质量分数是________(用含a、b的代数式表示)。
12.某校课外小组为测定某Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3的质量分数，甲、乙两组同学分别进行了下列相关实验。
方案Ⅰ：甲组同学用质量法，按如图所示的实验流程进行实验：
―→―→―→
(1)实验时，蒸发结晶操作中，除酒精灯外，还要用到的仪器是___________________________________________________________________。
(2)有同学认为“加入适量盐酸”不好操控，应改为“加入过量盐酸”，便于操作且不影响测定结果的准确性，该观点________(填“正确”或“错误”)，原因是__________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
(3)若实验中测得样品质量为46.4 g，固体质量为40.95 g，则Na2CO3的质量分数为________。(保留3位有效数字)
(4)蒸发结晶过程中若有固体飞溅，测得Na2CO3的质量分数________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
方案Ⅱ：乙组同学按如图所示装置进行实验，主要实验流程如图所示：
(5)在C装置中装入碱石灰来吸收净化后的气体，D装置的作用是__________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
(6)有的同学认为为了减少实验误差，应在反应前后都通入N2，反应后通入N2的目的是_____________________________________________________________
_________________________________________________________________。
基础课时11 碳酸钠和碳酸氢钠 焰色试验
1.B [焰色试验为元素的物理性质,故A错误;因焰色试验是元素的性质,则同种金属的单质或金属的化合物、溶液中的金属阳离子都具有相同的焰色,NaCl与Na2CO3灼烧时火焰颜色相同,故B正确;若灼烧样品火焰呈黄色,判断一定含钠元素,不通过蓝色钴玻璃不能确定是否含有钾元素,故C错误;焰色试验时金属丝用盐酸清洗并在外焰上灼烧至没有颜色,再蘸取其他样品灼烧,硫酸是难挥发酸,会有残留,故D错误。]
2.C [实验时应选择本身颜色较浅的火焰,这样更易观察被检验物质元素的焰色。]
3.B [在观测钾的焰色试验时要透过蓝色钴玻璃片,其他物质不需要,故A错误;取一根洁净的细铂丝,放在酒精灯上灼烧至无色,再蘸取NaCl溶液,进行焰色试验,故B正确;做焰色试验结束后铂丝要用稀盐酸洗涤,再灼烧至跟酒精灯火焰颜色相同后再使用,故C错误。]
4.D [碳酸氢钠加热分解生成碳酸钠,碳酸钠受热不分解,则加热法可除杂,A正确;二氧化碳不与碳酸氢钠反应,氯化氢能,能达到除杂目的,B正确;碳酸钠溶液吸收二氧化碳转化为碳酸氢钠,则用二氧化碳能除去碳酸氢钠溶液中的碳酸钠,C正确;二者都与氢氧化钡反应生成沉淀,主要物质也被除去了,D错误。]
5.D [分别加入盐酸,Na2CO3和NaHCO3都能产生气泡,故不可以鉴别二者,A错误;两种溶液均呈碱性,故不可以鉴别二者,B错误;都是钠元素的化合物,所以焰色试验都是使火焰呈黄色,故不可以鉴别它们,C错误;Na2CO3与盐酸分步反应,滴加盐酸不能立即产生气泡,而NaHCO3与盐酸直接反应,即产生CO2气体,可以鉴别二者,D正确。]
6.B [①的反应可以是Na2CO3+H2SO4Na2SO4+H2O+CO2↑,①所加试剂可以是稀硫酸,A项正确;向NaOH溶液中通入少量CO2,生成Na2CO3,B项错误;NaHCO3的溶解度小于Na2CO3,向饱和Na2CO3溶液中通入CO2时,生成的NaHCO3以沉淀的形式析出,其他情况不一定有沉淀生成,C项正确;加热NaHCO3固体时可生成Na2CO3,⑥的转化条件可以是加热,D项正确。]
7.(1)NaHCO3 小苏打 碱
(2)H++HCH2O+CO2↑ <
(3)2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
8. D [A项,相同条件下在水中的溶解度:Na2CO3>NaHCO3,正确;B项,由于Na2CO3与盐酸反应是分两步进行的,故相同条件下与等浓度的盐酸反应的剧烈程度:Na2CO3
10.D [①NaHCO3受热易分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,利用差量法即可计算出Na2CO3质量分数,不符合题意;②b g为碳酸钠、NaOH溶液的质量,无法计算碳酸钠的质量分数,符合题意;③Na2CO3、NaHCO3和HCl反应生成NaCl,加热、蒸干、灼烧,得到b g氯化钠,设碳酸钠的质量为x、碳酸氢钠的质量为y,则有:
Na2CO3+2HCl2NaCl+CO2↑+H2O
106 2×58.5
x
NaHCO3+HClNaCl+CO2↑+H2O
84 58.5
y
则得x+y=a,+=b,然后可计算碳酸钠的质量分数,不符合题意;④碳酸钠、碳酸氢钠都能和稀硫酸反应产生二氧化碳和水,碱石灰能够吸收二氧化碳和水,增加的质量为二氧化碳和水的总质量,但是反应过程中溶液中也会溢出部分水蒸气,无法计算碳酸钠的质量分数,符合题意。]
11.(1)2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
(2)①Na2O2 ②Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ
(3)(1-)×100%
解析 X、Y、Z、W四种化合物均由1~18号元素组成,其中X含有四种元素,X、Y、Z均含钠元素,W为无色无味气体。依据转化关系图,可确定X为NaHCO3,Y为NaOH,Z为Na2CO3,W为CO2。
(2)①由装置Ⅴ可确定收集的气体密度比空气大,且与空气的成分不反应,则其为O2,从而确定装置Ⅱ中物质的化学式是Na2O2。②用X含有的四种元素中的两种组成的某化合物,在催化剂存在下制备并收集纯净干燥的装置Ⅴ中气体,则X为H2O2,应选用制气装置Ⅰ、干燥装置Ⅳ、集气装置Ⅴ,则所需仪器装置是Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ。
(3)由反应的化学方程式2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,可确定CO2、H2O的质量为b g,由此求出m(NaHCO3)=×2×84= g,则混合物中Na2CO3的质量分数是×100%=(1-)×100%。
12.(1)蒸发皿、玻璃棒、铁架台
(2)正确 盐酸易挥发,过量的盐酸在加热过程中挥发出来,不影响测定结果
(3)45.7% (4)偏小
(5)吸收空气中的水蒸气和CO2,以确保C装置质量增加量的准确性
(6)将A、B装置中残留的CO2全部赶入C装置的碱石灰中,以减小实验误差
解析 (1)蒸发结晶操作中用到的仪器为酒精灯、蒸发皿、玻璃棒、铁架台。(2)改为“加入过量盐酸”正确,因为盐酸易挥发,过量的盐酸在加热过程中挥发出来,不影响测定结果。(3)设Na2CO3的质量为x g,NaHCO3的质量为y g,则
,解得x=21.2,y=25.2;Na2CO3的质量分数为×100%≈45.7%。(4)由于Na2CO3中钠的质量分数大于NaHCO3中钠的质量分数,所以蒸发结晶过程中若有固体飞溅,测得Na2CO3的质量分数偏小。(5)方案Ⅱ是根据CO2的质量计算Na2CO3的质量分数,D装置的作用是吸收空气中的水蒸气和CO2,以确保C装置质量增加量的准确性。(6)反应后通入N2的目的是将A、B装置中残留的CO2全部赶入C装置中,以减小实验误差。提升课时4 以过氧化钠为载体的实验探究
A级 合格过关练
选择题只有1个选项符合题意
1.将过氧化钠分别投入下列溶液中，有气体放出且溶液质量可能减少的是( )
A.H2SO4溶液 B.FeCl3溶液
C.NaHCO3溶液 D.NaCl溶液
2.为探究Na2O2与H2O的反应，某学习小组将1～2 mL水滴入盛有1～2 g过氧化钠固体的试管中，下列有关说法不正确的是( )
A.该实验可以用带火星的木条来检验生成的气体是否为氧气
B.该实验可以直接用手轻轻触摸试管外壁来感受反应放热
C.1个Na2O2与H2O反应转移2个电子
D.该实验可以说明过氧化钠可在潜水艇中作为氧气的来源
3.下列实验装置不能达到实验目的的是( )
A.验证Na和水反应是否为放热反应
B.检验Na2O2与H2O反应有O2放出
C.观察纯碱的焰色试验
D.比较Na2CO3、NaHCO3的稳定性
4.为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。下列有关叙述不正确的是( )
A.Na2O2与H2O、CO2的反应都是氧化还原反应，但不是基本类型的反应
B.相同质量的K2O2和Na2O2分别与足量H2O、CO2反应，Na2O2产生的O2多
C.Na2O2与H2O、CO2反应产生相同量的O2时，转移的电子数不相等
D.K2O2与H2O、CO2反应时，H2O、CO2既不是氧化剂也不是还原剂
5.某同学用下图装置证明过氧化钠可做呼吸面具中的供氧剂，下列说法不正确的是( )
A.装置B中盛放的液体为浓硫酸
B.装置C发生的反应中，存在2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
C.装置D中NaOH溶液的作用是除去多余的CO2
D.E中试管收集的气体可使带有火星的木条复燃
6.按如图所示装置进行实验，填写有关现象及化学方程式。
(1)A中现象是__________________________________________________。
(2)B中浓硫酸的作用是__________________________________________。
(3)C中发生反应的化学方程式为___________________________________。
(4)D中的现象是_______________________________________________。
(5)E中收集的气体是________(填名称)。
B级 素养培优练
7.学习小组进行如下实验：
序号 实验① 实验② 实验③
实验
现象 出现白色沉淀 无明显现象 出现白色沉淀
实验①、③的白色沉淀经检验为BaO2。下列说法不合理的是( )
A.实验说明碱性条件下H2O2能电离得到O
B.实验①、②、③证明Na2O2与H2O反应过程存在反应Na2O2＋2H2O===2NaOH＋H2O2
C.实验①和③生成白色沉淀的反应属于非氧化还原反应
D.可用BaCl2、H2O检验长期放置的Na2O2中是否含有Na2CO3
8.干燥管A中为块状白色固体，B中为淡黄色粉末，C中为白色固体。并将A、B、C按如图所示装置连接，当打开活塞(Ⅰ)(Ⅱ)时，D中蜡烛火焰明亮；打开活塞(Ⅰ)(Ⅲ)时，D中蜡烛火焰熄灭；关闭活塞(Ⅰ)时，A中反应自行停止。
试根据上述实验事实，回答以下各问题：
(1)A中发生的化学反应是________________________________________。
(2)在装置B中的淡黄色粉末是_____________________________________。
(3)在干燥管C中的白色固体应为__________________________________。
9.过氧化钠是一种淡黄色固体，它能与二氧化碳反应生成氧气，在潜水艇中用作制氧剂，供艇员呼吸之用，它与二氧化碳反应的化学方程式为2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2。某同学为了验证这一实验，以足量的大理石、足量的盐酸和1.95 g过氧化钠样品为原料，制取O2，设计出如下实验装置：
(1)A为控制制取CO2速率的装置，应为下图①、②、③中的________。B装置的作用是_____________________________________________________________
____________________________________________________________________。
为了检验E中收集到的气体，在取出集气瓶后，用________伸入集气瓶中，木条会出现________________________________________________________。
(2)若E中的石灰水出现轻微白色浑浊，请说明原因：_________________________________________________________________
_____________________________________________________________。
(3)反应完毕时，若测得E中的集气瓶收集到的气体为250 mL，又知氧气的密度为1.43 g·L－1，当装置的气密性良好的情况下，实际收集到的氧气体积比理论计算值________(填“大”或“小”)，相差约________ mL(取整数值，所用数据均在标准状况下测定)，这是由于____________________________________。
10.Na2O2是中学化学常用的强氧化剂，除了能与CO2、H2O反应外，还可与其他还原剂如H2、C发生反应，某化学课外兴趣小组为探究Na2O2与H2的反应情况，设计了如图所示装置进行有关实验。
(1)此装置中，怎样检查除启普发生器之外的装置的气密性？________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
(2)请完成该实验的有关操作步骤。
①检查装置气密性；
②打开a、b，产生氢气，观察试管内物质的颜色变化；
③_________________________________________________________________；
④加热过氧化钠，观察试管内物质的颜色变化；
⑤反应完全后，______________________________________________；
⑥拆卸装置。
(3)该装置中，碱石灰的作用是_______________________________________。
(4)实验过程中观察到(2)中步骤②无明显变化，步骤④Na2O2熔化，黄色粉末立即变成白色，干燥管内无水硫酸铜未变成蓝色。则Na2O2与H2反应的化学方程式为___________________________________________________________________
________________________________________________________________。
提升课时4 以过氧化钠为载体的实验探究
1.B [将过氧化钠投入H2SO4溶液中,发生反应2Na2O2+2H2SO42Na2SO4+2H2O+O2↑,有气体放出,但溶液质量增加,增加的质量相当于Na2O的质量;将过氧化钠投入FeCl3溶液中,发生反应2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,增加的质量相当于Na2O的质量,而NaOH和FeCl3反应会生成Fe(OH)3沉淀,析出沉淀的质量可能大于Na2O的质量,溶液质量可能减少; 将过氧化钠投入NaHCO3溶液中,无沉淀析出,溶液质量增加; 将过氧化钠投入NaCl溶液中,无沉淀析出,溶液质量增加。]
2.C [过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气,离子方程式为2Na2O2+2H2O4Na++4OH-+O2↑,可以用带火星的木条来检验生成的气体,故A正确;过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气,同时该反应放热,可以直接用手轻轻触摸试管外壁来感受反应放热,故B正确;过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气,说明过氧化钠可在潜水艇中作为氧气的来源,故D正确。]
3.D [Na和水反应放热,大试管内气体温度升高,体积膨胀,红墨水左侧液面降低、右侧液面升高,能达到实验目的;Na2O2与H2O反应有O2放出,带火星木条复燃,能达到实验目的;钠的焰色为黄色,用铁丝做纯碱的焰色试验,能达到实验目的;比较Na2CO3、NaHCO3的稳定性,需要把碳酸氢钠放在小试管底部、碳酸钠放在大试管底部。]
4.C [A项,Na2O2与H2O、CO2反应的化学方程式为2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,过氧化钠中的氧元素的价态发生了变化,两个反应都是氧化还原反应,但不是基本类型的反应; B项, 根据反应的化学方程式:2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑、2K2O2+2CO22K2CO3+O2、2K2O2+2H2O4KOH+O2↑,K2O2比Na2O2的相对分子质量大,故相同质量的K2O2和Na2O2分别与足量H2O、CO2反应,Na2O2产生的O2多; C项,Na2O2既是氧化剂又是还原剂,O2是氧化产物,Na2O2与H2O、CO2反应产生相同量的O2时,转移的电子数相等;D项, 根据反应的化学方程式:2K2O2+2CO22K2CO3+O2、2K2O2+2H2O4KOH+O2↑可知,K2O2与H2O、CO2反应时,K2O2既是氧化剂又是还原剂,H2O、CO2既不是氧化剂也不是还原剂。]
5.A [由实验装置图可知,装置A中稀盐酸与大理石反应制备二氧化碳,装置B中盛有的饱和碳酸氢钠溶液用于除去二氧化碳中混有的氯化氢气体,装置C中盛有的过氧化钠与二氧化碳和水蒸气反应生成氧气,装置D中氢氧化钠溶液用于吸收未反应的二氧化碳,装置E为排水集气法收集反应生成的氧气。A项,由分析可知,装置B中盛有的饱和碳酸氢钠溶液用于除去二氧化碳中混有的氯化氢气体,防止氯化氢与过氧化钠反应,干扰实验,错误;B项,装置C发生的反应为过氧化钠与二氧化碳和水蒸气反应生成氧气,存在2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,正确;C项,由分析可知,装置D中氢氧化钠溶液用于吸收未反应的二氧化碳,正确;D项,由分析可知,装置E为排水集气法收集反应生成的氧气,氧气可使带有火星的木条复燃,正确。]
6.(1)试管口有水珠 (2)干燥二氧化碳 (3)2CO2+2Na2O22Na2CO3+O2 (4)澄清石灰水变浑浊 (5)氧气
解析 NaHCO3受热分解生成的水蒸气在A中的试管口冷凝为水珠,而CO2通过浓硫酸干燥后与C中的Na2O2反应产生O2,未完全反应的CO2会使澄清石灰水变浑浊。
7.D [实验①中Na2O2和H2O反应生成H2O2和NaOH,实验①生成BaO2白色沉淀,实验②中无明显现象,则无BaO2生成,说明在碱性条件下H2O2电离得到,故A正确;实验①、②、③中Na2O2和H2O反应生成H2O2和NaOH,BaCl2与H2O2反应生成BaO2和HCl,无化合价变化,不是氧化还原反应,故B、C正确;H2O与Na2O2反应生成H2O2,为避免BaO2白色沉淀的干扰,应该加入MnO2分解H2O2,再加入BaCl2观察是否有BaCO3白色沉淀,即可证明长期放置的过氧化钠中是否含有Na2CO3,故D错误。]
8.(1)CaCO3+2HClCaCl2+CO2↑+H2O (2)Na2O2
(3)CaCl2或P2O5
解析 打开活塞(Ⅰ)(Ⅲ)时,D中蜡烛火焰熄灭,说明A反应生成二氧化碳;当打开活塞(Ⅰ)(Ⅱ)时,D中蜡烛火焰变得更明亮,说明生成的二氧化碳经过B生成了氧气,B中为淡黄色粉末,应为过氧化钠,关闭活塞(Ⅰ)时,A中反应可自行停止,说明A中固体不溶于水,应为碳酸钙,碳酸钙与盐酸反应生成二氧化碳。干燥管C中的白色固体是与二氧化碳不能反应的干燥剂,可以是CaCl2或P2O5。
9.(1)② 吸收挥发出来的HCl 带火星的木条 复燃
(2)D中的二氧化碳未全部参与反应进入E中产生了CaCO3沉淀
(3)小 30 装置中可能还残留有O2,部分O2溶于水,过氧化钠里有杂质等
解析 过氧化钠是一种淡黄色固体,它能与二氧化碳反应生成氧气,在潜水艇中用作制氧剂,供艇员呼吸之用,它与二氧化碳反应的化学方程式为2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2,所以A是用来控制速率制取CO2;大理石和盐酸的反应是放热反应,盐酸具有挥发性,所以制取的二氧化碳中含有氯化氢气体、水蒸气,氯化氢和碳酸氢钠能反应生成二氧化碳,所以B装置的作用是吸收挥发出来的HCl,C装置中的无水氯化钙是用来吸收产生的水蒸气,产生的二氧化碳进入D中与过氧化钠发生反应生成碳酸钠和氧气,E用排饱和石灰水法收集产生的氧气。二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊,若E中石灰水出现轻微白色浑浊,是因为有部分CO2未参加反应进入E中生成沉淀。1.95 g过氧化钠完全反应生成气体的体积为V,由方程式2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2可知2Na2O2~O2,则可得m(O2)=0.4 g,即得V=0.28 L=280 mL,大于250 mL;实际收集到的氧气体积比理论计算值相差约280 mL-250 mL=30 mL;原因是装置中可能还残留有O2,部分O2溶于水,过氧化钠里有杂质等。
10.(1)关闭a,在b处连接一导管并伸入水槽中,用手捂热试管(或稍稍加热试管),若观察到导管口有气泡冒出,冷却试管后导管中能形成一段稳定的水柱,则说明装置气密性良好 (2)在干燥管上倒插一支小试管收集H2,检验H2的纯度 先撤离酒精灯,待试管冷却后关闭b (3)除去H2中的HCl和水蒸气
(4)Na2O2+H22NaOH
解析 (2)步骤②用来探究H2与Na2O2常温下能否发生反应,同时可将装置中的空气排出;步骤④加热过氧化钠,用来探究H2与Na2O2加热时的反应;由于要加热,而H2不纯时会发生爆炸,所以加热过氧化钠之前要检验H2的纯度,则步骤③为在干燥管上倒插一支小试管收集H2,检验H2的纯度;实验结束时,为了防止外界空气从干燥管进入试管中使H2不纯发生爆炸,步骤⑤应先撤离酒精灯,待试管冷却后关闭b(即待试管冷却后停止通入H2)。(3)用锌粒和稀盐酸反应制得的H2中混有HCl和水蒸气,HCl和水蒸气都能与Na2O2反应,干扰探究Na2O2与H2的反应,碱石灰的作用是除去H2中的HCl和水蒸气。(4)步骤②中无明显变化,说明Na2O2与H2常温下不反应;步骤④Na2O2熔化,黄色粉末变成白色,干燥管内无水硫酸铜未变成蓝色,说明反应没有生成H2O,Na2O2与H2加热时反应生成NaOH,反应的化学方程式为Na2O2+H22NaOH。提升课时5 侯氏制碱法(了解纯碱的生产历史)
选择题只有1个选项符合题意
1.侯德榜是我国杰出的化学家，“侯氏制碱法”的创始人。NaCl＋CO2＋NH3＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl是“侯氏制碱法”的重要反应。下面是4位同学对该反应涉及的有关知识发表的部分见解，其中不正确的是( )
A.甲同学说：该条件下NaHCO3的溶解度较小
B.乙同学说：NaHCO3不是纯碱
C.丙同学说：析出NaHCO3固体后的溶液中只含氯化铵
D.丁同学说：该反应是在饱和食盐水中先通入氨气，再通入二氧化碳
2.“索尔维制碱法”与“侯氏制碱法”是常见的纯碱工业制法，下列关于两者说法正确的是( )
A.两者生产原料来源相同
B.两者均使用了高效催化剂
C.侯氏制碱法将索尔维制碱法与合成氨法两种工艺联合了起来
D.索尔维制碱法食盐利用率更高
3.“侯氏制碱法”曾为全球制碱工业做出了巨大贡献。该工艺以NaCl、NH3、CO2等为原料先制得NaHCO3，进而生产出纯碱，主要的化学反应方程式为NH3＋CO2＋H2O＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl
2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O
该工艺的简易装置如下图所示。下列说法错误的是( )
A.甲装置发生反应的离子方程式为CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑
B.乙装置的作用是除去CO2气体中的HCl气体
C.丙的广口瓶内能发生反应的主要原因是NaHCO3不溶于水
D.丁中稀硫酸若换成稀硝酸，可以获得氮肥NH4NO3
4.以下是联合制碱法的简单流程，下列说法不正确的是( )
A.反应(2)的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑
B.操作X为过滤，为增大过滤速率，过滤时用玻璃棒搅拌
C.联合制碱法的主要原理是相同条件下NaHCO3的溶解度最小
D.溶液B中加入氯化钠粉末，并通入氨，可析出副产品NH4Cl
5.如图是模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3的部分装置。下列操作正确的是( )
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中放蘸有稀硫酸的脱脂棉
D.b先通入CO2，然后a通入NH3，c中放蘸有稀硫酸的脱脂棉
6.海洋是人类宝贵的自然资源，海水“制碱”体现了化学科学在改造物质中的智慧。某厂生产纯碱的工艺流程如图所示，下列说法错误的是( )
A.CO2可以循环利用
B.进入流程Ⅱ的滤液必须再经适量稀盐酸处理
C.试剂2为Na2CO3溶液
D.NH3与CO2的通入顺序不能改变
7.侯氏制碱法是在索尔维制碱法的基础上创造出的一种新的制造纯碱的方法。具体工艺流程图如下：
根据以上流程回答下列问题：
(1)与索尔维制碱法相比，侯氏制碱法最突出的优点是________(填字母)。
A.原料利用率高 B.设备少
C.生产方便
碳酸化这一步的原理是(用化学方程式表示)_____________________________
_____________________________________________________________。
(2)侯氏制碱法副产品的一种用途为_________________________________。
(3)Y物质是________。
(4)向母液中通氨气，加入细小食盐颗粒，降温结晶析出副产品，通氨气的作用有________(填字母)。
A.使Na2CO3结晶析出
B.使NaHCO3转化为Na2CO3，提高析出NH4Cl的纯度
C.使NaHCO3更多地析出
D.增大NH的浓度，使NH4Cl更多地析出
8.纯碱是一种重要的化学原料，具有广泛的用途，常见的制备方法有路布兰制碱法、索尔维制碱法、侯氏制碱法。
其中路布兰制碱法的原理如下图所示：
已知：①反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均在高温条件下进行；
②反应Ⅰ、Ⅲ为复分解反应，其中反应Ⅰ中生成的HCl为气体。
(1)根据复分解反应的条件可知，反应Ⅰ能够发生的原因是__________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
(2)索尔维制碱法原理主要分为两步：第一步是向饱和食盐水中先通氨气至饱和，再通入CO2有NaHCO3固体析出；第二步将NaHCO3固体分解制纯碱。
①该方法中所用的氨气可由NH4Cl为原料制得，下列可以与NH4Cl反应制NH3的一种物质是________(填序号)。
A.Ca(OH)2 B.CaCl2 C.Na2SO4
②第二步反应的化学方程式为_________________________________________
___________________________________________________________________。
③第二步分解所制纯碱中可能含有少量NaHCO3固体，设计检验的方案：__________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
9.某化学兴趣小组模拟“侯氏制碱法”制纯碱并进行后续实验。
Ⅰ.制备纯碱：先以NaCl、NH3、CO2和水等为原料，用如图所示装置制取NaHCO3，然后再将NaHCO3制备成Na2CO3。
(1)装置甲中反应的离子方程式为_____________________________________
_________________________________________________________________；
装置乙的作用是______________________________________________________，
反应的化学方程式为______________________________________________
_______________________________________________________________。
(2)反应进行一段时间后，观察到装置丙中试剂瓶内溶液中有白色固体析出，经检验该白色固体是NaHCO3。装置丙中可得两种产物，分别是NaHCO3和另一种盐，装置丙中反应的化学方程式为_________________________________________
_________________________________________________________________。
(3)用装置丙中产生的NaHCO3制取Na2CO3时，需要进行的实验操作有________、洗涤固体、________，最后一步发生反应的化学方程式为________________________________________________________________
________________________________________________________________。
Ⅱ.测定所得产品的组成和纯度
(4)检验纯碱样品中是否混有NaHCO3，请选择下列装置设计实验，并完成下表：
选择的装置(填编号) 实验现象 实验结论
样品中含NaHCO3
(5)测定该纯碱样品的纯度：称取m1 g样品置于小烧杯中，加水溶解，滴加足量CaCl2溶液，将反应混合物过滤、洗涤、干燥、称量，得到固体的质量为m2 g，则该纯碱样品的纯度为____________。
提升课时5 侯氏制碱法(了解纯碱的生产历史)
1.C [碳酸氢钠是小苏打,纯碱是碳酸钠,B项正确;先通入氨气至饱和,再通入二氧化碳,这样可以保证在碱性条件下生成更多的HC,D项正确。]
2.C [过程分析可知,两者生产原料来源不同、均未使用高效催化剂,故A、B错误;由原理分析可知,索尔维制碱法食盐利用率低,故D错误。]
3.C [甲装置发生的反应为碳酸钙和稀盐酸生成氯化钙和水、二氧化碳,二氧化碳通过乙除去氯化氢后进入丙反应生成碳酸氢钠,废气使用丁吸收。A项,甲装置发生的反应为碳酸钙和稀盐酸生成氯化钙和水、二氧化碳,离子方程式为CaCO3+2H+Ca2++H2O+CO2↑,正确;B项,盐酸具有挥发性,挥发出氯化氢和饱和碳酸氢钠生成二氧化碳气体,正确;C项,丙的广口瓶内能发生反应的主要原因是NaHCO3溶解度较小,达到饱和析出,错误;D项,丁吸收多余的氨气,稀硫酸若换成稀硝酸,可以反应生成硝酸铵,获得氮肥NH4NO3,正确。]
4.B [A项,晶体A为NaHCO3,则反应(2)的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,A正确;B项,过滤时不能用玻璃棒搅拌,避免弄破滤纸,B错误;C项,相同条件下,碳酸氢钠的溶解度最小,易析出沉淀,C正确;D项,溶液B中加入氯化钠粉末,并通入氨,增大了Cl-、N的浓度,有利于析出NH4Cl,D正确。]
5.C [NH3的溶解度较大,为防止倒吸,b通入CO2,a通NH3,要在饱和食盐水中先通入NH3然后再通入CO2,否则CO2通入后会从水中逸出,得到的产品会很少;尾气主要是CO2和NH3,其中NH3对环境影响较大,要吸收尾气,而NH3是碱性气体,所以在c装置中要装酸性物质,故A、B、D项错误、C项正确。]
6.B [灼烧时会产生二氧化碳和水,故CO2可以在流程Ⅱ循环利用,A正确;NH3与CO2的通入顺序不能改变,因为碱性溶液更容易吸收二氧化碳,D正确。]
7.(1)A NH3·H2O+CO2NH4HCO3、NaCl+NH4HCO3NaHCO3↓+NH4Cl(或NH3·H2O+NaCl+CO2NH4Cl+NaHCO3↓)
(2)制化肥、制干电池等(任答一点) (3)CO2
(4)BD
解析 (2)侯氏制碱法副产品是氯化铵,氯化铵中含有氮元素,可制氮肥,也可以用于制干电池等。(4)碳酸钠的溶解度较大,通入氨气,不能使碳酸钠析出,A错误;通入氨气使溶液碱性增强,使碳酸氢钠转化为溶解度较大的碳酸钠,可以提高氯化铵的纯度,B正确;母液中通入氨气,会消耗NaHCO3,C错误;氨气溶于水后生成氨水,增大铵根离子的浓度,有利于氯化铵的析出,D正确。
8.(1)有氯化氢生成 (2)①A ②2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑ ③取少量固体,置于试管中加热,将产生的气体通入澄清石灰水中,若石灰水变浑浊,则含碳酸氢钠固体
解析 反应Ⅰ为浓硫酸与氯化钠高温下反应生成氯化氢气体和硫酸钠,反应Ⅱ为碳和硫酸钠高温下生成硫化钠和一氧化碳,反应Ⅲ为硫化钠和碳酸钙高温下反应生成硫化钙和碳酸钠。(1)发生复分解反应需要满足a:生成难电离的物质(弱电解质);b:生成难溶物;c:生成易挥发的物质(或者是气体),反应Ⅰ是氯化钠与浓硫酸反应生成硫酸钠和氯化氢,氯化氢是气体,所以符合复分解反应发生的条件;(2)①氯化铵和氢氧化钙加热生成氯化钙、氨气和水,而氯化钙和硫酸钠与氯化铵不反应。故选A项;②第二步是碳酸氢钠固体受热分解,方程式为2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑;③检验碳酸钠固体中含有碳酸氢钠,利用碳酸氢钠固体受热分解而碳酸钠不分解,操作步骤为:取少量固体,置于试管中加热,将产生的气体通入澄清石灰水中,若石灰水变浑浊,则含碳酸氢钠固体。
9.(1)CaCO3+2H+Ca2++CO2↑+H2O 除去CO2中的HCl气体 NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑ (2)NH3+CO2+H2O+NaClNaHCO3↓+NH4Cl (3)过滤 灼烧 2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑ (4)A、B B中澄清石灰水变浑浊(或A、C C中物质变蓝 或A、C、B C中物质变蓝,B中澄清石灰水变浑浊)
(5)%
解析 (1)装置甲中碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,反应的离子方程式是CaCO3+2H+Ca2++CO2↑+H2O;装置乙的作用是用碳酸氢钠除去二氧化碳中的氯化氢,反应的化学方程式为NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑。(2)装置丙中氯化钠与二氧化碳、氨气反应可得两种产物,分别是NaHCO3和另一种盐,根据元素守恒,另一种盐是氯化铵,反应的化学方程式是NH3+CO2+H2O+NaClNaHCO3↓+NH4Cl。(3)用装置丙中产生的NaHCO3制取Na2CO3时,需要进行的实验操作有过滤、洗涤固体、灼烧,灼烧碳酸氢钠发生反应的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。(4)用装置A加热分解 NaHCO3,用澄清石灰水检验是否有二氧化碳气体放出,选择装置B,若澄清石灰水变浑浊,则含有NaHCO3。(5)设样品中Na2CO3的质量为x g,CaCl2与Na2CO3反应生成碳酸钙和氯化钠:
=,解得x=,
则样品纯度为×100%=%。
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