高中化学鲁科版 (2019)必修 第一册第2节 研究物质性质的方法和程序第1课时综合训练题

第2节　研究物质性质的方法和程序

第1课时　研究物质性质的基本方法

基础过关练

题组一　研究物质性质的基本方法

1.下列说法不正确的是(　　)

A.假说经过反复验证和修正,才发展成为科学的理论

B.可以用分类的方法预测物质的性质

C.研究物质的性质常用观察、实验、分类、比较等方法

D.科学实验能解决化学学科的所有问题

2.(2020山东枣庄滕州一中高一上月考)查阅资料发现,金属钠不仅能跟氧气、水反应,还能跟酒精在常温下反应。要研究金属钠跟酒精反应以及钠与酒精、水反应的异同点,下列研究方法中用不到的是(　　)

A.实验法 B.观察法

C.分类法 D.比较法

题组二　钠的物理性质

3.下列关于钠的描述正确的是(　　)

A.Na在自然界中既有游离态又有化合态

B.钠是银白色金属,密度比煤油小

C.Na在自然界中以化合态形式存在

D.钠在空气中燃烧,主要产物是Na2O

4.下列关于钠的说法不正确的是(　　)

A.实验室应将钠保存在煤油中

B.实验时用剩的钠块应该放回原试剂瓶

C.实验室也可用CCl4保存金属钠

D.实验室取用金属钠至少需要4种实验用品

题组三　钠与水的反应

5.(2020安徽淮北师大附中高一上期中)将一小块钠放入下列溶液中,既能产生气体又会出现白色浑浊的是(　　)

A.稀硫酸  B.氯化铁溶液

C.硫酸铜溶液 D.氯化镁溶液

6.(2020山东烟台高一上期中)向盛适量冷水的烧杯中滴入1~2滴酚酞溶液,取一块绿豆粒大小的金属钠放入水中,下列实验现象、分析及结论都正确的是(　　)

题组四　钠与氧气的反应

7.(2020山东师大附中高一上月考)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.钠长期放置在空气中,最终将变成碳酸钠

C.钠的化学性质比较活泼,少量的钠可以保存在煤油中

D.当钠着火时可用水扑灭

8.(2020天津耀华中学高一上期中)2.3 g金属钠在干燥的空气中被氧化后得到3.5 g固体,由此可判断产物是(　　)

A.Na2O 　　　    B.Na2O2

C.Na2O和Na2O2的混合物 　　　 D.无法确定

9.(2020河南省实验中学高一上月考)在一定条件下,将钠与氧气反应的产物1.5 g溶于水,所得溶液恰好能被含1.46 g HCl的盐酸中和,则钠与氧气反应的产物的成分是(　　)

A.Na2O   B.Na2O2

C.Na2O和Na2O2  D.Na2O2和Na

题组五　氧化钠与过氧化钠

10.(2020山东济南外国语学校高一上期中)下列说法不正确的是(　　)

A.Na2O2可以作为呼吸面具或潜水艇里的氧气来源

B.将Na2O加到酚酞溶液中,溶液先变红后褪色

C.可用水来检验某Na2O样品中是否含有Na2O2

D.过氧化钠为淡黄色固体粉末

11.(2020天津一中高一上期中)某实验小组通过下列实验探究过氧化钠与水的反应:

(1)用化学方程式解释酚酞变红的原因　　　　　　　　　　　　　　　;依据实验现象推测红色褪去的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)加入MnO2反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

能力提升练

题组一　钠的性质

1.(2019山东师大附中高一学分认定考试,)下列关于钠的说法中,不正确的是(　　)

A.实验后剩余的钠需要放回原试剂瓶中

B.金属钠和氧气反应,条件不同,产物不同

C.钠的化学性质活泼,少量的钠可以保存在煤油中

D.将一小块钠投入NaOH溶液中,不发生反应

2.()某化学兴趣小组的同学,在学习了钠的性质后,用小刀切了一小块钠,然后放入盛有空气的集气瓶中,充分燃烧后发现瓶壁上有黑色固体附着,下面是该小组同学的几点推测,不合理的是(　　)

A.黑色固体是碳

B.燃烧时只发生了一个反应

C.钠在金属活动性顺序中排在镁前面,所以钠能与二氧化碳反应(已知:2Mg+CO22MgO+C)

D.钠保存在煤油中,滤纸可能没有完全吸干钠表面的煤油,煤油不完全燃烧产生碳

3.()将少量下列固体分别投入盛有少量水的烧杯中,再滴入酚酞溶液,溶液不会变为红色的是(　　)

A.Na　　　B.Na2O　　　C.NaOH　　　D.NaCl

4.()将2.3 g钠投入100 g水中,反应结束后,计算溶液中溶质的质量分数的表达式正确的是(　　)

A.×100%  B.×100%

C.×100% D.×100%

5.(2020北京清华附中高一上入学检测,)有人设计出一种在隔绝空气的条件下让钠与MgSO4溶液反应的方法以验证反应实质。实验时,往100 mL大试管中先加40 mL煤油,取3粒米粒大小的金属钠放入大试管后塞上橡胶塞,通过长颈漏斗加入MgSO4溶液使煤油的液面至橡胶塞,并夹紧弹簧夹(如图),仔细观察,回答下列问题:

(1)如何从试剂瓶中取用金属钠?实验后剩余的Na能否放回原试剂瓶?                                                                                                                                                                   　。 

(2)写出钠与MgSO4溶液反应的化学方程式:                                                                                                                               　。 

(3)有关钠反应的现象是:                                                                                        　。 

(4)大试管的溶液中出现的现象:　　　　　　　　　　　　。 

(5)装置中液面的变化:大试管内　　　　(填“上升”“下降”或“不变”,下同),长颈漏斗内　                                                        。 

题组二　氧化钠与过氧化钠

6.(2020河南南阳一中高一上月考,)向一定量的饱和NaOH溶液中加入少量Na2O2固体,恢复到原温度时,下列说法正确的是(　易错　)

A.溶液中的Na+增多

B.溶液的碱性增强

C.溶质的质量分数不变

D.溶液的质量不变

7.(2020北京师范大学附属中学高一上期中,)在120 ℃下,把2.1 g CO和H2组成的混合气体与足量的O2充分燃烧后,立即通入足量的Na2O2固体中,固体的质量增加(　　)

A.2.1 g B.3.6 g

C.7.2 g D.无法确定

8.(2019山东省实验中学高三上第一次诊断,)某溶液中含有①N、②HC、③S、④C、⑤S五种阴离子。若向其中加入少量的Na2O2固体,充分作用后溶液中的离子浓度基本保持不变的是(忽略溶液体积、温度的变化)(　　)

A.①  B.①⑤

C.①④⑤ D.①③④⑤

9.(2020河南省实验中学高一上月考,)钠是很活泼的金属,在空气中加热会生成Na2O2,Na2O的制取可以通过如下反应完成:Na+NaNO3Na2O+N2↑(未配平),请回答下列问题:

(1)钠在空气中加热的产物的颜色是　　　　,化学方程式为　                                          　　　　　　　　　　　　　。 

(2)为什么不用钠在空气中氧化生成Na2O?　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)在上述反应中,N2有何作用?　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(4)制取Na2O时由于设备密封性不好而进入了少量空气,导致制得的Na2O产品中含有Na2O2杂质。某学生设计了以下实验方案来测定该样品中Na2O的质量分数,其操作流程和实验数据如下:

该样品中Na2O的质量分数为　　　　。 

答案全解全析

基础过关练

1.D　不是化学学科上的所有问题都可以通过实验解决,有的需要从理论上进行分析、推理,故D不正确。

2.C　研究金属钠跟氧气、水等无机物反应,跟酒精等有机物反应,用到的是实验法,故A不符合题意;实验过程中需要观察实验现象,用到的是观察法,故B不符合题意;没有分门别类地对物质及其变化进行研究,故C符合题意;研究金属钠跟酒精、水反应的异同点,用到的是比较法,故D不符合题意。

3.C　钠性质活泼,能够与空气中的水、氧气反应,在自然界中Na以化合态形式存在,A错误,C正确;钠能沉在煤油底部,说明钠的密度比煤油的大,B错误;钠在空气中燃烧生成Na2O2,D错误。

4.C　钠能和氧气、水反应,故应隔绝空气保存,且钠的密度比煤油的密度大,故可以保存在煤油中,A正确;为了节约药品,防止发生意外,实验时用剩的钠块应该放回原试剂瓶,B正确;CCl4密度大于钠,不能用来保存金属钠,C错误;取用金属钠需要用镊子夹取,并将其放置在玻璃片上,用滤纸吸干煤油,用小刀切割,所用的实验用品至少有4种,D正确。

5.D　Na与稀硫酸、氯化铁溶液、硫酸铜溶液、氯化镁溶液的反应方程式分别如下:

2Na+H2SO4Na2SO4+H2↑;

6Na+2FeCl3+6H2O2Fe(OH)3↓+6NaCl+3H2↑;

CuSO4+2Na+2H2OCu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑;

MgCl2+2H2O+2NaMg(OH)2↓+2NaCl+H2↑。

A项,只有气体生成,没有白色沉淀生成,故错误;B项,氯化铁溶液和钠反应生成红褐色沉淀和气体,故错误;C项,硫酸铜溶液和钠反应生成蓝色沉淀和气体,故错误;D项,氯化镁溶液和钠反应生成白色沉淀和气体,故正确。

6.C　钠的密度比水小,钠投入水中后浮在水面上,故A不正确;熔成光亮小球,说明钠的熔点低,故B不正确;钠与水反应的化学方程式为2Na+2H2O2NaOH+H2↑,故D不正确。

7.D　常温下钠与氧气反应生成氧化钠,加热条件下钠与氧气反应生成过氧化钠,条件不同,产物不同,故A正确;钠放置于空气中与氧气反应生成氧化钠,氧化钠与水反应生成氢氧化钠,氢氧化钠与二氧化碳、水反应生成碳酸钠晶体,碳酸钠晶体失去结晶水生成碳酸钠,故B正确;钠的密度比煤油大,且与煤油不反应,可保存在煤油中,故C正确;钠的化学性质活泼,与水发生剧烈反应生成氢氧化钠和氢气,所以钠着火时可用沙土盖灭,不能用水扑灭,故D错误。

8.C　金属钠和氧气反应可生成Na2O、Na2O2,此题用“假设法”。若2.3 g钠全部反应生成Na2O,由反应4Na+O22Na2O可知,生成Na2O的质量为3.1 g;若2.3 g钠全部反应生成Na2O2,由反应2Na+O2Na2O2可知,生成Na2O2的质量为3.9 g;而产物的质量为3.5 g,介于3.1 g和3.9 g之间,故产物为Na2O和Na2O2的混合物。

9.C　钠与氧气反应的产物与水反应生成氢氧化钠,氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠和水,最后溶液中的溶质为氯化钠,根据钠原子和氯原子守恒可得关系式:Na~NaCl~HCl,设钠元素的质量为x,

Na~NaCl~HCl

23 36.5

x 1.46 g

23∶36.5=x∶1.46 g

解得x=0.92 g,氧元素的质量为1.5 g-0.92 g=0.58 g,所以钠原子和氧原子的个数比为∶=32∶29,介于1∶1和2∶1之间,所以钠与氧气反应的产物为Na2O和Na2O2的混合物,故选C。

10.B　Na2O2与二氧化碳反应有氧气生成,可以作为呼吸面具或潜水艇里的氧气来源,故A正确;将Na2O加到酚酞溶液中,氧化钠与水反应生成氢氧化钠,溶液变红色,不会褪色,故B不正确;Na2O+H2O2NaOH,2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,可用水来检验某Na2O样品中是否含有Na2O2,故C正确;过氧化钠为淡黄色固体粉末,故D正确。

11.答案　(1)2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑　过氧化钠与水反应生成的过氧化氢使溶液褪色

(2)2H2O22H2O+O2↑

解析　(1)2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,反应生成氢氧化钠,酚酞溶液遇碱变红色;振荡后红色褪去,加入二氧化锰后有气泡产生,说明褪色后的溶液中含有过氧化氢,过氧化氢使溶液红色褪去。(2)过氧化氢分解的化学方程式为2H2O22H2O+O2↑。

能力提升练

1.D　实验后剩余的钠需要放回原试剂瓶中,A项正确;常温下钠与O2反应生成Na2O,加热时钠与O2反应生成Na2O2,B项正确;煤油的密度比钠小,所以少量的钠可以保存在煤油中,C项正确;Na能与水发生反应,D项错误。

2.B　金属钠保存在煤油中,因此金属钠表面可能会沾有煤油,在燃烧过程中,煤油不完全燃烧产生了碳,黑色固体是碳,A、D正确;由于生成了黑色固体,因此发生的反应不止一个,B错误;Na的金属性强于Mg,可推测金属钠也能与CO2反应,C正确。

3.D　钠和水反应生成氢氧化钠和氢气,溶液呈碱性,加入酚酞溶液,溶液变红,A不符合题意;氧化钠和水反应生成氢氧化钠,溶液呈碱性,加入酚酞溶液,溶液变红,B不符合题意;NaOH溶液呈碱性,加入酚酞溶液,溶液变红,C不符合题意;NaCl溶液呈中性,加入酚酞溶液,溶液不会变为红色,D符合题意。

4.B　设2.3 g钠与水反应生成氢氧化钠的质量为x,生成氢气的质量为y,则:

2Na+2H2O2NaOH+H2↑

46　　　　 　80　 　2

2.3 g　 　　　x　　　y

==,解得x=4 g,y=0.1 g,反应后所得溶液中溶质的质量分数表达式为×100%,B正确。

5.答案　(1)用镊子从试剂瓶中取一块金属钠,用滤纸吸干表面的煤油,在玻璃片上用小刀切下一小块金属钠　剩余的钠要放回原试剂瓶

(2)2Na+MgSO4+2H2OMg(OH)2↓+Na2SO4+H2↑

(3)有气泡生成,钠熔化成小球且在煤油和MgSO4溶液界面处上下跳动,最后完全溶解

(4)下层溶液出现白色沉淀　(5)下降　上升

解析　(1)从试剂瓶中取用金属钠的方法是用镊子从试剂瓶中取一块金属钠,用滤纸吸干表面的煤油,在玻璃片上用小刀切下一小块金属钠;为了节约药品,防止发生意外,剩余的钠要放回原试剂瓶,不要随意丢弃。

(2)钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠与硫酸镁反应生成氢氧化镁白色沉淀,反应的化学方程式为2Na+MgSO4+2H2OMg(OH)2↓+Na2SO4+H2↑。

(3)钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,有气泡生成,反应放热且钠的熔点较低,钠的密度比煤油大、比水小,所以反应中钠熔化成小球且在煤油和MgSO4溶液界面处上下跳动,最后完全溶解。

(4)氢氧化钠与硫酸镁反应生成氢氧化镁白色沉淀,所以下层溶液中有白色沉淀产生。

(5)由于反应中生成氢气,使大试管中的压强增大,所以大试管中液面下降,长颈漏斗中液面上升。

6.C　过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,温度不变时,饱和氢氧化钠溶液中溶剂水减少,有晶体析出,溶液中Na+数目减少,故A不正确;溶液中氢氧根离子浓度不变,碱性不变,故B不正确;饱和溶液温度不变,溶质的质量分数不变,故C正确;溶质和溶剂的质量都减小,溶液的质量减小,故D不正确。

　溶液具有均一性,一定温度下的饱和溶液中离子浓度不随溶剂量的改变而改变,溶质的质量分数也不变。

7.A　CO在O2中完全燃烧生成CO2,CO2和足量的Na2O2反应生成Na2CO3和O2,总方程式为CO+Na2O2Na2CO3,固体的质量增加的是CO的质量;H2在O2中完全燃烧生成H2O,H2O和足量的Na2O2反应生成NaOH和O2,总方程式为H2+Na2O22NaOH,固体的质量增加的是H2的质量,所以最后固体增加的质量为2.1 g,故选A。

8.A　向溶液中加入Na2O2,Na2O2与水反应生成NaOH和O2,对N无影响;OH-与HC反应生成C,HC的浓度减小,C的浓度增大;Na2O2能将S氧化成S,S的浓度减小,S的浓度增大;综上所述,N的浓度基本不变,A正确。

9.答案　(1)淡黄色　2Na+O2 Na2O2　(2)因为钠在空气中氧化生成的Na2O中含有Na2O2

(3)做保护气,可防止Na2O被氧化成Na2O2　(4)80%

解析　(1)钠在空气中加热生成淡黄色固体Na2O2,反应的化学方程式为2Na+O2 Na2O2。

(3)N2的化学性质稳定,可防止Na2O被氧化成Na2O2。

(4)设样品中Na2O的质量为x。

2Na2O+O22Na2O2　质量增加

124 156 32

x 9.35 g-7.75 g=1.6 g

124∶32=x∶1.6 g　解得x=6.2 g

所以该样品中Na2O的质量分数为×100%=80%。