鲁科版 (2019)第2节 研究物质性质的方法和程序第1课时测试题

第1章认识化学科学

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

课后篇素养形成

合格考达标练

1.下列对研究物质性质的常用方法的理解中正确的是 (　　)

A.研究物质性质的常用方法只有观察法、实验法、分类法、比较法

B.观察法只能通过视觉来进行感知

C.观察的目的是对现象进行分析、对比、综合,并得出结论

D.观察是用感官来研究物质的性质,无法借助仪器

答案C

解析研究物质性质的常用方法除了观察法、实验法、分类法、比较法外,还有其他的方法,A项错误;观察时可以通过视觉、触觉、听觉、嗅觉等进行感知,不只是通过视觉来进行感知,B项错误;观察的目的是通过现象得出一定的结论,C项正确;观察也可以借助仪器进行,从而提高观察的灵敏度,D项错误。

2.(2020山东菏泽一中高一月考)下列关于钠的叙述,正确的是(　　)

A.钠是银白色金属,硬度很大

B.将金属钠放在石棉网上,用酒精灯加热后,金属钠剧烈燃烧,发出黄色火焰,生成过氧化钠

C.金属钠在空气中燃烧生成氧化钠

D.金属钠的熔点很高

答案B

解析钠的硬度较小,实验室可用小刀切割,故A错误;钠燃烧时火焰为黄色,在空气中加热时可生成Na2O2,故B正确;金属钠在空气中燃烧生成过氧化钠,故C错误;钠的熔点低,与水反应放出的热量可使钠熔化成光亮的小球,故D错误。

3.在烧杯中加水和苯(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上下跳动

答案D

解析钠的密度介于水和苯之间,将一小粒金属钠投入烧杯中,钠开始时在苯与水的界面处,钠与水发生反应生成氢气,氢气推动钠球上升,H2逸出后钠又回到水面继续反应,如此反复多次,直到Na与水完全反应。

4.(2020天津一中高一模块质量调查)将一小块钠投入下列溶液中,既能产生气体又会出现沉淀的是(　　)

①稀硫酸　②氢氧化钠溶液　③硫酸铁溶液　④氯化镁溶液　⑤饱和澄清石灰水

A.①②⑤ B.①③⑤ C.②③④ D.③④⑤

答案D

解析将钠投入稀硫酸中,钠与硫酸反应生成可溶性的硫酸钠和水,所以只能生成气体不会产生沉淀,故不选①;将钠投入氢氧化钠溶液,钠和水反应生成可溶性的氢氧化钠和氢气,所以只能生成气体不会产生沉淀,故不选②;将钠投入硫酸铁溶液,钠和水反应生成可溶性的氢氧化钠和氢气,氢氧化钠和硫酸铁发生复分解反应生成难溶性的氢氧化铁沉淀,所以既能产生气体又能出现沉淀,故选③;将钠投入氯化镁溶液,钠和水反应生成可溶性的氢氧化钠和氢气,氢氧化钠和氯化镁溶液反应生成难溶性的氢氧化镁沉淀,所以能产生沉淀和气体,故选④;将钠投入饱和澄清石灰水,钠和水反应生成可溶性的氢氧化钠和氢气,水的质量减少,会有氢氧化钙固体析出,所以能产生沉淀和气体,故选⑤。

5.下列说法正确的是(　　)

A.将一小块钠放入水中,钠将沉在水底

B.将一小块钠放在稀盐酸中,钠先与水反应生成NaOH和H2,生成的NaOH再与HCl反应生成NaCl和H2O

C.将一小块钠放在CuSO4溶液中发生如下反应:2Na+CuSO4Na2SO4+Cu

D.钠可用于冶炼金属

答案D

解析钠密度比水小,且与水反应放出H2,放入水中会浮在水面上,并不停地游动,故A错误;钠在酸溶液中先与酸反应,钠在盐溶液中先与水反应,故B、C错误;金属钠可以从熔融的化合物中置换出钛、钽、铌、锆等金属,故D正确。

6.下列关于钠的叙述正确的是(　　)

A.钠单质与氯化亚铁溶液反应生成氯化钠和铁单质

B.钠与水反应的现象能说明钠的熔点低,且与水反应放热

C.钠与酸溶液反应产生氢气,实质是钠与H2O的反应

D.将4.6 g金属钠投入95.4 g水中,所得溶液中溶质的质量分数等于8%

答案B

解析钠单质与氯化亚铁溶液反应时,钠先与水反应生成氢氧化钠,后生成氢氧化亚铁,不能置换出铁;钠与酸反应时直接与酸解离产生的H+反应;将4.6 g金属钠投入95.4 g水中,所得氢氧化钠的质量是8 g,但因为放出氢气,溶液的质量小于100 g,故溶质的质量分数大于8%。

7.等质量的两块钠,第一块在足量氧气中加热,第二块在足量氧气(常温)中充分反应,则下列说法正确的是(　　)

A.第一块钠失去电子多

B.两块钠失去电子一样多

C.第二块钠的反应产物质量大

D.两块钠的反应产物质量相等

答案B

解析钠在反应后都变为+1价,所以B项正确,A项错误;钠与氧气在加热时生成过氧化钠,钠与氧气在常温时生成氧化钠,前者的质量大于后者,C、D项错误。

8.取一小块金属钠,放在燃烧匙里加热,下列实验现象描述正确的是(　　)

①金属先熔化　②在空气中燃烧,放出黄色火花　③燃烧后得白色固体　④燃烧时火焰为黄色　⑤燃烧后生成浅黄色固体物质

A.②⑤ B.①②③ C.①④⑤ D.④⑤

答案C

解析根据钠在氧气中燃烧的现象可知①④⑤正确,故选C项。

9.已知钠放置于空气中可发生如下变化:

NaNa2ONaOHNa2CO3·10H2ONa2CO3

根据此变化回答以下问题。

(1)请写出①②步转化的化学方程式。

①　。 

②　。 

(2)已知钠在空气中燃烧可生成一种淡黄色物质,该物质可与CO2、H2O发生反应,根据以上叙述回答:

①该淡黄色物质的化学式为　　　　　。 

②该淡黄色物质与CO2、H2O反应的化学方程式分别为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

答案(1)4Na+O22Na2O　Na2O+H2O2NaOH

(2)①Na2O2　②2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2

2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑

解析(1)根据题目中图示转化关系,①②转化反应的化学方程式为4Na+O22Na2O,Na2O+H2O2NaOH。

(2)钠在空气中燃烧可生成淡黄色的Na2O2,Na2O2与CO2、H2O反应的化学方程式分别为2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2,2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑。

等级考提升练

10.(2020山东济南第一中学高一阶段性检测)下列判断正确的是(　　)

A.不可用水来检验Na2O粉末中是否含有Na2O2

B.不可用CO2来检验Na2O粉末中是否含有Na2O2

C.可利用在纯氧气中加热的方法除去Na2O中的Na2O2

D.将足量的Na2O2、Na2O分别加到酚酞溶液中,最终溶液均为无色

答案B

解析氧化钠和水反应生成氢氧化钠,过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气,则放入水中有气泡生成的为过氧化钠,因此可用水来检验某Na2O粉末中是否含有Na2O2,A项错误;虽然二氧化碳和氧化钠反应生成碳酸钠,过氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,但过氧化钠和二氧化碳反应过程中无明显现象,因此不可用CO2来检验某Na2O粉末中是否含有Na2O2,B项正确;氧化钠加热生成过氧化钠,不能用加热的方法除去Na2O中的Na2O2,C项错误;氧化钠加入酚酞溶液中,反应生成的氢氧化钠使酚酞变红色,过氧化钠加入酚酞溶液中生成氢氧化钠和氧气,氢氧化钠使酚酞溶液变红色,但由于过氧化钠具有漂白性,能使红色溶液褪色,所以溶液先变红色后褪色,两者现象不同,D项错误。

11.如右图所示,试管中盛有水,气球a中盛有干燥的Na2O2粉末,U形管中是滴有红墨水的浅红色的水溶液。将气球用橡皮绳紧系在试管口。实验时将气球中的Na2O2抖落到试管b的水中,将发生的现象是(　　)

A.U形管内红色的水褪色

B.试管内溶液变红

C.气球a被吹大

D.U形管中水位d<c

答案C

解析由于发生反应:2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,产生的O2使气球变大,同时该反应放出大量的热,使广口瓶中空气受热膨胀而导致U形管中水位d>c。

12.某化学兴趣小组的同学在学习了钠的性质后,用小刀切割了一小块钠,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,下面是该兴趣小组的几点推测,你认为不合理的是(　　)

A.黑色固体是碳

B.钠在燃烧时只发生了一个反应

C.黑色固体可能是钠与二氧化碳反应生成的碳

D.钠保存在煤油中,可能滤纸没有完全吸干煤油,煤油不完全燃烧产生碳

答案B

解析根据题意分析可知,黑色物质所含元素只能来自煤油或空气,所以选项B不合理。

13.(2020河南南阳一中高一月考)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(　　)

A.溶液中的Na+减少　　　　B.溶液的碱性增强

C.溶质的质量分数增大 D.溶液的质量不变

答案A

解析Na2O2与水反应生成NaOH和O2,所以反应后仍为NaOH的饱和溶液。因为水少了,原溶液中部分NaOH析出,所以溶液中的Na+减少,故A正确;因为所得溶液仍为NaOH的饱和溶液,所以氢氧根离子浓度不变,溶液的碱性不变,故B错误;因为所得溶液仍为NaOH的饱和溶液,所以溶质的质量分数不变,C错误;因为水少了,饱和溶液中的溶质也少了,溶液质量减小,故D错误。

14.(2020天津耀华中学高一期中)2.3 g金属钠在干燥的空气中被氧化后得到3.5 g固体,由此可判断出产物是 (　　)

A.Na2O 　B.Na2O2

C.Na2O和Na2O2的混合物 　D.无法确定

答案C

解析金属钠和氧气反应可生成Na2O或Na2O2。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。由于产物的质量为3.5 g,介于3.1 g和3.9 g之间,则应为Na2O和Na2O2的混合物。

15.某实验小组通过下图所示实验,探究Na2O2与水的反应(已知Na2O2在溶液中可反应生成H2O2):

下列说法中正确的是(　　)

A.②中的大量气泡的主要成分是氢气

B.③中溶液变红,说明有酸性物质生成

C.④中现象可能是由于溶液中含有漂白性物质造成的

D.⑤中MnO2的主要作用是降低了水中氧气的溶解度

答案C

解析过氧化钠与水反应生成NaOH和氧气,则②中大量气泡的主要成分是氧气,A错误;酚酞溶液遇到碱显红色,③中溶液变红,说明有碱性物质生成,B错误;④中红色褪去,可能是由于溶液中的漂白性物质导致,C正确;⑤中加入MnO2产生较多气泡,说明溶液中存在H2O2,MnO2的主要作用是催化H2O2分解放出O2,D错误。

16.现用金属钠和空气制备纯度较高的Na2O2,可利用的装置如下:

请回答下列问题:

(1)若规定气体的流动方向为从左到右,则组合实验装置时各仪器的连接顺序是:空气→Ⅳ→　　　　→　　　　　→　　　　　(填“Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ”,仪器不能重复使用)。 

(2)装置Ⅳ中盛放的试剂是　　　　　　　　　　,其作用是　　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)装置Ⅱ的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(4)操作中通空气和加热的先后顺序为　。 

(5)加热装置Ⅰ时发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

答案(1)Ⅲ　Ⅰ　Ⅱ

(2)氢氧化钠溶液(合理即可)　除去空气中的二氧化碳

(3)防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置Ⅰ

(4)先通一段时间的空气再加热装置Ⅰ

(5)2Na+O2Na2O2

解析用金属钠和空气制备纯度较高的Na2O2,可使空气中的氧气和金属钠在加热条件下反应生成过氧化钠,反应前要将空气中的水蒸气和二氧化碳除去;把空气通过装置Ⅳ除去空气中的二氧化碳气体,再通过装置Ⅲ除去水蒸气,通过装置Ⅰ在加热条件下使钠和氧气反应,连接装置Ⅱ可防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入装置Ⅰ而得不到纯净的过氧化钠。

(1)依据上述分析确定连接顺序,组合实验装置时各仪器的连接顺序为Ⅳ、Ⅲ、Ⅰ、Ⅱ。

(2)装置Ⅳ中可用NaOH溶液除去空气中的CO2。

(3)装置Ⅱ的作用是防止空气中的水蒸气、二氧化碳进入装置Ⅰ使产品不纯。

(4)实验时先通入足量空气后再进行加热,避免生成的过氧化钠和二氧化碳、水蒸气反应生成碳酸钠等杂质。

(5)加热装置Ⅰ时钠在氧气中反应生成过氧化钠,发生反应的化学方程式为2Na+O2Na2O2。

17.用脱脂棉包住约0.2 g过氧化钠粉末,置于石棉网上,往脱脂棉上滴水,可观察到脱脂棉剧烈燃烧起来。

(1)由实验现象所得出的有关Na2O2和H2O反应的结论是:a.有氧气生成;b.　。 

(2)写出Na2O2和H2O反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)某学校研究性学习小组拟用右图所示装置进行实验,以证明上述结论。

①用以验证结论a的实验操作方法及现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

②用以验证结论b的实验操作方法及现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(4)该研究性学习小组的同学认为Na2O2和H2O反应可生成H2O2,现请你设计一个简单的实验以证明Na2O2和足量的H2O充分反应后的溶液中有H2O2存在(只要求列出实验所用的试剂及观察到的现象)。

试剂:　　　　　。 

现象:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

答案(1)该反应是放热反应

(2)2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑

(3)①将带火星的木条靠近导管口p处,木条复燃

②将导管q放入水槽中,反应过程中有气泡冒出

(4)MnO2　有无色的气体放出,该气体能使带火星的木条复燃

解析(1)用脱脂棉包住约0.2 g过氧化钠粉末,置于石棉网上,往脱脂棉上滴加几滴水,可观察到脱脂棉剧烈燃烧起来,说明Na2O2和H2O反应有O2生成且该反应是放热反应。

(3)由题图装置可知,p口处放出氧气,验证氧气的生成可在导管口p处放一根带火星的木条,木条复燃说明有氧气生成。如果该反应是放热反应,则试管的温度必然升高,使锥形瓶内的空气温度升高,压强增大,则空气被排出。所以应将导管q插入盛水的水槽中,再打开分液漏斗的开关,发现q处有气泡放出,即可证明该反应为放热反应。

(4)过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解放出氧气,所以加入二氧化锰检验是否有氧气生成即可。

新情境创新练

18.为了探究“二氧化碳是否在有水存在时才能和过氧化钠反应”,某课题研究小组的同学们设计了如下图的实验装置,分别进行了甲、乙两次实验:

实验甲:干燥的二氧化碳和过氧化钠的反应。在干燥的试管Ⅱ中装入Na2O2固体,在通入CO2之前,关闭止水夹K1和K2。在试管Ⅰ内装入试剂X后,打开止水夹K1和K2,通入CO2,几分钟后,将带火星的木条插入试管Ⅲ的液面上,观察到木条不复燃,且试管Ⅱ中的淡黄色固体没有变化。

实验乙:潮湿的二氧化碳和过氧化钠的反应。在试管Ⅰ内装入试剂Y,其他操作同实验甲,观察到木条复燃,且试管Ⅱ中的淡黄色固体变为白色。

试回答下列问题:

(1)在装入Na2O2固体后,通入CO2之前,关闭止水夹K1和K2的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)在实验甲中,试剂X是　　　　　　　　　　;在实验乙中,试剂Y是　　　　　　　　　　。 

(3)根据上述两个实验现象,得到的结论是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

答案(1)防止Na2O2受潮(只要回答出Na2O2中不能有水即可)

(2)浓硫酸　饱和NaHCO3溶液

(3)二氧化碳只有在有水存在时才能和过氧化钠反应

解析(1)实验甲的目的是探究干燥的二氧化碳和过氧化钠是否反应,关闭止水夹K1和K2的目的是防止过氧化钠吸水受潮。

(2)试剂X的作用是干燥二氧化碳,所以X为浓硫酸;试剂Y的作用是为二氧化碳提供水蒸气(注意不能吸收CO2),所以试剂Y可以是饱和NaHCO3溶液。

(3)由实验甲可知,干燥的二氧化碳通过过氧化钠,然后将带火星的木条插入试管Ⅲ的液面上,观察到木条不复燃,且试管Ⅱ中的淡黄色固体没有变化,说明没有氧气生成,即干燥的二氧化碳与过氧化钠不反应;由实验乙可知,在试管Ⅰ内装入试剂Y,其他操作同实验甲,观察到木条复燃,且试管Ⅱ中的淡黄色固体变为白色,说明混有水蒸气的二氧化碳与过氧化钠反应。由此可知二氧化碳只有在有水存在时才能和过氧化钠反应。