鲁科版 (2019)必修 第一册第1章 认识化学科学第2节 研究物质性质的方法和程序一课一练

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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
2．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
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
4．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
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＋CuSO4===Na2SO4＋Cu
D．钠可用于冶炼金属
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%
7．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
8．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＋CO2 eq \(=====,\s\up7(点燃)) 2MgO＋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
9．某溶液中含有①NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 、②HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 、③SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 、④CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 、⑤SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 五种阴离子(已知Na2O2能将SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 转化为SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) )。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
10．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
[等级突破]
11．如图所示，试管b中盛有水，气球a中盛有干燥的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抖落到试管b的水中，将出现的现象是( )
A．U形管内浅红色的水褪色
B．试管内溶液变红
C．气球a鼓起变大
D．U形管内的液面：c高于d
12．一定条件下，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
13．(双选)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氧气
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
14．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________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
15．A～E五种物质都含有同一种元素，它们之间的转化关系如图所示，其中A为淡黄色固体化合物，B为单质。
回答下列问题：
(1)A固体的名称为________，B单质的常见用途：______________________________(任写一条)。
(2)写出下列反应的化学方程式：
①B→C________________________________________________________________________；
②A→D________________________________________________________________________。
(3)写出将氯气通入C溶液中的化学反应方程式________________________，得到的溶液有漂白作用，其漂白原理是________________________(用化学方程式表示)。
16．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：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
课时作业2 研究物质性质的基本方法
1．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。
答案：C
2．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。
答案：B
3．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。
答案：D
4．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。
答案：D
5．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。
答案：D
6．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%。
答案：B
7．解析：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。
答案：D
8．解析：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。
答案：B
9．解析：向溶液中加入Na2O2，Na2O2与水反应生成NaOH和O2，对NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 无影响；OH－与HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 反应生成CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ，HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 的浓度减小，CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 的浓度增大；Na2O2能将SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 氧化成SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ，SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 的浓度减小，SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 的浓度增大；综上所述，NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 的浓度基本不变，A正确。
答案：A
10．解析：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＋Na2O2===Na2CO3，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＋Na2O2===2NaOH，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。
答案：A
11．解析：U形管内浅红色的水不会褪色，A项错误；因为试管中没有滴入酚酞溶液，故试管内溶液不会变红，B项错误；Na2O2与水反应生成NaOH和O2，O2使气球a鼓起变大，C项正确；因为Na2O2与水反应放热，故U形管内的液面c低于d，D项错误。
答案：C
12．解析：本题可采用极值法求解。m(HCl)＝50 g×2.92%＝1.46 g，若钠与氧气反应的产物全部为Na2O，由关系式Na2O～2HCl，可得m(Na2O)＝1.24 g；若钠与氧气反应的产物全部为Na2O2，由关系式Na2O2～2HCl，可得m(Na2O2)＝1.56 g；因为1.24 g<1.5 g<1.56 g，故该产物为Na2O和Na2O2的混合物。
答案：C
13．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正确；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。
答案：AC
14．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＋O2 eq \(=====,\s\up7(△)) Na2O2。
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使产品不纯
(4)先通一段时间的空气再加热装置Ⅰ
(5)2Na＋O2 eq \(=====,\s\up7(△)) Na2O2
15．解析：A为淡黄色固体化合物，可由B单质转化得到，且A又能与CO2反应生成D，则A为Na2O2，D为Na2CO3，而B能与Cl2反应生成E，则B为Na，E为NaCl，A、B均可以转化得到C，C可以转化得到D、E，可推知C为NaOH。(1)A固体的名称为过氧化钠，钠的常见用途：制造高压钠灯，钠和钾的合金可用作原子反应堆的导热剂，制备钠的化合物，冶炼某些金属等。(2)①B→C的化学方程式为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，②A→D的化学方程式为2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2。(3)将氯气通入C溶液中的化学方程式为Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，得到的溶液有漂白作用，其漂白原理是NaClO＋H2O＋CO2===NaHCO3＋HClO。
答案：(1)过氧化钠 制造高压钠灯；钠和钾的合金可用作原子反应堆的导热剂；制备钠的化合物；冶炼某些金属等(任写一条)
(2)①2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ ②2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 (3)Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O NaClO＋H2O＋CO2===NaHCO3＋HClO
16．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。
答案：(1)该反应是放热反应
(2)2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋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，再打开分液漏斗的开关，发现q处有气泡冒出
(4)MnO2 有无色的气体放出，该气体能使带火星的木条复燃