高中化学专题3 从海水中获得的化学物质第二单元 金属钠及钠的化合物第1课时同步达标检测题

第二单元　金属钠及钠的化合物

第1课时　钠的性质与制备

基础巩固

1.下列关于金属钠性质的叙述正确的是(　　)。

A.钠着火时可用水扑灭

B.钠与氧气在加热条件下反应时,若氧气的量较少,则生成氧化钠

C.钠在空气中长期放置,最终变成碳酸钠

D.钠是金属,其密度比水的大

答案:C

解析:钠能与水反应,着火时可用沙土扑灭;钠与氧气在加热时生成过氧化钠,与氧气量的多少无关;钠在空气中放置,先生成氧化钠,进一步转化成氢氧化钠,最后变成碳酸钠;钠的密度比水的小。

2.一小块金属钠长时间置于空气中,可能有下列现象,这些现象出现的先后顺序是(　　)。

①变成白色粉末　②变暗　③变成白色固体　④表面变成液体

A.①②③④ B.②③④①

C.②③①④ D.③②④①

答案:B

解析:钠在空气中发生如下变化:Na→Na2O→NaOH→Na2CO3·10H2O→Na2CO3。反应现象为:钠由银白色变暗,之后变成白色固体(NaOH),白色固体潮解,表面变成液体,与空气中的CO2、H2O结合形成白色晶体(Na2CO3·10H2O),最后晶体风化,变成白色粉末(Na2CO3)。

3.下列关于Na2O2的说法中正确的是(　　)。

A.用小刀切开一块金属Na,其银白色有光泽的切面很快变暗,这是因为Na被空气中的氧气氧化生成了Na2O2

B.0.1 mol Na2O2与足量CO2充分反应,转移电子的物质的量为0.2 mol

C.将Na2O2投入到CuCl2溶液中有蓝色沉淀及气泡产生

D.Na2O2遇到湿润的红色石蕊试纸后,石蕊试纸最终变成蓝色

答案:C

解析:用小刀切开一块金属Na,其银白色有光泽的切面很快变暗,这是因为Na被空气中的氧气氧化生成了Na2O,A项错误;Na2O2与CO2反应中,Na2O2既是氧化剂又是还原剂,生成1mol氧气转移2mol电子,则0.1molNa2O2反应生成0.05mol氧气,转移的电子的物质的量为0.1mol,B项错误;Na2O2投入到CuCl2溶液中,反应生成Cu(OH)2沉淀和氧气,所以有蓝色沉淀及气泡产生,C项正确;Na2O2与H2O反应生成NaOH和O2,遇到湿润的红色石蕊试纸后,试纸变蓝,Na2O2具有漂白性,最终试纸变白色,D项错误。

4.某同学将一小块钠投入滴有酚酞溶液的水中,此实验能证明钠下面4点性质中的(　　)。

①钠的密度比水的小　②钠的熔点较低　③钠与水反应时放出热量　④钠与水反应后溶液呈碱性

A.①④ B.①②④

C.①③④ D.①②③④

答案:D

解析:Na与水反应时,Na熔化成闪亮的小球,在水面四处游动,同时溶液变红色,体现了①②③④四点性质。

5.对于反应:TiCl4+4Na4NaCl+Ti,下列说法正确的是(　　)。

A.该反应说明钠是强还原剂,可用于冶炼金属

B.该反应条件是TiCl4在熔融状态或水溶液中

C.Ti是氧化产物

D.TiCl4是还原剂

答案:A

解析:该反应中钠是还原剂,TiCl4是氧化剂,NaCl是氧化产物,Ti是还原产物,因为钠能与水反应,所以该反应不能在水溶液中进行。

6.过氧化钠与水反应后滴加酚酞,酚酞先变红后褪色。某小组欲探究其原因,进行如图所示实验。实验①取反应后溶液加入二氧化锰,立即产生大量气体;实验②③中红色均不褪去。下列分析错误的是(　　)。

A.过氧化钠与水反应产生的气体为O2

B.过氧化钠与水反应需要MnO2作催化剂

C.实验②③可证明使酚酞褪色的不是氢氧化钠和氧气

D.过氧化钠与水反应可能生成了具有漂白性的H2O2

答案:B

解析:过氧化钠与水反应产生O2,A项正确;过氧化钠与水反应不需要催化剂,B项错误;实验②③作为对照实验,可证明氢氧化钠和氧气不能使酚酞溶液褪色,C项正确;根据实验①的现象可判断过氧化钠与水反应可能生成了H2O2,H2O2在MnO2作催化剂的条件下分解产生O2,D项正确。

7.将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中,既有气体,又有白色沉淀产生的是(　　)。

①MgSO4溶液　②Na2SO4稀溶液　③饱和澄清石灰水　④Ca(HCO3)2溶液　⑤CuSO4溶液　⑥饱和NaCl溶液

A.①④⑤⑥ B.②⑤

C.②④⑤⑥ D.①③④⑥

答案:D

解析:2Na+2H2O2NaOH+H2↑,①中Mg2++2OH-Mg(OH)2↓;③中反应消耗水,溶液温度升高,Ca(OH)2的溶解度降低,析出Ca(OH)2沉淀;④中Ca2++HC+OH-CaCO3↓+H2O;⑤生成的Cu(OH)2是蓝色沉淀,不符合题意;⑥反应消耗水,水减少,NaCl析出。

8.将钠、镁、铝各0.3 mol分别投入100 mL 1 mol·L-1的盐酸中,同温同压下产生的气体体积之比是(　　)。

A.1∶2∶3 B.6∶3∶2

C.3∶1∶1 D.1∶1∶1

答案:C

解析:三种金属投入盐酸中分别发生的反应为2Na+2HCl2NaCl+H2↑,2Na+2H2O2NaOH+H2↑,Mg+2HClMgCl2+H2↑,2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑。n(HCl)=0.1mol,金属的物质的量均为0.3mol。所以Na完全反应,产生氢气的物质的量为0.15mol。Mg、Al过量,两者与盐酸反应产生氢气的量取决于HCl的量,均为0.05mol。

9.(1)在空气中切开一块金属钠,可看到断面呈　　　　色,具有　　　　,但断面很快变　　　　　　,主要是由于生成一薄层　　　　,若把钠放在石棉网上加热可观察到　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　,其中还原剂为　　　　。 

(2)若把1.15 g钠放在足量的氯气中燃烧,生成氯化钠的质量是　　　　 g,反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　。 

答案:(1)银白　金属光泽　暗　Na2O　钠熔成小球,发出黄色火焰,生成淡黄色固体　2Na+O2Na2O2　Na

(2)2.925　2Na+Cl22NaCl

10.A、B、C是三种常见的化合物,A为淡黄色固体。它们之间的转化关系如图所示。

回答下列问题。

(1)A的化学式是　　,B的化学式是　　　。 

(2)写出甲+BC+丙的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)写出A的一种重要用途:　　　　　　　　　　　　　　　。 

答案:(1)Na2O2　H2O

(2)2Na+2H2O2NaOH+H2↑

(3)呼吸面具中作供氧剂(或漂白剂)

解析:由A为淡黄色固体推出A可能为Na2O2,则由甲A(Na2O2),推知甲可能为Na;由于Na、Na2O2均与化合物H2O反应,可推知B为H2O,则C为NaOH,乙为O2,丙为H2,经丙+乙B(H2O)验证,上述推断合理。即A、B、C分别为Na2O2、H2O、NaOH;甲、乙、丙分别为Na、O2、H2。

能力提升

1.如图所示,在烧杯中加入水和苯(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可能上浮下沉

答案:D

解析:苯与水互不相溶,且钠的密度介于苯和水的密度之间;加入钠后,钠处在苯与水的中间。由于钠能与水反应,生成氢气,氢气附着在钠的周围,浮力增大,钠上浮进入苯层,氢气放出后,浮力减小,钠又回到水层, 这样上浮下沉至反应完全。

2.如图所示,在蒸发皿中放一小块钠,加热至熔化时,用玻璃棒蘸取少量无水CuSO4粉末与熔化的钠接触,瞬间产生耀眼的火花,同时有红色物质生成。据此判断下列说法中不正确的是(　　)。

A.上述反应是置换反应

B.上述反应放出热量

C.上述反应中CuSO4表现了还原性

D.加热且无水条件下,Na可以与CuSO4反应并生成Cu

答案:C

解析:由题干条件知,钠与无水CuSO4接触产生火花说明反应放热;有红色物质生成说明有铜产生,由此分析可知熔融的钠与无水CuSO4发生了置换反应,钠表现了还原性。

3.已知A是一种金属单质,B显淡黄色,其转化关系如图所示,下列说法不正确的是(　　)。

A.B可作呼吸面具中的供氧剂

B.可用澄清石灰水鉴别C与D

C.B是一种碱性氧化物

D.A、B均能与水反应产生气体

答案:C

解析:B为A与氧气反应的产物,为氧化物,颜色为淡黄色,应为Na2O2,则A为Na,C为Na2CO3,D为NaOH。由上述分析可知,B为过氧化钠,与水或二氧化碳反应均能产生氧气,故可作呼吸面具中的供氧剂,A项正确;碳酸钠与澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀,NaOH与澄清石灰水不反应而无明显现象,可鉴别,B项正确;B为过氧化钠,过氧化钠与盐酸反应生成氯化钠、氧气和水,不是碱性氧化物,C项错误;A为Na,溶于水反应生成氢气,B为过氧化钠,与水反应生成氧气,D项正确。

4.2.3 g纯净的金属钠在干燥的空气中被氧化后得到3.5 g固体,由此判断其产物是(　　)。

A.只有Na2O  B.只有Na2O2

C.Na2O和Na2O2 D.无法确定

答案:C

解析:若2.3g钠全部生成Na2O,质量为3.1g;若2.3g钠全部生成Na2O2,质量为3.9g,因为3.1g<3.5g<3.9g,故氧化产物应为Na2O和Na2O2的混合物。

5.(双选)下列说法不正确的是(　　)。

A.2.3 g Na投入97.7 g水中所得溶液的质量分数为4%

B.62 g Na2O与78 g Na2O2投入相同体积的足量水中,所得溶液的质量分数不相同

C.78 g Na2O2与足量CO2或H2O充分反应,二者生成的O2均为16 g

D.将28 g CO充分燃烧生成的CO2全部通入足量Na2O2中完全反应,固体质量增加28 g

答案:AB

解析:2Na+2H2O2NaOH+H2↑,根据质量守恒定律可知反应后溶液质量小于100g,所以质量分数大于4%,A项错误;62gNa2O与78gNa2O2的物质的量均为1mol,根据Na2O+H2O2NaOH、2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑可知,生成氢氧化钠的质量相同,溶液的质量相同,溶液中的溶质质量分数相同,B项错误;根据2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2,可知78gNa2O2的物质的量为1mol,生成的氧气均为0.5mol,质量为16g,C项正确;2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2,固体增加的质量等于一氧化碳的质量,因此将28gCO充分燃烧生成的CO2全部通入足量Na2O2中完全反应,固体质量增加28g,D项正确。

6.向甲、乙、丙、丁四个均盛有1 000 mL水的烧杯中分别加入0.1 mol的钠、氧化钠、过氧化钠和氢氧化钠,固体完全反应(溶解)后,甲、乙、丙、丁四烧杯中溶质质量分数的大小顺序是(　　)。(水的密度近似为1 g·mL-1)

A.甲<乙<丙<丁

B.丁<甲<乙=丙

C.甲=丁<乙=丙

D.丁<甲<乙<丙

答案:B

解析:可用表格分析如下:

7.通过测定混合气体中O2的含量可计算已变质的Na2O2(含Na2CO3)的纯度,实验装置如图(Q为弹性良好的气球)。下列分析错误的是(　　)。

A.干燥管b中装入碱石灰

B.Q气球中产生气体的主要成分是O2、CO2

C.测定气体总体积必须关闭K1、K2,打开K3

D.读完气体总体积后,关闭K3,缓缓打开K1,可观察到Q气球慢慢缩小

答案:D

解析:稀硫酸与Q气球中的固体过氧化钠和碳酸钠充分反应,产生的气体为二氧化碳和氧气;气体会使气球体积增大,由于气球体积在大集气瓶中占的体积增大,就势必会排出一定量的空气,排出的空气全部进入右侧装满水的小集气瓶后,会使得小集气瓶中排出对应体积的水,所以要保证产生气体的体积(即气球增大的体积)=排出水的体积,需要打开K3,关闭K1、K2。在测量完总体积之后,测量氧气的体积,要让气球中的气体全部进入装置左侧,就要增大瓶内压强,必须关闭K3,打开K1、K2(打开K2的目的是使空气中的气体能够进入大集气瓶),左侧装置的水槽和量筒很明显是用来测量氧气的体积,需要在混合气体进入水槽前测量出另一气体(即二氧化碳)的体积,b中所装的药品要能够与二氧化碳反应,所以b中药品可以选用碱石灰,最后进入量筒Ⅱ的气体只有氧气,氧气将量筒内的水排出,占有的体积即为产生的氧气的体积。

8.某化学课外活动小组为了检验钠与水反应的产物,设计了下图所示装置(夹持装置已省略)。反应一会儿后加热铜丝。

根据反应中观察到的现象,回答下列问题:

(1)金属钠的变化现象是                         　。 

(2)U形管中溶液的颜色　　　　　　　　　　,说明有　　　　生成。 

(3)铜丝的变化现象是　　　　　　　　　　　　　　,说明U形管中有　　　　生成;若去掉后面的装置,则检验生成的气体的方法是　          　。 

答案:(1)钠在水和煤油的界面处上下浮动且逐渐变小,熔化成闪亮的小球

(2)逐渐由无色变为红色　NaOH

(3)由黑色变为红色　H2　在玻璃管口处点燃气体,有淡蓝色火焰产生

解析:该装置是钠与水反应实验的改进。由于使用了密封装置且增加了煤油,反应现象更便于观察,生成的物质更便于检验。钠位于水和煤油的界面处,与水发生反应2Na+2H2O2NaOH+H2↑,生成的H2与CuO在加热条件下发生反应H2+CuOCu+H2O。