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考点规范练6 钠及其重要化合物
(时间:45分钟 满分:100分)
一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1.某厂用Na除掉苯中的水分。某次生产误将甲苯当作苯投进反应釜中,由于甲苯中含水量少,最后反应釜还残留大量的Na。下列处理方法更合理、更安全的是( )
A.打开反应釜,将Na暴露在空气中与氧气反应
B.向反应釜通入Cl2,Na在Cl2中燃烧生成NaCl
C.向反应釜加大量H2O,通过化学反应“除掉”Na
D.向反应釜滴加C2H5OH,并设置排气管,排出氢气和热量
2.下列说法不正确的是( )
A.Na2O2用作呼吸面具的供氧剂
B.NaHCO3的热稳定性强于Na2CO3
C.乙醇可与金属钠反应放出H2
D.金属钠着火时,用细沙覆盖灭火
3.事实上,许多非金属氧化物在一定条件下能与Na2O2反应,且反应极有规律,如Na2O2+SO2Na2SO4、2Na2O2+2SO32Na2SO4+O2。据此,你认为下列化学方程式中正确的是( )
A.2Na2O2+2N2O44NaNO3
B.Na2O2+2NO22NaNO2+O2
C.2Na2O2+2N2O34NaNO2+O2
D.2Na2O2+2Mn2O74Na2MnO4+O2↑
4.一定温度下,m g下列物质在足量的氧气中充分燃烧后,产物与足量的过氧化钠充分反应,过氧化钠增加了n g,且n>m,符合此要求的物质是( )
①H2 ②CO ③CO和H2的混合物 ④HCOOCH3 ⑤CH3CHO
A.⑤ B.①②
C.①②③④ D.①②③④⑤
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5.下列实验装置不能达到实验目的的是( )
6.下列说法正确的是( )
A.Na2O、Na2O2的组成元素相同,二者分别与CO2反应的产物也相同
B.在反应2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑中,Na2O2是氧化剂,H2O是还原剂
C.Na2O2溶于水产生O2的离子方程式为Na2O2+H2O2Na++2OH-+O2↑
D.Na2O2用作呼吸面具的供氧剂时,一部分氧元素被氧化,另一部分氧元素被还原
7.某实验小组为测定工业纯碱中碳酸钠的质量分数(含少量NaCl),准确称量W g样品进行实验,下列实验方法所对应的实验方案和测量数据最合理的是( )
实验方法
实验方案
测量数据
A
滴定法
将样品配成100 mL溶液,取10.00 mL,加入甲基橙溶液,用标准盐酸滴定
消耗盐酸的体积
B
量气法
将样品与盐酸反应,使生成的气体全部被碱石灰吸收
碱石灰增重
C
重量法
将样品放入烧杯中,置于天平上,加入足量盐酸
减少的质量
D
量气法
将样品与盐酸反应,气体通过排水量气装置量气
排水体积
8.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。下列说法中不正确的是( )
A.上述反应是置换反应
B.上述反应是放热反应
C.上述反应中无水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
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9.下列叙述中不正确的是( )
A.向含有CaCO3沉淀的水中通入CO2至沉淀恰好溶解,再向溶液中加入NaOH饱和溶液,又有CaCO3沉淀生成
B.向Na2CO3溶液中逐滴加入溶质物质的量相等的稀盐酸,生成的CO2与原Na2CO3的物质的量之比为1∶2
C.等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应,在同温同压下,生成的CO2体积前者大
D.向Na2CO3饱和溶液中通入CO2,有NaHCO3结晶析出
10.将一定量Na2O2和NaHCO3的均匀混合物分成质量相等的甲、乙两份。将甲投入100 mL稀盐酸,固体完全溶解,收集到标准状况下的干燥气体2.24 L。再将生成的气体全部导入装有乙的干燥管中,充分吸收后,收集到一种单质气体,标准状况下体积为2.016 L。根据以上信息,下列有关推断不正确的是( )
A.甲、乙两份混合物中均含Na2O2 0.16 mol
B.甲、乙两份混合物中均含NaHCO3 0.02 mol
C.原混合物中Na2O2与NaHCO3物质的量之比无法确定
D.盐酸物质的量浓度可能为3.4 mol·L-1
二、非选择题(本题共3个小题,共50分)
11.(18分)某学生为了探究钠与CO2的反应,利用如图装置进行实验(已知PdCl2能被CO还原得到黑色的Pd)。
(1)请将上图各装置连接完整(填写装置中的字母):c接f, 接 , 接 , 接 。
(2)若用稀盐酸与CaCO3反应制备CO2,在加稀盐酸时,发现CaCO3与稀盐酸不能接触,而稀盐酸又不够了,为使反应能顺利进行,可向长颈漏斗中加入的试剂是 。
A.NaNO3溶液 B.CCl4
C.苯 D.稀硝酸
(3)检查装置气密性并装好药品后,点燃酒精灯之前应进行的操作是打开弹簧夹,让CO2充满整个装置,当观察到 时再点燃酒精灯。
(4)反应过程中CO2足量,假如反应过程中出现下列两种情况,分别写出两种情况下钠与CO2反应的化学方程式。
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①装置⑤PdCl2溶液中观察到有黑色沉淀,装置①中固体成分只有一种,且向固体中加入稀盐酸产生能使澄清石灰水变浑浊的气体: 。
②装置①中钠的质量为0.46 g,充分反应后,将装置①中的固体加入足量稀盐酸中产生224 mL(标准状况)CO2气体,且溶液中还有固体残留: 。
12.(14分)(1)Na2CO3溶液显 (填“酸性”“中性”或“碱性”),原因是
(用离子方程式表示)。
(2)将0.1 mol Na2CO3和0.1 mol NaHCO3混合后完全溶于水,所得溶液中离子浓度由大到小的顺序为
。
(3)在两支试管里分别加入少量Na2CO3和NaHCO3(各约1 g),观察二者外观上的细小差别。分别滴入几滴水,振荡试管,用手触摸试管底部,感觉
。
为进一步研究NaHCO3、Na2CO3与同浓度稀盐酸反应过程中的热效应,进行了如下实验(数据为三次取平均值)。
实验一:
试剂1
试剂2 温度/℃
溶解后温度/℃
0.5 g NaHCO3固体
10 mL水 19.0
18.4
0.5 g Na2CO3固体
10 mL水 19.0
25.5
实验二:Na2CO3、NaHCO3饱和溶液分别与盐酸恰好完全反应。
试剂1
温度/℃
试剂2
温度/℃
恰好反应后温度/℃
含0.5 g NaHCO3固体的饱和溶液
19.0
6 mL稀盐酸
19.0
18.3
含0.5 g Na2CO3固体的饱和溶液
19.0
9 mL稀盐酸
19.0
22.1
请回答:
①通过上述实验可以得出 ;
A.NaHCO3的溶解过程表现为吸热
B.NaHCO3的饱和溶液与盐酸反应表现为吸热
C.Na2CO3的溶解过程表现为放热
D.Na2CO3的饱和溶液与盐酸反应表现为吸热
②结论:NaHCO3固体与稀盐酸反应过程中的能量变化与 有关。
13.(18分)已知:A为含金属离子的淡黄色固体化合物,E、X为空气中常见气体,A、B、C、D含有相同的金属离子,其转化关系如下图(部分产物已略去)。
请回答下列问题:
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(1)这种金属离子的结构示意图为 。
(2)X的电子式为 。
(3)B中所含化学键的类型是 。常温常压下,7.8 g A与足量水充分反应放出a kJ热量,写出该反应的热化学方程式: 。
(4)①C也可转化为B,写出该转化的化学方程式: 。
②B与D反应的离子方程式为 。
(5)将一定量的气体X通入2 L B的溶液中,向所得溶液中边逐滴加入稀盐酸边振荡至过量,产生的气体与HCl物质的量的关系如图(忽略气体的溶解和HCl的挥发)。
请回答:A点溶液中所含溶质的化学式为 ,A~B之间发生反应的离子方程式是 。
参考答案
考点规范练6 钠及其重要化合物
1.D 钠暴露在空气中会与空气中的水和氧气反应,这种方法耗时长,且不易将钠处理干净,因此该处理方法不当,A项错误;钠在氯气中燃烧会放出大量的热,可能引起事故,因此该处理方法不当,B项错误;钠与水反应放出大量的热,可能引起事故,C项错误;钠与乙醇反应,反应速度相对缓慢,设置放气管,排出氢气和热量,能够避免事故,D项正确。
2.B NaHCO3受热分解而Na2CO3受热不易分解,故Na2CO3的热稳定性强于NaHCO3,B项错误。
3.A Na2O2具有氧化性,可与还原性物质发生氧化还原反应,Na2O2还可与一些最高价氧化物反应生成相应的盐和氧气。N2O4中的N为+4价,因此与Na2O2反应生成+5价N,即生成NaNO3,A项正确;Na2O2可把NO2氧化为NaNO3,B项错误;Na2O2可把N2O3氧化为NaNO3,C项错误;D项,化学方程式中原子不守恒,正确的应为2Na2O2+2Mn2O74NaMnO4+O2↑,D项错误。
4.A 这些物质完全燃烧后生成CO2或H2O或二者都有,2H2+O22H2O、2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑、2CO+O22CO2、2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2,根据化学方程式可知,过氧化钠增加的质量即为H2、CO的质量,因此只要是CO或H2或它们的混合气体或化学组成符合(CO)m·(H2)n的物质充分燃烧后,产物与足量Na2O2反应,过氧化钠增加的质量均为可燃物燃烧前的质量。①②③④
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符合(CO)m·(H2)n的形式,最终增加的质量为m g;⑤可写成CO·(H2)2·C形式,燃烧后的产物与Na2O2充分反应,增加的质量大于m g,A项正确。
5.D A中反应放热,导致大试管中气体压强增大,红墨水柱右侧上升;B中胶头滴管中为NaOH浓溶液,能吸收较多的CO2,使圆底烧瓶中气体压强减小;C中焰色反应可用光洁无锈的铁丝、镍丝、钨丝等代替铂丝;D中应将NaHCO3置于小试管中,Na2CO3置于大试管中,加热时右侧烧杯中澄清石灰水变浑浊,左侧烧杯中澄清石灰水不变浑浊,说明热稳定性:Na2CO3>NaHCO3。
6.D Na2O与CO2反应的产物为碳酸钠,Na2O2与CO2反应的产物为Na2CO3和O2,A项错误;在反应2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑中,Na2O2既是氧化剂又是还原剂,B项错误;选项C所给离子方程式中的氧元素质量不守恒,得失电子不守恒,C项错误。
7.A 利用酸碱滴定测定可以测得碳酸钠的含量,A项正确;碱石灰也吸收CO2中含有的水蒸气,B项错误;CO2挥发会带出水蒸气,C项错误;CO2能溶于水,所以不能用排水法收集,D项错误。
8.C 钠的化学性质很活泼,在加热熔融的条件下与无水CuSO4反应可置换出铜,所以生成的红色物质为单质Cu,其中Cu2+被还原,表现了氧化性,所以A、D项正确,C项错误,同时由反应物接触瞬间产生耀眼的火花,可推测该反应为放热反应,B项正确。
9.B 向含有CaCO3沉淀的水中通入CO2至沉淀恰好溶解,生成Ca(HCO3)2,再向溶液中加入NaOH饱和溶液,又有CaCO3沉淀生成,A正确;向Na2CO3溶液中逐滴加入稀盐酸首先发生反应:Na2CO3+HClNaCl+NaHCO3,所以Na2CO3和HCl的物质的量相等时,不会产生CO2,B错误;NaHCO3和Na2CO3与足量盐酸反应均生成二氧化碳气体,等物质的量的Na2CO3和NaHCO3分别与足量盐酸反应,放出CO2的质量相等,NaHCO3和Na2CO3的质量相等时,NaHCO3的物质的量大,所以同温同压下,生成的CO2体积大,C正确;向Na2CO3饱和溶液中通入CO2,会发生反应:Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3,常温下,NaHCO3的溶解度比Na2CO3小,且反应消耗水,所以有NaHCO3晶体析出,D正确。
10.B 装有乙的干燥管中CO2与Na2O2发生反应(设参加反应的CO2的体积为x L,对应生成的O2的体积为y L):
2CO2+2Na2O22Na2CO3+O2 差值
2 1 1
x L y L 2.24 L-
2.016 L=0.224 L
由x-y=0.224,x=2y,得x=0.448,y=0.224。由题意可知装有乙的干燥管中CO2完全反应,但不能确定Na2O2是否完全反应,因此不能通过上述反应确定混合物中Na2O2的含量。混合物与盐酸反应时,由于不知道盐酸的浓度,故不能通过盐酸与NaHCO3的反应确定混合物中NaHCO3的含量,但可以通过Na2O2与盐酸反应时生成的O2的量(2Na2O2~O2)来确定混合物中Na2O2的含量:n(Na2O2)=2n(O2)==0.16 mol,A项正确,B项错误,C项正确。若盐酸完全反应,则有:4HCl+2Na2O2
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4NaCl+2H2O+O2↑,HCl+NaHCO3NaCl+H2O+CO2↑,n(HCl)=4n(O2)+n(CO2)=4×0.08 mol+0.02 mol=0.34 mol,故盐酸的物质的量浓度可能为c(HCl)==3.4 mol· L-1,D项正确。
11.答案 (1)g d e a(或b) b(或a) h
(2)A、B、D
(3)装置⑤中澄清石灰水变浑浊
(4)①2Na+2CO2Na2CO3+CO
②4Na+3CO22Na2CO3+C
解析 (1)根据实验目的,先要制备二氧化碳,选用二氧化碳发生装置为②,为了便于控制反应,选用的药品是块状碳酸钙,所以只能选用稀盐酸,生成的二氧化碳中混有氯化氢气体,需要经过装置④饱和碳酸氢钠溶液除去杂质氯化氢,然后选用装置③用浓硫酸干燥二氧化碳,干燥后的二氧化碳通入装置①与金属钠反应,反应后的气体利用装置⑤检验,所以正确的连接顺序为c→f→g→d→e→a→b→h(a、b顺序可调换)。
(2)苯的密度小于水的密度,故不能选。
(3)反应开始前,需要排尽装置中的空气,以免空气中的O2、CO2、H2O干扰实验,等到装置⑤中澄清石灰水变浑浊,说明装置中空气已经排净。
(4)①装置⑤PdCl2溶液中观察到有黑色沉淀,说明反应生成了一氧化碳;装置①中固体成分只有一种,且向固体中加入稀盐酸能产生使澄清石灰水变浑浊的气体,说明生成的固体是碳酸钠,钠与二氧化碳反应生成了碳酸钠和一氧化碳,反应的化学方程式为2Na+2CO2Na2CO3+CO。②钠的质量为0.46 g,物质的量为0.02 mol;充分反应后,将装置①中的固体加入足量稀盐酸中产生224 mL(标准状况)CO2气体,二氧化碳的物质的量为0.01 mol,含有碳酸根离子0.01 mol,钠与碳酸根离子物质的量比为2∶1,说明生成了碳酸钠固体;溶液中还有固体残留,说明有固体碳生成,根据以上分析,钠与二氧化碳反应生成了碳酸钠和碳,反应的化学方程式为4Na+3CO22Na2CO3+C。
12.答案 (1)碱性 C+H2OHC+OH-
(2)c(Na+)>c(HC)>c(C)>c(OH-)>c(H+)
(3)盛Na2CO3溶液的试管底部发热,盛NaHCO3溶液的试管底部感觉不到热量变化 ①ABC ②NaHCO3的溶解过程、NaHCO3溶液与盐酸反应的热效应
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解析 (1)Na2CO3溶液中,C+H2OHC+OH-,溶液显碱性;(2)将0.1 mol Na2CO3和0.1 mol NaHCO3混合后完全溶于水,离子浓度最大的是Na+,水解呈碱性,且C的水解程度大于HC,故溶液中c(Na+)>c(HC)>c(C)>c(OH-)>c(H+);(3)①结合实验一可得出两电解质溶于水的吸放热关系,结合实验二可知两电解质与盐酸反应的吸放热关系。
13.答案 (1)+11
(2
(3)极性共价键、离子键
2Na2O2(s)+2H2O(l)4NaOH(aq)+O2(g)
ΔH=-20a kJ·mol-1
(4)①Ca(OH)2+Na2CO3CaCO3↓+2NaOH或
Ba(OH)2+Na2CO3BaCO3↓+2NaOH(合理即可)
②OH-+HCC+H2O
(5)Na2CO3、NaCl C+H+HC
解析 A为含金属离子的淡黄色固体化合物,则A为Na2O2,根据2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑及E、X为空气中常见气体,知E为O2,B为NaOH,C为Na2CO3,D为NaHCO3,X为CO2。
(3)B为离子化合物NaOH,所含化学键的类型是极性共价键、离子键;7.8 g A与足量的水充分反应放出热量a kJ,则2 mol Na2O2与足量的水充分反应放出热量20a kJ,该反应的热化学方程式为2Na2O2(s)+2H2O(l)4NaOH(aq)+O2(g) ΔH=-20a kJ·mol-1。
(4)①C转化为B,即Na2CO3转化为NaOH,可以加Ca(OH)2或Ba(OH)2实现,化学方程式为Ca(OH)2+Na2CO3CaCO3↓+2NaOH或Ba(OH)2+Na2CO3BaCO3↓+2NaOH;②B与D反应的离子方程式为OH-+HCC+H2O。
(5)根据Na2CO3+HClNaHCO3+NaCl、NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑知,Na2CO3转化为NaHCO3、NaHCO3转化为NaCl需要的HCl的物质的量相等,实际上产生气体之前消耗盐酸与产生二氧化碳消耗盐酸体积之比为3∶2,说明溶液中还存在NaOH,则原溶液中溶质为NaOH和Na2CO3,
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结合方程式可知,溶液中n(NaOH)∶n(Na2CO3)=1∶2,故A点时氢氧化钠与盐酸恰好完全反应,所以A点时溶液中的溶质是Na2CO3和NaCl,A~B的反应是Na2CO3+HClNaHCO3+NaCl,离子方程式是C+H+HC。
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