2020-2021高考化学钠及其化合物的综合复习含答案解析

2020-2021高考化学钠及其化合物的综合复习含答案解析
一、高中化学钠及其化合物
1．如图所示，“二氧化碳是否在有水存在时，才能与过氧化钠反应？”这个问题可通过以下实验加以证明。

（1）按图装置，在干燥的试管Ⅲ中装入Na2O2后，在通入CO2之前，应事先将活塞（K1、K2）关闭好，目的何在？____。

（2）试管I内的试剂X是__时，打开活塞K1、K2，加热试管Ⅲ约5分钟后，将带火星的小木条插入试管Ⅱ的液面上，可观察到带火星的小木条不能剧烈地燃烧起来，且Ⅲ内淡黄色粉末未发生变化，则所得的结论是____。

（3）试管I内试剂为CO2饱和水溶液时，其他操作同（2），通过____的现象，可以证明Na2O2与潮湿的CO2能反应且放出O2。

（4）CO2与过氧化钠反应机理也可用示踪原子分析加以证明，请完成下列反应方程式：
__Na2O2+____C18O2+____H218O→____。

【答案】以防止试管Ⅲ内的过氧化钠和外界相通时发生吸潮现象浓H2SO4过氧化钠与干燥的CO2不反应带火星的小木条在试管Ⅱ的液面上复燃，同时，Ⅲ内固体由淡黄色变为白色 2 2 2 ═2Na2C18O3+O2↑+2H2O
【解析】
【详解】
(1)本题旨在利用对比实验，探究Na2O2与CO2反应的环境，故实验步骤中，首先让Na2O2与干燥CO2反应，必须保证整个环境中不能有H2O，故通入反应装置前CO2必须干燥，故答案为以防止试管Ⅲ内的过氧化钠和外界相通时发生吸潮现象；
(2)二氧化碳必须是干燥的，所以使用试剂X浓硫酸进行干燥；由带火星的小木条不能剧烈地燃烧起来，且Ⅲ内淡黄色粉末未发生变化，说明干燥的二氧化碳与过氧化钠没有发生反应，故答案为浓H2SO4；过氧化钠与干燥的CO2不反应；
(3)过氧化钠与潮湿的二氧化碳反应会生成氧气，所以带火星的小木条在试管Ⅱ的液面上会复燃；Ⅲ内固体由淡黄色变为白色，说明淡黄色的过氧化钠由于参加了反应生成了白色的碳酸钠，故答案为带火星的小木条在试管Ⅱ的液面上复燃，同时，Ⅲ内固体由淡黄色变为白色；
(4)过氧化钠与潮湿的二氧化碳反应的实质为：二氧化碳与水结合生成碳酸，碳酸电离的氢离子与过氧化钠反应，碳酸中18O完全存在于碳酸根离子中，生成的水中不含18O，反应的化学方程式为：2Na2O2+2C18O2+2H218O═2Na2C18O3+O2↑+2H2O，故答案为2；2；2；
═2Na2C18O3+O2↑+2H2O。

【点睛】
本题考查了碱金属及其化合物的性质，该题是高考中的常见考点和题型，试题基础性强，旨在考查学生的逻辑推理能力。

本题的易错点为(4)，碳酸电离的氢离子与过氧化钠反应，碳酸中18O完全存在于碳酸根离子中。

2．为测定某样品中碳酸氢钠的质量分数(假设仅含杂质氯化钠),某学生设计了如下实验方案:
(1)称量所需要的仪器是_______________；
(2)样品放在_________(仪器名)中灼烧，在_________(仪器名)中冷却；
(3)实验中操作A的名称为_______________；
(4)灼烧后的样品若在空气中冷却,会造成实验结果_______(填“偏大”、“偏小”或“不变”)；
(5)样品中碳酸氢钠的质量分数为_________(保留3位有效数字)。

已知该样品碳酸氢钠的质量分数为0.800，则本次实验的相对误差为___________；
(6)将灼烧后的样品加足量稀硫酸溶解,生成的气体在标准状况下的体积为_____毫升(按碳酸氢钠质量分数0.800计算)。

【答案】电子天平坩埚干燥器恒重偏大0.768-4%640
【解析】
【详解】
（1）托盘天平不能精确到小数点后三位，精确称量固体质量的仪器是电子天平，故答案为：电子天平；
（2）灼烧应放在坩埚中，灼烧后的样品放在空气中冷却，碳酸钠吸水，所以放在干燥器中冷却，故答案为：坩埚，干燥器；
（3）反复灼烧至固体质量不再变化的实验操作叫恒重法，故答案为：恒重；
（4）灼烧后的样品放在空气中冷却，碳酸钠吸水，会造成实验结果偏大，故答案为：偏大；
（5）碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠，根据化学反应方程式2NaHCO3Na2CO3 + H2O + CO2↑计算，当168g NaHCO3分解时固体质量减少62g，现在减少3.000g - 2.150g =
0.850g，所以NaHCO3的质量为2.303g，碳酸氢钠的质量分数为
2.303g
0.768
3.000g
==，相对
误差
0.7680.800
100%4%
0.800
-
=⨯=-，故答案为：0.768，-4%；
（6）根据化学反应方程式2NaHCO3+H2SO4=Na2SO4+2H2O+2CO2↑，当168g NaHCO3参加反应时，产生CO244.8L = 44800mL，当3.000g×0.800=2.400g参加反应时生成CO2
640mL，故答案为640。

【点睛】
本题考查了测样品纯度的实验设计，易错点是（2）问中“坩埚”易写成“坩锅”，（5）问中对有效数字理解不清，易误写成0.77。

有效数字应从第一位不为零的数字算起，直到
末尾数字为止的数字。

3．有一包NaHCO3和KHCO3的混合物样品。

某研究性学习小组对其进行如下探究。

实验装置如图所示。

将一定质量的混合物样品加入锥形瓶中，用针筒a分次注入一定体积的稀硫酸充分反应，再用针筒b收集生成气体的体积（忽略针筒壁之间的摩擦）
（1）为了较准确地测量反应生成的CO2体积，必须保证整个装置的气密性良好。

如果往锥形瓶中注入稀硫酸的体积为V1mL，充分反应后，针筒b中气体的读数为V2mL，则反应中生成的CO2气体体积为______________mL。

（2）某学生通过实验，测得如下数据（所用稀硫酸的物质的量浓度相同），下列分析推理错误的是_________。

50mL稀硫酸50mL稀硫酸50mL稀硫酸
m（混合物）9．2g15．7g27．6g
V（CO2）（标况）2．24L3．36L3．36L
①稀硫酸的物质的量浓度为1.5mol/L
②15．7 g混合物恰好与稀硫酸完全反应
③加入混合物9．2 g时稀硫酸未反应完
④计算出样品中NaHC03和KHC03物质的量之比为1:1
（3）某同学设计了另一种方案，其操作流程如下：
在转移溶液时，如果溶液转移不完全，则测得的混合物中NaHC03和KHC03物质的量之比______________（选填“偏人”、“偏小”或“不变”）。

【答案】V2-V1②偏大
【解析】
【分析】
【详解】
（1）由于在密闭体系中注入V1mL的硫酸，导致此时注射器中也应该为V1mL才能维持内部压强相等，所以后来生成的气体会导致体积在V1mL的基础上增大,硫酸消耗引起的体积变
化可以忽略不计，所以二氧化碳的体积为两者的差；即V2-V1mL；所以本题答案：V2-V1；（2）①m(混合物)= 15.7gg，V(CO2)标况）=3.36L, m(混合物)= 27.6g，V(CO2)标况）
=3.36L,说明此时混合物过量，根据HCO3−+H+=H2O+CO2↑，可知c(H+)=n/V=3.36L/22.4L∙mol-1/0.05L=3mol/L,所以稀硫酸的物质的量浓度为1.5mol/L，故①正确；
②由m(混合物)= 9.2g，V(CO2)标况）=2.24L,根据HCO3−+H+=H2O+CO2↑可知n(HCO3-)=0.1mol,混合物的平均摩尔质量为=9.2g/0.1mol=92 g/mol，15.7g/92 g∙mol-1=0.17mol，50mL 硫酸中氢离子的物质的量为n(H+)=0.15mol，所以15.7 g混合物恰好与稀硫酸不能完全反应，故②错误；
③锥形瓶中发生的反应是碳酸氢钠、碳酸氢钾与稀硫酸的反应，其离子反应方程式为
HCO3−+H+=H2O+CO2↑，由表中的数据可知：m(混合物)= 9.2g，V(CO2)标况）=2.24L
此时硫酸有剩余，故③正确；
④由m(混合物)= 9.2g，V(CO2)标况）=2.24L,根据HCO3−+H+=H2O+CO2↑可知n(HCO3-)=0.1mol,混合物的平均摩尔质量为=9∙2g/0.1mol=92 g/mol，根据
所以样品中NaHCO3和KHCO3物质的量之比为1:1,故④正确；
所以本题答案：②；
（3）NaHCO3和KHCO3的混合物与过量的盐酸反应，溶液中溶质为NaCl 和KCl，该实验方案最后称量的是氯化钠和氯化钾质量，如果溶液转移不完全，称量的氯化钠和氯化钾质量偏小。

设样品为ag，如果样品全为NaHCO3，则最后称量的氯化钠质量为：58.5a/84g；如果
样品全为KHCO3，则最后称量的氯化钾质量为74.5a/100g；因为
58.5a/84g<74.5a/100g, 即样品中NaHCO3越多或KHCO3越少，最后称量的固体质景越小。

NaHCO3和KHCO3物质的量之比越大；
所以本题答案：偏大。

4．I.中国的侯德榜对索尔维制碱法进行了改进，将合成氨工业与纯碱工业联合，发明了侯氏制碱法，又称联合制碱法，生产流程可以表示如图所示（代表所需物质，代表产品）
在上述工业流程中：
（1）产品N的化学式__________，所需物质A的名称____________，B的电子式
____________。

（2）侯德榜制碱法的原理是_____________________________________（用化学方程式表示）。

操作X的名称是_________________________。

II.利用侯德榜原理制备的纯碱中含有少量NaCl等杂质，利用下列装置可用来测定纯碱中的Na2CO3的质量分数。

实验步骤如下：
①如图所示，组装好实验仪器，并检查其气密性；
②准确称取盛有碱石灰的干燥管D的质量（设为m1g）；
③准确称取一定量的纯碱（设为ng），并将其放进广口瓶B内；
④从分液漏斗中缓缓滴入一定量的稀硫酸，并从前端缓缓地鼓入空气，至B反应器中不再产生气体为止；
⑤准确称取干燥管D的总质量（设为m2g）
根据上述实验，回答下列问题：
（3）该实验进行到操作④时，要缓缓鼓入空气，鼓入空气的作用是
__________________________。

装置A中的液体应选用___________。

（4）装置B与D之间必须添加一装置C，否则使测定结果偏高。

在空白框内画出该装置C，装置中盛放的是__________。

（5）根据此实验，计算出纯碱中Na2CO3的质量分数为_________________（用m1、m2、n 表示）。

如果缺少装置E，则实验所得纯碱样品的纯度会_________（“偏高”、“偏低”、或“无影响”）。

【答案】NH 4Cl 氨气 NaCl +NH 3+CO 2+H 2O →NaHCO 3↓+NH 4Cl 过滤 确保
CO 2充分被吸收 氢氧化钠溶液
浓硫酸 21106m m 100%44n -⨯（） 偏高 【解析】
【分析】 联合制碱法：以食盐、氨和二氧化碳为原料来制取纯碱，二氧化碳在水中的溶解度小，与水反应形成不稳定的碳酸，而把二氧化碳通入溶有氨气而呈碱性的水中，会使生成的碳酸与氨水发生反应，而增大二氧化碳气体的吸收，将氨通入饱和食盐水而成氨盐水，再通入二氧化碳生成碳酸氢钠沉淀，A 为NH 3，B 为CO 2，反应为：
CO 2+H 2O +NaCl +NH 3=NaHCO 3↓+NH 4Cl ，经过滤、洗涤得NaHCO 3微小晶体，再加热制得纯碱产品。

【详解】
（1）产品N 是氯化铵，化学式为NH 4Cl ，所需物质A 的名称是氨气，CO 2的电子式：；
（2）侯德榜制碱法的原理是NaCl +NH 3+CO 2+H 2O =NaHCO 3↓+NH 4Cl ；操作X 后得滤液和固体，则操作为过滤；
（3）该实验进行到操作④时，要缓缓鼓入空气，鼓入空气的作用是确保CO 2充分被吸收；为防止空气中的CO 2造成实验误差，装置A 中的液体应选用氢氧化钠溶液；
（4）装置B 与D 之间必须添加一装置C ，吸收水分，否则使测定结果偏高；装置C 为：
，装置中盛放的是浓硫酸；
（5）根据此实验，干燥管D 增加二氧化碳质量
21m m -（）g ，通过差量法可知，纯碱中Na 2CO 3的质量分数为21106m m 100%44n
-⨯（），如果缺少装置E ，外界的二氧化碳、水蒸气会被干燥管D 吸收，则实验所得纯碱样品的纯度会偏高。

5．过氧化钠是一种淡黄色固体，有漂白性，能与水、酸性氧化物和酸反应。

（1）一定条件下，m 克的H 2、CO 的混合气体在足量的氧气中充分燃烧，产物与过量的过氧化钠完全反应，过氧化钠固体增重___克。

（2）常温下，将14.0克的Na 2O 和Na 2O 2的混合物放入水中，得到400mLpH=14的溶液，则产生的气体标准状况下体积为___L 。

（3）在200mLAl 2（SO 4）3和MgSO 4的混合液中，加入一定量的Na 2O 2充分反应，至沉淀质量不再减少时，测得沉淀质量为5.8克。

此时生成标准状况下气体体积为5.6L 。

则原混合液中c （SO 42-）=___mol/L 。

（4）取17.88gNaHCO 3和Na 2O 2的固体混合物，在密闭容器中加热到250℃，经充分反应后排出气体，冷却后称得固体质量为15.92g 。

请列式计算：
①求原混合物中Na2O2的质量B___；
②若要将反应后的固体反应完，需要1mol/L盐酸的体积为多少毫升___？
【答案】m 1.12 2 7.8g 200mL≤V≤320mL
【解析】
【分析】
(1)利用差量法，根据化学方程式分析：CO与H2在氧气中完全燃烧，生成CO2和H2O，生
成的CO2和H2O再与Na2O2反应；2CO+O22CO2，一氧化碳与二氧化碳物质的量相等，Na2O2与CO2反应2CO2+2Na2O2＝2Na2CO3+O2，质量增重△m为2Na2CO3﹣2Na2O2＝
2CO，可知，反应后固体质量增加量为CO的质量；2H2+O22H2O，生成的水与氢气
物质的量相等，Na2O2与H2O反应2H2O+2Na2O2＝4NaOH+O2，质量增重△m为2H2O﹣O2＝2H2，可知，反应后固体增加的质量为氢气质量；
(2)氧化钠、过氧化钠与水反应后的溶质为氢氧化钠，根据n＝m
M
计算出氢氧化钠的物质的
量，再根据质量守恒、钠原子守恒列式计算出氧化钠、过氧化钠的物质的量，最后根据c
＝n
V
计算出氢氧根离子的物质的量、根据过氧化钠与水的反应方程式计算出生成的标况下
氧气的体积；
(3)生成标准状况下气体体积为5.6L，物质的量为：
5.6L
22.4L/mo1
＝0.25mol，所以过氧化钠
的物质的量为0.5mol，所以氢氧化钠的物质的量为：0.5mol×2＝1mol，沉淀质量为5.8
克，即氢氧化镁的质量为5.8克，所以氢氧化镁的物质的量为：
5.8
58/1
g
g mo
＝0.1mol，生成
氢氧化镁消耗氢氧根离子的物质的量为0.1×2＝0.2mol，则铝离子转化为偏铝酸根离子消耗氢氧根的物质的量为0.8，所以铝离子的物质的量为0.2mol，所以溶液中硫酸根离子的物
质的量为：0.3+0.1＝0.4mol，则c＝0.4mol
0.2L
＝2mol/L；
(4)①结合发生的反应2Na2O2+4NaHCO3＝4Na2CO3+2H2O↑+O2↑和2Na2O2+2NaHCO3＝
2Na2CO3+2NaOH+O2↑计算；
②反应后固体为0.08mol的NaOH和0.12mol的Na2CO3，再结合反应原理计算。

【详解】
(1)CO和H2的混合气体燃烧的方程式：2CO+O22CO2，2H2+O22H2O，与
Na2O2反应的方程式：2CO2+2Na2O2＝2Na2CO3+O2，2H2O+2Na2O2＝4NaOH+O2，通过方程式可以看出，固体质量的增加量就是原混合气体的质量为mg；
(2)设14.0g混合物中含有氧化钠xmol，含有过氧化钠ymol，则①62x+78y＝14，最后得到的溶质为NaOH，得到400mL pH＝14的溶液，氢氧化钠的物质的量为：0.4×1＝0.4mol，根据钠原子守恒可得：②2x+2y＝0.4，联合①②解得：x＝0.1、y＝0.1，所以0.1mol的过氧化
钠生成0.05mol 的氧气，标况下生成的氧气的体积为：V(O 2)＝22.4L/mol×0.05mol ＝1.12L ；
(3)生成标准状况下气体体积为5.6L ，物质的量为： 5.6L 22.4L /mo1
＝0.25mol ，所以过氧化钠的物质的量为0.5mol ，所以氢氧化钠的物质的量为：0.5mol×2＝1mol ，沉淀质量为5.8克，即氢氧化镁的质量为5.8克，所以氢氧化镁的物质的量为： 5.858/1
g g mo ＝0.1mol ，生成氢氧化镁消耗氢氧根离子的物质的量为0.1×2＝0.2mol ，则铝离子转化为偏铝酸根离子消耗氢氧根的物质的量为0.8，所以铝离子的物质的量为0.2mol ，所以溶液中硫酸根离子的物质的量为：0.3+0.1＝0.4mol ，则c ＝0.4mol 0.2L
＝2mol/L ，故答案为：2； (4)①设Na 2O 2 和NaHCO 3的物质的量分别为x ，y ；
2232322+=++492424
17.8815.41
2442Na O NaHCO Na CO H O O ↑↑
22
3232+=++32429217.8816.112222NaOH Na O NaHCO Na CO O ↑
15.41＜15.92＜16.11 说明两个反应都发生，所以：78x+84y ＝17.88、106y+(2x ﹣y)×40＝15.92，解之得：x ＝0.1mol 、y ＝0.12mol ，故m(Na 2O 2)＝7.8g ；
②反应后固体为0.08mol 的NaOH 和0.12mol 的Na 2CO 3，当反应后溶质为NaCl 、NaHCO 3时，则需盐酸体积为200mL ；当反应后溶质只有NaCl 时，则需盐酸体积为320mL ，故盐酸体积为200mL≤V≤320mL 。

【点睛】
本题考查有关物质的量的计算、混合物的计算，注意掌握有关物质的量的计算方法，明确质量守恒定律、极值法在化学计算中的应用，试题有利于提高学生的化学计算能力。

6．已知钠与氧气在不同条件下会发生不同的反应。

（1）将金属钠长时间放置于空气中可发生如下一系列变化，写出此变化中①③步转化的化学方程式：
Na Na 2O NaOH Na 2CO 3·10H 2O →Na 2CO 3
①___________；
③__________。

（2）将钠置于坩埚内，在空气中加热，可燃烧生成一种淡黄色物质。

①钠在空气中燃烧的化学方程式为___________。

②某学习小组通过实验研究Na 2O 2与水的反应。

操作 现象
向盛有4.0gNa2O2的烧杯中加入50mL蒸馏水剧烈反应，产生能使带火星木条复燃的气体，得到的无色溶液a
向溶液a中滴入两滴酚酞ⅰ．溶液变红
ⅱ．10分种后溶液颜色明显变浅，稍后，溶液变为无色
Na2O2与水反应的离子方程式是___________，甲同学认为过氧化钠中阴离子结合水中氢离子生成了H2O2，溶液a中的H2O2将酚酞氧化导致褪色。

用实验证实H2O2的存在：取少量溶液a，加入试剂___________(填化学式)，有气体产生。

【答案】4Na+O2=2Na2O 2NaOH+CO2+9H2O=Na2CO3•10H2O 2Na+O2Na2O2
2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑ MnO2
【解析】
【分析】
（1）反应①是钠和氧气在常温下生成氧化钠；反应③是NaOH和CO2反应生成
Na2CO3•10H2O；
（2）①钠在空气中燃烧生成过氧化钠；
②能使带火星木条复燃的气体是氧气，碱使酚酞变红，说明过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气；双氧水在MnO2的催化作用下发生分解反应生成氧气；
【详解】
（1）反应①是钠和氧气在常温下生成氧化钠，反应方程式是4Na+O2=2Na2O；反应③是NaOH和CO2反应生成Na2CO3•10H2O，反应方程式是2NaOH+CO2+9H2O=Na2CO3•10H2O；
（2）①钠在空气中燃烧生成过氧化钠，反应方程式是2Na+O2Δ
=Na2O2；
②过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气，反应的离子方程式是2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑；双氧水在MnO2的催化作用下发生分解反应生成氧气，取少量溶液a，加入试剂MnO2，有气体产生，能证明H2O2的存在。

7．①盐酸、②铁、③碳酸氢钠、④二氧化硅是常见的物质。

请回答下列问题。

(1)上述4种物质中属于盐的是______ (填序号，下同)；水溶液能使紫色石蕊溶液变红的是______ 。

(2)写出盐酸的电离方程式___________。

(3)写出二氧化硅与氢氧化钠溶液反应的化学方程式_____________。

(4)碳酸氢钠可治疗胃酸(0.2%～0.4%的盐酸)过多，反应的离子方程式为_______。

等物质的量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量盐酸反应时生成CO2的量，前者_______后者(填“＞”、“＜”或“＝”)。

(5)氯碱工业是以电解饱和食盐水为基础的基本化学工业。

电解饱和食盐水的产物中一种是所有气体中密度最小的气体、一种是黄绿色气体和一种易溶、易电离的碱，则电解食盐水的化学方程式：___________。

【答案】③ ① HCl=H ++Cl - SiO 2+2NaOH=Na 2SiO 3+H 2O HCO 3-+H +=H 2O+CO 2↑ = 2NaCl+2H 2O
电解2NaOH+H 2↑+Cl 2↑ 【解析】
【分析】
(1)由金属阳离子(或铵根离子)和酸根离子组成的化合物属于盐；酸使紫色石蕊溶液变红；
(2)盐酸是强酸，完全电离产生氢离子和氯离子；
(3)二氧化硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠和水，据此写出反应的方程式；
(4)碳酸氢钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，根据离子方程式的书写方法书写；二者都可与盐酸反应生成二氧化碳气体，结合方程式判断；
(5)根据电解饱和食盐水的电解原理，阴极产生氢气和氢氧化钠，阳极产生氯气，写出电解饱和食盐水的电解方程式。

【详解】
(1)①盐酸属于酸、能使紫色石蕊溶液变红②铁是单质③碳酸氢钠是盐④二氧化硅是氧化物；故答案为：③；①；
(2)盐酸是强酸，完全电离产生氢离子和氯离子，方程式为：HCl=H ++Cl -，故答案为：HCl=H ++Cl -；
(3)二氧化硅与氢氧化钠溶液反应生成了硅酸钠和水，反应的离子方程式为：
SiO 2+2NaOH=Na 2SiO 3+H 2O ，故答案为：SiO 2+2NaOH=Na 2SiO 3+H 2O ；
(4)碳酸氢钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，反应的离子方程式为：HCO 3-+H +=H 2O+CO 2↑；碳酸氢钠与足量盐酸反应的化学方程式为：NaHCO 3+ HCl= NaCl+ H2O+CO 2↑，碳酸钠与足量盐酸反应的化学方程式为：Na 2CO 3+2HCl=2NaCl+H 2O+CO 2↑，由以上两个化学方程式可以看出，等物质的量的Na 2CO 3和NaHCO 3分别与HCl 反应，产生CO 2的物质的量之比为：1: 1；故答案为：HCO 3-+H +=H 2O+CO 2↑；=；
(5)通电后阴极氢离子放电，阴极产生氢气和氢氧化钠，阳极上氯离子放电产生氯气，电解反应方程式: 2NaCl+2H 2O 电解2NaOH+H 2↑+Cl 2↑；故答案为：
2NaCl+2H 2O 电解2NaOH+H 2↑+Cl 2↑。

8．某港口化学品堆场发生火灾，消防队在未被告知着火可燃物类别的情况下，用水灭火时，发生了剧烈爆炸。

事后有关部门初步认定危化品部分清单：钾、钠、氯酸钾、烧碱、氯化铵。

试回答：
⑴请你分析用水灭火时，随后发生了剧烈爆炸的原因是_____________________________。

⑵请写出氯化铵中NH 4+的检验方法____________________________（简要说明操作步骤）。

⑶钠燃烧产物中可作为消防员呼吸面具供氧剂的是_________________（写化学式）。

⑷硝酸钾受热分解产生KNO 2和O 2，写出该反应的化学方程式______________________。

【答案】钠、钾能与水发生剧烈的放热反应，并释放出氢气。

氯酸钾受热分解产生氧气，氢气和氧气混合受热发生爆炸 将氯化铵溶于水，取少量溶液于试管中，滴入浓氢氧化钠溶液并加热，在试管口上方用湿润的红色石蕊试纸检验，若发现试纸变蓝，则说明该溶液中含有NH 4+ Na 2O 2 2KNO 3Δ2KNO 2+O 2↑
【解析】
【分析】
钠、钾等物质遇水会发生剧烈反应并产生氢气，而氯酸钾分解会产生氧气，氢氧混合受热后会发生爆炸，后面再根据要求来作答即可。

【详解】
（1）根据分析，钠、钾与水发生剧烈反应并放出氢气，而氯酸钾受热产生氧气，氢气和氧气混合后发生剧烈的爆炸；
（2）铵离子可以通过加水溶解后，加入浓碱并加热的方法来检验，因为高中阶段只有氨气这一种碱性气体；实验操作为：将氯化铵溶于水，取少量溶液于试管中，滴入浓氢氧化钠溶液并加热，在试管口上方用湿润的红色石蕊试纸检验，若发现试纸变蓝，则说明该溶液中含有NH 4+，
（3）过氧化钠可以作呼吸面具中的供氧剂，化学式为Na 2O 2；
（4）硝酸钾受热分解产生2KNO 和2O 的过程是一个自身氧化还原反应，氮从+5价降低到+3价，得2个电子，氧从-2价升高到0价，失2个电子，据此来写出氧化还原方程式即可：3222KNO 2KNO +2O @。

9．在下图装置中，加热试管内的白色固体A （A 的焰色反应为黄色），生成白色固体B 并放出气体C 和D ，这些气体通过甲瓶的浓硫酸后，C 被吸收；D 进入乙瓶跟另一淡黄色固体E 反应生成白色固体B 和气体F ；丙瓶中的NaOH 溶液用来吸收剩余的气体D 。

（1）写出各物质的化学式：
A ______；
B _______；
C ________；
D ______；
E _______；
F ___________。

（2）写出试管中及丙瓶中反应的化学方程式：_______________；__________________。

（3）等物质的量A 、B 分别与足量的盐酸反应生成气体的体积________（填“一样多”、“前者多”、“后者多”）。

【答案】NaHCO3 Na2CO3 H2O CO2 Na2O2 O2 2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
CO2+2NaOH==Na2CO3+H2O 一样多
【解析】
【分析】
加热白色固体A（A灼烧时火焰为黄色）生成白色固体B，并放出气体C和D，则A、B含有Na元素，气体D与淡黄色固体E反应，生成固体B和气体F，应是Na2O2与CO2反应生成Na2CO3与O2，可推知D为CO2，E为Na2O2，B为Na2CO3，F为O2，故A为NaHCO3，C 为水蒸气，据以上分析解答。

【详解】
加热白色固体A（A灼烧时火焰为黄色）生成白色固体B，并放出气体C和D，则A、B含有Na元素，气体D与淡黄色固体E反应，生成固体B和气体F，应是Na2O2与CO2反应生成Na2CO3与O2，可推知D为CO2，E为Na2O2，B为Na2CO3，F为O2，故A为NaHCO3，C 为水蒸气，
（1）根据以上分析可知A是NaHCO3，B是Na2CO3，C是H2O，D是CO2，E是Na2O2，F 是O2；
（2）根据以上分析可知试管中及丙瓶中反应的化学方程式分别为
2NaHCO 3Na2CO3+H2O+CO2↑、CO2+2NaOH==Na2CO3+H2O；
（3）等物质的量A、B中碳原子的物质的量相等，则分别与足量的盐酸反应生成气体的体积一样多。

10．已知碱金属的氧化物有：普通氧化物，如Li2O；过氧化物，如Na2O2；超氧化物，如KO2；臭氧化物，如RbO3，其中后三者均能与H2O或CO2反应产生O2。

（1）宇航工业，为了能保持飞船座舱内空气成分的稳定，宇航科学家进行了大量的探索，有的科学家提出了“金属过氧化物处理系统”。

即不断把座舱内的空气通过盛有金属过氧化物（以过氧化钠为例）的容器，并把处理后的气体充入座舱。

每个宇航员平均每天需要消耗0.9 kg氧气，呼出1.0 kg二氧化碳。

有关反应的化学方程式为_______、_______；将处理后的气体充入座舱时，为了能保持飞船座舱内空气成分的稳定，还应采取的措施是
_______。

（2）人体内O2—离子对健康有害，使人过早衰老，但在催化剂SOD存在下可发生如下反应，请完成该反应的离子方程式：_________________________________
（3）Na2O2、K2O2、CaO2以及BaO2都可与酸作用生成过氧化氢，目前实验室制取过氧化氢可通过上述某种过氧化物与适量稀硫酸作用，过滤即可制得。

最适合的过氧化物是_______（写电子式）
（4）高温下，超氧化钾晶体呈立方体结构。

晶体中氧的化合价部分为0价，部分为－2价。

如图为超氧化钾晶体的一个晶胞（晶体中最小的重复单元）。

则每个超氧化钾晶胞含有_______个K＋和_______个O2－；该晶体中，0价氧原子与－2价氧原子的数目比为
_______
【答案】2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O22Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑补充适量水蒸气 2 O2—
+2H 2O H2O2+O2↑+2OH-443:1
【解析】
【分析】
【详解】
（1）过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气、过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，反应的方程式分别是：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑；过氧化钠吸收水蒸气，所以对空气有干燥作用，处理后的气体充入座舱时，为了能保持飞船座舱内空气成分的稳定，还应补充适量水蒸气；
（2）人体中O2—可认为氧原子化合价为-价，可发生自身氧化还原反应，生成-1价和0
价氧原子，根据得失电子守恒，生成H2O2、O2的比为1:1，根据电荷守恒，应该用氢氧根离子配平电荷，所以反应方程式是2 O 2—+2H2O H2O2+O2↑+2OH-。

（3）硫酸钡难溶于水，所以最适合用BaO2与适量稀硫酸作用制取过氧化氢，BaO2的电子式是；
（4）根据均摊原则，晶胞中K+数是
11
8+6=4
82
⨯⨯，O2－的数是
1
12+1=4
4
⨯；氧的化合价
部分为0价，部分为－2价，根据化合价代数和等于0，每个晶胞中有2个－2价氧，6个0价氧，所以0价氧原子与－2价氧原子的数目比为3:1。

11．某研究性学习小组的同学，为测定某种含有少量氧化钠的过氧化钠试样中过氧化钠的含量，设计下列两种不同实验方案进行探究。

方案一：称取w g样品与足量的水反应，测定生成气体在通常状况（约20℃，
1.01⨯105Pa）的体积。

同学们拟选用下列实验装置完成实验：
（1）你认为上述装置（填编号）___是可以省略的。

（2）①仔细分析实验装置后，同学们经讨论认为以下两点会引起较大误差：水滴入锥形瓶中，即使不生成氧气，也会将瓶内空气排出，使所测氧气体积___（填“偏大”或“偏小”）；实验结束时，连接广口瓶和量筒的导管中有少量水存在，使所测氧气体积___（填“偏大”或“偏小”）。

于是他们设计了如图所示的实验装置。

②装置中导管a的作用是___；
③实验前后量气管中液面读数分别为V1 mL、V2 mL（实验条件下的气体摩尔体积为V m
L/mol），试计算试样中过氧化钠的质量分数：___；
④通过实验，测得该试样中过氧化钠质量分数偏高，产生这种现象的原因可能是___。

a.测定气体体积时水准管的水面低于量气管的水面
b.锥形瓶中留有反应生成的气体
c.测定气体体积时未冷却至室温
方案二：利用如图装置测定混合物中Na2O2的质量分数，每隔相同时间读得电子平的数据如表：
实验操作时间（s）质量读数（g）
烧杯+水190.720。