高2020届高2017级高三化学一轮复习学案课时练习钠及其化合物

跟踪检测（六） 钠及其化合物
1．有关钠的叙述正确的是( )
A ．2.3 g 钠与97.7 g 水反应后,溶液中溶质的质量分数等于4%
B ．钠和CuSO 4溶液反应生成的蓝色沉淀上有时出现暗斑,这是析出了金属铜
C ．向金属钠与水反应后的溶液中通入适量氯气后,溶液中含有两种溶质
D ．钠在空气中的缓慢氧化与其在空气中点燃所得的产物一样
解析:选C w ＝ 4 g 100 g －0.1 g
×100%≠4%,A 项错误；Na 先与H 2O 反应生成NaOH,并放出大量的热,NaOH 再与CuSO 4反应生成Cu(OH)2蓝色沉淀,Cu(OH)2不稳定,受热分解为CuO,B 项错误；2Na ＋2H 2O===2NaOH ＋H 2↑,2NaOH ＋Cl 2===NaCl ＋NaClO ＋H 2O,C 项正确；Na 在空气中缓慢氧化生成Na 2O,Na 在空气中点燃生成Na 2O 2,D 项错误。

2．(2019·娄底模拟)将一小块金属钠长期露置于空气中发生一系列变化,最终产物是
( )
A ．NaOH
B ．Na 2O
C ．Na 2O 2
D ．Na 2CO 3
解析:选D Na 的性质活泼,易与空气中氧气反应生成Na 2O,Na 2O 易与水反应生成NaOH,NaOH 吸收空气中的水和CO 2生成Na 2CO 3·x H 2O,Na 2CO 3·x H 2O 风化脱水生成Na 2CO 3。

3．中国科学技术大学的钱逸泰教授等以CCl 4和金属钠为原料,在700 ℃时反应制造出纳米级金刚石粉末和另一种化合物。

该成果发表在世界权威的《科学》杂志上,被科学家们高度评价为“稻草变黄金”。

同学们对此有以下“理解”,你认为其中错误的是( )
A ．另一种化合物是NaCl
B ．制造过程中元素种类没有改变
C ．该反应可能在空气中进行
D ．这个反应是置换反应
解析:选C CCl 4和金属钠反应:4Na ＋CCl 4=====高温
C ＋4NaCl,生成金刚石(碳单质)和NaCl,故A 正确；根据元素守恒定律可知制造过程中元素种类没有改变,故B 正确；该反应如果在空气中进行,则Na 、金刚石在700 ℃的温度下会燃烧,故C 错误；4Na ＋CCl 4=====高温C ＋4NaCl,单质和化合物生成新的单质和新的化合物,属于置换反应,故
D 正确。

4．(2019·北京模拟)某同学结合所学知识探究Na 2O 2与H 2能否反应,设计装置如图。

下列说法正确的是( )
A．装置甲气密性的检查方法:直接向长颈漏斗中加水,当漏斗中液面高于试管中液面且高度不变说明气密性良好
B．装置乙中盛放硅胶,目的是除去甲中挥发出来的少量水蒸气
C．装置丙加热前,用试管在干燥管管口处收集气体点燃,通过声音判断气体纯度
D．装置甲也可直接用于Cu与浓硫酸反应制取SO2
解析:选C装置甲气密性的检查方法:先关闭K1,后直接向长颈漏斗中加水,当漏斗中液面高于试管中液面且高度不变说明气密性良好,故A错误；甲装置为Zn与稀盐酸反应生成氢气,盐酸易挥发,则乙装置中应为碱石灰可除去HCl和水蒸气,故B错误；氢气具有可燃性,不纯时加热易发生爆炸,则加热试管前,应先收集气体并点燃,通过爆鸣声判断气体的纯度,故C正确；Cu与浓硫酸反应制取SO2要加热,故D错误。

5．(2019·顺义区一模)为探究Na2O2与H2O的反应,进行了如图实验。

下列说法不正确的是()
A ．实验ⅰ中发生反应的化学方程式为2Na 2O 2＋2H 2O===4NaOH ＋O 2↑
B ．实验ⅲ中MnO 2作H 2O 2分解反应的催化剂
C ．综合实验ⅰ和ⅲ可以说明Na 2O 2与H 2O 反应有H 2O 2生成
D ．综合实验ⅱ和ⅲ可以说明使酚酞褪色的是O 2
解析:选D Na 2O 2和H 2O 反应生成NaOH 和O 2,化学方程式为2Na 2O 2＋2H 2O===4NaOH ＋O 2↑,故A 正确；2H 2O 2=====MnO 22H 2O ＋O 2↑,实验ⅲ中MnO 2作H 2O 2分解反应的催化剂,故B 正确；Na 2O 2和H 2O 反应生成H 2O 2和NaOH,H 2O 2分解生成H 2O 和O 2,综合实验ⅰ和ⅲ可以说明Na 2O 2与H 2O 反应有H 2O 2生成,故C 正确；Na 2O 2、H 2O 2具有氧化性,可以使酚酞褪色,故D 错误。

6．一定量的Na 2O 2与CO 2反应得到固体物质41.8 g,恰好与1 L 1 mol·L
－1的稀盐酸完全反应。

下列说法正确的是( )
A ．41.8 g 固体物质为Na 2CO 3
B ．41.8 g 固体物质为0.1 mol Na 2CO 3和0.4 mol Na 2O 2的混合物
C ．一定量的Na 2O 2为78 g
D ．41.8 g 固体物质为31.2 g NaHCO 3和10.6 g Na 2CO 3的混合物
解析:选B 如果41.8 g 固体全为Na 2CO 3,其物质的量为0.39 mol,则其不可能恰好与1 L 1 mol·L －1的稀盐酸完全反应,A 项错误；设41.8 g 固体物质中,含Na 2CO 3的物质的量为x
mol,Na 2O 2的物质的量为y mol,则有106 g·mol －1×x mol ＋78 g·mol －1×y mol ＝41.8 g,2(x ＋
y )mol ＝1 mol·L －
1×1 L ＝1 mol,解得x ＝0.1,y ＝0.4,B 项正确；根据Na 原子守恒,可知n (Na 2O 2)＝12n (NaCl)＝12
n (HCl)＝0.5 mol,即原Na 2O 2的质量为39 g,C 项错误；Na 2O 2与CO 2反应不可能生成NaHCO 3,D 项错误。

7．下列化学实验事实及其解释不正确的是( )
A ．滴有酚酞的NaHCO 3溶液呈浅红色,微热后红色加深,是因为NaHCO 3分解生成了Na 2CO 3
B ．钠保存在煤油中,是因为煤油不与钠发生反应,钠比煤油密度大,煤油可以使钠隔绝空气和水蒸气
C ．用洁净的玻璃管向包有Na 2O 2的脱脂棉吹气,脱脂棉燃烧,说明CO 2、H 2O 与Na 2O 2的反应是放热反应
D ．钠长期暴露在空气中的产物是Na 2CO 3,原因是钠与氧气反应生成的Na 2O 与水和二氧化碳反应
解析:选A 对NaHCO 3溶液微热,HCO －3水解程度增大,溶液碱性增强,故滴加酚酞的NaHCO 3溶液微热后红色加深,故A 错误；钠与煤油不反应,且比煤油密度大,钠沉在底部,煤油可以使钠隔绝空气和水蒸气,防止钠与O 2、H 2O 反应,故B 正确；脱脂棉燃烧需要达到其
着火点,应由Na 2O 2与CO 2、H 2O 反应提供热量,说明CO 2、H 2O 与Na 2O 2的反应是放热反应,故C 正确；钠与O 2反应生成Na 2O,Na 2O 与H 2O 反应生成NaOH,NaOH 潮解,NaOH 溶液吸收CO 2生成Na 2CO 3晶体,Na 2CO 3晶体风化得到Na 2CO 3,故D 正确。

8．纯碱和小苏打都是白色固体,在日常生活中都可以找到。

若要在家中将它们区分开来,下面的方法中可行的是( )
A ．在水杯中各盛相同质量的样品,分别加入等体积的白醋,观察反应的剧烈程度
B ．分别用干净的铁丝蘸取样品在煤气炉的火焰上灼烧,观察火焰颜色
C ．将样品溶解,分别加入澄清石灰水,观察是否有白色沉淀
D ．分别放在炒锅中加热,观察是否有残留物
解析:选A 碳酸钠与酸反应分步进行,首先反应产生碳酸氢钠和氯化钠,然后是碳酸氢钠与酸反应产生氯化钠、二氧化碳和水,产生气体,而碳酸氢钠中加入酸马上放出气体,所以根据反应放出气体的快慢就可迅速得到判断,A 正确；纯碱和小苏打都是钠盐,焰色反应火焰都为黄色,所以无法区别二者,B 错误；二者都能与氢氧化钙溶液发生反应产生碳酸钙白色沉淀,无法区别它们,C 错误；碳酸钠稳定,受热不分解,碳酸氢钠不稳定,受热分解产生碳酸钠、二氧化碳和水,也有固体残留物,所以无法区分二者,D 错误。

9．2 mol 过氧化钠与2 mol 碳酸氢钠固体混合后,在密闭的容器中加热充分反应,排出气体物质后冷却,残留的固体物质是( )
A ．Na 2CO 3
B ．Na 2O 2、Na 2CO 3
C ．NaOH 、Na 2CO 3
D ．Na 2O 2、NaOH 、Na 2CO 3 解析:选C 2NaHCO 3=====△Na 2CO 3＋CO 2↑＋H 2O
2 mol 1 mol 1 mol 1 mol
2Na 2O 2＋2CO 2===2Na 2CO 3＋O 2
1 mol 1 mol 1 mol
2Na 2O 2＋2H 2O===4NaOH ＋O 2↑
1 mol 1 mol
2 mol
Na 2O 2恰好与NaHCO 3分解生成的CO 2和H 2O 反应,排出气体物质后冷却,残留的固体物质为2 mol Na 2CO 3、2 mol NaOH 。

10.向Na 2CO 3、NaHCO 3混合溶液中逐滴加入稀盐酸,生成气体的量
随盐酸加入量的变化关系如图所示。

下列离子组在对应的溶液中一定能
大量共存的是( )
A ．a 点对应的溶液中:Na ＋、OH －、SO 2－4、NO －
3
B ．b 点对应的溶液中:Al 3＋、Fe 3＋、NO －3、Cl －
C ．c 点对应的溶液中:Na ＋、Ca 2＋、NO －3、Cl －
D ．d 点对应的溶液中:Cl －、NO －3、Fe 2＋、Na ＋
解析:选C O～b段发生的反应是Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3,a点对应的溶液中有HCO－3,OH－和HCO－3不能大量共存,A错误；b点对应的溶液中有HCO－3,与Al3＋、Fe3＋发生强烈的相互促进的水解反应,不能大量共存,B错误；b～c段发生的反应是NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O,c点对应的溶液中有Na＋、Cl－,Ca2＋、NO－3能大量共存,C正确；d点对应的溶液中有大量的H＋,在酸性条件下NO－3能将Fe2＋氧化,不能大量共存,D错误。

11．为精确测定工业纯碱中碳酸钠的质量分数(含少量NaCl),准确称量W0 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(除W0外)的是()
2322
根据消耗HCl的物质的量可确定Na2CO3的含量,正确；B项,CO2中含有水蒸气,导致结果偏大,错误；C项,CO2挥发带出水蒸气,导致结果偏大,错误；D项,CO2能溶于水,不能用排水法收集,可用排饱和NaHCO3溶液的方法收集,错误。

12．某化学小组在实验室制取Na2O2。

查阅资料可知,钠与空气在453～473 K之间可生成Na2O,迅速提高温度到573～673 K之间可生成Na2O2,若温度提高到733～873 K之间Na2O2可分解。

除Li外其他碱金属不与N2反应。

(1)甲组设计制取Na2O2装置如图。

①使用该装置制取的Na2O2中可能含有的杂质为________。

A．Na3N B．Na2CO3C．Na2O
D．NaOH E．NaHCO3
②该小组为测定制得的Na2O2样品的纯度,设计装置如图:
烧瓶中发生的主要反应的化学方程式是______________________________。

分液漏斗和烧瓶用导管连接可使稀硫酸顺利流下,也可防止产生实验误差,若没有该导管将导致测定结果________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。

测定装置的接口从左至右正确的连接顺序是________________________________________________________________________。

(2)乙组从反应历程上分析该测定反应存在中间产物,从而导致测定结果________(填“偏大”或“偏小”)。

为证明其分析的正确性,设计实验方案如表所示:
可知,反应溶液中存在的中间产物与酚酞作用的条件是______________。

(3)丙组根据上述提供的有关信息,设计了一个方案可准确的测定样品的纯度。

请简述实验操作和需要测定的有关数据_____________________________________________ ________________________________________________________________________。

解析:(1)①由于空气中含有少量的CO2和水蒸气,因此钠与空气反应时产物中可能含有
Na2CO3和NaOH,当反应温度在453～473 K之间还有Na2O生成,故选BCD。

②烧瓶中发生的主要反应的化学方程式为2Na2O2＋2H2SO4===2Na2SO4＋O2↑＋2H2O；若没有该导管,由于硫酸的流入,会使得收集的气体(含有部分空气)体积偏大,导致测定结果偏大；根据①的分析,需要将生成的CO2除去后再收集O2,从左至右的连接顺序为aedfgh,增加澄清石灰水是检验CO2是否除净。

(2)从反应历程上看,Na2O2与水反应生成H2O2,如果H2O2没有完全分解,将会导致放出的氧气偏少,测定结果偏小；为了使H2O2分解,可以加入少量MnO2粉末作为催化剂,故选Ⅰ；根据实验Ⅲ可知,H2O2与酚酞作用的条件是碱性条件。

(3)根据钠与空气在453～473 K之间可生成Na2O,迅速提高温度到573～673 K之间可生成Na2O2,若温度提高到733～873 K之间Na2O2可分解,可以称取一定质量的样品(m),加热到733～873 K使之分解,使用量气装置测定常温常压下生成O2体积(V),然后进行有关计算,也可以称取一定质量的样品(m),加入少量MnO2固体,再加入足量水并使用量气装置测定常温常压下生成O2体积(V),然后进行有关计算。

答案:(1)①BCD②2Na2O2＋2H2SO4===2Na2SO4＋O2↑＋2H2O偏大aedfgh
(2)偏小Ⅰ碱性条件
(3)称取一定质量的样品(m),加热到733～873 K使之分解,使用量气装置测定常温常压下生成O2体积(V),然后进行有关计算[或称取一定质量的样品(m),加入少量MnO2固体,再加入足量水并使用量气装置测定常温常压下生成O2体积(V),然后进行有关计算] 13．制得的碳酸钠样品中往往含有少量NaCl,现欲测定样品中Na2CO3的质量分数,某探究性学习小组分别设计了如下实验方案。

请回答下列有关问题:
方案一:把一定质量的样品溶解后加入过量的CaCl2溶液,将所得沉淀________(填操作名称)、洗涤、烘干、称量、计算。

洗涤沉淀的具体操作是________________________。

方案二:把一定量的样品与足量硫酸反应后,用图1所示装置测定产生CO2的体积,为了确保测定结果的准确性,B中的溶液最好采用________。

图1装置中实验仪器a的名称是________。

方案三:利用图2所示装置来测定纯碱样品中碳酸钠的质量分数(铁架台、铁夹等在图中均已略去)。

实验步骤如下:
①按图连接装置,并检查气密性；
②准确称得盛有碱石灰的干燥管D的质量为83.4 g；
③准确称得6 g纯碱样品放入容器b中；
④打开分液漏斗a的旋塞,缓缓滴入稀硫酸,至不再产生气泡为止；
⑤打开弹簧夹,往试管A中缓缓鼓入空气数分钟,然后称得干燥管D的总质量为85.6 g。

(1)若④⑤两步的实验操作太快,则会导致测定结果______(填“偏大”或“偏小”)。

(2)装置A中试剂X应选用________。

(3)E装置的作用是____________________________________________________。

(4)根据实验中测得的有关数据,计算纯碱样品Na2CO3的质量分数为________(结果保留
小数点后一位)。

解析:方案一:Na 2CO 3与过量CaCl 2溶液反应生成CaCO 3沉淀,过滤后分离出沉淀,洗涤沉淀时,沿玻璃棒缓慢地向过滤器中加蒸馏水至浸没沉淀物,使水自然流下,重复操作2～3次。

方案二:样品中Na 2CO 3与足量硫酸反应后产生CO 2,用排液法测定生成CO 2的体积,因CO 2在饱和NaHCO 3溶液中溶解度小,所以B 中的溶液最好采用饱和NaHCO 3溶液；由装置图可知,图1装置中a 为圆底烧瓶。

方案三:(1)反应过快会使产生的CO 2气体不能完全被D 装置中碱石灰吸收；快速鼓入空气,也会使装置内残留CO 2不能被D 装置中碱石灰完全吸收,则测得的CO 2质量偏小,测定结果偏小。

(2)鼓入空气,可把残留在装置B 、C 中的CO 2赶出由D 中碱石灰吸收,因为空气中含有CO 2,因此应把鼓入空气中的CO 2吸收处理,所以装置A 应放入NaOH 溶液。

(3)如果D 装置直接与外界空气相连通,则空气中的H 2O 和CO 2会对测定结果带来影响,所以装置E 的作用是防止空气中的H 2O 和CO 2进入装置D 中。

(4)反应中放出CO 2气体的质量＝85.6 g －83.4 g ＝2.2 g,若消耗碳酸钠的质量为x ,
Na 2CO 3～CO 2
106 44
x 2.2 g
解得x ＝5.3 g,纯碱样品中Na 2CO 3的质量分数＝5.3 g 6 g
×100%≈88.3%。

答案:方案一:过滤 沿玻璃棒缓慢地向过滤器中加蒸馏水至浸没沉淀物,使水自然流下,重复2～3次
方案二:饱和NaHCO 3溶液 圆底烧瓶
方案三:(1)偏小 (2)NaOH 溶液 (3)防止空气中的CO 2和水蒸气进入D 中 (4)88.3%。