化学创新设计同步演练：第一节 走进化学科学——钠及其化合物

时间分值A级B级
45分钟100分1～7 8～14
一、选择题(本题包括10个小题，共50分。

每个小题只有一个选项符合题意)
1．进入20世纪后，随着人们对物质世界的认识由宏观向微观的深入，化学科学经历了迅速发展的创新百年，取得了若干项现代化学的重大成就，下列各项中，不属于现代化学重大成就的是() A．放射性元素的发现B．现代量子化学理论的建立
C．冶金技术的成熟应用D．高分子化学的创立
解析：“创新百年”时期的现代化学的重大成就除选项A、B、D外，还有创造新分子的合成化学的崛起、化学热力学与动力学的开创性研究以及化学工业的迅速发展等，而早在古代人类就已经熟练掌握了冶金技术。

答案：C
2．下列关于著名化学家的名字、国籍、研究专业及主要贡献的对应关系中，不正确的是() 科学家国籍研究专业主要贡献
A 波义耳美国化学家、物理学家提出化学元素的概念
B 道尔顿英国化学家、物理学家提出分子学说
C 拉瓦锡法国化学家建立燃烧现象的氧化学说
D 门捷列夫俄国化学家发现元素周期律
解析：本题给的四个选项是近代化学发展史上的4个里程碑。

波义耳是英国化学家和物理学家，他于1661年提出化学元素的概念，标志着近代化学的诞生；道尔顿是英国化学
家、物理学家，他于1803年提出原子学说，为近代化学的发展奠定了坚实的基础；拉瓦锡是法国化学家，他于1771年建立燃烧现象的氧化学说，使近代化学取得了革命性进展；
门捷列夫是俄国化学家，他于1869年发现元素周期律，把化学元素及其化合物纳入一个统一的理论体系。

答案：B
3．(2010·广东预测)下列关于金属元素特征的叙述正确的是() A．金属元素的原子只有还原性，离子只有氧化性
B．金属元素在化合物中一定显正价
C．金属元素在不同化合物中的化合价均不同
D．金属单质在常温下均是固体
解析：Fe2＋既有氧化性，又有还原性，A项错；金属元素在不同化合物中化合价可以相同，C项错；金属汞常温下呈液态，D项错。

答案：B
4. 将一块银白色的金属钠放在空气中会发生一系列的变化：表面迅速变暗→“出汗”→“出
汗”→变成白色固体(粉末)，下列有关叙述不正确的是
() A．表面迅速变暗是因为钠与空气中的氧气反应生成了氧化钠
B．“出汗”是因为生成的氢氧化钠吸收空气中的水蒸气在表面形成了溶液
C．最后变成碳酸钠粉末
D．该过程的所有化学反应均为氧化还原反应
解析：本题主要考查金属钠在空气中发生的一系列化学变化，其变化过程为：Na2O→Na2O→NaOH→Na2CO3·10H2O→Na2CO3。

A中，涉及的是Na→Na2O的变化，因为金属钠是银白色，而氧化钠为白色，故可以看到表面迅速变暗；B中，涉及的是NaOH吸收空气中的水分而在表面形成溶液；C中，涉及的是Na2CO3·10H2O→Na2CO3的变化，风化后得到碳酸钠粉末；D中，在以上所有变化中，只有Na→Na2O过程为氧化还原反应。

答案：D
5．某化学兴趣小组的同学，在学习了钠的性质后，用小刀切割了一小块钠，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，下面是该兴趣小组的几点推测，你认为不合理的是()
A．黑色固体是碳
B．钠在燃烧时只发生了一个反应
C．钠在金属活动顺序表中排在镁的前面，所以钠能与二氧化碳反应
D．钠保存在煤油中，可能是滤纸没有完全吸干煤油，煤油不完全燃烧产生碳
解析：该题首先要从钠的保存、空气的组成等多方面分析黑色固体的来源，钠及其化合物没有黑色的，所以黑色物质所含元素只能来自煤油或空气，所以只有选项B不合理。

答案：B
6．(2009·上海，10)9.2 g金属钠投入到足量的重水中，则产生的气体中含有() A．0.2 mol中子B．0.4 mol电子
C．0.2 mol质子D．0.4 mol分子
解析：n(Na)＝9.2 g
23 g/mol
＝0.4 mol
Na与重水反应的化学方程式为
2Na＋2D2O,===2NaOD＋,D2↑
2 1
0.4 mol 0.2 mol)
由方程式可知生成D2气体0.2 mol，所以气体中含中子0.4 mol，含电子0.4 mol，含质子0.4 mol，含分子0.2 mol，故B正确。

答案：B
7．过氧化钠能与水反应，某同学在学习了这一反应后提出了以下说法，你认为正确的是
() A．Na2O2是氧化剂，H2O是还原剂
B．Na2O2既作氧化剂，又作还原剂
C．氧化剂和氧化产物的质量比为1∶1
D．在2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑的反应中，转移的电子数为4e－
解析：在Na2O2与H2O反应中，Na2O2中O为－1价，其中有一部分升高到0价，有一部分降低到－2价，H2O中元素化合价未变。

1 mol Na2O2在反应中转移电子为1 mol。

答案：B
8．下列判断正确的是() A．可用水来确定某Na2O粉末中是否含有Na2O2
B．可用CO2来确定某Na2O粉末中是否含有Na2O2
C．可利用在空气中加热的方法除去Na2O中的Na2O2
D．将足量的Na2O2、Na2O分别加到酚酞试液中，最终溶液均为红色
解析：CO2、H2O与Na2O2、Na2O均能反应，但与Na2O2反应时能产生气体，不过因氧气是无色无味的气体且CO2也是气体，故CO2和Na2O2的反应无明显的现象产生，水与Na2O2反应则会产生气泡而有明显的现象，故A项正确而B项错误；在空气中加热Na2O2与Na2O的混合物，后者会转化为前者，故C项错误；D项中两种氧化物加到酚酞试液中后，均先与试液中的水反应生成碱而使试液先变为红色，但因Na2O2具有漂白性，最后又会将变成红色的溶液漂白，故D项错误。

答案：A
9．使5.6 L CO2气体迅速通过Na2O2固体后得到4.48 L气体(标准状况)，这4.48 L气体的质量为() A．8.8 g B．6.4 g C．8.2 g D．6.2 g
解析：根据Na2O2与CO2反应的方程式，利用差量法进行计算：
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2ΔV
2×22.4 L 22.4 L
V (CO 2) (5.6－4.48) L
反应消耗CO 2的体积V (CO 2)＝2ΔV ＝2×1.12 L ＝2.24 L
则生成O 2的体积V (O 2)＝12
V (CO 2)＝1.12 L 气体总质量：m ＝m (CO 2)＋m (O 2)＝5.6 L －2.24 L 22.4 L/mol ×44 g/mol ＋ 1.12 L 22.4 L/mol
×32 g/mol ＝ 8.2 g 。

答案：C
10．把一瓶不饱和的烧碱溶液分成4等份。

保持温度不变，向4份溶液中分别加入一定量的
NaOH 固体、Na 2O 2、Na 2O 和Na ，使溶液均恰好饱和，下列说法中正确的是 ( )
A ．加入的NaOH 质量一定最大
B ．加入的Na 2O 2和Na 2O 的物质的量之比为1∶2
C ．制成饱和溶液后，4份溶液中所含NaOH 质量相同
D ．加入的NaOH 固体、Na 2O 2、Na 2O 、Na 的物质的量之比为2∶1∶1∶2
答案：A
二、非选择题(本题包括4个小题，共50分)
11．(11分)钠在空气中燃烧(如图中左图所示)生成的固体产物中除有
淡黄色粉末外，还有黑色固体物质——碳。

(1)假设黑色固体物质产生的可能原因是：
假设①___________________________________________________________________； 假设②__________________________________________________________________； 假设③___________________________________________________________________。

(2)为确认假设的正误，某同学进行如下推断：由于金属钠与氧的结合能力比碳强，因此黑色碳可能是二氧化碳与金属钠发生置换反应而生成。

该同学设计实验如下：
用打孔器钻取一段金属钠，取中间一小块钠放在充满二氧化碳气体的试管(如上右图所示)
中加热，观察到钠燃烧发出黄色火焰，并有淡黄色固体和黑色固体生成，生成的淡黄色固体立即变成白色。

请回答下列问题：
①用打孔器取金属钠的原因是______________________________________________ ________________________________________________________________________； ②产生以上现象的化学反应为：____________________________________________ ________________________________________________________________________。

解析：(1)根据反应的条件及反应环境可知生成的黑色物质只能是碳单质。

产生碳单质的原因可能是含碳物质的不完全燃烧，也可能是空气中的CO 2与Na 发生置换反应。

(2)要想证明黑色的碳单质是CO 2与钠发生置换反应而生成的，首先要排除含碳物质的不完全燃烧，及所取的钠表面残留的煤油。

答案：(1)①金属钠上有没擦干净的煤油，不完全燃烧后生成的碳 ②酒精不完全燃烧生成的碳 ③酒精燃烧产生的二氧化碳(或空气中的二氧化碳)与金属钠反应生成的碳
(2)①取得较纯的Na
②2Na ＋CO 2=====点燃C ＋Na 2O 2,2Na 2O 2＋2CO 2===2Na 2CO 3＋O 2或Na 2O 2＋2Na===2Na 2O
12．(12分)在200 mL 1.0 mol·L －1的NaHCO 3溶液中加入一定量的常见纯净物X ，恰好使其转
化为只含Na 2CO 3溶质的溶液，实现转变的物质X 有多种，请填写下表空白并回答下列问题：
(1)反应后，溶液中Na ＋的物质的量均为________ mol 。

(2)在①～④中，所得Na 2CO 3溶液中溶质的质量分数最小的是________(填编号，下同)，最大的是________。

答案：
编 号
① ② ③ ④ X 的化学式
Na 2O Na 2O 2 加入X 的质量(g) 8.0 4.6 7.8
(1)0.4 (2)① ③
13．(14分)已知2 mol 白色粉末X 完全分解后，恢复至室温，生成白色固体e 、无色液体a 、
无色气体b 各1 mol ，A 、B 、E 、e 、X 的焰色反应均为黄色，其转化关系如下图所示：
请回答下列问题：
(1)X 的化学式为________，E 的电子式为________。

(2)写出在水溶液中进行的反应③的离子方程式：________________________。

(3)反应⑤中，每生成1 mol D 转移电子的物质的量为________。

(4)若反应④中，C 、D 恰好完全反应，则A 、E 的物质的量之比n (A)∶n (E)＝________。

答案：(1)NaHCO 3 Na ＋[··O ······O ······]2－Na ＋
(2)OH －＋HCO －3===CO 2－
3＋H 2O
(3)2 mol (4)2∶1
14．(13分)现有一定量含有Na2O杂质的Na2O2试样。

请从下图中选用适当的实验装置，设计一个最简单的实验，测定Na2O2试样的纯度(可供选用的反应物只有CaCO3固体，6 mol/L 盐酸和蒸馏水)。

请填写下列空白：
(1)写出实验中Na2O2和Na2O分别发生反应的化学方程式：
________________________________________________________________________。

(2)应选用的装置是________(只要求写出图中装置的标号)。

(3)所选用装置的连接顺序应是(填各接口的字母，连接胶管省略)：
________________________________________________________________________。

解析：本实验为定量实验，由Na2O2和Na2O的性质可知，欲测定Na2O2的纯度，可利用Na2O2与水反应生成O2，然后通过排水法收集气体，并测出气体的体积即可求算出Na2O2的质量。

由于题目要求设计一个最简单的实验，因此直接采用Na2O2与水反应即可。

答案：(1)2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，Na2O＋H2O===2NaOH(2)①④⑤
B→B→A→F。