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第1講 鈉及其化合物
A組 基礎(chǔ)題組
1.(2018河南洛陽模擬)下列說法中正確的是( )
A.23 g Na與足量H2O反應(yīng)完全后可生成NA個H2分子
B.切開的金屬鈉暴露在空氣中,光亮表面逐漸變暗,原因是發(fā)生了反應(yīng):2Na+O2 Na2O2
C.工業(yè)上通過電解氯化鈉溶液制備金屬鈉和氯氣
D.將一小塊Na放入丙醇中,產(chǎn)生氣泡,所以Na能置換出醇羥基中的氫
答案 D 2Na+2H2O 2NaOH+H2↑,故23 g Na(1 mol)與足量H2O反應(yīng)完全后可生成0.5NA個H2分子,A錯誤;金屬鈉露置在空氣中與O2反應(yīng)生成Na2O,加熱或點燃時與O2反應(yīng)生成Na2O2,B錯誤;要得到鈉和氯氣,需要電解熔融的NaCl,電解氯化鈉溶液得到NaOH、H2、Cl2,C錯誤。
2.(2018山西太原模擬)在Na2O2與CO2的反應(yīng)中,下列說法中正確的是( )
A.該反應(yīng)中Na2O2是氧化劑,CO2是還原劑
B.1 mol Na2O2參加反應(yīng),有2 mol e-轉(zhuǎn)移
C.Na2O2晶體中陰、陽離子個數(shù)比為1∶2
D.CO2分子中含有極性鍵和非極性鍵
答案 C Na2O2與CO2的反應(yīng)中Na2O2既是氧化劑,又是還原劑,A項錯誤;根據(jù)2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2可知,1 mol Na2O2參加反應(yīng),轉(zhuǎn)移1 mol e-,B項錯誤;Na2O2晶體中陰、陽離子分別為O22-、Na+,個數(shù)比為1∶2,C項正確;CO2分子的結(jié)構(gòu)式為OCO,CO2分子中只含極性鍵,不含非極性鍵,D項錯誤。
3.下列各組物質(zhì)混合后,只能生成一種含鈉化合物的是( )
A.Na2CO3、鹽酸 B.NaOH溶液、CO2
C.NaHCO3溶液、石灰水 D.Na2O2、CO2
答案 D A中可生成NaCl和NaHCO3;B中可生成Na2CO3和NaHCO3;C中可生成Na2CO3和NaOH;D中只生成Na2CO3。
4.(2019廣東廣州模擬)下圖是模擬“侯氏制堿法”制取NaHCO3的部分裝置。下列操作正確的是( )
A.a通入CO2,然后b通入NH3,c中放堿石灰
B.b通入NH3,然后a通入CO2,c中放堿石灰
C.a通入NH3,然后b通入CO2,c中放蘸有稀硫酸的脫脂棉
D.b通入CO2,然后a通入NH3,c中放蘸有稀硫酸的脫脂棉
答案 C 由于CO2在水中的溶解度小,而氨氣極易溶于水,因此先通入氨氣,然后通入CO2。由于氨氣極易溶于水,故需要防止倒吸,因此a通入NH3,b通入CO2。氨氣是堿性氣體,可用稀硫酸吸收多余的氨氣,故選C。
5.已知A是一種金屬單質(zhì),B顯淡黃色,其轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示,則C的以下性質(zhì)錯誤的是( )
A.溶液呈堿性
B.與澄清石灰水反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀
C.與足量鹽酸反應(yīng)放出氣體
D.受熱易分解
答案 D 由題意知A為Na,B為Na2O2,C為Na2CO3,D為NaOH。Na2CO3受熱不易分解,故D錯誤。
6.下列關(guān)于Na2CO3和NaHCO3性質(zhì)的說法錯誤的是( )
A.熱穩(wěn)定性:NaHCO3
NaHCO3,故C項正確;在水中水解程度Na2CO3較大,所以等物質(zhì)的量濃度的Na2CO3和NaHCO3溶液,堿性較強的為Na2CO3溶液,故D項正確。
7.(2018山東濱州統(tǒng)測)某實驗小組通過下圖所示實驗,探究Na2O2與水的反應(yīng):
下列說法中正確的是( )
A.②中的大量氣泡的主要成分是氫氣
B.③中溶液變紅,說明有酸性物質(zhì)生成
C.④中現(xiàn)象可能是由于溶液中含有強氧化性物質(zhì)造成的
D.⑤中MnO2的主要作用是降低了水中氧氣的溶解度
答案 C?、谥写罅繗馀莸闹饕煞质茄鯕?A項錯誤;③中溶液變紅,說明有堿性物質(zhì)生成,B項錯誤;④中紅色褪去,應(yīng)該是由溶液中的強氧化性物質(zhì)造成的,C項正確;⑤中加入MnO2產(chǎn)生較多氣泡,說明溶液中存在H2O2,MnO2的主要作用是作催化劑,D項錯誤。
8.現(xiàn)有25 mL 2 molL-1的Na2CO3溶液和75 mL1 molL-1的稀鹽酸。(1)將Na2CO3溶液逐滴滴入稀鹽酸中;(2)將稀鹽酸逐滴滴入Na2CO3溶液中。兩操作的現(xiàn)象及結(jié)果(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)為( )
A.現(xiàn)象相同,所得氣體的體積相等
B.現(xiàn)象相同,所得氣體的體積不等
C.現(xiàn)象不同,所得氣體的體積相等
D.現(xiàn)象不同,所得氣體的體積不等
答案 D 把Na2CO3溶液逐滴加到鹽酸中,開始時鹽酸過量,則發(fā)生反應(yīng)Na2CO3+2HCl 2NaCl+H2O+CO2↑,開始就有氣體放出。若將鹽酸滴到Na2CO3溶液中,開始時Na2CO3過量,只發(fā)生反應(yīng)Na2CO3+HCl NaHCO3+NaCl,無氣體放出,只有在Na2CO3全部轉(zhuǎn)化成NaHCO3后再滴加鹽酸才有氣體放出。n(Na2CO3)∶n(HCl)=(0.025 L2 molL-1)∶(0.075 L1 molL-1)=2∶3>1∶2,故產(chǎn)生的CO2的體積不相同。
9.下列實驗操作正確的是( )
選項
實驗
操作
A
觀察鈉與水反應(yīng)的現(xiàn)象
用鑷子從煤油中取出金屬鈉,切下黃豆大小的鈉,小心放入裝滿水的燒杯中
B
鑒別NaHCO3溶液與Na2CO3溶液
用小試管分別取少量溶液,然后滴加澄清石灰水
C
證明Na2O2與CO2的反應(yīng)是放熱反應(yīng)
Na2O2用棉花包裹,放入充滿CO2的集氣瓶中,棉花燃燒說明是放熱反應(yīng)
D
檢驗Na2CO3溶液與K2CO3溶液
用鉑絲分別蘸取兩溶液,在酒精燈外焰上灼燒,直接觀察火焰的顏色
答案 C 應(yīng)將鈉表面的煤油用紙吸干且燒杯中不能裝滿水,A錯誤;B項,都有白色沉淀產(chǎn)生,無法鑒別;Na2O2與CO2反應(yīng)生成氧氣,如果棉花燃燒說明達到了著火點,能證明是放熱反應(yīng),C正確;觀察鉀的焰色應(yīng)該透過藍色鈷玻璃,D錯誤。
10.(2018河南安陽一模)為了測定NaCl、Na2CO310H2O和NaHCO3的混合物中各組分的含量,某同學(xué)設(shè)計如下實驗:取一定質(zhì)量的混合物,通過測量反應(yīng)前后②和③裝置質(zhì)量的變化,測定該混合物中各組分的質(zhì)量分數(shù)。下列說法中錯誤的是 ( )
A.①、②、③中可以依次盛裝堿石灰、無水CaCl2、堿石灰
B.硬質(zhì)玻璃管加熱前,應(yīng)關(guān)閉b,打開a,緩緩?fù)ㄈ肟諝?直至a處出來的空氣不再使澄清石灰水變渾濁為止
C.若將①裝置換成盛放NaOH溶液的洗氣瓶,則測得的NaCl含量偏大
D.實驗過程中一直通入空氣,停止加熱后再停止通入空氣
答案 C 根據(jù)實驗?zāi)康暮脱b置的連接順序可知:裝置①用于吸收空氣中的CO2和水蒸氣,可以使用堿石灰;裝置②吸收Na2CO310H2O和NaHCO3分解生成的水蒸氣,可以使用無水CaCl2;裝置③吸收碳酸氫鈉分解生成的CO2,使用堿石灰,A項正確。實驗前必須將裝置中的水蒸氣和CO2排凈,避免影響測定結(jié)果,硬質(zhì)玻璃管加熱前,應(yīng)關(guān)閉b,打開a,緩緩?fù)ㄈ肟諝?直至a處出來的空氣不再使澄清石灰水變渾濁為止,B項正確。若將①裝置換成盛放NaOH溶液的洗氣瓶,則會增加水的質(zhì)量,使測得的Na2CO310H2O和NaHCO3的含量偏高,NaCl的含量偏低,C項錯誤。實驗過程中一直通入空氣,停止加熱后繼續(xù)通入空氣使存留在裝置中的CO2和水蒸氣完全被吸收,D項正確。
11.已知:A為含金屬離子的淡黃色固體化合物,E、X為空氣中常見氣體,A、B、C、D含有相同的金屬離子,其轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖(部分產(chǎn)物已略去)。
請回答下列問題:
(1)這種金屬離子的離子結(jié)構(gòu)示意圖為 。
(2)X的電子式為 。
(3)B中所含化學(xué)鍵的類型是 。常溫常壓下,7.8 g A與足量的水充分反應(yīng)放出熱量a kJ,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式: 。
(4)①C也可轉(zhuǎn)化為B,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式: 。
②B與D反應(yīng)的離子方程式為 。
(5)將一定量的氣體X通入2 L B的溶液中,向所得溶液中邊逐滴加入稀鹽酸邊振蕩,直至稀鹽酸過量,產(chǎn)生的氣體與HCl物質(zhì)的量的關(guān)系如圖(忽略氣體的溶解和HCl的揮發(fā))。
請回答:a點溶液中所含溶質(zhì)的化學(xué)式為 ,ab段發(fā)生的反應(yīng)的離子方程式是 。
答案 (1)
(2)OCO
(3)極性共價鍵、離子鍵 2Na2O2(s)+2H2O(l) 4NaOH(aq)+O2(g) ΔH=-20a kJmol-1
(4)①Ca(OH)2+Na2CO3 CaCO3↓+2NaOH或Ba(OH)2+Na2CO3 BaCO3↓+2NaOH
②OH-+HCO3- CO32-+H2O
(5)Na2CO3、NaCl CO32-+H+ HCO3-
解析 A為含金屬離子的淡黃色固體化合物,A為Na2O2,根據(jù)2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑,E、X為空氣中常見氣體知E為O2,B為NaOH,C為Na2CO3,D為NaHCO3,X為CO2。
(3)B為離子化合物NaOH,所含化學(xué)鍵的類型是極性共價鍵、離子鍵;根據(jù)7.8 g A與足量的水充分反應(yīng)放出熱量a kJ,計算得出2 mol Na2O2與足量的水充分反應(yīng)放出的熱量為20a kJ,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2Na2O2(s)+2H2O(l) 4NaOH(aq)+O2(g) ΔH=-20a kJmol-1。
(4)①C轉(zhuǎn)化為B,即Na2CO3轉(zhuǎn)化為NaOH,可以加Ca(OH)2或Ba(OH)2實現(xiàn),化學(xué)方程式為Ca(OH)2+Na2CO3 CaCO3↓+2NaOH或Ba(OH)2+Na2CO3 BaCO3↓+2NaOH;②B與D反應(yīng)的離子方程式為OH-+HCO3- CO32-+H2O。
12.硼氫化鈉(NaBH4)在有機合成中被稱為“萬能還原劑”,它的特點是性質(zhì)穩(wěn)定,還原時有選擇性。采用NaBO2、SiO2、Na、H2為原料制備NaBH4的流程如圖所示。
已知:NaBH4在常溫下能與水反,可溶于異丙胺(沸點:33 ℃)。
(1)NaBH4中含有的化學(xué)鍵類型為 。
(2)鈉通常保存在 中;鈉與氧氣反應(yīng)生成的兩種氧化物分別為 、 。
(3)制取NaBH4的化學(xué)方程式為 ;在該反應(yīng)加料之前,需要將反應(yīng)容器加熱至100 ℃以上并通入氬氣,通入氬氣的目的是 。
(4)物質(zhì)X的化學(xué)式為 ;以上流程中可以循環(huán)使用的物質(zhì)是 。
答案 (1)離子鍵、共價鍵
(2)煤油 Na2O(或氧化鈉) Na2O2(或過氧化鈉)
(3)NaBO2+2SiO2+4Na+2H2 NaBH4+2Na2SiO3 排出反應(yīng)器中的水蒸氣和空氣
(4)Na2SiO3 異丙胺
B組 提升題組
13.下列實驗方案中,不能測定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3質(zhì)量分數(shù)的是( )
A.取a克混合物充分加熱,減重b克
B.取a克混合物與足量稀鹽酸充分反應(yīng),加熱、蒸干、灼燒,得b克固體
C.取a克混合物與足量稀硫酸充分反應(yīng),逸出氣體用堿石灰吸收,增重b克
D.取a克混合物與足量Ba(OH)2溶液充分反應(yīng),過濾、洗滌、烘干,得b克固體
答案 C A選項采用差量法,減少的質(zhì)量為碳酸氫鈉分解生成的二氧化碳和水的質(zhì)量,由此可求出碳酸氫鈉的質(zhì)量,進而求出碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù);B選項中b克固體為生成的氯化鈉的質(zhì)量,根據(jù)鈉原子守恒和混合物總質(zhì)量可列式計算出碳酸鈉的質(zhì)量,進而求出碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù);C選項中堿石灰增加的質(zhì)量為混合物與硫酸反應(yīng)生成的二氧化碳和水的質(zhì)量及溶液中揮發(fā)出來的水蒸氣的質(zhì)量,因此不能通過題給數(shù)據(jù)準(zhǔn)確計算出碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù);D選項中沉淀的質(zhì)量為碳酸鋇的質(zhì)量,根據(jù)碳酸鋇的質(zhì)量和混合物總質(zhì)量可以列式求出碳酸鈉的質(zhì)量,進而求出碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)。
14.(2018安徽合肥第一次教學(xué)質(zhì)量檢測)在密閉容器中將124.0 g氫氧化鈉和碳酸氫鈉的固體混合物加熱,充分反應(yīng)后排出氣體,得到剩余固體112.0 g,則原混合物中氫氧化鈉的質(zhì)量為( )
A.26.7 g B.40.0 g
C.68.0 g D.80.0 g
答案 C 由反應(yīng)NaOH+NaHCO3 Na2CO3+H2O可知,在密閉容器中若將40 g氫氧化鈉和84 g碳酸氫鈉組成混合物加熱充分反應(yīng)后排出氣體,可得到106 g碳酸鈉。現(xiàn)將124.0 g氫氧化鈉和碳酸氫鈉的固體混合物加熱,充分反應(yīng)后剩余固體112.0 g,則氫氧化鈉過量,原混合物中碳酸氫鈉的質(zhì)量為124.0g-112.0g18g/mol84 g/mol=56.0 g,所以氫氧化鈉的質(zhì)量為124.0 g-56.0 g=68.0 g,C項正確。
15.化學(xué)興趣小組的同學(xué)為測定某Na2CO3和NaCl的固體混合物樣品中Na2CO3的質(zhì)量分數(shù),進行了以下實驗,請你參與并完成對有關(guān)問題的解答:
(1)甲同學(xué)用圖1所示裝置測定CO2的質(zhì)量。實驗時稀硫酸是與樣品中的 (填“Na2CO3”或“NaCl”)發(fā)生反應(yīng),儀器b的名稱是 ,洗氣瓶c中盛裝的是濃硫酸,濃硫酸的作用是 。
(2)乙同學(xué)用圖2所示裝置,取一定質(zhì)量的樣品(m g)和足量稀硫酸反應(yīng)進行實驗,完成樣品中Na2CO3質(zhì)量分數(shù)的測定。
①實驗前,需要先進行的操作是 。
②在實驗完成時,能直接測得的數(shù)據(jù)是CO2的 (填“體積”或“質(zhì)量”)。
(3)丙同學(xué)用下圖所示方法和步驟進行實驗:
丙同學(xué)測得樣品中Na2CO3的質(zhì)量分數(shù)為 。
答案 (1)Na2CO3 分液漏斗 除去CO2中的水蒸氣
(2)①檢查裝置氣密性?、隗w積
(3)106y197x100%
解析 (3)據(jù)關(guān)系式Na2CO3~BaCO3可知,m(Na2CO3)=106y197 g,樣品中Na2CO3的質(zhì)量分數(shù)為106y197x100%。
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