第1节　第1课时　活泼的金属单质-钠

第二章海水中的重要元素——钠和氯第一节钠及其化合物第1课时活泼的金属单质——钠课后·训练提升1.下列关于钠的性质叙述中,错误的是()。A.切下一小块钠,投入水中,钠熔成小球,说明钠与水反应有热量放出B.从钠能与水反应可推知钠也能与盐酸反应C.钠在空气中燃烧生成氧化钠D.切开一块钠,呈银白色,很快变暗,说明钠常温下能与氧气反应答案:C解析:钠在空气中燃烧时发生反应:2Na+O2Na2O2,C项错误。2.Na2O2是呼吸面具中常用的供氧剂,下列关于Na2O2的叙述正确的是()。A.Na2O2中氧元素为-2价B.Na2O2分别与H2O、CO2反应,产生相同质量的O2时,消耗H2O和CO2分子的数量相等C.在Na2O2与CO2反应过程中,Na2O2只做氧化剂D.Na2O2与活性炭作漂白剂的原理相同答案:B解析:Na2O2中氧元素的化合价为-1价,A错误;Na2O2与H2O、CO2反应的化学方程式分别为2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑、2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2,由反应的化学方程式可知,生成相同质量的O2时消耗H2O和CO2分子的数量相同,B正确;Na2O2与CO2的反应中,Na2O2中氧元素的化合价一部分从-1价升高为0价、一部分从-1价降低为-2价,所以Na2O2既是氧化剂又是还原剂,C错误;Na2O2因具有强氧化性而有漂白性,属于化学变化,活性炭是因为具有吸附性而有漂白性,属于物理变化,二者不同,D错误。3.将一小块金属钠投入足量的下列溶液中,既能生成气体,又能产生蓝色沉淀的是()。A.MgCl2溶液 B.Ba(OH)2溶液C.CuSO4溶液 D.CaCl2溶液答案:C解析:金属钠投入MgCl2溶液中,生成白色的Mg(OH)2沉淀和H2,A项错误;金属钠投入Ba(OH)2溶液中,无沉淀生成,B项错误;金属钠投入CuSO4溶液中,生成蓝色的Cu(OH)2沉淀和H2,C项正确;金属钠投入CaCl2溶液中,无蓝色沉淀生成,D项错误。4.如下图装置所示,试管中盛有水,气球a中盛有干燥的Na2O2颗粒。U形管中注有浅红色的水。将气球用橡皮筋紧缚在试管口。实验时将气球中的Na2O2抖落到试管b的水中,将出现的现象是()。A.U形管内红水褪色B.试管内溶液变红C.气球a被吹大D.U形管水位:d<c答案:C解析:由于发生反应2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,产生的O2使气球a膨胀;该反应放出大量热量,使集气瓶中空气受热膨胀而出现U形管中水位d>c。5.为研究Na的性质,进行如下实验:液体a现象蒸馏水Ⅰ.Na浮在液面上,剧烈反应,产生少量白雾0.1mol·L-1盐酸Ⅱ.Na浮在液面上,反应比Ⅰ中剧烈,产生白雾浓盐酸Ⅲ.Na浮在液面上,反应比Ⅰ中缓慢,产生大量白雾,烧杯底部有白色固体下列说法中不正确的是()。A.Ⅰ中现象说明Na与水反应放热B.Ⅰ中反应的离子方程式为2Na+2H2O2Na++2OH-+H2↑C.Ⅲ中白雾比Ⅱ中多,说明Ⅲ中反应放热比Ⅱ中更多D.推测Ⅲ中反应缓慢可能与c(Cl-)以及生成的白色固体有关答案:C解析:Ⅰ中Na投入蒸馏水中,可与水发生反应,产生少量白雾,说明反应剧烈,且放热,A正确;Ⅰ中Na投入蒸馏水中,可与水发生反应,反应的离子方程式为2Na+2H2O2Na++2OH-+H2↑,B正确;浓盐酸易挥发,所以对照实验Ⅲ和Ⅱ,钠与氢离子反应放热,除了有挥发的水蒸气以外,还有HCl,它在空气中与水蒸气结合,出现更多的白雾,C错误;实验Ⅲ和Ⅱ经对照可知,反应的实质是钠与氢离子反应,之所以实验Ⅲ反应缓慢,可能与c(Cl-)以及生成的白色固体有关,D正确。6.将2.3g金属钠放入100g水中,完全反应后溶液的质量分数为()。A.4100+2.3B.4100+4-C.4100+4×100%D.4100+2.答案:D解析:2.3gNa与100g水反应生成4gNaOH和0.1gH2,故溶液的质量为(100+2.3-0.1)g,溶质的质量分数为4100+2.37.等质量的两块钠,第一块在足量氧气中加热,第二块与足量氧气在常温下充分反应,则下列说法正确的是()。①第一块钠失去电子数多②两块钠失去电子数一样多③第一块钠的反应产物质量较大④两块钠的反应产物质量一样大A.①③ B.②③C.①④ D.②④答案:B解析:根据得失电子守恒,不论是加热时与氧气反应还是常温下与氧气反应,最终钠都变为+1价,故二者失去的电子数一样多;但加热时生成Na2O2,而常温时生成Na2O,故第一块钠的反应产物质量大。8.钠单质和钠的化合物在生产、生活中被广泛应用。请根据钠及其化合物性质按要求完成各题。(1)金属钠的密度比水的小,在钠与水反应的实验中,能得出“该反应是放热反应”这一结论的实验现象是,反应的离子方程式是。

(2)氧化钠是色固体,过氧化钠是色固体。

(3)过氧化钠可用作呼吸面具、潜水艇的供氧剂,写出Na2O2与CO2反应的化学方程式:。

(4)某实验小组通过如图所示实验,探究Na2O2与水的反应,下列说法正确的是(填字母)。

A.②中大量气泡的主要成分是氢气B.③中溶液变红,说明有酸性物质生成C.④中现象可能是由于溶液中含有强氧化性物质造成的D.⑤中MnO2的主要作用是降低了水中氧气的溶解度答案:(1)钠块熔化成光亮的小球2H2O+2NaH2↑+2Na++2OH-(2)白淡黄(3)2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2(4)C解析:(1)金属钠的密度比水的小,在钠与水反应的实验中,能得出“该反应是放热反应”这一结论的实验现象是钠熔化成光亮的小球,反应的离子方程式是2H2O+2NaH2↑+2Na++2OH-;(2)氧化钠是白色固体,过氧化钠是淡黄色固体;(3)过氧化钠可用作呼吸面具、潜水艇的供氧剂,Na2O2和CO2反应的化学方程式:2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2;(4)某实验小组通过题图所示实验,探究Na2O2与水的反应,试管①是Na2O2与水的反应生成氢氧化钠和氧气,所以试管②中产生的气体使得溶液中产生大量的气泡,气泡消失后,滴入酚酞溶液,酚酞在碱性溶液中变红,所以试管③溶液变红,轻轻振荡试管,试管④呈现红色褪去,说明有漂白性的物质,通过加MnO2后有气泡产生,说明该漂白性物质是过氧化氢。②中大量气泡的主要成分是氧气,A错误;酚酞遇碱变红,③中溶液变红,说明有碱性物质生成,B错误;过氧化氢具有氧化性所以具有漂白性,④中现象可能是由于溶液中含有强氧化性物质造成的,C正确;⑤中MnO2的主要作用是验证溶液中存在过氧化氢,D错误。过关检测卷一、选择题(本题共13小题,每小题4分,共52分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)1.下列实验过程不会产生气体的是()。答案:C解析:新制氯水中含有HCl和HClO,HClO光照分解生成HCl和O2,A项不符合题意;新制氯水中含HCl,与发酵粉中的NaHCO3反应生成CO2气体,B项不符合题意;新制氯水中的Cl-与Ag+反应生成AgCl沉淀,不会产生气体,C项符合题意;久置氯水相当于盐酸,Na2O2与盐酸反应生成O2,D项不符合题意。2.下列叙述正确的是()。A.氯气的性质很活泼,它与氢气混合后立即发生爆炸B.实验室制取氯气时,为了防止污染环境,多余的氯气可以用氢氧化钙溶液吸收C.新制氯水的漂白性强于久置氯水的漂白性D.检验HCl气体中是否混有Cl2的方法是将气体通入硝酸银溶液答案:C解析:氯气与氢气混合后在加热或点燃条件下可发生爆炸,A项错误。实验室制取氯气的尾气用NaOH溶液吸收,不用氢氧化钙溶液吸收,因为氢氧化钙溶液的浓度太小,吸收不彻底,B项错误。新制氯水中HClO含量高,久置氯水几乎无漂白性,C项正确。Cl2通入硝酸银溶液中也会生成白色沉淀,D项错误。3.等容积的两容器内,一个盛CH4,另一个盛NH3,若两容器内温度、压强相同,则两容器内所盛气体比较,下列结论一定不正确的是()。A.分子个数比为1∶1B.原子个数比为5∶4C.质量比为17∶16D.氢原子个数比为4∶3答案:C解析:同温同压下,气体的体积之比等于物质的量之比,CH4与NH3分别盛放在等容积的容器内,所以CH4与NH3的物质的量相同。根据N=n·NA可知,分子个数比等于物质的量之比,则CH4与NH3的分子个数比为1∶1,A项正确;1个CH4分子中含有5个原子,1个NH3分子中含有4个原子,则CH4与NH3的原子数之比为5∶4,B项正确;CH4与NH3的物质的量相等,根据m=nM可知,质量之比等于摩尔质量之比,故CH4与NH3的质量之比为16g·mol-1∶17g·mol-1=16∶17,C项错误;1个CH4分子中含有4个氢原子,1个NH3分子中含有3个氢原子,故氢原子个数比为4∶3,D项正确。4.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是()。A.常温常压下,22.4LCO2中含有NA个CO2分子B.1.7gH2O2中含有的电子数为0.9NAC.2.24LH2O含有的分子数为0.1NAD.分子总数为NA的CO和C2H4的混合气体体积约为22.4L,质量为28g答案:B解析:A项,常温常压下,气体摩尔体积大于22.4L·mol-1,则22.4LCO2的物质的量小于1mol,错误;B项,1个H2O2分子中含有18个电子,H2O2的摩尔质量为34g·mol-1,1.7gH2O2的物质的量为0.05mol,则含有的电子的物质的量为0.9mol,数目为0.9NA,正确;C项,标准状况下水不为气态,不能用标准状况下的气体摩尔体积22.4L·mol-1进行计算,错误;D项,1molCO和C2H4的混合气体的质量为28g,但由于未注明混合气体的状况(温度和压强),故不能判断其体积是否为22.4L,错误。5.下列有关钠及其化合物的说法正确的是()。A.金属钠着火时,可用二氧化碳来灭火B.金属钠长时间放置在空气中,最终得到的白色固体是小苏打C.Na2O和Na2O2均为碱性氧化物,均可与水发生反应生成烧碱D.用洁净的铂丝蘸取待测液,置于火焰上灼烧,通过蓝色钴玻璃观察到火焰呈紫色,则该溶液中一定含有钾离子,可能含有钠离子答案:D解析:金属钠着火时,生成过氧化钠,过氧化钠与二氧化碳反应生成氧气,故不可用二氧化碳来灭火,A项错误。将Na单质长时间放置于空气中,最终得到的白色固体是Na2CO3,B项错误。Na2O、Na2O2为相同元素组成的金属氧化物,氧化钠属于碱性氧化物,但是过氧化钠不属于碱性氧化物,两者均可与水发生反应生成烧碱,C项错误。蓝色钴玻璃能滤去黄光,不能确定是否含有钠离子,故D项正确。6.纯碱和小苏打由于其在工业生产和日常生活中有广泛的需求,是我国较早自主生产的化工产品。在下列性质中,符合NaHCO3>Na2CO3的是()。A.溶解度B.相同物质的量浓度的溶液的碱性C.与相同浓度的盐酸反应的速率D.热稳定性答案:C解析:常温下,碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠的,A项错误。同浓度的碳酸钠溶液的碱性强于碳酸氢钠溶液的碱性,B项错误。碳酸钠与盐酸反应,首先将碳酸钠转化为碳酸氢钠,然后碳酸氢钠再与盐酸反应生成气体,则碳酸氢钠与相同浓度盐酸反应的速率比碳酸钠与相同浓度盐酸反应的速率大,C项正确。碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠,则热稳定性:Na2CO3>NaHCO3,D项错误。7.下列说法中,正确的是()。A.在标准状况下,2.24LCl2与过量NaOH溶液反应,转移的电子数约为0.2×6.02×1023B.1molCl2与足量Fe反应,转移的电子数约为3×6.02×1023C.常温常压下的33.6LCl2与27gAl充分反应,转移电子数约为3×6.02×1023D.在反应H2O2+Cl22HCl+O2中,每生成32gO2,转移约2×6.02×1023个电子答案:D解析:Cl2与过量NaOH溶液发生反应:Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O,Cl2既做氧化剂,又做还原剂,0.1molCl2在反应中转移0.1mol电子,A错误;1molCl2与足量Fe反应,转移的电子数约为2×6.02×1023,B错误;常温常压为非标准状况,33.6L气体不是1.5mol,此时无法计算反应中转移的电子数,C错误;在H2O2+Cl22HCl+O2反应中,2molO从-1价升高为0价,失去2mol电子,生成32gO2,D正确。8.配制一定物质的量浓度的NaOH溶液,下列操作正确的是()。A.称量时,应将NaOH固体放在称量纸上称量B.为减小误差,容量瓶必须干燥才可使用C.定容时若加水超过了刻度线,可用胶头滴管直接将多余溶液吸出D.将称量的NaOH固体置于小烧杯中溶解,待溶液冷却至室温再转移答案:D解析:NaOH易潮解,具有腐蚀性,应将NaOH固体放在小烧杯中称量,A错误;容量瓶中有少量水对实验无影响,使用前,容量瓶不需要干燥,B错误;定容时若加水超过了刻度线,实验失败,应重新配制,不能用胶头滴管直接将多余溶液吸出,C错误;容量瓶不能用作溶解的仪器,应将称量的NaOH固体置于小烧杯中溶解,待溶液冷却至室温再转移,否则溶液体积偏小,D项操作合理,正确。9.工业上可利用如下反应检查输送氯气的管道是否漏气:3Cl2+8NH3N2+6NH4Cl(反应中产生的白烟为NH4Cl小颗粒)。下列有关该反应的说法中,不正确的是()。A.属于置换反应B.Cl2表现强氧化性C.氧化剂和还原剂的物质的量之比为3∶8D.生成1molN2,有6mol电子转移答案:C解析:该反应是单质和化合物反应生成新单质和新化合物的反应,属于置换反应,A正确;氯元素从0价降低为-1价,Cl2表现强氧化性,且每生成1molN2,有3molCl2被还原,转移电子为6mol,B、D均正确;氧化剂是Cl2,还原剂是NH3,但是8molNH3中只有2mol的N化合价升高,因此,氧化剂和还原剂的物质的量之比为3∶2,C错误。10.下图是某“84”消毒液(有效成分为次氯酸钠)标签的部分内容,下列说法正确的是()。“84”消毒液[性状]无色透明液体[规格]250mL、252.50g[含量]有效氯含量为5.00%[贮藏]密封保存A.该“84”消毒液的密度为1.10g·cm-3B.密封保存的目的是防止NaClO分解C.该“84”消毒液中含NaClO的质量为252.50gD.该“84”消毒液中含NaClO的物质的量浓度为1.42mol·L-1答案:D解析:该“84”消毒液的密度为252.50g250mL=1.01g·cm-3,A错误;密封保存的目的是防止NaClO与空气中的CO2和水反应生成HClO,HClO分解会使“84”消毒液失效,B错误;该“84”消毒液中含NaClO的质量为252.50g×次氯酸钠的质量分数,252.50g是“84”消毒液的质量,C错误;该“84”消毒液中含NaClO的物质的量浓度=252.5011.通入足量氯气后能大量共存的一组离子是()。A.Na+、SO42-、AlB.Na+、K+、HCO3-C.Na+、Ca2+、NO3-D.K+、Fe2+、I-、Cl-答案:A解析:通入足量氯气后,Na+、SO42-、Al3+、NO3-可以大量共存,A项符合题意。通入足量氯气后HCO3-、OH-均能与氢离子反应,不能大量共存,且两者也能反应生成碳酸根和水,不能大量共存,B项不符合题意。通入足量氯气后,CO32-与氢离子反应,不能大量共存,且溶液中钙离子和碳酸根离子也不能大量共存,C项不符合题意。通入足量氯气后,Fe2+能与Cl12.某化学兴趣小组利用KMnO4和浓盐酸及如图装置制备Cl2。下列分析中错误的是()。A.①中可用分液漏斗代替长颈漏斗B.②中盛放的NaOH溶液可以净化Cl2C.③为向上排空气法收集氯气D.④中盛放的NaOH溶液可以吸收尾气答案:B解析:①中可用分液漏斗代替长颈漏斗,避免盐酸挥发,气体逸出,同时便于控制反应速率,A正确;②中盛放的NaOH溶液能吸收氯气,不能净化Cl2,最后不能收集干燥纯净的氯气,B错误;氯气的密度大于空气的,可用向上排空气法收集氯气,C正确;氯气和氢氧化钠溶液反应,可处理含氯气的尾气,D正确。13.常温常压下,将Cl2缓慢通入100mL水中至饱和,然后向所得饱和氯水中逐滴加入0.1mol·L-1NaOH溶液,整个过程溶液中H+的浓度变化如图所示(已知常温常压下Cl2溶于水时,只有部分Cl2会与水发生反应)。下列叙述正确的是()。A.①处溶液的酸性比②处溶液的酸性强B.依据②处c(H+)可计算溶解的Cl2的物质的量C.整个实验过程中,溶液的颜色先变深后变浅,最后变为无色D.若④处表示Cl2与NaOH溶液恰好完全反应,则共转移了0.1mol电子答案:C解析:②处的H+浓度大于①处的H+浓度,所以②处溶液的酸性强,A错误。因为溶于水的Cl2只有部分与水反应,无法计算出溶解于水中的Cl2的物质的量,B错误。氯气溶于水直至达到饱和溶液,氯气的浓度增大,所以颜色加深。加入NaOH溶液,氯气与NaOH反应,氯气浓度减小,颜色变浅,最后变为无色,C正确。若④处表示Cl2与NaOH溶液恰好完全反应,但不知道Cl2的物质的量,无法计算转移的电子数目,D错误。二、非选择题(本题包括3小题,共48分)14.(15分)设NA代表阿伏加德罗常数的值,完成下列填空:(1)1molCH4含原子数目为;34gH2O2所含分子数目和原子数目分别为和。

(2)标准状况下,0.5NA个CO分子所占有的体积为L。

(3)标准状况下,33.6LH2和CH4的混合气体所含的分子数目为。

(4)1LK2SO4和MgSO4的混合溶液中,含Mg2+2.4g,SO42-的物质的量浓度为1mol·L-1,则MgSO4和K2SO4的物质的量浓度分别是(5)常温下,10.0mL1.0mol·L-1的H2SO4溶液,加水稀释到500mL,所得H2SO4溶液的浓度为mol·L-1;蒸发浓缩,使溶液的体积为2.40mL,所得H2SO4溶液的浓度为mol·L-1。

答案:(1)5NANA4NA(2)11.2(3)1.5NA(4)0.1mol·L-10.9mol·L-1(5)0.024.2解析:(1)每个CH4分子中含1个C原子和4个H原子,所以1molCH4含原子数目为5NA。每个H2O2分子中含2个H原子和2个O原子,m(H2O2)=34g,则n(H2O2)=34g34g·mol-1=1(2)标准状况下,CO为气体,0.5NA个CO分子的物质的量为0.5mol,所占体积为11.2L。(3)标准状况下:Vm=22.4L·mol-1,则N=33.6L22.4L(4)n(Mg2+)=2.4g24则c(MgSO4)=0.1mol1L=0.1MgSO4提供的c(SO42-)=0.1mol·L-1,则K2SO4提供的c(SO42-)=1mol·L-1-0.1mol·L-1=0.9mol·L-1,所以c(K2SO4)=0.9(5)根据溶液的稀释定律,溶液稀释或浓缩前后溶质的质量和物质的量不变:c1V1=c2V2=c3V3。稀释到500mL时,c2(H2SO4)=c1(H2SO4)×V1浓缩到2.40mL时,c3(H2SO4)=c1(H2SO4)×V15.(15分)现用金属钠和空气制备纯度较高的Na2O2,所用装置如图所示。回答下列问题。(1)上述装置Ⅳ中盛放的试剂是,为完成实验应将装置Ⅳ接在(填字母)。

A.Ⅰ之前B.Ⅰ和Ⅱ之间C.Ⅱ和Ⅲ之间D.Ⅲ之后(2)装置Ⅲ的作用是。

(3)为制得更纯的Na2O2,应(填“先”或“后”,下同)通空气点燃酒精灯。(4)点燃酒精灯后,观察到装置Ⅱ中的现象为

。

答案:(1)浓硫酸B(2)防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入Ⅱ中(3)先后(4)钠熔化成光亮的小球,剧烈燃烧产生黄色火焰,生成淡黄色固体解析:(1)因为过氧化钠既能与水反应又能与二氧化碳反应,且钠能与水反应,利用氢氧化钠溶液除去空气中的二氧化碳,利用浓硫酸干燥空气,所以装置Ⅳ中盛放的试剂是浓硫酸,为完成实验应将装置Ⅳ接在Ⅰ和Ⅱ之间。16.(18分)氯气是一种重要的化工原料,氯气及其化合物在自来水的消毒、农药的生产、药物的合成等领域都有着重要的应用。Ⅰ.(1)NaClO中Cl的化合价为,NaClO具有较强的(填“氧化”或“还原”)性,是常用的消毒剂和漂白剂的有效成分。

(2)黄色气体ClO2可用于污水杀菌和饮用水净化。①KClO3与SO2在强酸性溶液中反应可制得ClO2,SO2被氧化为SO42-,该反应的离子方程式为②ClO2可将废水中的Mn2+氧