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- 2021-07-05 发布
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课时作业14 钠
时间:45分钟 满分:100分
一、选择题(每小题4分,共48分)
1.下列关于金属钠性质的叙述正确的是( C )
A.钠着火时可用水扑灭
B.钠与氧气在加热条件下反应时,若氧气的量较少,则生成氧化钠
C.钠在空气中长期放置,最终变成碳酸钠
D.钠是金属,其密度比水的大
解析:钠是一种活泼金属,能与水反应,着火时可用沙土扑灭;钠与氧气在加热时生成过氧化钠,与氧气量的多少无关;钠的密度比水的小;钠在空气中放置,先生成氧化钠,进一步转化为氢氧化钠,最后变成碳酸钠。
2.金属钠分别与下列溶液反应时,既有气体又有沉淀产生的是( D )
A.氯化铵 B.碳酸氢钠
C.氯化钡 D.硫酸铜
解析:钠与盐溶液中的水反应生成NaOH和H2,故每种溶液中均有气体H2产生。再看生成的NaOH与溶液中的溶质能否反应。A项中发生反应NH4Cl+NaOH===NaCl+NH3·H2O,没有沉淀生成;B项中发生反应NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O,没有沉淀生成;C项中BaCl2与NaOH不反应;D项中产生氢氧化铜沉淀:2NaOH+CuSO4===Na2SO4+Cu(OH)2↓。
3.下列操作或说法正确的是( B )
A.将钠保存在水中
B.将一小块钠放在石棉网上加热、观察现象
C.用手掰开一块金属钠,观察钠的颜色
D.将Na投入FeSO4溶液中可置换出Fe
解析:A项,Na一般保存在煤油中;C项,不能用手直接接触金属钠;D项,Na与H2O反应,不能置换出Fe。
4.将一块银白色的金属钠放在空气中会发生一系列变化:表面变暗→“出汗”→白色粉末。下列有关叙述中不正确的是( D )
A.表面变暗是因为钠与空气中的氧气反应生成氧化钠
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.最后的白色粉末是碳酸钠
D.该过程中的所有化学反应均为氧化还原反应
8
解析:金属钠在空气中易被氧气氧化生成氧化钠,出现变暗现象,故A正确;氧化钠与空气中的水反应生成氢氧化钠,氢氧化钠吸收空气中的水蒸气在表面形成了溶液,可观察到“出汗”,故B正确;生成的氢氧化钠再与空气中的二氧化碳、水蒸气反应生成碳酸钠的结晶水合物,最终风化得到的白色粉末为碳酸钠,故C正确;整个过程中只有Na→Na2O的过程中有元素化合价的变化,属于氧化还原反应,其余均不是氧化还原反应,故D错误。
5.如图所示,在蒸发皿中放一小块钠,加热至熔化时,用玻璃棒蘸取少量无水CuSO4粉末与熔化的钠接触,瞬间产生耀眼的火花,同时有红色物质生成。据此判断下列说法中不正确的是( C )
A.上述反应是置换反应
B.上述反应放出热量
C.上述反应中CuSO4表现了还原性
D.加热且无水条件下,Na可以与CuSO4反应并生成Cu
解析:由题干条件知,钠与无水CuSO4接触产生火花说明反应放热;有红色物质生成说明有铜产生,由此可分析知熔化的钠与无水CuSO4发生了置换反应,钠表现了还原性。
6.将一小块钠投入到含5 mL饱和澄清石灰水的试管里,不可能观察到的现象是( C )
A.钠熔成小球并在液面上游动
B.有气体生成
C.溶液底部有银白色物质生成
D.溶液变浑浊
解析:本题易错选D,错选的原因是忽略了钠与水反应生成了NaOH,反应为放热反应。将一小块钠投入到饱和澄清石灰水中,钠与水剧烈反应,所以首先观察到钠与水反应的一系列现象;随着反应的进行,水被消耗,溶液的温度升高,由于Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而降低,所以溶液中的Ca(OH)2有部分析出,可观察到溶液变浑浊。
7.等质量的两块钠,第一块在足量氧气中加热,第二块在常温下与足量氧气充分反应,则下列说法正确的是( B )
A.第一块钠失去电子多
B.两块钠失去电子一样多
8
C.第二块钠的反应产物质量较大
D.两块钠的反应产物质量一样大
解析:由于两块钠质量相同,都变成+1价,故失去电子一样多。钠在O2中加热,产物是Na2O2;钠在常温下与O2反应,产物为Na2O,故第一块钠反应产物质量较大。
8.将小块钠投入到FeCl3的稀溶液中,以下对有关现象的描述中最恰当的是( B )
A.钠溶解;溶液里有黑色固体析出和无色气体逸出
B.钠与溶液剧烈反应;溶液里有红褐色沉淀生成,溶液的颜色变浅
C.钠在溶液的表面上静静地消失;溶液里有红褐色沉淀生成
D.钠迅速消失;溶液里快速地冒出很多的气泡,同时有白色沉淀生成
9.将一小块钠投入到NH4Cl溶液中,产生的气体是( D )
A.O2和H2 B.只有H2
C.只有NH3 D.H2和NH3
解析:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑;NaOH+NH4ClNaCl+NH3↑+H2O。
10.根据图示回答,经数小时后,U形管A、B两处的液面会出现下列哪种情况(实验装置足以维持实验期间小白鼠的生命活动,瓶口密封,忽略水蒸气和温度变化对实验结果的影响)( C )
A.A处上升,B处下降
B.A、B两处都下降
C.A处下降,B处上升
D.A、B两处都不变
解析:小白鼠吸入O2,呼出CO2,呼出的CO2被NaOH溶液吸收,导致内压减小,故A处下降,B处上升。
11.下列叙述中正确的是( C )
①钠在空气中燃烧生成白色的过氧化钠 ②钠与硫直接化合,可能发生爆炸 ③钠与硫酸铜溶液反应,可置换出铜 ④金属钠只有还原性,没有氧化性 ⑤钠原子最外层上只有一个电子,所以钠的化合价为+1价
8
A.①②④ B.②③④⑤
C.②④⑤ D.①④⑤
解析:①中过氧化钠为淡黄色固体;③钠与硫酸铜溶液反应时,先与水反应,不能置换出铜。
12.将少量金属钠分别投入下列物质的水溶液中,有气体放出,且溶液质量减轻的是( D )
A.HCl B.NaOH
C.K2SO4 D.CuSO4
解析:
选项
判断
发生反应情况
生成的气体和
溶液质量变化情况
A
×
2HCl+2Na===2NaCl+H2↑
Na置换出氢气,但溶液质量增大
B
×
2H2O+2Na===2NaOH+H2↑
Na置换出氢气,但溶液质量增大
C
×
2H2O+2Na===2NaOH+H2↑
Na置换出氢气,但溶液质量增大
D
√
2H2O+2Na===2NaOH+H2↑
CuSO4+2NaOH===Cu(OH)2↓+Na2SO4
Na置换出氢气,但生成的NaOH又与溶质CuSO4反应生成了Cu(OH)2沉淀使溶液的质量减轻
二、非选择题(共52分)
13.(10分)(1)如图所示装置,在平底烧瓶的底部有一块钠,平底烧瓶内是干燥的空气。过一段时间后可观察到钠表面变暗,气球膨胀,发生反应的化学方程式为4Na+O2===2Na2O。
(2)某班同学用如图所示装置测定空气里氧气的含量。先用弹簧夹夹住橡胶管。点燃钠,伸入瓶中并塞上瓶塞。待钠熄灭并冷却后,打开弹簧夹,观察广口瓶内水面的变化情况。
8
①上述实验过程中发生反应的化学方程式为2Na+O2Na2O2。
②实验完毕,甲同学的广口瓶内进入的水的体积明显小于瓶内空气体积的,乙同学的广口瓶内进入的水的体积明显大于瓶内空气体积的。下列对这两种现象解释合理的是abcd。
a.甲同学使用钠的量可能不足,瓶内氧气没有消耗完
b.甲同学可能未塞紧瓶塞,钠熄灭冷却时外界空气进入瓶内
c.乙同学可能没夹紧弹簧夹,钠燃烧时广口瓶内部分空气受热逸出
d.乙同学可能插入燃烧匙太慢,塞紧瓶塞之前,瓶内部分空气受热逸出
解析:(1)钠与空气中的氧气反应生成Na2O,使钠表面变暗,同时烧瓶内压强降低,气球会膨胀。(2)a项,若钠的量不足,则氧气消耗不完,造成进入的水的体积少于容器容积的,结果偏低,合理。b项,若瓶塞未塞紧,钠熄灭冷却,瓶内气体收缩,则外面的空气会进入瓶内,造成结果偏低,合理。c项,若弹簧夹未夹紧,则钠燃烧时,瓶内气体膨胀,部分气体逸出,造成结果偏高,合理。d项,若插入燃烧匙太慢,则钠燃烧时,瓶内气体膨胀,在塞紧瓶塞前,瓶内部分气体逸出,造成结果偏高,合理。
14.(8分)金属钠与水的反应是中学化学中的一个重要反应,其实验方法分别如图甲、乙、丙所示:
8
(1)按图甲所示方法,将一块黄豆粒大小的金属钠投入盛有CuCl2溶液的水槽中,实验完毕后,发现生成的沉淀中混有少量黑色固体,则该黑色固体可能是CuO(或氧化铜),理由是2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,CuSO4+2NaOH===Cu(OH)2↓+Na2SO4,Cu(OH)2CuO+H2O(用化学方程式表示)。
(2)某同学用镊子夹住一小块钠,按图乙所示方法收集产生的气体,但钠很快脱落,实验失败。造成这种结果的原因是钠在水中会熔化成小球,用镊子不易控制,正确的操作是用铂箔将钠包好后再扎些小孔,用镊子夹住放入水中。
(3)用装满水的矿泉水瓶按图丙所示方法进行实验,用手挤压矿泉水瓶并塞紧带有钠的塞子,待反应结束后,产生的实验现象是干瘪的矿泉水瓶又重新鼓起;用图丙所示方法检验氢气的优点是安全方便。
解析:(1)钠加入CuCl2溶液中,钠先与水反应生成NaOH,NaOH再与CuCl2反应生成Cu(OH)2沉淀,钠与水反应放出大量的热,使Cu(OH)2分解生成黑色的CuO。(2)钠在水中会熔化成小球,反应过程中钠球逐渐变小,并且生成气体,导致钠球浮力增大,故用镊子不易控制。正确的操作是用铂箔将钠包好,再扎些小孔,用镊子夹住放入水中。(3)钠与水反应生成的氢气会使干瘪的矿泉水瓶重新鼓起,实验结束后拔去瓶塞即可检验氢气,安全方便。
15.(9分)在空气中切开一块金属钠,可看到断面呈银白色,具有金属光泽,但断面很快变暗,主要是由于生成一薄层Na2O,若把钠放在石棉网上加热可观察到熔成小球、黄色火焰、生成淡黄色固体,反应的化学方程式为2Na+O2Na2O2,其中还原剂为Na。若把1.15 g钠放在足量的氯气中燃烧,生成氯化钠的质量是2.93 g,反应方程式是2Na+Cl22NaCl。
解析:钠与氧气在不加热时生成Na2O,在加热时生成Na2O2。n(NaCl)=n(Na)==0.05 mol,m(NaCl)=0.05 mol×58.5 g·mol-1≈2.93 g。
16.(11分)用下图的实验装置可以进行钠跟水反应的实验,并可收集、检验生成的气体,煤油的密度为0.87 g·cm-3。请回答下列问题。
8
(1)液体物质添加完毕后,关闭活塞,向煤油中加入一小块钠,立即塞好胶塞,反应开始前钠的位置在a处(填a、b、c)。
(2)反应后,钠在煤油层和水层界面之间跳动,反应平缓连续进行,说明产生上述现象的原因:当Na跟水反应剧烈时,H2气流将Na托入煤油层,反应停止。随着H2气流减少,Na沉到煤油层和水层的界面,反应又进行。
(3)写出钠跟水反应的化学方程式:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑。
(4)装置中漏斗在反应过程中的主要作用是:防止水溢出。
(5)本实验除能使反应平缓、连续进行,收集和检验生成的气体外,还有一个优点是:安全,这是因为此反应在隔绝空气下进行。
解析:钠的密度比水小,但比煤油大,所以Na沉到煤油层和水层的界面;装置中漏斗在反应过程中的主要作用是防止水溢出;该反应在隔绝空气下进行,比较安全。
17.(14分)(1)NaH与水反应有H2产生,反应的化学方程式为NaH+H2O===NaOH+H2↑,反应中H2O作氧化剂,NaH作还原剂,标准状况下产生4.48 L的H2需NaH的质量为4.8 g。
(2)有人设计出一种在隔绝空气条件下让钠与水反应的方法,利用煤油来控制反应速率,使学生能仔细观察到各种实验现象。该方法简便、安全、现象明显、有趣味性。实验装置如图。
如图所示将6×50 mm玻璃管和长颈漏斗插入橡皮塞孔中。玻璃管外套上30 mm的乳胶管,乳胶管上再接6×30 mm 金属尖嘴管,乳胶管上夹上弹簧夹。
实验时,往100 mL的大试管中先加入40 mL煤油,取一粒黄豆般大小的金属钠放入大试管后塞上橡皮塞,通过漏斗加满滴有酚酞指示剂的水。根据反应中观察到的现象,回答下列问题:
①金属钠变化的现象是钠在煤油中逐渐下沉,至水面时与水发生反应,熔化成银白色小球,在煤油中上下游动,最后完全消失。
②大试管中溶液颜色的变化是水溶液从上至下逐渐由无色变为红色。
③装置中液面的变化分别是:大试管中液面逐渐下降;长颈漏斗中液面逐渐上升。
④简述检验产生气体的方法:
8
当漏斗中液面上升到一定高度后,打开弹簧夹点燃气体,有淡蓝色火焰产生。
解析:(1)NaH与水的反应中只能是Na被2O氧化,在水溶液中Na+只能结合OH-生成NaOH。由反应NaH+H2O===NaOH+H2↑知,n(NaH)=n(H2)==0.2 mol,m(NaH)=M(NaH)·n(NaH)=24 g·mol-1×0.2 mol=4.8 g。
(2)由于钠的密度比水小、比煤油大,所以钠在煤油与水的界面处漂浮,钠与水反应产生的气体在逸出过程中把钠带入煤油层,气体逸出后钠在重力作用下再回到界面,反复多次,直至钠完全消失。产生的气体聚集在大试管上部,把液体反压到长颈漏斗中。
8
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