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- 2021-05-14 发布
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【三维设计】(教师用书)2015年高考化学总复习“点、面、线”备考全攻略(提能力+创新演练经典化)3-1 钠及其化合物 新人教版
[对接高考——高考命题常设误区汇总]
设误选项摘录
设误角度诊断
1.钠与水反应的离子方程式Na+H2O===Na++OH-+H2↑
书写钠与水反应的离子方程式时,电荷、氢原子不守恒
2.Na2O、Na2O2组成元素相同,与CO2反应产物也相同
对Na2O、Na2O2的性质不熟悉
3.Na的金属活动性比Mg强,故可用Na与MgCl2溶液反应制Mg
忽略Na与水的反应
4.向Na2CO3溶液中加入等物质的量的稀盐酸,生成的CO2与原Na2CO3的物质的量之比为2∶1
对Na2CO3与盐酸反应的量的关系把握不准确
[随堂强化落实]
1.(双选题)钠及其化合物的下列用途与化学性质有关的是( )
A.制焰火
B.作原子反应堆的导热剂
C.冶炼金属钛
D.Na2O2作供氧剂
解析:金属及其化合物的焰色反应属于物理性质;冶炼金属钛是利用金属钠的还原性,反应的化学方程式为4Na+TiCl4Ti+4NaCl。
答案:CD
2.如图所示,两圆圈相交的阴影部分表示圆圈内物质相互发生的反应。钠及其氧化物的物质的量均为0.1 mol,水的质量为100 g。下列说法正确的是( )
A.甲、乙、丙都属于氧化还原反应
B.甲反应的离子方程式为Na+2H2O===Na++2OH-+H2↑
C.丙充分反应,能产生0.05 mol O2,电子转移0.1 mol
D.甲、乙、丙充分反应后所得溶液的质量分数分别为w1、w2、w3,则:2w1=w2=w3
解析:乙不是氧化还原反应,A不正确;B项中离子方程式电荷不守恒,不正确;D项中所得溶液质量分数的关系为2w1>w2=w3,不正确。
答案:C
3.下列反应中,过氧化钠既不作氧化剂也不作还原剂的是( )
A.2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
B.2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
C.Na2O2+H2SO4(稀)===Na2SO4+H2O2
D.Fe2O3+3Na2O2(熔融)===2Na2FeO4+Na2O
解析:本题从氧化还原反应理论的角度考查了Na2O2的性质。Na2O2中氧的化合价为-1,Na2O2和水、二氧化碳反应时,Na2O2中氧的化合价既降低又升高,Na2O2既作氧化剂又作还原剂,D选项Na2O2中氧的化合价降低,仅作氧化剂,故C正确。
答案:C
4.关于Na2CO3和NaHCO3比较中,下列说法不正确的是( )
A.NaHCO3固体受热容易分解,而Na2CO3固体受热不容易分解
B.等质量的Na2CO3和NaHCO3分别与足量的盐酸反应,前者消耗盐酸的物质的量比后者多
C.等物质的量浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液分别滴加2滴酚酞试液,前者颜色比后者深
D.Na2CO3溶液和NaHCO3溶液分别与Ba(OH)2溶液反应的离子方程式相同
解析:Na2CO3溶液和NaHCO3溶液分别与Ba(OH)2溶液反应的离子方程式不同,后者的离子反应方程式中为HCO参加反应,而前者的离子方程式中CO参加反应。
答案:D
5.由Na2O2、Na2CO3、NaHCO3、NaCl中某几种组成的混合物,向其中加入足量的盐酸有气体放出。将气体通过足量的NaOH溶液,气体体积减少一部分。将上述混合物在空气中加热,有气体放出,下列判断正确的是(注:2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑)( )
A.混合物中一定不含有Na2CO3、NaCl
B.混合物中一定有Na2O2、NaHCO3
C.无法确定混合物中是否含有NaHCO3
D.混合物中一定不含Na2O2、NaCl
解析:由“混合物在空气中加热,有气体放出”可知,混合物中一定有NaHCO3,由混合物加入足量的盐酸有气体放出且通过足量的NaOH溶液气体体积减少一部分可知,混合物中一定有Na2O2。Na2CO3、NaCl可能有。综上所述,选B。
答案:B
6.有人设计出一种在隔绝空气条件下让钠与FeSO4溶液反应的方法以验证反应的实质。实验时,往100 mL大试管中先加40 mL煤油,取3粒米粒大小的金属钠放入大试管后塞上橡皮塞,通过长颈漏斗加入FeSO4 溶液使煤油的液面升至胶塞,并夹紧弹簧夹(如图)。
仔细观察,回答下列问题:
(1)有关钠的现象:________________________________________________。
(2)大试管中溶液颜色的变化:_______________________________________________。
(3)装置中液面的变化:大试管内________;长颈漏斗内__________________________。
(4)写出钠与硫酸亚铁反应的离子方程式:_____________________________________。
解析:钠的密度比煤油大,比水的小,因而会在界面处反应,受H2的冲击上浮,受重力下沉,生成的NaOH与FeSO4反应生成Fe(OH)2沉淀。
答案:(1)钠熔化成小球,在界面处上下跳动
(2)颜色逐渐变浅
(3)液面下降 液面上升
(4)2Na+2H2O+Fe2+===2Na++Fe(OH)2↓+H2↑
[提能综合检测]
一、单项选择题(本题包括7小题,每小题4分,共28分)
1.将0.1 mol下列物质分别加入100 mL蒸馏水中,恢复至室温,所得溶液中阴离子浓度的大小顺序是(溶液体积变化忽略不计)( )
①Na2O2 ②Na2O ③Na2CO3 ④NaCl
A.①>②>③>④ B.①>②>④>③
C.①=②>③>④ D.①=②>③=④
解析:本题考查元素化合物知识和离子水解知识,意在考查考生的定量分析能力。Na2O2、Na2O与水反应的方程式分别为:Na2O2+H2O===2NaOH+O2↑、Na2O+H2O===2NaOH,二者均产生0.2 mol OH-,因溶液体积变化忽略不计,故①=②;Na2CO3和NaCl电离产生的阴离子均为0.1 mol,而CO发生微弱的水解:CO+H2OHCO+OH-,阴离子数目增多,③>④。
答案:C
2.下列各组物质相互混合反应后,既有气体生成,最终又有沉淀生成的是( )
①金属钠投入到FeCl3溶液中 ②过量NaOH溶液和明矾溶液混合 ③少量Ca(OH)2投入过量NaHCO3溶液中 ④Na2O2投入FeCl2溶液中
A.只有①④ B.只有③
C.只有②③ D.只有①③④
解析:①中生成H2和Fe(OH)3,②中生成NaAlO2,③中生成CaCO3沉淀,④中生成O2和Fe(OH)3。
答案:A
3.除去NaHCO3溶液中混有的少量Na2CO3可采取的方法是( )
A.加入氢氧化钠溶液 B.通入二氧化碳气体
C.加入澄清石灰水 D.加入稀盐酸
解析:Na2CO3溶液能与CO2反应生成NaHCO3,选项中其他除杂试剂均与NaHCO3反应。
答案:B
4.为确定碳酸氢钠固体中是否含有碳酸钠,下列实验操作及判断正确的是( )
A.观察加热时能否放出气体
B.观察滴加盐酸时能否放出气体
C.溶于水中,滴加澄清石灰水,观察是否有沉淀生成
D.溶于水中,滴加少量氯化钡溶液,观察是否有白色沉淀生成
解析:A选项能证明含有碳酸氢钠;B选项碳酸氢钠和碳酸钠均与盐酸反应放出气体;C选项碳酸氢钠和碳酸钠溶液均与澄清石灰水反应生成沉淀。
答案:D
5.为鉴别K2CO3和NaHCO3两种白色固体,有五位同学为鉴别它们,分别设计了下列五种不同的方法,其中不可行的是( )
①分别取样加入1 mol/L的盐酸溶液,看有无气泡产生
②分别取样在试管中加热,将可能产生的气体通入澄清石灰水,观察有无白色浑浊现象
③分别取样配成溶液,滴加BaCl2溶液,观察有无白色浑浊现象
④分别配成溶液,用铂丝蘸取溶液在酒精灯火焰上灼烧,观察火焰的颜色
⑤分别取样配成溶液,滴加澄清石灰水,观察有无白色浑浊现象
A.①③⑤ B.②④
C.①⑤ D.③
解析:K2CO3和NaHCO3具有的相同的化学性质有:与过量酸反应放出CO2气体;与澄清石灰水反应产生CaCO3白色沉淀。不同的化学性质有:固体加热时,NaHCO3分解放出CO2而K2CO3难分解;K2CO3能与BaCl2溶液或CaCl2溶液反应生成BaCO3或CaCO3白色沉淀而NaHCO3不能。焰色反应的颜色:钾元素为紫色(透过蓝色钴玻璃),钠元素为黄色。
答案:C
6.有A、B两个完全相同的装置,某学生分别在它们的侧管中装入1.06 g Na2CO3和0.84 g NaHCO3,A、B中分别有10 mL相同浓度的盐酸,将两个侧管中的物质同时倒入各自的试管中,下列叙述正确的是( )
A.A装置的气球膨胀速率大
B.若最终两气球体积相同,则盐酸的浓度一定大于或等于2 mol/L
C.若最终两气球体积不同,则盐酸的浓度一定小于或等于1 mol/L
D.最终两试管中Na+、Cl-的物质的量一定相同
解析:Na2CO3与NaHCO3的物质的量均为0.01 mol,NaHCO3与盐酸反应的速率大,A项错误;若气球体积相同,则Na2CO3须反应完全,故盐酸浓度大于或等于2 mol/L;若气球体积不同,盐酸浓度小于2 mol/L;最终Na+的物质的量不同。
答案:B
7.下表中,对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及两者间是否具有因果关系的判断都正确的是( )
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
判断
A
碳酸钠、碳酸氢钠能用澄清石灰水鉴别
Na2CO3能与澄清石灰水反应生成白色沉淀,而NaHCO3不能
Ⅰ对,Ⅱ对,有
B
向Na2O2的水溶液中滴入酚酞变红色
Na2O2与水反应生成氢氧化钠
Ⅰ对,Ⅱ错,无
C
金属钠具有强还原性
高压钠灯发出透雾性强的黄光
Ⅰ对,Ⅱ对,有
D
酚酞试液在碳酸钠溶液中的颜色比在碳酸氢钠溶液中深
CO水解程度大于HCO
Ⅰ对,Ⅱ对,有
解析:A项NaHCO3与Ca(OH)2反应也能产生沉淀;B项先变红后褪色;C项钠的焰色反应为黄色与还原性无关。
答案:D
二、双项选择题(本题包括3小题,每小题6分,共18分)
8.钾(K)与Na在性质上具有很大的相似性,但K比Na的活泼性强,下面是根据Na的性质对K的性质的预测,其中正确的是( )
A.K是银白色金属,硬度小,熔点低
B.K在空气可以被空气中的氧气所氧化,且产物只有K2O
C.K与水能够反应,但不如Na与水的反应剧烈,产物都有氢气
D.K也可以与氯气反应,且比Na与氯气的反应剧烈
解析:锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)等元素称为碱金属。由于它们的原子最外层电子数都是1,都容易失去最外层的1个电子,因此,在性质上有相似性。但随着电子层数的增加,原子核对外层电子的吸引力逐渐减弱,失去电子的能力增强,因此,它们的金属活动性逐渐增强。碱金属单质的硬度都很小,熔点都较低,故A正确;由于K的活动性比Na更强,更容易与O2、Cl2、H2O等反应,故B、C错误,D正确。
答案:AD
9.下列关于Na2O2说法正确的是( )
A.与SO2反应生成Na2SO4
B.Na2O2投入到酚酞试液中,溶液变红
C.Na2O2能与酸反应生成盐和水,所以Na2O2是碱性氧化物
D.Na2O2与水反应,Na2O2既是氧化剂,又是还原剂
解析: Na2O2具有漂白性,会使溶液的红色褪去,B项;C项不仅仅生成盐和水,还生成O2,因此不是碱性氧化物。
答案:AD
10.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”→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过氧化钠
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:金属钠放在空气中,首先被氧化成氧化钠,继而与水化合生成氢氧化钠,氢氧化钠吸水而“出汗”,然后吸收空气中的二氧化碳生成碳酸钠晶体,最后失水变成碳酸钠白色粉末。整个过程只有第一步为氧化还原反应。
答案:AD
三、非选择题(本题包括4小题,共54分)
11.(15分)有A、B两种常见化合物组成的混合物,其焰色反应均为黄色,其相互转化关系如图(其他物质均略去)。
根据以上关系,回答下列问题:
(1)写出A、B、C、D的化学式:A________,B________,
C____________,D____________。
(2)写出混合物中加水反应的化学方程式:_________________________________。
(3)加热后,若只得到一种固体化合物,则A与B的物质的量之比的最大值为____________(填数字)。
解析:A、B均为钠的化合物,加热、加水、加酸均能产生气体,加热产生气体C,猜测可能含有碳酸钠或碳酸氢钠,加H2SO4产生气体C、D,猜测有Na2O2,C为O2,D为CO2,加水后通入CO2生成B,可推测B为NaHCO3,A为Na2O2,加热NaHCO3分解产生的CO2、H2O(g)都能与Na2O2反应,但可认为CO2优先反应:
2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
2CO2+2Na2O2===2Na2CO3+O2
要只生成Na2CO3,n(Na2O2)/n(NaHCO3)≤1/2。
答案:(1)Na2O2 NaHCO3 O2 CO2
(2)2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,
NaOH+NaHCO3===Na2CO3+H2O
(3)1/2
12.(12分)为了探究“二氧化碳是否在水存在时才能和过氧化钠反应”,某课题研究小组的同学们设计了如图的实验装置,分别进行了甲、乙两次实验:
实验甲:干燥的二氧化碳和过氧化钠的反应。在干燥的试管Ⅱ中装入Na2O2,在通入CO2之前,关闭K1和K2。在试管Ⅰ内装入试剂X后,打开K1和K2,通入CO2,几分钟后,将带火星的木条插入试管Ⅲ的液面上,观察到木条不复燃,且Ⅱ中的淡黄色没有变化。
实验乙:潮湿的二氧化碳和过氧化钠的反应。在试管Ⅰ内装入试剂Y,其他操作同实验甲。观察到木条复燃,且Ⅱ中的淡黄色变为白色。
试回答下列问题:
(1)在装入Na2O2后,通入CO2前,关闭K1和K2的目的是_______________________。
(2)在实验甲中,试剂X是________;在实验乙中,试剂Y是_______________________。
(3)根据上述两个实验现象,得到的结论是________________________________
________________________________________________________________________。
(4)为了确保实验现象的准确性,制备CO2所用的反应物最好选用________(填编号)。
A.大理石 B.小苏打 C.烧碱 D.盐酸 E.稀硫酸 F.稀硝酸
解析:(1)因实验目的是探究Na2O2与CO2的反应是否需要水的存在,故反应时可先让Na2O2与干燥的CO2反应,然后再与潮湿的CO2反应。所以实验前要注意药品Na2O2的防潮,故关闭K1、K2的目的是防止Na2O2受潮。(2)实验甲中,液态试剂X是为了干燥CO2,故X为浓硫酸。实验乙中,液态试剂Y是为了使CO2潮湿且不和CO2作用,故可选用NaHCO3饱和溶液或水。(4)因盐酸、硝酸具有挥发性,反应产生的CO2气体中混有HCl等干扰实验,又因硫酸钙微溶,故CO2的制取不能选用稀硫酸与大理石,因此只能选用稀硫酸和小苏打反应制取CO2。
答案:(1)防止Na2O2受潮 (2)浓硫酸 饱和NaHCO3溶液或水 (3)二氧化碳只有在水存在时才能和过氧化钠反应 (4)BE
13.(12分)某实验小组拟用50 mL NaOH溶液吸收CO2气体,制备Na2CO3溶液。为了防止通入的CO2气体过量生成NaHCO3,设计了如下实验步骤:
①用25 mL NaOH溶液吸收CO2气体,至CO2气体不再溶解;
②小火煮沸溶液1 min~2 min;
③在得到的溶液中加入另一半(25 mL)NaOH溶液,使其充分混合。
此方案能制得纯净的Na2CO3
(1)将块状大理石加入试管中的正确方法是:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)写出①、③两步的化学方程式:
________________________________________________________________________,
________________________________________________________________________。
(3)有人认为将实验步骤②、③的顺序对调,即先混合再煮沸,更合理。你认为对吗?________(填“对”或“不对”)。理由______________________________________。
答案:(1)将试管平放,用镊子把块状大理石放在试管口,将试管慢慢竖起,使块状大理石缓缓滑至试管底部
(2)NaOH+CO2===NaHCO3
NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O
(3)不对 若不先除去溶液中溶解的CO2气体,则实验③加入的NaOH溶液将有一部分与CO2气体反应,使NaHCO3溶液不能完全转化为Na2CO3,这样制取Na2CO3中就会混有NaHCO3
14.(15分)现有一定量含有Na2O杂质的Na2O2试样,用下图的实验装置测定Na2O2试样的纯度。(可供选用的反应物只有CaCO3固体、6 mol/L盐酸、6 mol/L硫酸和蒸馏水)
回答下列问题:
(1)装置A中液体试剂选用________,理由是_________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)装置B的作用是_____________________________________________,
装置D中碱石灰的作用是__________________________________________________。
(3)装置C中发生反应的化学方程式是_________________________________。
(4)若开始时测得样品的质量为2.0 g,反应结束后测得气体体积为224 mL(标准状况),则Na2O2试样的纯度为________。
解析:(1)A是CO2的发生装置,应选盐酸,因CaSO4微溶于水致使反应停止;(2)B吸收A中逸出的HCl,避免干扰C中的反应;多余的CO2在D中吸收,以免影响F的读数。
(3)从B出来的气体有CO2、H2O,则Na2O2、Na2O均可与CO2、H2O反应。
(4)由2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2↑
156 g 22.4 L
x 224×10-3 L
则x==1.56 g,
w(Na2O2)=×100%=78%。
答案:(1)6 mol/L盐酸 硫酸与CaCO3固体反应生成的CaSO4微溶于水,会覆盖在CaCO3固体表面,使反应不能持续进行
(2)除去气体中的HCl
吸收装置C中反应剩余的CO2及H2O(g)
(3)2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2、
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑、
Na2O+CO2===Na2CO3、
Na2O+H2O===2NaOH
(4)78%
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