121研究物质性质的方法和程序Word下载.docx

121研究物质性质的方法和程序Word下载.docx

《121研究物质性质的方法和程序Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《121研究物质性质的方法和程序Word下载.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

探究2　钠与水反应的现象

实验步骤

实验现象

现象分析

钠浮在水面上

钠的密度比水小

钠熔化成闪亮的小球

钠的熔点低，反应放出热量

小球在水面上四处游动，最后完全消失

反应产生的气体推动小球运动

与水反应发生嘶嘶响声

钠与水反应产生气体

反应后溶液变为红色

反应生成碱性物质

实验结论

常温下，钠与水剧烈反应，生成NaOH和H2。

2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑

（1）探究钠与水反应的现象时，所取钠块体积不宜过大（黄豆粒大为宜），避免产生的热量使液体飞溅。

（2）烧杯中水的体积不宜过大，占烧杯容积的1/3为宜。

（3）钠与水发生置换反应，即钠置换氢。

（4）上述探究过程中运用了观察法、实验法、比较法。

[成功体验]

1．判断正误。

（1）钠是一种硬度很大的银白色金属。

（　　）

（2）实验室常将少量金属钠保存在冷水中。

（3）钠与水反应时熔化成球，说明钠的熔点低于100℃。

（4）钠、水、煤油三者密度的大小顺序为：

ρ钠>

ρ水>

ρ煤油。

答案：

（1）×

（2）×

　（3）√　（4）×

钠与氧气的反应

用小刀切下一小块金属钠，在空气中放置片刻

放在石棉网上加热

光亮的切面变暗

钠熔化成银白色小球，剧烈燃烧，发出黄色火焰，生成淡黄色固体

常温下钠极易与氧气反应：

4Na＋O2===2Na2O（白色固体）

钠易燃烧：

2Na＋O2

Na2O2（淡黄色固体）

拓展

钠与O2反应的产物取决于反应条件，常温下生成Na2O，加热（或点燃）条件下生成Na2O2

（1）Na2O中氧显－2价，Na2O2中氧显－1价。

（2）Na2O和Na2O2均是由离子构成的化合物，且二者阳离子和阴离子数目之比均为2∶1（Na2O中含Na＋和O2－，Na2O2中含Na＋和O

）。

（3）Na2O2比Na2O稳定：

2Na2O＋O2

2Na2O2。

（4）Na2O与H2O反应：

Na2O＋H2O===2NaOH。

2．（好题共享·

选自教材P18·

T1改编）下列叙述正确的是（　　）

A．金属钠在常温下与空气反应生成过氧化钠

B．金属钠在空气中燃烧生成氧化钠

C．加热时，钠剧烈燃烧，产生黄色火焰

D．Na2O2中阳离子和阴离子数目之比为1∶1

解析：

选C　钠在空气中燃烧，产生黄色火焰，生成过氧化钠，过氧化钠中阳离子为Na＋，阴离子为O

，数目之比为2∶1。

过氧化钠的性质和用途

探究1　物理性质

过氧化钠为淡黄色固体。

探究2　化学性质

（1）与H2O反应（化学方程式）：

2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑。

（2）与CO2反应（化学方程式）：

2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2。

探究3　用途

作为呼吸面具和潜水艇里氧气的来源。

（1）钠在空气中变质的过程：

Na

Na2O

NaOH

Na2CO3·

10H2O

Na2CO3，故Na、Na2O、Na2O2、NaOH在空气中露置时，最终均转化为Na2CO3。

（2）钠着火时生成Na2O2，故不能用水、干冰灭火，原因是：

2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，即灭火过程中会产生可燃性H2和助燃性O2；

应用沙子灭火。

（3）Na2O2具有漂白性，常用于漂白纸浆。

3．试写出下列反应的化学方程式

Na2O溶于水：

______________________________________________________________

Na2O2溶于水：

_____________________________________________________________

Na2O与CO2反应：

__________________________________________________________

Na2O2与CO2反应：

_________________________________________________________

Na2O＋H2O===2NaOH　2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑　Na2O＋CO2===Na2CO3　2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2

对应学生用书P6

考查钠与酸、碱、盐溶液的反应

1.钠与酸溶液的反应

钠与水反应的实质是钠与H＋反应，因而钠与酸溶液反应比与水反应剧烈。

如：

2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑。

2．钠与碱溶液的反应

钠与碱溶液反应的实质是钠与水的反应。

3．钠与盐溶液的反应

钠投入到盐溶液中，先与水反应，生成NaOH，如果NaOH能与该盐反应，则继续发生复分解反应。

（1）钠投入到NaCl溶液中发生的反应为：

（2）钠投入到FeCl3溶液中发生的反应为：

2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑①

3NaOH＋FeCl3===Fe（OH）3↓＋3NaCl②

将反应①和反应②合并可得总反应：

6Na＋6H2O＋2FeCl3===2Fe（OH）3↓＋3H2↑＋6NaCl

[特别提醒]

钠也可以与其他非金属单质反应，如2Na＋Cl2

2NaCl,2Na＋S

Na2S。

[例1]　把一小粒金属钠放入足量的硫酸铜溶液中。

下列物质中属于该反应最终产物的是（　　）

A．Cu　　　　　　　　　B．NaOH

C．CuOD．Cu（OH）2

[解析]　将钠投入足量CuSO4溶液中，钠先与水反应，生成的NaOH再与CuSO4反应：

2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，2NaOH＋CuSO4===Cu（OH）2↓＋Na2SO4。

[答案]　D

钠不能从盐溶液中置换出金属而置换的是氢气；

若与熔融态的盐反应，则钠可以置换出较不活泼的金属，如4Na＋TiCl4

Ti＋4NaCl，用钠还可以制取锆、铌、钽等金属。

若将一小粒金属钠投入到饱和MgCl2溶液中，会发生什么现象？

解释原因。

现象

原因

钠浮在液面上

ρNa<

ρH2O

钠熔化成闪亮小球

发出“嘶嘶”响声

产生气体

钠球四处游动

气体推动小球移动

溶液中出现白色沉淀

生成的Mg（OH）2难溶于水

考查Na2O2与CO2、H2O反应的有关计算

1.固体质量关系

相当于固体（Na2O2）只吸收了CO2中的“CO”，H2O中的“H2”；

可以看作发生相应的反应：

Na2O2＋CO===Na2CO3、Na2O2＋H2===2NaOH（实际上两反应不能发生）。

2．先后顺序关系

一定量的Na2O2与一定量CO2和H2O（g）的混合物反应，解决问题时可视作Na2O2先与CO2反应，待CO2反应完成后，Na2O2再与H2O发生反应（实际情况复杂得多）。

[例2]　把2.1gCO与H2组成的混合气体与足量的O2充分燃烧后，立即通入足量的Na2O2固体中，固体的质量增加（　　）

A．2.1gB．3.6g

C．7.2gD．无法确定

[解析]　由2CO＋O2

2CO2、2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2合并得：

Na2O2＋CO===Na2CO3，由2H2＋O2

2H2O,2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑合并得：

Na2O2＋H2===2NaOH，可知固体质量增加的为CO和H2的总质量。

[答案]　A

对于H2或CO或其混合气体及通式符合（CO）n（H2）m的物质完全燃烧后的产物，通过足量的Na2O2后，固体增加的质量为上述物质的质量。

将ag某物质充分燃烧后（产物均为CO2和H2O），将产物立即通入足量Na2O2中，Na2O2质量增加ag，则符合条件的是（　　）

A．CH4B．C2H4

C．C2H6OD．C2H4O2

选D　分析选项中各物质是否符合（CO）n（H2）m即可，D项C2H4O2可变为（CO）2（H2）2，故符合条件。

对应学生用书P7

[课堂双基落实]

1．下列有关钠的物理性质的叙述中，正确的是（　　）

①银白色金属　②质软　③可以用小刀切割　④熔点低于100℃　⑤密度比水小　⑥热和电的良好导体

A．①②③　　　　　　　　　B．①②③④

C．②③④⑤⑥D．①②③④⑤⑥

选D　钠的物理性质属于识记内容。

2．金属钠着火时，应选用的灭火剂是（　　）

A．水B．泡沫灭火器

C．沙土D．煤油

选C　钠着火时生成Na2O2，而Na2O2能与水和CO2反应生成O2，故不能用含水的物质来灭火；

煤油为有机物，本身可燃烧。

C项正确。

3．金属钠和水（含几滴酚酞）的反应是一个重要的实验，能从该实验获得的信息中说明金属钠具有的性质是（　　）

①密度较小　②熔点较低　③硬度较小　④非常活泼　⑤该反应生成相应的碱　⑥该反应是放热反应

A．①②③④⑤B．①②④⑤⑥

C．除③⑥之外D．全部

选B　钠与滴有酚酞的水反应的现象简称为：

浮、熔、游、响、红。

其中浮——密度小；

熔（化）——熔点低，反应放热；

游、响——性质活泼，产生气体；

红——生成碱。

4．下列各组物质混合后，不能生成NaOH的是（　　）

A．Na和H2O

B．Ca（OH）2溶液与Na2CO3溶液

C．Na2O2和H2O

D．Ca（OH）2溶液与NaCl溶液

选D　A项，2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑；

B项，Ca（OH）2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaOH；

C项，2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑；

D项，Ca（OH）2与NaCl不反应。

5．如图表示A～E五种物质间的相互转化关系，其中A为淡黄色固体，B为单质。

试推出各物质的化学式，并写出B→C、C→D、D→E反应的化学方程式。

（1）各物质的化学式：

A________，B________，C________，

D________，E________。

（2）写出B→C、C→D、D→E反应的化学方程式：

B→C：

___________________________________________________________________。

C→D：

D→E：

由题给信息及框图转化关系可知A、B、C、D、E分别为：

Na2O2、Na、NaOH、Na2CO3、NaCl。

（1）Na2O2　Na　NaOH　Na2CO3　NaCl

（2）2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑

2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O

Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O

[课下综合检测]

1．对钠跟水反应的现象叙述完全且正确的是（　　）

A．钠浮在水面上，反应很快停止

B．钠浮在水面上剧烈燃烧，火焰呈黄色

C．钠熔化成闪亮小球浮在水面上，不断游动，嘶嘶作响

D．钠熔化成闪亮小球，沉在水底，并有气泡产生

选C　钠遇到水后，立即与水发生反应，因为钠的密度小于水，故钠浮在水面上；

因为钠与水反应是放热反应，而钠本身的熔点是97.81℃，故与水剧烈反应，熔成闪亮的小球；

因为产生氢气，故发出嘶嘶声响；

由于气体是在球与水面接触点产生，故产生的气体推动小球在水面游动。

2．下列金属单质中，能从CuCl2溶液中置换出铜的是（　　）

①锌　②银　③钠　④铁

A．①③B．①④

C．③④D．②④

选B　在金属活动性顺序中，锌、钠、铁都排在铜的前面，但钠先与水反应，生成的NaOH与CuCl2发生复分解反应生成Cu（OH）2沉淀，故不能置换出铜。

3．将一小块钠长期露置于空气中，最终生成（　　）

A．Na2OB．NaOH

C．NaHCO3D．Na2CO3

选D　钠长期露置于空气中发生一系列变化：

10H2O―→Na2CO3

4．将一小块钠投入下列溶液时，既能产生气体又会出现沉淀的是（　　）

A．稀硫酸B．氢氧化钠溶液

C．饱和氯化钠溶液D．氯化钾溶液

选C　钠可与水反应生成氢气，由于消耗水，饱和氯化钠溶液中会有氯化钠晶体析出。

5．下列物质在一定条件下均能产生氧气，其中最适合用于宇航员（宇航员呼吸所需的氧气主要来自太空服中的呼吸面具）出舱时的供氧剂的是（　　）

A．HNO3B．H2O2

C．KClO3D．Na2O2

选D　作为呼吸面具的供氧剂必须是固体，且极易与呼出的CO2及H2O反应产生O2，符合要求的只有Na2O2。

6．下列叙述中不正确的是（　　）

A．Na2O2是淡黄色固体，Na2O是白色固体，二者都能与水反应生成NaOH

B．Na和O2在加热时反应生成Na2O2，在常温下反应生成Na2O

C．Na2O与CO2发生化合反应生成Na2CO3，Na2O2与CO2发生置换反应生成O2

D．2gH2充分燃烧后产物被Na2O2完全吸收，Na2O2固体增重2g

选C　Na2O2与CO2反应生成O2：

2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，该反应不是置换反应。

2gH2充分燃烧后生成18g水，完全被Na2O2固体吸收发生反应2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，由质量守恒可知，固体由Na2O2→NaOH，其质量增加的量等于H2O→O2质量减少的量，18g水被吸收后生成16gO2，即Na2O2固体增重为2g。

7．在一定温度下，向饱和烧碱溶液中加入一定量的过氧化钠，充分反应后恢复到原温度，下列说法正确的是（　　）

A．溶液中有晶体析出，Na＋数目不变

B．溶液中有气体逸出，Na＋数目增加

C．溶质的质量分数增大

D．溶液中Na＋数目减少，溶质质量分数未变

选D　加入Na2O2，Na2O2与水反应：

2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，消耗水的同时生成NaOH，因此析出晶体，溶液中Na＋数目减少，因溶液仍为原温度下的饱和溶液，溶质质量分数不变。

8．[双选题]将金属钠分别投入下列物质的溶液中，有气体放出，且溶液质量减轻的是（　　）

A．稀盐酸B．K2SO4

C．CuCl2D．饱和NaOH溶液

选CD　钠遇水或水溶液均能发生反应置换出氢气，故以上四个选项均能满足题干中有气体放出这一条件。

解题的关键在于题干中的最后“溶液质量减轻”。

若投入金属钠的质量小于脱离溶液的物质的质量，则溶液的质量减轻。

选项A、B中每有23g钠进入溶液均生成1gH2，溶液质量增加22g。

C项中由于钠与水反应生成的NaOH还能进一步与CuCl2反应，析出Cu（OH）2沉淀，所以溶液质量减轻。

D选项中NaOH溶液是饱和溶液，投入钠后消耗水，析出氢氧化钠固体，溶液质量也减轻。

9．2.3g钠在干燥的空气中与氧气反应，可得3.5g固体（假设产物不发生化学反应），据此可判断其产物为（　　）

A．只有Na2O2B．只有Na2O

C．Na2O和Na2O2D．无法确定

选C　金属钠和氧气反应可生成Na2O或Na2O2，此题用“极值法”：

若2.3g钠全部反应生成Na2O，由反应4Na＋O2===2Na2O可得生成Na2O的质量为3.1g；

若2.3g钠全部反应生成Na2O2，由反应2Na＋O2

Na2O2可得生成Na2O2的质量为3.9g；

现产物为3.5g，介于3.1g和3.9g之间，故产物为Na2O和Na2O2的混合物。

10．将10.4gNa2O和Na2O2的固体混合物投入到水中，充分反应后收集到O2的质量为1.6g，则混合物中Na2O的质量分数为（　　）

A．20%B．75%

C．25%D．66%

选C　由生成O2的质量可先求出Na2O2的质量，

2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑

2×

78　　　　　　　　　　　32

x　　　　　　　　　　　　　1.6g

x＝7.8g，

混合物中m（Na2O）＝10.4g－7.8g＝2.6g，

×

100%＝25%。

11．下面是有关Na及Na2O2性质的探究实验。

（1）取一小块金属钠，放在燃烧匙里加热，下列现象中正确的是________。

①熔成小球　②在空气中燃烧火星四射　③燃烧后得白色固体　④火焰为黄色　⑤燃烧后生成淡黄色固体

A．①②B．①②③

C．①④⑤D．④⑤

（2）取少量

（1）中生成的固体放入试管中，滴几滴水，有无色无味气体放出。

检验该气体的方法是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）总结Na2O与H2O、Na2O2与H2O、Na2O与盐酸发生化学反应的规律，写出Na2O2与盐酸反应的化学方程式，并判断Na2O2是否为碱性氧化物（与酸反应生成盐和水的氧化物）。

Na在空气中加热，首先熔化成小球，继而燃烧，产生黄色火焰，得到的产物为淡黄色固体Na2O2，发生反应的方程式为2Na＋O2

Na2O2。

Na2O2与H2O反应放出O2，化学方程式为2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，将带火星的木条伸入试管中，木条复燃，证明生成的气体为O2；

Na2O与H2O、盐酸反应的化学方程式分别为Na2O＋H2O===2NaOH（生成碱）、Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O（生成盐和水），而Na2O2与H2O反应生成NaOH和O2，不难推测出Na2O2与盐酸反应的化学方程式为2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋2H2O＋O2↑。

碱性氧化物是能与酸反应生成盐和水的氧化物，而Na2O2与盐酸反应不只生成盐和水，还生成了O2，故Na2O2不属于碱性氧化物。

（1）C

（2）将带火星的木条伸入试管中，木条复燃则为O2

（3）2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋2H2O＋O2↑，不是碱性氧化物

12．用脱脂棉包住约0.2g过氧化钠粉末，置于石棉网上，往脱脂棉上滴水，可观察到脱脂棉剧烈燃烧起来。

（1）由实验现象所得出的有关Na2O2和H2O反应的结论是：

a：

有氧气生成；

b：

_______________________________________________________。

（2）某学校研究性学习小组拟用右图装置进行实验，以证明上述结论。

①用以验证结论a的实验操作方法及现象是：

_______________________。

②用以验证结论b的实验操作方法及现象是：

（1）往Na2O2上滴水可使脱脂棉燃烧起来，说明该反应是放出热量的反应。

（2）①若要证明有O2放出，可在导管p处用带火星的木条检验O2的生成。

②若要验证该反应是一放出热量的反应，利用热胀冷缩的原理，把导管q放入水中，看是否有气泡产生。

（1）该反应为放出热量的反应

（2）①将带火星的木条靠近导管口p处，木条复燃

②将导管q放入水槽中，反应过程中，导管口有气泡产生

13．在呼吸面具和潜水艇中可用过氧化钠作为供氧剂。

请选用适当的化学试剂和实验用品，用下图中的实验装置进行实验，证明过氧化钠可用作供氧剂。

（1）A是制取CO2的装置。

写出A中发生反应的化学方程式：

______________________。

（2）填写表中空格：

仪器

加入试剂

加入该试剂的目的

B

饱和NaHCO3溶液

除挥发出来的HCl

C

D

（3）写出Na2O2与CO2反应的化学方程式：

_______________________________________

（4）试管中收集满气体后，下一步实验操作及现象、结论是_______________________。

由装置图可以看到A为CO2发生装置，B、D为洗气装置，C中产生O2，E为收集O2的装置。

实验室中使用大理石（CaCO3）和稀盐酸反应制取CO2，会混有少量HCl杂质，可以用NaHCO3饱和溶液除去，反应方程式：

NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑。

生成的O2可以用带火星的木条检验。

（1）CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑

（2）

除去CO2中混有的HCl

反应生成O2

NaOH溶液

吸收没有反应的CO2

（3）2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2

（4）把E中的导管移出水面，关闭分液漏斗活塞，用拇指堵住试管口，取出试管。

把带火星的木条伸入试管口内，木条复燃，证明管中收集的气体是O2