高考化学 元素及其化合物必练 专题05 钠及其化合物.docx
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高考化学元素及其化合物必练专题05钠及其化合物
专题五钠及其化合物
1.在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能一步实现的是
A.Fe
Fe2O3
FeCl3(aq)B.N2
NH3
NO
C.SiO2
H2SiO3
Na2SiO3(aq)D.Al2O3
Al(OH)3
AlCl3(aq)
【答案】B
2.下列说法不正确的是()
A.钠燃烧产物为过氧化钠B.锂燃烧产物为氧化锂
C.Na2O和Na2O2均属于碱性氧化物D.Na2O和Na2O2均与CO2反应
【答案】C
【解析】钠燃烧的产物为过氧化钠,常温下与氧气反应生成氧化钠,A正确;锂的金属性弱于钠,燃烧产物为氧化锂,B正确;Na2O属于碱性氧化物,Na2O2不属于碱性氧化物,C错误;Na2O与CO2反应生成碳酸钠,Na2O2与CO2反应生成碳酸钠和氧气,D正确。
3.下列有关物质的性质与用途不正确的是
A.明矾溶于水后可得到少量的有强吸附性的Al(OH)3,故明矾可作净水剂
B.Na2O2可用于呼吸面具或潜水艇中的供氧剂
C.用热的纯碱洗去油污是因为Na2CO3可直接与油污反应
D.Al2O3熔点高,可用作耐高温材料
【答案】C
【解析】明矾净水的原理是:
Al3++3H2O
Al(OH)3(胶体)+3H+,利用Al(OH)3(胶体)的吸附性进行净水,A正确;过氧化钠用作潜水艇中的供氧剂是因为过氧化钠与水、二氧化碳反应都生成氧气,B正确;
碳酸钠水解呈碱性,加热促进水解,有利于油脂的水解,碳酸钠与油脂不反应,C错误;氧化铝为离子化合物,熔点高,可用于耐高温材料,D正确。
4.下列说法正确的是
A.制硝基苯时将浓硝酸沿着内壁慢慢注入盛有浓硫酸的烧怀中,并不断搅拌
B.根据火焰所呈现的特征焰色,可以检验金属或金属离子的存在
C.实验室中少量金属钠常保存在煤油中,实验时多余的钠不能放回原瓶中
D.用玻璃棒在过滤器上搅拌以加速硫酸钡沉淀的洗涤
【答案】B
5.在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是
A.NaHCO3(s)
Na2CO3(s)
NaOH(aq)
B.Al(s)
NaAlO2(aq)
Al(OH)3(s)
C.AgNO3(aq)
[Ag(NH3)2](aq)
Ag(s)
D.Fe2O3(s)
Fe(s)
FeCl3(aq)
【答案】A
【解析】NaHCO3(s)加热分解生成Na2CO3(s),碳酸钠与石灰水反应生成碳酸钙沉淀和NaOH,该转化关系均能实现,A正确;NaAlO2(aq)与过量盐酸反应生成氯化铝和水,不会得到Al(OH)3(s),B错误;[Ag(NH3)2]+(aq)与盐酸反应不能生成银析出,应该生成氯化银沉淀,C错误;Fe与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,不会得到FeCl3(aq),D错误。
6.下列操作或装置能达到实验目的是( )
A.
验证NaHCO3和Na2CO3的热稳定性B.
分离Fe(OH)3胶体
C.
称取一定量的NaOHD.
制取NaHCO3
【答案】D
7.在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】NaHCO3受热分解成Na2CO3、CO2和H2O,Na2CO3与饱和石灰水反应生成CaCO3和NaOH,两步反应均能实现;Al与NaOH溶液反应生成NaAlO2和H2,NaAlO2与过量盐酸反应生成NaCl、AlCl3和H2O,第二步反应不能实现;AgNO3中加入氨水可获得银氨溶液,蔗糖中不含醛基,蔗糖不能发生银镜反应,第二步反应不能实现;Al与Fe2O3高温发生铝热反应生成Al2O3和Fe,Fe与HCl反应生成FeCl2和H2,第二步反应不能实现;物质间转化均能实现的是A项。
8.下列有关物质性质与用途具有对应关系的是
A.NaHCO3受热易分解,可用于制胃酸中和剂
B.SiO2熔点高硬度大,可用于制光导纤维
C.Al2O3是两性氧化物,可用作耐高温材料
D.CaO能与水反应,可用作食品干燥剂
【答案】D
【解析】NaHCO3能与HCl反应,NaHCO3用于制胃酸中和剂,NaHCO3用于制胃酸中和剂与NaHCO3受热易分解没有对应关系;SiO2传导光的能力非常强,用于制光导纤维,SiO2用于制光导纤维与SiO2熔点高硬度大没有对应关系;Al2O3的熔点很高,用作耐高温材料,Al2O3用作耐高温材料与Al2O3是两性氧化物没有对应关系;CaO能与水反应,用于食品干燥剂,CaO用于食品干燥剂与CaO与水反应有对应关系。
9.下列实验方案中不能达到相应实验目的的是
选项
A
B
C
D
方案
目的
探究浓度对化学反应速率的影响
探究催化剂对H2O2分解速率的影响
室温下比较NaHCO3和Na2CO3的溶解度
探究温度对化学平衡的影响
【答案】B
10.下列实验的现象及相应的结论都正确的是
【答案】B
11.化学与社会、生活密切相关,下列说法正确的是()
A.可以利用化学氧化(铬酸做氧化剂)的方法使铝制品表面的氧化膜产生美丽的颜色。
B.将单质铜制成“纳米铜”时,具有非常强的化学活性,在空气中可以燃烧,说明“纳米铜”的还原性比铜片更强
C.直馏汽油、裂化汽油、植物油均能使溴的四氯化碳溶液褪色
D.高压钠灯发出透雾性能力强的淡紫色光,常做路灯
【答案】A
【解析】经过化学或电化学抛光后的铝及铝合金制件,进行阳极氧化处理后,可得到光洁、光亮、透明度较高的氧化膜层,再经染色,可得到各种色彩鲜艳夺目的表面,A正确;“纳米铜”和铜片是同一种物质,还原性相同,由于纳米铜颗粒较小,反应速率较快,B错误;直馏汽油属于饱和烃,不能使溴的四氯化碳溶液褪色,裂化汽油、植物油中均含有不饱和键(碳碳双键),能够与溴发生加成反应,导致溴的四氯化碳溶液褪色,C错误;高压钠灯能发出透雾能力强的黄色光,D错误。
12.根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是
选项
实验操作和现象
实验结论
A
分别加热Na2CO3和NaHCO3固体,试管内壁均有水珠
两种物质均受热分解
B
向SO2水榕液中通入H2S气体,有淡黄色沉淀产生
SO2具有氧化性
C
向无水乙醇中加入浓硫酸,加热,将产生的气体通入酸性
KMnO4溶液,KMnO4溶液褪色
产生的气体是乙烯
D
取少量食盐溶于水,加稀硫酸酸化,再滴入淀粉溶液,溶液未呈蓝色
该食盐中不含有KIO3
【答案】B
13.在给定条件下,下列选项所示的物质转化均能实现的是
A.S
SO2
CaSO4
B.Si
SiO2
SiCl4
C.Fe
Fe2O3
Fe(OH)3
D.Na
NaOH(aq)
NaHCO3(aq)
【答案】D
【解析】二氧化硫与氧化钙反应生成CaSO3,A错误;二氧化硅是酸性氧化物与盐酸不反应,所以二氧化硅无法与盐酸反应转化为四氯化硅,B错误;Fe与H2O蒸汽在高温下反应生成Fe3O4,Fe2O3与H2O不反应,不能生成Fe(OH)3,C错误;Na与H2O反应生成NaOH和H2,NaOH和足量CO2反应生成NaHCO3,D正确。
点睛:
Fe与H2O蒸汽在高温下反应生成的产物是Fe3O4,而不是Fe2O3。
14.由下列实验操作和现象所得结论正确的是
操作
现象
结论
A
用铂丝蘸取少量某溶液进行焰色反应
火焰呈黄色
该溶液一定是钠盐溶液
B
将湿润的KI-淀粉试纸置于集满某气体的集气瓶口
试纸变蓝
该气体为Cl2
C
向等物质的量浓度的NaNO3溶液和NaSiO3溶液中分别滴加3滴酚酞溶液
NaNO3溶液为无色,Na2SiO3溶液变成红色
非金属性:
N>Si
D
將Fe(NO3)2样品溶于稀硫酸后,滴加KSCN溶液
溶液变红
Fe(NO3)2样品中一定含有Fe3+
【答案】C
15.实验室回收利用废旧锂离子电池正极材料锰酸锂(LiMn2O4)的一种流程如下:
(1)废旧电池可能残留有单质锂,拆解不当易爆炸、着火,为了安全,对拆解环境的要求是_________。
(2)“酸浸”时采用HNO3和H2O2的混合液体,可将难溶的LiMn2O4转化为Mn(NO3)2、LiNO3等产物。
请写出该反应离子方程式_________。
如果采用盐酸溶解,从反应产物的角度分析,以盐酸代替HNO3和H2O2混合物的缺点是_________。
(3)“过滤2”时,洗涤Li2CO3沉淀的操作是_________。
(4)把分析纯碳酸锂与二氧化锰两种粉末,按物质的量1:
4混合均匀加热可重新生成LiMn2O4,升温到515℃时,开始有CO2产生,同时生成固体A,比预计碳酸锂的分解温度(723℃)低很多,可能的原因是________。
(5)制备高纯MnCO3固体:
已知MnCO3难溶于水、乙醇,潮湿时易被空气氧化,100℃开始分解;Mn(OH)2开始沉淀的pH=7.7。
请补充由上述过程中,制得的Mn(OH)2制备高纯MnCO3的操作步骤[实验中可选用的试剂:
H2SO4、Na2CO3、C2H5OH]:
向Mn(OH)2中边搅拌边加入_________。
【答案】隔绝空气和水分反应生成Cl2,污染环境沿着玻璃棒向过滤器中加入蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流出,重复操作2~3次
【解析】
(1)废旧电池可能残留有单质锂,锂化学性质活泼,锂可与空气中的O2和H2O反应,对拆解的要求是:
隔绝空气和水分
(2)“酸浸”时采用HNO3和H2O2的混合液体,可将难溶的LiMn2O4转化为Mn(NO3)2、LiNO3等产物,LiMn2O4被还原成Mn(NO3)2,则H2O2被氧化成O2,反应中1molLiMn2O4参与反应得到3mol电子,1molH2O2失去2mol电子,根据得失电子守恒和原子守恒,反应的化学方程式为2LiMn2O4+10HNO3+3H2O2=2LiNO3+4Mn(NO3)2+3O2↑+8H2O,反应的离子方程式为2LiMn2O4+10H++3H2O2=2Li++4Mn2++3O2↑+8H2O。
若采用盐酸溶解,盐酸作还原剂被氧化成Cl2,以盐酸代替HNO3和H2O2混合物的缺点是:
反应生成Cl2,污染环境。
(3)“过滤2”时,洗涤Li2CO3沉淀的操作是:
沿着玻璃棒向过滤器中加入蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流出,重复操作2~3次。
(4)将分析纯碳酸锂与MnO2按物质的量1:
4混合均匀升温到515℃时,开始有CO2产生,比预计的碳酸锂的分解温度低很多,可能的原因是:
MnO2作为催化剂,降低了碳酸锂的分解温度。
(5)根据题目提供的试剂分析,制备MnCO3的原理为:
Mn(OH)2+H2SO4=MnSO4+2H2O、MnSO4+Na2CO3=MnCO3↓+Na2SO4,pH=7.7时开始形成Mn(OH)2沉淀,加入Na2CO3沉淀Mn2+时控制pH
7.7;制备MnCO3的步骤为:
向Mn(OH)2中加入H2SO4,固体溶解转化为MnSO4溶液,向MnSO4溶液中加入Na2CO3控制pH
7.7获得MnCO3沉淀;由于“MnCO3难溶于水、乙醇,潮湿时易被空气氧化,100℃开始分解”,所以为了减少MnCO3的氧化变质和分解、以及溶解损失,过滤分离出MnCO3后,用乙醇洗涤,在低于100℃真空干燥。
由Mn(OH)2制备高纯MnCO3的操作步骤为:
向Mn(OH)2中边搅拌边加入H2SO4溶液,固体溶解,加入Na2CO3,并控制溶液pH<7.7,过滤,用少量的乙醇洗涤,低于100℃真空干燥。
16.CO、CO2是化石燃料燃烧的主要产物。
(1)将含0.02molCO2和0.01molCO的混合气体通入有足量Na2O2固体的密闭容器中,同时不断地用电火花点燃,充分反应后,固体质量增加_________g。
(2)已知:
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566.0kJ·mol-1,键能Eo=o为499.0kJ·mol-1。
①反应:
CO(g)+O2(g)
CO2(g)+O(g)的△H=_________kJ·mol-1。
②已知1500℃时,在密闭容器中发生反应:
CO2(g)
CO(g)+O(g)。
反应过程中O(g)的物质的量浓度随时间的变化如图1所示,则0~2min内,CO2的平均反应速率υ(CO2)=_________。
(3)在某密闭容器中发生反应:
2CO2(g)
2CO(g)+O2(g),1molCO2在不同温度下的平衡分解量如图2所示。
①恒温恒容条件下,能表示该可逆反应达到平衡状态的有_________(填字母)。
A.CO的体积分数保持不变
B.容器内混合气体的密度保持不变
C.容器内混合气体的平均摩尔质量保持不变
D.单位时间内,消耗CO的浓度等于生成CO2的浓度
②分析图2,若1500℃时反应达到平衡状态,且容器体积为1L,则此时反应的平衡常数K=_________(计算结果保留1位小数)。
③向恒容密闭容器中充入2molCO2(g),发生反应:
2CO2(g)
2CO(g)+O2(g),测得温度为T℃时,容器内O2的物质的量浓度随时间的变化如曲线II所示。
图中曲线I是相对于曲线II仅改变一种反应条件后c(O2)随时间的变化,则改变的条件是_________;a、b两点用CO浓度变化表示的净反应速率关系为υa(CO)_________(填“>”“<”或“=”)υb(CO)。
【答案】0.84g-33.53×10-7mol·L-1·min-1AC3.2×10-8mol·L-1升温<
ΔH=-499.0kJ/mol(I式);2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH=-566.0kJ/mol(II式),应用盖斯定律,II式
-I式
得,CO(g)+O2(g)
CO2(g)+O(g)ΔH=(-566.0kJ/mol)
-(-499.0kJ/mol)
=-33.5kJ/mol。
②根据图像υ(O)=
=
=3
10-7mol/(L·min),根据同一反应中不同物质表示的速率之比等于化学计量数之比,则υ(CO2)=υ(O)=3
10-7mol/(L·min)。
(3)①A项,CO的体积分数保持不变能说明反应达到平衡状态;B项,根据质量守恒定律,容器中混合气体的质量始终不变,该容器为恒容容器,混合气体的密度始终不变,混合气体的密度保持不变不能说明反应达到平衡状态;C项,根据质量守恒定律,容器中混合气体的质量始终不变,该反应的正反应为气体分子数增加的反应,建立平衡的过程中,气体分子物质的量增加,混合气体的平均摩尔质量减小,达到平衡时气体分子物质的量不变,混合气体的平均摩尔质量不变,混合气体的平均摩尔质量不变能说明反应达到平衡状态;D项,单位时间内消耗CO的浓度等于生成CO2的浓度仅表示逆反应速率,不能说明反应达到平衡状态;能表明反应达到平衡状态的是AC,答案选AC。
②根据图像1500℃,反应达到平衡时O2的体积分数为0.2%,设平衡时O2浓度为xmol/L,用三段式
2CO2(g)
2CO(g)+O2(g)
c(起始)(mol/L)100
c(转化)(mol/L)2x2xx
c(平衡)(mol/L)1-2x2xx
则
=0.2%,解得x=0.002,平衡时CO2、CO、O2的浓度依次为0.996mol/L、0.004mol/L、0.002mol/L,反应的平衡常数K=
=
=3.2
10-8mol/L。
③该反应的正反应是气体分子数增大的吸热反应;曲线I相对于曲线II先出现拐点,曲线I的反应速率比曲线II快;曲线I达到平衡时O2的浓度比曲线II平衡时大;即改变的条件既能加快反应速率又能使平衡向正反应方向移动,曲线I是相对于曲线II改变的条件为升高温度。
a点处于曲线II上,b点处于曲线I上,b点温度高于a点,温度越高化学反应速率越快,则υa(CO)
υb(CO)。
17.某小组探究Na2CO3和NaHCO3的性质,实验步骤及记录如下:
Ⅰ.分别向盛有0.5gNa2CO3固体、0.5gNaHCO3固体的烧杯中加入10mL水(20℃),搅拌,测量温度为T1;
Ⅱ.静置恒温后测量温度为T2;
Ⅲ.分别加入10mL密度约为1.1g·mL-120%的盐酸(20℃),搅拌,测量温度T3。
得到下表1的数据:
回答下列问题:
(1)Na2CO3溶于水显碱性,其原因是______________________(用离子方程式表示)。
(2)根据试题后的附表判断:
步骤Ⅰ中Na2CO3、NaHCO3固体分别是全部溶解还是部分溶解____________________________________。
(3)分析表1的数据得出:
Na2CO3固体溶于水________,NaHCO3固体溶于水________(填“放热”或“吸热”)。
(4)甲同学分析上述数据得出:
Na2CO3和NaHCO3与盐酸反应都是放热反应。
乙同学认为应该增加一个实验,并补做如下实验:
向盛有10mL水(20℃)的烧杯中加入10mL________,搅拌,测量温度为22.2℃。
(5)结合上述探究,下列说法正确的是________。
A.NaHCO3与盐酸的反应是吸热反应
B.不能用稀盐酸鉴别Na2CO3和NaHCO3固体
C.Na2CO3、NaHCO3固体与稀盐酸反应的能量变化还与物质的溶解等因素有关
(6)丙同学为测定一份NaHCO3和Na2CO3混合固体中NaHCO3的纯度,称取m1g混合物,加热至质量不变时,称其质量为m2g,则原混合物中NaHCO3的质量分数为________(用代数式表示)。
附表:
溶解度表
.
【答案】CO
+H2O
HCO
+OH-Na2CO3和NaHCO3固体都是全部溶解放热吸热密度约为1.1g·mL-120%的盐酸(20℃)AC
×100%
(3)分析表1的数据得出:
T1/℃,Na2CO3固体溶于水温度从20℃升高到23.3℃,放热,NaHCO3固体溶于水温度从20℃升高到18.5℃,吸热;
(4)强酸溶于水放热,盐酸为强酸,所以需增加探究盐酸溶于水温度的变化,即10mL密度约为1.1g/mL20%的盐酸搅拌,测量温度为22.2℃;
(5)A.盐酸溶于水放热,测量温度为22.2℃,T1/℃,NaHCO3固体溶于水温度从20℃升高到18.5℃,吸热,两者反应恒温后测量温度T3为20.8℃低于22.2℃,所以NaHCO3与盐酸的反应是吸热反应,A正确;B.用稀盐酸鉴别NaHCO3和Na2CO3溶液,反应较快的为NaHCO3,能鉴别,B错误;C.从上述温度变化数值可判别Na2CO3、NaHCO3固体与稀盐酸反应的能量变化还与物质的溶解等因素有关,C正确;
(6)设样品中碳酸氢钠的质量为x.
2NaHCO3
Na2CO3+H2O↑+CO2↑固体质量减少
168 106 168-106=62
x m1-m2
样品中碳酸氢钠的质量分数
。
18.NaClO2是一种漂白、消毒剂,广泛应用于纸浆、棉纺等物质漂白。
一种制备NaClO2粗产品的工艺流程如下图所示:
已知:
①纯净的ClO2因易分解而发生爆炸。
②NaClO2饱和溶液在低于38℃时析出NaClO2·3H2O晶体;高于38℃时析出
NaClO2晶体;高于60℃时NaClO2分解生成NaClO3和NaCl。
试回答下列问题:
(1)向发生器中鼓入足量空气,其目的是____(选填序号)。
a.将SO2氧化成SO3,以增强酸性
b.稀释CO2气体,以防止发生爆炸
c.将发生器中气体全部吹出,以减少ClO2损失
(2)吸收塔中反应的离子方程式为___
(3)ClO2发生器中反应的化学方程式为___________
(4)从吸收塔中可获得NaClO2溶液,从NaClO2溶液到NaCO2产品,经过的操作步骤依次为:
①______℃下减压蒸发结晶;②________;③洗涤;④低温干燥,得到成品。
(5)“电解”中阳极的电极反应式是_________,阴极反应的主要产物是_________。
【答案】bc2ClO2+H2O2+2OH-=2ClO2-+O2+2H2O2NaClO3+SO2+H2SO4===2ClO2+2NaHSO438℃~60℃过滤2Clˉ-2eˉ=Cl2↑ClO2-(或NaClO2)
2ClO2+2NaHSO4;(4)根据题给信息:
NaClO2饱和溶液在低于38℃时析出NaClO2·3H2O晶体;高于38℃时析出;NaClO2晶体高于60℃时NaClO2分解生成NaClO3和NaCl可知:
从吸收塔中可获得NaClO2溶液,从NaClO2溶液到NaCO2产品,经过的操作步骤依次为:
①控温38℃~60℃下减压蒸发结晶;②过滤;③洗涤;④低温干燥,得到成品;(5)电解饱和食盐水,阳极产生氯气,阳极的电极反应式是2Clˉ-2eˉ=Cl2↑;ClO2在阴极得电子还原为ClO2-(或NaClO2)。
19.已知:
NOx能与Na2O2反应;NO和NO2均能与酸性KMnO4溶液反应生成NO3ˉ和Mn2+。
I.用下图所示装置(略去夹持仪器)可制得少量亚硝酸钠(2NO+Na2O2=2NaNO2)。
(1)B、D的仪器名称是________,D的作用是________。
(2)通NO前,需先通一段时间N2,目的是________,
(3)E中主要反应的离子方程式为________,
(4)常温下,测得实验前后C的质量差值为0.30g,则制得NaNO2________g。
Ⅱ.NO2和Na2O2都有较强氧化性,为探究NO2与Na2O2反应的产物,提出如下假设:
假设i.NO2氧化Na2O2;假设ii.Na2O2氧化NO2。
甲同学设计如图所示实验装置:
请回答下列问题:
(5)单向阀在实现气体单向流通的同时,还有一个作用是___________。
(6)待试管G中收集满气体,向试管G中加入适量Na2O2粉末,塞紧塞子,轻轻振荡试管内粉末,观察到红棕色气体迅速消失;再将带火星的木条迅速伸进试管内,木条复燃,甲同学据此认为假设i正确。
乙同学认为该装置不能达到实验目的,为达到实验目的,应在F、G之间增加一个M装置,M中应盛装__________(可供选择的试剂:
碱石灰,浓硫酸饱和氯化钠溶液);乙同学用改进后的装置,重复了甲同学的实验操作,观察到红棕色气体迅速消失,带火星的木条未复燃。
得到结论:
假设ⅱ正确。
请做出正确判断,写出NO2和Na2O2反应的化学方程式__________
【答案】(球形) 干燥管防止水蒸气进入C装置排出装置中的空气4H++ 3MnO4 -+5NO=3Mn2++5NO3-+2H2O0.69g防止倒吸浓硫酸2NO2 + Na2O2=2NaNO3
【解析】本实验分两部分,I的实验目的是制取少量亚硝酸钠,根据反应:
2NO+Na2O2=2NaNO2,Na2O2可
(5)单向阀在G和H之间,单向阀内部有一个关键的圆锥状结构,实现气体单向流通的同时,还有一个作用是可以阻隔液体,防止倒吸;(6)待试管G中收集满气体,向试管G中加入适量Na2O2粉末,塞紧塞子,轻轻振荡试管内