高考化学一轮复习第3章金属及其重要化合物第1讲钠及其重要化合物集训含解析

第1讲 钠及其重要化合物

一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。

1．(2021·衡阳一模)南朝陶弘景在《本草经集注》中记载有鉴别消石(KNO3)与朴消(Na2SO4)之法：“以火烧之，紫青烟起，云是真消石也。”该鉴别方法利用的原理是(　　)

A．受热升华 B．显色反应

C．焰色试验 D．丁达尔效应

解析：选C。含有钾元素的物质在火焰上灼烧，火焰呈现紫色(透过蓝色钴玻璃观察)，该原理为焰色试验，C正确。

2．(2021·忻州一中模拟)下列有关钠的说法正确的是(　　)

A．Na与足量O2反应生成Na2O，随着温度的升高，生成Na2O的速率逐渐加快

B．1 mol Na被完全氧化生成Na2O2，失去2NA个电子

C．Na表面自然形成的氧化层能够保护内层金属不被空气氧化

D．Na在O2中完全燃烧所得产物的电子式为

解析：选D。Na在点燃或加热时生成Na2O2，A错误；1 mol Na 被完全氧化生成Na2O2，失去NA个电子，B错误；Na表面自然形成的氧化层不能保护内层金属不被空气氧化，C错误。

3．(2021·江苏新高考适应性考试)盐在生产、生活中有广泛应用。下列盐的性质与用途具有对应关系的是(　　)

A．NaClO有氧化性，可用于消毒杀菌

B．NaHSO3有还原性，可用于漂白纸浆

C．NaCl易溶于水，可用于工业电解制备钠

D．NaHCO3受热易分解，可用于制抗酸药物

解析：选A。A.NaClO有氧化性，可用于消毒杀菌，消毒杀菌就是利用了NaClO的强氧化性，A正确；B.漂白纸浆，利用的是SO2的漂白性，B错误；C.工业电解熔融的氯化钠来制备金属钠，与氯化钠是否易溶于水无关，C错误；D.NaHCO3可用于制抗酸药物，利用的是其能和酸反应生成CO2，与NaHCO3受热易分解无关，D错误。

4．(2021·大连八中模拟)等质量的两块钠，第一块在足量氧气中加热，第二块在足量氧气中在常温下充分反应，则下列说法正确的是(　　)

A．第一块钠失去电子多

B．两块钠失去电子一样多

C．第二块钠的反应产物质量大

D．两块钠的反应产物质量一样大

解析：选B。金属钠失电子均变为＋1价的阳离子，等质量的两块钠，失去电子数目是一样的；根据反应4Na＋O2===2Na2O可知，1 mol金属钠完全反应得到氧化钠的质量是31 g，根据反应2Na＋O2Na2O2可知，1 mol金属钠完全反应得到过氧化钠的质量是39 g，等质量的两块钠的物质的量相等，所以生成过氧化钠的质量大，即第一块钠的反应产物质量大。

5．焰色试验过程中铂丝的清洗和灼烧与钾焰色试验的观察两项操作如图所示。下列叙述中不正确的是(　　)

A．每次实验前都要先将铂丝洗净并灼烧至与原来的火焰颜色相同，再蘸取被检验物质

B．钾的焰色要透过蓝色钴玻璃观察

C．实验时最好选择本身颜色较深的火焰

D．没有铂丝可用无锈铁丝代替进行实验

解析：选C。A项，如果不这样做，会给样品火焰颜色带来干扰，正确；B项，观察钾的焰色时要透过蓝色钴玻璃，滤去黄光再观察，正确；C项，焰色试验应选择本身颜色较浅的火焰，错误；D项，洁净的铁丝与铂丝灼烧时火焰都没有颜色，可以用于进行焰色试验，正确。

6．某实验小组通过下图所示实验，探究Na2O2与水的反应：

下列说法中正确的是(　　)

A．②中的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中现象可能是溶液中含有的强氧化性物质造成的

D．⑤中MnO2的主要作用是降低水中氧气的溶解度

解析：选C。②中的大量气泡的主要成分是氧气，A项错误；③中溶液变红，说明有碱性物质生成，B项错误；④中红色褪去，可能是溶液中含有的强氧化性物质造成的，C项正确；⑤中加入MnO2产生较多气泡，说明溶液中存在H2O2，MnO2的主要作用是做催化剂，D项错误。

7．下表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及二者间是否具有因果关系的判断都正确的是(　　)

解析：选D。碳酸钠具有较强的碱性，不可用于治疗胃酸过多，A项错误；Na2O2与水反应生成NaOH，使酚酞变红，但又迅速将其氧化漂白而褪色，B项错误；常温下，金属钠在空气中生成的氧化物为氧化钠，C项错误；过氧化钠可以消耗CO2、H2O，产生O2，因此可用作航天员的供氧剂，D项正确。

8．如图所示，两圆圈相交的部分表示圆圈内的物质相互发生的反应。已知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．Na2O2中只含离子键

B．反应②的离子方程式为Na2O＋H2O===Na＋＋OH－

C．反应③最多能产生0.05 mol O2

D．①②③充分反应后所得溶液的溶质质量分数从大到小的顺序：①>②>③

解析：选C。Na2O2中阴离子是O，其中存在非极性共价键，A错误；反应②的离子方程式应为Na2O＋H2O===2Na＋＋2OH－，题中原子不守恒，B错误；反应③的离子方程式为2Na2O2＋2H2O===4Na＋＋4OH－＋O2↑，水过量，0.1 mol Na2O2产生0.05 mol O2，C正确；Na、Na2O、Na2O2与H2O反应的化学方程式分别为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑、Na2O＋H2O===2NaOH、2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，通过计算可知溶液的溶质质量分数从大到小的顺序：③＝②>①，D错误。

二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。

9．实验室模拟侯氏制碱法制取纯碱和氯化铵溶液，下列有关操作错误的是(　　)

解析：选B。A项，用氯化铵和氢氧化钙共热制备氨，且有防倒吸装置，正确；B项，侯氏制碱法中溶液析出的晶体为碳酸氢钠，故应过滤获得碳酸氢钠晶体，且应用玻璃棒引流，错误；C项，在坩埚中灼烧碳酸氢钠，使其分解制取碳酸钠，正确；D项，在蒸发皿中蒸发浓缩氯化铵溶液，并不断搅拌，正确。

10．向分别盛有100 mL水、100 mL 0.1 mol·L－1盐酸、100 mL 0.01 mol·L－1NaOH溶液的X、Y、Z三个烧杯中各投入0.05 mol Na。下列有关说法正确的是(　　)

A．三个烧杯中发生的离子反应均为2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑

B．三个烧杯中钠均在液面上剧烈反应，且Y烧杯中反应最剧烈

C．反应后，三个烧杯中NaOH的物质的量浓度相同

D．反应后，三个烧杯中生成的气体的质量一定相同

解析：选BD。钠与盐酸反应时先与H＋反应，离子方程式为2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑，过量的钠再与H2O反应，A错误；三个烧杯中，Y烧杯中的氢离子浓度最大，反应最剧烈，B正确；X烧杯中生成的溶质为NaOH，Y烧杯中生成的溶质为NaCl和NaOH，Z烧杯中生成的溶质为NaOH，由于Z烧杯中原溶质为NaOH，故Z烧杯中NaOH的物质的量浓度最大，C错误；因向三个烧杯中加入钠的物质的量相同且钠全部反应，故生成H2的质量相同，D正确。

11．向100 mL NaOH溶液中通入一定量的CO2气体，充分反应后，再向所得溶液中逐滴加入0.2 mol·L－1的盐酸，产生CO2的体积与所加盐酸体积之间的关系如图所示。下列判断正确的是(　　)

A．原NaOH溶液的浓度为0.2 mol·L－1

B．通入的CO2在标准状况下的体积为448 mL

C．所得溶液的溶质成分及其物质的量之比为n(NaOH)∶n(Na2CO3)＝1∶3

D．所得溶液的溶质成分及其物质的量之比为n(NaHCO3)∶n(Na2CO3)＝2∶1

解析：选AD。当向100 mL NaOH溶液中通入一定量的CO2气体时，反应有两种可能情况：2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O(CO2少量)或NaOH＋CO2===NaHCO3(CO2过量)，在加入100 mL盐酸时，无论溶液中溶质是NaOH、NaHCO3还是Na2CO3，最终都会生成NaCl，因n(Na＋)＝n(Cl－)，所以n(NaOH)＝n(HCl)＝0.02 mol，NaOH和盐酸的体积相同，那么浓度也相同，即原NaOH溶液的浓度为0.2 mol·L－1，A项正确；盐酸由25 mL滴至100 mL时，发生的反应为NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O，消耗盐酸0.015 mol，生成0.015 mol CO2，即通入的CO2在标准状况下的体积为336 mL，B项错误；因为产生气体所消耗的盐酸多于未产生气体所消耗的盐酸，所以所得溶液的溶质为Na2CO3和NaHCO3，设所得溶液中的Na2CO3的物质的量为x mol，NaHCO3的物质的量为y mol，根据原子守恒：2x mol＋y mol＝0.02 mol，x mol＋y mol＝0.015 mol，解得x＝0.005，y＝0.01，所得溶液的溶质成分及其物质的量之比为n(NaHCO3)∶n(Na2CO3)＝2∶1，C项错误，D项正确。

12．(2021·北京朝阳区高三期中)实验小组研究Na与CO2的反应，实验装置、步骤及现象如下：

实验步骤及现象：

i．通入CO2至澄清石灰水变浑浊后，点燃酒精灯。

ii.一段时间后，硬质玻璃管中有白色物质产生，管壁上有黑色物质出现。检验CO的试剂未见明显变化。

iii.将硬质玻璃管中的固体溶于水，未见气泡产生；过滤，向滤液中加入过量BaCl2溶液，产生白色沉淀；再次过滤，滤液呈碱性；取白色沉淀加入盐酸，产生气体。

iv.将管壁上的黑色物质与浓硫酸混合加热，生成能使品红溶液褪色的气体。

下列说法不正确的是(　　)

A．步骤i的目的是排除O2的干扰

B．步骤iii证明白色物质是Na2CO3

C．步骤iv发生反应的化学方程式为C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O

D．根据以上实验推测：CO2与金属K也可以发生反应并被还原

解析：选B。A.通入CO2至澄清石灰水变浑浊后，可以排除试管内原有氧气的干扰，故A正确；B.将硬质玻璃管中的固体溶于水，未见气泡产生，说明不存在Na2O2；向滤液中加入过量BaCl2溶液，产生白色沉淀，加入盐酸，产生气体，说明白色固体中存在Na2CO3；再次过滤，滤液呈碱性，说明白色固体中也存在Na2O，故B错误；C.黑色物质是C，C和浓硫酸在加热条件下发生反应：C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O，故C正确；D.K和Na都是ⅠA族的碱金属，化学性质相似，且K比Na更加活泼，则根据题中实验推测：CO2与金属K也可以发生反应并被还原，故D正确。

三、非选择题

13．(1)钾、钙、钠、镁等活泼金属可以与水等反应，对其中可能的反应进行探究。为实现金属钠在隔绝空气条件下与水反应并收集生成的气体，某研究性学习小组设计了如图发生装置。

①Y液体可以选用________(填字母)。

A．苯

B．饱和食盐水

C．四氯化碳

②实验前检验该装置气密性的方法是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)钾、钙、钠、镁等活泼金属都能在CO2气体中燃烧。他们对钠在CO2气体中燃烧后的产物中的白色物质进行了如下探究：

[实验]将燃烧的钠迅速伸入盛满CO2的集气瓶中，钠在其中继续燃烧，反应后冷却，瓶底附着黑色颗粒，瓶壁上黏附着白色物质。

[提出假设]

假设1：白色物质是Na2O；

假设2：白色物质是Na2CO3；

假设3：白色物质是________________。

[设计实验方案·验证假设]该小组对燃烧后的白色产物进行如下探究：

[思考与交流]

①甲同学认为方案1得到的结论不正确，其理由是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

钠在二氧化碳中燃烧的化学方程式为________________________________。

②乙同学认为白色物质有可能是氢氧化钠，你是否同意乙同学的观点，简述理由：________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：(1)①所加试剂密度要比水小，且与水互不相溶，四氯化碳密度大于水，饱和食盐水为无机物的水溶液，只有苯符合题意，选项A正确。

②关闭止水夹，往长颈漏斗里加水，若长颈漏斗的液面高于试管中的液面，并长时间保持该高度差不变，表明装置不漏气。

(2)白色物质可能是Na2O和Na2CO3的混合物。

①Na2CO3水解使溶液显碱性，也会使酚酞变红，白色物质不一定为氧化钠。由方案2可知，假设2成立，钠在二氧化碳中燃烧生成碳酸钠和碳，化学方程式为4Na＋3CO22Na2CO3＋C。

②不同意乙同学的观点，因为该反应是钠在二氧化碳的环境中进行的，没有出现含有氢元素的物质。

答案：(1)①A　②关闭止水夹，往长颈漏斗里加水，若长颈漏斗的液面高于试管中的液面，并长时间保持该高度差不变，表明装置不漏气　(2)Na2O和Na2CO3的混合物　①Na2CO3溶液显碱性，也会使酚酞变红　4Na＋3CO22Na2CO3＋C　②不同意，白色物质若是氢氧化钠，需要反应物含有氢元素，该实验是钠在二氧化碳中反应，反应体系中无氢元素存在

14．(2021·承德模拟)Na2O2具有强氧化性，H2具有还原性，某同学根据氧化还原反应的知识推测Na2O2与H2能发生反应。为了验证此推测结果，该同学设计并进行如图实验。

Ⅰ.实验探究

步骤1：按如图所示的装置组装仪器(图中夹持仪器已省略)并检查装置的气密性，然后装入药品。

步骤2：打开K1、K2，在产生的氢气流经装有Na2O2的硬质玻璃管的过程中，未观察到明显现象。

步骤3：进行必要的实验操作，淡黄色的粉末慢慢变成白色固体，无水硫酸铜未变蓝。

(1)组装好仪器后，要检查装置的气密性。简述检查虚线框内装置气密性的方法：________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)B装置中所盛放的试剂是________，其作用是________________________________。

(3)步骤3中的“必要的实验操作”为打开K1、K2，________(请按正确的顺序填入下列步骤的字母)。

A．加热至Na2O2逐渐熔化，反应一段时间

B．用小试管收集气体并检验其纯度

C．关闭K1

D．停止加热，充分冷却

(4)由上述实验可推出Na2O2与H2反应的化学方程式为________________________________________________________________________。

Ⅱ.数据处理

(5)实验结束后，该同学欲测定C装置中的硬质玻璃管内白色固体中未反应完的Na2O2含量。

其操作流程如下：

一定量样品―→―→

①测定过程中需要的仪器除固定、夹持仪器外，还有电子天平、烧杯、酒精灯、蒸发皿和________。

②在转移溶液时，若溶液转移不完全，则测得的Na2O2的质量分数________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。

解析：Ⅰ.(1)关闭K1，向A装置的漏斗中加水至漏斗内液面高于漏斗外液面，一段时间后液面差不变，说明虚线框内装置的气密性良好。

(2)A装置中生成的H2中混有水蒸气和挥发出的HCl，应利用B装置中所盛放的碱石灰吸收氢气中的水和氯化氢。

(3)步骤3中的“必要的实验操作”为打开K1、K2，先通一会儿氢气，用小试管收集气体并检验其纯度，当装置内空气排尽后，加热C装置中装有Na2O2的硬质玻璃管至Na2O2逐渐熔化，反应一段时间，然后停止加热，充分冷却，最后关闭K1，故操作顺序为BADC。

(4)Na2O2与H2反应无水生成，说明产物为NaOH，发生反应的化学方程式为Na2O2＋H22NaOH。

Ⅱ.(5)①蒸发NaCl溶液需要用玻璃棒搅拌。

②在转移溶液时，若溶液转移不完全，则得到NaCl固体的质量偏低，则测得的Na2O2的质量分数偏小。

答案：Ⅰ.(1)关闭K1，向A装置的漏斗中加水至漏斗内液面高于漏斗外液面，一段时间后液面差不变，说明虚线框内装置的气密性良好

(2)碱石灰　吸收氢气中的水和氯化氢

(3)BADC

(4)Na2O2＋H22NaOH

Ⅱ.(5)①玻璃棒　②偏小

15．将2.5 g碳酸钠、碳酸氢钠和氢氧化钠的固体混合物完全溶于水，制成稀溶液，然后向该溶液中逐滴加入1 mol·L－1的盐酸，所加入盐酸的体积与产生CO2的体积(标准状况)关系如图所示：

(1)写出OA段所发生反应的离子方程式：________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)当加入35 mL盐酸时，产生CO2的体积为________mL(标准状况)。

(3)原混合物中NaOH的质量为________g，碳酸钠的质量分数为________。

解析：(1)结合H＋能力：OH－>CO>HCO，因此OA段发生反应的离子方程式为OH－＋H＋===H2O，CO＋H＋===HCO。(2)加入盐酸25～35 mL，发生反应的离子方程式为HCO＋H＋===H2O＋CO2↑，因此产生CO2的体积为(35－25)×10－3 L×1 mol·L－1×22.4 L·mol－1＝0.224 L＝224 mL。(3)设NaOH的物质的量为x mol，Na2CO3的物质的量为y mol，NaHCO3的物质的量为z mol，根据题意有40x＋106y＋84z＝2.5，y＋z＝(45－25)×10－3×1，x＋y＝25×10－3×1，三式联立解得x＝0.015，y＝z＝0.01，因此氢氧化钠的质量为0.015 mol×40 g·mol－1＝0.6 g，碳酸钠的质量分数为×100%＝42.4%。

答案：(1)OH－＋H＋===H2O，CO＋H＋===HCO

(2)224　(3)0.6　42.4%