第1 讲 碱金属与焰色试验 钠及其氧化物
考点一 碱金属与焰色试验
1.碱金属
碱金属是位于元素周期表第ⅠA 族的金属元素,目前有锂
( Li
) 、钠
( Na
) 、钾
( K ) 、铷
( Rb
) 、铯(Cs)、钫
(Fr)六种,价层电子排布式为n s 1 ,均为金属性很强的元素。
2.碱金属单质的物理性质
(1)颜色:银白色金属(Cs 略带金色光泽)。
(2)硬度:小,可用小刀切割,且Li、Na、K、Rb、Cs 硬度逐渐减小。
(3)密度:小,随原子序数的递增,碱金属的密度逐渐增大,但ρK<ρNa(填“>”或“<”,下同)。
ρ 水>ρK或ρNa,ρK或ρNa>ρ 煤油,实验室将少量钠、钾保存在煤油中;ρ 煤油>ρLi,金属锂常保存在石蜡油中。
(4)熔点:低,随原子序数的递增,其单质的熔点逐渐降低,钠的熔点小于100 ℃。
3.碱金属单质的化学性质
(1)均能与水反应,且Li→Cs 反应越来越剧烈。
通式:2R+2H2O===2ROH+H2↑(用R 表示碱金属)。
(2)均能与O2反应,锂只生成Li2O,K 在空气中燃烧能生成复杂氧化物,如KO2 (超氧化钾)。
小
点
题对
过
(1)碱金属的密度一般随核电荷数的增大而增大,但钾的密度比钠的 。
(2) 碱金属一般都保存在 中, 但锂保存在 中。原因是
。
(3)锂与O2反应与钠不同,只生成 。
(4)工业上利用Na+KCl
K↑+NaCl 制取金属K,能否说明Na 的金属性强于K?简述反应能顺利
进行的依据
。
答案 (1)小
(2)煤油 石蜡油
的密度小于煤油的密度
锂
(3)Li2O
(4)否 由于K 沸点低,汽化离开反
体系
应
,使反
正向
行
应
进
4.检验碱金属元素的实验方法——焰色试验
(1)概念:某些金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特征颜色,属于物理变化,是元素的性
质。
(2)重要碱金属元素的焰色:钠:黄色;钾:紫色(透过蓝色钴玻璃观察)。
(3)焰色试验的操作
小
点
题对
过
(1)下列有关焰色试验操作注意事项的说法正确的是 。
①钾的火焰颜色要透过蓝色钴玻璃观察 ②先将铂丝灼烧到与原来火焰的颜色相同,再蘸取被检验
的物质 ③每次实验后,要将铂丝用盐酸洗净 ④实验时最好选择本身颜色较浅的火焰 ⑤没有铂
丝时,也可以用光洁无锈的铁丝代替
(2)用光洁的铂丝蘸取某无色溶液在无色火焰上灼烧,直接观察到火焰呈黄色,可得出的结论为
。
答案 (1)①②③④⑤
(2)一定含有Na+,可能含有K+
1.下列有关铯及其化合物的说法不正确的是( )
A.CsOH 的碱性比KOH 的强
B.铯与水或稀盐酸反应剧烈,都生成H2
C.Cs 的还原性比Na 的强,故Na+的氧化性强于Cs+
D.Li 的金属性比Cs 的强
答案 D
2.碱金属单质及其化合物有广泛应用。回答下列问题:
(1)锂是最轻的活泼金属,常用于制造高效锂电池。电解池中的电解液不能用水作溶剂,原因是
。
(2)金属钾是一种活泼的金属,下列有关其性质的说法正确的是 (填字母)。
A.钾在空气中燃烧时,只生成K2O
B.钾与水反应,由于反应剧烈可能会发生爆炸
C.CsOH 的碱性比KOH 的强
D.钾与水反应比钠与水反应更剧烈,说明钾的金属性比钠强
答案 (1)锂可以与水反应 (2)BCD
3.阅读材料,金属氢化物是金属与氢的二元化合物,活泼金属(如碱金属)氢化物,都是优良的还原剂,过
渡金属合金(或金属互化物)的氢化物被用作储氢材料。
解答下列问题。
(1)KH 是一种野外供氢剂, 其电子式为 , 与水反应放出氢气, 化学方程式为
。
生成1 mol 氢气时,反应中转移的电子数为 。
(2)NaH 在无水条件下可作为某些钢铁制品的脱锈剂(铁锈的成分表示为Fe2O3),脱锈过程中生成两种
产物,其反应的化学方程式:
。
(3)完成以氢化锂(LiH)和氯化铝为原料合成氢化铝锂(LiAlH4)的反应方程式:
4LiH+ ===LiAlH4+3 。
答案 (1)K+[∶H]- KH+H2O===KOH+H2↑ NA(或6.02×1023)
(2)3NaH+Fe2O3===2Fe+3NaOH
(3)AlCl3 LiCl
考点二
的化学性
与用途
钠
质
1.钠的化学性质——强还原性
(1)与非金属单质(如O2、Cl2、S)的反应
O2
Cl2:2Na+Cl2
2NaCl。
S:2Na+S
Na2S。
小
点
题对
过
(1)下列说法错误的是 。
①加热时,碱金属单质与O2反应均生成相应的过氧化物
②金属钠着火时,可用泡沫灭火器或干燥的沙土灭火
③钠表面自然形成的氧化层能够保护内层金属不被空气氧化
(2)1 mol Na 在氧气中燃烧,最多转移电子个数为 (NA表示阿伏加德罗常数)。
答案 (1)①②③ (2)NA
(2)钠与水的反应离子方程式:2Na+2H2O===2Na
+ +2OH
- +H
2↑。
小
点
题对
过
(1)钠与水反应时产生的各种现象如下:
①钠浮在水面上;②钠沉在水底;③钠熔化成小球;④小球迅速游动逐渐减小,最后消失;⑤发出嘶嘶的
声音;⑥滴入酚酞后溶液显红色。
其中正确的是 。
(2)写出钠与盐酸、乙醇和硫酸铜溶液反应的化学方程式,并比较钠与水及盐酸、乙醇反应速率的快
慢。
(3)钠、钾着火能否用水扑灭?为什么?
。
答案 (1)①③④⑤⑥
(2)2Na+2HCl===2NaCl+H2↑
2Na+2C2H5OH――→2C2H5ONa+H2↑
2Na+2H2O+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑。
与上述三种物
反
的
都是
与
钠
质
应
实质
钠
H+之
的置
反
间
换
应,由三种物
离出
质电
H+的能力可知反应
速率
酸大于水
盐
,水大于乙醇
(3)否,
、
能与水
烈反
钠钾
剧
应
2.钠的制取与保存
(1)制取:化学方程式为2NaCl(熔融)
2Na+Cl2↑。
(2)保存:密封保存,通常保存在石蜡油或煤油中。
3.钠的用途
(1)钠钾合金(室温呈液态)可用于核反应堆的导热剂。
(2)用作电光源,制作高压钠灯。
(3)冶炼某些金属
金属钠具有强还原性,熔融状态下可以用于冶炼金属,如4Na+TiCl4(熔融)
4NaCl+Ti。
小
点
题对
过
钠是强还原剂,用Na 来制取钛(Ti)、锆(Zr)、铌(Nb)等稀有金属。金属铌可用金属钠还原K2NbF7制
取,写出热还原法制备铌的化学方程式:
。
答案 K2NbF7+5Na===Nb+5NaF+2KF
1.将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中,既有气体又有白色沉淀产生的是 (填序号)。
①MgSO4溶液 ②BaCl2溶液 ③饱和澄清石灰水 ④Ca(HCO3)2溶液 ⑤CuCl2溶液 ⑥饱和食
盐水 ⑦浓盐酸
答案 ①③④⑥
解析 2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,①中Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓;③中反
消耗水
应
,溶液温度升高
Ca(OH)2
的
溶
解
度
降
低
,
析
出
Ca(OH)2
白
色
沉
淀
;④
中
Ca2++HC
O3
−+OH −===CaCO3↓+ H 2O 或Ca2++2 HC O3
−+2OH −===CaCO3↓+C O3
2−+2H2O;⑥中水减少,
溶液
和析出
过饱
NaCl。
2.某同学探究金属Na 与CO2的反应,实验如下:
号
编
实验Ⅰ
实验Ⅱ
操作
将点燃的金属
伸到盛有
钠
CO2的
集气瓶中
将实验Ⅰ的集气瓶用水冲洗,
。取黑色
渣灼
过滤
滤
烧;
取
液分
滴加酚
和
化
溶液
滤
别
酞
氯
钡
象
现
①火焰呈黄色
②底部有黑色固体,瓶壁上附有
白色固体
①黑色
渣可燃
滤
②
液能使酚
溶液
滤
酞
变红,滴加
化
溶液有白色沉
氯
钡
淀生成
下列说法不正确的是( )
A.生成的黑色固体中含有C
B.白色固体是Na2O
C.实验Ⅱ中滤液呈碱性
D.金属Na 着火不能用CO2灭火
答案 B
解析 由实验Ⅰ可知
能
在二氧化碳中燃
钠
够
烧,根据
量守恒定律
质
,反
物中含有
元素、氧元素、
应
钠
碳元素;由实验Ⅱ中黑色
渣可燃可知
滤
,集气瓶底部的黑色固体
碳
为
,由
液能使酚
溶液
滤
酞
变红,滴加
化
溶液有白色沉淀生成可知
氯
钡
,瓶壁上附有的白色固体
碳酸
为
钠,
在二氧化碳气体中燃
生成
则钠
烧
碳酸
和碳
钠
单质,反
的化学方程式
应
为4Na+3CO2
2Na2CO3+C。A.由分析可知,生成的黑色固体中
含有C,A 正确;B.由分析可知,白色固体
碳酸
为
钠,B 错误;C.实验Ⅱ中
液能使酚
溶液
滤
酞
变红,
明
说
滤
液呈碱性,C 正确;D.由实验Ⅰ可知
能
在二氧化碳中燃
钠
够
烧,
金属
则
Na 着火不能用CO2
火
灭
,
用沙
应
土覆盖,D 正确。
3.(2021·福建1 月适应性考试)钠在液氨中溶剂化速度极快,生成蓝色的溶剂合电子,如图为钠投入液
氨中的溶剂化示意图。钠沉入液氨中,快速得到深蓝色溶液,并慢慢产生气泡。下列说法错误的是(
)
A.钠的密度比液氨大
B.溶液的导电性增强
C.0.1 mol 钠投入液氨中生成0.01 mol H2时,Na 共失去0.02 mol 电子
D.钠和液氨可以发生的反应为2NH3+2Na===2NaNH2+H2↑
答案 C
解析
沉入液氨中
明
的密度比液氨大
钠
说
钠
,A 正确;液氨中没有能
的离子
导电
,而
投入液氨中生
钠
成
色的溶
合
子
蓝
剂
电
,能导电,
明溶液的
性增
说
导电
强,B 正确;
投入液氨中先生成
合物
钠
络
,再反
得
应
到H2,故0.1 mol
反
失去
钠
应
0.1 mol
子
电
,C 错误;反
中
失去
子
应
钠
电
,只能是
元素得到
子
氢
电
,所以钠
和液氨可以
生的反
发
应为2NH3+2Na===2NaNH2+H2↑,D 正确。
考点三
的氧化物
钠
1.氧化钠和过氧化钠
物质
氧化钠(Na2O)
氧化
过
钠(Na2O2)
色、状
颜
态
白色固体
淡黄色固体
类别
碱性氧化物
氧化物
过
(非碱性氧化物)
氧的价态
-2
-1
子式
电
Na+[︰O
‥
‥
︰]2-Na+
Na+[︰O
‥
‥
︰O
‥
‥
︰]2-Na+
阴、阳离
子个数比
1 ∶
2
1 ∶
2
定性
热稳
不
定
稳
(2Na2O+O2
2Na2O2)
定
稳
与水反应Na2O+H2O===2NaOH
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
与CO2
反应
Na2O+CO2===Na2CO3
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
与酸(盐
酸)反应
Na2O+2HCl===2NaCl+H2O
2Na2O2+4HCl===4NaCl+2H2O+O2↑
主要用途
用于制取少量Na2O2、
碱
烧
氧化
、漂白
、供氧
、消毒
强
剂
剂
剂
剂
小
点
题对
过
(1) 用单线桥分析
Na2O2 与水的反应中电子转移的方向和数目:
;
其中氧化剂是 ,还原剂是 ,氧化产物是 ,还原产物是 。
(2)Na2O2与CO2反应生成0.1 mol 氧气时,转移的电子数为 。
答案 (1)
Na2O2
Na2O2 O2 NaOH
(2)0.2NA(或1.204×1023)
2.Na2O2既有氧化性又有还原性,以氧化性为主
O
0
2 Na2O
−1
2O
−2
小
点
题对
过
(1)Na2O2有强氧化性,补充完整下列方程式或实验现象。
①Na2O2+SO2=== 。
②Na2O2+Na2SO3+H2O=== 。
③Na2O2+H2S(少量)=== 。
④4Na2O2+4FeCl2+6H2O=== +O2↑+8NaCl。
⑤Na2O2+品红溶液――→品红溶液 (填现象,下同)。
⑥Na2O2+酚酞――→先变红 。
(2)Na2O2遇KMnO4等强氧化剂时,表现出 ,氧化产物为 。
答案 (1)①Na2SO4 ②Na2SO4+2NaOH ③S↓+2NaOH ④4Fe(OH)3↓ ⑤褪色 ⑥后褪色
(2)
原性
还
O2
1.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是( )
A.氧化钠和过氧化钠都属于碱性氧化物
B.Na2O2中阳离子与阴离子个数比是2∶1
C.0.1 mol Na2O2与足量的二氧化碳反应,转移的电子数为0.2NA
D.过氧化钠和水反应的离子方程式:2O2
2−+2H2O===4OH-+O2↑
答案 B
解析
氧化
不是碱性氧化物
过
钠
,A 错误;0.1 mol Na2O2与足量的二氧化碳反
生成碳酸
和氧气
应
钠
,
移的
子数
转
电
为0.1NA,C 错误;
氧化
在离子方程式中不能拆开
过
钠
,D
。
错误
2.Na2O2是一种常见的过氧化物,具有强氧化性和漂白性。
(1)请写出Na2O2的电子式: ,其中化学键的类型为 ,氧元素的化合价为 。
(2)用化学方程式解释使酚酞溶液变红的原因:
,
依据实验现象推测红色褪去的原因是
。
(3)用离子方程式解释加入酸性高锰酸钾溶液后溶液褪色的原因:
。
(4)根据实验分析,过氧化钠与水反应除了生成氢氧化钠和氧气外,还存在另一反应,则另一反应的化
学方程式为 ,
其反应类型为 。
答案 (1)Na+[︰O
‥
‥
︰O
‥
‥
︰]2-Na+ 离子键、非极性共价键 -1
(2)2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑ 反应生成的H2O2具有漂白作用(或反应生成的H2O2氧化了酚酞)
(3)2MnO4
−+5H2O2+6H+===2Mn2++5O2↑+8H2O
(4)Na2O2+2H2O===2NaOH+H2O2 复分解反应
3.(1)写出下列物质的电子式:过氧化钙: ,过氧化氢: ;从结构上看上述两种物质的共
同特点是 。
(2)纯净的过氧化钙(CaO2)是一种新型水产养殖增氧剂,常用于鲜活水产品的运输。可以起到杀菌、
解酸(吸收二氧化碳)、防腐、供氧的作用。分别写出供氧、解酸(吸收二氧化碳)的化学方程式:
、
。
答案 (1)Ca2+[︰O
‥
‥
︰O
‥
‥
︰]2- H︰O
‥
‥
︰O
‥
‥
︰H 两个氧原子之间都含有一对共用电子对(或都含有一
个过氧键)
(2)2CaO2+2H2O===2Ca(OH)2+O2↑
2CaO2+2CO2===2CaCO3+O2
凡含有过氧键(—O—O—)的物质,属于过氧化物,其性质与过氧化钠相似,具有较强氧化性。如过氧
化氢(H2O2)、过氧化钙(CaO2)、过氧乙酸(CH3COOOH)等。过二硫酸根(S2O8
2−)含有过氧键,其结构为
,其中S 的化合价为+6。
1.下列说法中正确的是 。
(1)(2022·浙江6 月选考)高压钠灯发出的黄光透雾能力强、射程远,可用于道路照明
(2)(2021·广东卷)23 g Na 与足量H2O 反应生成的H2分子数目为NA
(3)(2021·北京卷)金属钠在空气中加热生成淡黄色固体:4Na+O2===2Na2O
(4)(2023·天津卷)钠起火,可以使用水基灭火器扑灭
(5)(2023·河北卷)金属钠保存在煤油中
(6)(2024·广东卷)化学实验员,检验Na2O2是否失效的化学方程式:2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
答案 (1)(5)(6)
2.(2023·北京卷)离子化合物Na2O2 和CaH2 与水的反应分别为①2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑;
②CaH2+2H2O===Ca(OH)2+2H2↑。下列说法正确的是( )
A.Na2O2、CaH2中均有非极性共价键
B.①中水发生氧化反应,②中水发生还原反应
C.Na2O2中阴、阳离子个数比为1∶2,CaH2中阴、阳离子个数比为2∶1
D.当反应①和②中转移的电子数相同时,产生的O2和H2的物质的量相同
答案 C
解析 A.Na2O2中有离子
和非极性
键
键,CaH2中只有离子
而不含非极性
键
键,A 错误;B.①中水的化合
价不
生
化
发
变
,不涉及氧化
原反
还
应,②中水
生
原反
发
还
应,B 错误;C.Na2O2由Na+和O2
2−
成
组
,阴、阳离
子个数之比为1∶2,CaH2由Ca2+和H-
成
组
,阴、阳离子个数之比为2∶1,C 正确;D.①中每生成1 个氧
气分子
移
转
2 个
子
电
,②中每生成1 个
气分子
移
氢
转
1 个
子
电
,
移
子数相同
转
电
时,生成氧气和
气的
氢
物
的量之比
质
为1∶2,D
。
错误
3.(2022·天津卷)金属钠及其化合物在人类生产生活中起着重要作用。回答下列问题:
(1)NaCl 熔点为800.8 ℃,工业上采用电解熔融NaCl 制备金属Na,电解反应方程式:2NaCl(l)
2Na(l)+Cl2(g),加入CaCl2的目的是
。
(2)Na2O2的电子式为 。在25 ℃和101 kPa 时,Na 与O2反应生成1 mol Na2O2放热510.9 kJ,
写出该反应的热化学方程式:
。
(3)采用空气和Na 为原料可直接制备Na2O2。空气与熔融金属Na 反应前需依次通过 、
(填序号)。
a.浓硫酸
b.饱和食盐水
c.NaOH 溶液
d.KMnO4溶液
答案 (1)作助熔剂,降低NaCl 的熔点,节省能耗
(2)Na+[︰O
‥
‥
︰O
‥
‥
︰]2-Na+ 2Na(s)+O2(g)===Na2O2(s) ΔH=-510.9 kJ·mol-1
(3)c a
解析 (1)NaCl 熔点为800.8 ℃,工
上采用
解熔融
业
电
NaCl 制
金属
备
Na,
解反
方程式
电
应
:2NaCl(l)
2Na(l)+Cl2(g),
解
温度降低了即熔点降低了
电
时
,
明加入
说
CaCl2 的目的是作助熔剂,降低
NaCl 的熔点,
省能耗。
节
(2)Na2O2含有
离子和
氧根离子
钠
过
,其
子式
电
为Na+[︰O
‥
‥
︰O
‥
‥
︰]2-Na+。在25
℃和101 kPa 时,Na 与O2 反应生成1 mol Na2O2 放热510.9 kJ,则该反应的热化学方程式:2Na(s)
+O2(g)===Na2O2(s) ΔH=-510.9 kJ·mol-1。(3)采用空气和Na 为原料可直接制备Na2O2,由于空气中含
有二氧化碳和水蒸气,因此要用氢氧化钠除掉二氧化碳,用浓硫酸除掉水蒸气,一般最后除掉水蒸气,
因此空气与熔融金属Na 反应前需依次通过NaOH 溶液、浓硫酸。
基
落
础
实
只有
选择题
1 个
符合
意
选项
题
1.(2024·江苏扬州模拟预测)钠钾合金常温下呈液态,可用作快中子反应堆的热交换剂,这主要是因为
钠钾合金( )
A.易与O2反应
B.易与H2O 反应
C.熔点低、导热性好
D.密度小、硬度小
答案 C
解析
、
金属
钠钾为
,具有良好的
、
能力
导电导热
,
合金熔点低
钠钾
,常温下呈液态,具有良好的
性
导热
,
可用作快中子反
堆的
交
应
热
换剂,故C 符合
意。
题
2.(2024·湖北黄冈模拟)碱金属元素是周期性表现得最鲜明和最规律的元素。下列说法正确的是(
)
A.单质都能浮在水面上,都能保存在煤油中
B.单质在空气中燃烧时,都生成过氧化物
C.单质都不能在自然界中稳定存在
D.单质都是强还原剂,其阳离子都具有强氧化性
答案 C
解析 Rb、Cs 的密度比水大,Li 的密度比煤油小,A 不正确;Li 燃
只能生成
烧
Li2O,B 不正确;碱金属单
是
原
质
强还
剂,但其阳离子具有弱氧化性,D 不正确。
3.(2024·吉林长春模拟)试管内装有足量的煤油和水的混合物,静置后投入一小块碱金属,可观察到金
属在煤油和水的界面附近上下往复运动,下列说法中不正确的是( )
A.此碱金属可能是钾或钠
B.若是金属钾则上下运动的幅度比钠小
C.碱金属上下运动是由于与水反应产生了氢气
D.若是金属锂则不能观察到上述现象
答案 B
解析
金属在煤油和水的界面附近上下往复运
该
动,
明其密度介于煤油和水之
说
间,金属
的密度小
锂
于煤油,因而A、D 两
正确
项
;上下运
是由于与水反
生的
气的推
作用和浮力作用
动
应产
氢
动
,C
正确
项
。
4.(2024·吉林二模)关于Na2O 和Na2O2的叙述正确的是( )
A.等物质的量时所含阴离子数目相同
B.颜色相同
C.所含化学键类型相同
D.化合物种类不同
答案 A
解析 A.Na2O 阴离子是O2-离子,Na2O2阴离子是O2
2−离子,等物
的量
所含阴离子数目相同
质
时
,故A
正确;B.Na2O 固体
白色
为
,Na2O2固体
淡黄色
为
,故B 错误;C.Na2O 中含有离子键,Na2O2中含有离子键
和共价键,故C 错误;D.Na2O 和Na2O2都属于金属氧化物,故D
。
错误
5.下列关于钠的叙述不正确的是( )
A.取用金属钠时,所需用品一般有小刀、镊子、滤纸、玻璃片
B.金属钠与Ca(HCO3)2溶液反应时,既有白色沉淀生成又有气体逸出
C.金属钠可保存的煤油中,也可保存在CCl4中
D.钠投入到水中立即熔化成小球,说明其熔点低,且钠与水的反应是放热反应
答案 C
解析 取用金属钠时,先用
子
取金属
镊
夹
,再用
吸收其表面的煤油或石蜡
滤纸
,然后在玻璃片上用小
刀切割金属,所以所需用品至少有小刀、
子、
、玻璃片
镊
滤纸
,故A 正确;
和水反
生成
氧化
和
钠
应
氢
纳
气
氢
,
氧化
和碳酸
反
生成碳酸
、碳酸
和水
氢
钠
氢钙
应
钙
钠
,所以既有白色沉淀生成又有气体逸出,故B
正确;
极易和空气中氧气、水蒸气反
钠
应,
的密度小于四
化碳
钠
氯
,所以
不能保存在四
化碳中
钠
氯
,但
能保存在石蜡油或煤油中,故C 错误;
熔点低
钠
,且
与水反
放
钠
应
热,所以
投入到水中立即熔化成小
钠
球,故D 正确。
6.(2024·河北保定期末)下列叙述正确的是( )
①Na2O 与Na2O2都能和水反应生成碱,它们都是碱性氧化物 ②钠在常温下不容易被氧化
③Na2O2可作供氧剂,而Na2O 不行 ④石蕊溶液中加入Na2O2粉末,先变蓝后褪色,并有气泡生成
⑤钠与浓NH4Cl 溶液反应,放出的气体中含H2和NH3
A.都正确
B.①②③④
C.③④⑤
D.②④⑤
答案 C
解析 ①Na2O2与水反
生成
氧化
和氧气
应
氢
钠
,不
足碱性氧化物与水反
只生成相
碱的定
满
应
应
义,因
此Na2O2不属于碱性氧化物,故错误;②
活
性金属
钠单质为
泼
单质,在常温下能与氧气反
生成氧化
应
钠,
故错误;③Na2O2可与二氧化碳、水反
生成氧气
应
,可以作供氧剂,而Na2O 与二氧化碳、水反
不生成
应
氧气,故Na2O 不能作供氧剂,故正确;④Na2O2与水反
生成
氧化
和氧气
应
氢
钠
,石蕊遇碱变蓝,Na2O2具
有漂白性,会使
色溶液褪色
蓝
,故正确;⑤浓NH4Cl 溶液呈酸性,
能与溶液中
钠单质
H+反
生成
应
H2,促
进NH4Cl 水解生成NH3·H2O,
反
放
反
该
应为
热
应,温度升高会使NH3·H2O 分解生成NH3,故正确。
7. 某氧化物在一定条件下能与
Na2O2 反应, 且反应极有规律, 如
Na2O2+SO2===Na2SO4,2Na2O2+2SO3(g)===2Na2SO4+O2。据此判断下列反应方程式错误的是( )
A.2Na2O2+2N2O3===4NaNO2+O2
B.Na2O2+2NO2===2NaNO3
C.2Na2O2+2N2O5===4NaNO3+O2
D.2Na2O2+2Mn2O7===4NaMnO4+O2
答案 A
解析 由Na2O2与SO2、SO3的反
方程式可推知
应
Na2O2与元素的最高价氧化物反
有
应
O2生成,而与
低价氧化物反
无
应
O2生成。N2O3中N 的化合价为+3,不是最高价,生成物中无O2,A 错误;NO2中N 的
化合价为+4,NO2不是N 的最高价氧化物,生成物中无O2,N 被氧化
最高价
为
,B 正确;N2O5中N 的化合
价为+5,是最高价,生成物中有O2,C 正确;Mn2O7是Mn 的最高价氧化物,Mn 的化合价为+7,所以生成
物应为NaMnO4和O2,D 正确。
8.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硫酸铜与熔化的钠接触,
瞬间产生耀眼的火花,同时有红色物质生成。据此判断下列说法不正确的是( )
A.上述反应是置换反应
B.上述反应说明钠比铜活泼
C.上述反应证明钠可以从硫酸铜溶液中置换出铜
D.加热且无水条件下,钠可以与硫酸铜反应并生成铜
答案 C
解析
在无水条件下
行
实验
进
,有
色物
生成
红
质
,
明熔融的
将硫酸
中的
置
出来并且放出
说
钠
铜
铜
换
热
量,属于置
反
换
应,
作
原
钠
还
剂,硫酸
作氧化
铜
剂,
明
比
活
说
钠
铜
泼,故A、B、D
正确
项
;若
与硫酸
溶
钠
铜
液混合,
先与水反
生成
氧化
则钠
应
氢
钠,
氧化
再与硫酸
反
生成
氧化
氢
钠
铜
应
氢
铜,不会置
出
换
铜单质,
故C
。
错误
9.Na2O2在供氧、防腐、除臭、微量分析等多方面有着重要用途。
Ⅰ.2023 年10 月26 日,神舟十七号载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接。载人飞船的轨
道舱内安装盛有Na2O2颗粒的装置,可为宇航员供氧。
(1) 写出Na2O2 与人体呼出气体中的酸性氧化物反应的化学方程式:
。
Ⅱ.工业生产Na2O2的方法是先将除去CO2的干燥空气通入熔融的钠(温度180~200 ℃)中得到Na2O,
然后增加空气流量并迅速升高温度至300~400 ℃即可得到Na2O2。某化学兴趣小组在实验室模拟
工业流程制备Na2O2。
(2)结合下图所示装置写出仪器连接顺序:空气→
(填导管口字母)。
(3)下列加热方式适合该实验的是 (填标号)。
A.控温电炉(150~500 ℃)
B.水浴
C.酒精喷灯(1 000~1 200 ℃)
D.油浴(100~260 ℃)
(4) 若要提高产品纯度, 需在盛有熔融钠的具支试管后添加一个装置, 该装置应该是
,其作用是 。
答案 (1)2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
(2)c→d→a→b→e (3)A (4)装有碱石灰的干燥管 防止空中的水蒸气和CO2进入装置与Na2O2反
应
解析 (1)Na2O2与人体呼出气体中的酸性氧化物CO2反
生成
应
Na2CO3和O2,反
的化学方程式
应
为
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2。(2)先将气体通过NaOH 溶液,除去空气中的CO2,再通
硫酸
行
过浓
进
干燥,装置
器
接
序
空气
仪
连
顺
为
→c→d→a→b→e。(3)
炉加
可提供的温度
化范
大
电
热
变
围较
,故A 正
确;水浴只能提供 100 ℃ 以内反
条件
应
,故B 错误;加
用酒精
灯
强热时
喷
,故C 错误;油浴(100~260 ℃)
不能
足
满
300~400 ℃温度加
要求
热
,故D
。
错误(4)空气中的水蒸气和CO2
有
大的影响
对实验
较
,若要
提高
品
度
产
纯
,需在具支
管后添加一个装置
试
,
装置
是装有碱石灰的干燥管
该
应该
,防止空气中的水
蒸气和CO2
入装置与
进
Na2O2反
。
应
能力提升
10.(2024·高三上重庆期中)已知氢化钠(NaH)可由氢气和钠在高温下化合形成,NaH 遇水放出H2,下列
说法正确的是( )
A.取钠与氢气反应后的产物,加水若产生H2,即可证明产物为纯净的NaH
B.NaH 与水反应产生的H2,通过盛有碱石灰的干燥管,再用向上排空气法收集
C.高温下NaH 将四氯化钛(TiCl4)还原成金属钛的原理为4NaH+TiCl4
Ti+4NaCl+2H2↑
D.NaH 在无水条件下除去钢铁表面铁锈的原理为3NaH+Fe2O3
2Fe+3NaOH
答案 D
解析 A.由于2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,取
与
气反
后的
物
钠
氢
应
产
,加水若
生
产
H2,不能
明
物
证
产
为
的
纯净
NaH,A 错误;B.NaH 与水反
生的
应产
H2,通
盛有碱石灰的干燥管
过
,H2的密度比空气的小,应该
用向下排空气法收集,B 错误;C.高温下NaH 将四
化
氯
钛(TiCl4)
原成金属
的原理
还
钛
为2NaH+TiCl4
Ti+2NaCl+2HCl↑,C 错误;D.NaH 中H-具有
原性
强还
,故NaH 在无水条件下除去
表面
的
钢铁
铁锈
原理为3NaH+Fe2O3
2Fe+3NaOH,D 正确。
11.(2024·北京模拟)某小组同学探究溶液中的MnO4
−能否被金属钠还原,进行实验:
①在干燥试管中加入绿豆大小的金属钠,逐滴滴加1 mL 0.001 mol·L-1 KMnO4溶液,产生无色气体,溶
液由紫红色变为浅绿色(MnO4
2−)。
②向1 mL 0.001 mol·L-1 KMnO4溶液中持续通入H2,水浴加热,溶液颜色无明显变化。
③向1 mL 0.001 mol·L-1 KMnO4溶液中加入NaOH 固体,溶液由紫红色变为浅绿色。
下列说法不正确的是( )
A.实验①中还可能观察到钠块浮在溶液表面,剧烈燃烧,发出黄色火焰
B.实验②中的现象说明实验①中溶液变色的原因与产生的气体无关
C.实验③中的现象说明实验①中可能发生反应:4MnO4
−+ 4OH −=== 4 MnO4
2−+O2↑+2H2O
D.上述实验能证明溶液中的MnO4
−可以被金属钠还原
答案 D
解析
与水反
浮在水面
钠
应时钠
,然后熔化成
亮的小球
闪
,在水面游动,并
出“嘶嘶”的响声
发
,反
放
应
热,故
可能
察到
烈燃
还
观
钠剧
烧,
出黄色火焰
发
,A 正确;实验②
照
为对
实验,探究H2对KMnO4溶液的
影响,实验②中的
象
明
现
说
实验①中溶液
色的原因与
生的
变
产
H2无关,B 正确;实验③
照
为对
实验,探
究NaOH 对KMnO4溶液的影响,溶液由紫
色
浅
色
红
变为
绿
,
明
说
实验①中可能
生的反
发
应为4Mn
O4
−+ 4OH −=== 4 MnO4
2−+O2↑+2H2O,C
正确; 三个
能
明碱性条件下
实验
证
Mn
O4
−可以被还原成MnO4
2−,不能
明溶液中的
说
MnO4
−可以被金属
原
钠还
,D
。
错误
12.金属钠及其化合物在人类生产、生活中起着重要作用。
(1)Na 的轨道表示式为 。
(2)向酸性KMnO4溶液中加入Na2O2粉末,观察到溶液褪色,发生如下反应。
MnO4
−+ H++ Na2O2=== Mn2++ Na++ O2↑+
H2O
配平上述离子方程式。
该反应说明Na2O2具有 (选填
氧化性
还原性
或
漂白性
“
”“
”
“
”)。
(3)在密闭容器中,将a mol Na2O2和b mol NaHCO3固体混合物加热至250 ℃,充分反应后,若剩余固
体为Na2CO3和NaOH、排出气体为O2和H2O 时,a∶b 的取值范围为 。
答案 (1)
(2)2MnO4
−+16H++5Na2O2===2Mn2++10Na++5O2↑+8H2O 还原性
(3)1
2<a∶b<1
解析 (1)Na 为11 号元素, 基态Na 原子的
子排布式
电
为1s22s22p63s1,
其
道表示式
则
轨
为
;(2) 根据得失电子守恒和质量守恒配平方程式为2Mn
O4
−
+16H+
+5Na2O2===2Mn2++10Na++5O2↑+8H2O,该反应中,Na2O2为还原剂,说明Na2O2具有还原性;(3)残余的固
体为Na2CO3和NaOH,生成的气体为O2和H2O,则有总反应式为bNaHCO3+aNa2O2===bNa2CO3+(2a-
b)NaOH+(b-a)H2O+a
2O2,2a-b>0,则a∶b>1
2,b-a>0,则a∶b<1,即a∶b 的取值范围为1
2<a∶b<1。
13.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进行实验探究。
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,无水硫酸铜未变蓝色。
(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
。
(5)利用(4)Na2O2与H2的反应计算:等物质的量的Na2O2分别与足量的H2和H2O 反应时,转移的电子
数之比为 。
答案 (1)关闭K1,向A 装置中的漏斗加水至漏斗内液面高于漏斗外液面,并形成一段水柱,一段时间
后水柱稳定不下降,说明虚线框内的装置气密性良好
(2)碱石灰 吸收氢气中的水和氯化氢 (3)badc
(4)Na2O2+H2
2NaOH (5)2∶1
解析 (1)关闭K1,向A 装置中的漏斗加水至漏斗内液面高于漏斗外液面,并形成一段水柱,一段时间
后水柱
定不下降
稳
,
明虚
框内的装置气密性良好。
说
线
(2)A 中生成的H2中混有水蒸气和
出的
挥发
HCl,
利用
应
B 装置中所盛碱石灰除去。(3)步骤3 中的必要操作
打开
为
K1、K2,
先通一会
气并用
应
氢
小
管收集气体并
其
度
试
检验
纯
,当装置内空气完全除去后,加热C 至Na2O2逐
熔化
渐
,反
一段
应
时间,
然后停止加热,充分冷却,最后关闭K1,故操作
序
顺
为badc。(4)Na2O2与H2反
无水生成
应
,
明
物
说
产
为
NaOH,
生反
的化学方程式
发
应
为Na2O2+H2
2NaOH。(5)根据Na2O2+H2
2NaOH 可知1 mol
Na2O2
移的
子数
转
电
为2 mol,2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑可知1 mol Na2O2
移的
子数
转
电
为1 mol,
等物
的量的
质
Na2O2分
与足量的
别
H2和H2O 反应时,
移的
子数之比
转
电
为2∶1。
