高考化学第3章金属及其化合物第1节考点2讲与练含答案.docx
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高考化学第3章金属及其化合物第1节考点2讲与练含答案
2019高考化学第3章(金属及其化合物)第1节考点
(2)讲与练含答案
考点二 氧化钠与过氧化钠
氧化钠和过氧化钠
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
1.过氧化钠能与水反应,所以过氧化钠可以做气体的干燥剂。
( × )
2.78gNa2O2中含阴离子的个数是2NA。
( × )
3.Na2O2溶于水产生O2的离子方程式为Na2O2+H2O===2Na++2OH-+O2↑。
( × )
4.Na2O、Na2O2组成元素相同,与CO2反应产物也相同。
( × )
5.Na2O2与H2O反应时,Na2O2既是还原剂又是氧化剂。
( √ )
6.Na2O2在潮湿的空气中放置一段时间,最终产物是NaOH。
( × )
1.过氧化钠是常用的工业漂白剂,但是不能用于食品的漂白。
2.
2
Na2
2
Na2O2既有氧化性又有还原性,但主要表现为氧化性。
当遇到KMnO4等强氧化剂时,可表现出还原性,氧化产物为O2。
3.Na2O2遇到CO2、H2O、H+发生自身氧化还原反应。
Na2O2既是氧化剂又是还原剂,且1molNa2O2转移的电子是1mol而不是2mol。
一、过氧化钠的性质及应用
1.下列有关Na2O2的说法不正确的是( )
A.向包有Na2O2粉末的脱脂棉上滴加几滴水,脱脂棉剧烈燃烧起来,说明Na2O2与H2O反应放热且有氧气生成
B.Na2O2与CO2反应时有单质O2生成,该反应属于置换反应
C.Na2O2在空气中久置变白,涉及的氧化还原反应中,Na2O2既是氧化剂,又是还原剂
D.Na2O2粉末加入Ca(HCO3)2溶液中,会产生气体和浑浊
解析:
A项,燃烧的条件是达到着火点和具有助燃物质;B项,反应物中没有单质参加反应,不符合置换反应的定义;C项,Na2O2与CO2、H2O的反应都是Na2O2自身的氧化还原反应;D项,Na2O2先和水反应生成O2和NaOH,NaOH再与Ca(HCO3)2反应产生沉淀CaCO3。
答案:
B
2.某溶液中含有HCO
、SO
、CO
、CH3COO-4种阴离子。
向其中加入足量的Na2O2固体后,溶液中离子浓度基本保持不变的是(假设溶液体积无变化)( )
A.CH3COO-B.SO
C.CO
D.HCO
解析:
Na2O2与水反应生成NaOH,HCO
+OH-===CO
+H2O,HCO
浓度减小,CO
浓度增大;SO
具有还原性,被Na2O2氧化,浓度减小;CH3COO-浓度几乎不变。
答案:
A
3.下列说法正确的是( )
A.Na2O2遇到湿润的紫色石蕊试纸后,石蕊试纸最终变成蓝色
B.Na2O2与CO2反应生成0.1molO2时转移电子数目为0.4mol
C.Na2O2投入到CuCl2溶液中有蓝色沉淀及气泡产生
D.向饱和烧碱溶液中加入2gNa2O2充分反应完时,溶液中c(Na+)不变
解析:
Na2O2遇湿润的石蕊试纸时,它最终能氧化石蕊使其褪色,A项错误;由2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2及Na2O2中氧元素的化合价为-1价知,每生成1molO2时会转移2mol电子,B项错误;Na2O2投入到CuCl2溶液中,Na2O2先与水反应生成NaOH与O2,NaOH再与CuCl2反应生成Cu(OH)2沉淀,C项正确;Na2O2与水反应时能放出大量的热,使溶液温度升高,NaOH的溶解度增大,导致溶液中c(Na+)增大,D项错误。
答案:
C
4.下列判断正确的是( )
A.仅用水能确定某Na2O粉末中是否含有Na2O2
B.仅用CO2能确定某Na2O粉末中是否含有Na2O2
C.可利用在空气中加热的方法除去Na2O中的Na2O2
D.将足量的Na2O2、Na2O分别加到酚酞溶液中,最终溶液均为红色
解析:
氧化钠和过氧化钠都能与水反应生成氢氧化钠,但过氧化钠与水反应还能生成氧气,据此可以确定,A正确;氧化钠和过氧化钠都能与CO2反应生成碳酸钠,虽然过氧化钠与CO2反应还生成氧气,但无明显的现象,B不正确;在加热的条件下,氧化钠被空气中的氧气氧化生成过氧化钠,C不正确;由于过氧化钠具有强氧化性,所以将过氧化钠加入到酚酞溶液中,溶液先变红,后褪色,D不正确。
答案:
A
5.在下列物质的溶液中分别加入一定量的Na2O2固体,不会出现浑浊现象的是( )
A.饱和Na2CO3溶液B.Ca(HCO3)2稀溶液
C.Na2SO3稀溶液D.饱和CaCl2溶液
解析:
Na2O2固体与水反应生成NaOH和O2,A中溶液饱和,由于水被消耗导致析出碳酸钠晶体;B中碳酸氢钙与NaOH溶液反应生成碳酸钙沉淀;C中亚硫酸钠被氧气氧化成硫酸钠,硫酸钠可溶于水,不会出现浑浊现象;D中NaOH与CaCl2反应生成的氢氧化钙微溶,故产生白色沉淀。
答案:
C
二、过氧化钠的简单计算
6.物质的量均为1mol的下列物质,长期放置于空气中(最终物质不考虑潮解情况),最后质量增加的大小关系是( )
①氧化钠 ②过氧化钠 ③氢氧化钠 ④亚硫酸钠
A.①=③>②>④B.①>②>④>③
C.③>①=②>④D.④>③>②>①
解析:
根据反应前后物质的变化计算增重。
①Na2O
Na2CO3、②Na2O2
Na2CO3、③NaOH
Na2CO3、④Na2SO3
Na2SO4。
答案:
B
7.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0.1mol,水的质量为100g。
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0.05molO2,转移电子0.1mol
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:
A项乙不是氧化还原反应,不正确;B项离子方程式中电荷不守恒,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
一、Na2O2的强氧化性
1.比较下列四组反应,回答下列问题:
一组:
①Na2O2+CO2
②Na2O2+SO2
二组:
③Na2O2+FeCl3(溶液)
④Na2O2+FeCl2(溶液)
三组:
⑤SO2通入品红溶液中,加热
⑥Na2O2加入到品红溶液中,加热
四组:
⑦NaOH溶液滴入紫色石蕊溶液中
⑧Na2O2固体加入到紫色石蕊溶液中
(1)写出①反应的化学方程式:
______________,有同学类比①的反应写出②的反应方程式为2Na2O2+2SO2===2Na2SO3+O2,你认为是否合理?
________(填“合理”或“不合理”)。
(2)比较分析③、④反应中可能发生的现象,相同点:
______________________,差异:
__________________________。
(3)预测⑤可能的现象:
________________,
⑥可能的现象:
___________________。
(4)判断⑦、⑧反应中可能发生的现象:
⑦______________________________________;
⑧______________________________________。
解析:
(1)Na2O2具有强氧化性,发生:
Na2O2+SO2===Na2SO4。
(2)FeCl3与NaOH反应生成Fe(OH)3,Fe(OH)3是不溶性的红褐色沉淀;④中Fe2+具有强还原性,易被Na2O2氧化并生成Fe(OH)3,Na2O2与溶液中的水剧烈反应会有O2产生。
(3)SO2的漂白性是由于它能与某些有色物质生成易分解的无色物质,Na2O2的漂白性是因其具有强氧化性。
(4)Na2O2与H2O反应生成NaOH,呈碱性,同时Na2O2又有漂白性。
答案:
(1)2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2 不合理
(2)均会有红褐色沉淀生成并有气体逸出 ④中气体明显少于③中气体 (3)溶液红色褪去,加热后又恢复红色 溶液红色褪去,加热后不能恢复红色 (4)溶液变蓝 溶液先变蓝后褪色
2.为了探究过氧化钠的强氧化性,某研究性学习小组设计了如图所示的实验装置。
实验步骤及现象如下:
①检查装置气密性后,装入药品并连接仪器。
②缓慢通入一定量的N2后,将装置D连接好(导管末端未伸入集气瓶中),再向圆底烧瓶中缓慢滴加浓盐酸,剧烈反应,产生黄绿色气体。
③一段时间后,将导管末端伸入集气瓶中收集气体,装置D中收集到能使带火星的木条复燃的无色气体。
④反应结束后,关闭分液漏斗的活塞,再通入一定量的N2,至装置中气体无色。
回答下列问题:
(1)装置B中湿润的红色纸条褪色,证明A中反应有____________(填化学式)生成。
若B中改放湿润的淀粉KI试纸,仅凭试纸变蓝的现象不能证明上述结论,请用离子方程式说明原因_________________________。
(2)装置C的作用是________________________。
(3)甲同学认为O2是Na2O2被盐酸中的HCl还原所得。
乙同学认为此结论不正确,其不赞成的理由可能为:
①___________________________;
②___________________________。
(4)实验证明,Na2O2与干燥的HCl能反应,完成并配平该化学方程式。
Na2O2+
HCl===
Cl2+
NaCl+
________
该反应________(填“能”或“不能”)用于实验室快速制取纯净的Cl2,理由是①__________________;②____________________(要求答出两点)。
答案:
(1)Cl2 4H++4I-+O2===2I2+2H2O
(2)吸收HCl和过量的Cl2,防止污染空气,使D中能收集到较为纯净的氧气
(3)①Na2O2被还原时氧元素的化合价应该降低,不可能得到O2 ②O2有可能是Na2O2与盐酸中的H2O反应所得
(4)1 4 1 2 2 H2O 不能
①Na2O2与生成的H2O反应有O2生成(或HCl混在Cl2中或H2O混在Cl2中等) ②实验室没有可直接使用的干燥HCl气体(或固体与气体反应较慢)(其他合理答案均可)
二、Na2O2与CO2、H2O的反应
化学反应:
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
2Na2O2+2H2O(g)===4NaOH+O2
1五个重要关系
(1)先后顺序关系
一定量的Na2O2与一定量的CO2和H2O(g)的混合物的反应,可看做Na2O2先与CO2反应,待CO2反应完全后,Na2O2再与H2O(g)发生反应。
(实际情况复杂得多)
(2)电子转移关系
不论是与CO2还是与H2O(g)反应,CO2与H2O(g)均既不是氧化剂也不是还原剂,反应的实质都是Na2O2自身发生的氧化还原反应,所以每有1molO2生成时,转移的电子均为2mol。
即2Na2O2~O2~2e-。
(3)物质的量的关系
无论是CO2或H2O的单一物质还是二者的混合物,通过足量的Na2O2时,CO2或H2O与放出O2的物质的量之比均为2∶1。
(4)气体体积关系
若CO2和水蒸气的混合气体(或单一气体)通过足量Na2O2,气体体积的减少量为原混合气体体积的
,即为生成氧气的量。
(5)固体质量关系
相当于固体Na2O2只吸收了CO2中的“CO”,H2O中的“H2”;可以看做发生相应的反应:
Na2O2+CO===Na2CO3,Na2O2+H2===2NaOH(实际上两反应都不能发生)。
2增重量等于可燃物质量的规律
凡分子组成符合(CO)m·(H2)n的物质,mg该物质在O2中完全燃烧,将其产物(CO2和水蒸气)通过足量Na2O2后,固体增重必为mg。
或者是由C、H、O三种元素组成的物质,只要C、O原子个数比为1∶1,即可满足上述条件。
中学阶段常见的符合这一关系的物质有:
①无机化合物:
H2、CO及H2和CO的混合气体。
②有机化合物:
CH3OH(甲醇)、HCHO(甲醛)、CH3COOH(乙酸)、HCOOCH3(甲酸甲酯)、C6H12O6(葡萄糖)等。
3.将一定量的Na2O2和NaHCO3混合后,在密闭容器中加热充分反应,排出气体,冷却后有固体物质剩余,下列选项不正确的是( )
Na2O2/mol
NaHCO3/mol
剩余的固体物质
A
1
2
Na2CO3
B
1.5
2
Na2O2 Na2CO3
C
2
1
Na2O2 NaOH Na2CO3
D
2
2
NaOH Na2CO3
解析:
有关的反应方程式依次为2NaHCO3
Na2CO3+CO2↑+H2O、2CO2+2Na2O2===2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑。
当Na2O2与NaHCO3的物质的量之比为1∶2时,二者反应的总方程式为2Na2O2+4NaHCO3
4Na2CO3+O2↑+2H2O;当Na2O2与NaHCO3的物质的量之比为1∶1时,2Na2O2+2NaHCO3
2Na2CO3+O2↑+2NaOH,即1∶2
答案:
B
4.过氧化钠可作为氧气的来源。
常温常压下,二氧化碳和过氧化钠反应后,若固体质量增加了28g,反应中有关物质的物理量正确的是(NA表示阿伏加德罗常数)( )
二氧化碳
碳酸钠
转移的电子
A
1mol
——
2NA
B
22.4L
1mol
—
C
——
106g
1mol
D
—
106g
2NA
解析:
Na2O2与CO2发生的反应为2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,根据反应前后“固体质量关系”可知,相当于Na2O2只吸收了CO2中的“CO”,可看作发生反应“Na2O2+CO===Na2CO3”。
若固体质量增加了28g(相当于吸收了1mol“CO”),则消耗1molCO2(常温常压下,体积大于22.4L),生成1molNa2CO3(质量为106g)。
根据“电子转移关系”可知,消耗1molCO2时,反应中转移1mol电子(即NA个)。
答案:
C
5.200℃时,11.6gCO2和水蒸气的混合气体与足量的Na2O2充分反应后固体质量增加了3.6g,则原混合气体的总物质的量是( )
A.0.125molB.0.25mol
C.0.5molD.1mol
解析:
根据质量守恒定律可知,生成O2的质量为11.6g-3.6g=8g,n(O2)=
=0.25mol,根据Na2O2与H2O(g)、CO2反应的物质的量的关系可知CO2和H2O(g)的物质的量之和为0.25mol×2=0.5mol。
答案:
C
6.在密闭容器中充入CO2、CO、CH4的混合气体共mg,若加入足量Na2O2,充分振荡并不断用电火花引燃至反应完全,测得固体质量增加mg,则CO2与CH4的体积比为( )
A.3∶1B.2∶1
C.1∶1D.任意比
解析:
2CO+O2
2CO2①
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2②
①+②得:
Na2O2+CO===Na2CO3(虚拟的反应)
即:
CO可被Na2O2完全吸收
2H2+O2
2H2O③
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑④
③+④得:
Na2O2+H2===2NaOH(虚拟的反应)
即:
H2可被Na2O2完全吸收
由于CO完全被吸收,当CO2、CH4的体积比符合1∶1时,相当于2CO∶2H2,可被Na2O2完全吸收。
答案:
C
7.取一定质量的某物质在ag氧气中完全燃烧,将其产物跟足量的过氧化钠固体完全反应,反应后容器内有bg氧气,测得b>a,下列物质中满足上述结果的是( )
A.HCOOHB.HCHO
C.CH4D.C6H12O6
解析:
烃及烃的含氧衍生物在O2中充分燃烧后生成CO2、H2O,产物通过足量的Na2O2,发生反应2CO2+2Na2O2===2Na2CO3+O2,2H2O+2Na2O2===4NaOH+O2↑,对生成物变式:
Na2CO3~Na2O2·CO,2NaOH~Na2O2·H2,可知过氧化钠增加的质量=与CO2同物质的量的CO质量+与H2O同物质的量的H2质量,质量增加部分物质的组成可以表示为nCO·mH2,即化学式可表示为nCO·mH2的物质完全燃烧后能被过氧化钠完全吸收,而题述有机物反应后容器内氧气质量大于原氧气质量,故有机物的化学式符合nCO·mH2·xO2形式。
HCOOH可以改写为CO·H2·
O2形式,故A符合;HCHO可以改写为CO·H2,故B不符合;CH4中没有氧元素,反应后氧气质量小于原氧气质量,故C不符合;C6H12O6可以改写为6CO·6H2形式,反应后氧气质量等于原氧气质量,故D不符合。
答案:
A
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