
?第06講 活潑的金屬單質(zhì)——鈉
【學習目標】
1.根據(jù)鈉的保存取用以及鈉與水反應的現(xiàn)象,認識鈉的物理性質(zhì)。
2.根據(jù)鈉的原子結(jié)構(gòu)特點及氧化還原反應原理,結(jié)合有關(guān)實驗,理解鈉的化學性質(zhì)。
3.依據(jù)鈉的性質(zhì),了解其在生產(chǎn)中的應用。
【基礎(chǔ)知識】
1.鈉的原子結(jié)構(gòu)
鈉原子的結(jié)構(gòu)示意圖為,在化學反應中很容易失去1個電子生成鈉離子,表現(xiàn)出很強的還原性。
2.第一個制備鈉的人
1807年,戴維用電解氫氧化鈉制得金屬鈉,從此揭開了金屬鈉的面紗。
戴維將一塊苛性鈉放在白金勺里用高溫酒精燈將它熔化,然后立即用一根導線接在白金勺上,再將另一根導線插入熔化物中,在一電極上出現(xiàn)了具有金屬光澤的、類似水銀的銀白色小珠(即金屬鈉)。他發(fā)現(xiàn):一些小珠不燃燒,只是表面變暗,覆蓋著一層白膜;另一些小珠立即燃燒,形成黃色火焰。
反應條件
常溫
加熱
實驗操作
→→→
實驗現(xiàn)象
斷面呈銀白色,迅速變暗
熔成小球,劇烈燃燒,發(fā)出黃色火焰,生成淡黃色固體
反應原理
4Na+O2=2Na2O
2Na+O2Na2O2
結(jié)論
鈉是非?;顫姷慕饘伲cO2反應,條件不同,現(xiàn)象不同,產(chǎn)物也不同
一、化學性質(zhì)
1.與非金屬單質(zhì)反應
O2
常溫
4Na+O2=2Na2O 白色固體
加熱
2Na+O2Na2O2 淡黃色固體
Cl2
2Na+Cl22NaCl (產(chǎn)生黃色火焰,生成白煙)
S
2Na+S=Na2S (研磨時容易爆炸)
H2
2Na+H22NaH(金屬氫化物中,氫為-1價)
鈉露置在空氣中的變化
(1)金屬鈉長期露置于空氣中最終完全轉(zhuǎn)變?yōu)镹a2CO3粉末,此過程中的主要變化與現(xiàn)象有:
(2)發(fā)生的主要變化的化學方程式
①4Na+O2=2Na2O;②Na2O+H2O=2NaOH;④2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O,Na2CO3+10H2O=Na2CO3·10H2O;⑤Na2CO3·10H2O=Na2CO3+10H2O。
又一日戴維做完電解制鈉實驗后,他把這種小小的金屬顆粒投入水中,鈉在水面上急速奔躍,產(chǎn)生氣體,發(fā)出刺刺的聲音,接著聲音越來越小,體積越來越小,慢慢消失在水里,無影無蹤。
請同學們思考,鈉與水產(chǎn)生的是什么氣體?
實驗操作
實驗現(xiàn)象
鈉浮在水面上
鈉熔化成
閃亮的小球
小球在水面上四處
游動,最后完全消失
與水反應發(fā)出“嘶嘶”響聲
溶液的顏色變紅
原因解釋
鈉的密度
比水小
鈉熔點低,反應放熱
反應產(chǎn)生的H2
推動小球運動
鈉與水
反應劇烈
反應生成NaOH
實驗結(jié)論
鈉與水反應,生成NaOH和H2,化學方程式:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
2.與水反應
化學方程式:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,還原劑:Na,氧化劑:H2O。
離子方程式:2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑
(1)金屬鈉與水的反應,其實質(zhì)是鈉與水電離出的H+反應。
(2)切割完鈉塊后,剩余的鈉的處理:放入原來盛有煤油的試劑瓶中(鈉的活潑性非常強,易與水或氧氣反應造成失火或爆炸,為保證實驗安全,放回原試劑瓶比較穩(wěn)妥)
(3)做實驗時,金屬鈉不慎失火的處理:用干燥的沙土來滅火,不能用水滅火(鈉與水劇烈反應且生成氫氣,會放出大量的熱,甚至能引起氫氣燃燒爆炸)
(1)鈉與酸的反應
如果鈉過量,鈉把酸耗盡后,再與水反應。
a.鈉先與酸中的H+反應(不是與水先反應),離子方程式:2Na+2H+=2Na++H2↑。
b.如果鈉過量,鈉把酸消耗盡之后,再與水反應。
(2)鈉與鹽溶液的反應
a.鈉與鹽溶液反應時,首先與水反應生成NaOH(不是與鹽先發(fā)生置換反應)。
b.然后NaOH與鹽發(fā)生復分解反應(若氫氧化鈉不與鹽反應,則只有鈉與水的反應)。
例如:Na與Fe2(SO4)3溶液的反應:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,6NaOH+Fe2(SO4)3=2Fe(OH)3↓+3Na2SO4;Na與KNO3溶液的反應:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑(僅此一步反應),若是飽和鹽溶液,會有晶體析出。
(3)鈉與熔融鹽的反應
4Na+TiCl4Ti+4NaCl Na+KClK↑+NaCl
結(jié)合實驗探究總結(jié)金屬鈉的物理性質(zhì)
①保存:;②可切割:;③切面呈銀白色:;④浮水面,熔成球:
二、物理性質(zhì)
狀態(tài)
顏色
硬度
密度
熔點
固態(tài)
銀白色
質(zhì)軟
ρ(煤油)<ρ(鈉)<ρ(水)
較低
鈉的保存
鈉的化學性質(zhì)非?;顫?,所以自然界不存在游離態(tài)的鈉;在實驗室里,金屬鈉保存在煤油或石蠟里。
金屬鈉是在1807年通過電解氫氧化鈉制得的,這個原理應用于工業(yè)生產(chǎn),約在1891年才獲得成功。1921年實現(xiàn)了電解氯化鈉制鈉的工業(yè)方法,其反應原理是:2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑。
目前,世界上鈉的工業(yè)生產(chǎn)多數(shù)是用電解氯化鈉的方法,少數(shù)仍沿用電解氫氧化鈉的方法。
【考點剖析】
考點一:金屬鈉與氧氣的反應
例1.(2022年湖南省懷化市第五中學期中)取一小塊鈉放在玻璃燃燒匙里加熱,下列實驗現(xiàn)象正確的是
①金屬先熔化;②在空氣中燃燒火焰呈黃色;③燃燒時火星四射;④燃燒后生成淡黃色固體⑤燃燒后生成白色固體
A.①②③ B.①②④ C.①②⑤ D.①③⑤
【答案】B
【解析】鈉與氧氣反應生成氧化鈉,表面變暗,將金屬鈉放在氧氣中燃燒,金屬鈉先熔化,然后燃燒,火焰呈黃色,生成物是淡黃色的過氧化鈉固體,所以看到的現(xiàn)象是①②④,B項正確。
考點二:金屬鈉與水的反應
例2.(2022年四川省宜賓市期末)下列有關(guān)金屬鈉與水反應的現(xiàn)象及解釋中,正確的是
A.浮于水面,說明鈉表面積大 B.熔成小球,說明鈉硬度小
C.四處游動,說明有氣體生成 D.加酚酞變紅,說明鈉顯堿性
【答案】C
【解析】A項,浮于水面,說明鈉密度小于水的密度,錯誤;B項,熔成小球,說明反應是放熱反應,鈉熔點低,錯誤;C項,四處游動,氣體反作用力給金屬鈉,說明有氣體生成,正確;D項,加酚酞變紅,說明生成的產(chǎn)物NaOH顯堿性,錯誤。
考點三:金屬鈉與鹽溶液的反應
例3.(2022年山西省晉城市高平市期中)將金屬鈉投入下列溶液中時,既有白色沉淀析出又有氣體逸出的是
A.KCl溶液 B.CuSO4溶液
C.Mg(NO3)2溶液 D.Fe2(SO4)3溶液
【答案】C
【解析】A項,金屬鈉投入到KCl溶液,鈉會和水反應生成氫氣,無沉淀,不符合題意;B項,金屬鈉投入到CuSO4溶液,鈉先和水反應生成氫氣和氫氧化鈉,氫氧化鈉再和硫酸銅反應生成藍色沉淀,不符合題意;C項,金屬鈉投入 到Mg(NO3)2溶液,鈉先和水反應生成氫氣和氫氧化鈉,氫氧化鈉再和Mg(NO3)2反應生成白色沉淀,符合題意;D項,金屬鈉投入到Fe2(SO4)3溶液,鈉先和水反應生成氫氣和氫氧化鈉,氫氧化鈉再和Fe2(SO4)3反應生成紅褐色色沉淀,不合題意。
考點四:離子反應方程式正誤判斷(與Na相關(guān))
例4.(2022年北京市豐臺區(qū)期中)下列離子方程式書寫正確的是
A.鐵與稀鹽酸反應:2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑
B.碳酸鈣與稀鹽酸反應:2H++CO32-=CO2↑+H2O
C.氧化鐵與鹽酸反應:Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O
D.鈉與水反應:Na+H2O=Na++OH-+H2↑
【答案】C
【解析】A項,鐵與稀鹽酸反應,生成FeCl2和H2,離子方程式為:Fe+2H+=Fe2++H2↑,不正確;B項,碳酸鈣難溶于水,在離子方程式中應以化學式表示,不能拆成離子形式,不正確;C項,氧化鐵與鹽酸反應,生成FeCl3和H2O,離子方程式為:Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O,正確;D項,鈉與水反應,生成NaOH和H2,離子方程式為:2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑,不正確。
考點五:金屬鈉的相關(guān)計算
例5.(2021年廣東省惠州第一學期期末)鈉塊在O2中加熱一段時間后增重了20 g說明此過程中至少
A.消耗了20 g O2 B.生成20 g Na2O2
C.生成20 g Na2O D.消耗20 g Na
【答案】A
【解析】鈉塊在O2中加熱一段時間后產(chǎn)物是Na2O、Na2O2,從組成上可看出,增重的部分就是與鈉結(jié)合的氧的質(zhì)量,現(xiàn)增重了20 g,根據(jù)質(zhì)量守恒,至少消耗了20 g O2,故答案選A項。
考點六:鈉的性質(zhì)綜合
例6.(2022年河北省石家莊市第二十八中學期中改編)金屬鈉還原性極強,目前多采用電解熔融氯化鈉的方法制備金屬鈉:2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑。已知物質(zhì)A、B、C、D、E、F有如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系[已知:2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O]:
(1)A、B、C、D、E、F中不屬于電解質(zhì)的是_________(填化學式,下同),屬于電解質(zhì)且水溶液顯堿性的是_______________________。
(2)A→C反應的化學方程式為_________________________________________。
(3)B→D反應的化學方程式為___________________________,反應現(xiàn)象為_________________。
(4)寫出C與D反應的離子方程式:_________________________________。
【答案】(1)①Na、Cl2 ②NaOH、Na2CO3 (2)2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ (3)①2Fe+3Cl22FeCl3 ②劇烈燃燒,產(chǎn)生棕褐色的煙 (4)3OH-+Fe3+=Fe(OH)3↓
【解析】由轉(zhuǎn)化流程可知:A與水反應生成C,且C與CO2反應,則A為Na,C為NaOH、E為Na2CO3,B為Cl2,D為FeCl3,F(xiàn)為CaCl2,CaCl2與Na2CO3發(fā)生復分解反應產(chǎn)生CaCO3沉淀和NaCl。
(1)根據(jù)上述分析可知:A為Na,B為Cl2,C為NaOH,D為FeCl3,E為Na2CO3,F(xiàn)為CaCl2。在上述物質(zhì)中,Na、Cl2都是單質(zhì),不屬于電解質(zhì);NaOH是堿,電離產(chǎn)生OH-,使溶液顯堿性;Na2CO3溶液顯堿性,故屬于電解質(zhì)且水溶液顯堿性的是NaOH、Na2CO3;(2)A為Na,C為NaOH,Na與水反應產(chǎn)生NaOH和H2,反應的化學方程式為:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑;(3)B為Cl2,Cl2與Fe在加熱時反應產(chǎn)生FeCl3,反應方程式為:2Fe+3Cl22FeCl3,反應現(xiàn)象是:劇烈燃燒,產(chǎn)生棕褐色的煙;(4)C為NaOH,D為FeCl3,C與D反應的離子方程式為:3OH-+Fe3+=Fe(OH)3↓。
考點七:金屬鈉的性質(zhì)探究
例7.(2022年山東省煙臺市、德州市期中)某興趣小組用下列裝置探究Na與CO2的反應產(chǎn)物,已知PdCl2+CO+H2O=Pd↓(黑色)+CO2+2HCl。下列說法正確的是
A.為了避免生成的CO2中混有HCl,最好用稀硫酸代替稀鹽酸
B.裝置Ⅲ的目的是除去HCl
C.實驗時先打開活塞a,再點燃酒精燈
D.裝置V出現(xiàn)黑色沉淀,則裝置IV發(fā)生反應2Na+2CO2Na2CO3+CO
【答案】CD
【解析】A項,用稀硫酸代替稀鹽酸,生成的CaSO4包裹在CaCO3的表面,阻止反應的進一步進行,錯誤;B項,裝置Ⅲ的目的是干燥CO2,錯誤;C項,實驗時先打開活塞a,利用產(chǎn)生的CO2排出裝置內(nèi)的空氣,防止鈉與O2反應,再點燃酒精燈,正確;D項,裝置V出現(xiàn)黑色沉淀,Ⅴ中發(fā)生反應PdCl2+CO+H2O=Pd↓(黑色)+CO2+2HCl,則裝置IV發(fā)生反應2Na+2CO2Na2CO3+CO,正確。
【真題演練】
1.(2022年江蘇省無錫市期末)下列關(guān)于金屬鈉的敘述不正確的是
A.具有很強的還原性 B.燃燒時生成氧化鈉
C.燃燒時發(fā)出黃色的火焰 D.與水反應時,鈉浮在水面上方
【答案】B
【解析】A項,鈉原子最外層電子數(shù)只有1個,易失去,具有強還原性,正確;B項,鈉燃燒時與O2反應的是過氧化鈉,錯誤;C項,鈉燃燒時發(fā)出黃色的火焰,正確;D項,鈉的密度小于水,故鈉與水反應時,鈉浮在水面上方,正確。
2.(2022年北京市豐臺區(qū)期中)鈉的下列性質(zhì)中與鈉和水反應時的現(xiàn)象無關(guān)的是
A.鈉的熔點較低 B.鈉的密度小于水的
C.鈉能導電 D.鈉金屬活動性強
【答案】C
【解析】A項,鈉和水反應時熔成小球,表明鈉的熔點較低,不符合題意;B項,鈉和水反應時浮在水面上,表明鈉的密度小于水,不符合題意;C項,鈉能導電,與鈉和水反應時的現(xiàn)象無關(guān),符合題意;D項,鈉能與水劇烈反應,說明鈉的金屬活動性強,不符合題意。
3.(2022年湖北省孝感市期中)下列關(guān)于鈉的說法中不正確的是
A.金屬鈉和氧氣反應,條件不同,產(chǎn)物不同
B.若鈉著火,不可以用水滅火
C.綠豆大小的鈉投入水中,鈉浮在水面上,說明鈉的密度小于水的密度
D.做完實驗多余的鈉不能放回原來的試劑瓶
【答案】D
【解析】A項,金屬鈉在空氣中和氧氣反應生成氧化鈉,在加熱的條件下和氧氣反應生成過氧化鈉,所以條件不同,產(chǎn)物不同,正確;B項,鈉著火時,若用水滅火則鈉會與水反應,反應生成的H2會產(chǎn)生爆炸,所以鈉著火不可以用水滅火,正確;C項,綠豆大小的鈉投入水中,鈉浮在水面上,說明鈉的密度比水的密度小,正確;D項,因為鈉的性質(zhì)比較活潑,屬于塊狀金屬,做實驗時,取出用刀切完,多余的鈉應放回原來的試劑瓶,錯誤。
4.(2022年湖北省宜昌市期中)下列關(guān)于金屬鈉的敘述,正確的是
A.鈉在空氣中燃燒,發(fā)出黃色火焰
B.鈉在空氣中燃燒,產(chǎn)物是Na2O
C.鈉是銀白色金屬,硬度大,熔點高
D.鈉的化學性質(zhì)比鐵、鋁活潑得多,但沒有鎂活潑
【答案】A
【解析】A項,鈉在空氣中燃燒,發(fā)出黃色火焰,正確;B項,鈉在空氣中燃燒,產(chǎn)物是Na2O2,錯誤;C項,鈉質(zhì)軟、熔點較低,錯誤;D項,鈉的化學性質(zhì)比鐵、鋁活潑得多,也比鎂活潑,錯誤。
5.(2022年北京交通大學附屬中學期中)下列關(guān)于金屬鈉的描述中,不正確的是
A.有銀白色金屬光澤 B.在空氣中燃燒只生成氧化鈉
C.具有很強的還原性 D.在空氣中燃燒發(fā)出黃色火焰
【答案】B
【解析】A項,鈉是銀白色金屬,具有金屬光澤,質(zhì)地較軟,可用刀子切割,正確;B項,鈉在空氣中燃燒,生成淡黃色的過氧化鈉,不正確;C項,鈉原子的最外層只有一個電子,易失去,具有很強的還原性,正確;D項,鈉的焰色試驗中火焰呈黃色,所以在空氣中燃燒,發(fā)出黃色火焰,正確。
6.(2021年四川省廣安市期末)將綠豆大的鈉塊投入如圖所示的燒杯中,可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是
A.鈉塊只在煤油層中游動,并放出氣體
B.鈉塊只在水層中游動,鈉塊熔化,水層變紅
C.鈉塊在煤油、水兩液體界面處反應,熔化成小球并上下跳動,水層變紅
D.鈉塊在四氯化碳、水兩液體界面處反應,熔化成小球并上下跳動,水層變紅
【答案】C
【解析】金屬鈉的密度比水、四氯化碳的小,比煤油大,金屬鈉為活潑金屬,能與水反應,不與煤油反應,據(jù)此分析。金屬鈉與水反應,不與煤油、四氯化碳反應,金屬鈉與水反應2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,鈉塊在煤油、水兩液體界面處反應,熔成小球并上下跳動,水層變紅,故C項正確。
7.(2022年四川省資陽市期末改編)下列離子方程式的書寫正確的是
A.向Ba(OH)2溶液中加入稀H2SO4:Ba2++2OH-+2H++SO42-=BaSO4↓+2H2O
B.鈉與硫酸銅溶液反應:2Na+Cu2+=Cu+2Na+
C.澄清的石灰水與稀鹽酸反應:Ca(OH)2+2H+=Ca2++2H2O
D.碳酸氫鈉與NaOH溶液反應:HCO3-+OH-=CO2↑+H2O
【答案】A
【解析】A項,向Ba(OH)2溶液中加入稀H2SO4,離子方程式為Ba2++2OH-+2H++SO42-=BaSO4↓+2H2O,正確;B項,鈉與硫酸銅溶液反應實質(zhì)為鈉與水反應生成氫氧化鈉,氫氧化鈉與硫酸銅反應生成氫氧化銅沉淀和水:2Na+Cu2++2H?O=2Na++Cu(OH)2↓+H2↑,錯誤;C項,澄清的石灰水能加反應Ca(OH)2可拆分,與稀鹽酸反應方程式為OH-+H+=H2O,錯誤;D項,碳酸氫鈉與NaOH溶液反應方程式為HCO3-+OH-=CO32-+H2O,錯誤。
8.(2022年北京師范大學附屬中學期中)某課外實驗小組從煤油中取出一塊鈉,用濾紙吸干其表面的煤油,用刀切下數(shù)塊,分別進行實驗研究。
(1)鈉塊切面處迅速變暗,反應的化學方程式為________________________________。
(2)將一小塊鈉放入坩堝中加熱,反應的化學方程式為______________________。
(3)將加熱過的一小塊鈉放入盛有氯氣的集氣瓶中,反應的化學方程式為_____________________。
(4)將一小塊Na投入到盛有適量水的燒杯中,反應的化學方程式為_____________________。反應放出大量熱,依據(jù)的現(xiàn)象是__________________。
(5)將一小塊Na投入到盛有適量硫酸銅溶液的燒杯中,觀察到溶液中出現(xiàn)藍色沉淀,寫出產(chǎn)生藍色沉淀的化學方程式_______________________________________________。
【答案】(1)4Na+O2=2Na2O (2)2Na+O2Na2O2 (3)2Na+Cl22NaCl (4)①2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ ②鈉熔成小球 (5)CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4或2Na+2H2O+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑
【解析】(1)鈉塊切面處迅速變暗,鈉和氧氣在常溫下反應生成氧化鈉,反應的化學方程式為4Na+O2=2Na2O;(1)將一小塊鈉放入坩堝中加熱,鈉和氧氣在加熱條件下反應生成過氧化鈉,反應的化學方程式為2Na+O2Na2O2;(3)將加熱過的一小塊鈉放入盛有氯氣的集氣瓶中,鈉和氯氣反應生成氯化鈉,反應的化學方程式為2Na+Cl22NaCl;(4)將一小塊Na投入到盛有適量水的燒杯中,鈉和水反應生成氫氧化鈉和氫氣,反應的化學方程式為2Na+2H2O=2NaOH+H2↑。反應過程中,鈉熔成小球,說明反應放出大量的熱;(5)將一小塊Na投入到盛有適量硫酸銅溶液的燒杯中,觀察到溶液中出現(xiàn)藍色沉淀,鈉先和水反應生成氫氧化鈉和氫氣,氫氧化鈉再和硫酸銅反應生成藍色氫氧化銅沉淀和硫酸鈉,產(chǎn)生藍色沉淀的化學方程式CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4或2Na+2H2O+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑。
【過關(guān)檢測】
1.(2022年福建省寧德市同心順聯(lián)盟期中)金屬鈉放置在空氣中,最后生成的產(chǎn)物是
A.Na2O B.Na2O2 C.Na2CO3 D.NaOH
【答案】C
【解析】切開金屬鈉置于空氣中,切口開始呈銀白色(鈉的真面目)→變暗(生成Na2O)→變白色固體(生成NaOH)→成液(NaOH潮解)→結(jié)塊(吸收CO2成Na2CO3?10H2O)→最后變成Na2CO3粉(風化),有關(guān)反應如下:4Na+O2=2Na2O、Na2O+H2O=2NaOH、2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O、Na2CO3+10H2O=Na2CO3?10H2O、Na2CO3?10H2O=Na2CO3+10H2O,答案選C項。
2.(2022年湖北省宜昌市期中)將綠豆大小的鈉投入CuSO4溶液中,下列有關(guān)現(xiàn)象的描述不正確的是
A.Na浮在水面,四處游動 B.有紅色固體生成
C.有藍色沉淀生成 D.溶液顏色變淺
【答案】B
【解析】A項,鈉比水輕浮在水面上,產(chǎn)生的H2失去鈉游動,正確;B項,鈉不與CuSO4發(fā)生置換反應,無紅色固體析出,錯誤;C項,鈉與水反應生成的NaOH與CuSO4發(fā)生反應生成Cu(OH)2,產(chǎn)生藍色沉淀,正確;D項,由于銅離子參加反應,故溶液的顏色會變淺,正確。
3.(2022年山西省懷仁市期中)鈉與水反應的現(xiàn)象和鈉的下列性質(zhì)無關(guān)的是
A.鈉的硬度小 B.鈉的熔點低
C.鈉的密度比水小 D.鈉的強還原性
【答案】A
【解析】鈉塊投入水浮于水面,說明鈉的密度比水小,C項不符合題意;之后鈉塊變成小球,說明鈉的熔點較低,B項不符合題意;鈉與水反應非常劇烈,說明鈉有強的還原性,D項不符合題意;只有鈉的硬度與水的反應無關(guān),A項符合題意。
4.(2022年河北省保定市定州市期中)下列有關(guān)鈉的敘述中,不正確的是
A.金屬鈉是銀白色金屬,硬度小,鈉切開的斷面露置在空氣中變暗,是因為生成了Na2O
B.鈉元素在自然界中主要以化合物形式存在
C.將一小塊鈉投入到CuSO4溶液中,有紅色固體Cu析出
D.少量金屬鈉可保存在煤油中,使用后剩余的鈉必須放回原試劑瓶中
【答案】C
【解析】A項,剛切開的鈉暴露在空氣中變暗,是鈉與O2反應生成了Na2O,正確;B項,鈉非?;顫娫谧匀唤玮c元素以化合態(tài)存在,正確;C項,鈉投入CuSO4溶液中,鈉先與水反應而不與Cu2+反應,無紅色固體析出,不正確;D項,少量鈉保存于煤油中,由于鈉非常活潑在空氣中可能會引起火災,故多余的鈉要放回原試劑瓶中,正確。
5.(2022年山西省懷仁市期中)下列說法中一定正確的是
A.Na2O2固體中陽離子與陰離子的個數(shù)比為1∶1
B.從試劑瓶中取出并切下未使用的鈉可放回原試劑瓶中
C.將Na投入飽和Na2CO3溶液中,會導致溶液質(zhì)量增加
D.金屬Na失火,可用CO2滅火
【答案】B
【解析】A項,Na2O2固體中陽離子與陰離子的個數(shù)比為2∶1,錯誤;B項,鈉是活潑的金屬,從試劑瓶中取出并切下的未使用的鈉可放回原試劑瓶中,正確;C項,將Na投入飽和Na2CO3溶液中與水反應生成氫氧化鈉和氫氣,溶劑減少,有碳酸鈉晶體析出,所以溶液質(zhì)量不一定增加,錯誤;D項,金屬Na失火時,鈉會和CO2反應,應該用沙子滅火,錯誤。
6.(2022年湖北省孝感市期中)將適量鈉投入下列溶液中,既能產(chǎn)生氣體又能生成白色沉淀的是
A.硫酸銅溶液 B.稀硫酸
C.氯化鎂溶液 D.氯化鈉溶液
【答案】C
【解析】A項,鈉的化學性質(zhì)活潑,投入硫酸銅溶液中后,鈉首先與水反應生成氫氧化鈉和氫氣,然后氫氧化鈉與硫酸銅生成氫氧化銅藍色沉淀,錯誤;B項,鈉與稀硫酸反應,生成物為硫酸鈉和氫氣,有氣體產(chǎn)生,無白色沉淀生成,錯誤;C項,鈉的化學性質(zhì)活潑,投入氯化鎂溶液中后,鈉首先與水反應生成氫氧化鈉和氫氣,然后氫氧化鈉與氯化鎂生成氫氧化鎂白色的沉淀,正確;D項,鈉不能與氯化鈉反應,但能與溶液中的水反應,生成物為氫氧化鈉和氫氣,2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,有氣體產(chǎn)生,無白色沉淀生成,錯誤。
7.(2022年天津市五校聯(lián)考期中改編)下列反應的離子方程式書寫正確的是
A.將Ba(OH)2溶液滴入稀H2SO4溶液中:Ba2++OH-+H++SO42-=H2O+BaSO4↓
B.金屬鈉與硫酸反應:Na+2H+=Na++H2↑
C.金屬鈉與水的反應:Na+H2O=Na++OH-+H2↑
D.銅片插入硝酸銀溶液中:Cu+2Ag+=Cu2++2Ag
【答案】D
【解析】A項,將Ba(OH)2溶液滴入稀H2SO4溶液中生成硫酸鋇沉淀和水,反應的離子方程式是Ba2++2OH-+2H++SO42-=2H2O+BaSO4↓,錯誤;B項,反應的離子方程式應為2Na+2H+=2Na++H2↑,錯誤;C項,金屬鈉與水的反應生成氫氧化鈉和氫氣,反應的離子方程式是2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑,錯誤;D項,銅片插入硝酸銀溶液中生成硝酸銅和銀,反應的離子方程式是Cu+2Ag+=Cu2++2Ag,正確。
8.(2022年浙江省北斗聯(lián)盟期中)下列有關(guān)鈉的說法不正確的是
A.鈉露置于空氣的過程中有氫氧化鈉生成
B.取用金屬鈉要用鑷子夾取,且剩下的金屬鈉應放回原試劑瓶
C.金屬鈉在空氣中的燃燒實驗,應近距離俯視坩堝以便觀察更仔細
D.火災現(xiàn)場若有大量活潑金屬時,需用干燥的沙土
【答案】C
【解析】A項,鈉露置于空氣的轉(zhuǎn)變是——先與氧氣變?yōu)檠趸c,氧化鈉與水反應生成氫氧化鈉,氫氧化鈉吸水變?yōu)闅溲趸c溶液,氫氧化鈉溶液與二氧化碳反應生成碳酸鈉溶液,碳酸鈉溶液失水變?yōu)镹a2CO3·10H2O,Na2CO3·10H2O失水變?yōu)樘妓徕c,正確;B項,取用金屬鈉要用鑷子夾取,鈉是危險化學藥品,因此剩下的金屬鈉應放回原試劑瓶,正確;C項,金屬鈉在空氣中的燃燒實驗,鈉會劇烈燃燒發(fā)出黃色火焰,因此應遠距離觀察,錯誤;D項,火災現(xiàn)場若有大量活潑金屬時,鈉會與水、二氧化碳反應,因此需用干燥的沙土,正確。
9.(2022年北京市第四中學期中)向分別盛有100 mL水、100 mL稀鹽酸、100 mL稀NaOH溶液的X、Y、Z三個燒杯中各投入0.5 g Na。下列有關(guān)說法正確的是
A.三個燒杯中均先發(fā)生的離子反應為2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑
B.三個燒杯中鈉均在液面上劇烈反應,且X燒杯中的反應最劇烈
C.三個燒杯反應后,溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)相同
D.三個燒杯反應后,生成的氣體的質(zhì)量一定相同
【答案】D
【解析】A項,鈉投入稀鹽酸發(fā)生的反應為2Na+2H+=2Na++H2↑,錯誤;B項,由于稀鹽酸中氫離子濃度最大,因此Y燒杯中的反應最劇烈,錯誤;C項,X、Y兩燒杯中分別生成NaOH、NaCl,其溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)不相同,X、Z二個燒杯中,Z燒杯中NaOH的質(zhì)量分數(shù)比X燒杯中的大,錯誤;三個燒杯中的反應都存在如下關(guān)系2Na~H2,鈉的質(zhì)量相同,故生成的氣體的質(zhì)量一定相同,正確。
10.(2021年安徽省黃山市屯溪一中期中)某研究小組在網(wǎng)上收集到如下信息:鉀、鈣、鈉、鎂等活潑金屬都能在CO2氣體中燃燒。他們對鈉在CO2氣體中燃燒后的產(chǎn)物中的白色固體進行了如下研究:
【實驗】將燃燒的鈉迅速伸入盛滿CO2的集氣瓶中,鈉在其中繼續(xù)燃燒,反應后冷卻,瓶底附著黑色顆粒,瓶壁上粘附著白色物質(zhì)。
【提出假設(shè)】
假設(shè)1:白色物質(zhì)是Na2O
假設(shè)2:白色物質(zhì)是Na2CO3
假設(shè)3:白色物質(zhì)是Na2O和Na2CO3的混合物
該小組對燃燒后的白色產(chǎn)物進行如下探究:
方案1:取少量白色物質(zhì)于試管中。加入適量水,振蕩,樣品全部溶于水,向其中加入無色酚酞試液,溶液變成紅色,則白色固體為Na2O。
方案2:①取少量白色固體于試管中,加入適量水,振蕩,樣品全部溶于水,向其中加入過量的CaCl2沝出現(xiàn)白色沉淀;②靜置片刻,取上層清液于試管中,滴加無色酚酞試液,無明顯現(xiàn)象。
(1)甲同學認為方案1得到的結(jié)論不正確,其理由是____________________________________。
(2)乙同學認為方案2得到的結(jié)論正確,白色物質(zhì)為___________________。
(3)通過方案1和方案2的實驗,你認為上述三個假設(shè)中,______成立,你的理由是____________________________________________________________________________________。
(4)寫出鈉在二氧化碳燃燒中的化學方程式并用雙線橋表示電子轉(zhuǎn)移____________________________________________________。
(5)丙同學認為白色固體有可能是氫氧化亞鈉,你是否同意丙同學的觀點,并簡述理由:____________________________________。
【答案】(1)Na2CO3溶液顯堿性,也會使酚酞變紅 (2)Na2CO3 (3)假設(shè)2 方案2的①出現(xiàn)了白色沉淀,說明有CO32-,②中加酚酞無明顯現(xiàn)象,說明無Na2O (4) (5)不同意,因為反應體系中沒有氫元素
【解析】(1)方案1中溶液變紅色的原因:一可能是Na2O與H2O反應生成了NaOH,二可能是Na2CO3溶于水后溶液顯堿性所致,三白色固體也可能是Na2O與Na2CO3的混合物,故方案1不正確;(2)方案2中加入過量CaCl2溶液后生成白色沉淀,說明白色固體中含有Na2CO3,又上層清液中加酚酞不變紅色,說明白色固體中沒有Na2O,故白色固體為Na2CO3;(3)根據(jù)上述(2)的分析可知假設(shè)2正確,理由是白色固體加水溶解后加CaCl2溶液生成白色沉淀,說明白色固體中有Na2CO3,上層清液中加酚酞不變紅色,說明白色固體中沒有Na2O;(4)根據(jù)鈉在二氧化碳中燃燒后瓶底附著黑色顆粒,說明有碳生成,再由上述分析知瓶壁上粘附著白色物質(zhì)為Na2CO3,故反應的化學方程式為4Na+3CO22Na2CO3+C,電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目為:;(5)在整個反應過程中,是鈉與二氧化碳反應,無氫元素的存在,根據(jù)質(zhì)量守恒可知不可能生成NaOH。
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