题目内容

在进行钠与水反应的实验中,有如下操作和实验现象,请根据钠的性质解释说明.
(1)刚用小刀切开的金属钠断面呈
银白
银白
色,在空气中放置几分钟后发生的变化为
变暗
变暗
,发生的反应方程式为
4Na+O2=2Na2O
4Na+O2=2Na2O

(2)切下来的金属钠块要用
滤纸
滤纸
擦净后方可放入水中实验.
(3)金属钠块必须用
镊子
镊子
夹取,而不能直接用手拿取.理由是
Na与水反应放出大量热,生成的氢氧化钠具有强腐蚀性
Na与水反应放出大量热,生成的氢氧化钠具有强腐蚀性

(4)金属钠块投入水中后,钠块很快熔成一个闪亮的小球并浮于水面上,这是因为
反应放热,钠的熔点低,钠的密度比水小
反应放热,钠的熔点低,钠的密度比水小

(5)钠小球在水面上迅速游动,这是因为
反应生成气体
反应生成气体

(6)如果水中在未加钠之前已滴入酚酞试液,反应后溶液由无色变为
红色
红色
色,理由是
Na与水反应生成强碱氢氧化钠
Na与水反应生成强碱氢氧化钠

(7)写出钠与水发生的反应方程式
2Na+2H2O=2NaOH+H2
2Na+2H2O=2NaOH+H2

(8)若将金属钠放在空气中加热发生的反应为
2Na+O2
  △  
.
 
Na2O2
2Na+O2
  △  
.
 
Na2O2
分析:(1)根据钠的物理性质和化学性质分析;
(2)用滤纸吸干煤油;
(3)钠及其与水反应的产物有腐蚀性;
(4)根据钠的物理性质和钠与水反应放热分析;
(5)钠与水反应生成氢气;
(6)钠与水反应生成氢氧化钠,溶液显碱性;
(7)钠与水反应生成氢氧化钠和氢气;
(8)钠与氧气加热生成过氧化钠.
解答:解:(1)钠是一种银白色的金属,质软,所以刚用小刀切开的金属钠断面呈银白色,钠性质活泼已被空气中的氧气氧化,所以在空气中会变暗,其反应方程式为:4Na+O2=2Na2O,故答案为:银白;变暗;4Na+O2=2Na2O;
(2)切下来的金属钠块要用滤纸吸干煤油,故答案为:滤纸;
(3)钠及其与水反应的产物有腐蚀性,而手上会有少量的汗渍,所以直接用手拿,会腐蚀手,应该用镊子,
故答案为:镊子;Na与水反应放出大量热,生成的氢氧化钠具有强腐蚀性;
(4)金属钠块投入水中后,钠与水反应放出大量热,而且钠的熔点较低,密度比水小,所以钠块很快熔成一个闪亮的小球并浮于水面上,
故答案为:反应放热,钠的熔点低,钠的密度比水小;
(5)钠与水反应生成氢气,推动钠四处游动,所以钠小球在水面上迅速游动,这是因为反应生成气体,故答案为:反应生成气体;
(6)钠与水反应生成氢氧化钠,溶液显碱性,所以反应后溶液由无色变为红色,故答案为:红色;Na与水反应生成强碱氢氧化钠;
(7)钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,其反应的化学方程式为:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,故答案为:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑;
(8)钠与氧气加热生成过氧化钠,其反应的化学方程式为:2Na+O2
  △  
.
 
Na2O2,故答案为:2Na+O2
  △  
.
 
Na2O2
点评:本题考查了钠的物理性质,化学性质,钠与水反应的试验,属于基础知识的考查,难度不大.
练习册系列答案
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电解高铁酸盐(如K2FeO4)是一种高效绿色氧化剂,可用于废水和生活用水的处理.从环境保护的角度看,制备高铁酸盐较好的方法为电解法:Fe+2NaOH+2H2O═Na2FeO4+H2↑.
(1)采用铁片作阳极,NaOH溶液为电解质溶液,电解制备高铁酸钠,其电流效率可达到40%.写出阳极的电极反应式:
Fe-6e-+8OH-═FeO42-+4H2O
Fe-6e-+8OH-═FeO42-+4H2O

(2)铁丝网电极是更理想的阳极材料,相同条件下,可将电流效率提高至70%以上,原因是
铁丝网的接触面积更大
铁丝网的接触面积更大
.研究亦发现,铁电极在某一电压范围内会生成Fe2O3膜而“钝化”,钝化的原因用反应式表示为
因为铁电极上发生析氧反应4OH--4e-═O2↑+2H2O,氧气将铁氧化而得到氧化铁膜
因为铁电极上发生析氧反应4OH--4e-═O2↑+2H2O,氧气将铁氧化而得到氧化铁膜

(3)FeO42-易与水反应生成絮状氢氧化铁,也会影响高铁酸盐的产率.若以铁丝网为阳极,在中间环节(对应图1中4h后)过滤掉氢氧化铁,合成过程中FeO42-浓度以及电流效率随时间的变化如图1中实线所示(图中曲线是每隔1h测得的数据).图中虚线部分对应于没有过滤氢氧化铁而连续电解的情况.下列判断正确的是
ACD
ACD

A.过滤掉氢氧化铁有利于获得较高浓度的高铁酸盐溶液
B.过滤掉氢氧化铁对电流效率影响不大
C.实验表明氢氧化铁的存在影响高铁酸盐浓度的增加
D.实验表明不过滤掉氢氧化铁,6h后电流效率几乎为0
(4)碱性条件下,高铁酸盐的稳定性与温度有关(如图2).随温度升高,高铁酸盐产率先增大后减小的原因是
升温电解一方面加快了高铁酸盐的生成速率,另一方面又加速FeO42-的分解
升温电解一方面加快了高铁酸盐的生成速率,另一方面又加速FeO42-的分解

(5)人们还对用铁的氧化物作电极制备高铁酸盐进行了研究,例如以磁铁矿多孔电极制备高铁酸盐,该研究方向的价值在于
BCD
BCD

A.将1mol Fe3O4氧化成高铁酸盐需10/3mol电子,可提高电流效率
B.以铁的氧化物为电极,可以实现变废(Fe3O4或铁锈)为宝(高铁酸盐)
C.自然界几乎没有铁单质,而有大量磁铁矿,该方法的原料来源广泛
D.磁铁矿作为多孔电极不会出现钝化现象.

高铁酸盐(如K2FeO4)是一种高效绿色氧化剂,可用于废水和生活用水的处理。从环境保护的角度看,制备高铁酸盐较好的方法为电化学法。

(1)电化学法制备高铁酸钠采用铁片作阳极,NaOH溶液作为电解质溶液,其电流效率可达到40%。写出阳极的电极反应式:                                           

(2)铁丝网电极是更理想的阳极材料,相同条件下,可将电流效率提高至70%以上,原因是_______。研究亦发现,铁电极在某一电压范围内会生成Fe2O3膜而“钝化”,原因可能是__                                 ____

(3)FeO42-易与水反应生成絮状氢氧化铁,也会影响高铁酸盐的产率。若以铁丝网为阳极,在中间环节(对应图1中4 h后)过滤掉氢氧化铁,合成过程中FeO42-浓度以及电流效率随时间的变化如图1中实线所示(图中曲线是每隔1 h测得的数据)。图中虚线部分对应于没有过滤氢氧化铁而连续电解的情况。下列判断正确的是(   )

A.过滤掉氢氧化铁有利于获得较高浓度的高铁酸盐溶液

B.过滤掉氢氧化铁对电流效率影响不大

C.实验表明氢氧化铁的存在影响高铁酸盐浓度的增加

D.实验表明不过滤掉氢氧化铁,6 h后电流效率几乎为0

(4)碱性条件下,高铁酸盐的稳定性与温度有关(如图2)。随温度升高,高铁酸盐产率先增大后减小的原因是                       

(5)人们还对用铁的氧化物作电极制备高铁酸盐进行了研究,例如以磁铁矿多孔电极制备高铁酸盐,该研究方向的价值在于(     )

A.将1 mol Fe3O4氧化成高铁酸盐需10/3 mol电子,可提高电流效率

B.以低价态铁的氧化物为电极,可以实现变废(铁锈)为宝(高铁酸盐)

C.自然界几乎没有铁单质,而有大量磁铁矿,该方法的原料来源广泛

D.磁铁矿作为多孔电极不会出现“钝化”现象

(13分)过氧化钠(化学式为NaNa2O2)可用在呼吸面具中作为氧气来源。Na2O2能跟CO2反应生成O2和另一种固体化合物(用X表示);它也能跟H2O反应生成O2,化学方程式为:2Na2O2+2H2O = 4NaOH+O2↑。以下是某兴趣小组进行的探究活动。
(1)利用如下图所示实验装置制取氧气,请回答有关问题。

①实验室制取CO2的化学方程式为                                 
②表明CO2未被Na2O2完全吸收的实验现象为                          
③O2可采用D装置收集,并用带火星的木条检验,这是利用了O2                    性质。
④若A装置产生的CO2中混有水蒸气,要检验干燥的CO2能否与Na2O2反应生成O2,以上实验装置应如何改进                                          
(2)为探究X是哪种物质及其有关性质,同学们进行了如下分析和实验。
①有同学猜想X可能是酸、碱或盐中的一种。通过对物质组成的分析,大家一致认为X肯定不是酸和碱,理由是                                    
②同学们通过讨论和实验证明了X是Na2CO3。以下是他们设计的有关Na2CO3性质的探究实验,将下表填写完整。

   实验操作
   现 象
   有关的化学方程式
实验一:取少量固体样品,     
                
澄清石灰水变浑浊
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2
CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
实验二:取少量固体样品,
加水配成溶液,滴加适量的         溶液
 
有白色沉淀产生
 
                                
(3)7.8g过氧化钠与足量的水反应,生成氧气的质量是多少?若反应后得到了40g氢氧化钠溶液,请计算氢氧化钠溶液中溶质的质量分数。

某化学兴趣小组的同学利用下图所示实验装置进行实验(图中a、b、c表示止水夹).

请按要求填空:

      (1)利用B装置可制取的气体有____________(写出两种即可).

      (2)A、C、E相连后的装置可用于制取Cl2并进行相关的性质实验.

①若在丙中加入适量水,即可制得氯水.将所得氯水分为两份,进行Ⅰ、Ⅱ两个实

验,实验操作、现象、结论如下:

实验序号

实验操作

现象

结论

将氯水滴入品红溶液

溶液褪色

氯气与水反应的产物有漂白性

氯水中加入碳酸氢钠粉末

有无色气泡产生

氯气与水反应的产物具有酸性

请你评价实验Ⅰ、Ⅱ的结论是否合理?若不合理,请说明理由________________

________________________________.

②请利用上述装置设计一个简单的实验验证Cl和Br的还原性强弱(分别指出甲、乙、丙中盛放的试剂、实验现象及结论)____________

   (3)B、D、E装置相连后,在B中盛装浓硝酸和铜片(放在有孔塑料板上),可制得并进行NO2有关实验.

①B中发生反应的化学方程式为______________________________________

②欲用D装置验证NO2与水的反应,其操作步骤为:先关闭止水夹________,再打开止水夹________,使烧杯中的水进入试管丁的操作是________________.

③试管丁中的NO2与水充分反应后,若向试管内缓缓通入一定量的氧气,直到试管全部充满水,则所得溶液中溶质的物质的量浓度是________(气体按标准状况计算).

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