题目内容

15．Na2O2可用作漂白剂和呼吸面具中的供氧剂．
（1）某学习小组发现：在盛有Na2O2的试管中加入足量水，固体完全溶解，并立即产生大量气泡，当气泡消失后，向其中滴入1～2滴酚酞溶液，溶液变红；将试管轻轻振荡，红色很快褪去；此时再向试管中加入少量MnO2粉末，又有气泡产生．
①使酚酞溶液变红是因为过氧化钠和水反应生成碱氢氧化钠，红色褪去的可能原因是反应生成的H2O2具有漂白作用．
②加入MnO2反应的化学方程式为2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑．
（2）Na2O2有强氧化性，H2具有还原性，有同学猜想Na2O2与H2能反应．为了验证此猜想，该小组同学进行如下实验，实验步骤和现象如下．

步骤1：按上图组装仪器（图中夹持仪器省略），检查气密性，装入药品．
步骤2：打开K1、K2，产生的氢气流经装有Na2O2的硬质玻璃管，一段时间后，没有任何现象．
步骤3：检验H2的纯度后，开始加热，观察到硬质玻璃管内Na2O2开始熔化，淡黄色的粉末变成了白色固体，干燥管内硫酸铜未变蓝色．
步骤4：反应后撤去酒精灯，待硬质玻璃管冷却后关闭K1．
①添加稀盐酸的仪器名称是长颈漏斗；B装置的作用是吸收氢气中的杂质气体．
②必须检验氢气纯度的原因是防止空气与氢气混合加热爆炸．
③设置装置D的目的是防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入C装置和过氧化钠反应影响实验验证．
④你得到的结论是氢气和过氧化钠反应生成氢氧化钠，Na2O2+H2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2NaOH（若能反应请用化学方程式表示）．

分析 （1）①过氧化钠和水反应生成氢氧化钠是碱，碱遇酚酞变红；红色褪去的可能原因是过氧化钠和水反应生成的过氧化氢具有氧化性；
②过氧化氢在二氧化锰做催化剂分解生成水和氧气；
（2）①分析装置图和实验步骤可知，盛盐酸的仪器为长颈漏斗；B装置是除去氢气中的水蒸气；
②氢气是可燃性气体混有空气乙点燃发生爆炸；
③D装置是防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入C影响实验验证；
④实验现象分析可知过氧化钠变为白色固体，硫酸铜不变蓝色证明无水生成，证明氢气和过氧化钠反应生成氢氧化钠．

解答 解：（1）①过氧化钠和水反应生成氢氧化钠是碱，碱遇酚酞变红；红色褪去的可能原因是过氧化钠和水反应生成的过氧化氢具有氧化性，能氧化有色物质，
故答案为：过氧化钠和水反应生成碱氢氧化钠；反应生成的H2O2具有漂白作用；
②过氧化氢在二氧化锰做催化剂分解生成水和氧气，反应的化学方程式为：2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑，
故答案为：2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑；
（2）①分析装置图和实验步骤可知，盛盐酸的仪器为长颈漏斗；B装置是吸收氢气中的杂质气体，除去氢气中的水蒸气等，
故答案为：长颈漏斗；吸收氢气中的杂质气体；
②氢气是可燃性气体混有空气易点燃发生爆炸，验纯防止空气与氢气混合加热爆炸，
故答案为：防止空气与氢气混合加热爆炸；
③D装置是防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入C影响实验验证，
故答案为：防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入C装置和过氧化钠反应影响实验验证；
④实验现象分析可知过氧化钠变为白色固体，硫酸铜不变蓝色证明无水生成，证明氢气和过氧化钠反应生成氢氧化钠，反应的化学方程式为Na2O2+H2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2NaOH，
故答案为：氢气和过氧化钠反应生成氢氧化钠，Na2O2+H2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2NaOH．

点评 本题考查了物质性质的实验验证和分析判断，实验步骤的设计方法和注意问题，掌握物质性质和实验基本操作是解题关键，题目难度中等．

练习册系列答案
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5．下列物质中，按只有氧化性、只有还原性、既有氧化性又有还原性的顺序排列的一组是（　　）
A．H2SO4、K、HClB．Cl2、Al、H2C．NO2、Na、Br2D．O2、SO2、H2O
6．常温下，取0.2mol•L-1HX溶液与0.2mol•L-1NaOH溶液等体积混合（忽略混合后溶液体积的变化），测得混合溶液的pH=8，则下列说法（或关系式）不正确的是（　　）
A．混合溶液中由水电离出的c（OH-）═10-8 mol•L-1
B．c（Na+）═c（X-）+c（HX）=0.1mol•L-1
C．c（Na+）-c（X-）═9.9×10-7mol•L-1
D．c（OH-）-c（HX）═c（H+）=1×10-8mol•L-1
3．下列说法正确的是（　　）
A．7.8gNa2S和Na2O2的固体混合物中含有的阴离子数目为0.1NA
B．用铜做电极电解CuSO4溶液的反应方程式：2Cu2++2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Cu+O2↑+4H+
C．等质量的N2和CO所含原子数均为2NA
D．pH等于2的醋酸溶液中加入0.01mol/L的盐酸，溶液pH会变小
10．下列各组离子在指定的溶液中能大量共存的是（　　）
①无色溶液中：K+、Cu2+、Na+、SO42-
②pH=11的溶液中：CO32-、Na+、AlO2-、NO3-
③加入Al能放出H2的溶液中：Cl-、HCO3-、NO3-、Na+
④含有大量NH4+的溶液中：K+、Ba2+、Cl-、H+
⑤能使甲基橙变红的溶液：Na+、Cl-、SiO32-、K+
⑥酸性溶液中：Fe2+、Al3+、NO3-、Cl-．
A．②⑤B．②④⑥C．②④D．③⑤⑥
20．氮可形成多种氧化物，如NO、NO2、N2O4等．
（1）电解NO制备NH4NO3，其工作原理如图所示，为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充物质A，A是NH3，理由是：根据反应：8NO+7H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$3NH4NO3+2HNO3，电解产生的硝酸多，需补充NH3．
（2）实验室可用NaOH溶液吸收NO2，反应为2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O．含0.2mol NaOH的水溶液与0.2mol NO2恰好完全反应得1L溶液A，溶液B为0.1mol/L的CH3COONa溶液，则两溶液中c（NO3?）、c（NO2?）和c（CH3COO?）由大到小的顺序为c（NO3-）＞c（NO2-）＞c（CH3COO-）（已知HNO2的电离常数Ka=7.1×10-4mol/L，CH3COOH的电离常数Ka=1.7×10-5mol/L）．可使溶液A和溶液B的pH相等的方法是bc．
a．向溶液A中加适量水       b．向溶液A中加适量NaOH
c．向溶液B中加适量水       d．向溶液B中加适量NaOH
（3）100℃时，将0.400mol 的NO2气体充入2L抽空的密闭容器中，发生反应2NO2（g）?N2O4（g）△H＜0．每隔一定时间就对该容器内的物质进行分析，得到如下表所示数据．
时间/s020406080
n（NO2）/mol0.40n10.26n3n4
n（N2O4）/mol0.000.05n20.080.08
①在上述条件下，从反应开始直至20s时，二氧化氮的平均反应速率为0.15mol/（L．min）；n3=n4（填“＞”、“＜”或“=”），该反应的平衡常数的值为2.8．
②若在相同条件下，最初向该容器充入的是N2O4气体，达到上述同样的平衡状态，则N2O4的起始浓度是0.1mol/L；假设从放入N2O4到平衡时需要80s，则达到平衡时四氧化二氮的转化率为60%．
7．某溶液能溶解Al（OH）3，则此溶液中一定能大量共存的离子组是（　　）
A．Mg2+、Cl-、Na+、NO3-B．K+、Na+、NO3-、HCO3-
C．Na+、K+、Cl-、NO3-D．Na+、Cl-、AlO2-、SO42-
4．某露置的苛性钠经分析含水：9%（质量分数，下同）、Na2CO3：53%、NaOH：38%．取此样品 10.00g放入100.00mL2.00mol•L-1 的 HCl（aq）中，过量的HCl可用 1.00mol/L NaOH（aq）中和至中性，蒸发中和后的溶液可得固体11.7克．
5．我国是个钢铁大国，钢铁产量为世界第一，高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法．
I．已知：2CO（g）+O2（g）═2CO2（g），△H=-566kJ•mol-1
2Fe（s）+$\frac{3}{2}$O2（g）═Fe2O3（s），△H=-825.5kJ•mol-1
反应：Fe2O3（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO2（g），△H=-23.5 kJ•mol-1．
Ⅱ．反应 $\frac{1}{3}$Fe2O3（s）+CO（g）?$\frac{2}{3}$Fe（s）+CO2（g）在1000℃的平衡常数等于4．在一个容积为10L的密闭容器中，1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol，反应经过l0min后达到平衡．
（1）CO的平衡转化率=60%．
（2）欲提高CO的平衡转化率，促进Fe2O3的转化，可采取的措施是d．
a．提高反应温度   b．增大反应体系的压强  c．选取合适的催化剂  d．及时吸收或移出部分CO2    e．粉碎矿石，使其与平衡混合气体充分接触
Ⅲ．高炉炼铁产生的废气中的CO可进行回收，使其在一定条件下和H2反应制备甲醇：
CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）．请根据图示回答下列问题：
（1）从反应开始到平衡，用H2浓度变化表示平均反应速率v（H2）=0.15mol/（L•min）．
（2）若在温度和容器相同的三个密闭容器中，按不同方式投入反应物，测得反应达到平衡时的有关数据如表：
则下列关系正确的是ADE．
容器反应物投入的量反应物的
转化率		CH3OH的浓度能量变化
（Q1、Q2、Q3均大于0）
甲1mol CO和2mol H2α1c1放出Q1kJ热量
乙1mol CH3OHα2c2吸收Q2kJ热量
丙2mol CO和4mol H2α3c3放出Q3kJ热量
A c1=c2B.2Q1=Q3      C.2α1=α3     D．α1+α2=1
E．该反应若生成1mol CH3OH，则放出（Q1+Q2））kJ热量
（3）若在一体积可变的密闭容器中充入l molCO、2molH2和1molCH3OH，达到平衡时测得混合气体的密度是同温同压下起始的1.6倍，则该反应向正（填“正”、“逆”）反应方向移动．
（4）甲醇可与氧气构成燃料电池，该电池用多孔的惰性电极浸入浓氢氧化钾溶液，写出该电池的负极反应式CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O．

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