高考化学钠及其化合物的综合题试题及答案

高考化学钠及其化合物的综合题试题及答案

一、高中化学 钠及其化合物

1．某化学课外活动小组通过实验研究NO2的性质。

已知：2NO2＋2NaOH=NaNO3＋NaNO2＋H2O

任务1：利用下图所示装置探究NO2能否被NH3还原(K1、K2为止水夹，夹持固定装置略去)。

（1）A和E中制取NH3的装置为____，所用试剂为_____。装置中制取NO2的化学方程式是_________________。

（2）若NO2能够被NH3还原，预期观察到C装置中的现象是_________。

（3）实验过程中，未能观察到C装置中的预期现象。该小组同学从反应原理的角度分析了原因，认为可能是

①NH3还原性较弱，不能将NO2还原；

②在此条件下，NO2的转化率极低；

③_________________。

（4）此实验装置存在一个明显的缺陷是________。

任务2：探究NO2能否与Na2O2发生氧化还原反应。

（5）实验前，该小组同学提出三种假设。

假设1：两者不反应；

假设2：NO2能被Na2O2氧化；

假设3：_______________。

（6）为了验证假设2，该小组同学选用任务1中的B、D、E装置，将B中的药品更换为Na2O2，另选F装置(如图所示)，重新组装，进行实验。

①装置的合理连接顺序是(某些装置可以重复使用)_____________。

②实验过程中，B装置中淡黄色粉末逐渐变成白色。经检验，该白色物质为纯净物，且无其他物质生成。推测B装置中反应的化学方程式为__________。

【答案】A 浓氨水和CaO(合理即可) Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 混合气体颜色变浅 在此条件下，该反应的化学反应速率极慢 缺少尾气吸收装置 NO2能被Na2O2还原(其他合理答案也可) EDBDF 2NO2＋Na2O2=2NaNO3

【解析】 【分析】

(1)干燥氨气不能用无水氯化钙，因而A为氨气发生装置；固液反应制取氨气，要用浓氨水与生石灰或氢氧化钠固体；铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水；

(2)若红棕色的NO2能够被NH3还原，反应时混合气体的颜色将变浅；

(3)实验过程中，未能观察到C装置中的预期现象，说明此条件下，二氧化氮与氨气不能反应，或者二氧化氮的转化率较低，或者是反应速率极慢；

(4)氮氧化物为有毒气体，不能直接排放到空气中；

(5)Na2O2中氧元素为中间价—1价，既有氧化性又有还原性，NO2中的氮元素为中间价＋4价，既可能表现氧化性，也可能表现还原性；

(6)①验证假设2，首先要用E装置制取二氧化氮，因为水能和过氧化钠反应，实验时要除去水的干扰，装置B前后都必须有吸水装置，为防止过量气体污染环境，要连接F咋进行尾气处理；

②由过氧化钠变成白色固体且产物为纯净物，说明过氧化钠和二氧化氮发生化合反应生成硝酸钠。

【详解】

(1)干燥氨气不能用无水氯化钙，因而A为氨气发生装置，E为二氧化氮发生装置；固液反应制取氨气，要用浓氨水与生石灰或氢氧化钠固体；实验室用浓硝酸与铜反应制备二氧化氮，铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，反应的化学方程式为Cu＋4HNO3(浓)=

Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，故答案为：A；浓氨水和CaO(合理即可)；Cu＋4HNO3(浓)=

Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O；

(2)若红棕色的NO2能够被NH3还原，反应时混合气体的颜色将变浅，故答案为：混合气体颜色变浅；

(3)实验过程中，未能观察到C装置中的预期现象，说明此条件下，二氧化氮与氨气不能反应，或者二氧化氮的转化率较低，或者是反应速率极慢，现象不明显，故答案为：在此条件下，该反应的化学反应速率极慢；

(4)氮氧化物为有毒气体，不能直接排放到空气中，否则会污染环境，则该装置的缺陷是缺少尾气吸收装置，故答案为：缺少尾气吸收装置；

(5)Na2O2中氧元素为中间价—1价，既有氧化性又有还原性，NO2中的氮元素为中间价＋4价，既可能表现氧化性，也可能表现还原性，则NO2与Na2O2可能不发生氧化还原反应，或过氧化钠做氧化剂，将NO2氧化，或或过氧化钠做还原剂，将NO2还原，故答案为：NO2能被Na2O2还原；

(6)①验证假设2，首先要用E装置制取二氧化氮，因为水能和过氧化钠反应，实验时要除去水的干扰，装置B前、后都必须有吸水装置，为防止过量气体污染环境，要连接F咋进行尾气处理，故答案为：EDBDF；

②由过氧化钠变成白色固体且产物为纯净物，说明过氧化钠和二氧化氮发生化合反应生成硝酸钠，反应的化学方程式为2NO2＋Na2O2=2NaNO3，故答案为：。

【点睛】

水能和过氧化钠反应，实验时要除去水的干扰，装置B前、后都必须有吸水装置是解答关键，也是易忽略的易错点。

2．过氧化钠是一种淡黄色固体，有漂白性，能与水、酸性氧化物和酸反应。

（1）一定条件下，m克的H2、CO的混合气体在足量的氧气中充分燃烧，产物与过量的过氧化钠完全反应，过氧化钠固体增重___克。

（2）常温下，将14.0克的Na2O和Na2O2的混合物放入水中，得到400mLpH=14的溶液，则产生的气体标准状况下体积为___L。

（3）在200mLAl2（SO4）3和MgSO4的混合液中，加入一定量的Na2O2充分反应，至沉淀质量不再减少时，测得沉淀质量为5.8克。此时生成标准状况下气体体积为5.6L。则原混合液中c（SO42-）=___mol/L。

（4）取17.88gNaHCO3和Na2O2的固体混合物，在密闭容器中加热到250℃，经充分反应后排出气体，冷却后称得固体质量为15.92g。请列式计算：

①求原混合物中Na2O2的质量B___；

②若要将反应后的固体反应完，需要1mol/L盐酸的体积为多少毫升___？

【答案】m 1.12 2 7.8g 200mL≤V≤320mL

【解析】

【分析】

(1)利用差量法，根据化学方程式分析：CO与H2在氧气中完全燃烧，生成CO2和H2O，生成的CO2和H2O再与Na2O2反应；2CO+O22CO2，一氧化碳与二氧化碳物质的量相等，Na2O2与CO2反应2CO2+2Na2O2＝2Na2CO3+O2，质量增重△m为2Na2CO3﹣2Na2O2＝2CO，可知，反应后固体质量增加量为CO的质量；2H2+O22H2O，生成的水与氢气物质的量相等，Na2O2与H2O反应2H2O+2Na2O2＝4NaOH+O2，质量增重△m为2H2O﹣O2＝2H2，可知，反应后固体增加的质量为氢气质量；

(2)氧化钠、过氧化钠与水反应后的溶质为氢氧化钠，根据n＝mM计算出氢氧化钠的物质的量，再根据质量守恒、钠原子守恒列式计算出氧化钠、过氧化钠的物质的量，最后根据c＝nV计算出氢氧根离子的物质的量、根据过氧化钠与水的反应方程式计算出生成的标况下氧气的体积；

(3)生成标准状况下气体体积为5.6L，物质的量为：5.6L22.4L/mo1＝0.25mol，所以过氧化钠的物质的量为0.5mol，所以氢氧化钠的物质的量为：0.5mol×2＝1mol，沉淀质量为5.8克，即氢氧化镁的质量为5.8克，所以氢氧化镁的物质的量为：5.858/1ggmo＝0.1mol，生成氢氧化镁消耗氢氧根离子的物质的量为0.1×2＝0.2mol，则铝离子转化为偏铝酸根离子消耗氢氧根的物质的量为0.8，所以铝离子的物质的量为0.2mol，所以溶液中硫酸根离子的物质的量为：0.3+0.1＝0.4mol，则c＝0.4mol0.2L＝2mol/L； (4)①结合发生的反应2Na2O2+4NaHCO3＝4Na2CO3+2H2O↑+O2↑和2Na2O2+2NaHCO3＝2Na2CO3+2NaOH+O2↑计算；

②反应后固体为0.08mol的NaOH和0.12mol的Na2CO3，再结合反应原理计算。

【详解】

(1)CO和H2的混合气体燃烧的方程式：2CO+O22CO2，2H2+O22H2O，与Na2O2反应的方程式：2CO2+2Na2O2＝2Na2CO3+O2，2H2O+2Na2O2＝4NaOH+O2，通过方程式可以看出，固体质量的增加量就是原混合气体的质量为mg；

(2)设14.0g混合物中含有氧化钠xmol，含有过氧化钠ymol，则①62x+78y＝14，最后得到的溶质为NaOH，得到400mL pH＝14的溶液，氢氧化钠的物质的量为：0.4×1＝0.4mol，根据钠原子守恒可得：②2x+2y＝0.4，联合①②解得：x＝0.1、y＝0.1，所以0.1mol的过氧化钠生成0.05mol的氧气，标况下生成的氧气的体积为：V(O2)＝22.4L/mol×0.05mol＝1.12L；

(3)生成标准状况下气体体积为5.6L，物质的量为：5.6L22.4L/mo1＝0.25mol，所以过氧化钠的物质的量为0.5mol，所以氢氧化钠的物质的量为：0.5mol×2＝1mol，沉淀质量为5.8克，即氢氧化镁的质量为5.8克，所以氢氧化镁的物质的量为：5.858/1ggmo＝0.1mol，生成氢氧化镁消耗氢氧根离子的物质的量为0.1×2＝0.2mol，则铝离子转化为偏铝酸根离子消耗氢氧根的物质的量为0.8，所以铝离子的物质的量为0.2mol，所以溶液中硫酸根离子的物质的量为：0.3+0.1＝0.4mol，则c＝0.4mol0.2L＝2mol/L，故答案为：2；

(4)①设Na2O2 和NaHCO3的物质的量分别为x，y；

2232322+=++49242417.8815.412442NaONaHCONaCOHOO

223232+=++32429217.8816.112222NaOHNaONaHCONaCOO

15.41＜15.92＜16.11 说明两个反应都发生，所以：78x+84y＝17.88、106y+(2x﹣y)×40＝15.92，解之得：x＝0.1mol、y＝0.12mol，故m(Na2O2)＝7.8g；

②反应后固体为0.08mol的NaOH和0.12mol的Na2CO3，当反应后溶质为NaCl、NaHCO3时，则需盐酸体积为200mL；当反应后溶质只有NaCl时，则需盐酸体积为320mL，故盐酸体积为200mL≤V≤320mL。

【点睛】

本题考查有关物质的量的计算、混合物的计算，注意掌握有关物质的量的计算方法，明确质量守恒定律、极值法在化学计算中的应用，试题有利于提高学生的化学计算能力。

3．(1)配平下列方程式

①_____Na+_____H2O =_____NaOH+_____H2↑