【高考化學(xué)】一輪復(fù)習(xí)考點訓(xùn)練：過氧化鈉、碳酸鈉的實驗探究與計算（教師版）

【高考化學(xué)】一輪復(fù)習(xí)考點訓(xùn)練過氧化鈉、碳酸鈉的實驗探究與計算（教師版）1．甲同學(xué)將Na2O2分別與H2O和濃鹽酸反應(yīng)，有如下現(xiàn)象：實驗序號使用藥品現(xiàn)象ⅠNa2O2、H2O①試管壁發(fā)熱；②有無色無味氣體產(chǎn)生ⅡNa2O2、濃鹽酸①試管壁發(fā)熱；②有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生；③反應(yīng)后所得溶液呈淺黃綠色請回答下列問題：實驗Ⅰ中：(1)該反應(yīng)是________(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。(2)反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________________________________________________。(3)證明無色無味氣體是氧氣的方法是____________________________________________________。實驗Ⅱ中：(4)根據(jù)現(xiàn)象②、③，推測生成的氣體中可能含有Cl2，產(chǎn)生Cl2的化學(xué)方程式是___________________________________________________________________________________________________________________。(5)若往“淺黃綠色溶液”中加入FeCl3溶液，立即產(chǎn)生與實驗Ⅰ相同的氣體，原因是________________________________________________________________________。解析：(1)試管壁發(fā)熱，說明反應(yīng)是放熱反應(yīng)。(2)過氧化鈉與水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氧氣，化學(xué)方程式為2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑。(3)檢驗氧氣的方法是將帶火星的木條放在試管口，木條復(fù)燃，則證明是氧氣。(4)有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生，反應(yīng)后所得溶液呈淺黃綠色，說明生成的氣體是氯氣，過氧化鈉氧化濃鹽酸生成氯氣，化學(xué)方程式為Na2O2＋4HCl(濃)=2NaCl＋Cl2↑＋2H2O。(5)隨反應(yīng)的進行，濃鹽酸變稀鹽酸，而稀鹽酸與Na2O2可發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成過氧化氫，所以溶液中存在的過氧化氫在氯化鐵催化作用下產(chǎn)生氧氣。答案：(1)放熱(2)2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑(3)將帶火星的木條放在試管口，木條復(fù)燃，則證明是氧氣(4)Na2O2＋4HCl(濃)=2NaCl＋Cl2↑＋2H2O(5)淺黃綠色溶液中存在H2O2，加入的FeCl3使H2O2分解速率加快，立即產(chǎn)生氧氣2．Na2O2具有強氧化性，H2具有還原性，某同學(xué)根據(jù)氧化還原反應(yīng)的知識推測Na2O2與H2能發(fā)生反應(yīng)。為了驗證此推測結(jié)果，該同學(xué)設(shè)計并進行如下實驗。Ⅰ.實驗探究步驟1：按如圖所示的裝置組裝儀器(圖中夾持儀器已省略)并檢查裝置的氣密性，然后裝入藥品。步驟2：打開K1、K2，在產(chǎn)生的氫氣流經(jīng)裝有Na2O2的硬質(zhì)玻璃管的過程中，未觀察到明顯現(xiàn)象。步驟3：進行必要的實驗操作，淡黃色的粉末慢慢變成白色固體，無水硫酸銅未變藍色。(1)組裝好儀器后，要檢查裝置的氣密性。簡述檢查虛線框內(nèi)裝置氣密性的方法：________________________________________________________________________。(2)B裝置中所盛放的試劑是____________，其作用是________________________________________________________________________。(3)步驟3中的必要操作為打開K1、K2，_______(請按正確的順序填入下列步驟的字母)。A．加熱至Na2O2逐漸熔化，反應(yīng)一段時間B．用小試管收集氣體并檢驗其純度C．關(guān)閉K1D．停止加熱，充分冷卻(4)由上述實驗可推出Na2O2與H2反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________。Ⅱ.數(shù)據(jù)處理(5)實驗結(jié)束后，該同學(xué)欲測定C裝置硬質(zhì)玻璃管內(nèi)白色固體中未反應(yīng)完的Na2O2含量。其操作流程如下：eq\x(一定量樣品)eq\o(→,\s\up7(稀鹽酸))eq\x(操作1)→eq\x(溶液轉(zhuǎn)移)→eq\x(操作2)eq\o(→,\s\up7(冷卻))eq\x(稱量)①測定過程中需要的儀器除固定、夾持儀器外，還有電子天平、燒杯、酒精燈、蒸發(fā)皿和________。②在轉(zhuǎn)移溶液時，若溶液轉(zhuǎn)移不完全，則測得Na2O2的質(zhì)量分數(shù)________(填“偏大”“偏小”或“不變”)解析：Ⅰ.(1)關(guān)閉K1，向A裝置中的漏斗加水至漏斗內(nèi)液面高于漏斗外液面，并形成一段水柱，一段時間后水柱穩(wěn)定不降，說明啟普發(fā)生器的氣密性良好；(2)A中生成的H2中混有水蒸氣和揮發(fā)出的HCl，應(yīng)利用B裝置中所盛放的堿石灰吸收氫氣中的水和氯化氫；(3)步驟3中的必要操作為打開K1、K2，應(yīng)先通一會兒氫氣并用小試管收集氣體并檢驗其純度，當(dāng)裝置內(nèi)空氣完全除去后，加熱C中至Na2O2逐漸熔化，反應(yīng)一段時間，然后停止加熱，充分冷卻，最后關(guān)閉K1，故操作順序為BADC；(4)Na2O2與H2反應(yīng)無水生成，說明產(chǎn)物為NaOH，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2O2＋H2eq\o(=,\s\up7(△))2NaOH；Ⅱ.①NaCl溶液蒸發(fā)操作需要用玻璃棒攪拌，操作過程中需要的儀器除固定、夾持儀器外，還有電子天平、燒杯、酒精燈、蒸發(fā)皿和玻璃棒；②在轉(zhuǎn)移溶液時，若溶液轉(zhuǎn)移不完全，則得到NaCl固體的質(zhì)量偏低，固體增重量偏低，導(dǎo)致NaOH的含量偏高，測得Na2O2的質(zhì)量分數(shù)偏小。答案：(1)關(guān)閉K1，向A裝置中的漏斗加水至漏斗內(nèi)液面高于漏斗外液面，并形成一段水柱，一段時間后水柱穩(wěn)定不降，說明虛線框內(nèi)的裝置氣密性良好(2)堿石灰吸收氫氣中的水和氯化氫(3)BADC(4)Na2O2＋H2eq\o(=,\s\up7(△))2NaOH(5)①玻璃棒②偏小3．某課外活動小組設(shè)計如圖實驗裝置，驗證“二氧化碳與水接觸時才能和過氧化鈉反應(yīng)”。(1)過氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________________________________，該反應(yīng)中，反應(yīng)物的總能量________(填“大于”或“小于”)生成物的總能量。(2)裝置Ⅰ中的試劑是________(填字母)。a．稀鹽酸b．稀硫酸c．小蘇打d．石灰石(3)實驗時，應(yīng)先打開彈簧夾________(填“K1”或“K2”)，觀察到預(yù)期現(xiàn)象后，關(guān)閉它，再打開另一個彈簧夾。(4)實驗過程中將帶火星的木條置于a口，觀察到帶火星的木條始終不復(fù)燃。①為觀察到最終木條復(fù)燃，甲建議在Ⅲ后安裝一個盛有堿石灰的干燥管，目的是________________________________________________________________________；②乙認為即使采納甲的建議且最終觀察到木條復(fù)燃，也不能證明CO2參與了反應(yīng)，原因是________________________________________________________________________。(5)為進一步達到實驗?zāi)康模瑧?yīng)補充的實驗是：取最終反應(yīng)后Ⅲ中所得固體，________________________________________________________________________。解析：(1)此反應(yīng)是放熱反應(yīng)。(2)依據(jù)實驗?zāi)康?，需要干燥CO2，所以裝置Ⅰ是制取CO2的裝置，因為鹽酸易揮發(fā)出HCl，所以應(yīng)選擇稀硫酸、小蘇打。(3)先通干燥CO2，然后再通濕潤CO2進行對比。(5)證明反應(yīng)后固體中含有COeq\o\al(2－,3)。答案：(1)2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2大于(2)bc(3)K2(4)①除去未充分反應(yīng)的CO2②水與Na2O2反應(yīng)生成O2(5)加入稀鹽酸，將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水中(答案合理即可)4．某化學(xué)課外活動小組通過實驗探究NO能否與Na2O2反應(yīng)以及反應(yīng)后的產(chǎn)物，該小組同學(xué)設(shè)計了如圖所示裝置(夾持儀器、連接用的乳膠管均已省略)。經(jīng)查閱資料知：①NO是不成鹽氧化物；②2NO2＋2NaOH=NaNO3＋NaNO2＋H2O?；卮鹣铝袉栴}：(1)寫出木炭與濃硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：_______________________________________。(2)為了完成實驗，選擇上圖中的裝置，其連接順序為a→________________________(按氣流方向，用小寫字母表示)；有同學(xué)認為該裝置存在缺陷，則該缺陷是__________________。(3)連接好儀器，________________，裝入藥品后，要通入一段時間的氮氣，再滴入濃硝酸，點燃酒精燈，通入氮氣的主要目的是_______________________________________。(4)裝置E的作用是_______；能說明NO與Na2O2發(fā)生反應(yīng)的實驗現(xiàn)象是________________。(5)探究NO與Na2O2反應(yīng)的產(chǎn)物。假設(shè)1：產(chǎn)物只有NaNO3；假設(shè)2：_________________________________________；假設(shè)3：產(chǎn)物為NaNO3和NaNO2的混合物。為驗證反應(yīng)產(chǎn)物，該小組同學(xué)準(zhǔn)確稱取反應(yīng)后的固體3.50g，用煮沸并冷卻后的蒸餾水配成100.00mL溶液，取10.00mL溶液于錐形瓶中，用0.1000mol·L－1KMnO4溶液(硫酸酸化)滴定，共消耗KMnO4溶液20mL。滴定過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為________________，反應(yīng)產(chǎn)物中NaNO2的質(zhì)量分數(shù)為________(保留四位有效數(shù)字)。解析：(5)根據(jù)關(guān)系式，設(shè)NOeq\o\al(－,2)的物質(zhì)的量為n，2MnOeq\o\al(－,4)～5NOeq\o\al(－,2)2mol5mol0．002moln求得n＝0.005mol則NaNO2的質(zhì)量分數(shù)為eq\f(0.005mol×10×69g·mol－1,3.5g)×100%≈98.57%。答案：(1)C＋4HNO3(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋4NO2↑＋2H2O(2)h→i→d→e→b→c→f或g缺少尾氣處理裝置(3)檢驗裝置的氣密性排出裝置中的空氣，防止NO被空氣中的O2氧化為NO2(4)制備NOD中固體由淡黃色變?yōu)榘咨?5)產(chǎn)物只有NaNO22MnOeq\o\al(－,4)＋5NOeq\o\al(－,2)＋6H＋=5NOeq\o\al(－,3)＋2Mn2＋＋3H2O98.57%5．現(xiàn)有一定量含有Na2O雜質(zhì)的Na2O2試樣，用如圖所示實驗裝置測定Na2O2試樣的純度。(可供選用的反應(yīng)物只有CaCO3固體、6mol·L－1鹽酸、6mol·L－1硫酸和蒸餾水)回答下列問題：(1)裝置A中液體試劑選用________________________________________________。(2)裝置B的作用是_________________________________________________________，裝置E中堿石灰的作用是_______________________________________________。(3)裝置D中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________________。(4)若開始時測得樣品的質(zhì)量為2.0g，反應(yīng)結(jié)束后測得氣體體積為224mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則Na2O2試樣的純度為________。解析：(1)A是用來制取二氧化碳的裝置，碳酸鈣和硫酸反應(yīng)時，生成的硫酸鈣微溶于水，會覆蓋在碳酸鈣的表面，使反應(yīng)不能繼續(xù)進行，所以用鹽酸而不用硫酸來反應(yīng)，故裝置A中液體試劑選用6mol·L－1鹽酸。(2)碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成的二氧化碳中含有氯化氫氣體，可用飽和碳酸氫鈉溶液來除去；裝置E中堿石灰的作用是吸收二氧化碳，防止二氧化碳對氧氣的體積測量造成干擾。(3)裝置D中含有氧化鈉和過氧化鈉，CO2分別與它們發(fā)生反應(yīng)。(4)根據(jù)反應(yīng)2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2，反應(yīng)結(jié)束后測得氣體體積為224mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，即生成的氧氣的物質(zhì)的量為eq\f(0.224L,22.4L·mol－1)＝0.01mol，則過氧化鈉的物質(zhì)的量為0.02mol，故試樣中過氧化鈉的純度為eq\f(0.02mol×78g·mol－1,2.0g)×100%＝78%。答案：(1)6mol·L－1鹽酸(2)除去氣體中的HCl吸收裝置D中反應(yīng)剩余的CO2(3)2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2、Na2O＋CO2=Na2CO3(4)78%6．200℃時，11.6gCO2和水蒸氣的混合氣體與足量的Na2O2充分反應(yīng)后固體質(zhì)量增加了3.6g，則原混合氣體的總物質(zhì)的量是()A．0.125mol B．0.25molC．0.5mol D．1mol解析：選C根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，生成O2的質(zhì)量為11.6g－3.6g＝8g，n(O2)＝eq\f(8g,32g·mol－1)＝0.25mol，根據(jù)Na2O2與H2O(g)、CO2反應(yīng)的物質(zhì)的量的關(guān)系可知CO2和H2O(g)的物質(zhì)的量之和為0.25mol×2＝0.5mol。7．以下是在實驗室模擬“侯氏制堿法”生產(chǎn)流程的示意圖：則下列敘述錯誤的是()A．A氣體是NH3，B氣體是CO2B．侯氏制堿法的工藝過程中應(yīng)用了物質(zhì)溶解度的差異C．第Ⅲ步操作用到的主要玻璃儀器是燒杯、漏斗、玻璃棒D．第Ⅳ步操作是將晶體溶于水后加熱、蒸發(fā)、結(jié)晶解析：選DA項，利用NH3極易溶于水，且水溶液顯堿性，可以提高CO2的吸收，因此先通NH3后通CO2，正確；B項，NaHCO3的溶解度小于Na2CO3，利用了溶解度的差異，正確；C項，操作Ⅲ是過濾，因此用到玻璃儀器：燒杯、漏斗、玻璃棒，正確；D項，晶體是NaHCO3，利用NaHCO3的不穩(wěn)定性，2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O，錯誤。8．侯氏制堿原理：NH3＋CO2＋H2O＋NaCl=NaHCO3↓＋NH4Cl，需經(jīng)過制取氨氣、制取NaHCO3、分離及干燥NaHCO3四個步驟，下列圖示裝置能達到實驗?zāi)康牡氖?)解析：選CA項，氯化銨不穩(wěn)定，加熱易分解生成氨氣和HCl，溫度稍低時二者又可化合生成氯化銨；B項，氣體應(yīng)長管進，短管出；C項，從溶液中分離固體，可用過濾的方法；D項，碳酸氫鈉不穩(wěn)定，受熱易分解，不能直接加熱干燥，且不能在燒杯中加熱干燥固體。9．化學(xué)興趣小組的同學(xué)為測定某Na2CO3和NaCl的固體混合物樣品中Na2CO3的質(zhì)量分數(shù)進行了以下實驗。請你參與并完成對有關(guān)問題的解答：(1)甲同學(xué)用圖1所示裝置測定CO2的質(zhì)量。實驗時稀硫酸是與樣品中的__________(填“Na2CO3”或“NaCl”)發(fā)生反應(yīng)，儀器b的名稱是__________，洗氣瓶c中盛裝的是濃硫酸，此濃硫酸的作用是__________________。(2)乙同學(xué)用圖2所示裝置，取一定質(zhì)量的樣品(mg)和足量稀硫酸反應(yīng)進行實驗，完成樣品中Na2CO3質(zhì)量分數(shù)的測定。①實驗前，檢查該裝置氣密性的方法是先打開活塞a，由b注入水至其下端玻璃管中形成一段水柱，再將針筒活塞向內(nèi)推壓，若b下端玻璃管中的__________________，則裝置氣密性良好。②在實驗完成時，能直接測得的數(shù)據(jù)是CO2的______(填“體積”或“質(zhì)量”)。(3)丙同學(xué)用下圖所示方法和步驟進行實驗：①操作Ⅰ涉及的實驗名稱有________、洗滌；操作Ⅱ涉及的實驗名稱有干燥、__________。②丙同學(xué)測得樣品中Na2CO3的質(zhì)量分數(shù)為__________。解析：(1)NaCl不與稀硫酸反應(yīng)，Na2CO3與稀硫酸反應(yīng)。儀器b的名稱是分液漏斗。濃硫酸的作用是除去CO2中的水蒸氣(或干燥CO2氣體)。(2)①將針筒活塞向內(nèi)推壓，增大了容器中的壓強，故若b下端玻璃管中的液面上升，則裝置氣密性良好。②CO2是氣體，故能直接測得的數(shù)據(jù)是CO2的體積。(3)①生成沉淀，故操作Ⅰ涉及過濾操作。要知道固體的質(zhì)量需要稱量。②經(jīng)過計算，樣品中Na2CO3質(zhì)量分數(shù)的計算式為eq\f(106y,197x)。答案：(1)Na2CO3分液漏斗除去CO2中的水蒸氣(2)①液面上升②體積(3)①過濾稱量②eq\f(106y,197x)10．小蘇打長期放置在空氣中會變質(zhì)(部分轉(zhuǎn)變?yōu)镹a2CO3)，某研究小組欲測定某小蘇打樣品中NaHCO3的質(zhì)量分數(shù)，設(shè)計如下實驗方案：Ⅰ.加熱分解法利用圖1裝置，充分加熱小蘇打樣品。(1)儀器a的名稱為__________________。(2)在實驗過程中，需要測量的實驗數(shù)據(jù)如下：①儀器a的質(zhì)量；②_______________________________________________________；③___________________________________