1、 1 2.1.1 活泼的金属单质钠活泼的金属单质钠 一、选择题(每小题 4 分，共 48 分，每小题只有一个正确选项) 1. 钠在自然界中最主要的存在形式是( B ) A游离态 B氯化钠 C硫酸钠 D硝酸钠 解析：钠的性质非常活泼，在自然界不可能以游离态存在；主要以 NaCl 的形式存在。 2. 钠与水反应的现象和钠的下列性质无关的是( C ) A钠的熔点较低 B钠的密度小于水 C钠的硬度较小 D钠的还原性强 解析：由钠熔化为闪亮的小球可知钠的熔点较低，由钠浮在水面上可知钠的密度小于水，由生成 NaOH 可知钠的还原性强；故 C 项符合题意。 3. 2.3 g 纯净的金属钠在干燥的空气中被氧化
2、后得到 3.5 g 固体， 由此判断其产物是( C ) A只有 Na2O B只有 Na2O2 CNa2O 和 Na2O2 D无法确定 解析： 若 2.3 g 钠全部生成 Na2O， 质量为 3.1 g； 若 2.3 g 钠全部生成 Na2O2， 质量为 3.9 g，因为 3.1 g3.5 g3.9 g，故氧化产物应为 Na2O 和 Na2O2的混合物。 4. 下列有关钠与水反应实验的叙述中，不正确的是( B ) A用小刀切割钠块 B钠沉入水中 C钠熔化成小球 D发出“嘶嘶”的响声 解析：钠软，可以用小刀切割钠块，A 正确；钠密度比水小，浮在水上面，B 不正确；钠和水剧烈反应生成氢氧化钠和氢气，
3、 且该反应是放热反应， 放出的热量使钠熔成小球， C 正确；钠和水剧烈反应生成氢氧化钠和氢气，且会有嘶嘶的响声，D 正确。 5. 化学之美无处不在，有一位学生将一小块钠投入盛有煤油和水的试管中(煤油和水均足够多)，可能观察到的现象是( D ) A钠浮在试管中的液面上 B钠沉入试管底部 C钠燃烧起来 D钠处于煤油和水的交界处 解析： 煤油的密度比水小， 所以煤油在上层， 水在下层， 又因钠的密度比水小， 比煤油大，因此介于两者之间，而钠能与水反应产生氢气，在与水反应生成气体后被气体带离水层，进入煤油层后停止反应又下沉，如此往复，直至钠反应完，反应没有氧气，钠不能燃烧，所以钠处 2 于煤油和水的交
4、界处，上下浮动。 6. 向硫酸铜溶液中加入一小块金属钠后，观察到的现象有( B ) 钠浮于液面上 熔化成小球 发出嘶嘶的响声，放出气体 钠周围蓝色沉淀部分变黑 有蓝色沉淀产生 析出大量红色的铜 小球在溶液中沉浮 小球在液面上游动，逐渐变小，直至消失 A B C D 解析： 将钠块加入 CuSO4溶液中时，反应的实质是钠先与水反应生成 NaOH 和 H2，NaOH再与CuSO4反应生成蓝色Cu(OH)2沉淀， 反应放出的热量会导致Cu(OH)2分解生成黑色的CuO，不会置换出单质 Cu；因为钠的密度小于水，故反应过程中钠浮于水面而不能在溶液中沉浮，错误。 7. 下列关于金属钠的叙述中正确的是(
5、D ) A钠在空气中能发生缓慢氧化而自燃 B金属钠可保存在煤油中，也可保存在 CCl4中 C钠能和 CuSO4溶液反应置换出 Cu D钠投入到水中立即熔化成小球，说明其熔点低，且钠与水的反应是放热反应 解析：钠在空气中能发生缓慢氧化但不会自燃；钠的密度小于 CCl4的密度，不能保存在CCl4中；钠放入 CuSO4溶液中，钠先与水发生反应生成 NaOH，NaOH 可与 CuSO4发生反应生成 Cu(OH)2蓝色沉淀， 不会将 Cu 置换出来； 钠与水反应放热且钠熔点低， 故钠熔化成小球。 8. 下列反应的离子方程式书写正确的是( B ) A钠和水反应：NaH2O=NaOHH2 B钠投入足量盐酸中
6、：2Na2H=2NaH2 C铁和稀硫酸反应：2Fe6H=2Fe33H2 D钠投入氯化铁溶液中：3NaFe3=3NaFe 解析：A 项，配平错误；C 项，铁与酸反应生成的是 Fe2；D 项，Na 会与水反应，所以在溶液中不能置换出其他金属。 9. 将少量金属钠分别投入下列物质的水溶液中，有气体放出，且溶液质量减轻的是( D ) AHCl BNaOH CK2SO4 DCuSO4 3 解析：在 A、B、C 三个选项中只有 H2放出，故溶液质量是增加的。D 选项中由于 Na 与H2O 反应生成的 NaOH 还能继续与 CuSO4反应析出 Cu(OH)2沉淀：2NaCuSO42H2O=Cu(OH)2Na
7、2SO4H2，故反应后溶液质量减轻。 10. 若将 4.6 g 钠块置于过量 O2中燃烧后，生成 7.2 g 固体物质，则下列推断合理的是( B ) A钠在燃烧前未被氧化 B钠在燃烧前已有部分被氧化 C生成物中只有过氧化钠 D生成物中只有氧化钠 解析：若 4.6 g Na 完全转化为 Na2O2，则生成固体的质量为 7.8 g，现反应后固体质量为7.2 g，说明其中含有 Na2O，由于 Na 燃烧的产物为 Na2O2，故在燃烧前钠块中就含有 Na2O，说明 Na 燃烧前已部分被氧化。 11. 某化学兴趣小组的同学，在学习了钠的性质后，用小刀切割了一小块钠，然后放入盛有空气的集气瓶中，充分燃烧后
8、发现瓶壁上有黑色固体附着，下面是该兴趣小组的几点推测，你认为不合理的是( B ) A黑色固体是碳 B钠在燃烧时只发生了一个反应 C钠也可能与二氧化碳发生反应：4NaCO2=点燃2Na2OC D钠保存在煤油中，可能滤纸没有完全吸收煤油，煤油不完全燃烧产生碳 解析：金属钠保存在煤油中，因此金属钠表面沾有煤油，在燃烧过程中，可能是煤油不完全燃烧产生了碳，即黑色固体是碳，A、D 正确；金属钠表面沾有煤油，金属钠燃烧时，煤油也燃烧，另外由于金属钠的还原性特别强，故金属钠也能与 CO2发生反应：4NaCO2=点燃2Na2OC，B 错误，C 正确。 12. 往烧杯内注入煤油和水各 100 mL，静置后将一小
9、块钠投入烧杯内。发生的现象是( A ) A 钠沉到液柱 1/2 处， 钠块下部有许多气泡放出， 附有气泡的钠块徐徐上升到液体上部，一会儿又沉到液柱 1/2 处，如此反复多次，最后消失 B钠块一直沉到烧杯底部，并停留在杯底，放出气泡，最后消失 C钠块浮在液柱表面上，很快熔成一个闪亮的小球，小球四处游动，最后消失 4 D钠块沉到液柱 1/2 处，很快熔成一个闪亮的小球，小球在液柱 1/2 处沿水平方向迅速游来游去，最后消失 解析：因为钠比水轻，比煤油重，最初钠沉在液柱 1/2 处。由于钠跟下层水反应产生 H2，H2的冲力使钠徐徐上升至液柱上部，待 H2放出后钠又沉于液柱 1/2 处，再跟下层水反应
10、再上升，如此反复直至消失。 二、非选择题(共 52 分) 13. (16 分)A、B、C 是中学化学中常见的三种物质，它们之间的相互转化关系如下(部分反应条件及产物略去)： (1)若 A 是一种金属，C 是淡黄色固体，则 B 的化学式为 Na2O，AC 反应的化学方程式为 2NaO2=Na2O2。 (2)若 A 是一种非金属，其常见单质为黑色固体，C 是最主要的温室气体，则 C 的分子式为 CO2，BC 反应的化学方程式为 2COO2=点燃2CO2。 A 和 C 是否能反应？能(填“能”或“不能”)。若能，写出反应的化学方程式：CCO2=高温2CO。(若不能，此空不填) 解析：(1)根据 C
11、为淡黄色固体，推知 C 为 Na2O2，则 B 为 Na2O，A 为 Na，AC 的反应为 2NaO2=Na2O2。 (2)根据 C 是最主要的温室气体，推知 C 为 CO2，则 A 为 C，B 为 CO，A 与 C 能反应，化学方程式为 CCO2=高温2CO。 14. (12 分)甲、乙两同学分别用如图所示装置测定空气中氧气的含量。先用弹簧夹夹住橡胶管，点燃钠，伸入瓶中并塞上瓶塞。待钠熄灭并冷却后，打开弹簧夹，观察广口瓶内水面的变化情况。 5 (1)上述实验过程中发生反应的化学方程式为 2NaO2=点燃Na2O2。 (2)甲同学实验中广口瓶内水面上升明显小于瓶内空气体积的 1/5，乙同学实验
12、中广口瓶内水面上升明显大于瓶内空气体积的 1/5。下列对这两种现象解释合理的是 abcd(填序号)。 a甲同学可能使用的钠的量不足，瓶内氧气没有消耗完 b甲同学可能未塞紧瓶塞，钠熄灭冷却后外界空气进入瓶内 c乙同学可能没有夹紧弹簧夹，钠燃烧时瓶内部分空气受热从导管口逸出 d乙同学可能插入燃烧匙太慢，塞紧瓶塞之前瓶内部分空气受热逸出 解析：a 项，若钠的量不足，则氧气消耗不完，造成进入广口瓶内的水量少于容器容积的1/5，结果偏低，合理。b 项，若瓶塞未塞紧，钠熄灭冷却后，瓶内气体收缩，外面的空气会进入瓶内，使气体得到补充，造成结果偏低，合理。c 项，若弹簧夹未夹紧，钠燃烧时瓶内气体膨胀，使部分气
13、体从导管口逸出，造成结果偏高，合理。d 项，若插入燃烧匙太慢，钠燃烧时瓶内气体膨胀，在塞紧瓶塞前，瓶内部分气体从瓶口逸出，造成结果偏高，合理。 15. (7 分)如图所示，在烧杯中盛有 100 mL 蒸馏水，水中悬浮着一个表面光滑、耐碱、耐热的小球(此球稳定于水的中央)，将 10 g 金属钠分多次投入到水中，最后使烧杯内的液体恢复到原来蒸馏水的温度。 回答下列问题： (1)10 g 钠要分多次投入的主要原因是钠与水反应剧烈，放出的热量多，易发生爆炸。 (2)将 10 g 钠全部投入完毕所进行的次数可能是 C(填序号)。 A5 次 B10 次 C大于 10 次 6 (3)实验结束后，从烧杯内小球
14、的位置观察到的现象是小球上升，出现这种现象的主要原因是钠与水反应生成氢氧化钠，导致烧杯中液体的密度增大，故小球受到的浮力增大。 (4)实验过程中所发生反应的离子方程式是 2Na2H2O=2Na2OHH2。 解析：钠与水反应剧烈，易发生爆炸，投入时要严格控制用量；钠的密度小于 1 g cm3，黄豆粒大小的一块钠的体积小于 1 cm3，则其质量小于 1 g，故 10 g 钠全部投入完毕所进行的次数要大于 10 次；钠与水反应生成氢氧化钠，氢氧化钠溶液的密度大于水的密度，小球受到的浮力增大。 16. (8 分)某实验小组对 Na 与水反应产生的 H2进行探究，为点燃反应生成的 H2，他们设计了如图所
15、示的装置。请回答下列问题： (1)写出 Na 与 H2O 反应的化学方程式：2Na2H2O=2NaOHH2。 (2)实验小组在点燃利用装置制得的 H2时，实验失败了。他们认为失败的原因是 Na 的用量太少，Na 与 H2O 的反应速率太快。于是他们准备增加钠的用量，可老师说太危险，你认为产生危险的原因是钠与水反应放出大量的热，使试管内 H2与 O2的混合气体受热而爆炸。 (3)已知钠、煤油、水的密度分别为 0.97 g cm3、0.80 g cm3、1.00 g cm3。在装置中H2的生成速率减慢，原因是钠的密度比水小，比煤油大，在煤油与水的交界处，Na 与 H2O 反应产生的 H2使钠上浮，
16、脱离水面，反应停止；当钠表面的 H2逸出，钠又回落，与水反应，如此反复，减慢了 Na 与 H2O 的反应速率。 解析：(2)Na 与 H2O 反应的产物是 NaOH 和 H2，反应速率很快，并放出大量的热，若 Na的用量多，使试管内 H2与 O2的混合气体受热而发生爆炸。(3)由于 (煤油)(钠)(水)，故钠块放入后在煤油和水的界面处。钠与水反应有氢气生成，氢气推动钠块上浮，当氢气逸出后，钠块又下沉到煤油与水的界面处与 H2O 发生反应，重复发生上述现象，减慢了 Na 与 H2O 反应生成氢气的速率。 17. (9 分)有人设计了如图所示的实验装置来探究钠与水反应(铁架台等仪器已略)。 7 实
17、验前在橡胶塞下端打一个小孔穴，将一大小适中的钠块固定于针头下端，向上抽动针头使钠块藏于孔穴内。 在玻璃反应管内装入适量水(使钠块不与水接触)。 实验时， 拔去橡胶乳头，按住橡胶塞，将针头缓缓向上拔起，使钠与水接触，反应管内的液体被产生的气体压出，流入置于下方的烧杯中，气体则被收集在反应管内。 (1)钠与水反应的离子方程式为 2Na2H2O=2Na2OHH2。 (2)实验中“钠块熔化为闪亮的小球”说明钠与水的反应过程中有热量放出， Na 熔点较低；向烧杯中的溶液中滴加酚酞溶液，溶液变红，说明钠与水反应生成碱性物质。 (3)如果实验前加入反应管内水的体积为 a mL，欲使水最终全部被排出，则所取金属钠的质量至少为23ab1 000 g(设当时实验条件下气体密度为 b g L1)。