第一章认识化学科学第一讲走进化学科学一、选择题1．化学与人类生活、社会可持续发展密切相关，下列措施有利于节能减排、保护环境的是（）①加快化石燃料的开采与使用②研发易降解的生物农药③应用高效洁净的能源转换技术④田间焚烧秸秆⑤推广使用节能环保材料A.①③⑤B.②③⑤C.①②④D.②④⑤答案 B2．在烧杯中加一些水，滴入几滴酚酞溶液，然后把一小块钠放入水中，从这个实验过程观察到的反应现象中，不可能得出的结论是( )A．钠比较柔软B．钠与水反应生成碱C．钠与水反应放热D．钠与水反应放出气体解析 将钠放入水(滴有酚酞溶液)中，钠浮在水面上(说明钠的密度比水的小)，熔化成一个闪亮的小球(反应放热)，溶液变红(钠与水反应生成碱)，小球四处游动，发出“嘶嘶”的响声(有气体生成)，故选A。答案 A3．下列关于钠及其化合物的说法正确的是( )①钠钾合金通常状况下呈液态，可做原子反应堆的导热剂②钠的化学性质活泼，少量的钠可保存在有机溶剂CCl4中③钠在空气中缓慢氧化而自燃，在氧气中燃烧更为剧烈④由于钠比较活泼，所以它能从盐溶液中置换出金属活动性顺序表中钠后面的金属⑤氧化钠在某些呼吸面具中用于制备氧气⑥Na2CO3溶液能跟酸溶液反应，但不能跟碱溶液反应A．①②③⑥ B．②③④C．①⑥D．①8\n解析 ②钠的保存原则是将钠与空气和水隔绝，故应保存在密度小于钠的有机溶剂中，因ρ(CCl4)>ρ(Na)，所以②错误；③切开一小块钠，其表面迅速被氧化，但不能燃烧，在加热条件下才能燃烧，在纯氧中更为剧烈，错误；④钠与水反应速率很快，不能从盐溶液中置换出金属，错误；⑤过氧化钠做呼吸面具上的供氧剂，错误：⑥Na2CO3可与Ca(OH)2作用：Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH，错误。答案 D4．已知钠能与水、乙酸等含有羟基(—OH)的化合物反应，将钠投入下列溶液中，反应的剧烈程度由强到弱的是( )①水 ②NaOH溶液 ③0.1mol·L－1盐酸④0.1mol·L－1FeCl3溶液 ⑤乙醇A．④③②①⑤B．④③①②⑤C．③④①②⑤D．①③④②⑤解析 c(H＋)浓度越大，反应速率越快，其中显酸性的是③、④，但④是因Fe3＋水解显弱酸性，故其排列顺序为c(HCl)(H＋)＞c(FeCl3)(H＋)>10－7mol·L－1，而②是碱溶液，c(H＋)<10－7mol·L－1，①中水呈中性，c(H＋)＝10－7mol·L－1，所以c(H＋)的大小顺序是：③＞④＞①＞②＞⑤，即为反应的剧烈程度由强到弱的顺序。答案 C5．如下图所示装置，试管中盛有水，气球a中盛有干燥的Na2O2颗粒，U形管中盛有浅红色的水，将气球用橡皮筋紧缚在试管口。实验时将气球中的Na2O2抖落到试管b的水中，将发生的现象是( )A．U形管内浅红色的水退色B．试管内溶液变红C．气球a被吹大D．U形管水位d<c解析 化学方程式为：2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，所以气球a被吹大，且该反应为放热反应，U形管水位：d＞c，故选C。答案 C8\n6．向某NaOH溶液中通入CO2气体后得溶液M，因CO2通入量的不同，溶液M的组成也不同。若向M中逐滴加入盐酸，产生的气体体积V(CO2)与加入盐酸的体积V(HCl)的关系有下列图示四种情况，且(2)、(3)、(4)图中分别为OA＜AB，OA＝AB，OA＞AB，则下列分析与判断正确的是(不计CO2的溶解)( )A．M中只有一种溶质的只有(1)B．M中有两种溶质的有(2)和(4)C．(2)图显示M中[NaHCO3]＞[Na2CO3]D．(4)图显示M中[NaHCO3]＞[Na2CO3]解析 由图(1)分析，加入盐酸即有气体产生，说明溶液中只存在NaHCO3；由图(3)分析，OA＝AB，则说明溶液中只存在Na2CO3，滴加盐酸发生反应为：CO＋H＋===HCO，HCO＋H＋===H2O＋CO2↑；由图(2)分析，OA<AB，则说明溶液中存在Na2CO3和NaHCO3，当OA＝AB时，溶液中[Na2CO3]＝[NaHCO3]，当OA<AB时，[Na2CO3]<[NaHCO3]，当AB>OA>AB时，[Na2CO3]>[NaHCO3]；由图(4)分析，OA>AB，则说明溶液中存在NaOH和Na2CO3。由以上分析可知B正确。答案 B7．表面已被氧化的金属钠的质量为10.8g，投入水中完全反应后，收集到H2的质量为0.2g，则被氧化的钠的质量为( )A．9.2gB．7.8gC．4.6gD．2.3g解析 根据产生的氢气质量求出未被氧化的钠为0.2mol，质量为4.6g，所以氧化钠的质量为10.8g－4.6g＝6.2g，由氧化钠质量求出被氧化的钠的质量为4.6g8\n，故选C。答案 C8．下列有关量的比值一定等于2∶1的是( )A．由Na2O、Na2O2组成的混合物中阳离子与阴离子数目比B．2mol/LCaCl2溶液与1mol/LCaCl2溶液中溶质物质的量之比C．等质量的K、Na2O2分别与足量的水反应产生气体的体积比D．100mL98%硫酸溶液与100mL49%的硫酸溶液中溶质质量比解析 Na2O2中阴离子是O，A对；B项溶液体积未知，无法确定溶质的物质的量；C项温度、压强不确定时气体体积也无法确定；D项两种浓度的硫酸溶液的密度不同。答案 A二、非选择题9．A、B、C、D、E、F六种物质有如下变化关系，E是淡黄色粉末，判断：(1)写出A、B、C、D、E、F的化学式：A．________；B.________；C.________；D.________；E．________；F.________。(2)写出有关反应的化学方程式(是离子反应的直接写离子方程式)B―→C：__________________________________________________________________，E―→B：__________________________________________________________________，C―→F：___________________________________________________________________，F―→C：___________________________________________________________________。解析 据C与F的转化关系，可知C为碳酸盐，F为酸式碳酸盐，再结合E是淡黄色粉末，应为Na2O2，则A、B、C、D、F分别为Na、NaOH、Na2CO3、NaCl、NaHCO3。答案 (1)Na NaOH Na2CO3 NaCl Na2O2 NaHCO3(2)2OH－＋CO2===CO＋H2O 2Na2O2＋2H2O===4Na＋＋4OH－＋O2↑ CO＋H2O＋CO2===2HCO 2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑10．现有一定量含有Na2O杂质的Na2O2试样。请从下图中选用适当的实验装置，设计一个最简单的实验，测定Na2O2试样的纯度(可供选用的反应物只有CaCO3固体，6mol·L－1盐酸和蒸馏水)。8\n请填写下列空白：(1)写出实验中Na2O2和Na2O分别发生反应的化学方程式：________________________。(2)应选用的装置是________(只要求写出图中装置的标号)。(3)所选用装置的连接顺序应是(填各接口的字母，连接胶管省略)：_____________________________________________________________________________________________。解析 根据题目要求及所给的实验装置分析，可采用Na2O2和Na2O与水反应，通过测量产生的O2的体积计算Na2O2的量，进而求得其纯度。答案 (1)2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，Na2O＋H2O===2NaOH (2)①④⑤ (3)GBAF11．某学生将水滴入盛有过氧化钠固体的试管中，看到有气泡放出，同时感觉到试管温度升高，为验证反应后溶液的酸碱性，滴入酚酞试液后发现，溶液先变红色后又逐渐退色。根据所学知识(2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑)可知，不应该使变红后的酚酞试液退色，对此进行了如下探究过程。Ⅰ.提出假设：Na2O2与H2O反应可能产生了H2O2。Ⅱ.设计实验方案证明假设。Ⅲ.实验程序及实验现象。实验序号实验程序实验现象1将水滴入盛有过氧化钠固体的试管中，配制成溶液，用带火星的木条检验生成的气体8\n反应剧烈，有大量气体产生，能使带火星的木条复燃2将实验1所得溶液分成两份，一份加入紫色石蕊试液溶液变蓝且长时间不退色一份加入无色酚酞试液溶液显红色，半分钟内退色3若把实验1所得溶液分成两份，一份滴入紫色石蕊试液，加热溶液显蓝色且很快退色另一份滴入酚酞试液，加热溶液显红色，且仍很快退色4在实验2变为蓝色的石蕊试液中滴加双氧水(H2O2)加热蓝色退去5若把实验1所得溶液中加入少许二氧化锰静置到无气体产生时，分成两份，一份加入无色酚酞试液加热溶液变红且不退色一份加入紫色石蕊试液加热至沸溶液变蓝且不退色6称取3.9g过氧化钠固体；当逐滴加入约50mL水时，至不再产生气体测得氧气体积约为185mL(标准状况)再向容器中加入用小纸片包好的二氧化锰，迅速塞紧双孔塞，轻轻摇动反应器，纸包自动散开，二氧化锰与溶液开始接触，至反应完全又收集到大量气体Ⅳ.问题探究综合分析上述实验，使变红的酚酞退色的物质是______，该物质具有的性质是________________________________________________________________________。从以上实验结果分析，石蕊分子与酚酞分子相比较，它们的稳定性的强弱关系是________________________________________________________________________。Ⅴ.实验结论根据实验分析，用反应方程式表示过氧化钠与水反应的具体过程________________________________________________________________________。解析 (1)根据反应的条件及反应环境可知生成的黑色物质只能是碳单质。产生碳单质的原因可能是含碳物质的不完全燃烧，也可能是空气中的CO2与Na发生置换反应。(2)要想证明黑色的碳单质是CO2与钠发生置换反应生成的，首先要排除含碳物质的不完全燃烧，及所取的钠表面残留的煤油。答案 (1)①金属钠上有没擦干净的煤油，不完全燃烧后生成的碳 ②酒精不完全燃烧生成的碳 ③酒精燃烧产生的二氧化碳(或空气中的二氧化碳)与金属钠反应生成的碳8\n(2)①取得较纯的钠②2Na＋CO2C＋Na2O2,2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2或Na2O2＋2Na===2Na2O12．在隔绝空气的条件下，某同学将一块部分被氧化的钠块用一张已除去氧化膜、并用针刺一些小孔的铝箔包好，然后放入盛满水且倒置于水槽中的容器内。待钠块反应完全后，在容器中仅收集到1.12L氢气(标准状况)，此时测得铝箔质量比反应前减少了0.27g，水槽和容器内溶液的总体积为2.0L，溶液中NaOH的浓度为0.050mol·L－1(忽略溶液中离子的水解和溶解的氢气的量)。(1)该实验中涉及到的化学反应有：①________________________________________________________________________②________________________________________________________________________③________________________________________________________________________(2)钠块中钠元素的质量分数是________。解析 (1)①2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑②Na2O＋H2O===2NaOH③2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑(2)n(Al)＝＝0.010mol根据反应③可得由铝消耗NaOH的物质的量为n(NaOH)＝0.010mol生成的氢气的物质的量为n(H2)＝0.015mol那么由金属钠生成的氢气的物质的量为n(H2)＝－0.015mol＝0.035mol根据反应①可得金属钠的物质的量为n(Na)＝2×0.035mol＝0.070mol又因为反应后溶液中的NaOH的物质的量为n(NaOH)＝2.0L×0.050mol·L－1＝0.10mol所以溶液中Na＋的总物质的量即原金属钠的总物质的量为n(Na＋)＝0.10mol＋0.010mol＝0.11mol，n(Na2O)＝＝0.020mol该钠块中钠元素的质量分数为：×100%≈89%。答案 (1)①2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ ②2Na2O＋H2O===2NaOH ③2Al＋2NaOH8\n＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑ (2)89%8
