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过氧化钠是一种淡黄色固体,结构中存在“—O—O—”,具有过氧化物的性质,可以与二氧化碳、水发生反应。由于在反应过程中涉及固体质量、气体体积的变化及产物的判断等问题,再加上试题考查角度灵活多变,题型多样,因此也就成了学习的难点和高考的热点,下面就过氧化钠与水、二氧化碳的反应特点进行剖析,以便使同学们在学习中能够轻松突破该知识点。
1.(2024·宁夏银川·一模)研究小组探究Na2O2与水反应。取1.56gNa2O2粉末加入到40mL水中,充分反应得溶液A(液体体积无明显变化),进行以下实验。
编号 ① ② ③ ④
操作
现象 溶液变红色,20秒后褪色 i.产生大量能使带火星木条复燃的气体 ii.溶液变红色,10分钟后褪色 i.溶液变红色,10分钟后溶液褪色 ii.变红色 溶液变红色,2小时后无明显变化
下列说法不正确的是
A.溶液A中氢氧化钠浓度近似为1mol/L
B.由③、④可知,越大,溶液红色褪色现象更明显
C.向①中褪色后的溶液中滴加5滴6mol/L盐酸,溶液最终变成红色
D.向②中褪色后的溶液中滴加5滴6mol/L盐酸,溶液最终变成红色
2.(2022·上海)取ag某物质在氧气中完全燃烧,将其产物跟足量的过氧化钠固体完全反应,反应后固体的质量恰好也增加了ag。下列物质中不能满足上述结果的是
A.H2 B.CO2 C.C6H12O6 D.CO
1.CO或H2的燃烧产物CO2或H2O(g)通过Na2O2,可以看成CO或H2直接与Na2O2反应,所以固体质量的增加值就是参加反应的CO或H2的质量。
2.凡是分子组成符合(CO)n·(H2)m形式的一种或几种物质,w g该物质在O2中完全燃烧,将其产物(CO2和H2O(g))通过足量的Na2O2后,Na2O2固体增加的质量必为w g。或者是由C、H、O三种元素组成的物质,只要C、O个数比为1:1,即可满足上述条件。
中学阶段符合这一关系的常见的物质有:
无机化合物:H2、CO及H2和CO的混合气体。
有机物:CH3OH、HCHO、CH3COOH、HCOOCH3、CH3CH(OH)COOH(乳酸)、C6H12O6(葡萄糖)等。
1.(23-24高一上·江苏盐城·期中)下列有关说法正确的是
A.中阴阳离子的个数比为1:1
B.体现强氧化性,可以用作呼吸面具的供氧剂
C.由钠在常温下与氧气反应得到
D.与反应,产生标准状况下,转移个电子
2.(23-24高一上·湖南常德·期末)某实验小组通过下图所示实验,探究Na2O2与水的反应:
下列说法错误的是
A.②⑤中的气泡的主要成分相同,生成等物质的量的该气体转移电子的数目不同
B.③中溶液变红,说明有碱性物质生成
C.④中现象可能是由于溶液中含有漂白性物质造成的
D.⑤中MnO2的主要作用是作催化剂
维度 类型 方法
维度一 物质的量的关系 过氧化钠在一定条件下可以与二氧化碳、水发生反应,反应的方程式分别为: 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 ① 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ ② 在上述两个反应中,无论是CO2或H2O(g)的单一物质还是二者的混合物,通过足量的Na2O2时,CO2或H2O(g)与放出O2的物质的量之比均为2:1,即气体减小的体积等于相同状况下生成的O2的体积。
维度二 先后顺序关系 由于CO2能够与NaOH反应,所以一定量的Na2O2与H2O(g)、CO2的混合物反应时可视为Na2O2先与CO2生成Na2CO3,剩余的Na2O2再与H2O(g)生成NaOH。
维度三 转移电子关系 当Na2O2与H2O(g)、CO2反应时,每产生1molO2,转移2mol电子。 即1mol Na2O2与H2O(g)、CO2充分反应时,转移1mole-。
维度四 固体质量关系 过氧化钠在一定条件下可以与二氧化碳、水发生反应,反应的方程式分别为: 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 ① 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ ② 在上述两个反应中,对Na2O2而言,根据原子守恒: 在反应①中Na2O2增加的质量实际上是1molNa2O2→1mol Na2CO3,即1 mol CO的质量,根据1 mol Na2O2→1 mol CO,固体质量增加28g,其结果可看作:Na2O2+CO=Na2CO3。 在反应②中Na2O2增加的质量实际上是1molNa2O2→2mol NaOH,即2molH的质量,根据1mol Na2O2→2 mol H,固体质量增加2g,其结果可看作:Na2O2+H2=2NaOH。
1.(23-24高一上·甘肃白银·期末)下列实验装置不能达到实验目的的是
A.比较、的热稳定性 B.检验与反应有生成
C.观察纯碱的焰色试验 D.验证Na和水反应是否为放热反应
A.A B.B C.C D.D
2.(23-24高三上·河南·阶段练习)为检验某久置样品的成分,学习小组依次进行如下有关实验(样品盛放处空气的成分为、、、、稀有气体)。实验中涉及反应的离子方程式错误的是
A.将样品完全溶于水,产生气泡:
B.向溶液中滴加溶液,产生白色沉淀:
C.向沉淀中滴加稀醋酸,产生气体:
D.将气体通入足量澄清石灰水,出现浑浊现象:
3.(23-24高一上·山东德州·期中)化学物质丰富多彩,化学反应千变万化,而常见物质之间的反应往往“隐藏着某些反应机理”。学校化学兴趣小组探究Na2O2与H2O的反应,实验如下:
下列有关说法不正确的是
A.实验i中发生反应的化学方程式为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
B.实验iii中MnO2做H2O2分解反应的催化剂
C.本实验可以说明Na2O2与H2O反应有H2O2生成
D.本实验可以说明使酚酞试液褪色的是O2
4.(23-24高一上·湖南常德·期中)过氧化钠是宇宙飞船和潜水艇中氧气的主要来源,其作用原理中包含了反应。用表示阿伏加德罗常数,下列说法正确的是
A.11.2L含个氧原子
B.过氧化钠既是氧化剂又是还原剂
C.反应中每生成1mol转移4mol电子
D.10.6g溶于100mL水中,所得溶液的物质的量浓度为1mol/L
5.(23-24高一上·河南安阳·期末)某温度下,wg某物质在足量氧气中充分燃烧,其燃烧产物立即与过量的反应,固体质量增加不是wg。下列物质①;②HCOOH;③CO和的混合物;④甲醛(HCHO);⑤;⑥葡萄糖()中,符合题意的是
A.①③④⑤⑥ B.② C.④⑤ D.全部
6.(23-24高一上·四川成都·期中)现有一定量含有杂质的试样2.0g,用如图所示实验装置测定试样的纯度(可供选用的反应物只有固体、稀盐酸、稀硫酸和蒸馏水,忽略气体在水中的溶解),下列说法正确的是
A.装置A中液体试剂可选用稀盐酸或稀硫酸
B.图中装置C可省略,不影响测定结果
C.装置E中碱石灰的作用是为了防止F中进入装置D
D.反应结束后测得气体体积为56mL,则可计算出样品的纯度为19.5%
7.(22-23高一上·河北石家庄·期中)对于反应:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,下列说法正确的是
A.Na2O2是氧化剂,CO2是还原剂
B.该反应中电子转移的数目为4e-
C.Na2O2既是氧化剂,又是还原剂
D.每有44gCO2与足量Na2O2反应,则固体增重56g
8.(2024·湖南娄底·一模)为证明过氧化钠在呼吸面具或潜艇中作供氧剂,进行如下实验。下列有关说法正确的是
A.装置D起缓冲作用,并防止E中的水倒吸
B.装置C中发生反应的化学方程式仅有:
C.装置B中盛放的液体为浓硫酸
D.装置A为实验室制取的装置,分液漏斗中盛放稀盐酸
1.(23-24高一下·湖南郴州·阶段练习)将少量Na2O2分别放入盛有下列溶液的小烧杯中,最终不会有白色沉淀产生的是
A.MgSO4溶液 B.FeCl2溶液
C.Ca(HCO3)2溶液 D.饱和澄清石灰水
2.(23-24高一上·安徽亳州·期末)探究与水的反应,实验如图:(已知:、)下列分析错误的是
A.①、⑤中产生的气体能使带火星的木条复燃
B.①、④中均发生了氧化还原反应和复分解反应
C.②、⑤中与的作用相同,产生气体的量也相同
D.通过③能说明BaO2不溶于盐酸
3.(23-24高一上·福建福州·期末)已知有机物完全燃烧时元素和元素一般转变为和。下列有机物各,在氧气中完全燃烧,于时将产物通过足量的固体后,固体增重大于的是
A. B. C. D.
4.(23-24高一上·湖南郴州·期中)Na2O2与CO2反应能够产生O2,这一反应在呼吸面具、潜水艇及太空飞船中可为人体提供呼吸所用的O2。下面对该反应的说法中正确的是
A.这是一个氧化还原反应,Na2O2既是氧化剂,又是还原剂
B.这是一个氧化还原反应,Na2O2是氧化剂,CO2是还原剂
C.这是一个氧化还原反应,Na2O2是还原剂,CO2是氧化剂
D.这是一个置换反应,有单质O2产生
5.(23-24高一上·河南南阳·阶段练习)过量的与混合,在密闭容器中充分加热后,最后排出气体,残留的物质应是
A.和 B.和 C. D.和
6.(23-24高一上·北京·阶段练习)取3g下列物质在氧气中完全燃烧,将其产物跟足量的过氧化钠固体完全反应,反应后固体的质量恰好也增加了3g,则下列物质中不能满足上述结果的是
A. B. C. D.
7.(23-24高一上·山西·期中)将a mol 和b mol 固体混合物在密闭容器中加热到250℃,让其充分反应,当剩余固体为、NaOH,排出气体为、时,值可能为
A.0.5 B.0.65 C.1.0 D.2.0
8.(23-24高一下·上海松江·阶段练习)资料显示,干燥的二氧化碳跟过氧化钠反应比较困难,而潮湿的二氧化碳与过氧化钠反应则比较快。某课外活动小组设计了下列装置,验证这一现象。
步骤1:打开弹簧夹,关闭,打开分液漏斗活塞加入盐酸,将带火星的木条放在a处,发现木条不复燃。
步骤2:打开弹簧夹,关闭,打开分液漏斗活塞加入盐酸,将带火星的木条放在a处,发现木条复燃了。
(1)装置①产生的气体除外,还含有 (填化学式)。
(2)装置②中的试剂是 (填序号,下同),装置③中的试剂是 。
a.饱和NaCl溶液 b.饱和溶液 c.浓
(3)过氧化钠跟二氧化碳反应的化学方程式是 。
(4)有同学提出质疑:“上述实验中带火星的木条复燃,不足以证明有水存在时过氧化钠跟二氧化碳发生了化学反应。”其理由是 。
9.(23-24高一上·北京海淀·期中)过氧化钠(Na2O2)可以作供氧剂,某学习小组的同学对过氧化钠的性质进行如下探究。
【查阅资料】
①Na2O2是一种淡黄色固体,能与CO2发生反应生成一种气体和另一种物质;
②;
【探究一】二氧化碳与过氧化钠反应生成的气体。
设计收集生成气体的实验装置如图所示(图中铁架台未画出)。
(1)B中氢氧化钠溶液的作用是 ,当观察到C中澄清石灰水不变浑浊,说明二氧化碳已经除尽。写出澄清石灰水中溶质的化学式 。
(2)检验气体:将带火星的小木条伸入收集气体的D中,发现木条复燃,证明二氧化碳与过氧化钠反应生成的气体是 。
【探究二】二氧化碳与过氧化钠反应生成的另一种物质。
【猜想与假设】对反应生成的另一种物质提出了3种猜想。
猜想一:是氢氧化钠
猜想二:是碳酸钠
猜想三:是碳酸氢钠
(3)同学们对反应物中有关元素的组成分析,一致认为猜想一和猜想三不正确的,理由是 。
【进行实验】
(4)排除错误猜想后通过以下实验验证了另一种物质,完成实验报告。
实验操作 实验现象 实验结论
用试管取少量CO2与Na2O2反应后的固体溶于蒸馏水中,加入 溶液,振荡,观察现象。 产生 。 猜想二正确。
【答案】(1) 除去未反应完的二氧化碳
(2)氧气
(3)参加反应的物质中不含氢元素,不可能生成氢氧化钠或碳酸氢钠
(4) 氯化钙或稀盐酸 白色沉淀或气体
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过氧化钠是一种淡黄色固体,结构中存在“—O—O—”,具有过氧化物的性质,可以与二氧化碳、水发生反应。由于在反应过程中涉及固体质量、气体体积的变化及产物的判断等问题,再加上试题考查角度灵活多变,题型多样,因此也就成了学习的难点和高考的热点,下面就过氧化钠与水、二氧化碳的反应特点进行剖析,以便使同学们在学习中能够轻松突破该知识点。
1.(2024·宁夏银川·一模)研究小组探究Na2O2与水反应。取1.56gNa2O2粉末加入到40mL水中,充分反应得溶液A(液体体积无明显变化),进行以下实验。
编号 ① ② ③ ④
操作
现象 溶液变红色,20秒后褪色 i.产生大量能使带火星木条复燃的气体 ii.溶液变红色,10分钟后褪色 i.溶液变红色,10分钟后溶液褪色 ii.变红色 溶液变红色,2小时后无明显变化
下列说法不正确的是
A.溶液A中氢氧化钠浓度近似为1mol/L
B.由③、④可知,越大,溶液红色褪色现象更明显
C.向①中褪色后的溶液中滴加5滴6mol/L盐酸,溶液最终变成红色
D.向②中褪色后的溶液中滴加5滴6mol/L盐酸,溶液最终变成红色
【答案】C
【解析】A.1.56gNa2O2粉末的物质的量是1.56g÷78g/mol=0.02mol,加入到40mL水中,充分反应得溶液A(液体体积无明显变化)为氢氧化钠溶液,其中氢氧化钠的物质的量是0.04mol,其浓度是0.04mol÷0.04L=1mol/L,故A正确;
B.由图③、④可知,在碱溶液中酚酞变红色和氢氧根离子浓度有关,1mol/L的氢氧化钠溶液中滴入酚酞溶液变红色10分钟后溶液褪色,再滴入盐酸反应后氢氧根离子浓度减小,溶液变红色,说明溶液红色褪去是因为大,且越大,溶液红色褪色现象更明显,故B正确;
C.①中溶液红色褪去的主要原因是生成了过氧化氢具有氧化性,把有色物质氧化为无色物质,向①中褪色后的液中滴加5滴6mol/L盐酸,溶液最终不会变成红色,故C错误;
D.由图②、③反应现象分析可知,向②中褪色后的溶液中滴加5滴6mol/L盐酸,溶液最终变成红色,故D正确;
故答案为C。
2.(2022·上海)取ag某物质在氧气中完全燃烧,将其产物跟足量的过氧化钠固体完全反应,反应后固体的质量恰好也增加了ag。下列物质中不能满足上述结果的是
A.H2 B.CO2 C.C6H12O6 D.CO
【答案】B
【解析】已知反应的关系式:H2~H2O~2NaOH~ Na2O2H2,CO~ CO2~Na2CO3~Na2O2CO,有机物在足量的氧气中燃烧生成CO2和H2O,与Na2O2发生反应:2Na2O2+2CO2= 2Na2CO3+O2,2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,对生成物变式:Na2CO3~Na2O2CO,2NaOH~ Na2O2H2,有机物应可拆写成(CO)mH2)n的形式,则CO、H2以及可拆写成(CO)mH2)n形式的有机物能满足上述结果,据此分析解答。
根据以上分析,CO、H2或分子组成能改写成(CO)m(H2)n的物质,在燃烧时相当于被Na2O2完全吸收,选项C可拆写成(CO)6H2)6,但B不能满足,符合题意;
答案选B。
1.CO或H2的燃烧产物CO2或H2O(g)通过Na2O2,可以看成CO或H2直接与Na2O2反应,所以固体质量的增加值就是参加反应的CO或H2的质量。
2.凡是分子组成符合(CO)n·(H2)m形式的一种或几种物质,w g该物质在O2中完全燃烧,将其产物(CO2和H2O(g))通过足量的Na2O2后,Na2O2固体增加的质量必为w g。或者是由C、H、O三种元素组成的物质,只要C、O个数比为1:1,即可满足上述条件。
中学阶段符合这一关系的常见的物质有:
无机化合物:H2、CO及H2和CO的混合气体。
有机物:CH3OH、HCHO、CH3COOH、HCOOCH3、CH3CH(OH)COOH(乳酸)、C6H12O6(葡萄糖)等。
1.(23-24高一上·江苏盐城·期中)下列有关说法正确的是
A.中阴阳离子的个数比为1:1
B.体现强氧化性,可以用作呼吸面具的供氧剂
C.由钠在常温下与氧气反应得到
D.与反应,产生标准状况下,转移个电子
【答案】D
【解析】A.由Na+和构成,阴阳离子的个数比为1:2,故A错误;
B.与H2O、CO2反应均能产生O2,化学方程式为:、可以用作呼吸面具的供氧剂,但此时Ns2O2既作氧化剂,又作还原剂,无法体现其强氧化性,故B错误;
C.由钠与氧气在加热条件下反应得到,故C错误;
D.与反应化学方程式为:,产生标准状况下,即0.1molO2,转移个电子,故D正确;
故选D。
2.(23-24高一上·湖南常德·期末)某实验小组通过下图所示实验,探究Na2O2与水的反应:
下列说法错误的是
A.②⑤中的气泡的主要成分相同,生成等物质的量的该气体转移电子的数目不同
B.③中溶液变红,说明有碱性物质生成
C.④中现象可能是由于溶液中含有漂白性物质造成的
D.⑤中MnO2的主要作用是作催化剂
【答案】A
【分析】Na2O2溶于足量水,产生大量气泡,表明有气体(O2)生成;所得溶液中滴加酚酞,溶液变红,表明有碱生成;轻轻振荡,红色褪去,表明溶液中含有强氧化性物质;加入少量MnO2,有较多气泡产生,表明溶液中含有H2O2。
【解析】A.H2O2催化分解后产生O2,则表明②⑤中的气泡的主要成分都为O2,且O元素中一部分都从-1价升高到0价,一部分都从-1价降低到0价,所以生成等物质的量的O2,转移电子的数目相同,A错误;
B.由分析可知,③中溶液变红,说明有碱性物质(NaOH)生成,B正确;
C.④中酚酞的红色褪去,可能是由于溶液中含有漂白性的H2O2造成的,C正确;
D.⑤中MnO2的加入,促进H2O2的分解,而MnO2本身的质量与性质不变,则其主要作用是催化剂,D正确;
故选A。
维度 类型 方法
维度一 物质的量的关系 过氧化钠在一定条件下可以与二氧化碳、水发生反应,反应的方程式分别为: 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 ① 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ ② 在上述两个反应中,无论是CO2或H2O(g)的单一物质还是二者的混合物,通过足量的Na2O2时,CO2或H2O(g)与放出O2的物质的量之比均为2:1,即气体减小的体积等于相同状况下生成的O2的体积。
维度二 先后顺序关系 由于CO2能够与NaOH反应,所以一定量的Na2O2与H2O(g)、CO2的混合物反应时可视为Na2O2先与CO2生成Na2CO3,剩余的Na2O2再与H2O(g)生成NaOH。
维度三 转移电子关系 当Na2O2与H2O(g)、CO2反应时,每产生1molO2,转移2mol电子。 即1mol Na2O2与H2O(g)、CO2充分反应时,转移1mole-。
维度四 固体质量关系 过氧化钠在一定条件下可以与二氧化碳、水发生反应,反应的方程式分别为: 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 ① 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ ② 在上述两个反应中,对Na2O2而言,根据原子守恒: 在反应①中Na2O2增加的质量实际上是1molNa2O2→1mol Na2CO3,即1 mol CO的质量,根据1 mol Na2O2→1 mol CO,固体质量增加28g,其结果可看作:Na2O2+CO=Na2CO3。 在反应②中Na2O2增加的质量实际上是1molNa2O2→2mol NaOH,即2molH的质量,根据1mol Na2O2→2 mol H,固体质量增加2g,其结果可看作:Na2O2+H2=2NaOH。
1.(23-24高一上·甘肃白银·期末)下列实验装置不能达到实验目的的是
A.比较、的热稳定性 B.检验与反应有生成
C.观察纯碱的焰色试验 D.验证Na和水反应是否为放热反应
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【解析】A.利用套管实验比较Na2CO3、NaHCO3的热稳定性时,Na2CO3放在大试管内,NaHCO3应放在温度低一些的小试管内,A不能达到实验目的;
B.当试管口带火星的木条复燃时,说明Na2O2与H2O反应有O2生成,B能达到实验目的;
C.用光洁的铁丝蘸纯碱在酒精灯火焰的外焰灼烧时,可观察纯碱的焰色反应,C能达到实验目的;
D.当看到U形管内红墨水的液面左低右高时,表明Na和水反应为放热反应,D能达到实验目的;
故选A。
2.(23-24高三上·河南·阶段练习)为检验某久置样品的成分,学习小组依次进行如下有关实验(样品盛放处空气的成分为、、、、稀有气体)。实验中涉及反应的离子方程式错误的是
A.将样品完全溶于水,产生气泡:
B.向溶液中滴加溶液,产生白色沉淀:
C.向沉淀中滴加稀醋酸,产生气体:
D.将气体通入足量澄清石灰水,出现浑浊现象:
【答案】C
【解析】A.与水反应生成NaOH和,反应的离子方程式为:,A正确;
B.向溶液中滴加溶液,产生白色沉淀,说明样品中含有,产生白色沉淀的离子方程式为:,B正确;
C.向沉淀中滴加稀醋酸,醋酸与碳酸钙反应生成气体,反应的离子方程式为:,C错误;
D.将气体通入足量澄清石灰水,出现浑浊现象,反应的离子方程式为:,D正确;
故选C。
3.(23-24高一上·山东德州·期中)化学物质丰富多彩,化学反应千变万化,而常见物质之间的反应往往“隐藏着某些反应机理”。学校化学兴趣小组探究Na2O2与H2O的反应,实验如下:
下列有关说法不正确的是
A.实验i中发生反应的化学方程式为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
B.实验iii中MnO2做H2O2分解反应的催化剂
C.本实验可以说明Na2O2与H2O反应有H2O2生成
D.本实验可以说明使酚酞试液褪色的是O2
【答案】D
【解析】A.实验ⅰ过氧化钠与水剧烈反应,得到碱性物质氢氧化钠与水,发生反应的化学方程式为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,故A正确;
B.实验ⅲ中,迅速产生大量气泡,并有使带火星木条复燃的气体,说明是双氧水分解,MnO2做H2O2分解反应的催化剂,故B正确;
C.从实验ⅲ说明本实验可以说明Na2O2与H2O反应有H2O2生成,故C正确;
D.双氧水有强氧化性,能使酚酞试液褪色,本实验不能说明使酚酞试液褪色的是O2,故D错误;
故答案为D。
4.(23-24高一上·湖南常德·期中)过氧化钠是宇宙飞船和潜水艇中氧气的主要来源,其作用原理中包含了反应。用表示阿伏加德罗常数,下列说法正确的是
A.11.2L含个氧原子
B.过氧化钠既是氧化剂又是还原剂
C.反应中每生成1mol转移4mol电子
D.10.6g溶于100mL水中,所得溶液的物质的量浓度为1mol/L
【答案】B
【解析】A.题目中没有说明在标准状况下,气体摩尔体积未知,故无法求解,A错误;
B.该反应为歧化反应,过氧化钠中的氧既有升价又有降价,B正确;
C.有2mol氧原子失去电子,变为产物中的O2,所以转移的电子数都是2mol,C错误;
D.10.6gNa2CO3溶于水形成的100mL溶液,所得溶液的物质的量浓度为1mol/L(在物质的量浓度的配制中,体积指的是溶液的体积,并非指溶剂的体积),D错误;
故选B。
5.(23-24高一上·河南安阳·期末)某温度下,wg某物质在足量氧气中充分燃烧,其燃烧产物立即与过量的反应,固体质量增加不是wg。下列物质①;②HCOOH;③CO和的混合物;④甲醛(HCHO);⑤;⑥葡萄糖()中,符合题意的是
A.①③④⑤⑥ B.② C.④⑤ D.全部
【答案】B
【分析】根据可知固体增加的质量等于与等物质的量的CO的质量;根据可知固体增加的质量等于与H2O等物质的量的H2的质量,据此作答。
【解析】由分析可知,w g分子组成符合(CO)m·(H2)n的物质在中完全燃烧,将其产物(CO2和水蒸气)通过足量Na2O2后,固体增重必为w g。①③符合;④甲醛分子式为CH2O,符合;⑤CH3COOH的分子式为C2H4O2,可改写成(CO)m·(H2)n,符合;⑥葡萄糖分子式为C6H12O6,可改写成(CO)6·(H2)6,符合;②不符合。
B项正确。
6.(23-24高一上·四川成都·期中)现有一定量含有杂质的试样2.0g,用如图所示实验装置测定试样的纯度(可供选用的反应物只有固体、稀盐酸、稀硫酸和蒸馏水,忽略气体在水中的溶解),下列说法正确的是
A.装置A中液体试剂可选用稀盐酸或稀硫酸
B.图中装置C可省略,不影响测定结果
C.装置E中碱石灰的作用是为了防止F中进入装置D
D.反应结束后测得气体体积为56mL,则可计算出样品的纯度为19.5%
【答案】B
【分析】由实验装置图可知,装置A中碳酸钙与稀盐酸反应制备二氧化碳,装置B中盛有的饱和碳酸氢钠溶液用于除去氯化氢气体,装置C中盛有的浓硫酸用于干燥二氧化碳气体,装置D中二氧化碳与过氧化钠反应生成氧气,装置E中盛有的碱石灰用于吸收未反应的二氧化碳,防止二氧化碳干扰氧气体积的测定,装置F、G用于测定反应生成氧气的体积。
【解析】A.稀硫酸和碳酸钙反应时,反应生成的微溶硫酸钙覆盖在碳酸钙的表面,阻碍反应的继续进行,所以装置A中液体试剂选用稀盐酸而不选用稀硫酸,故A错误;
B.由实验原理可知,该实验的实验目的是利用过氧化钠与二氧化碳反应生成氧气的体积测定氧化钠的纯度,由分析可知,装置C中盛有的浓硫酸用于干燥二氧化碳气体,省略装置C,水蒸气与过氧化钠反应也能生成氧气,不会影响过氧化钠生成氧气的体积,所以不影响测定结果,故B正确;
C.由分析可知,装置E中盛有的碱石灰用于吸收未反应的二氧化碳,防止二氧化碳干扰氧气体积的测定,故C错误;
D.缺标准状况,无法计算56mL氧气的物质的量,所以无法计算氧化钠的纯度,故D错误;
故选B。
7.(22-23高一上·河北石家庄·期中)对于反应:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,下列说法正确的是
A.Na2O2是氧化剂,CO2是还原剂
B.该反应中电子转移的数目为4e-
C.Na2O2既是氧化剂,又是还原剂
D.每有44gCO2与足量Na2O2反应,则固体增重56g
【答案】C
【分析】由方程式可知,反应物有4个-1价的O原子,而生成物中没有-1价的氧原子,只有-2价和0价的氧原子,故这是一个氧元素有升有降的歧化反应。
【解析】A.Na2O2既是氧化剂,又是还原剂,故A错误,
B.没有已知反应物的物质的量,无法计算转移电子的数目,故B错误;
C.Na2O2既是氧化剂,又是还原剂,故C正确;
D.根据原子守恒,固体增重质量等于与参加二氧化碳物质的量相等的CO的质量,即1molCO的质量,增重28g,故D错误;
故选C。
8.(2024·湖南娄底·一模)为证明过氧化钠在呼吸面具或潜艇中作供氧剂,进行如下实验。下列有关说法正确的是
A.装置D起缓冲作用,并防止E中的水倒吸
B.装置C中发生反应的化学方程式仅有:
C.装置B中盛放的液体为浓硫酸
D.装置A为实验室制取的装置,分液漏斗中盛放稀盐酸
【答案】D
【分析】A是盐酸与石灰石反应制取二氧化碳气体,因为盐酸易挥发,所以产生的二氧化碳中含有HCl,所以通入过氧化钠固体前应除去,所以B中的试剂是饱和的碳酸氢钠溶液,目的是除去二氧化碳中的氯化氢气体;C中则是过氧化钠粉末,用于产生氧气,D中盛放氢氧化钠溶液,用来除去未反应的二氧化碳气体,E是收集氧气的装置,C中发生的反应是过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,化学方程式为2Na2O2+2 CO2=2Na2CO3+O2。
【解析】A.D中盛放氢氧化钠溶液,用来除去未反应的二氧化碳气体,故A错误;
B.装置C中通入的CO2中还含有H2O,除了过氧化钠和CO2的反应外,还有过氧化钠和H2O的反应,离子方程式为:,故B错误;
C.装置B中盛放的液体为饱和的碳酸氢钠溶液,目的是除去HCl气体,故C错误;
D.装置A为实验室制取的装置,即CaCO3与HCl反应生成CO2,分液漏斗中盛放稀盐酸,故D正确;
故选D。
1.(23-24高一下·湖南郴州·阶段练习)将少量Na2O2分别放入盛有下列溶液的小烧杯中,最终不会有白色沉淀产生的是
A.MgSO4溶液 B.FeCl2溶液
C.Ca(HCO3)2溶液 D.饱和澄清石灰水
【答案】B
【分析】将少量Na2O2分别放入盛有液的小烧杯中,首先与溶液的水发生反应:2Na2O2+2H2O=4NaOH+ O2↑,然后看溶质是否与反应产生的NaOH发生反应。
【解析】A.MgSO4溶液与NaOH会发生反应:MgSO4+2NaOH=Mg(OH)2↓+Na2SO4,反应产生了白色沉淀,A不符合题意;
B.Na2O2具有强氧化性,与FeCl2溶液反应最终生成氢氧化铁为红褐色沉淀,B符合题意;
C.Ca(HCO3)2溶液中加入Na2O2,会发生反应:Ca(HCO3)2+2NaOH=CaCO3↓+Na2CO3+2H2O,反应产生白色沉淀,C不符合题意;
D.饱和澄清石灰水加入Na2O2固体,由于水发生反应消耗,溶质Ca(OH)2不能被溶解而析出,因此会形成白色沉淀,D不符合题意;
故答案为:B。
2.(23-24高一上·安徽亳州·期末)探究与水的反应,实验如图:(已知:、)下列分析错误的是
A.①、⑤中产生的气体能使带火星的木条复燃
B.①、④中均发生了氧化还原反应和复分解反应
C.②、⑤中与的作用相同,产生气体的量也相同
D.通过③能说明BaO2不溶于盐酸
【答案】C
【分析】由实验流程可知,反应①为过氧化钠部分与水反应生成氢氧化钠和过氧化氢,部分与水反应生成氢氧化钠和氧气;反应②为具有强氧化性的酸性高锰酸钾溶液与过氧化氢溶液发生氧化还原反应生成硫酸钾、硫酸锰、氧气和水,使溶液褪色;反应③为溶液中过氧化氢与氯化钡溶液反应生成过氧化钡沉淀和盐酸;反应④为过氧化钡悬浊液与稀硫酸反应生成硫酸钡和过氧化氢,反应生成的过氧化氢部分分解生成氧气和水;反应⑤为在二氧化锰做催化剂作用下,过氧化氢分解生成氧气和水。
【解析】A.由分析可知,反应①、⑤均产生能使带火星的木条复燃的氧气,A正确;
B.由分析可知,反应①为过氧化钠部分与水反应生成氢氧化钠和过氧化氢,部分与水反应生成氢氧化钠和氧气,反应④为过氧化钡悬浊液与稀硫酸反应生成硫酸钡和过氧化氢,反应生成的过氧化氢部分分解生成氧气和水,均发生了氧化还原反应和复分解反应,B正确;
C.由分析可知,反应②为具有强氧化性的酸性高锰酸钾溶液与过氧化氢溶液发生氧化还原反应生成硫酸钾、硫酸锰、氧气和水,反应⑤为在二氧化锰做催化剂作用下,过氧化氢分解生成氧气和水,高锰酸钾和二氧化锰的作用不同,C错误;
D.由分析可知,反应③为溶液中过氧化氢与氯化钡溶液反应生成过氧化钡沉淀和盐酸,故能说明BaO2不溶于盐酸,D正确;
故选C。
3.(23-24高一上·福建福州·期末)已知有机物完全燃烧时元素和元素一般转变为和。下列有机物各,在氧气中完全燃烧,于时将产物通过足量的固体后,固体增重大于的是
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】水、二氧化碳和反应方程式分别为、,根据方程式知,水和反应时固体质量增加量相当于质量,二氧化碳和反应时固体质量增加量相当于CO质量,将可燃物写出或CO或方式,如果恰好写为或CO或方式,则产物通过足量时固体质量不变,如果改写化学式时O原子有剩余,则反应前后固体质量减少,如果C原子有剩余,则固体质量增加,据此分析解答。
【解析】A.HCOOH可以改写成,O原子有剩余,所以反应前后固体质量增多小于5g,不符合,故A错误;
B.该化学式可以改写为,所以反应前后固体质量增多等于5g,不符合,故B错误;
C.该化学式可以改写为,C有剩余,则反应前后固体质量增多大于5g,符合,故C正确;
D.该化学式可以改写为,则反应前后固体质量增多等于5g,故不符合,故D错误;
答案选C。
4.(23-24高一上·湖南郴州·期中)Na2O2与CO2反应能够产生O2,这一反应在呼吸面具、潜水艇及太空飞船中可为人体提供呼吸所用的O2。下面对该反应的说法中正确的是
A.这是一个氧化还原反应,Na2O2既是氧化剂,又是还原剂
B.这是一个氧化还原反应,Na2O2是氧化剂,CO2是还原剂
C.这是一个氧化还原反应,Na2O2是还原剂,CO2是氧化剂
D.这是一个置换反应,有单质O2产生
【答案】A
【分析】Na2O2与CO2反应能够产生O2,反应的化学方程式为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,然后根据反应的特点判断发生反应的类型,并根据氧化还原反应的概念分析判断。
【解析】A.Na2O2与CO2反应方程式为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,在该反应中O元素化合价由反应前Na2O2中的-1价部分变为反应后2Na2CO3中的-2价,部分变为O2的0价,而CO2的组成元素的化合价反应前后不变,所以这是一个氧化还原反应,Na2O2既是氧化剂,又是还原剂,A正确;
B.Na2O2与CO2反应方程式为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,在该反应中O元素化合价由反应前Na2O2中的-1价部分变为反应后2Na2CO3中的-2价,部分变为O2的0价,而CO2的组成元素的化合价反应前后不变,所以这是一个氧化还原反应,Na2O2既是氧化剂,又是还原剂,CO2只是一种反应物,不是还原剂,B错误;
C.Na2O2与CO2反应方程式为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,在该反应中O元素化合价由反应前Na2O2中的-1价部分变为反应后2Na2CO3中的-2价,部分变为O2的0价,而CO2的组成元素的化合价反应前后不变,所以这是一个氧化还原反应,Na2O2既是氧化剂,又是还原剂,CO2只是一种反应物,不是氧化剂,C错误;
D.置换反应是单质与化合物反应,产生新的单质和新的化合物的反应。在反应2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2中,反应物是两种化合物,没有单质参与,因此该反应不属于置换反应,D错误;
故合理选项是A。
5.(23-24高一上·河南南阳·阶段练习)过量的与混合,在密闭容器中充分加热后,最后排出气体,残留的物质应是
A.和 B.和 C. D.和
【答案】C
【解析】加热时碳酸氢钠分解生成二氧化碳和水,二氧化碳和水与过氧化钠反应,当碳酸氢钠过量时,生成二氧化碳、水均过量,则反应后生成的固体中不可能存在过氧化钠,过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,则最终产物为碳酸钠;
故选C。
6.(23-24高一上·北京·阶段练习)取3g下列物质在氧气中完全燃烧,将其产物跟足量的过氧化钠固体完全反应,反应后固体的质量恰好也增加了3g,则下列物质中不能满足上述结果的是
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】根据2H2+O2=H2O、合并得”总方程式”:,即得到反应的关系式:H2~H2O~2NaOH~ Na2O2·H2,可知:反应后固体质量增加的恰为氢气的质量,同理2CO+O2=2CO2 、合并得”总方程式”: , 即得关系式:CO~ CO2~Na2CO3~Na2O2·CO,则反应后固体质量增加的恰为CO的质量,有机物在足量的氧气中燃烧生成CO2和H2O,再与Na2O2发生反应使固体质量增加,可推知:有机物若可拆写成(CO)m(H2)n的形式,则反应后固体质量增加的恰为有机物的质量,例如可改写为(CO)6(H2)6,也满足上述结果,不能改写(CO)m(H2)n的形式,则不满足上述结果;
答案选D。
7.(23-24高一上·山西·期中)将a mol 和b mol 固体混合物在密闭容器中加热到250℃,让其充分反应,当剩余固体为、NaOH,排出气体为、时,值可能为
A.0.5 B.0.65 C.1.0 D.2.0
【答案】B
【分析】在密闭容器中加热到250℃,可能发生,,,反应生成气体产物为氧气、水蒸气、根据反应方程式,从质量守恒角度进行计算。
【解析】由题意可知,残存固体为,NaOH,生成气体为,,总反应为,故,a-b>0,,。故答案为B。
8.(23-24高一下·上海松江·阶段练习)资料显示,干燥的二氧化碳跟过氧化钠反应比较困难,而潮湿的二氧化碳与过氧化钠反应则比较快。某课外活动小组设计了下列装置,验证这一现象。
步骤1:打开弹簧夹,关闭,打开分液漏斗活塞加入盐酸,将带火星的木条放在a处,发现木条不复燃。
步骤2:打开弹簧夹,关闭,打开分液漏斗活塞加入盐酸,将带火星的木条放在a处,发现木条复燃了。
(1)装置①产生的气体除外,还含有 (填化学式)。
(2)装置②中的试剂是 (填序号,下同),装置③中的试剂是 。
a.饱和NaCl溶液 b.饱和溶液 c.浓
(3)过氧化钠跟二氧化碳反应的化学方程式是 。
(4)有同学提出质疑:“上述实验中带火星的木条复燃,不足以证明有水存在时过氧化钠跟二氧化碳发生了化学反应。”其理由是 。
【答案】(1)HCl
(2) b c
(3)
(4)过氧化钠跟二氧化碳中混有的水也会反应生成氧气
【分析】①装置产生CO2,会混有挥发的盐酸,②装置为饱和碳酸氢溶液除去二氧化碳中盐酸③为浓硫酸吸水,④⑤为二氧化碳跟过氧化钠反应,⑥可以防止空气中二氧化碳、水进入④⑤,并燃烧检验生成气体O2。
【解析】(1)由分析知产生气体为CO2,会混有挥发的盐酸化学式为HCl;
(2)②装置为饱和碳酸氢溶液除去二氧化碳中盐酸,故选b;③为浓硫酸吸水,故选c;
(3)过氧化钠跟二氧化碳反应的化学方程式是
(4)带火星的木条复燃,不足以证明有水存在时过氧化钠跟二氧化碳发生了化学反应。”其理由是过氧化钠跟二氧化碳中混有的水也会反应生成氧气。
9.(23-24高一上·北京海淀·期中)过氧化钠(Na2O2)可以作供氧剂,某学习小组的同学对过氧化钠的性质进行如下探究。
【查阅资料】
①Na2O2是一种淡黄色固体,能与CO2发生反应生成一种气体和另一种物质;
②;
【探究一】二氧化碳与过氧化钠反应生成的气体。
设计收集生成气体的实验装置如图所示(图中铁架台未画出)。
(1)B中氢氧化钠溶液的作用是 ,当观察到C中澄清石灰水不变浑浊,说明二氧化碳已经除尽。写出澄清石灰水中溶质的化学式 。
(2)检验气体:将带火星的小木条伸入收集气体的D中,发现木条复燃,证明二氧化碳与过氧化钠反应生成的气体是 。
【探究二】二氧化碳与过氧化钠反应生成的另一种物质。
【猜想与假设】对反应生成的另一种物质提出了3种猜想。
猜想一:是氢氧化钠
猜想二:是碳酸钠
猜想三:是碳酸氢钠
(3)同学们对反应物中有关元素的组成分析,一致认为猜想一和猜想三不正确的,理由是 。
【进行实验】
(4)排除错误猜想后通过以下实验验证了另一种物质,完成实验报告。
实验操作 实验现象 实验结论
用试管取少量CO2与Na2O2反应后的固体溶于蒸馏水中,加入 溶液,振荡,观察现象。 产生 。 猜想二正确。
【答案】(1) 除去未反应完的二氧化碳
(2)氧气
(3)参加反应的物质中不含氢元素,不可能生成氢氧化钠或碳酸氢钠
(4) 氯化钙或稀盐酸 白色沉淀或气体
【分析】二氧化碳和过氧化钠生成氧气,氢氧化钠溶液能与过量二氧化碳反应生成碳酸钠和水,所以B中的氢氧化钠溶液的作用是除去A中未反应的二氧化碳,当观察到C中澄清石灰水不变浑浊,说明二氧化碳已除尽,因为二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,生成氧气使用D装置向上排空气法收集;
【解析】(1)由分析可知,B中氢氧化钠溶液的作用是除去未反应完的二氧化碳;澄清石灰水中溶质为氢氧化钙Ca(OH)2;
(2)氧气具有助燃性,能使带火星木条复燃,故木条复燃,证明二氧化碳与过氧化钠反应生成的气体是氧气;
(3)根据质量守恒可知,参加反应的物质中不含氢元素,不可能生成氢氧化钠或碳酸氢钠,故猜想一和猜想三不正确;
(4)碳酸钠能和盐氯化钙生成白色碳酸钙沉淀、能和稀盐酸生成使澄清石灰水变浑浊的二氧化碳气体,故方案为:用试管取少量CO2与Na2O2反应后的固体溶于蒸馏水中,加入氯化钙或稀盐酸溶液,振荡,观察现象,产生白色沉淀或气体,猜想二正确。
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