研究小组探究 Na 2 O 2 与水反应。取 1.56 g Na 2 O 2 粉末加入到 40 mL 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 . 由 ②中现象 i 可知, Na 2 O 2 与水反应有 H 2 O 2 生成
B . 由 ③、④可知,②中溶液红色褪去是因为 c (OH - ) 大
C . 由 ②、③、④可知,①中溶液红色褪去的主要原因不是 c ( OH - ) 大
D . 向 ①中褪色后的溶液中滴加 5 滴 6 mol/L 盐酸,溶液最终变成红色
D
【分析】
1.56 g Na 2 O 2 的物质的量 = =0.02mol ,加入到 40 mL 水中,充分反应得溶液 A( 液体体积无明显变化 ) ,完全反应生成氢氧化钠,则氢氧化钠的浓度为 =1mol/L ,结合实验现象分析判断。
【详解】
A .过氧化钠与水反应得到的溶液 A 中加入二氧化锰,有气体放出,该气体能使带火星木条复燃,说明是氧气,是过氧化氢在二氧化锰催化作用下发生了分解,说明 Na 2 O 2 与水反应有 H 2 O 2 生成,故 A 正确;
B .由分析知, ②步骤 ii 中得到的氢氧化钠溶液浓度为 1mol/L ,与 ③ i 中氢氧化钠的浓度相等,因此现象都是滴加酚酞后,溶液变红色, 10 分钟后溶液褪色, ii 中滴加几滴盐酸后,氢氧化钠浓度减小,溶液变成红色,由 ④知, 0.1mol/L 的氢氧化钠溶液中滴加酚酞,溶液变红色, 2 小时后无明显变化,说明氢氧化钠溶液的浓度较大时,一段时间后颜色会褪去,浓度较小时,不能褪色,说明 ②溶液红色褪去是因为 c (OH - ) 大,故 B 正确;
C .根据 B 的分析可知, 1mol/L 的氢氧化钠溶液中滴加酚酞,溶液变红色,溶液褪色需要 10 分钟,而 ①中溶液变红色, 20 秒后就褪色,说明溶液红色褪去的主要原因不是 c ( OH - ) 大,而是过氧化氢的氧化作用,故 C 正确;
D . ①中过氧化氢已经将酚酞氧化了,因此褪色后的溶液再滴加 5 滴 6 mol/L 盐酸,溶液不能变成红色,故 D 错误;
故选 D 。
钠的基本性质:
钠元素的原子序数等于11,在周期表中位于第三周期,第ⅠA族。钠的原子结构示意图为,故钠的金属性比较强,是很活泼的金属材料。其单质很软,具有银白色金属光泽,是热和电的良导体。钠的密度比水小,比煤油大,熔点97.81℃,沸点882.9℃。
主要实验现象 | 对实验现象的分析 |
浮在水面上 | 密度比水小 |
熔化成闪亮的小球 | 反应放热,且钠的熔点低 |
迅速游动 | 反应产生气体(H2) |
嘶嘶作响 | 反应剧烈 |
溶液呈红色 | 反应生成NaOH,遇酚酞变红 |
钠的物理性质:
钠单质很软,具有银白色金属光泽,是热和电的良导体。钠的密度比水小,比煤油大,熔点97.81℃,沸点882.9℃。
概括为:银白软轻低,热电良导体。
钠的化学性质:
钠的原子结构示意图为。
①与非金属单质的反应
A. 与氧气反应
(白色固体,不稳定)(空气中,钠的切面由银白色逐渐变暗的原因)
(淡黄色固体,较稳定)
B. 与硫反应
2Na + S ==Na2S (研磨时发生爆炸)
C. 与氯气反应
②与水反应
主要实验现象 | 对实验现象的分析 |
浮在水面上 | 密度比水小 |
熔化成闪亮的小球 | 反应放热,且钠的熔点低 |
迅速游动 | 反应产生气体(H2) |
嘶嘶作响 | 反应剧烈 |
溶液呈红色 | 反应生成NaOH,遇酚酞变红 |
③与盐溶液反应
钠与盐溶液反应,先考虑钠与水反应生成氢氧化钠,在考虑氢氧化钠是否与盐反应。
A. 投入NaCl溶液中,只有氢气放出。2Na+2H2O==2NaOH+H2↑
B. 投入饱和NaCl溶液中,有氢气放出,还有NaCl晶体析出(温度不变)。
C. 投入NH4Cl溶液中,有H2和NH3逸出。2Na+2NH4Cl==2NaCl+2NH3↑+H2↑
D. 投入CuSO4溶液中,有气体放出和蓝色沉淀生成。
2Na+2H2O+CuSO4==Na2SO4+Cu(OH)2↓+H2↑
如何正确取用钠?
钠具有很活泼的化学性质,易与很多物质反应,所以在取用钠时一定要注意,千万不能直接用手去拿,以免手被腐蚀,实验剩余的钠屑,绝对不可以随意丢弃,而应放回到原瓶中。
正确做法:用镊子取一小块金属钠,用滤纸吸干表面的煤油,用小刀切去一端的表层,观察表面的颜色。实验中剩余的钠必须放回原瓶。
钠露置在空气中的一系列变化:
Na→Na2O→NaOH→Na2CO3→Na2CO3·10H2O→Na2CO3
钠的保存、制取及用途 :
①保存:由于金属钠的化学性质非常活泼,易与空气中的氧气、水蒸气反应,所以钠要保存在煤油中。
②在实验室中钠块的取用:用镊子从试剂瓶中取出钠块,用滤纸吸净表面上的煤油,在玻璃片上用小刀切去表面的氧化层,再切下一小粒备用,余下的钠全部放回试剂瓶中。
③制取:
④用途:
A. 工业上用Na作还原剂,用与冶炼金属,如4Na+TiCl4Ti+4NaCl
B. Na-K合金(液态)用作原子反应堆的导热剂。
C. 在电光源上,用钠制造高压钠灯。
焰色反应:
焰色反应是化学上用来测试某种金属是否存在在化合物的方法。其原理是每种元素都有其特别的光谱,显示出不同的颜色。
焰色反应的操作:
先准备一支铂丝,钴蓝玻璃及盐或其溶液。
把铂丝浸在浓盐酸中以清除先前余下的物质,再把铂丝放在酒精灯焰(蓝色火焰)中直至没有颜色的变化。
用蒸馏水或去离子水或纯水冲洗铂丝。
用铂丝接触盐或溶液,通过酒精灯焰(蓝色火焰)中加热。
当钠离子存在于所测试的溶液中,用钴蓝玻璃过滤钠离子的焰色。
最后将观察焰色。钠的焰色为明亮的金黄色火焰。
各种元素的颜色:
元素符号 | 离子元素 | 名称 | 焰色 |
Ba | Ba2+ | 钡 | 黄绿 |
Ca | Ca2+ | 钙 | 砖红 |
Cs | Cs+ | 铯 | 浅紫 |
Na | Na+ | 钠 | 黄 |
Zn | Zn2+ | 锌 | 蓝绿 |
Fe(III) | Fe3+ | 铁(III) | 金黄 |
K | K+ | 钾 | 浅紫(透过蓝色钴玻璃) |
Li | Li+ | 锂 | 深红 |
碱金属元素的性质:
1.氧化产物的特殊性。碱金属在空气中燃烧,只有Li氧化生成Li2O;其余的生成过氧化物(如Na2O2)或更复杂的氧化物(如KO2)。
2.碱金属单质密度都较小,其中锂的密度是所有金属中最小的。
3.碱金属单质熔点都较低,只有Li的熔点高于100℃。
4.钾、钠在常温下为固态,但钾钠合金在常温下为液态,可作为原子反应堆的导热剂。
5.碱金属单质通常保存在煤油中,但因锂的密度小于煤油而只能保存在液体石蜡中或封存在固体石蜡中。
6.一般说,酸式盐较正盐溶解度大,但NaHCO3却比Na2CO3溶解度小。
7.试剂瓶中的药品取出后,一般不能放回原瓶,但ⅠA族金属Na、K等除外。
8.一般活泼金属能从盐中置换出不活泼金属,但非常活泼的金属Na、K等除外。
9.Fr是放射性元素,所以在自然界中不存在。
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