資源簡介

實驗整合練　鈉、氯及其化合物的實驗探究
實驗1　鈉及其化合物的實驗探究
1.NaH是有機合成中用途很廣泛的物質。已知:NaH遇水蒸氣劇烈反應。某小組設計如圖實驗裝置制備NaH,下列說法錯誤的是 (　　)
安全漏斗的作用是“液封” 　 　
B.裝置A中的試劑是稀硫酸和粗鋅
C.裝置B中的試劑是濃硫酸
D.實驗開始后先點燃C處酒精燈,再啟動A中反應
2.某小組同學探究金屬Na與不同濃度的鹽酸反應,進行下列實驗。下列說法不正確的是 (　　)
實驗裝置 實驗試劑 實驗操作 實驗現(xiàn)象
實驗1: 0.36% HCl溶液 放入一小塊金屬鈉 鈉浮在液面上并來回移動,與水的反應劇烈程度相當
實驗2: 36% HCl溶液 放入與實驗1表面積基本相同的鈉 鈉浮在液面上并來回移動,不如實驗1劇烈;表面出現(xiàn)白色固體,白色固體逐漸沉到燒杯底部;液體不沸騰,液面上方出現(xiàn)少量白霧
A.實驗2中白色固體是NaCl
B.實驗2中液面上方出現(xiàn)白霧是因為反應放熱,加速濃鹽酸的揮發(fā)
C.實驗2不如實驗1劇烈,說明鹽酸濃度越大反應越不劇烈
D.實驗2不如實驗1劇烈的原因可能是鈉表面包裹白色固體,使反應變慢
3.(經典題)為了鑒別Na2CO3和NaHCO3兩種白色固體,設計了如下幾種實驗方案。下列說法不正確的是 (　　)
ⅠⅡ　Ⅲ
A.裝置Ⅰ中的Na2CO3和NaHCO3均能與鹽酸反應,產生氣體速率快的是NaHCO3
B.當稀鹽酸足量時,裝置Ⅰ中氣球鼓起體積較小的是NaHCO3
C.加熱裝置Ⅱ,澄清石灰水變渾濁一側的白色固體是NaHCO3
D.使用裝置Ⅲ,在相同條件下分別配制Na2CO3和NaHCO3溶液并立刻測量溶液溫度,也能鑒別這兩種白色固體
4.化學物質豐富多彩,化學反應千變萬化,而常見物質之間的反應往往“隱藏著某些反應機理”。學校化學興趣小組對過氧化鈉參與的某些反應進行了初步探究。該小組設計如圖實驗裝置,驗證“二氧化碳與水接觸時才能和過氧化鈉反應”。
步驟1:打開活塞K2,關閉K1,打開分液漏斗活塞加入鹽酸,將帶火星的木條放在a處。
步驟2:打開活塞K1,關閉K2,打開分液漏斗活塞加入鹽酸,將帶火星的木條放在a處。
請回答下列問題:
(1)裝置①中反應的化學方程式是　　　　　　　　　。
(2)裝置②中盛放的試劑是　　　　　　　,該試劑的作用是　　　　;③中的試劑是　　　　。
(3)本實驗預期現(xiàn)象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)有同學提出質疑,認為上述實驗即使觀察到木條復燃,也不能證明有水存在時,是過氧化鈉與二氧化碳發(fā)生了化學反應,其理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(5)本小組還進一步探究了Na2O2與H2O的反應,實驗如下:
下列有關說法不正確的是　　(填字母)。
A.實驗ⅰ中發(fā)生反應的化學方程式為2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑
B.實驗ⅲ中MnO2是H2O2分解反應的催化劑
C.本實驗可以說明Na2O2與H2O反應過程中有H2O2生成
D.本實驗可以說明使酚酞試液褪色的是O2
實驗2　氯及其化合物的實驗探究
5.84消毒液的主要成分是NaCl和NaClO。已知:酸性條件下,84消毒液中的NaCl和NaClO會反應生成氯氣。實驗小組同學圍繞“84消毒液能否與醫(yī)用酒精發(fā)生反應”這一問題進行了如下實驗。
① 分別取40 mL 84消毒液和醫(yī)用酒精混合均勻,并測量溶液溫度變化 溶液溫度由20 ℃升高至23 ℃,并產生大量氣泡,略有刺激性氣味,溶液顏色無明顯變化
② 分別取40 mL醫(yī)用酒精和蒸餾水混合均勻,水浴至23 ℃ 溶液中無明顯現(xiàn)象
③ 分別取40 mL 84消毒液和蒸餾水混合均勻,水浴至23 ℃ 溶液中無明顯現(xiàn)象,略有刺激性氣味
④ 分別取40 mL 84消毒液、40 mL醫(yī)用酒精和少量白醋,混合均勻 產生大量氣泡,有強烈刺激性氣味,溶液逐漸變?yōu)榈S色
下列推理不合理的是 (　　)
A.由①②可知,①中產生的大量氣泡與酒精揮發(fā)無關
B.由①③可知,①中刺激性氣味的產生可能與酒精無關
C.由①②③可推斷,84消毒液與醫(yī)用酒精混合后,溶液中發(fā)生了化學反應
D.由①④可推斷,酸性條件有利于84消毒液與醫(yī)用酒精發(fā)生反應
6.利用NaClO氧化尿素[CO(NH2)2]制備N2H4·H2O(水合肼)的實驗流程如圖所示:
已知:①Cl2與燒堿溶液的反應是放熱反應;②N2H4·H2O有強還原性,能與NaClO劇烈反應生成N2。
下列說法不正確的是 (　　)
A.步驟Ⅰ中為避免溫度過高,可采用冰水浴
B.步驟Ⅰ制備NaClO溶液時,測得產物中NaClO與NaClO3的物質的量之比為5∶1,則參與反應的氧化劑與還原劑的物質的量之比為5∶3
C.步驟Ⅱ中可將尿素水溶液逐滴滴入NaClO堿性溶液中
D.生成水合肼反應的離子方程式為ClO-+CO(NH2)2+2OH- Cl-+N2H4·H2O+C
7.(經典題)化學是一門以實驗為基礎的學科,物質的檢驗鑒別、生產制備都可通過合適的實驗方案實現(xiàn)。
(1)純凈干燥的氯氣與熔融金屬錫反應可制備SnCl4,實驗裝置如圖所示。
已知:ⅰ.金屬錫熔點為231 ℃,化學活潑性與鐵相似;
ⅱ.SnCl4的沸點為114 ℃,且易與水反應。
回答下列問題:
①裝置Ⅰ中反應的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　,裝置Ⅳ中發(fā)生反應的化學方程式為　　　　　　　　　　　　　。
②裝置Ⅱ中的試劑是　　　　　　　;裝置Ⅴ的作用是　　　　。
③裝置Ⅵ最好選用下列裝置中的　　　　(填標號)。
　　
A 　　　　　　　　B
C
④為了順利完成實驗,點燃酒精燈的正確操作是　　　(填字母)。
A.先點燃Ⅰ處酒精燈,后點燃Ⅳ處酒精燈
B.先點燃Ⅳ處酒精燈,后點燃Ⅰ處酒精燈
C.同時點燃Ⅰ、Ⅳ兩處酒精燈
(2)某同學探究不同條件下Cl2與正二價錳化合物的反應,實驗裝置如圖所示:
查閱資料顯示:
a.Mn2+在一定條件下能被Cl2或ClO-氧化成MnO2(棕黑色)、Mn(綠色)、Mn(紫色)。
b.濃堿條件下,Mn。
c.Cl2的氧化性與溶液的酸堿性無關,NaClO的氧化性隨堿性增強而減弱。
序 號 物質X C中實驗現(xiàn)象
通入Cl2前 通入Cl2后
Ⅰ 水 得到無色溶液 產生棕黑色沉淀,且放置后不發(fā)生變化
Ⅱ 5% NaOH 溶液 產生白色沉淀,在空氣中緩慢變成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多,放置后溶液變?yōu)樽仙?仍有沉淀
Ⅲ 40% NaOH 溶液 產生白色沉淀,在空氣中緩慢變成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多,放置后溶液變?yōu)樽仙?仍有沉淀
①通入Cl2前,Ⅱ、Ⅲ中白色沉淀Mn(OH)2變?yōu)樽睾谏恋鞰nO2。
②對比實驗Ⅰ、Ⅱ通入Cl2后的實驗現(xiàn)象,對于Mn2+還原性與溶液酸堿性的認識是　　　　　　　　　　　　　　。
③據(jù)資料b,Ⅲ中應得到綠色溶液,而實驗中得到紫色溶液,分析現(xiàn)象與資料不符的原因:
原因一:可能是通入Cl2導致溶液的堿性減弱。
原因二:可能是氧化劑過量,氧化劑將Mn。
ⅰ.用化學方程式表示可能導致溶液堿性減弱的原因:　　　　　。
ⅱ.取Ⅲ中放置后的1 mL懸濁液,加入4 mL 40% NaOH溶液,觀察到溶液紫色迅速變?yōu)榫G色,且有無色無味氣體產生,該氣體的化學式為　　　　;同時還可觀察到溶液的綠色緩慢加深,即可證明Ⅲ的懸濁液中氧化劑過量。
答案與分層梯度式解析
1.D 2.C 3.B 5.D 6.C
1.D　裝置分析:
加入液體后,部分液體存于安全漏斗上部彎管中起液封作用,避免氫氣從漏斗中逸出,A正確;裝置A中稀硫酸與粗鋅反應生成氫氣,用于后續(xù)與Na的反應,B正確;B是干燥氫氣的裝置,裝置B中試劑為濃硫酸,C正確;先啟動A中反應,利用生成的氫氣將裝置中的空氣排出,防止鈉與氧氣反應,然后點燃C處酒精燈(易錯點),D錯誤。
2.C　鈉和HCl反應生成氯化鈉和氫氣,氯化鈉在濃度較大的鹽酸中溶解度降低,所以實驗2中鈉表面出現(xiàn)NaCl白色固體,A正確;鈉和鹽酸反應放熱,實驗2中液面上方出現(xiàn)白霧是因為反應放熱,加速濃鹽酸的揮發(fā),B正確;實驗2不如實驗1劇烈的原因是鈉表面包裹白色固體,使鈉與鹽酸接觸面積減小,反應變慢,C不正確,D正確。
3.B　Na2CO3和NaHCO3均能與鹽酸反應生成CO2,盛放NaHCO3的氣球鼓起更快,說明NaHCO3與鹽酸反應速率更快,A正確;鹽酸足量、固體質量相等時,n(Na2CO3)知識拓展　鑒別Na2CO3和NaHCO3的其他方法
　　①測定相同物質的量濃度溶液的pH,pH較大的是Na2CO3溶液;
　　②相同物質的量濃度的兩溶液中分別逐滴加入稀鹽酸,立即產生氣體的是NaHCO3溶液。
4.答案　(1)CaCO3+2HCl CaCl2+CO2↑+H2O
(2)飽和NaHCO3溶液　吸收揮發(fā)出來的HCl
濃硫酸
(3)步驟1帶火星木條不復燃,步驟2帶火星木條復燃
(4)氣體中有水,水也可與Na2O2反應產生O2,使木條復燃
(5)D
解析　結合實驗目的,可對實驗裝置進行如下梳理:
(1)裝置①中碳酸鈣和鹽酸反應的化學方程式為CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2↑。(2)生成的CO2中含揮發(fā)出來的HCl雜質,裝置②中可用飽和NaHCO3溶液除去HCl。裝置③中試劑為濃硫酸,則步驟1、2分別驗證干燥和未干燥的CO2能否與Na2O2反應。(3)根據(jù)實驗目的和實驗裝置,實驗預期現(xiàn)象是步驟1帶火星木條不復燃,步驟2帶火星木條復燃。(4)氣體中有水,水也可與Na2O2反應產生O2,使木條復燃,故題述實驗即使觀察到木條復燃,也不能證明有水存在時,是Na2O2與CO2發(fā)生化學反應。(5)實驗ⅰ中Na2O2與水反應的化學方程式為2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑,A正確;實驗ⅲ中加入MnO2后迅速產生大量氣泡,即有O2生成,MnO2是H2O2分解反應的催化劑,B正確;實驗ⅲ加入MnO2后迅速產生大量O2,可說明Na2O2與H2O的反應過程中有H2O2生成,C正確;對比實驗ⅱ和ⅳ可知使酚酞試液褪色的可能是H2O2,D錯誤。
5.D　①中84消毒液與醫(yī)用酒精混合,溶液溫度升高,產生大量氣泡,而②中醫(yī)用酒精和蒸餾水混合均勻,水浴至相同溫度,卻無明顯現(xiàn)象,說明①中產生的氣體不是乙醇蒸氣,證明①中產生的大量氣泡與酒精揮發(fā)無關,故A合理。①中84消毒液和醫(yī)用酒精混合均勻,溶液溫度升高,并產生大量氣泡,略有刺激性氣味,溶液顏色無明顯變化;③中84消毒液和蒸餾水混合均勻并水浴至相同溫度,也略有刺激性氣味產生,說明①中刺激性氣味的產生可能與酒精無關,故B合理。醫(yī)用酒精和蒸餾水混合,水浴至23 ℃,溶液無明顯現(xiàn)象;84消毒液和蒸餾水混合,水浴至23 ℃,溶液中無明顯現(xiàn)象,略有刺激性氣味;84消毒液和醫(yī)用酒精混合,溶液溫度升高至23 ℃,并產生大量氣泡,略有刺激性氣味,溶液顏色無明顯變化,說明84消毒液與醫(yī)用酒精混合后,溶液中發(fā)生了化學反應,產生了新的物質,故C合理。在酸性條件下,84消毒液中的NaCl、NaClO會反應產生Cl2,不能說明酸性條件有利于84消毒液與醫(yī)用酒精發(fā)生反應,故D不合理。
6.C　Cl2與燒堿溶液的反應是放熱反應,為避免步驟Ⅰ中反應溫度過高,可減緩Cl2的通入速率、采用冰水浴冷卻等,A正確;根據(jù)步驟Ⅰ產物中n(NaClO)∶n(NaClO3)=5∶1,結合得失電子守恒可寫出該反應的離子方程式為8Cl2+16OH- 5ClO-+Cl+10Cl-+8H2O,其中氧化劑與還原劑的物質的量之比為5∶3,B正確;N2H4·H2O有強還原性,將尿素水溶液逐滴滴入NaClO溶液中,會使過量的NaClO溶液氧化水合肼,故應將NaClO溶液逐滴加入到定量尿素溶液中制備水合肼,滴加順序不能顛倒,且滴加速度不能過快,C錯誤;生成水合肼的離子方程式為ClO-+CO(NH2)2+2OH- Cl-+N2H4·H2O+C,D正確。
7.答案　(1)①MnO2+4H++2Cl- Mn2++Cl2↑+2H2O　Sn+2Cl2 SnCl4　②飽和食鹽水　冷卻和收集SnCl4　③C　④A
(2)②Mn2+的還原性隨溶液堿性的增強而增強
③ⅰ.Cl2+2NaOH NaCl+NaClO+H2O　ⅱ.O2
解析　(1)①裝置Ⅰ中MnO2和濃鹽酸制備Cl2的離子方程式為MnO2+4H++2Cl- Mn2++Cl2↑+2H2O;裝置Ⅳ中干燥的Cl2與熔融金屬錫反應可制備SnCl4,化學方程式為Sn+2Cl2 SnCl4。②根據(jù)題圖裝置及題意可知Ⅱ、Ⅲ分別用于除雜和干燥Cl2,即Ⅱ、Ⅲ中試劑分別為飽和食鹽水和濃硫酸。SnCl4的沸點為114 ℃,裝置Ⅴ的作用是冷卻和收集SnCl4。③因為SnCl4易與水反應,裝置Ⅵ的作用是吸收未反應的Cl2,同時防止空氣中的水蒸氣進入裝置Ⅴ,故最好連接一個裝有堿石灰的U形管,可選C。④因為加熱時錫會和空氣中的O2反應,反應開始先用Cl2排出裝置中的空氣,故應先點燃Ⅰ處酒精燈,后點燃Ⅳ處酒精燈,A正確。(2)②對比實驗Ⅰ、Ⅱ通入Cl2后的實驗現(xiàn)象,可發(fā)現(xiàn)Mn2+的還原性隨溶液堿性的增強而增強。③ⅰ.Cl2與NaOH反應產生NaCl、NaClO、H2O,使溶液堿性減弱,反應的化學方程式為Cl2+2NaOH NaCl+NaClO+H2O。ⅱ.取Ⅲ中放置后的1 mL懸濁液,加入4 mL 40% NaOH溶液,溶液紫色迅速變?yōu)榫G色,且綠色緩慢加深。溶液紫色變?yōu)榫G色是由于在濃堿條件下,Mn,根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒及原子守恒,可知OH-被氧化為O2。
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