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2023届高三化学高考备考一轮复习专题训练--氢化钠及碱金属元素
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．我国西部地区蕴藏着丰富的锂资源，开发锂的用途是一个重要的科学课题。关于锂的叙述不正确的是
A．锂是较轻的金属 B．LiOH的碱性比NaOH弱
C．锂的化学性质比钠活泼 D．Li2O是离子化合物
2．下列实验设计安全且结论合理的是
A．图①向碳酸钠溶液中滴加酚酞，无明显现象
B．图②可比较和的热稳定性
C．图③实验室制备气体
D．图④将绿豆大小钾投入水中，观察钾与水的反应
3．下列关于碱金属元素的叙述正确的是
A．钠与水反应的现象说明钠的熔点低，且与水反应放出热量
B．为防止锂单质变质，应将其保存在煤油中
C．相同条件下，钠与水反应比钾与水反应剧烈
D．随核电荷数增大，碱金属单质熔沸点逐渐升高
4．下列说法正确的是
A．稀硝酸可用铝罐车运输
B．金属锂和钠保存在煤油中
C．氯水保存在棕色广口瓶中，置于阴凉干燥处
D．硫酸亚铁溶液保存时需加入少量铁粉
5．烧碱在工业上有着广泛的用途，下列不属于氢氧化钠用途的是
A．制NaCl B．制皂 C．精练石油 D．造纸
6．下列关于碱金属和卤素单质的有关说法正确的是
A．随原子序数递增，碱金属密度一定增大 B．碱金属都呈银白色
C．液溴采用水封法保存 D．碘的升华是化学变化
7．某课外活动小组研究金属锂的性质。他们首先通过微观结构分析知道锂与钠属于同一类物质，且密度比煤油小。在金属活动性顺序中，锂排在钠的后面。下列对金属锂的性质预测不合理的是
A．锂在氯气中燃烧只会生成氯化锂 B．金属锂在水中反应不如钠剧烈
C．锂不能保存在煤油中 D．常温下，锂在空气中氧化生成
8．下列有关仪器和用品说法中，正确的是
A．由图①所示装置可保存金属锂
B．由图②所示操作可制取Fe(OH)2
C．由图③所示装置可收集氯气，但不能收集氢气
D．由图④所示操作可溶解固体物质
9．下列说法不正确的是：
A．碱金属元素的金属性随核电荷数的增加而增强
B．碳酸钠溶于水会放热，碳酸氢钠溶于水吸热
C．碱金属单质导热性好，钠钾合金可用作核反应堆的传热介质
D．碳酸钠和氢氧化铝均可用于治疗胃酸过多
10．下列有关物质性质与应用错误的是
A．碳酸钠与碳酸氢钠的溶液都显碱性，都可用作食用碱
B．乙醇、含氯消毒剂、过氧乙酸()等有强氧化性，可以有效灭活病毒
C．碱金属的熔点都较低，导热性都较好，可以用液态钠作核反应堆的传热介质
D．火箭发射时使用的燃料是偏二甲肼，氧化剂是，二者反应放出的能量多，且产物无污染
二、多选题
11．类推时要注意物质的相似性和特殊性，下列类推结论正确的是
选项 化学事实 类推结论
A 在中燃烧生成 在中燃烧也生成
B 属于碳酸盐，也属于正盐 也属于碳酸盐和正盐
C 受热分解为和 也能受热分解生成和
D 与反应放出 与反应也放出
A．A B．B C．C D．D
12．下列有关说法正确的是（ ）
A．在加热条件下，Li与O2反应生成Li2O
B．分子中含3个碳原子的有机物可能存在同分异构现象
C．煤经过气化和液化等物理变化可转化为清洁燃料
D．以Cu和浓硝酸为原料直接生产Cu(NO3)2符合“绿色化学"和“原子经济”理念
13．下列关于铷（Rb）的叙述正确的是
A．它位于周期表的第四周期第ⅠA族 B．氢氧化铷是强碱
C．在钠、钾、铷3种单质中，铷的熔点最低 D．碳酸铷不溶于水
14．有关碱金属的叙述正确的是
A．随核电荷数的增加，碱金属单质的熔点逐渐降低，密度逐渐增大
B．碱金属单质的金属性很强，均易与氯气、氧气、氮气等发生反应
C．碳酸铯在酒精灯加热时不能分解为二氧化碳和氧化铯
D．无水硫酸铯的化学式为Cs2SO4，它易溶于水
15．Li—SOCl2电池是迄今具有最高能量比的电池。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液(熔点-110℃、沸点78.8℃)是LiAlCl4—SOCl2。电池的总反应可表示为：4Li+2SOCl2=4LiCl+S+SO2。下列说法正确的是（ ）
A．该电池不能在寒冷地区正常工作
B．SOCl2分子的空间构型是平面三角形
C．该电池工作时，正极反应为：2SOCl2+4e-=4Cl-+S+SO2
D．该电池组装时，必须在无水无氧条件下进行
三、实验题
16．H·C·Brown和Schlesinger于1942年在芝加哥大学发现的硼氢化钠(NaBH4)是最常用的还原剂之一，反应常生成偏硼酸钠(NaBO2)。有关实验流程如图所示：
I.氢化钠的制备：
已知NaH能在潮湿的空气中自燃。甲同学用如图所示装置(每种装置只选一次)来制取NaH。
(1)装置的连接顺序是C→____→D→___，X、Y分别是_____、_______。
(2)通入H2，点燃装置D处酒精灯之前的实验操作是_______。若省略该操作，可能导致的后果是______。
Ⅱ.硼氢化钠的制备及纯度测定：
将硼硅酸钠与氢化钠在450～500℃温度和(3.04～5.07)×105Pa压力下反应，生成硼氢化钠和硅酸钠。
(3)乙同学欲通过测定硼氢化钠与稀硫酸反应生成氢气的体积来确定硼氢化钠样品的纯度(杂质只有氢化钠)，设计了以下4种装置，从易操作性、准确性角度考虑，宜选装置。_______
(4)称取4.04g样品(杂质只有氢化钠)，重复实验操作三次，测得生成气体的平均体积为9.184L(已折算为标准状况)，则样品中硼氢化钠的纯度为______%(结果保留两位有效数字)。
Ⅲ.硼氢化钠的性质检验：
(5)碱性条件下，丙同学将NaBH4与CuSO4溶液反应可得到纳米铜和NaBO2，其离子方程式为________。
四、工业流程题
17．碳酸锂广泛应用于化工、冶金等行业。工业上利用锂辉石（Li2Al2Si4Ox）制备碳酸锂的流程如下：
已知：①CaC2O4难溶于水
②Li2CO3的溶解度（g/L）
温度/℃ 0 10 20 30 40 50 60 80 100
Li2CO3 1.54 1.43 1.33 1.25 1.17 1.08 1.01 0.85 0.72
请回答下列问题：
（1）锂辉石（Li2Al2Si4Ox）可以用氧化物的形式表示其组成，形式为___________。
（2）硫酸化焙烧温度不宜超过300℃，主要原因是___________________；焙烧中硫酸用量控制在理论用量的115%左右，硫酸加入过多的副作用是____________。
（3）“深度净化”时，加入适量Na2C2O4的目的是__________________。
（4）“沉锂”需要在95℃以上进行，主要原因是____________________________。
（5）工业上，将Li2CO3粗品制备成高纯Li2CO3的部分工艺如下：
a.将Li2CO3溶于盐酸作电解槽的阳极液，LiOH溶液做阴极液，两者用离子选择透过膜隔开，用惰性电极电解。b.电解后向LiOH溶液中加入少量NH4HCO3溶液并共热，过滤、烘干得高纯Li2CO3。
①a中，阳极的电极反应式是_________________________，宜选用_____(“阳”或“阴”)离子交换膜。
②b中，生成Li2CO3反应的化学方程式是________________________。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【详解】A．锂是碱金属，碱金属单质密度从上到下逐渐增大(Na、K反常)，则锂是较轻的金属，故A正确；
B．元素的金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属性：Na>Li，则LiOH的碱性比NaOH弱，故B正确；
C．钠和锂为同主族元素，最外层都为一个电子，钠原子的半径比锂原子的大，更易失去最外层电子，则钠的化学性质比锂活泼，故C错误；
D．Li2O是由锂离子和氧离子通过离子键形成的离子化合物，故D正确；
答案选C。
2．B
【详解】A．碳酸钠溶液显碱性，故向碳酸钠溶液中滴加酚酞，溶液变红，A错误；
B．碳酸氢钠不稳定，受热分解生成碳酸钠，水和二氧化碳，二氧化碳可以使澄清石灰水变浑浊，碳酸钠较稳定，B正确；
C．实验室制备二氧化碳应该用盐酸和碳酸钙反应，不能用硫酸，C错误；
D．钾和水反应较剧烈，应该在烧杯中进行，D错误；
故选B。
3．A
【详解】A．钠与水反应的现象为熔化成一个小球，说明钠的熔点低，且与水反应放出热量，A正确；
B．锂的密度小于煤油，大于石蜡，则为防止锂单质变质，应将其保存在石蜡中，B错误；
C．钾的金属性强于钠，则相同条件下，钠与水反应比钾与水反应缓慢，C错误；
D．随核电荷数增大，碱金属单质熔沸点逐渐升高，但钾的熔点低于钠的熔点，D错误；
故选A。
4．D
【详解】A．常温下，稀硝酸和铝可以发生反应，故稀硝酸不可用铝罐车运输，A错误；
B．金属锂的密度比煤油小，所以应该保存在石蜡中，B错误；
C．液体试剂应该保存在细口瓶中，所以氯水保存在棕色细口瓶中，置于阴凉干燥处，C错误；
D．硫酸亚铁溶液容易被氧化生成三价铁离子，保存时需加入少量铁粉可以预防被氧化，D正确；
故选D。
5．A
【分析】氢氧化钠，化学式为NaOH，俗称烧碱、火碱、苛性钠，为一种具有强腐蚀性的强碱，据此分析解答。
【详解】A．氢氧化钠生产成本较高，一般不用氢氧化钠制取NaCl，故A选；
B．油脂在碱性条件下水解制得肥皂，所以制备肥皂要用到NaOH，故B不选；
C．精炼石油时加氢氧化钠除去酚类和酸性物质，所以精炼石油要用到NaOH，故C不选；
D．木材要在氢氧化钠作用下制成纸浆，纸浆再制成纸张，所以要用到NaOH，故D不选；
故选：A。
6．C
【详解】A．随着原子序数增大，碱金属密度呈增大趋势，但是K的密度比Na小，A错误；
B．碱金属中Cs为金黄色，其余为银白色，B错误；
C．由于Br2易挥发，且密度比水大，故可采用水封法抑制其挥发，C正确；
D．碘的升华属于物理变化，D错误；
故答案选C。
7．D
【详解】A．Li和Na性质相似，Li在中燃烧只生成，A正确；
B．金属活动性：，故Li在水中反应不如Na剧烈，B正确；
C．Li的密度比煤油小，故Li不能保存在煤油中，C正确；
D．常温下，Na在空气中氧化生成，Li在空气中氧化生成，D错误；
故选D。
8．B
【详解】A．锂是活泼金属，密度小于煤油，应封存在石蜡中，故A错误；
B．煤油能够防止试管中部分氧气对氢氧化亚铁的氧化，则能减少与氧气接触，图②所示操作可制取Fe(OH)2，故B正确；
C．氯气的密度比空气大，可以用向上排空气法收集，长管进，短管出；氢气的密度比空气小，可以用向下排空气法收集，短管进，长管出，由图③所示装置可收集氯气，也可以收集氢气，故C错误；
D．容量瓶不能用来溶解固体物质，故D错误；
故选B。
9．D
【详解】A．同主族从上到下金属性逐渐增强，因此碱金属元素的金属性随核电荷数的增加而增强，A正确；
B．碳酸钠溶于水温度升高，说明会放热，碳酸氢钠溶于水温度降低，说明会吸热，B正确；
C．碱金属单质导热性好，钠钾合金是一种常用的导热剂，它具有较高的导热系数和较低的密度，能够有效地将热量从核裂变反应堆的反应区域输送到冷却器，使得原子反应堆的温度得到控制，因此钠钾合金可用作核反应堆的传热介质，C正确；
D．碳酸钠腐蚀性强，不能用于治疗胃酸过多，氢氧化铝可用于治疗胃酸过多，D错误；
答案选D。
10．B
【详解】A．根据盐类水解的规律，碳酸钠()和碳酸氢钠()溶液都因水解而呈碱性，食用碱是指有别于工业用碱的纯碱(碳酸钠)和小苏打(碳酸氢钠)，A正确；
B．乙醇能灭活病毒是因为其能破坏病毒的蛋白质结构，不具有强氧化性，B错误；
C．碱金属的熔点都比较低，导热性都很好，液态钠导热性强，可用作核反应堆的传热介质，C正确；
D．在火箭发射时，偏二甲肼()和四氧化二氮剧烈反应产生大量气体并释放出大量的热，该反应的化学方程式为，中N元素化合价降低，是氧化剂，D正确；
故选B。
11．BC
【详解】A．钠在氧气中燃烧生成，而Li在中燃烧只能生成，类推错误，A项错误；
B．碳酸钙和中都含有，都属于碳酸盐，也属于正盐，类推正确，B项正确；
C．难溶性的碱受热易分解，生成对应的氧化物和水，所以氢氧化铝、氢氧化铜都能受热分解生成金属氧化物和水，类推正确，C项正确；
D．能与反应生成和，但由于具有还原性，当与反应时生成，无放出，类推错误，D项错误；
故答案选BC。
12．AB
【详解】A．Li的金属性比Na弱，在加热条件下，Li与O2反应只能生成Li2O，故A正确；
B．分子式为C3H6O的有机物可能是CH3CH2CH2OH、CH3CHOHCH3或CH3CH2OCH3，存在同分异构体，故B正确；
C．煤经过气化和液化等化学变化可转化为清洁燃料，故C错误；
D．铜和浓硝酸为原料生产硝酸铜，有有毒气体二氧化氮生成，且反应物没全部转化为所需产物，则不符合“绿色化学"和“原子经济”理念，故D错误；
故答案为AB。
13．BC
【详解】A．它位于周期表的第五周期、第ⅠA族，故A错误；
B．同主族元素从上到下金属性依次增强，铯位于钾的下方，所以氢氧化铯碱性强于氢氧化钾，为强碱，故B正确；
C．从锂到铯原子半径逐渐增大，金属键逐渐减弱，沸点熔沸点逐渐降低，所以铷的熔点最低，故C正确；
D．碳酸钠易溶于水，则碳酸铷也应该易溶于水，故D错误；
故答案为BC。
14．CD
【详解】A．碱金属单质随核电荷数的增加熔点逐渐降低，密度有增大趋势，但钠的密度比钾大，A错误；
B．碱金属中除锂外，均不与氮气直接反应，B错误；
C．由在酒精灯加热条件下Na2CO3不分解，可得出Cs2CO3加热也不分解，C正确；
D．Cs与Na同为碱金属元素，性质相似，由Na2SO4易溶于水，可得出Cs2SO4也易溶于水，D正确；
答案为CD。
15．CD
【分析】根据电池的总反应可知，失电子的是Li，在负极发生反应，得电子的是SOCl2，在正极发生反应；电解液的熔点为-110℃、沸点为78.8℃，电池可以在-110℃~78.8℃温度范围内正常工作。
【详解】A．该电池可以在-110℃~78.8℃环境下正常工作，A项错误；
B．SOCl2分子的中心原子为S，其价层电子对数=3+(6－1×2－2×1)=4，VSEPR模型为四面体形，中心原子上的孤电子对数=(6－1×2－2×1)=1，则SOCl2分子的立体构型为三角锥形，B项错误；
C．根据电池的总反应方程式，可知正极反应为：2SOCl2+4e-=4Cl-+S+SO2，C项正确；
D．Li是活泼金属，易与O2反应，也能与水反应，SOCl2遇水会发生反应：SOCl2+H2O=SO2+2HCl，因此该电池组装时，必须在无水无氧条件下进行，D项正确；
答案选CD。
【点睛】价层电子对互斥理论（VSEPR理论）是一种推测分子立体构型的理论，应用时有以下要点：
① 中心原子的价层电子对数=σ键电子对数+中心原子上的孤电子对数
② σ键电子对数=与中心原子结合的原子数
③ 中心原子上的孤电子对数=(a－xb)
其中a为中心原子的价电子数，x为与中心原子结合的原子数，b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数。
④ 中心原子的价层电子对数与VSEPR模型的关系：
中心原子的价层电子对数 2 3 4
VSEPR模型 直线形 平面三角形 四面体
推测分子的立体构型还需考虑孤电子对数。
综上，SOCl2分子的中心原子为S，σ键电子对数=3，S原子的价电子数a=6，S原子结合了1个O原子，则x1=1，b1=8－6=2，S原子还结合了2个Cl原子，则x2=2，b2=8－7=1，中心原子上的孤电子对数=(a－x1b1－x2b2)=(6－1×2－2×1)=1，因此中心原子的价层电子对数=3+1=4，SOCl2分子的VSEPR模型为四面体形，由于1对孤电子对占据了四面体的1个顶点，因此分子的立体构型为三角锥形。
16． A B 碱石灰(或生石灰等) 浓硫酸 验纯(或将装置中空气排尽) 爆炸(或仪器炸裂等) 丁 94 BH4-＋4Cu2＋＋8OH－=4Cu↓＋BO2-＋6H2O
【分析】I．C装置由锌粒与稀盐酸反应制取氢气，制得的氢气中混有HCl和水蒸气，先通过碱性干燥剂除去水蒸气和氯化氢气体，经过处理的氢气再进入D与钠反应，反应之前先将氢气验纯，NaH易与水蒸气反应生成氢气，故D装置需要隔离水，所以还需要在D装置之后连接一个干燥装置，据此分析；
Ⅱ．(3)硼氢化钠与稀硫酸反应生成氢气的体积，首先要保证分液漏斗内液体顺利流下，量筒的精确度较低，量取气体的体积准确度不高，据此分析解答；
(4)设样品中NaH的物质的量为x，NaBH4的物质的量为y，则有24x+38y＝4.04g，样品与稀硫酸反应，反应方程式为：2NaH+H2SO4＝2H2↑+Na2SO4、2NaBH4+H2SO4+6H2O＝8H2↑+2H3BO3+Na2SO4，生成气体的平均体积为9.184L，气体为氢气，故生成的n(H2)==0.41mol，有x+4y＝0.41，解得x、y，可得其纯度；
Ⅲ．(5)硼氢化钠是一种强还原剂，碱性条件下，NaBH4与CuSO4溶液发生氧化还原反应生成铜、NaBO2和水，据此书写离子反应方程式。
【详解】I．(1)根据分析，C装置中制取的氢气需要除杂和干燥，即除去水蒸气和氯化氢气体，应选择碱石灰(或生石灰等)既可以吸收氯化氢也可以吸收水分，D装置制得的NaH能在潮湿的空气中自燃，还需要在D装置之后连接一个干燥装置，则实验装置的连接顺序为C→A→D→B，A的盛装的试剂X为碱石灰(或生石灰等)，B中盛装的试剂Y为浓硫酸；
(2)通入H2，点燃装置D处酒精灯之前的实验操作是验纯(或将装置中空气排尽)；若省略该操作，氢气中混有空气，可能导致的后果是爆炸(或仪器炸裂等)；
Ⅱ．(3)由于量筒的精确度不高，不属于精密的测量仪器，则收集的气体的体积准确度较低，硼氢化钠与稀硫酸反应时要确保反应装置内外压强相同，能使分液漏斗内的反应液顺利流下，综上分析应选择装置丁；
(4)设样品中NaH的物质的量为x，NaBH4的物质的量为y，则有24x+38y＝4.04g，样品与稀硫酸反应，反应方程式为：2NaH+H2SO4＝2H2↑+Na2SO4、2NaBH4+H2SO4+6H2O＝8H2↑+2H3BO3+Na2SO4，生成气体的平均体积为9.184L，气体为氢气，故生成的n(H2)==0.41mol，有x+4y＝0.41，解得y=0.1mol，x=0.01mol，则样品中硼氢化钠的纯度为×100%≈94%；
Ⅲ．(5)硼氢化钠是一种强还原剂，碱性条件下，NaBH4与CuSO4溶液发生氧化还原反应生成铜、NaBO2和水，其离子方程式为BH4-＋4Cu2＋＋8OH－=4Cu↓＋BO2-＋6H2O。
【点睛】本题难点为(4)，样品纯度计算时，需要注意样品中杂质为氢化钠，NaBH4与NaH都与稀硫酸反应释放氢气。
17． Li2O·Al2O3·4SiO2 温度高于300℃，硫酸挥发较多。 增加后续药品的消耗量 除去Ca2+ 温度越高，碳酸锂溶解度越小，可以增加产率 2Cl-—2e-==Cl2 阳 2LiOH+NH4HCO3Li2CO3 +2H2O+NH3
【详解】锂辉石加硫酸，浸取焙烧，氧化铝、氧化锂溶解，二氧化硅不反应，水浸时加入碳酸钙，除去未反应的硫酸，同时调节溶液pH值，可以将Al3+转化为Al(OH)3沉淀，过滤除去不溶物，滤液再进行深度净化后主要为Li2SO4、Na2SO4，最后加入Na2CO3，转化为溶解度更小Li2CO3析出。
（1）锂辉石（Li2Al2Si4Ox）可以用氧化物的形式表示，其组成形式为：Li2O Al2O3 4SiO2；（2）温度低于250℃，反应速率较慢，温度高于300℃，硫酸挥发较多，反应温度控制在250﹣300℃，反应速率较快，避免硫酸挥发；硫酸如果加入过多，消耗的酸多，后续中还需要除去过量的硫酸，增加后续杂质的处理量、增加后续药品的消耗量；（3）“深度净化”时，加入适量Na2C2O4的目的是将钙离子转化为草酸钙而除去；（4）“沉锂”需要在95℃以上进行，温度越高，碳酸锂溶解度降低，减少碳酸锂溶解，可以增加产率；（5）①电解池中阳极失去电子发生氧化反应，则a中阳极应该是溶液中的氯离子放电，电极反应式是2Cl-—2e-=Cl2，宜用阳离子交换膜，让阳离子通过，阴离子不能通过；②阴极得到电子，则溶液中的氢离子放电，由于阴极氢离子放电，氢氧根离子浓度增大，而锂离子向阴极移动，所以电解后，溶液浓度增大。根据原子守恒可判断LiOH溶液中加入少量NH4HCO3溶液并共热，除得到高纯Li2CO3外还有氨气和水生成，反应的化学方程式为2LiOH+NH4HCO3Li2CO3 +2H2O+NH3↑。
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