资源简介

第三部分 元素及其化合物
专题17 碱金属元素
考纲·题型解读
1.以选择题考查钠的物理性质和化学性质,能运用元素周期律理解IA族元素(单质、化合物)的相似性和递变性。
2.以选择题考查氢氧化钠及其他重要的碱的性质和用途。
3.以选择题、填空题、计算题考查钠的重要化合物Na2O、Na2O2、Na2CO3、NaHCO3 等的性质和用途。
题源1 钠 ①钠和水反应的离子方程式:
2Na+2H2O 2Na++2OH-+H2↑
解题模型1.1 ②实验现象及解释
钠的性质、制法和用途 a.浮在水面上———密度比水小;
1.钠的物理性质 b.熔化成小球———反应放热且钠的熔点低;
钠为 银 白 色、光 亮 固 体,质 软,比 水 轻,密 度 = c.四处游动———生成气体(ρ H2
);
0.97g/cm3,熔点:97.81℃,沸点:882.9℃,是热和电的良 d.加酚酞后溶液显红色
———生成碱性物质(NaOH)。
导体。 3.钠的存 在、保 存 方 法 和 重 要 用 途———由 钠 的 性 质
注意:实验室中钠、钾保存在煤油中,锂保存在石蜡中。原 决定
因是防止钠、钾等金属被空气中的氧气氧化而变质。类似 (1)在自然界中只能以化合态存在,主要是NaCl,还有
这种贮存药品方式的还有如白磷存放在水中。 Na2SO4、Na2CO3、NaNO3 等。
2.钠的化学性质 (2)密 封 保 存 在 煤 油 或 石 蜡 油 中,目 的 是 隔 绝 空 气
和水。
原子结构示意图: ,最外层只有1个电子, (3)钠的工业制法是电解熔融的氯化钠。
(4)钠的用途:钠和钾制成液态合金,用于原子反应堆
容易失去。化学性质活泼,有强还原性。 的导热剂;作还原剂制取某些稀有金属(如钛、锆等);制作
(1)与非金属单质的反应 高压钠灯等。
点燃
①钠与氯气反应:2Na+Cl2 2NaCl [真题1] (2019·全国Ⅱ)在一定条件下,将钠与氧气反应
研磨
: 的生成物 溶于水,所得溶液恰好能被 浓度为②钠与硫反应 2Na+S Na 1.5g 80mL 0.502S
/ 的 溶液中和,则该生成物的成分是 ( )
③钠与氧气的反应 molL HCl
a.常温下,与空气中的氧气反应生成Na2O(白色),反
A.Na2O
常温 B.Na2O2
应的化学方程式为:4Na+O2 2Na2O C.Na2O和Na2O2
b.钠在空气中或氧气中燃烧生成Na2O2(淡黄色),反 D.Na2O2 和NaO2
点燃 [解 析] 运 用 元 素 守 恒 易 知:n(Na+ )=n(Cl-应的化学方程式为:2Na+O NaO )=2 2 2
特别提醒:金属钠露置在空气中的变化过程 0.50mol/L×0.08L=0.04mol,然后运用极值法:若生成物全部
银白色金属钠 O 表面变暗 H O 出现白色固体 是Na2O,则m(Na2O)=0.04mol÷2×62g/mol=1.24g<2 2
(Na) → (生成Na →2O) (生成NaOH) 1.5g;若全部是Na2O2,则m(Na2O2)=0.04mol÷2×78g/mol
H2O 表面变成溶液 CO 白色块状物质 =1.56g>1.5g,钠 与 氧 气 反 应 不 可 能 生 成 NaO2,故 C是 正2
→ (NaOH潮解) → (生成Na2CO3·10H2O) 确的。
风化 白色粉末状物质 [答案] C
→(生成Na2CO3)
(2)与水的反应
·148·
解题模型1.2
钠与酸、碱、盐水溶液的反应规律 氧元素 -2 -1
化合价
(1)钠与酸反应
2Na+2HCl 2NaCl+H ↑(反应剧烈) 化学键 离子键 离子键、非极性共价键2
离子方程式:2Na+2H+ 2Na++H2↑。 阳、阴离子 Na+和O2-2Na+和O2-之比为2∶1
误区警示:钠与稀硫酸、盐酸等非氧化性酸反应时,首先是 个数比 之比为2∶1
钠直接跟酸反应,过量的钠再与水反应,而不能认为是钠 金属氧化物
类别 碱性氧化物
先跟水反应,生成的NaOH再跟酸中和。 (不属于碱性氧化物)
(2)钠与盐溶液的反应 Na2O+H2O 2Na2O2+2H2O
先考虑Na与水反应生成 NaOH,
与 反应
再考虑 NaOH是否 H2O 2NaOH 4NaOH+O2↑
与盐反应。
Na2O+CO2 2Na2O2+2CO2
①投入NaCl溶液中,只有 H2 放出。 与CO2 反应 Na2CO3 2Na2CO3+O2
2Na+2H2O 2NaOH+H2↑
②投入NH4Cl溶液中, 。
Na2O+2HCl 2Na2O2+4HCl
有 H2 和NH3 放出 与盐酸反应
2NaCl+H2O 4NaCl+2H2O+O2↑
③投入CuSO4 溶液中,有 H2 放出和蓝色沉淀生成。
稳定性 不稳定 较稳定
2Na+2H2O+CuSO4 Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑
: 用途 供氧剂、漂白剂规律总结 ①Na与NaHSO4 溶液反应,实质是与 NaHSO4
电离出的 H+反应:2Na+2H+ 2Na++H2↑
[真题3] (2020·全国Ⅰ)在溶液中加入足量的; Na2O2
后
②钠不能从盐溶液中置换出金属 若盐为熔融状态,
仍能大量共存的离子组是 ( )
钠可以置换出较不活泼的金属,如:
A.NH+、Ba2+、Cl- -4 、NO3
熔融
4Na+TiCl4 4NaCl+Ti(还原性:Na>Ti) B.K+、AlO-2 、Cl-、SO2-4
③工业上用Na与熔融KCl反应制K C.Ca2+、Mg2+、NO- -3 、HCO3
熔融
( ) D.Na
+、Cl-、 2-、 2-Na+KCl NaCl+K↑ 平衡移动原理 CO3 SO3
[解析] Na2O2 与 H2O反应生成 NaOH和具有氧化性的
[真题2] (2021·重庆)下列叙述正确的是 ( ) O2。选项A中NH+4 能与 OH- 反应而不能大量共存。选项B
A.SO2 具有还原性,故可作漂白剂 中所有离子之间及这些离子与 OH-、O2 都不反应而能大量共
B.Na的金属活动性比 Mg强,故可用Na与 MgCl2 溶液反 存。选项C中 Mg2+、HCO-3 能与 OH- 反应而不能大量共存。
应制 Mg 选项D中SO2-3 能被O2 氧化而不能大量共存。
C.浓硝酸中的 HNO3 见光会分解,故有时在实验室看到的 [答案] B
浓硝酸呈黄色 [真题4] (2018·全国)在呼吸面具和潜水艇中可用过氧
D.Fe在Cl2 中燃烧生成FeCl3,故在与其他非金属反应的 化钠作为供氧剂。请选用适当的化学试剂和实验用品,用如下
产物中Fe也显+3价 图中的实验装置进行实验,证明过氧化钠可作供氧剂。
[解析] A项,SO2 可作漂白剂是因为SO2 可与有色物质
结合成不稳定的无色物质,并不是因其具有还原性;B项,在溶
液中 Na先 与 水 反 应,生 成 的 NaOH 再 与 MgCl2 反 应 生 成
Mg(OH)2,金属单质 Mg的制取应用电解法;D项,Fe与强氧化
剂反应显+3价,与弱氧化剂反应显+2价,如Fe与S反应生
成FeS。
[答案] C
题源2 钠的氧化物 (1)A是制取CO2 的装置,写出A中发生反应的化学方程式:
。
(2)填写表中空格:解题模型2.1
仪器 加入试剂 加入该试剂的目的
氧化钠和过氧化钠的比较
B 饱和NaHCO3 溶液
化学式 Na2O Na2O2
C
颜色和状态 白色固体 淡黄色固体
D
·· ·· ··
电子式 Na+[· O ·· ·]2-Na+ Na+[· O ·· · O ··]2-Na+
·· ·· ·· (3)写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式
。
·149·
(4)试管F中收集满气体后,下一步实验操作是 [解析] ag分子组成符合(CO)m ·(H2)n 的物质完全燃
。 烧后所得产物通过足量 Na2O2 后,固体增重ag。而C项可拆
[解析] 本题的实验目的为证明 Na2O2 可作供氧剂,即证 写成(CO)6·(H2)6,D项可拆写成C·(CO)11·(H2)11,不能
明2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑,2Na2O2+2CO2 被完全吸收。
2Na2CO3+O2,则装置A应是CO2 气体的发生装置(反应原理: [答案] D
CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2↑);B为除杂装置,除去 [真题6] (2022·安 徽)将0.01mol下列物质分别加入
CO2 气体中混入的 HCl;C是主体反应装置,Na2O2 与CO2 和 100mL蒸馏水中,恢复至室温,所得溶液中阴离子浓度的大小
水蒸气 反 应,产 生 O2;D为 吸 收 剩 余 CO2 气 体 的 装 置,选 择 顺序是(溶液体积变化忽略不计) ( )
NaOH溶液吸收;F是收集并验证O2。 ①Na2O2 ②Na2O ③Na2CO3 ④NaCl
[答案] (1)CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2↑ A.①>②>③>④
(2) B.①>②>④>③
仪器 加入试剂 加入该试剂的目的 C.①=②>③>④
B 除去CO2 气体中混入的 HCl D.①=②>③=④
[解析] Na2O2、Na2O与水反应的方程式分别为:Na2O2
C 过氧化钠 与CO2 和水蒸气反应,产生O2
1
D NaOH溶液 吸收未反应的CO 气体 +H2O 2NaOH+2O2↑
、Na2O+H2O 2NaOH,二者
2
() 均产生0.02molOH- 32NaO +2CO 2NaCO +O ,因 溶 液 体 积 变 化 忽 略 不 计,故 ;2 2 2 2 3 2 ①=②
(4)把E中的导管移出水面,关闭分液漏斗活塞,用拇指堵 Na2CO3 和NaCl电离产生的阴离子均为0.01mol,而CO
2-
3 发
住试管口,取出试管,立即把带火星的木条伸入试管口内,木条 生微弱的水解:CO2-3 +H2O HCO-3 +OH-,阴离子数目增
复燃,证明试管中收集的气体是氧气 多,③>④。
[答案] C
解题模型2.2
题源3 钠的其他化合物
有关Na2O2 与CO2、H2O的反应
2CO2+2Na2O2 2Na2CO3+O2 解题模型3.1
2H2O+2Na2O2 4NaOH+O2↑
1.物质的量的关系 氢氧化钠
··
无论是CO 或 H O(g)的单一物质还是两者的混合 (1)结构:NaOH的电子式为Na+[· O·2 2 · ·H]-,含有极
··
物,通过足量的Na2O2 时,CO2 或 H2O(g)与放出的O2 的 性键和离子键。
物质的量之比为2∶1,解决此类问题可借助物质的量守恒 (2)物理性质:白色固体,俗称烧碱、火碱、苛性钠,易
关系。
溶于水并放出大量热,有很强的腐蚀性。
2.气体体积关系 (3)化学性质:NaOH是一种强碱,具有碱的通性。例
若CO2 和 H2O(g)的混合气体(或单一气体)通过足 如:将CO2 通入NaOH溶液中。
1
量Na2O2,气体体积的减少量或原混合气体体积的 即为2 CO2
少量:2NaOH+CO2 Na2CO3+H2O
。 CO2 过量:生成氧气的量 NaOH+CO2 NaHCO3
(或先发生2NaOH+CO2 Na2CO3+H2O,再发生3.电子转移关系
当NaO 与CO 、H O反应时,每产生1molO 转移 Na2CO3+CO2+H2O 2NaHCO3
)
2 2 2 2 2
2mole-。
(
: n CO2
)
由上述反应原理可知 当 ( 时,其产物为n NaOH)≥1
4.固体质量关系 (
( ) “ ”、 n CO
) 1 1
相当于固体 Na2O2 只吸收了CO2 中的 CO H2O NaHCO
2
3;当 ( )≤ 时,其产物为Na2CO3;当n NaOH 2 2<
中的“H2”,可 以 看 作 发 生 相 应 的 反 应:Na2O2+CO n(CO2)
Na2CO3、Na2O2+H2 2NaOH(实 际 上 两 个 反 应 不 n( )<1
时,其产物为
NaOH NaHCO3
和 Na2CO3 的 混 合
能发生)。 物,可根据多种方法求出n(NaHCO3)和n(Na2CO3)。
5.先后顺序关系
一定量的Na2O2 与一定量的CO2 和 H2O(g)的混合 [真题7] (2005·上海)向含8.0gNaOH的溶液中通入一
物反应,可视作 Na2O2 先与CO2 反应,待CO2 反应完全 定量 H2S后,将得到的溶液小心蒸干,称得无水物7.9g,则该无
后,NaO 再与 H O(g)发生反应。 水物中一定含有的物质是 (2 2 2 )
A.Na2S B.NaHS
[真题5] (2004·全国)取ag某物质在氧气中完全燃烧, C.Na2S和NaHS D.NaOH和NaHS
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 [解析] 在 NaOH溶液中通入 H2S,因 H2S的量不同,其
恰好也增加了ag。下列物质中不能满足上述结果的是 ( ) 蒸干后固体物质有以下几种可能:①NaOH和Na2S;②Na2S;③
A.H2 B.CO Na2S和NaHS;④NaHS。故排除D选项(NaOH和NaHS不能
C.C6H12O6 D.C12H22O11 共存)。
·150·
假设8.0gNaOH即0.2molNaOH 和 H2S反应全部转化 Na2CO3 溶液中,存在如下平衡:
, ( ) 1 ( ) 1 CO2-+H O HCO- -为Na2S 则由 Na元素守恒知n Na2S =2n NaOH = ×
3 2 3 +OH
2
- -
0.2mol=0.1mol,生成m(Na2S)=78g·mol-1×0.1mol=7.8 HCO3 +H2O H2CO3+OH
g,若0.2 mol NaOH 全 部 转 化 成 NaHS,则 m (NaHS)= 溶液中 均 存 在 H2O 的 电 离 平 衡,所 以 A、B正 确;加 入
n(NaOH)×56g·mol-1=0.2mol×56g·mol-1=11.2g。 NaOH固 体 后,平 衡 HCO-3 CO2-3 +H+ 正 向 移 动,平 衡
7.8g<7.9g<11.2g,说明无水物的成分是Na2S和NaHS; CO2-+H O HCO-+OH- 逆向移动,所以c(CO2-3 2 3 3 )均增
7.8g<7.9g<8.0g,说明无水物的成分也可以是 Na2S和
。 大,D正确;因CO
2-
3 的水解程度比NaOH HCO
-
3 大,所以 Na2CO3 溶
综上所述, - -无水物中一定含有NaS。 液中c(OH )比NaHCO3 溶液中c(OH )大,2 C不正确。
[答案] A [答案] C
[评注] 当 NaOH 全部转化为 Na2S时,固体的质量反而
减轻(当NaOH转化为 Na2CO3 或 NaHCO3 时,质量均增加), 解题模型3.3
正是因为这个特殊性,本题中无水物为7.9g时有两种可能。 碳酸钠、碳酸氢钠与酸反应的规律
(1)等物质的量的解题模型3.2 Na2CO3
、NaHCO3 与 足 量 HCl反
应,产生 CO2 的 物 质 的 量 相 同,Na2CO3 消 耗 的 HCl是
碳酸钠与碳酸氢钠的比较 NaHCO3 的2倍。
名称 碳酸钠(Na2CO3) 碳酸氢钠(NaHCO3) (2)等 质 量 的 Na2CO3、NaHCO3 与 足 量 HCl反 应,
俗名 纯碱或苏打 小苏打 NaHCO3 产 生 CO2 的 物 质 的 量 多,Na2CO3 消 耗 的
HCl多。
易溶于水(但比
, Na2CO3水溶性 易溶于水 溶液呈碱性
溶解度小), (3)Na2CO3 溶液与盐酸反应时,滴加顺序不同,实验溶液呈碱性
现象不同。如将稀盐酸逐滴滴入 Na2CO3 溶液时,先无现
受热易分解,其分解反应
, 象,后产生气泡;而将 Na2CO3 溶液逐滴滴入稀盐酸时,立稳 定 但 碳 酸 钠 晶 体 的 方 程 式 为 2NaHCO3
稳定性 (Na2CO3 · 10H2O)易 △ 即产生气泡,因此可通过互滴实验鉴别 Na2CO3 溶液与稀
风化 Na2CO3 + H2O+ 盐酸。
主 CO2↑
要
性 与 H+ CO2- +
- +
3 +2H CO2↑ HCO3 +H H O+ [真题9] (2021·全国Ⅱ)2 下列叙述中正确的是 ( )
质 反应 +H2O CO2↑ A.向含有CaCO3 沉淀的水中通入CO2 至沉淀恰好溶解,
Ca2++OH-+HCO- 再向溶液中加入3 NaHCO3 饱和溶液,又有CaCO3 沉淀生成
(碱
与 OH- 不 反 应,但 Ca2+
CaCO3↓+H2O B.向Na2CO3 溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸,生成与碱
过量)
Ca(OH)2 +CO2- 的CO2 与原Na2CO3 的物质的量之比为3 1∶2Ca2++2OH-+2HCO-
反应 3 CaCO3↓ 2- C.等质量的 CaCO ↓+CO + NaHCO3
和Na2CO3 分别与足量盐酸反应,在
3 3
2H2O(碱不足) 同温同压下,生成的CO2 体积相同
、 、 、 D.向Na2CO3 饱和溶液中通入 ,有制 玻 璃 造 纸 制 皂 洗 CO2 NaHCO3 结晶析出
主要用途 发酵粉、医药、灭火器
涤剂 [解析] 向含有CaCO3 沉淀的水中通入CO2 至沉淀恰好
溶解,溶液为Ca(HCO3)2,与加入的NaHCO3 饱和溶液不反应,
CO2+H2O或少量酸
相互转化 Na2CO3 NaHCO3 不能生成 沉淀, 错;向 溶液中逐滴加入等物质
①固体时加热②溶液加NaOH CaCO3 A Na2CO3
的量的稀盐酸,生成了NaHCO3,不会放出CO2,B错;等质量的
注意:在 相 同 条 件 下,Na2CO3 的 溶 解 度 比 NaHCO3 大,
NaHCO3 和Na2CO3,n(NaHCO3)>n(Na2CO3),分别 与 足 量
Na2CO3 溶液 的 碱 性(CO2-3 )、水 解 程 度 比 NaHCO3 强, 盐酸反应,在同温同压下,NaHCO3 生成的CO2 体积大,C错;
Na2CO3 与同浓度的盐酸反应比 NaHCO3 慢(从产生气泡
同温度下,NaHCO3 的溶解度小于 Na2CO3 的溶解度,所以 将
这一角度观察),Na2CO3 的稳定性比NaHCO3 强。
CO2 通入饱和Na2CO3 溶液时,NaHCO3 会结晶析出。
[真题8] (2021·天津)25℃时,浓度均为0.2mol/L的 [答案] D
NaHCO3 和Na2CO3 溶液中,下列判断不正确的是 ( ) 题源4 碱金属元素
A.均存在电离平衡和水解平衡
B.存在的粒子种类相同 解题模型4.1
C.c(OH-)前者大于后者
碱金属的性质
D.分别加入NaOH固体,恢复到原温度,c(CO2-3 )均增大
(1)碱金属的物理性质[解析] NaHCO3 溶液中,存在如下平衡:
①相同点:碱 金 属 除 Cs略 带 金 色 光 泽 外,都 是 银 白
HCO-3 CO2-3 +H+ 色、有金属光泽的固体,密度都比较小,硬度也都比较小,
HCO-3 +H2O H2CO3+OH-
·151·
熔、沸点较低,导电、导热性较强。
(2)煅 烧 NaHCO3 晶 体 制 得 纯 碱:
△
2NaHCO3
②递变性:从Li→Cs密度逐渐增大(Na、K反常),熔、
Na2CO3+CO2↑+H2O。
沸点逐渐降低。
(3)根据氯化铵在常温时的溶解度比氯化钠大,而在
(2)碱金属的化学性质
低温时却比氯化钠溶解度小的原理,在278K~283K(5℃
推测
从Li→Cs电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大 → ~10℃)时,向 母 液 中 加 入 磨 细 的 食 盐 粉 末,使 氯 化 铵
从Li到Cs金属性逐渐增强。 析出。
①与O2 等非金属的反应
碱金属都能与氧气等非金属反应,化学方程式:4Li+ [真题11] (2005·上海)我国化学家侯德榜改进国外的纯
点燃 点燃 碱生产工艺,其生产流程可简要表示如下:
O2 2Li2O,2Na+O2 Na2O2;K、Rb、Cs与 O2 反应
生成比过氧化物结构更复杂的氧化物。
②与 H2O的反应
碱金属单质 与 水 均 能 发 生 反 应,生 成 氢 氧 化 物 和 氢
气。反应的化学方程式可表示为2M+2H2O 2MOH
+H2↑,但反应的剧烈程度不同;由Li→Cs反应越来越剧
烈,证明它们的金属性逐渐增强。 (1)上述生产纯碱的方法称 ,副产品的一种用途为
(3)焰色反应
。
①概念:很多金属或它们的化合物在灼烧时火焰呈特
, (2)沉淀池中发生的化学反应方程式是 。殊的颜色 这在化学上叫做焰色反应。
特别提醒: (3)写出上述流程中X物质的化学式: 。
a.焰色反应是金属元素的性质。 (4)使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上,主要
b.不是所有的金属都有特殊的焰色,如铂、铁等。 是设计了 (填上述流程中的编号)的循环,从沉淀池中取
c.焰色反应是电子发生跃迁而出现不同频率的光,所 出沉淀的操作是 。
以是物理变化(某些灼烧在发生焰色反应的同时还发生化 (5)为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠,可取少量试样溶
学变化)。 于水中后,再滴加 。
②用品:铂 丝(或 铁 丝、铬 丝 等)、酒 精 灯、稀 HCl等 (6)向母液中通氨气,加入细小食盐颗粒,冷却析出副产品,
试剂。 通氨气的作用有 ( )
③操作:洗→烧→蘸→烧。 A.增大NH+4 的浓度,使 NH4Cl更多地析出
④火焰颜色:钠为黄色,钾为紫色(透过蓝色钴玻璃)。
B.使NaHCO3 更多地析出
[真题10] (2004·广东)下列有关碱金属铷(Rb)的叙述 C.使NaHCO3 转化为Na2CO3,提高析出的NH4Cl纯度
正确的是 ( ) [解析] 我国化工专家侯德榜发明的侯氏制碱法是将二氧
A.灼烧氯化铷时,火焰有特殊颜色 化碳通入氨水的氯化钠饱和溶液中,由于碳酸氢钠在氨水中的
B.硝酸铷是离子化合物,易溶于水 溶解度较小,故碳酸氢钠会从溶液中析出,加热分解碳酸氢钠得
C.在钠、钾、铷三种单质中,铷的熔点最高 到碳酸钠。在母液中加入氯化钠细小颗粒,增大母液中氯离子
D.氢氧化铷是弱碱 浓度,通入的氨气与水反应(NH3+H2O NH+4 +OH-),增
[解析] 碱金属元素的单质和化合物均具有焰色反应这一 大铵根离子浓度,使氯化铵更多地析出;同时生成的氢氧根离子
性质,它们的硝酸盐均是离子化合物,所以 A、B正确;随着原子 与母液中的碳酸氢钠反应,生成溶解度较大的碳酸钠,提高析出
序数的增大,单质的熔沸点逐渐降低,氢氧化物的碱性逐渐增 的氯化铵的纯度。
强,所以C、D错误。 [答案] (1)侯氏制碱法(或联合制碱法) 制化肥或电解
[答案] AB 液或焊药等
[点评] 由钠元素推测铷及其化合物的性质,依据的是物 (2)NH3+CO2+H2O+NaCl NH4Cl+NaHCO3↓(或
质结构(RbNO3 是离子化合物,金属的熔点降低)和元素周期律
NH3+CO2+H2O NH4HCO3 NH4HCO3+NaCl
(RbOH的碱性比NaOH强)。要注意焰色反应是元素的性质。
NaHCO3↓+NH4Cl)
解题模型4.2 (3)CO2
() 过滤
侯氏制碱法(
4I
联合制碱法)
(1)
()稀硝酸和硝酸银溶液
将 CO2 气 体 通 入 氨 化 的 饱 和 食 盐 水 中,利 用 5
NaHCO3的溶解度小于 NH4HCO3、NaCl、NH4Cl的原理,
(6)AC
析出 NaHCO3 晶 体:CO2 +NH3 +NaCl+ H2O
NaHCO3↓+NH4Cl
·152·
(★代表高考出现的频次)
A组
题源1 钠(★★★★) 题源2 钠的氧化物(★★★★★)
1.(2021·上海)9.2g金属钠投入到足量的重水中,则产生 1.(2020·重庆)下列叙述正确的是 ( )
的气体中含有 ( ) A.稀硝酸、稀硫酸均能将木炭氧化成二氧化碳
A.0.2mol中子 B.0.4mol电子 B.Na2O2 与水反应、红热的Fe与水蒸气反应均能生成碱
C.0.2mol质子 D.0.4mol分子 C.Li、C、P分别在足量氧气中燃烧均生成一种相应氧化物
2.(2018·广东)下表中,对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及两者间是 D.NaHCO3、Na2CO3、(NH4)2CO3 三种固体受热后均能生
否具有因果关系的判断都正确的是 ( ) 成气体
选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ 判断 2.(2021·北京)由短周期元素组成的中学常见无机物 A、
B、C、D、E、X存在如下图转化关系(部分生成物和反应条件略工业生产硫酸用水吸
A SO3 可与水反应 Ⅰ对;Ⅱ对;有收SO3 去)。
X X
Cl2 和SO2 混合后可 Cl2 和SO2 都有较好 B Ⅰ对;Ⅱ对;无 H2O →B →C →D
用于漂白纸浆 的漂白作用 A 常 温 →E
高压钠灯发出透雾性
C 金属钠具有强还原性 Ⅰ对;Ⅱ对;无 下列推断不正确的是 ( )强的黄光
A.若X是Na2CO3,C为含极性键的非极性分子,则A一定
石墨常用作电解池的 石墨的化学性质稳定 是氯气,且D和E不反应
D 对;电极 且导电性好 Ⅰ Ⅱ
对;有
B.若A是单质,B和D的反应是 OH-+HCO-3 H2O
3.(2005·广东)将钠、镁、铝各0.3mol分别放入100mL +CO2-3 ,则E一定能还原Fe2O3
1mol·L-1的盐酸中,同温同压下产生的气体的体积比是 C.若D为CO,C能和E反应,则 A一定为 Na2O2,其电子
( ) ·· ··
式是Na+[·· O· O· 2- +· ·] Na
A.1∶2∶3 B.6∶3∶2 ·· ··
C.3∶1∶1 D.1∶1∶1 D.若D为白色沉淀,与A摩尔质量相等,则X一定是铝盐
4.(2019·江苏)在隔绝空气的条件下,某同学将一块部分 3.(2021·北京)1mol过氧化钠与2mol碳酸氢钠固体混
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 合后,在密闭容器中加热充分反应,排出气体物质后冷却,残留
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 的固体物质是 ( )
完全后,在容器中仅收集到1.12L氢气(标准状况),此时测得铝 A.Na2CO3
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 B.Na2O2 Na2CO3
2.0L,溶液中NaOH的浓度为0.050mol·L-1(忽略溶液中离 C.NaOH Na2CO3
子的水解和溶解的氢气的量)。 D.Na2O2 NaOH Na2CO3
(1)写出该实验中发生反应的化学方程式。 题源3 钠的其他化合物(★★★★)
1.(2022·四川)短周期元素形成的常见非金属固体单质A
与常见金属单质B,在加热条件下反应生成化合物C,C与水反
应生成白色沉淀D和气体E,D既能溶于强酸,也能溶于强碱。
E在足量空气中燃烧产生刺激性气体G,G在大气中能导致酸雨
的形成。E被足量氢氧化钠溶液吸收得到无色溶液F。溶液F
(2)试通过计算确定该钠块中钠元素的质量分数。 在空气中长期放置发生反应,生成物之一为 H。H与过氧化钠
的结构和化学性质相似,其溶液显黄色。
请回答下列问题:
(1)组成单质 A的元素位于周期表中第 周期,第
族。
(2)B与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为 。
·153·
(3)G与氯酸钠在酸性条件下反应可生成消毒杀菌剂二氧化 完成下列填空:
氯。该反应的氧化产物为 ,当生成2mol二氧化氯时,转 (1)粗盐水加入沉淀剂 A、B除杂质(沉淀剂 A来源于石灰
移电子 mol。 窑厂),写出A、B的化学式。
(4)溶液F在空气中长期放置生成 H的化学反应方程式为 A: ,B: 。
。 (2)实验室提纯粗盐的实验操作依次为:取样、 、沉
(5)H的溶液与稀硫酸反应产生的现象为 。 淀、 、 、冷却结晶、 、烘干。
2.(2021·海南)除去NaHCO3 溶液中混有的少量Na2CO3 (3)工业生产纯碱工艺流程中,碳酸化时产生的现象是
可采取的方法是 ( ) 。碳 酸 化 时 没 有 析 出 碳 酸 钠 晶 体,其 原 因
A.通入二氧化碳气体 是 。
B.加入氢氧化钡溶液 (4)碳酸化后过滤,滤液D最主要的成分是 (填写
C.加入澄清石灰水 化学式),检验这一成分的阴离子的具体方法是: 。
D.加入稀盐酸 (5)氨碱法流程中氨是循环使用的,为此,滤液D加入石灰
3.(2023·安徽)室温下,在0.2mol/LAl2(SO4)3 溶液中, 水产生 氨。加 石 灰 水 后 所 发 生 的 反 应 的 离 子 方 程 式 为:
逐滴加入1.0mol/LNaOH 溶液,实验测得溶液pH 随 NaOH ,滤液D加石灰水前先要加热,原因是 。
溶液体积变化曲线如下图,下列有关说法正确的是 ( ) (6)产品纯碱中含有碳酸氢钠。如果用加热分解的方法测
定纯碱中碳酸氢钠的质量分数,则纯碱中碳酸氢钠的质量分数
可表示为: 。
(注明你的表达式中所用的有关符号的含义)
题源4 碱金属元素(★★★★★)
1.(2021·台湾)下表所列为五种可溶性盐在30℃的溶解
A.a点时,溶液呈酸性的原因是Al3+水解,离子方程式为: 度(g/100gH2O):
Al3++3OH- Al(OH)3 盐 NaCl NaHCO3 Na2CO3 (NH4)2CO3 NH4Cl
B.a→b段,溶液pH增大,Al3+浓度不变 溶解度 36.5 12.1 30.0 27.0 41.1
C.b→c段,加入的OH-主要用于生成Al(OH)3 沉淀
若在30℃的饱和食盐水中通入氨气至饱和后,再通入二氧
D.d 点时,Al(OH)3 沉淀开始溶解
化碳就会有晶体析出。试参考表中的数据,推测析出的晶体是
4.(2022·上海)将0.4gNaOH和1.06gNa2CO3 混合并配
下列的哪一种 ( )
成溶液,向溶液中滴加0.1mol·L-1稀盐酸。下列图中能正确表
A.NaCl
示加入盐酸的体积和生成CO2 的物质的量的关系的是 ( )
B.NaHCO3
C.Na2CO3
D.(NH4)2CO3
E.NH4Cl
2.(2018·北京)X、Y、Z、W 四种化合物均由短周期元素组
成,其中X含有四种元素,X、Y、Z的焰色反应均为黄色,W 为无
色无味气体。这四种化合物具有下列转化关系(部分反应物、产
物及反应条件已略去)。
请回答:
(1)W的电子式是 。
5.(2022·上海)工业生产纯碱的工艺流程示意图如下: (2)X与Y的溶液反应的离子方程式是
。
(3)X含有的四种元素之间(两种、三种或四种)可组成多种
化合物,选用其中某些化合物,利用下图所示装置(夹持固定装
置已略去)进行实验,装置Ⅲ中产生白色沉淀,装置 V中可收集
到一种无色气体。
·154·
回答下列问题:
(1)滤渣的主要成分为 。
(2)“趁热过滤”的原因是 。
(3)若在实验室进行“趁热过滤”,可采取的措施是
(写出一种)。
(4)若“母液”循环使用,可能出现的问题及其原因是
①装置Ⅰ中反应的化学方程式是 。
,装置Ⅱ中物质的化学式是 。 (5)已知:Na2CO3·10H2O(s) Na2CO3(s)+10H2O(g)
②用X含有的四种元素中的两种组成的某化合物,在催化 ΔH1=+532.36kJ·mol-1
剂存在下制备并收集纯净干燥的装置 V中的气体,该化合物的 Na2CO3·10H2O(s) Na2CO3·H2O(s)+9H2O(g)
化学式是 ,所需仪器装置是 (从上图中选择必 ΔH2=+473.63kJ·mol-1
要装置,填写编号)。 写出Na2CO3·H2O脱水反应的热化学方程式:
(4)向Z溶液中通入氯气,可制得某种生产和生活中常用的 。
漂白、消毒的物质,同时有X生成,该反应的化学方程式是 4.(2022·安徽)锂离子电池的广泛应用使回收利用锂资源
。 成为重要课题。某研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料
3.(2020·广州)碳酸钠是造纸、玻璃、纺织、制革等行业的 (LiMn2O4、碳粉等涂覆在铝箔上)进行资源回收研究,设计实验
重要原 料。工 业 碳 酸 钠(纯 度 约98%)中 含 有 Ca2+、Mg2+、 流程如下:
Fe3+、Cl-和SO2-4 等杂质,提纯工艺路线如下:
(1)第②步反应得到的沉淀X的化学式为 。
已知碳酸钠晶体的溶解度(S)随温度变化的曲线如下图 (2)第③步反应的离子方程式是 。
所示: (3)第④步反应后,过滤Li2CO3 所需的玻璃仪器有
。若过滤时发现滤液中有少量浑浊,从实验操作
的角度给出两种可能的原因: 、 。
(4)若 废 旧 锂 离 子 电 池 正 极 材 料 含 LiMn2O4 的 质 量 为
18.1g,第③步反应中加入20.0mL3.0mol·L-1的 H2SO4 溶
液,假定正极材料中的锂经反应③和④完全转化为Li2CO3,则
至少有 gNa2CO3 参加了反应。
B组
(测试时间:60分钟 总分:100分)
一、选择题(本题包括9小题,每小题5分,共45分。) A.H2
1.K2O2 是一种常见氧化剂、供养剂,下列说法中正确的是 B.Cu(OH)2
( ) C.Cu
A.1mol的K2O2 中含有3NA个σ键 D.NaOH
B.将一定量K2O2 投入含酚酞的水溶液中,反应剧烈,溶液 3.下列说法正确的是 ( )
先变红后可能褪色 A.1g钠投入100g水中,溶液的总质量为100g
C.K2O2 是一种碱性氧化物 B.1g表面被氧化的金属钠投入100g水中,溶液的总质量
D.1molK2O2 参加的氧化还原反应中,完全转化,转移的 为101g
电子数一定为2NA C.1g氧化钠投入100g水中,溶液的总质量为101g
2.将钠投入CuSO4 溶液中,不可能生成的产物是 (
) D.1g过氧化钠投入100g水中,溶液的总质量为101g
·155·
4.试管中装有足量的煤油和水的混合物,静置后投入一小 标签失落而无法区分。有4位同学为鉴别它们,分别设计了下
块碱金属,可观察到金属在煤油和水的界面附近上下往复运动。 列四种不同的方法,其中可行的是 ( )
下列说法不正确的是 ( ) A.分别取样配成溶液,再加入澄清石灰水,观察是否有沉
A.此碱金属可能是钾或钠 淀生成
B.反应一段时间煤油不会燃烧 B.分别取样后,加入相同浓度和相同体积的稀盐酸,观察反
C.碱金属上下运动是由于与水反应产生了氢气 应的快慢
D.若是金属铷则上下运动的幅度比钠大 C.分别取样加热,再检验是否有使澄清石灰水变浑浊的气
5.已知下列实验事实:①Cr2O3 固体既能溶于 KOH 溶液 体产生
得到 KCrO2 溶液又能溶于硫酸得到 Cr2(SO4)3 溶 液;②向 D.分别取样配成溶液,在火焰上灼烧,观察火焰的颜色
KCrO2 溶液中滴加 H2O2 溶液,再酸化,可得 K2Cr2O7溶液;③ 二、非选择题(本题包括5小题,共55分。)
将K2Cr2O7溶液滴加到淀粉和KI的混合溶液中,溶液变蓝。下 10.(12分)2020年9月29日,“神舟”七号飞船返回舱着
列判断不正确的是 ( ) 陆。我国首次真正意义上有人参与的空间飞行试验取得圆满成
A.化合物KCrO2 中Cr元素为+3价 功。“神七”有一室一厅,其环境舒适程度优于“神六”。为使航
B.实验①证明Cr2O3 是两性氧化物 天员拥有一个稳定的、良好的生存环境,一般在飞船内装有“金
C.实验②证明 H2O2 既有氧化性又有还原性 属过氧化处理系统”,即不断地把座舱内的空气通过盛放金属过
D.实验③证明氧化性:Cr 2-2O7 >I2 氧化物(以Na2O2 为例)的装置,并把处理后的气体充入座舱内。
6.相同温度下,在甲、乙、丙、丁四个烧杯中分别盛有等体 (1)写出有关反应的方程式: ,
积、等物质的量浓度的NaOH不饱和溶液,分别加入Na、Na2O、 。处理后的气体充入座舱时,应注意采取的一项措施
Na2O2、NaOH并恢复至原温度恰好都形成NaOH的饱和溶液, 是 。
则甲、乙、丙、丁四个烧杯中加入的固体质量的大小顺序是 (2)有人认为如用KO2(超氧化钾)代替Na2O2 也能达到同
( ) 样的目的(生成物也相似)并具有优越性。写出超氧化钾与CO2
A.丁>丙>乙>甲 反应的方程式: 。
B.丁>甲>乙>丙 (3)计算用等质量的 Na2O2 和 KO2 分别与CO2 反应产生
C.甲=丁>乙=丙
O2 的体积比 。
D.丁<丙<乙<甲
(4)等物质的量的CO2 分别与足量 Na2O2、KO2 反应生成
7.某碳酸钾样品中的杂质含有纯碱、硝酸钾、硝酸钡中的一
O2 的体积比为 。
种或两种。取7.8g该样品溶于适量水中得到澄清溶液,再加入
(5)从(3)(4)计算结果中可得出的结论是 ;
过量CaCl2 溶液得到沉淀5.0g。下列对原样品中所含杂质的判
理由是
( )
。
断正确的是
11.(( ) 10
分)A~J均为常见物质,A是固体单质,B是淡黄色
A.一定没有Na2CO3 和BaNO3 2
粉末,C、F、I为气体单质,它们之间有如下转化关系。
B.一定有Na2CO3 而没有Ba(NO3)2
C.没有Ba(NO3)2 但有KNO3,可能还有Na2CO3
D.没有Na2CO3 但有Ba(NO3)2 和KNO3
8.泡沫灭火器内装的药液之一是NaHCO3 饱和溶液,而不
选用更廉价的Na2CO3 饱和溶液,其原因是 ( )
①质量相同的两种钠盐,NaHCO3 与足量酸反应产生的
CO2 比Na2CO3 多 ②产生相同体积(同温、同压)的CO2,消耗
的量NaHCO3 比Na2CO3 少 ③NaHCO3 与酸反应比Na2CO3
快得多 ④NaHCO3 比Na2CO3 稳定,便于长期保存 (1)E的化学式是 。
A.只有①③ (2)反应⑦的离子方程式为 。
B.只有②③ (3)向AlCl3 溶液中逐渐加入过量固体B,现象是
C.①②③ 。
D.①②③④ (4)写出反应②的化学方程式,并表示出电子转移的方向和
9.有两个分别装有Na2CO3 和 NaHCO3 固体的试剂瓶,因 数目: 。
·156·
12.(13分)已知:潮湿的二氧化碳能与过氧化钠反应,而纯 主要步骤是:
净干燥的二氧化碳不与过氧化钠反应。 ①将配制好的饱和NaCl溶液倒入烧杯中加热,控制温度在
30~35℃,搅拌下分批加入研细的NH4HCO3 固体。
②保温30分钟,静置、过滤。
③用少量蒸馏水洗涤除去杂质,抽干后,转入蒸发皿中,灼
烧2小时。
请回答:
(1)反应温度控制在30~35℃,其目的是 ;
实验(一):请选用适当的化学试剂和实验用品用图中的实 为控制此温度范围,适宜的加热方法为 。
验装置进行实验,证明纯净干燥的二氧化碳不与过氧化钠反应。 (2)步骤②中,静置后只析出 NaHCO3 晶体的原因是
(1)A是制取CO2 的装置。A中盛放的是碳酸钙,分液漏斗 。过滤操作使用的玻璃仪
中盛放的试剂是 ,在 A 中发生反应的 离 子 方 程 式 器有 。
为 。 (3)该法制得的纯碱中通常含有 NaCl,下图是某实验小组
(2)填写表中空格: 设计的测定样品中纯碱含量的装置。若滴定管的起始读数为
V1mL,仪器 加入的试剂 加入该试剂的目的 终止读数为V2 mL,注射器收集的气体为V3 mL(已折
算为标准状况),称取样品质量为 mg,则原样品中碳酸钠的质
B 饱和碳酸氢钠溶液
量分数的表达式为 (用含V1、V2、V3、m 的代
C
数式表示)。
D
E 浓硫酸
G
(3)试管F中收集的气体是 ,收集满气体后,下一
步实验操作和实验现象是
。
实验(二):请从上图所示的 A、B、C、D、E、G实验装置中选
( 分)已知 灼烧得 、 、 。取一
择必要的装置,分别加入试剂,重新连接后进行实验,证明潮湿 14.9 NaHCO3 Na2CO3 CO2 H2O
。 定质量的 Na2CO3 和 NaHCO3 混合物灼烧至恒重,将放出的气的二氧化碳能与过氧化钠反应
() 体通入足量的 ( ) 饱和溶液中,充分反应后得到沉淀的质4 选择的装置有A、D、G,还有 。 CaOH 2
() 。 量是2.0g。加热后 剩 余 的 固 体 物 质 与 足 量 盐 酸 反 应,收 集5 实验过程D中的现象是
( 到 气体(标准状况)。13.11分)参考下图数据,按如下原理可在实验室中制得 2.24L
()写出实验过程中发生反应的化学方程式。
纯碱: 1
(2)计算原固体混合物中Na2CO3 和NaHCO3 的质量。
NaCl(饱和)+NH4HCO3 NaHCO3↓+NH4Cl
△
2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑
·157·著增大,而溶液体积变化不大,所以c(Ca2+)增大 CaSO4(s) Ca2+ (aq)+ SO2-4 (aq),则 有
(4)CaA(s)+Cu2+(aq) Ca2+(aq)+CuA(s) K (CaCO )=c(Ca2+)·c(CO2-sp 3 3 )=2.80×10-9,
【解析】 (1)通过 H A的电离方程式不能确定 K (CaSO )=c(Ca2+2 sp 4 )·c(SO2- -54 )=4.90×10 ,那
HA-的电离程度和水解程度的相对大小,所以无法 Ksp(CaSO4)
判断 NaHA 溶 液 的 酸 碱 性。(2)溶 液 显 中 性,则 c(SO2-4 ) c(Ca2+) Ksp(CaSO4)么 K = 2-
c(H+)=c(OH-),根 据 电 荷 守 恒 有 c(H+ )+ c(CO3 )
=Ksp(CaCO3)
=Ksp(CaCO
=
3)
2+
c(Na+)+c(K+)=c(OH-)+c(HA-)+2c(A2-), c(Ca )
-5
则c(Na+)+c(K+)=c(HA-)+2c(A2-),B正确; 4.90×10
-9=1.75×104。
加入KOH溶液,发生反应为 HA- +OH- A2-
2.80×10
14.(1)在FeS饱和溶液中,c(FeS)=c( 2+)
+H 2-
Fe =
2O,A 水解使溶液显碱性,所以,加入的 KOH
-18 -9 -1
的 物 质 的 量 小 于 NaHA 的 物 质 的 量,c(Na+)> 6.25×10 =2.5×10 (mol·L )。在100g水
c(K+),C正确,D错误。温度不一 定 是25℃,所 以 中(100 mLFeS饱 和 溶 液 中),溶 解 的 m(FeS)=
-9
c(H+)·c(OH-)不一 定 等 于 1×10-14,A 错 误。 2.5×10 ×0.1mol×88g/mol=2.2×10
-8g。常温
-8
(3)该溶解平衡为吸热反应,升温 Ksp增大;加盐酸发 下FeS的溶解度为2.2×10 g/100g水。(2)溶液中
2+
生反应:A2-+H+ HA-,A2- 浓度减小,溶解平 c(Fe )为1 mol·L
-1,则c(S2-)=6.25×10-18
衡向右移动,此时,n(Ca2+)显著增大,而溶液体积变 1.0×10-22mol·L-1,c(H+ )= =4×10-3
化不大,所以c(Ca2+)增大。(4)
-18
向CaA悬浊液中加 6.25×10
入CuSO 2+ 2-
-1
4溶液,Cu 结合A 生成更难溶的CuA。 mol·L ,溶液的pH为2.4。
13.(1)Mg(OH)2 CaSO4 (2)加入Ca(OH)2 第三部分 元素及其化合物
溶液,Mg2+
与OH-结合生成 Mg(OH) 2+2 沉淀,Mg
浓度减小,平衡正向移动,K+ 增多 (3)K2CO3 专题17 碱金属元素
H2SO4 (4)①溶浸平衡向右移动 ②K+ 的溶浸速
率增 大 (5)CaSO4(s)+CO2-3 CaCO3(s)+ 十年高考母题原型训练
c(SO2-)
SO2-4 的平衡常数 K=
4
( 2-),据cCO Ksp
(CaSO4)、
3 A组
( )
Ksp (
K CaSO
CaCO3)可 知,c (SO2-
sp 4
4 )= ( , 题源cCa2+) 1
K (CaCO ) c(SO2-) 1.B 【解析】 由反应方程式:2Na+2D2O
c(CO2-)= sp 3 43 c(Ca2+)
,则 有 K =c(CO2-)= 2NaOD+D2↑,可知9.2g金属钠完全反应产生3 0.2
K (CaSO ) 4.90×10-5 molD2,一个D原子中含1个质子、 个电子、 个中sp 4 1 14
Ksp(CaCO3)
= 。2.80×10-9=1.75×10 子,故选B。
【解析】 (1)杂 卤 石 中 加 入 Ca(OH)2 溶 液, 2.CD 【解析】 A项,工业上用98.3%的浓硫
Mg2+与OH-结合生成 Mg(OH)2 沉淀,CaSO4微溶 酸吸收SO3 而不用水;B项,Cl2 和SO2 混合后与水
于水,过滤后,滤渣中含有 Mg(OH)2、CaSO4及未溶 反应SO2+Cl2+2H2O 2HCl+H2SO4,从而失
解的杂卤石。(2)加入Ca(OH)2 溶液,Mg2+与OH- 去漂白性;C项,Ⅰ和Ⅱ不是因果关系;D项,石墨作
结合生成 Mg(OH)2 沉淀,使c(Mg2+)减小,杂卤石 电极就是利用其稳定性和导电性。
的溶解平衡正向移动,同时c(Ca2+)与c(SO2-4 )均增 3.C 【解析】 根据金属与酸反应的实质:2M
大,从而析出CaSO4沉淀,K+ 留在滤液中。(3)滤液 +2nH+ 2Mn++nH2↑可知,三种金属都过量,
中含有Ca2+、OH-,可 先 加 入 过 量 K2CO3 溶 液,除 而铝、镁都不与 H2O反应,按盐酸计算,两者产生气
去Ca2+,过滤后,再加入稀 H2SO4调节溶液的pH至 体的物质的量都为0.05mol。金属钠可继续与 H2O
中性。(4)①溶浸平衡向右移动;②K+ 的溶浸速率增 反应最终产生0.15molH2,即同温同压下产生气体
大。(5)CaSO4(s)+CO2-3 CaCO3(s)+SO2-4 的 的体积比为0.15mol∶0.05mol∶0.05mol=3∶1
c(SO2- 。
K= 4
) ∶1
平衡常数 ( 2-)。CaCO3(s)、CaSO4(s)分别cCO3 4.(1)①2Na+2H2O 2NaOH+H2↑
存在溶解平衡:CaCO3(s) Ca2+(aq)+CO2-3 (aq), ②Na2O+H2O 2NaOH
·54·
③2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2↑ 框图;B项,由B和D的反应可知,B为强碱,则 A为
(2)n(Al)
0.27
= g Na
等非常活泼的金属,E为 H2,X为CO2 等酸性气
27g·mol-1
=0.010mol
体;C项,此时B为 O2,X为碳,C为CO2,CO2 可与
根据反应③可得由铝消耗的 NaOH的物质的量 E(NaOH)反 应;D项,短 周 期 元 素 形 成 白 色 沉 淀 有
为n(NaOH)=0.010mol,生成的氢气的物质的量为 Mg(OH)2、Al(OH)3,且A与D的摩尔质量相等,则
n(H2)=0.015mol。 由Al(OH)3 为78g/mol,推 知 A 为 Na2O2,B为
那么由金属钠生成的氢气的物质的量为n(H2) NaOH,X为铝盐:4OH-+Al3+ AlO-2 +2H2O,
1.12L
= -0.015mol=0.035mol。 Al3++3AlO-2 +6H2O 4Al(OH) 。22.4L·mol-1
3↓
3.A 【解析】 本题涉及的反应有:
根据反应①可得金属钠的物质的量为n(Na)=
△
2×0.035mol=0.070mol。 2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O
又因为反应后溶液中的 NaOH 的物质的量为 2CO2+2Na2O2 2Na2CO3+O2
n(NaOH)=2.0L×0.050mol·L-1=0.10mol。所 2H2O+2Na2O2 4NaOH+O2↑
以溶液中Na+的总物质的量即原金属钠的总物质的 在CO2 和 H2O与 Na2O2 反应时,如果 H2O先
量为n(Na+)=0.10mol+0.010mol=0.110mol。 反应生 成 NaOH,则 NaOH 又 会 与 CO2 反 应 生 成
0.11mol-0.070mol H2O,所以实际上是CO2 先反应。2molNaHCO3 分
n(Na2O)= 2 =0.020mol 解产生1molCO2 恰 好 与1molNa2O2 反 应,已 无
该钠块中钠元素的质量分数为 Na2O2 与水反应,所以残留固体只有Na2CO3。
0.11mol×23g·mol-1 题源3
0.070mol×23g·mol-1+0.020mol×62g·mol-1
1.(1)3 ⅥA
×100%=89%
()
【 】 () 、 2 2Al+2NaOH +2H2O 2NaAlO +解析 2 对于 1 部分被氧化的钠块里面有 Na
, 3H2↑Na2O 它们都与水起反应生成NaOH,Na与水反应还 (3)硫酸钠(Na2SO4) 2
生成氢气,而生成的 NaOH又与铝箔发生反应,同时 (4)4Na2S+O2+2H2O 4NaOH+2Na2S2
也生成氢气。所以第(1)问要写三个化学方程式。第 (或
() 2Na2S+O2+2H2O 4NaOH+2S
,Na2S+S
2 问首先把数据进行处理,将消耗的铝箔、剩余的氢
、 Na2S2
)
氧化钠 生成的氢气的量都转化为物质的量,由反应的
(5)溶液由黄色变为无色,产生浅黄色沉淀和(臭
铝的量n(Al)计 算 出 在 反 应 中 产 生 的 氢 气,再 由 总
鸡蛋气味的)气体
n(H2)减去铝反应中产生的氢气的量,就是钠与水反 【解析】 本题考查元素推断及知识迁移能力,白
应 产 生 的 氢 气 的 量,进 而 求 出n(Na),而 溶 液 中
色沉 淀 D 既 能 溶 于 强 酸 又 能 溶 于 强 碱,故 D 为
n(Na+)=n(余NaOH)+n(Al),求出n(Na+)后,根据
Al(OH)3,与水反应可以生成 Al(OH)3 和一种气体
钠元素守恒求出n(Na2O),于是就可以进一步求出结
的只有 AlN和 Al2S3,而C是由非金属固体单质 A
果了。
与金属B生成,所以C只能是Al2S3,A为S,B为Al,
题源2 气体E为 H2S,刺激性气体G可导致酸雨形成,G为
1.C 【解析】 本题是对元素及其化合物知识 SO2,H2S 与 NaOH 反 应 生 成 Na2S,即 F,H 与
的考查。稀硫酸不能将木炭氧化为二氧 化 碳,A项 Na2O2 结构性质相似,推出 H 为 Na2S2,NaClO3 与
错;Na2O2 与水反应可生成NaOH,而Fe与水蒸气反 SO2 反 应 生 成 ClO2 和 Na2SO4,氧 化 产 物 为
应可生成Fe3O4,不属于碱,B项错;Li、C、P在足量 Na2SO4、NaClO3 被还原为ClO2,化合价降低1价,
氧气中分别燃烧可生成Li2O、CO2、P2O5,均为一种 转移1个电子,当生成2molClO2 时,转移2mol电
相应氧化物,C项正确;NaHCO3、(NH4)2CO3 受热 子,由于Na2S2 与 Na2O2 性质相似可推出,Na2S2 与
都可生成气体,但Na2CO3 受热不分解,D项错。 酸反应,先生成 H2S2,H2S2 不稳定,分 解 生 成 H2S
2.A 【解析】 A项,当 A为 NO2 时,3NO2+ 和S,可观察到溶液黄色褪去,生成淡黄色沉淀并有
H2O 2HNO3+NO,HNO3 与Na2CO3 反应产生 臭鸡蛋气味气体逸出。
CO2,CO2+Na2CO3+H2O 2NaHCO3,也 符 合 2.A 【解析】 本题主要考查基本实验中的除
·55·
杂问题。物质除杂的原则是:①所加物质反应后不能 ·· ··2.(1)∶O∶∶C∶∶O∶ (2)HCO-3 +OH-
引入新杂质;②引入的试剂一般只能跟杂质反应;③ CO2-3 +H2O (3)①Na2CO3+H2SO4 Na2SO4
后续试剂或操作应能除去过量的前一试剂;④杂质与 +CO2↑+H2O(或2NaHCO3+H2SO4 Na2SO4
试剂生成的物质易与被提纯物分离;⑤尽可能将杂质 +2CO2↑+2H2O) Na2O2 ②H2O2 Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ
转化为所需物质;⑥过程简单,现象明显,纯度要高。 (4)2Na2CO3 +Cl2 + H2O NaClO+NaCl
因CO2+Na2CO3+H2O 2NaHCO3,可 选 用 +2NaHCO3
CO2 除 去 NaHCO3 中 的 少 量 Na2CO3。而 Ba 【解析】 由X、Y、Z的焰色反应均为黄色,可判
(OH)2、Ca(OH)2、HCl均能与Na2CO3、NaHCO3 反 断出三者均为含钠的化合物,又知X含有四种元素,
应,故不合适。综上所述,A项正确。
W 为 无 色 无 味 气 体,W 可 能 为 CO2,则 X 为
3.C 【解析】 A.Al3+ 的水解方程式:Al3+ +
NaHCO3,再由图中转化关系可判断出Z为Na2CO3,
3H2O Al(OH)3+3H+;B.a→b 段,溶液pH增 Y为NaOH。
大,水解平 衡 向 正 向 移 动,Al3+ 浓 度 减 小;D.c 点
X是由Na、H、C、O四种元素组成,产生气体能
Al(OH)3 开始溶解;故选C。 使Ba(OH)2 饱和溶液产生白色沉淀,则气体是CO2,
4.C 【解析】 本题考查 NaOH、Na2CO3 的性 因此Ⅰ中固体可以是 Na2CO3 或 NaHCO3。Ⅱ中盛
质,意在考查考生对无机反应原理的分析和图的数据
放固体,又能与CO2 反应得到能用浓 H2SO4 干燥,
的处理能力。向NaOH和 Na2CO3 混合溶液中滴加
又能用向上 排 空 气 法 收 集 的 气 体 O2,所 以Ⅱ中 应
盐酸,发 生 反 应:OH- +H+ H O、CO2- +2 3 +H 放Na2O2。
HCO-3 、HCO-3 +H+ H2O+CO2↑,则开始 X中的某两种元素组成的化合物,在催化剂作用
产生 CO2 时 消 耗 的 n (HCl)=n (NaOH)+ 下制取O2,故该化合物为H2O2。向Na2CO3 溶液中
( 0.4 1.06n Na2CO3)=40+106=0.02
(mol),V(HCl)= 通氯气,生成NaHCO3、NaCl和能漂白、消毒的物质
0.02mol NaClO
,从而写出方程式。
0.1mol·L-1=0.2L
,产生CO2 的最大物质的量为 3.(1)Fe(OH)3、CaCO3 和 Mg(OH)2 (2)防止
1.06 温度下降时Na2CO3·H2O溶解,避免析出 Na2CO3
n(CO2)=n(Na2CO3)= ( ),当106=0.01 mol ·10H2O或Na2CO3·7H2O (3)预热过滤装置(或
NaOH、Na2CO3 完全反应时,继续滴加盐酸不再产生 “用常压热过滤漏斗进行过滤”) (4)产品纯度降低,
CO2,总 共 消 耗 的 n (HCl)=n (NaOH)+ 因为循环使用时母液中Cl- 与SO2-4 累积,导致产品
2n(Na2CO3)= 0.03 (mol),V (HCl) = 含NaCl或 Na2SO4 杂 质 (5)Na2CO3·H2O(s)
0.03mol , 。 Na2CO3
(s)+H2O(g) ΔH = +58.73 kJ
/ =0.3LC项正确0.1molL ·mol-1
5.(1)Ca(OH)2 或CaO Na2CO3 (2)溶解 过 【解析】 (1)滤渣的主要成分要从两个方面来考
滤 蒸发 过滤 (3)有晶体析出(或出现浑浊) 碳 虑,一是原料中的不溶物;二是加入 NaOH后生成的
酸钠溶解度比碳酸氢钠大 (4)NH4Cl 取样,加硝酸 难溶物。(2)仔细分析图表,找出 Na2CO3·10H2O、
酸化,加硝酸银,有白色沉淀,该阴离子是氯离子 (5) Na2CO3·7H2O、Na2CO3·H2O三种晶体析出的温
NH+ -4 +OH →NH3↑+H2O 防止加石灰水时产 度范围,低温时 Na2CO3·H2O会溶解,而 Na2CO3
(
() ( ) 84m1-m
)
生碳酸钙沉淀 6ω NaHCO = 2 (m ·7H2O、Na2CO3·10H2O会析出。(3)趁热过滤的3 31m 11 方法———预热过滤装置和常压热过滤漏斗法。(4)从
表示加热前纯碱的质量,m2 表示加热后纯碱的质量) 母液中还会有哪些杂质离子来思考。(5)两式相减即
题源4 得(注意ΔH 也要相减)
1.B 【解析】 食盐水中通入氨气,再通入CO2 4.(1)Al(OH)3 (2)4LiMn2O4+4H+ +O2
后,溶液中应含 Na+、Cl-、NH+、CO2-4 3 、HCO-3 。各 8MnO2+4Li++2H2O (3)烧杯、漏斗、玻璃棒
盐的 溶 解 度 大 小 为:NH4Cl>NaCl>Na2CO3 > 玻璃棒下端靠在滤纸的单层处,导致滤纸破损 漏
(NH4)2CO3>NaHCO ,其中Na+3 、HCO-3 会先形成 斗中 液 面 高 于 滤 纸 边 缘 (其 他 合 理 答 案 均 可)
NaHCO3 结晶析出。 (4)6.4(或6.36)
·56·
【解析】 (1)锂 离 子 电 池 正 极 材 料 中 的 铝 箔 与 一定无硝酸钡。若是7.8g纯净的碳酸钾,经计算可
NaOH溶 液 反 应 生 成 NaAlO2,在 滤 液 中 通 入 过 量 生成碳酸钙5.65g>5.0g,所以必含硝酸钾,虽然当
CO2 时,NaAlO2 与CO2 反 应 生 成 Al(OH)3 沉 淀。 碳酸钠与碳酸钾质量相同时,前者产生的碳酸钙沉淀
(2)第③步为LiMn2O4 在酸性条件下与氧气反应,该 多,但如果硝酸钾的量足够多也是可以满足题目要
反应中氧气是氧化剂,反应生成硫酸锂、二氧化锰和 求的。
水。(3)过滤所用的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒。 8.C
若滤液浑浊,则可能是漏斗中液面高于滤纸边缘了, 9.C 【解析】 Na2CO3+Ca(OH)2 CaCO3↓
或者是玻璃棒紧靠的不是三层滤纸处,滤纸破损了。 +2NaOH,2NaHCO3 +Ca(OH)2 CaCO3 ↓ +
(4)LiMn2O3 的物质的量为0.1mol,最终生成0.05 Na2CO3+2H2O,现 象 相 同,A 项 错;Na2CO3+2HCl
molLi2CO3;加入 H2SO4 一共0.06mol,与LiMn2O4 2NaCl+H2O+CO2↑,NaHCO3+HCl NaCl+
反应后有 剩 余;加 入 的 Na2CO3 先 与 剩 余 的 硫 酸 反 H2O+CO2↑,因为盐酸的量不确定,很难观察气泡的冒
应,再与Li+反应生成Li2CO3。 △出速率,B项错;2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O,
B组 Ca(OH)2+CO2 CaCO3↓+H2O,C项对;焰色反应
都是Na元素的现象,呈黄色,不能鉴别,D项错。
1.B 【解析】 A.1mol的K2O2 中含有NA 个 10.(1)2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2
σ键,错误;B.K2O2 有强氧化性,投入含酚酞的水溶 2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑ 不断补充适量
液中,溶液先变红后可能褪色,正确;C.K2O2 是一种 的水分 (2)4KO2+2CO2 2K2CO3+3O2 (3)
过氧化物,错误;D.1molK2O2 参加的氧化还原反应 0.61∶1 (4)1∶3 (5)用 KO2 更为合适 消耗等
中,完 全 转 化,转 移 的 电 子 数 可 能 为2NA 或 NA, 量的CO2,使用 KO2 放出的 O2 比 Na2O2 放出的
错误。 O2 多
2.C 【解析】 钠投入CuSO4 溶液中发生的反 【解析】 (1)在座舱内,航天员呼出的CO2 气体
应为:2Na+2H2O 2NaOH+H2↑,CuSO4+ 和水 蒸 气 均 可 与 Na2O2 反 应:2Na2O2+2CO2
2NaOH Cu(OH)2↓+Na2SO4。 2Na2CO3+O2,2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑。
3.C 为防止处理后的空气过于干燥,不利于航天员的生
4.D 【解析】 据题意,此碱金属的密度应介于 活,处理过程中需要不断补充适量的水分。(2)通过
水和煤油之间,故 A正确;燃烧需三要素,此时缺少 类比 可 写 出 KO2 与 CO2 反 应 的 方 程 式:4KO2+
氧气,故煤油不会燃烧;若是铷的话,由于铷的密度大 2CO2 2K2CO3+3O2。(3)由(1)(2)中的方程式
于水的密度,有可能沉入水中。
可推出Na2O2、KO2 分别与CO2 反应放出 O2 的量
5.C 【解析】 A.化合物 KCrO2 中,K为+1 的关系:
价,O为-2价,由化合物中正负化合价的代数和为 2Na2O2 ~ O2 4KO2 ~ 3O2
0,则Cr元素为+3价,故 A正确;B.由反应①可知, 2×78g 1 m ol 4×71g 3mol
氧化铬与酸、碱反应生成盐和水,为两性氧化物,故B a ×1mol a ×3mol
正确;C.实验②中发生氧化还原反应,Cr元素的化合 a
g g
g 2×78 a g g 4×71g
价由+3价升高为+6价,则过氧化氢中 O元素的化 所以生成O2 的物质的量之比即体积比为:
合价降低,所以证明 H2O2 有氧化性,故C错误;D. ag×1mol a ×3mol
, ∶
g 。
由③中溶液变蓝 生成碘单质可知,发生氧化还原反 2×78g 4×71
=0.61∶1
g
应,Cr元素的化合价降低,I元素的化合价升高,由氧 (4)由(1)(2)中 的 方 程 式 可 知,等 物 质 的 量 的
化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性可知,证明氧化 CO2 分别与足量的Na2O2、KO2 反应生成O2 的体积
性CrO2-2 7 >I2,故D正确;故选C。 比为1∶3。(5)从上述(3)(4)的计算结果看,金属过
6.A 【解析】 Na转化为NaOH时要消耗一定 氧化处理系统中用KO2 更为合适。因为不论是等物
的水;Na2O、Na2O2 在转化成等量的 NaOH 时消耗 质的量还是等质量,KO2 的效率均比 Na2O2 高。从
的水比钠少。 消耗CO2 的量看,消耗相同的CO2,KO2 放出 O2 的
7.C 【解析】 样品溶于水得到澄清溶液,所以 效率也比Na2O2 的高,所以选用KO2 作为补氧剂更
·57·
合适。 【解析】 设固体混合物中 Na2CO3、NaHCO3 的
11.(1)H2O 物质的量分别为x、y。
(2)Cl2+2OH- Cl-+ClO-+H2O △2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O
(3)先产生无色气体和白色沉淀,后白色沉淀逐
Ca(OH)2+CO2 CaCO3↓+H2O
渐消失
2NaHCO3 ~ CaCO3
得到2e-
↓ 2mol 100g
(4)2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑ y 2.0g
↑
失去2e- y=0.04mol,
【解 析】 C、F、I分 别 为 O2、H2、Cl2,D 为 y 2.24L由C元素守恒可得x+ = -1,
NaOH,G为 HCl,H为NaCl,J为NaClO。 2 22.4L·mol
12.(1)稀盐酸 CaCO +2H+ Ca2++CO ↑ x=0.08mol,3 2
+HO m(NaHCO3)=84g·mol
-1×0.04mol=3.36g,
2
() m(Na -12 2CO3)=106g·mol ×0.08mol=8.48g。仪器 加入的试剂 加入该试剂的目的
B 吸收 HCl气体 专题18 几种重要的金属
C 浓 H2SO4 干燥CO2 气体 十年高考母题原型训练
D Na2O2
E 防止水蒸气进入Na2O2中 A组
G 饱和NaHCO3 溶液 题源1
(3)CO2 用燃着的木条伸入试管F中,木条熄 1.(1)B (2)漏斗下端尖嘴未紧贴烧杯内壁
灭(证明CO2 不与Na2O2 反应) (3)氨水 坩埚 (4)除去 HCl 吸收水蒸气 碱石
(4)B (5)固体由浅黄色变为白色 灰(或NaOH与CaO混合物)
【解析】 “目的决定过程”,要特别注意实验目 【解析】 (1)因为使 Mg2+、Al3+ 同时生成沉淀,
的,由此来确定反应原理、装置、操作及注意事项。本 则先加入氨水。(2)依据过滤时漏斗的使用原则,过
题需注意的是在实验(一)中,不能用排空气法收集 滤时漏斗末端没有紧靠烧杯内壁。(3)检验沉淀是否
CO2,因为会混入 O2。由于CO2 可溶于水,故 G装 洗净可向洗涤液中加入氨水,观察是否有沉淀产生。
置中用饱和NaHCO3 溶液。而检验收集的气体时目 高温焙烧在坩埚中进行。(4)装置B中饱和 NaCl溶
的是证明无O2 而不是有CO2,所以不能用澄清石灰 液用于除去氯气中 HCl,F盛放为浓硫酸,防止水蒸
水而是用燃着的木条。 气进入E,用干燥管盛放碱石灰可以起到F和 G的
13.(1)保证反应速率,同时防止 NH4HCO3 分 作用。
解 水浴加热 (2)NaHCO3 的溶解度最小 烧杯、 2.D 【解析】 A项,明矾水解产生氢氧化铝胶
V -(V -V )
漏斗、玻璃棒 (3)106× 3 2 1 ×100% 体能吸附水中悬浮杂质,正确;B项,利用构成原电22400m 池,锌作负极被氧化,而铁被保护,正确;C项,利 用
【解析】 (3)盐酸浓度未知,该法测定原理是依 MgO熔点高耐高温,正确;D项,制取金属镁是用电
据反应生成的CO2 的量来计算 Na2CO3 的量,由于 解熔融的氯化镁,而不是氯化镁溶液,不正确。
加入的盐酸会排出烧瓶中原来气体,故实际产生CO2 3.D 【解析】 钾和钠性质非常活泼,在空气中
气体的体积为[V3-(V2-V1)]mL。 极易被氧化。铁在空气中易被氧化为疏松的氧化铁,
14.(1)
△
2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O 起不到保护金属的作用。金属铝的表面极易形成致
Na2CO3+2HCl 2NaCl+H2O+CO2↑ 密的氧化薄膜保护内层金属不被腐蚀,故选D。
Ca(OH)2+CO2 CaCO3↓+H2O 4.D 【解析】 设混合物中Cu为x mol,Mg为
(2)m(NaHCO3)=3.36g {64x+24y=1.52g x=0.02moly mol则 有 得: 故m(Na2CO3)=8.48g 98x+58y=2.54g {y=0.01mol
·58·

展开更多......

收起↑