专题11 钠及碱金属元素
专题11 钠及碱金属元素
模拟精华
1. (2010湖北监利一中检测)在教材钠与水反应的实验中,取2.3g 钠块用铝箔包好,再用大头针刺些小孔,投入适量的水中,反应完毕后,产生的氢气的质量最多为( )
A 、0.1g B 、1g C 、小于0.1g D 、大于0.1g
解析:本题考查钠与水的反应及铝与氢氧化钠溶液的反应。2.3克钠与水反应时,可生成0.1克氢气,同时得到氢氧化钠;又因为铝能与氢氧化钠溶液反应生成氢气,所以最终生成氢气的质量大于0.1克。
答案:D
2. (2010南昌二中模拟)类推的思维方式在化学学习与研究中经常采用,但类推出的结论是否正确最终要经过实践的验证。以下类推的结论正确的是( )
A .Li 、K 、Rb 的化学性质与Na 相似,易被氧化。因而都像Na 一样保存在煤油
中。
B .NaCl 与CsCl 化学式相似,故NaCl 与CsCl 的晶体结构也相似。
C .由“2Fe+3Cl2=2FeCl3”反应可推出“2Fe+3I2=2FeI3”反应也能发生。
D .Na 、K 具有强还原性,Na 常温下与水剧烈反应,故K 常温下也能与水剧烈反应 解析:本题考查碱金属的性质。锂的密度比煤油的小,一般保存在石蜡中,A 项错误;
--NaCl 与CsCl 都是离子晶体,在NaCl 晶体中每个Na +同时吸引着6个Cl ,每个Cl 同时也
--吸引着6个Na +,向空间延伸;在CsCl 中,每个Cs +同时吸引着8个Cl ,每个Cl 同时吸
引着8个Cs +,B 项错误;I 2的氧化性比Cl 2的弱,不能将变价金属氧化成高价,实际情况下三价铁能将碘离子氧化,所以不存在碘化铁这种物质,C 项错误;钾的化学性质比钠还要活泼,因此常温下也能与水发生剧烈的反应,D 项正确。
答案:D
3. (2010长山中学期末)下列关于钠的说法不正确的是( )
A .金属钠与O 2反应,条件不同,产物不同
B .钠—钾合金通常状况下呈液态,可作原子反应堆的导热剂
C .钠的化学活泼性很强,少量的钠可保存在煤油中
D .将金属钠投入水中,生成氢氧化钠,同时放出O 2
解析:本题考查钠的性质及保存方法。钠与氧气反应时,常温下生成氧化钠,加热时生成过氧化钠,A 对;钾钠均为金属,具有导热性,B 对;钠易于空气中的氧气和水反应,且密度小于水,应保存在煤油中,C 对;钠与水反应时,生成氢氧化钠与氢气,D 错。
答案:D
4. (2009杭州质检)下列金属的工业制法正确的是( )
A. 制钛:用金属钠置换出氯化钛溶液中的钛
B. 炼铁:用焦炭和空气反应产生的一氧化碳在高温下还原铁矿石中的铁
C. 制钠:用海水作原料制的精盐,再电解氯化钠溶液得金属钠
D. 炼铜:用黄铜矿经电解精练得到纯度为99.9%的铜
解析:本题考查金属冶炼的有关知识。钠会和氯化钛溶液中的水反应,A 错;炼铁工业中的还原剂是一氧化碳,B 对;电解氯化钠溶液生成氢氧化钠、氢气和氯气,电解熔融氯化钠得到金属钠, C 错;电解精练是以粗铜为阳极,得纯度为99.9%以上的铜,D 错。
答案:B
5.(2010广东中山六校联考) 下列叙述正确的是( )
①Na 2O 与Na 2O 2都能和水反应生成碱,它们都是碱性氧化物
②Na 2CO 3溶液和NaHCO 3溶液都能跟CaCl 2溶液反应得到白色沉淀
③钠在常温下不容易被氧化
④Na 2O 2可作供氧剂,而Na 2O 不行
⑤Cu 与HNO 3溶液反应,由于HNO 3浓度不同可发生不同的氧化还原反应
A .都正确 B .②③④⑤ C .②③⑤ D .④⑤
解析:过氧化钠属于过氧化物,不属于碱性氧化物,①错;碳酸氢钙易溶于水,②错;钠是活泼金属,易与空气中的水或氧气反应,③错;过氧化钠与水、CO 2反应放出氧气,Na 2O 与水(CO2) 反应生成氢氧化钠(Na2CO 3) ,④对;金属与硝酸反应,浓硝酸的还原产物为NO 2,稀硝酸的还原产物为NO ,⑤对。
答案:D 6. (2010东北三校联考)取一小块金属钠, 放在燃烧匙里加热
, 下列实验现象正确的描述是
( )
(1)金属先熔化(2)在空气中燃烧, 放出黄色火花(3)燃烧后得白色固体(4)燃烧时火焰为黄色(5)燃烧后生成浅黄色固体物质
A .(2)(5) B.(1)(2)(3) C.(1)(4)(5) D.(4)(5)
解析:本题考查钠的性质及燃烧的现象。金属钠的熔点低,放在燃烧匙里加热,先融化为小球,在空去中燃烧,火焰呈黄色,燃烧后生成浅黄色的过氧化钠。
答案:C
7.(2010惠州调研)
解析:本题考查物质间的反应。金属钠与氧气在常温下反应生成氧化钠,加热时生成过氧化钠,①正确;在浓硫酸作为催化剂,温度170 ℃时,C 2H 5OH 发生消去反应生成乙烯,温度140 ℃时,发生取代反应生成乙醚,②正确;CO 2与过量的NaOH 溶液反应生成Na 2CO 3,与少量NaOH 溶液反应生成NaHCO 3,③正确;Cu 与稀硝酸反应产生NO 气体,与浓硝酸反应产生NO 2气体,④正确,所以选D 选项。
答案:D
8. (2010安徽新安中学检测)科学的假设与猜想是科学探究的先导和价值所在。在下列假设(猜想)引导下的探究肯定没有意义的选项是:( )
A .探究SO 2和Na 2O 2反应可能有Na 2SO 4生成
B .探究Na 与水的反应可能有H 2生成
C .探究浓硫酸与铜在一定条件下反应产生的黑色物质可能是Cu(OH)2
D .探究向滴有酚酞试液的NaOH 溶液中通Cl 2,酚酞红色褪去的现象是溶液的酸碱性改变所致,还是HClO 的漂白性所致
解析:本题考查元素化合物之间发生的反应。C 项中Cu(OH)2为蓝色,并且在酸性环境中不可能生成碱,所以没有探究的意义;A 项中因为二氧化硫具有还原性,过氧化钠的氧化性可能将其氧化为高价态的盐;钠具有很强的还原性,可能与水反应生成氢气,B 项的探究也有一定的依据;氯气通入滴有酚酞的氢氧化钠溶液后红色褪去,原因可能时碱性消失所致,也可能是氯气与水反应生成的次氯酸所致,所以D 项的探究也有一定的意义。
答案:C
9. (2010西城区模拟)下列是某兴趣小组根据课本实验设计的一个能说明碳酸钠与碳酸氢钠热稳定性的套管实验. 请观察下图的实验装置、分析实验原理,下列说法错误的是
( ) ..
A. 甲为小苏打, 乙为纯碱
B. 要证明碳酸氢钠受热能产生水, 可在小试管内塞上沾有无水硫酸铜粉末的棉花球
C. 整个实验过程中可以看到丙烧杯的澄清石灰水没变浑浊.
D. 同质量的甲和乙完全反应消耗的同浓度的盐酸体积:甲>乙
解析:本题主要考查课本中碳酸钠与碳酸氢钠热稳定性的实验。若甲为碳酸钠,乙为碳酸氢钠,由于小试管内温度偏低,会使学生产生由于温度较低而导致碳酸钠不分解的疑问;据两盐的稳定性情况可知,甲应为碳酸氢钠,乙为碳酸钠。碳酸钠在温度较高的大试管内受热不分解,丙中无现象;碳酸氢钠在温度较低的小试管内受热分解生成二氧化碳,所以丁中变浑浊;同质量的碳酸氢钠和碳酸钠完全反应消耗盐酸的体积是碳酸氢钠小于碳酸钠。
答案:D
10. (2010浙江十二校联考)将一小块钠投入盛澄清饱和石灰水的烧杯里,不可能观察到的现象是( )
A .钠熔成小球并在液面上游动 B .溶液底部有银白色物质生成
C .有气体生成 D .溶液变浑浊
解析:本题考查钠与水反应的现象及产物。由于钠与水反应生成了氢氧化钠和氢气,放出了热量且消耗了水,氢氧根浓度变大,PH 增大;同时温度升高,氢氧化钙溶解度变小,即氢氧化钙的溶度积变小,氢氧化钙的沉淀溶解平衡左移,钙离子浓度减小,溶液变浑浊。由于钠的熔点低,因此会融化成闪亮的小球,又由于钠的密度比水小,会漂在液面上。
答案:B
11.(2010辽宁沈阳四校联考) 一定量Na 2O 2和NaHCO 3固体混合后,在密闭容器中加热充分反应,排出气体物质后冷却,残留固体物质下表中不正确
的是:
解析:有关反应方程式依次为2NaHCO 3 = Na 2CO 3+CO 2↑+H 2O 、2CO 2+2Na 2O 2 = 2Na 2CO 3+O 2↑、2H 2O +2H 2O = 4NaOH+O 2↑。当Na 2O 2与NaHCO 3的比为1:2时,二者反应的总方程式为:2Na 2O 2+4NaHCO 3 = 4Na2CO 3+O 2↑+2H 2O ;当Na 2O 2与NaHCO 3的比为1:1时,2Na 2O 2+2NaHCO 3 = 2Na2CO 3+O 2↑+2NaOH ,即1:2<n (Na2O 2):n (NaHCO3) <1:1,反应后的成分为Na 2CO 3和NaOH ,由此可以判断A 、C 、D 对,B 错。
答案:B
12. (2009银川模拟)在一定条件下,将钠与氧气反应的生成物1.5克溶于水,所得溶液恰好能被80毫升浓度为0.50mol/L的盐酸中和,则该生成物的成分是( )
A. 氧化钠 B. 过氧化钠 C. 氧化钠和过氧化钠 D. 过氧化钠和超氧化钠
解析:本题考查钠元素的有关反应及计算。根据题给条件可知,n(Na)=n(NaOH)=n(HCl)=0.080L×0.5mol/L=0.04mol,若氧化物全部是氧化钠,其质量为0.5×0.04mol ×62g/mol=1.24g,若氧化物全部为过氧化钠,其质量为0.5×0.04mol ×78g/mol=1.56g ,而实际生成物的质量是1.5g ,故应是氧化钠和过氧化钠的混合物。
答案:C
13.(2010德州模拟)Na 3N 是离子化合物,它与水反应可生成NH 3。下列说法中不正确的是( )
A .Na 3N 与过量盐酸反应可生成两种盐
B .Na 3N 与水反应中,Na 3N 作还原剂
–C .Na +与N 3离子的电子层结构均与氖原子相同
D .Na 3N 与水反应后所得溶液呈碱性
解析:本题考查钠与水的反应。根据题目信息可知其反应式为:
Na 3N+3H2O==3NaOH+NH3↑,由于各元素的化合价均没有发生变化,所以属于非氧化还原反应,B 错误,D 正确;Na 3N 与过量的盐酸反应的化学方程式为Na 3N+4HCl==3NaCl+NH4Cl ,
–A 正确;Na +与N 3的核外电子数与氖原子相同,C 正确。
答案:B
14. (2010安徽新安中学质检)某研究性学习小组对“钠在空气中燃烧的产物”进行了探究.其实验过程:取一小块钠在空气中加热片刻后与一定量的水反应,收集到168mL 气体(标准状态下) ,在一定条件下将其引燃,恰好完全反应。下列说法错误的是( )
A 、收集到的气体有氧气,也有氢气,
B 、若以酚酞溶液作为指示剂,一般需滴加2至3滴,
C 、燃烧产物中过氧化钠的质量为0.78g,
D 、燃烧产物中钠和过氧化钠的物质的量之比为2∶1。
解析:本题考查钠及其化合物的化学性质。由于生成的气体引燃后恰好完全反应,所以生成的氢气和氧气的体积比为2:1,又因为总体积为168毫升,所以氢气的体积为112毫升,氧气的为56毫升。钠与反应生成氢气,据氢气的量可计算出钠的量为0.01摩尔;过氧化钠与水反应生成氧气,据氧气的量可计算出过氧化钠的物质的量为0.005摩尔,质量为0.39克。指示剂的使用量一般为2至3滴。
答案:C
15. (2010北京海淀区适应性练习)由短周期元素组成的中学常见物质A 、B 、C 、D 、E 、X ,存在下图转化关系 (部分生成物和反应条件略去) 。下列推断不正确的是
...
A .若D 与盐酸反应,可生成A 和B ,则X 一定是H 2O
B .若D 是一种强碱,则A 、B 、C 均可与X 反应生成D
C .若D 为NaCl ,且A 可与C 反应生成B ,则E 可能是CO 2
D .若D 是一种强酸,则A 既可以是单质,也可以是化合物,且D 可与铜反应生成B 或C
解析:本题考查元素化合物相互转化的知识。猜测E 为氧气,A 经过两步氧化得到C ,若D 是强碱,如NaOH ,则A 为Na ,B 为Na 2O ,C 是Na 2O 2,X 是H 2O ,E 是氧气,若X 不是水,不符合框图中的转化关系,所以A 选项错误, B 选项正确;C 选项中,A 为NaOH 、B 为Na 2CO 3、C 为NaHCO 3、X 是盐酸,此时E 为CO 2,A 和C 反应可以生成B ,方程式为NaOH+NaHCO3=Na2CO 3+H2O ,C 和X 反应的方程式为NaHCO 3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O ,C 选项正确;若D 是强酸,为H 2SO 4,则A 可以为S ,B 是SO 2,C 是SO 3,E 是氧气,X 是水,或者A 是H 2S ,B 是S ,C 是SO 2,浓硫酸与铜反应生成SO 2气体,D 选项正确。
答案:A
16. (2009浙江绍兴一中检测)现有碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠、氯化铁和苯酚五种物质的溶液,它们之间有如图所示转化关系,图中每条线两端的物质可以发生反应,下列判断不合理的是( A )
A 、X 一定是碳酸钠溶液 B、Y 一定是氯化铁溶液
C 、Z 可能为碳酸氢钠溶液 D、M 、N 必定各为苯酚、氢氧化钠溶
液中的某一种
解析:本题考查物质的推断。有图中的转化关系知,Y 能与其余的四种物质反应,
所以Y 为氯化铁溶液,它与碳酸钠、碳酸氢钠溶液反应都生成二氧化碳和氢氧化铁沉淀,与氢氧化钠反应生成氢氧化铁沉淀,与苯酚发生显色反应,B 正确;苯酚、
氢氧化钠都能与其余四种中的三种反应,D 正确;碳酸氢钠能与氢氧化钠、氯化铁
反应,所以X 、Z 都有可能为碳酸氢钠,C 正确,A 错误。
答案:A
17. (2010长沙一中检测)将含O 2和CH 4的混合气体充入装有23.4g Na2O 2的密闭容器中点燃,反应结束后,容器温度为150℃, 压强为Opa. 将残留物溶于水无气体逸
出. 下列叙述正确的是( )
A. 原混合气体中O 2和CH 4的体积比为2:1
B. 原混合气体中O 2和CH 4的体积比为1:2
C. 残留固体中只有NaOH
D. 残留固体中只有Na 2CO 3
解析:本题考查过氧化钠的有关计算。若CH 4与O 2体积为1:2,则恰好反应, 当气体
产物通过Na 2O 2后必有O 2生成, 不合题意,A 错误. 又根据氢、碳元素守恒, 反应后的固体必为Na 2CO 3和NaOH 的混合物. 由题意可知, 最终反应后无Na 2O 2多余, 也无气体多余. 可用方程式的代数处理来求出CH 4和O 2的体积比. Z
答案:B
18. ( 2009北京西城区抽样测试)A 、B 、C 、D 为四种由短周期元素形成的化合物,它们的焰色反应均为黄色,并有下列转化关系。A 中既含有离子键又含有
非极性共价键,D 含四种元素。
(1)A的化学式是
(2)把1 molCO2通入含2 molC的溶液后,溶液中各离子浓度由大
到小的顺序是 。
(3)1 molA 与2 molD 固体混合后,在密闭容器中加热充分反应,排出气体物质后冷却,残留的固体是 (用化学式表示) 。
解析:本题考查元素的推断。关键在于找到题眼进行突破,本题的题眼有它们的焰色反应均为黄色——说明是由Na 的化合物,在钠的化合物中只有Na 2O 2中既含有离子键又含有非极性共价键,故可确定A 是Na 2O 2,Na 2O 2能与H 2O 生成NaOH ,与CO 2反应生成Na 2CO 3,而1 molCO 2只能与含1 mol Na 2CO 3的溶液,故C 应该是NaOH ,B 为Na 2CO 3,D 是四种元素组成,和NaOH 反应生成Na 2CO 3,故D 应为NaHCO 3。
答案:(1) Na2O 2 (2)c (Na+)> c (CO32-)> c (OH-)> c (HCO3-)> c (H+) (3)Na2CO 3
19.(2010河南信阳模拟)(1)甲、乙、丙、丁四位同学在探究“碱溶液与酚酞作用”的实验时,发现了一个意外现象:氢氧化钠溶液滴人酚酞试液,溶液变成了红色,一会儿红色就消失了。
[猜想]
甲:可能是酚酞变质造成的;
乙:可能是氢氧化钠溶液与空气中的二氧化碳反应的缘故;
丙:可能是酚酞与空气中的氧气反应,使红色消失;
丁:可能与氢氧化钠溶液质量分数大小有关。
[理论分析]
(1)甲同学刚提出自己的猜想,就遭到其余三位同学的否定,三位同学的理由是:
(2)丙同学认为乙同学的猜想也不正确,他的理由是。
[实验设计]
红色褪去与氧气无关。若丁同学的猜想正确,设计如下实验证明并完成有关问题:
解析:(1)酚酞遇碱变红色,如果酚酞变质,则开始加入时就不能变成红色,故甲的说法不正确;(2)氢氧化钠与二氧化碳反应后生成碳酸钠溶液,碳酸钠为强碱弱酸盐,溶液呈碱性,会使酚酞试液变红,故乙的说法也不正确;(3)
丙同学先把氢氧化钠溶液加热,是为了排净溶液中溶解的氧气,再加植物油是为了使试液与空气隔绝,防止发生氧化反应;(4)在丁同学的猜想中,如果在不同质量分数的氢氧化钠溶液中,质量分数大的溶液里酚酞的红色消失,则证明红色消失与氢氧化钠的质量分数大小有关;若向红色消失的溶液中继续加水,红色重现,则证明其结论是正确的。
答案:(1)若酚酞变质,遇NaOH 溶液就不会显红色
(2)因为NaOH 与空气中的CO 2反应后的产物是Na 2CO 3,溶液仍然呈碱性
(3)① 除去溶液的氧气 ② 利用植物油隔绝空气
(4)① 红色消失与氢氧化钠的质量分数大小有关 ② 水
20. (2009唐山市二模)有三种常见短周期元素A 、B 、C ,它们的原子序数依次增大。A 元素原子最外层电子数比B 元素原子最外层电子数多1个,B 元素原子最外层电子数是C 元素原子最外层电子数的一半。甲、乙、丙分别是A 、B 、C 元素最高价含氧酸的钠盐。甲、乙溶液pH>7,丙溶液pH
试回答:
(1)C 元素的名称为_________;丁的结构式为_________;戊的电子式为_________。
(2)写出反应①的离子方程式:___________________。
(3)写出④的化学方程式:________________________________。
(4)工业上可由B 的单质与C 的最高价氧化物的水化物M 并配合其他无机试剂制备庚,则制备1mol 庚最少需要M 的物质的量为_____。
解析:本题考查原子的核外电子排布及元素化合物间的相互反应及推断。根据信息可推知,淡黄色的戊为Na 2O 2,无色、无味的气体丁为CO 2,生成的甲为Na 2CO 3,碳的最外层为4个电子,则B 的最外层为3个电子,应为Al ,则C 为S 。乙为NaAlO 2 溶液,丙溶液应为NaHSO 4,而不是Na 2SO 4,否则将不会与甲、乙溶液反应,也不满足pH
+-+第(4)问中,Al 3+3AlO2 +6H2O = 4Al(OH)3↓,若生成1molAl(OH)3,则需Al 3为0.25mol ,
而2Al + 3H2SO 4=Al2(SO4) 3+3H2↑,根据方程式可得,需
H 2SO 4为3/8mol,即0.375 mol。
答案:(1)硫
+3+(2)AlO -
2+4H=Al+2H2O O =C =O ;
(3) 3 Na2CO 3+Al2(SO4) 3+3H2O==2A l (O H ) 3↓+3CO2↑+3 Na2 SO4
(4)0.375mol
21. (2010黑龙江哈九中检测) 纯碱、烧碱等是重要的化工原料。
(1)利用如图所示装置可间接证明二氧化碳与烧碱溶液发生了反应。
将A 与B 连接,打开止水夹,将胶头滴管中的液体挤入烧瓶,
此时的实验现象是 ,反应的离子方程式是________。
若其它操作不变,将A 与C 连接,可观察到的现象是 。
(2)向100 mL2 mol/L的NaOH 溶液中通入一定量CO 2,结晶,
得到9.3 g白色固体,该白色固体的组成是 (写化学式)。
设计实验确认该白色固体中存在的阴离子,试完成下列方案。
(3)现代工业常以氯化钠为原料制备纯碱,部分工艺流程如下:
已知NaHCO 3在低温下溶解度较小。反应I 为:
低温
NaCl+CO2+NH3+H2O====NaHCO3↓+NH4Cl ,处理母液的两种方法如下。
① 向母液中加入石灰乳,可将其中 循环利用,同时得到融雪剂 。 ② 向母液中通入NH 3,加入细小的食盐颗粒并降温,可得到NH 4Cl 晶体。
试写出通入NH 3后,溶解度较小的酸式碳酸盐转变为溶解度较大的碳酸盐的离子方程式:_____________________________。
解析:本题考查纯碱与烧碱的化学性质及制备纯碱的实验。(1)NaOH 可吸收CO 2,造成烧瓶内压强减小,若与B 接,则水会倒吸;若与C 接,则外面会有气体进入装置中。用极限思维分析,假设全部生成Na 2CO 3, 由Na 守恒知,应生成0.1mol ,即10.6g 。假设合部生成NaHCO 3, 则应生成0.2mol ,即16.8g ,而所得固体只有9.3g ,所以NaOH 还有剩余。白色
-22+-固体即为Na 2CO 3和NaOH 的混合物。CO 3可用Ba 来检验。OH 可用酚酞变红来检验。(3)①
-++母液中有NH 4Cl ,加入石灰乳可产生NH 3和CaCl 2。②NH 3可结合HCO 3 所电离出的H 而生成NH 4 ,
-2同时生成CO 3。
答案:(1)水沿导管由广口瓶进入烧瓶
–2–––2OH +CO2=CO3+H2O (或OH +CO2=HCO3)
广口瓶中的长导管口有气泡产生
(2)NaOH 和Na 2CO 3
(3)①NH
3; CaCl2 ② HCO3+NH3=NH4+CO3