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专题10 《钠及其化合物,碱金属》二轮复习--2022年高考化学二轮复习专题冲刺(上海专用)
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1.Na与盐(CuSO4)溶液的反应:________________________________________________。
Na与乙醇的反应:________________________,实验现象是_____________________________。
2.钠的保存与用途:
(1)保存:少量钠保存在____________中。
(2)用途:制Na2O2,NaK合金可用于原子反应堆的导热剂,制高压钠灯,冶炼某些金属,
如:4Na+TiCl44NaCl+Ti(g)。
3.碳酸钠与碳酸氢钠的对比:
4.Na2O和Na2O2性质对比:
5.分别标出Na2O2与H2O、CO2反应的电子转移情况:
注意:一定量的Na2O2与CO2、H2O的混合物反应,Na2O2先与______反应,再与_____发生反应。
6.碱金属元素:最外层电子数为_____的主族金属元素,包括锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)和放射性元素钫(Fr),位于元素周期表第_______族。
(1)从Li→Cs,随着核电荷数的递增,熔沸点逐渐_______,密度逐渐增大(特例:K的密度小于Na的密度)。
(2)从Li→Cs,元素的金属性逐渐_______,原因是_____________________________________。
(3)与H2O反应:2R+2H2O→2ROH+H2↑ (R代表Li、Na、K、Rb、Cs),
生成的氢氧化物的碱性逐渐____________(填“增强”或“减弱”)。
注意:①在室温下,Rb、Cs遇到空气立即燃烧。
②K、Rb、Cs与O2反应生成相应的超氧化物_______________________。
7.特殊的“锂”:
(1)Li保存在______________。
(2)Li与O2反应只生成__________。
(3)LiOH________溶于水(填“难”或“易”),是________碱(填“强”或“弱”)。
“锂”特殊性的解释:元素周期表的的对角线规则,Li的性质与_________的性质相似。
8.焰色反应:是指某些金属或金属化合物在火焰中灼烧时,火焰呈现出的特殊的颜色。
(1)焰色反应实验的操作步骤可归纳为:洗、烧、蘸、烧、观。
(2)一些金属元素的焰色反应的颜色:
钠——________色;钾——________色。
(3)钾离子焰色反应观察时为什么要通过蓝色的钴玻璃?_______________________________。
例1.(钠及其化合物的性质)
1.1.下列说法正确的是(B)
A.钠与水反应的离子方程式:Na+2H2O→Na++2OH-+H2↑
B.Na2O2吸收CO2产生O2,因此可用作呼吸面具供氧剂
C.室温下,Na与空气中O2反应制取Na2O2
D.NaHCO3受热易分解,所以可用于制胃酸中和剂
1.2.如表所示,对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及两者间是否具有因果关系的判断都正确的是(D)
1.3.向100mL NaOH溶液中通入一定量的CO2气体,充分反应后,再向所得溶液中逐滴加入
0.2ml/L的盐酸,产生CO2的体积与所加盐酸体积之间关系如图所示:
下列判断正确的是(A)
A.原NaOH溶液的浓度为0.2 ml·L-1
B.通入CO2在标准状况下的体积为448 mL
C.所得溶液的溶质成分的物质的量之比为n(NaOH)∶n(Na2CO3)=1∶3
D.所得溶液的溶质成分的物质的量之比为n(NaHCO3)∶n(Na2CO3)=1∶1
解:当向100 mL NaOH溶液中通入一定量的CO2气体时,反应有两种可能情况:2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O或NaOH+CO2=NaHCO3,在加入盐酸100 mL时,无论溶液中溶质是NaOH、NaHCO3还是Na2CO3,最终都会生成NaCl,因n(Na+)=n(Cl-),所以n(NaOH)=n(HCl)=0.02 ml,NaOH和盐酸的体积相同,那么浓度也相同,即原NaOH溶液的浓度为0.2 ml·L-1,A项正确;盐酸由25 mL滴至100 mL时,发生的反应为NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O,消耗盐酸0.015 ml,生成CO2 0.015 ml,即通入CO2在标准状况下的体积为336 mL,B项错误;设所得溶液中的Na2CO3为x ml,NaHCO3为y ml,根据原子守恒:2x ml+y ml=0.02 ml,x ml+y ml=0.015 ml,解得x=0.005,y=0.01,所得溶液的溶质成分的物质的量之比为n(NaHCO3)∶n(Na2CO3)=2∶1,C、D项错误。
例2.(Na2O2的性质,尤其是电子转移、固体增重等相关计算)
2.1.将一定量的Na2O2和NaHCO3混合后,在密闭容器中加热充分反应,排出气体,冷却后有固体物质剩余,下列选项不正确的是( B )
解:将Na2O2与NaHCO3混合加热,有关的反应方程式依次为2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O、2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑。当Na2O2与NaHCO3的物质的量之比为1∶2时,二者反应的总方程式为2Na2O2+4NaHCO3=4Na2CO3+O2↑+2H2O;当Na2O2与NaHCO3的物质的量之比为1∶1时,二者反应的总方程式为2Na2O2+2NaHCO3=2Na2CO3+O2↑+2NaOH,即当n(Na2O2)∶n(NaHCO3)≤1∶2时,反应后剩余固体为Na2CO3,当1∶2<n(Na2O2)∶n(NaHCO3)≤1∶1,反应后剩余固体的成分为Na2CO3和NaOH,当n(Na2O2)∶n(NaHCO3)>1∶1时,反应后剩余固体为Na2O2、NaOH、Na2CO3,由此可以判断A、C、D正确,B错误。
2.2.在200℃时,CO2和水蒸气的11.6g混合气体与足量Na2O2充分反应后固体质量增加了3.6g,则原混合气体的总物质的量是(C)
ml ml C.0.5 ml D.1 ml
解:根据质量守恒定律可知,生成O2的质量为11.6-3.6=8 g,n(O2)=eq \f(8 g,32 g·ml-1)=0.25ml,根据Na2O2与H2O(g)、CO2反应的物质的量的关系可知CO2和H2O(g)的物质的量之和为0.25 ml×2=0.5 ml。
例3.(碱金属的递变规律)
3.有关碱金属的叙述正确的是(C)
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.CsCl溶液显酸性
变式训练:
1.取一支大试管,加入20mL饱和澄清石灰水(ρ=1.6g·cm-3),再加入5 mL苯(ρ=0.87g·cm-3),静置后缓慢加入黄豆粒大小的钠块(ρ=0.97g·cm-3),能观察到的现象有(B)
①钠在饱和澄清石灰水层反应并四处游动 ②有气体产生 ③澄清石灰水变浑浊
④钠在石灰水与苯的界面处反应并上下跳动 ⑤钠停留在苯层不反应 ⑥钠块最后消失
A.①②⑥ B.②③④⑥ C.⑤ D.①②③⑥
解:金属钠的密度小于水大于苯,将金属钠投入盛有澄清石灰水和苯的大试管中,钠会处于二者的界面处;同时由于钠与水反应生成H2,H2对金属钠产生推动作用,金属钠在界面处可能上下跳动。由于有NaOH生成,并放出热量,Ca(OH)2的溶解度减小,饱和澄清石灰水中有Ca(OH)2析出,溶液变浑浊。
2.下列各反应中,生成物不随反应条件或反应物的用量变化而变化的是(C)
A.Na和O2 B.NaOH和CO2 C.NaHCO3和NaOH D.Na2CO3和HCl
3.向Na2CO3、NaHCO3混合溶液中逐滴加入稀盐酸,生成气体的量随盐酸加入量的变化关系如图所示,则下列离子组在对应的溶液中一定能大量共存的是(C)
A.a点对应的溶液中:Na+、OH-、SOeq \\al(2-,4)、NOeq \\al(-,3)
B.b点对应的溶液中:K+、Ca2+、MnOeq \\al(-,4)、Cl-
C.c点对应的溶液中:Na+、Ca2+、NOeq \\al(-,3)、Cl-
D.d点对应的溶液中:F-、NOeq \\al(-,3)、Fe2+、Ag+
解:Na2CO3、NaHCO3混合溶液与盐酸反应时,a点溶液中含有COeq \\al(2-,3)和HCOeq \\al(-,3),b点溶液中含有HCOeq \\al(-,3),不含COeq \\al(2-,3),c点恰好完全反应生成NaCl,d点盐酸过量,溶液呈酸性。A项,HCOeq \\al(-,3)与OH-反应不能大量共存,错误;B项,MnOeq \\al(-,4)与Cl-发生氧化还原反应而不能大量共存,错误;C项,c点为NaCl溶液,离子之间不发生反应,能大量共存,正确;D项,d点呈酸性,酸性条件下,NOeq \\al(-,3)与Fe2+发生氧化还原反应而不能大量共存,F-在酸性条件下不能大量共存,且溶液中的Cl-与Ag+也不能大量共存,错误。
4.向分别盛有100 mL水、100 mL 0.1 ml·L-1盐酸、100 mL 0.01 ml·L-1 NaOH溶液的X、Y、Z三个烧杯中各投入0.05 ml Na。下列有关说法正确的是(D)
A.三个烧杯中均会发生的离子反应为:2Na+2H2O→2Na++2OH-+H2↑
B.三个烧杯中钠均在液面上剧烈反应,且X烧杯中反应最剧烈
C.三个烧杯反应后,溶质的物质的量浓度相同
D.三个烧杯反应后,生成的气体的质量一定相同
5.(2014全国Ⅱ)下列反应中,反应后固体物质增重的是( B)
A.氢气通过灼热的CuO粉末 B.二氧化碳通过Na2O2粉末
C.铝与Fe2O3发生铝热反应 D.将锌粒投入Cu(NO3)2溶液
解:A、氢气通过灼热的CuO粉末发生的反应为CuO+H2=Cu+H2O,固体由CuO变为Cu,反应后固体质量减小,错误;B、二氧化碳通过Na2O2粉末发生的反应为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,固体由Na2O2变为Na2CO3,反应后固体质量增加,正确;C、铝与Fe2O3发生铝热反应,化学方程式为2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe,反应前后各物质均为固体,根据质量守恒定律知,反应后固体质量不变,错误;D、将锌粒投入Cu(NO3)2溶液发生的反应为Zn+Cu(NO3)2=Zn(NO3)2+Cu,固体由Zn变为Cu,反应后固体质量减小,错误。
6.(2014海南)下列关于物质应用的说法错误的是( A)
A.玻璃容器可长期盛放各种酸 B.纯碱可用于清洗油污
C.浓氨水可检验氯气管道漏气 D.Na2S可除去污水中的Cu2+
解:A.玻璃容器可长期盛放不能与酸发生反应的各种酸,但是由于氢氟酸能够腐蚀玻璃,所以不能盛装氢氟酸。错误。B.纯碱水解是溶液显碱性,可以促进油脂的水解,因此可用于清洗油污。正确。C. 氯气管道漏气,挥发出的氯气与浓氨水挥发出的氨气可产生白烟。因此可检验检验氯气管道漏气。正确。D. Na2S电离产生的S2-与污水中Cu2+发生沉淀反应,从而可降低污水中的Cu2+。故可以治理污水。正确。
7.下列实验装置不能达到实验目的的是( D)
解:A项,如果为放热反应,U形管左端液面下降,右端液面上升,正确;B项,CO2易与NaOH溶液反应,导致烧瓶压强减小,可形成喷泉,正确;C项,铁丝的焰色反应为无色,可用来做纯碱的焰色反应实验,正确;D项,套装小试管加热温度较低,NaHCO3应放在套装小试管中,通过澄清石灰水是否变浑浊可证明稳定性,错误。
8.某实验小组为测定工业纯碱中碳酸钠的质量分数(含少量NaCl),准确称量W g样品进行实验,下列实验方法所对应的实验方案和测量数据最合理的是(A)
解:用甲基橙作指示剂,盐酸滴定样品溶液发生的反应为Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O,
根据消耗标准盐酸的体积确定n(HCl),再结合反应计算n(Na2CO3)及m(Na2CO3),从而确定纯碱中碳酸钠的质量分数,A正确;样品与盐酸反应产生的CO2中含有水蒸气,均被碱石灰吸收,导致测定结果偏高,且测量碱石灰增重不属于量气法,B错误;CO2逸出带出水蒸气,质量差变大,导致测定结果偏高,C错误;CO2能溶于水,不能用排水法收集,可用排饱和NaHCO3溶液的方法收集CO2,D错误。
9.(2014全国)下列除杂方案错误的是(B)
10.一定量的Na2O2与CO2反应,得到固体物质41.8 g,恰好与1 L 1 ml·L-1的稀盐酸完全反应。下列说法正确的是( B)
A.41.8 g固体物质为Na2CO3
B.41.8 g固体物质为0.1 ml Na2CO3和0.4 ml Na2O2的混合物
C.一定量的Na2O2为78 g
D.41.8 g固体物质为31.2 g NaHCO3和10.6 g Na2CO3的混合物
解:如果41.8 g固体全为Na2CO3,其物质的量为0.39 ml,则其不可能恰好与1 L 1 ml·L-1的稀盐酸完全反应,A错误;设41.8 g固体物质中,含Na2CO3的物质的量为x ml,Na2O2的物质的量为y ml,则有106 g·ml-1×x ml+78 g·ml-1×y ml=41.8 g,2(x+y)ml=1 ml·L-1×1 L=1 ml,解得x=0.1,y=0.4,B正确;根据Na元素守恒,可知n(Na2O2)=eq \f(1,2)n(NaCl)=eq \f(1,2)n(HCl)=0.5 ml,即原Na2O2的质量为39 g,C错误;Na2O2与CO2反应不可能生成NaHCO3,D错误。
11.某溶液含有①NOeq \\al(-,3)、②HCOeq \\al(-,3)、③SOeq \\al(2-,3)、④COeq \\al(2-,3)、⑤SOeq \\al(2-,4)五种阴离子。向其中加入少量的Na2O2固体后,溶液中的离子浓度基本保持不变的是(A)
A.① B.①⑤ C.①④⑤ D.①③④⑤
解:过氧化钠具有强氧化性,可将SOeq \\al(2-,3)氧化为SOeq \\al(2-,4),故加入过氧化钠后SOeq \\al(2-,3)、SOeq \\al(2-,4)浓度均发生变化;过氧化钠溶于水生成NaOH,OH-与HCOeq \\al(-,3)反应生成COeq \\al(2-,3),导致溶液中HCOeq \\al(-,3)和COeq \\al(2-,3)浓度发生变化,故只有NOeq \\al(-,3)浓度基本保持不变。
12.在下列物质的溶液中分别加入一定量的Na2O2固体,不会出现浑浊现象的是(C)
A.饱和Na2CO3溶液 B.Ca(HCO3)2稀溶液
C.Na2SO3稀溶液 D.饱和CaCl2溶液
13.下列说法正确的是(C)
A.Na2O2遇到湿润的紫色石蕊试纸后,石蕊试纸最终变成蓝色
B.Na2O2与CO2反应生成0.1 ml O2时转移电子0.4 ml
C.Na2O2投入到CuCl2溶液中有蓝色沉淀及气泡产生
D.向饱和烧碱溶液中加入2 g Na2O2,充分反应完后,溶液中c(Na+)不变
解:Na2O2遇湿润的石蕊试纸时,它最终能氧化石蕊使其褪色,A项错误;由2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2及Na2O2中氧为-1价知,每生成1 ml O2时会转移2 ml电子,B项错误;Na2O2投入到CuCl2溶液中,Na2O2先与水反应生成NaOH与O2,NaOH再与CuCl2反应生成Cu(OH)2沉淀,C项正确;Na2O2与水反应时能放出大量的热,使溶液温度升高,NaOH溶解度增大,导致溶液中c(Na+)增大,D项错误。
14.用光洁的铂丝蘸取某无色溶液在无色火焰上灼烧,直接观察到火焰呈黄色。下列各判断正确的是(B)
A.只含有Na+ B.一定含有Na+,可能含有K+
C.既含有Na+,又含有K+ D.可能含有Na+,可能还含有K+
15.碱金属氢化物NaH是离子化合物。
(1)写出NaH的电子式__________________。
(2)写出NaH与H2O反应的化学方程式,并标出电子转移的方向和数目。
16.锂是最轻的活泼金属,其单质及其化合物有广泛的用途。回答下列问题:
(1)工业上可由电解LiClKCl的熔融混合物生产金属锂,
则阴极上的电极反应式为________________________________________。
(2)已知2Li+CO22LiO+C,根据元素周期表的对角线规则,不可使用二氧化碳灭火器扑灭因金属镁引起的火灾,其原因是________________________________________。
(3)硬脂酸锂是锂肥皂的主要成分,可作为高温润滑油和油脂的稠化剂。鉴别硬脂酸锂与硬脂酸钠、硬脂酸钾可采用的实验方法是________________________________________。
(4)LiPF6易溶于有机溶剂,常用作锂离子电池的电解质。LiPF6受热易分解,其热分解产物为PF5和_________________。
解:(1)碳酸锂与盐酸反应可制备氯化锂,根据电解原理,阴极上发生还原反应,得到电子,电极反应式为Li++e-=Li。
(2)根据元素周期表的对角线规则,Li和Mg的性质相似,Mg能在CO2中燃烧,Mg与CO2反应生成MgO和C,则锂也能与CO2反应,因此不能用CO2灭火。已知2Li+CO22LiO+C
(3)阳离子不同,因此采用焰色反应进行鉴别。
(4)LiPF6中Li显+1价,P显+5价,F显-1价,PF5中P显+5价,F显-1价,因此LiPF6分解不属于氧化还原反应,根据原子守恒,另一种产物中含有Li和F,即另一种产物是LiF。
17.某同学在实验室研究Na2CO3和NaHCO3的性质及相互转化。
(1)分别向浓度均为0.1 ml/L Na2CO3及NaHCO3溶液中滴加几滴酚酞试剂:
①Na2CO3溶液由无色变为红色,其原因是 。
②NaHCO3溶液也由无色变为红色,其原因是 。
③比较两份溶液的颜色,红色较浅的是 (填化学式)。
(2)研究NaHCO3与CaCl2的反应。
①实验1中没有出现白色浑浊的原因是 。
②用离子方程式表示实验2中发生的反应 。
解:(1)①COeq \\al(2-,3)+H2OHCOeq \\al(-,3)+OH-
②HCOeq \\al(-,3)+H2OH2CO3+OH-,HCOeq \\al(-,3)H++COeq \\al(2-,3),水解程度大于电离程度
③NaHCO3
(2)①HCOeq \\al(-,3)浓度低,电离出的COeq \\al(2-,3)浓度更低,导致c(Ca2+)·c(COeq \\al(2-,3))<Ksp(CaCO3)
②Ca2++2HCOeq \\al(-,3)=CaCO3↓+CO2↑+H2O
Na2CO3
NaHCO3
俗名
小苏打
颜色、状态
水溶性
易溶于水
溶于水,但溶解度比Na2CO3小
热稳定性
与CO2反应
与NaOH
反应
与CaCl2
溶液反应
主要用途
①用于玻璃、制皂、造纸等,
②制烧碱。
①用作制糕点的发酵粉,②用于泡沫灭火器,③治疗胃酸过多。
物质
Na2O
Na2O2
颜色
氧的化合价
电子式
与H2O反应
与CO2反应
是否具有漂白性
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
判断
A
碳酸钠溶液可用于治疗胃病
Na2CO3可与盐酸反应
Ⅰ对,Ⅱ对,有
B
向滴有酚酞的水溶液中加入
Na2O2变红色
Na2O2与水反应生成氢氧化钠
Ⅰ对,Ⅱ错,无
C
金属钠具有强还原性
高压钠灯发出透雾性强的黄光
Ⅰ对,Ⅱ对,有
D
过氧化钠可为航天员供氧
Na2O2能与CO2和H2O反应生成O2
Ⅰ对,Ⅱ对,有
选项
n(Na2O2)/ml
n(NaHCO3) /ml
剩余的固体物质
A
1
2
Na2CO3
B
1.5
2
Na2O2、Na2CO3
C
2
1
Na2O2、NaOH、Na2CO3
D
2
2
NaOH、Na2CO3
选项
实验方法
实验方案
测量数据
A
滴定法
将样品配成100 mL溶液,取10.00 mL,加入甲基橙,用标准盐酸滴定
消耗盐酸的体积
B
量气法
将样品与盐酸反应,使生成的气体全部被碱石灰吸收
碱石灰增重
C
重量法
将样品放入烧杯中,置于天平上,加入足量盐酸
减轻的质量
D
量气法
将样品与盐酸反应,气体通过排水量气装置量气
排出水的体积
选项
被提纯的物质
杂质
除杂试剂
除杂方法
A
CO(g)
CO2(g)
NaOH 溶液、浓 H2SO4
洗气
B
NH4Cl (aq)
Fe3+(aq)
NaOH溶液
过滤
C
Cl2(g)
HCl(g)
饱和食盐水、浓H2SO4
洗气
D
Na2CO3(s)
NaHCO3(s)
//
灼烧
实验序号
实验操作
实验现象
实验1
向2 mL 0.001 ml/L NaHCO3溶液中加入1 mL 0.1 ml/L CaCl2溶液
无明显变化。用激光笔照射,没有出现光亮的通路。
实验2
向2 mL 0.1 ml/L NaHCO3溶液中加入
1 mL 0.1 ml/L CaCl2溶液
略显白色均匀的浑浊,用激光笔照射,出现光亮的通路。
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