苏教版高考化学一轮复习专题练3金属及其化合物第8讲钠镁及其化合物含答案

第8讲 钠、镁及其化合物

1．下列关于碱金属的叙述中正确的是(　　)

A．碱金属单质与水反应都能生成碱和H2

B．碱金属单质都是质软、电和热的良导体，焰色反应都呈现黄色

C．碱金属的密度都小于1 g/cm3，因此碱金属单质都可以保存在煤油中

D．碱金属单质在空气中燃烧都生成过氧化物

解析：碱金属性质较活泼，都能和水反应生成碱及氢气，故A正确；碱金属单质都是质软、电和热的良导体，但只有钠焰色反应呈现黄色，故B错误；Li、Na、K的密度小于1 g/cm3，Rb、Cs的密度大于1 g/cm3，故C错误；Li在空气中燃烧生成氧化锂，Na在空气中燃烧生成过氧化钠，K在空气中燃烧生成超氧化钾，故D错误。

答案：A

2．(2021·江苏扬州测试)下列有关钠及其化合物的性质与用途具有对应关系的是(　　)

A．Na易与O2反应，可用作高压钠灯

B．NaHCO3受热易分解，可用作抗酸药

C．Na2O2具有漂白性，可用作供氧剂

D．Na2CO3溶液显碱性，可用于清洗油污

解析：A.Na易与O2反应，是因为钠的化学性质活泼，高压钠灯的原理是钠蒸气放电，是钠的物理性质，故A错误；B.NaHCO3与胃酸HCl反应，可用作抗酸药，并不是因为其受热分解，故B错误；C.Na2O2可用作供氧剂是因为其与二氧化碳、水反应生成氧气，并不是因为其漂白性，故C错误；D.Na2CO3溶液显碱性，油污在碱性条件下容易水解生成易溶于水的物质，故可用于清洗油污，故D正确。

答案：D

3．将2.48 g Na和Na2O2的混合物与足量的水反应，得到0.36 g混合气体，将混合气体用电火花引燃恰好完全反应，则Na与Na2O2的质量之比为(　　)

A．2∶1　　　　　　　B．46∶39

C．23∶39       D．23∶78

解析：钠与水、过氧化钠与水、氢气与氧气的反应方程式如下：

　2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑钠与氢气的关系式为2Na～H2，2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，过氧化钠与氧气的关系式为：2Na2O2～O2，2H2＋O22H2O氢气和氧气的关系式为：2H2～O2，将该混合气体通过电火花引燃，恰好完全反应，说明氢气和氧气反应的物质的量之比恰好等于它们反应的计量数之比，即氢气和氧气的物质的量之比为2∶1，通过钠与氢气、过氧化钠与氧气、氢气与氧气的关系式可得钠与过氧化钠的关系式为：4Na～2H2～O2～2Na2O2，所以Na与Na2O2的物质的量之比为4∶2＝2∶1，Na与Na2O2的质量比＝(23×2)∶(78×1)＝23∶39。

答案：C

4．(2021·江西铅山联考)下列叙述正确的是(　　)

①Na2O与Na2O2都能和水反应生成碱，它们都是碱性氧化物　②Na2CO3溶液和NaHCO3溶液都能跟CaCl2溶液反应得到白色沉淀　③钠在常温下不容易被氧化　④Na2O2可作供氧剂，而Na2O不行　⑤石蕊试液中加入Na2O2粉末，先变蓝后褪色，并有气泡生成　⑥钠与浓NH4Cl溶液反应，放出的气体中含H2和NH3

A．都正确　　　　　　　     B．②③④⑤

  C．④⑤⑥           D．②⑤⑥

解析： ①Na2O2和水反应生成氢氧化钠和氧气，不是碱性氧化物，故错误；②Na2CO3溶液和CaCl2溶液反应得到碳酸钙沉淀，NaHCO3溶液与CaCl2溶液不反应，故错误；③钠的性质活泼，在常温下易被氧化生成氧化钠，故错误；④Na2O2能与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，Na2O2能与水反应生成氢氧化钠和氧气，而Na2O与二氧化碳、水反应不会产生氧气，因此Na2O2可作供氧剂，而Na2O不行，故正确；⑤Na2O2粉末与水反应生成氢氧化钠和氧气，过氧化钠具有强氧化性和漂白性，所以石蕊试液中加入Na2O2粉末，先变蓝后褪色，并有气泡生成，故正确；⑥钠和水反应生成氢氧化钠和氢气，生成的氢氧化钠和氯化铵能反应生成氯化钠、氨气和水，故正确。

答案：C

5．(2021·湖北联考)实验室根据“侯氏制碱法”原理制备少量NaHCO3：NH3＋CO2＋H2O＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl。实验包括制取氨气→制取NaHCO3→分离NaHCO3→干燥NaHCO3四个步骤。下列实验必须选用的主要仪器正确的是(　　)

A．制取氨气，可选用②③

B．制取NaHCO3，可选用④⑦⑨

C．分离NaHCO3，可选用④⑤⑥⑦

D．干燥NaHCO3，可选用②③⑦⑧

解析：实验室常用NH4Cl和Ca(OH)2固体加热制取氨气，选择仪器②③，A项正确；制取NaHCO3是在饱和氯化钠溶液中依次通入NH3和CO2，只需要⑨，B项错误；分离NaHCO3即过滤，需要④⑤⑦，C项错误；干燥NaHCO3，需要在干燥器中干燥，不用②③⑦⑧，D项错误。

答案：A

6．下列实验装置不能达到实验目的的是(　　)

解析：A中反应放热，导致大试管中气体压强增大，红墨水柱右侧上升；B中胶头滴管中为NaOH浓溶液，能吸收较多的CO2，使圆底烧瓶中气体压强减小；焰色反应可用光洁无锈的铁丝、镍丝、钨丝等代替铂丝；D中应将NaHCO3置于小试管中，Na2CO3置于大试管中，加热时右边烧杯中澄清石灰水变浑浊，左侧烧杯中澄清石灰水不变浑浊，说明热稳定性：Na2CO3>NaHCO3。

答案：D

7．(双选)某同学用Na2CO3和NaHCO3溶液进行如图所示实验。下列说法中正确的是(　　)

A．实验前两溶液的pH相等

B．实验前两溶液中离子种类完全相同

C．加入CaCl2溶液后生成的沉淀一样多

D．加入CaCl2溶液后，碳酸钠溶液中反应的离子方程式都是CO＋Ca2＋===CaCO3↓

解析：等浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液中，碳酸钠溶液中碳酸根离子水解程度大于碳酸氢根离子，溶液pH不同，碳酸钠溶液pH大于碳酸氢钠，故A错误；溶液中含有的离子均为碳酸根离子、碳酸氢根离子、氢氧根离子、钠离子和氢离子，实验前两溶液中离子种类完全相同，故B正确；碳酸氢钠和氯化钙溶液不反应，碳酸钠和氯化钙以1∶1反应生成碳酸钙沉淀，故C错误；加入CaCl2溶液后，碳酸钠溶液中反应的离子方程式是CO＋Ca2＋===CaCO3↓，碳酸氢钠和氯化钙不反应，故D正确。

答案：BD

8．物质的量相同的N2、O2、CO2混合后，通过Na2O2颗粒一段时间，测得体积变为原混合气体体积的(同温同压下)，此时N2、O2、CO2的物质的量之比为(　　)

A．1∶1∶0          B．6∶9∶0

C．3∶4∶1          D．3∶3∶2

解析：设反应前N2、O2、CO2的体积都为3，则反应前总体积为9，反应后总体积为8。

2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2　ΔV

　　　2　　　　　　　　   1　　1

　　　2　　　　　　　　   1　　(9－8)＝1

即反应消耗CO2 2体积，生成O2 1体积，

故反应后：V(N2)＝3，V(O2)＝3＋1＝4，

V(CO2)＝3－2＝1。

三者的体积比即为物质的量之比，为3∶4∶1。

答案：C

9．(双选)向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1 mol·L－1稀盐酸，CO2的生成量与加入盐酸的体积的关系如图。下列判断正确的是(　　)

A．在0～a范围内，只发生中和反应

B．ab段发生反应的离子方程式为CO＋2H＋===CO2↑＋H2O

C．a＝0.3

D．原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为 2∶1

答案：CD

10．(2021·山西太原联考)某同学为测定Na2CO3固体(含少量NaCl)的纯度，设计如下装置(含试剂)进行实验。

下列说法不正确的是  (　　)

A．必须在②③间添加吸收HCl的装置

B．④的作用是防止空气中的气体影响实验的精确度

C．通入空气的作用是保证②中产生的气体完全转移到③中

D．称取样品和③中产生的沉淀的质量即可求算Na2CO3固体的纯度

解析：氢氧化钡足量，挥发出的HCl不会影响BaCO3沉淀的生成和测定，无须单独添加吸收HCl的装置，故A项错误；碱石灰可与二氧化碳反应，吸收水分，可防止空气中的气体影响实验的精确度，故B项正确；根据③中沉淀的质量计算碳酸钠的纯度，故需要通入空气，保证②中产生的二氧化碳完全转移到③中，被充分吸收，减小实验误差，故C项正确；③中产生的沉淀为碳酸钡，根据碳酸钡的质量可计算生成二氧化碳的质量，从而计算出样品中碳酸钠的质量，进而可求算碳酸钠固体的纯度，故D项正确。

答案：A

11．(2021·福建省福清月考)Ⅰ.中国的侯德榜对索尔维制碱法进行了改进，将合成氨工业与纯碱工业联合，发明了侯氏制碱法，又称联合制碱法，生产流程可以表示如下(代表所需物质，▭代表产品)

在上述工业流程中：

(1)产品N的化学式：________，所需物质A的名称：________，B的电子式：____________________________________________________________________。

(2)侯德榜制碱法的原理是________________________________________(用化学方程式表示)。操作X的名称是________。

Ⅱ.利用侯德榜制碱法的原理制备的纯碱中含有少量NaCl等杂质，下列装置可用来测定纯碱中的Na2CO3的质量分数。实验步骤如下：

①如图所示，组装好实验仪器，并检查其气密性；

②准确称取盛有碱石灰的干燥管D的质量(设为m1 g)；

③准确称取一定量的纯碱(设为n g)，并将其放进广口瓶B内；

④从分液漏斗中缓缓滴入一定量的稀硫酸，并从前端缓缓地鼓入空气，至B反应器中不再产生气体为止；

⑤准确称取干燥管D的总质量(设为m2 g)。

根据上述实验，回答下列问题：

(3)根据此实验，计算出纯碱中Na2CO3的质量分数为__________________________________________(用m1、m2、n表示)。如果缺少装置E，则实验所得纯碱样品的纯度会______(“偏高”“偏低”或“无影响”)。

解析：(3)根据此实验，干燥管D增加的是二氧化碳的质量为(m2－m1)g，通过差量法可知，纯碱中Na2CO3的质量分数为×100%；如果缺少装置E，空气中的二氧化碳、水蒸气会被干燥管D吸收，则实验所得纯碱样品的纯度会偏高。

答案：(1)NH4Cl　氨气　∶O∶∶C∶∶O∶

(2)NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl

过滤　(3) ×100%　偏高

12．(2021·福建省福州月考)某小组探究影响金属与水反应剧烈程度的因素。

(1)分别将等质量的钠块和镁条(打磨光亮)投入水中，记录现象如下：

补全Na与H2O反应的实验现象：___________________________________。

(2)探究Mg与H2O反应缓慢的原因。

资料：Mg与H2O反应时，Mg表面覆盖了致密的Mg(OH)2导致反应缓慢；NH和HCO可以加快Mg与水反应。

同学们为了验证NH和HCO对Mg与H2O反应的促进作用，用与H2O反应后的镁条与4种盐溶液进行对比实验，结果如下。

①根据Mg(OH)2的溶解平衡可解释NH和HCO的作用。Mg(OH)2的溶解平衡表达式是_________________________________________________________

____________________________________________________________________。

②经检验，a中还生成少量其他气体，可进一步证明NH促进Mg与水反应。检验该气体的方法是_________________________________________________

___________________________________________________________________。

③上表中能够说明HCO对Mg与H2O反应起促进作用的证据是___________。

④b、d所得固体中还检验出碱式碳酸镁[化学式用Mg2(OH)2CO3表示]，写出生成该固体的离子方程式：

___________________________________________________________________。

⑤综合实验a～d可以得到的结论是NH和HCO都能与Mg(OH)2作用加快Mg与水反应，

____________________________________________________________________

___________________________________________________________(补充两点)。

(3)实验表明：与水反应的剧烈程度K>Na>Ca>Mg。结合上述实验说明影响金属与水反应剧烈程度的因素有_________________________________________。

解析：(1)由于钠的密度比水小，因此钠浮在水面上，反应过程放热，且钠的熔点低，因此可以观察到钠熔化成小球，反应过程中产生氢气，使得钠球受力不均，在水面上四处游动。(2)①根据氢氧化镁沉淀溶解平衡分析，氢氧化镁固体在水中存在溶解平衡，其表达式：Mg(OH)2(s)⇌Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)。②实验a中加入氯化铵，存在铵根的水解平衡NH＋H2O⇌NH3·H2O＋H＋，水解生成的氢离子与镁反应，促进铵根的水解，因此产生的气体为氨气，检验氨气用湿润的红色石蕊试纸接触气体，试纸变蓝则有NH3产生。③实验b用的盐溶液为碳酸氢钠溶液，实验c中用的盐溶液为氯化钠溶液，两溶液中阳离子相同，30分钟内，实验b产生的气体体积远大于实验c，因此可说明碳酸氢根对Mg与H2O反应起促进作用。④实验b和实验d生成碱式碳酸镁的离子方程式为2Mg(OH)2＋2HCO===Mg2(OH)2CO3＋CO＋2H2O。⑤实验a、实验b与实验c对比，同浓度时NH的作用大于HCO，实验a和实验d对比，当NH和HCO同时存在时促进作用并未叠加。(3)与水反应的剧烈程度K>Na>Ca>Mg，与金属的活动性有关；上述实验中，钠与水反应生成可溶于水的氢氧化钠，镁与水反应生成难溶于水的氢氧化镁，且钠与水反应剧烈，镁与水反应较慢，因此，金属和水反应的剧烈程度，还与金属和水反应生成的氢氧化物的溶解性有关。

答案：(1)钠浮在水面上，熔化成小球，并在水面上四处游动　(2)①Mg(OH)2(s)⇌Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)　②用湿润的红色石蕊试纸接触气体，若试纸变蓝则有NH3产生　③30 min时实验b产生的气体体积远大于实验c

④2Mg(OH)2＋2HCO===Mg2(OH)2CO3＋CO＋2H2O

⑤同浓度时NH的作用大于HCO的，NH和HCO共同存在时促进作用并未叠加　(3)与金属的活动性和金属与水反应生成的氢氧化物的溶解性有关