专题五金属元素及其化合物钠及其化合物习题答案.doc

20140714 成丰教育初三升高一讲义专题五 金属元素及其化合物（4.5课时）Part1 金属钠及其化合物 （1.5课时）一、例题【例1】【】下列关于金属的叙述中正确的是（ B ）A.所有的金属都是固态的B.金属一般具有导电性、导电性和延展性C.金属单质在化学反应中失去电子，做氧化剂D.金属元素在自然界中是以化合态存在的 考点金属的物理性质和化学性质。 解析A项：大多数金属在常温下为固态，个别金属（如Hg）为液态；C项：金属单质在化学反应中失去电子，做还原剂；D项：绝大多数金属元素在自然界中是以化合态存在的，极少数化学性质不活泼的金属一、以游离态存在，如Au、Ag等。【例2】【】钠与水反应时的现象与钠的下列性质无关的（ C ）A钠的熔点低B钠的密度小C钠的硬度小D钠有强还原性 考点对钠与水的反应的掌握。 解析钠投入水中，浮在水面上，说明钠的密度小于水；熔化成闪亮的小球，说明钠与水的反应是放热反应，钠的熔点较低；钠能与水反应，生成NaOH和H2，说明钠的还原性很强。【例3】【】在烧杯中加入水和苯（苯的密度为0.88g/cm3，与水互不相溶，且不与钠反应）各50mL，将一小粒金属钠（密度为0.97g/cm3）投入烧杯中，观察到的现象可能为（ D ）A.钠在水层中反应并四处游动B.钠停留在苯层中不发生反应C.钠在苯的液面上反应并四处游动D.钠在苯与水的界面处反应并可上下游动 考点对钠与水的反应的掌握。 解析钠的密度比水小，比苯大，因此投入烧杯后会浮在苯与水的界面处。因为钠会与水反应并产生氢气，使得钠在苯与水的界面处反应并可上下游动。【例4】【】观察是研究物质性质的一种基本方法。一同学将一小块金属钠露置于空气中，观察到下列现象：银白色变灰暗变白色出现液滴白色固体，下列说法正确的是（ A ）A“银白色变灰暗”是发生了氧化还原反应B“变灰暗变白色”是因为生成了碳酸钠C“变白色出现液滴”是碳酸钠吸收空气中的水蒸气形成了溶液D“出现液滴白色固体”只发生物理变化 考点对钠与水和氧气反应的掌握。对钠及其化合物的物理、化学性质的掌握。 解析钠在空气中露置，物质转化如下：NaNa2ONaOHNaOH潮解Na2CO310H2ONa2CO3粉末。A项：“银白色变灰暗”是发生了氧化还原反应NaNa2O，A项正确；B项：“变灰暗变白色”是因为Na2O与空气中的水反应生成了NaOH，B项错误；C项：“变白色出现液滴”是因为NaOH潮解，与空气中CO2、H2O的生成了Na2CO310H2O，C项错误；D项：“出现液滴白色固体”是因为Na2CO310H2O风化形成了Na2CO3粉末，D项错误；【例5】【】将同样大小的金属钠块分别投入到MgCl2溶液；饱和NaCl溶液；NH4Cl溶液中，各会出现什么现象？并写出相应的离子方程式。 考点对钠与水的反应和复分解反应的掌握。 解析钠与水反应生成氢气和OH-，MgCl2溶液中Mg2+会与OH-反应生成Mg(OH)2白色沉淀；饱和NaCl溶液中因为钠与水反应消耗了水，过饱和NaCl溶液中有NaCl固体析出，使得溶液变浑浊；NH4Cl溶液中NH4+会与OH-反应放出刺激性气味的气体（NH3）。 答案（1）在三种溶液中共同出现的现象：钠浮在液面上，熔化成小球，迅速游动，并发出嘶嘶声音，最后消失。（2）不同之处：MgCl2溶液：溶液中有白色沉淀生成。2Na+2H2O+Mg2+=2Na+Mg(OH)2+H2饱和NaCl溶液：溶液变浑浊（因为钠与水反应消耗了水，过饱和NaCl溶液中有NaCl固体析出）NH4Cl溶液：有刺激性气味的气体产生。2Na+2NH4+=2Na+H2+2NH3【例6】【】为了探究“二氧化碳是否在水存在时才能和过氧化钠反应”，某课题研究小组的同学们设计了如图的实验装置，分别进行了甲、乙两次实验。实验甲：干燥的二氧化碳和过氧化钠的反应。在干燥的试管中装入Na2O2，在通入CO2之前，关闭K1和K2。在试管内装入试剂X后，打开K1和K2，通入CO2，几分钟后，将带火星的木条插入试管的液面上，观察到木条不复燃，且中的淡黄色没有变化。实验乙：潮湿的二氧化碳和过氧化钠的反应。在试管内装入试剂Y，其他操作同实验甲。观察到木条复燃，且中的淡黄色变为白色。试回答下列问题：（1）在装入Na2O2后，通入CO2前，关闭K1和K2的目的是_。（2）在实验甲中，试剂X是_；在实验乙中，试剂Y是_。（3）根据上述两个实验现象，得到的结论是_。（4）试管中的氢氧化钠溶液的作用是 （5）为了确保实验现象的准确性，制备CO2所用的反应物最好选用_（填编号）。A大理石B小苏打C烧碱D盐酸E稀硫酸F稀硝酸 考点Na2O2和O2、CO2的化学、物理性质。 解析本题的实验目的是探究“二氧化碳是否只有在水存在时才能和过氧化钠反应”，因此在进行实验甲时应保证Na2O2绝对不接触水蒸气，这是通入CO2前关闭K1和K2的原因，试剂X也是起干燥CO2的作用。实验乙正好相反，必须使接触Na2O2的CO2中混有水蒸气，因此试剂Y应是不能消除水蒸气甚至是能提供水蒸气的物质。由实验现象可知甲无O2产生，乙有O2产生，从而可得出结论为CO2只有在水存在时才能和Na2O2反应。潮湿的CO2通过Na2O2时，反应生成了O2，但CO2不一定能充分反应。当从试管中出来的气体中CO2的体积分数较大时，在试管中检验O2将不会产生明显现象，因此要用NaOH溶液吸收O2中的CO2。因为Na2O2能和酸反应，所以制备CO2所用的酸应该是不挥发性酸，选项中的稀硫酸满足要求，相应的盐就只能是NaHCO3了。 答案（1）防止水蒸气进入试管中，使Na2O2受潮，影响实验结果（2）浓硫酸 除去二氧化碳中的水蒸气 CO2的饱和溶液（或水）（3）二氧化碳只有在水存在时才能和过氧化钠反应（4）除去混在氧气中的二氧化碳（5）BE【例7】【】向饱和碳酸钠溶液中通入过量的二氧化碳，可观察到什么现象？为什么？ 考点Na2CO3的化学性质和溶液度。 答案向饱和Na2CO3溶液中通入过量的CO2气体时，Na2CO3可与CO2、H2O发生反应：Na2CO3+CO2+H2O=NaHCO3。由于NaHCO3溶解度小于Na2CO3、生成NaHCO3质量大于Na2CO3、反应消耗水，NaHCO3从水中析出。【例8】【】（2011临沂调研）有两个分别装有碳酸钠和碳酸氢钠固体的试剂瓶，因标签失落而无法区分。有4位同学为鉴别它们，分别设计了下列四种不同的方法，其中可行的是（ C ）A分别取样配成溶液，再加入澄清石灰水，观察是否有沉淀生成 B分别取样后，加入相同浓度和相同体积的稀盐酸，观察反应的快慢C分别取样加热，再检验是否有使澄清石灰水变浑浊的气体产生 D分别取样配成溶液，在火焰上灼烧，观察火焰的颜色 考点对Na2CO3和NaHCO3化学性质的掌握。 解析A项：Na2CO3Ca(OH)2=CaCO32NaOH，2NaHCO3Ca(OH)2=CaCO3Na2CO32H2O，现象相同，A项错误；B项：Na2CO32HCl=2NaClH2OCO2、NaHCO3HCl=NaClH2OCO2，因为盐酸的量不确定，很难观察气泡的冒出速率，B项错误；C项：2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O ，Ca(OH)2CO2=CaCO3H2O，碳酸钠加热无反应，C项正确；D项：焰色反应都是Na元素的焰色，均呈黄色不能鉴别，D项错误；【例9】【】某校课外化学小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体，用不同的方法做了以下实验，如图-所示。（1）只根据图、所示实验，能够达到实验目的的是（填装置序号）_。（2）图、所示实验均能鉴别这两种物质，其反应的化学方程式为_ _。与实验相比，实验的优点是（填选项序号）_。A.比复杂B.比安全C.比操作简便D.可以做到用一套装置同时进行两个对比实验，而不行（3）若用实验验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性，则试管B中装入的固体最好是（填化学式）_。（4）将碳酸氢钠溶液与澄清石灰水混合并充分反应。当石灰水过量时，其离子方程式为_。当碳酸氢钠与氢氧化钙物质的量之比为2:1时，所得溶液中溶质的化学式为 ， 请设计实验检验所得溶液中溶质的阴离子 。 考点对Na2CO3和NaHCO3化学性质的掌握。 解析（1）实验中Na2CO3和NaHCO3与盐酸反应都使澄清石灰水变浑浊，因实验现象相同而无法鉴别开。实验中等质量NaHCO3产生的CO2比Na2CO3多，气体膨胀得大一些，故而能将两者鉴别开。（2）对Na2CO3和NaHCO3进行加热，Na2CO3受热不分解，NaHCO3受热分解发生反应：2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O。（3）试管B受热温度低，放入其中的NaHCO3先于Na2CO3分解更能说明它易分解。反之，NaHCO3放于A中，受热温度高是其早分解的因素之一，则难于说明其早分解是因它热稳定性差导致的。（4）当石灰水过量时，NaHCO3能全部转化为CaCO3，反应的离子方程式为Ca2+OH-+HCO3-=CaCO3+H2O。当NaHCO3与Ca(OH)2为2:1关系时，反应方程式为2NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3+Na2CO3+2H2O，所得溶液仅含Na2CO3一种溶质。检验CO32-时，要注意排除HCO3-等的干扰，方法是先加入CaCl2溶液，若有沉淀生成，再加稀盐酸产生能使澄清石灰水变浑浊的无色无味的气体，则说明存在CO32-。 答案（1）（2）2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O；D（3）NaHCO3（4）Ca2+OH-+HCO3-=CaCO3+H2ONa2CO3；取少量上层清液（或过滤后的滤液或所得溶液）于洁净（若无洁净可不扣分）的试管中，加入适量氯化钙溶液，振荡，若有白色沉淀生成，则证明溶液中含有CO32-。【例10】【】下列溶液反应后，溶液内含有0.5mol NaHCO3和0.5mol Na2CO3（不考虑HCO3-和CO32-的水解）的是（ D ）A.0.5L 1mol/L NaHCO3 + 0.5L 0.5mol/L NaOHB.0.5L 0.75mol/L Na2CO3 + 0.5L 0.5mol/L HClC.0.5L 1mol/L NaHCO3 + 0.5L 0.25mol/L NaOHD. 1L 1mol/L Na2CO3 + 1L 0.5mol/L HCl 考点对Na2CO3和NaHCO3与酸、碱反应的先后顺序的掌握。 解析A项：n(NaHCO3)= 0.5L1mol/L=0.5mol，n(NaOH)= 0.5L0.5mol/L=0.25mol 由HCO3-+OH-=2H2O+CO32-可得，将有0.25mol的NaHCO3与0.25mol的NaOH反应生成0.25mol的Na2CO3。反应之后溶液中含有0.25mol（原有的0.5mol-反应消耗掉的0.25mol）的NaHCO3和0.25mol的Na2CO3，A项错误；B项：n(Na2CO3)= 0.5L0.75mol/L=0.375mol，n(HCl)= 0.5L0.5mol/L=0.25mol，Na2CO3过量，故反应为CO32-+H+=HCO3-，将有0.25mol的HCl与0.25mol的Na2CO3反应生成0.25mol的NaHCO3。反应之后溶液中含有0.25mol的NaHCO3和0.125mol的Na2CO3（原有的0.375mol-反应消耗掉的0.25mol），B项错误；C项：n(NaHCO3)= 0.5L1mol/L=0.5mol，n(NaOH)= 0.5L0.25mol/L=0.125mol 由HCO3-+OH-=2H2O+CO32-可得，将有0.125mol的NaHCO3与0.125mol的NaOH反应生成0.125mol的Na2CO3。反应之后溶液中含有0.375mol的NaHCO3（原有的0.5mol-反应消耗掉的0.125mol）和0.125mol的Na2CO3，C项错误；D项：n(Na2CO3)= 1L1mol/L=1mol，n(HCl)= 1L0.5mol/L=0.5mol，Na2CO3过量，故反应为CO32-+H+=HCO3-，将有0.5mol的HCl与0.5mol的Na2CO3反应生成0.5mol的NaHCO3。反应之后溶液中含有0.5mol的NaHCO3和0.5mol的Na2CO3（原有的1mol-反应消耗掉的0.5mol），D项正确。【例11】【】（2011珠海中学测试）向某NaOH溶液中通入CO2气体后得溶液M，因CO2气体通入量的不同，溶液M的组成也不同。若向M中逐滴加入盐酸，产生的气体体积V(CO2)与加入盐酸的体积V(HCl)的关系有下列图示四种情况，且（2）（3）（4）图中分别有OAAB，OAAB，OAAB，则下列分析与判断正确的是（不考虑CO2的溶解）（ B ）A.M中只有一种溶质的有（1）B.M中有两种溶质的有（2）和（4）C.（2）图显示M中c(NaHCO3)c(Na2CO3)D.（4）图显示M中c(NaHCO3)c(Na2CO3) 考点NaOH和CO2的反应；Na2CO3和CO2的反应；图象和数据的分析及根据化学方程式进行计算。 解析向某NaOH溶液中通入CO2气体后得溶液M，因CO2气体通入量的不同，溶液M的组成也不同，有如下几种组成可能：NaOH过量：2NaOH+CO2=Na2CO3，溶液组成为NaOH+Na2CO3溶液；NaOH恰好不过量：2NaOH+CO2=Na2CO3，溶液组成为Na2CO3溶液；CO2稍过量：NaOH+CO2=NaHCO3，溶液组成为Na2CO3+NaHCO3溶液；CO2完全过量：NaOH+CO2=NaHCO3，溶液组成为NaHCO3溶液。图（1）：加入盐酸即有CO2生成，说明溶质只有NaHCO3一种，溶液M为NaHCO3溶液；图（2）：OAAB，说明溶液M中含有Na2CO3和NaHCO3两种溶质，溶液M为NaHCO3溶液。只有AB2OA时，才能得出M中c（NaHCO3）c（Na2CO3）；图（3）：OA=AB，说明溶质只有Na2CO3，溶液M为Na2CO3溶液；图（4）：OAAB，说明溶液M中含有NaOH和Na2CO3两种溶质。A项：M中只有一种溶质的有（1）和（3），A项错误；B项：由上述分析可得，M中有两种溶质的有（2）和（4），B项正确；C项：只有AB2OA时，才能得出M中c（NaHCO3）c（Na2CO3），C项错误；D项：OAAB，说明溶液M中含有NaOH和Na2CO3两种溶质，并无NaHCO3，D项错误。【例12】【】将7.8g Na2O2投入到100g 10%的苛性钠溶液中充分反应。求：（1）所得溶液的质量分数；（2）向该溶液中通入一定量CO2，然后小心蒸干，所得固体冷却干燥，称重为58.8g，通过计算推出该固体物体的组成和质量。 考点对钠及其化合物化学反应的掌握；对质量守恒和原子守恒的综合运用。 答案（1）2 Na2O2+2H2O=4NaOH+O2 156g 160g 32g 7.8g X Y 解得X=8g Y=1.6g溶质NaOH的质量100g10%+8g=18g，溶液质量7.8g+100g-1.6g=106.2g（质量守恒）质量分数=18g/106.2g100%=16.9%（2）又n(NaOH)= 18g/40gmol-1 = 0.45mol由原子守恒，NaOH与CO2反应： A）若只生成Na2CO3：2 NaOH+ CO2= Na2CO3+H2O，则m(Na2CO3)=0.45mol/2106 gmol-1=23.85g28.5gB）若只生成NaHCO3：NaOH+ CO2= NaHCO3，则m(NaHCO3)=0.45mol84 gmol-1 =37.80g28.5g固体为Na2CO3 和NaHCO3的混合物设Na2CO3 和NaHCO3的物质的量分别为x、y由钠原子守恒得，2x + y = 0.45mol由固体质量得，106 gmol-1x + 84 gmol-1y = 28.5g 由得 x = 0.15mol y = 0.15mol 二、习题训练1、（4分）【】金属钠着火，能用来灭火的是（ ）A.水B.湿抹布C.泡沫灭火器D.干沙 考点对钠与水、氧气反应的掌握。 解析A项：金属钠和水之间能反应产生氢气，氢气能燃烧，不能用水灭火，A项错误；B项：湿抹布中有水，金属钠和水之间能反应产生氢气，氢气能燃烧，不能用水灭火，B项错误；C项：泡沫灭火器产生的二氧化碳能与钠燃烧后的产物过氧化钠产生氧气，氧气能助燃，C项错误；D项：沙子不易燃，能将金属钠和空气隔离，起到灭火的作用，D项正确。2、（4分）【】下表中，对陈述、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 ）选项陈述陈述判断A碳酸钠溶液可用于治疗胃病Na2CO3可与盐酸反应对，对，有B向Na2O2的水溶液中滴入酚酞变红色Na2O2与水反应生成氢氧化钠对，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对，对，有D过氧化钠可用于航天员的供氧Na2O2能和CO2和H2O反应生成O2对，对，有 考点对钠及其化合物物理、化学性质的掌握。 解析A项：治疗胃酸过多要用NaHCO3而不是Na2CO3，碳酸钠的碱性较强，不能用来中和胃酸，A项错误；B项：Na2O2与水反应生成氢氧化钠，向Na2O2的水溶液中滴酚酞先变红色后为无色，有因果关系，B项错误；C项：金属钠具有强还原性，高压钠灯发出透雾性强的黄光（钠被电离的焰色反应是黄色，黄光的波长比雾稍长，容易穿透），陈述正确，不存在因果关系，C项错误。3、（4分）【】（2009全国理综-8）下列叙述中正确的是（ D ）A.向含有CaCO3沉淀的水中通入CO2至沉淀恰好溶解，再向溶液中加入NaHCO3饱和溶液，又有CaCO3沉淀生成B.向Na2CO3溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸，生成的CO2与原Na2CO3的物质的量之比为1:2C.等质量的NaHCO3和Na2CO3分别于足量盐酸反应，在同温同压下，生成的CO2体积相同D.向Na2CO3饱和溶液中通入足量CO2，有NaHCO3结晶析出 考点对CO32-、HCO3-化学反应的掌握。 解析A项：向含有CaCO3沉淀的水中通入CO2至沉淀恰好溶解，此时CaCO3和CO2和H2O反应生成Ca(HCO3)2，是可溶性盐，所以沉淀消失。此时再向溶液中加入NaHCO3的饱和溶液，同样是HCO3-，两者不会发生反应，也就不会生成CaCO3，A项错误；B项：向Na2CO3溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸，发生的反应为：CO32-+H+=HCO3-，无CO2产生，B项错误；C项：【解题技巧逆推法】在同温同压下，生成的CO2体积相同生成的n(CO2)相同。Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2+H2O；NaHCO3+HCl=NaCl+CO2若反应生成的n(CO2)相同，则消耗的Na2CO3与NaHCO3物质的量相等。但等质量的NaHCO3和Na2CO3的物质的量并不相等，C