2015届浙江省高三化学一轮复习文档：专题3第1讲钠、镁及其化合物

第第 1 1 讲讲 钠 镁及其化合物钠 镁及其化合物 考纲要求 1 了解金属钠 镁及其重要化合物的主要性质及其应用 2 从原子的核外电 子排布 理解 A 族元素 单质 化合物 的相似性和递变性 3 了解碱金属的主要物理性 质和化学性质及其应用 4 了解碱金属及其化合物的典型计算 5 记住 Na K 等重要金属 元素的焰色反应 考点一 钠的性质及应用 1 钠的物理性质 颜色 银白色 有金属光泽 密度 H2O Na 煤油 熔点 低于 100 硬度 质地柔软 可以用小刀切割 2 从钠原子的原子结构认识钠的化学性质 还原性 Na O2 Cl2 H2O H 等 Na 1 1 与非金属单质 如 O2 Cl2 的反应 O2Error Cl2 2Na Cl22NaCl 点燃 2 与水反应 离子方程式 2Na 2H2O 2Na 2OH H2 与滴加酚酞的水反应的现象及解释 3 与盐酸反应 离子方程式 2Na 2H 2Na H2 3 钠的制取及保存 1 制取 化学方程式为 2NaCl 熔融 2Na Cl2 通电 2 保存 密封保存 通常保存在石蜡油或煤油中 4 钠的用途 1 制取 Na2O2等化合物 2 钠 钾合金 液态 可用于原子反应堆的导热剂 3 用作电光源 制作高压钠灯 4 冶炼某些金属 金属钠具有强的还原性 熔融状态下可以用于制取金属 如 4Na TiCl4 4NaCl Ti 熔融 深度思考 1 钠能否保存在 CCl4中 答案 否 因为 CCl4的密度比钠的大 不能起到隔绝空气的作用 2 金属钠露置在空气中会发生一系列变化 银白色金属钠 O2 生成 表面变暗 H2O 生成 出现白色固体 H2O NaOH 表面形成溶液 CO2 生成Na2CO3 10H2O 白色块状物质 风化 生成 白色粉末状物质 答案 Na2O NaOH 溶液 Na2CO3 3 金属钠着火 不能用 H2O 干冰灭火的原因是 通常用 掩埋 答案 金属钠能与 H2O 或 CO2反应 干燥沙土 4 取一小块金属钠 放在燃烧匙里加热 下列实验现象描述正确的是 填序号 金属先熔化 在空气中燃烧 放出黄色火花 燃烧后得白色固体 燃烧时火焰 为黄色 燃烧后生成淡黄色固体物质 答案 解析 金属钠熔点低 放在燃烧匙里加热 先熔化成小球 在空气中燃烧 火焰呈黄色 燃烧后生成淡黄色的 Na2O2 1 金属钠与水的反应是中学化学中的一个重要反应 该反应的演示方法分别如图甲 乙所 示 1 现按图甲所示的方法 在室温时 向盛有饱和 NaOH 溶液的水槽中 加入一小块金属 钠 下列有关描述正确的是 填字母 下同 a 钠浮在液面上 并四处游动 最后消失 b 钠熔化成一个光亮的小球 c 恢复到室温时 NaOH 溶液的浓度增大 d 恢复到室温时 溶液中 Na 数目减少 2 按图乙所示方法来收集产生的气体 需将钠包好 再放入水中 取相同质量的钠按 下列两种情况收集产生的气体在相同条件下体积的关系是 用铝箔包住钠 用铜箔包住钠 a 二者收集气体一样多 b 收集气体体积较大 c 收集气体体积较大 答案 1 abd 2 b 解析 1 钠投入饱和 NaOH 溶液中 发生的反应为 2Na 2H2O 2NaOH H2 其现象 与钠在水中的反应现象相同 又因为原溶液是饱和的 反应消耗水 析出 NaOH 固体 则 NaOH 溶液浓度不变 但溶液体积减小 故 Na 数目减少 2 Na 和 H2O 反应产生 H2 的同时产生 NaOH NaOH 可以和 Al 发生反应 2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 故 用铝箔包住 Na 时产生的 H2的体积较大 2 有人设计出一种在隔绝空气条件下让钠与 FeSO4溶液反应的方法以 验证反应实质 实验时 往 100 mL 大试管中先加 40 mL 煤油 取 3 粒米粒大小的金属钠放入大试管后塞上橡皮塞 通过长颈漏斗加 入 FeSO4溶液使煤油的液面至胶塞 并夹紧弹簧夹 如图 仔细观 察 回答下列问题 1 如何从试剂瓶中取用金属钠 剩余的 Na 能否放回原试剂瓶 2 有关钠反应的现象是 3 大试管的溶液中出现的现象 4 装置中液面的变化 大试管内 长颈漏斗内 5 写出钠与硫酸亚铁溶液反应的化学方程式 答案 1 用镊子从试剂瓶中取一块金属钠 用滤纸吸干表面上的煤油 用小刀在玻璃 片上切米粒大小的钠做实验用 剩余的钠要放回原试剂瓶 不要随意丢弃 2 有气 泡生成 钠熔化成小球且在煤油和 FeSO4溶液界面处上下跳动 最终完全溶解 3 下 层溶液出现白色絮状沉淀 4 下降 上升 5 2Na FeSO4 2H2O Fe OH 2 Na2SO4 H2 3 将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中 既有气体 又有白色沉淀产生的是 MgSO4溶液 NaCl 溶液 Na2SO4溶液 饱和澄清石灰水 Ca HCO3 2溶液 CuSO4溶液 饱和 NaCl 溶液 答案 解析 2Na 2H2O 2NaOH H2 中 Mg2 2OH Mg OH 2 中反应消耗水 溶液温度升高 Ca OH 2的溶解度降低 析出 Ca OH 2产生沉淀 中 Ca2 HCO OH CaCO3 H2O 生成的 Cu OH 2是蓝色沉淀 不符合题意 水 3 减少 c Na 增大 使 NaCl s Na aq Cl aq 平衡向左移动 4 将一小块金属钠分别投入盛 a 水 b 乙醇 c 稀 H2SO4的三个小烧杯中 反应速率由快 到慢的顺序为 解释反应速率不同的原因 答案 c a b 钠与上述三种物质反应的实质都是钠与 H 间的置换反应 H 浓度的大 小决定了反应速率的快慢 由三种物质电离 H 的能力可知 H 浓度的大小顺序为 c a b 因而反应速率为 c a b 总结 钠与水 酸反应的实质都是与 H 的反应 思维建模 1 金属钠与可溶性盐溶液反应的思维模板 2 金属钠与溶液反应现象分析思维模板 1 共性 因为钠与不同的溶液反应均属于剧烈的置换反应 故有共同的现象产生 浮 钠浮在液面上 熔 钠熔化成光亮的小球 游 在液面上不停地游动直至反应 完 响 反应中不停地发出 嘶嘶嘶 的响声 2 差异性 与酸及能形成弱碱的金属盐溶液反应时 由于溶液中 H 浓度较大 反应比 与水剧烈 最后钠可能在液面上燃烧 与盐溶液反应时 还可能会生成沉淀 如生成难 溶碱 气体 NH3 等 考点二 氧化钠和过氧化钠 完成下列表格 化学式 Na2ONa2O2 氧元素化合价 2 1 色 态白色固体淡黄色固体 阴 阳离子个数比 1 21 2 是否为碱性氧化物是不是 与水反应的化学方程 式 Na2O H2O 2NaOH 2Na2O2 2H2O 4NaOH O2 与 CO2反应的化学方 程式 Na2O CO2 Na2CO32Na2O2 2CO2 2Na2CO3 O2 与盐酸反应的化学方 程式 Na2O 2HCl 2NaCl H2O 2Na2O2 4HCl 4NaCl 2H2 O O2 深度思考 判断正误 正确的划 错误的划 1 Na2O2与 Na2O 中均只存在离子键 2 Na2O2与 Na2O 晶体中阳离子与阴离子的个数比均为 2 1 3 Na2O2在潮湿的空气中放置一段时间 变成白色粘稠物的原因是 2Na2O2 2CO2 2Na2CO3 O2 2012 北京理综 7C 4 2Na2O2 2H2O 4NaOH O2 H2O 既不是氧化剂也不是还原剂 5 Na2O2与 H2O 反应制备 O2的离子方程式 Na2O2 H2O 2Na 2OH O2 6 Na2O Na2O2组成元素相同 与 CO2反应产物也相同 7 Na2O2的电子式为 Na Na O O 答案 1 2 3 4 5 6 7 题组一 过氧化钠的性质及应用 1 某溶液中含有 HCO SO CO CH3COO 4 种阴离子 向其中加入足量的 Na2O2固 32 32 3 体后 溶液中离子浓度基本保持不变的是 假设溶液体积无变化 A CH3COO B SO2 3 C CO D HCO 2 3 3 答案 A 解析 Na2O2与水反应生成 NaOH HCO OH CO H2O HCO浓度减小 CO 32 3 3 浓度增大 SO具有还原性 被 Na2O2氧化 浓度减小 CH3COO 几乎不变 2 32 3 2 比较下列四组反应 回答下列问题 一组 Na2O2 CO2 Na2O2 SO2 二组 Na2O2 FeCl3 溶液 Na2O2 FeCl2 溶液 三组 SO2通入品红溶液中 加热 Na2O2加入到品红溶液中 加热 四组 NaOH 溶液滴入紫色石蕊试液中 Na2O2固体加入到紫色石蕊试液中 问题 1 写出 两反应的化学方程式 2 判断 反应中可能发生的现象 为什么 3 判断 反应中可能发生的现象 为什么 4 判断 反应中可能发生的现象 答案 1 2Na2O2 2CO2 2Na2CO3 O2 Na2O2 SO2 Na2SO4 2 反应均会有红褐色沉淀生成并有气体放出 中气体明显少于 中气体 FeCl3与 NaOH 反应生成 Fe OH 3 Fe OH 3是不溶性的红褐色沉淀 中 Fe2 具有强还 原性 易被 Na2O2氧化并生成 Fe OH 3 Na2O2与溶液中的水剧烈反应会有 O2产生 3 溶液红色褪去 加热后又恢复红色 溶液红色褪去 加热后不能恢复红色 原 因是 SO2的漂白性是由于它能与某些有色物质生成易分解的无色物质 Na2O2的漂白性 是因其具有强氧化性 4 溶液变蓝 溶液先变蓝后褪色 原因是 Na2O2与 H2O 反应生成 NaOH 呈碱性 同时 Na2O2又有漂白性 练后反思 Na2O2结构和强氧化性的常考点 1 Na2O2的电子式为 O是个原子团 2 2 2 Na2O2与 H2O CO2的反应都是 Na2O2自身的氧化还原反应 3 在研究 Na2O2与其他溶液反应时 要注意 Na2O2的强氧化性和其溶液的强碱性 题组二 有关 Na2O2的定量计算 3 往甲 乙 丙 丁四个烧杯内分别放入 0 1 mol 的钠 氧化钠 过氧化钠和氢氧化钠 然后各加入 100 mL 水 搅拌 使固体完全溶解 则甲 乙 丙 丁溶液中溶质的质量 分数大小顺序是 A 甲 乙 丙 丁 B 丁 甲 乙 丙 C 甲 丁 乙 丙 D 丁 甲 乙 丙 答案 B 解析 1 甲 丁相比 甲 Na NaOH 消耗 H2O 溶剂减少 丁 NaOH 无反应 溶剂不变 故 NaOH 的质量分数 甲 丁 2 乙 丙相比 Error NaOH 相等消耗 H2O 相等溶剂相等 故乙 丙溶液完全等同 3 乙 丙与甲相比 甲 Na 乙 Na2O 丙 Na2O2 当它们物质的量相等时 Na 甲 所得 NaOH 是乙 丙 Na2O Na2O2 所得 NaOH 物质的量的 它们所消耗的水相等 故溶剂相等 因此甲的质量分数比乙 丙小 1 2 4 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 8 9 A 1 1 0 B 6 9 0 C 3 4 1 D 3 3 2 答案 C 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 V 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 5 取 a g 某物质在 O2中完全燃烧 将生成物与足量 Na2O2固体完全反应 反应后 固体质 量恰好也增加了 a g 下列物质不能满足上述结果的是 A H2 B CO C C6H12O6 D C12H22O11 答案 D 解析 2CO O22CO2 点燃 2Na2O2 2CO2 2Na2CO3 O2 得 Na2O2 CO Na2CO3 虚拟的反应 即 CO 可被 Na2O2完全吸收 2H2 O22H2O 点燃 2Na2O2 2H2O 4NaOH O2 得 Na2O2 H2 2NaOH 虚拟的反应 C 项可变形为 CO 6 H2 6 D 项变为 C CO 11 H2 11 因而反应后质量增加大于 a g 练后反思 1 Na2O2与 CO2 H2O 反应的四个角度探究 1 从氧化还原角度 Na2O2与 H2O CO2反应均有 O2生成 在反应中 Na2O2既表现氧化性也表现还原性 H2O CO2在此反应中既不是氧化剂 也不是还原剂 2 mol 的 Na2O2不论与水还是与 CO2反应均生成 1 mol 的 O2 转移 2 mol 的电子 2 从物质的量的角度 2 mol 的 Na2O2不论与水还是与 CO2反应均生成 1 mol 的 O2 消耗 2 mol 的 H2O 或 2 mol 的 CO2 若 CO2和水蒸气的混合气体 或单一气体 通过足量的 Na2O2 气体体积减少的量等于 原混合气体体积的 且等于生成氧气的体积 1 2 3 从先后顺序的角度 Na2O2与水蒸气 CO2混合气体反应时 Na2O2应视为首先与 CO2反应生成 Na2CO3 CO2反 应完后 剩余的 Na2O2再与水蒸气反应生成 NaOH 4 从质量的角度 每摩尔 Na2O2与足量 CO2 H2O 分别完全反应时相当于吸收了 28 g CO 2 g H2 2 增重量等于可燃物质量的规律 凡分子组成符合 CO m H2 n的物质 W g 该物质在 O2中完全燃烧 将其产物 CO2和水 蒸气 通过足量的 Na2O2后 固体增重必为 W g 或是由 C H O 三种元素组成的物质 只要 C O 原子个数比为 1 1 即可满足该条件 中学阶段常见的符合这一关系的物质有 1 无机物 H2 CO 及 H2和 CO 的混合气体 2 有机物 CH3OH 甲醇 HCHO 甲醛 CH3COOH 乙酸 HCOOCH3 甲酸甲酯 C6H12O6 葡萄糖 等 题组三 Na2O2与 CO2反应的探究实验 6 下图是 Na2O2和 CO2定性 定量实验的装置示意图 注射器 1 中抽取了 100 mL CO2 U 形管中装有适量小玻璃珠和约 1 5 g Na2O2粉末 实 验开始时 打开 K1 K2 K4止水夹 关闭 K3止水夹 推动注射器 1 活塞 缓缓将 CO2压 至 U 形管中 注射器 2 活塞缓缓向外移动 回答下列问题 本题不考虑注射器内壁的 摩擦阻力 1 U 形管内的玻璃珠并不参与反应 其所起的作用除防止过氧化钠粉末被吹走外 另 一个重要作用是 2 U 形管中可观察到的反应现象是 3 注射器 1 活塞推到底后 注射器 2 中收集到的气体大于 50 mL 其原因除可能仍还 含 CO2外 还有一个重要原因是 4 为了使剩余气体中二氧化碳能反应完 接下来的操作是 5 要证明反应产物之一为氧气 最为方便的实验方法是 6 本实验结束后固体产物板结 难以从 U 形管中取出 为了要证明固体产物中含有碳 酸盐 实验时还需要从如下图所示仪器和试剂中选择 填字母 当装置和药品 都安装完毕后 接下来的操作步骤是 答案 1 增大过氧化钠和二氧化碳的接触面积 使反应完全 2 淡黄色粉末渐渐变白 3 该反应为放热反应 反应后气体温度升高 体积变大 4 将注射器 2 中气体再推入 U 形管中 反复数次 5 打开胶塞 立即将带火星的木条伸入 U 形管中 木条复燃 6 DEA 或 DEC 关闭 K1 K4止水夹 打开 K2 K3止水夹 通过分液漏斗 或胶头滴管 将稀盐酸滴入 U 形管中 观察试管内 Ca OH 2溶液是否变浑浊 解析 1 玻璃珠还可起到增大 Na2O2与 CO2接触面积 使之反应完全的作用 2 U 形 管中 Na2O2与 CO2反应生成 Na2CO3和 O2 故 U 形管内淡黄色粉末渐渐变白 3 由 2Na2O2 2CO2 2Na2CO3 O2可知 100 mL CO2理论上应产生 50 mL O2 收集到的气体大 于 50 mL 除部分 CO2没反应外 还可能是反应放热 气体受热膨胀 4 为了让 CO2反 应完 可把注射器 2 中的气体再推入 U 形管中 反复数次 5 可利用 O2支持燃烧 能 使带火星的木条复燃的性质证明 6 要证明有 CO 可利用 H 与 CO反应产生 2 32 3 CO2 检验 CO2即可 故选 A D E 或 C D E 操作时 需要关闭 K1 K4 打开 K2 K3 通过分液漏斗 或胶头滴管 将盐酸滴入 U 形管中 观察试管内现象即可 考点三 碳酸钠与碳酸氢钠 1 性质 2 转化 Na2CO3NaHCO3 CO2 H2O 适量H 固体 加热 适量OH 深度思考 1 将 CO2气体通入到饱和 Na2CO3溶液中有何现象 原因是什么 答案 开始无明显现象 后有沉淀析出 原因是 NaHCO3的溶解度小于 Na2CO3的溶解度 而且反应消耗溶剂水 2 Na2CO3固体粉末中混有少量 NaHCO3 用什么方法除杂 Na2CO3溶液中混有少量 NaHCO3 用什么方法除杂 NaHCO3溶液中混有少量 Na2CO3 用什么方法除杂 答案 用加热法可以将 Na2CO3固体粉末中混有的 NaHCO3转化为 Na2CO3 向混合液中滴 加适量的 NaOH 溶液 可以将其中的 NaHCO3转化为 Na2CO3 向混合液中通入过量的 CO2 气体 可以将 Na2CO3转化为 NaHCO3 题组一 Na2CO3 NaHCO3的鉴别 1 下列几种试剂能把等物质的量浓度的 Na2CO3 NaHCO3鉴别开的是 1 CaCl2溶液 2 澄清石灰水 3 稀盐酸 4 pH 试纸 答案 1 3 4 2 某校化学课外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 答案 1 2 2NaHCO3Na2CO3 H2O CO2 CO2 Ca OH 2 CaCO3 H2O D 3 NaHCO3 解析 1 图 不能达到实验目的 因为无论碳酸钠还是碳酸氢钠均可以与盐酸反应产 生二氧化碳 二氧化碳气体与澄清石灰水作用变浑浊 故不可以 图 可以鉴别 因为 等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量的稀盐酸反应 生成的二氧化碳气体的量不同 可根 据气球膨胀程度来判断 2 图 所涉及的化学方程式为 2NaHCO3Na2CO3 H2O CO2 实验 的优点是可同时做对比实验 3 试管 B 装入碳酸氢钠 试管 A 装入碳酸钠 这样直接加热的碳酸钠 温度高 不分 解 不能使澄清石灰水变浑浊 而间接加热的碳酸氢钠分解 使澄清石灰水变浑浊 表 明了碳酸氢钠很不稳定 练后反思 1 判断类别 用准方法 突破 Na2CO3 NaHCO3的鉴别 2 不用任何试剂鉴别 Na2CO3和盐酸的化学原理 1 把 Na2CO3溶液逐滴加入盐酸中 开始时盐酸相对过量 则发生反应 Na2CO3 2HCl 2NaCl CO2 H2O 即开始就有 CO2放出 2 把盐酸逐滴加入 Na2CO3溶液中 开始时 Na2CO3相对过量 则先发生反应 Na2CO3 HCl NaCl NaHCO3 继续滴加盐酸则发生反应 NaHCO3 HCl NaCl CO2 H2O 即开始阶段无明显现象 后有气体产生 题组二 有关 Na2CO3 NaHCO3的定量计算 3 1 纯净的 Na2CO3 a g Na2CO3与 NaHCO3的混合物 a g 纯净的 NaHCO3 a g 按 要求回答下列问题 A 分别与盐酸完全反应时 耗酸量从大到小的顺序为 B 分别和盐酸完全反应时 放出 CO2气体的量从大到小的顺序为 C 分别溶于水 再加入足量的澄清石灰水 生成沉淀的质量从大到小的顺序为 D 分别配成等体积的溶液 c Na 的浓度从大到小的顺序为 2 将 a g Na2CO3和 NaHCO3的混合物充分加热 其质量变为 b g 则 Na2CO3的质量分数 为 3 若将问题 1 中的等质量改为等物质的量 回答上述 A B C D 四问 答案 1 A B C D 2 100 3 A 84b 53a 31a B C D 4 将 0 4 g NaOH 和 1 06 g Na2CO3混合并配成溶液 向溶液中滴加 0 1 mol L 1稀盐酸 下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成 CO2的物质的量的关系的是 答案 C 解析 滴加盐酸先发生反应 OH H H2O 再发生反应 CO H HCO 最后发 2 3 3 生反应 HCO H CO2 H2O 因 n OH n CO 0 01 mol 故加入 0 02 32 3 mol HCl 后开始有气体生成 故 C 正确 思维建模 用数形结合思想理解 Na2CO3 NaHCO3与盐酸的反应 1 向 Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸 第一步 CO转化为 HCO 无气体产生 第二步 2 3 3 HCO与 H 反应产生 CO2 消耗 HCl 的体积与产生 CO2的体积的关系如图 1 所示 3 2 向 NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸 消耗 HCl 的体积与产生 CO2的体积的关系如图 2 所示 3 向 NaOH Na2CO3的混合溶液中逐滴加入盐酸 消耗 HCl 的体积与产生 CO2的体积的关 系如图 3 所示 设 NaOH Na2CO3的物质的量之比 x y 1 1 其他比例时的图像略 4 向 Na2CO3 NaHCO3的混合溶液中逐滴加入盐酸 消耗 HCl 的体积与产生 CO2的体积的 关系如图 4 所示 设 Na2CO3 NaHCO3的物质的量之比 m n 1 1 其他比例时的图像略 题组三 在 化工生产 中考查 Na2CO3和 NaHCO3 5 Na2CO3的制取方法及综合实验探究 1 我国化学家侯德榜改革国外的纯碱生产工艺 其生产流程可简要表示如下 往饱和食盐水中依次通入足量的 NH3 CO2 氨碱法 而不先通 CO2再通 NH3的原因是 从生产流程图可知 可循环利用的物质是 写出沉淀池中 煅烧炉中反应的化学方程式 2 如何用 CO2和 50 mL 2 mol L 1 NaOH 溶液制取 50 mL 1 mol L 1 Na2CO3溶液 写出简要的实验步骤 写出有关反应的化学方程式 答案 1 由于 CO2在 NaCl 溶液中的溶解度很小 先通入 NH3使食盐水呈碱性 能够 吸收大量 CO2气体 产生较高浓度的 HCO 才能析出 NaHCO3晶体 3 食盐水 CO2 NH3 CO2 H2O NaCl NaHCO3 NH4Cl 2NaHCO3Na2CO3 CO2 H2O 2 将 50 mL 2 mol L 1 NaOH 溶液等分成两份 在一份 NaOH 溶液中通入过量的 CO2气体 再将两溶液混合 即得 50 mL 1 mol L 1 Na2CO3溶液 NaOH CO2 NaHCO3 NaHCO3 NaOH Na2CO3 H2O 易错警示 直接在 NaOH 溶液中通入 CO2很难控制 CO2的量 若 CO2的量较少 得到的是 NaOH 和 Na2CO3的混合液 若 CO2的量较多 得到的是 Na2CO3和 NaHCO3的混合液 6 某科研小组以难溶性钾长石 K2O Al2O3 6SiO2 为原料 提取 Al2O3 K2CO3等物质 工 艺流程如下 1 煅烧 过程中有如下反应发生 钾长石中的硅元素在 CaCO3作用下转化为 CaSiO3 写出 SiO2转化为 CaSiO3的化学方 程式 钾长石中的钾元素和铝元素在 Na2CO3作用下转化为可溶性的 NaAlO2和 KAlO2 写出 Al2O3转化为 NaAlO2的化学方程式 2 转化 时加入 NaOH 的主要作用是 用离子 方程式表示 3 上述工艺中可以循环利用的主要物质是 和水 答案 1 CaCO3 SiO2CaSiO3 CO2 Na2CO3 Al2O32NaAlO2 CO2 2 HCO OH H2O CO 3 Na2CO3 CO2 32 3 解析 1 利用原子守恒 结合题中信息可知反应的另一产物为 CO2 因此可写出有关 反应方程式 2 因向 浸出液 含有偏铝酸根离子 通入过量 CO2 因此过滤出 Al OH 3 沉淀后的滤液中含有大量的 HCO 故加入 NaOH 的主要作用是使 HCO转化为 3 3 CO 3 结合流程知 在煅烧时产生的 CO2与在结晶时析出的碳酸钠都是反应所需原 2 3 料 可循环利用 考点四 碱金属元素 焰色反应 1 碱金属的一般性与特殊性 1 一般性 相似性递变性 由 Li Cs 原子 结构 最外层均为 1 个电子 电子层数逐渐增多 核电荷数逐渐增大 原子半径逐渐增大 元素 性质 都具有较强的金属性 最高正价均为 1 价 金属性逐渐增强 物理 性质 除 Cs 外 都呈银白色 密度较小 熔 沸点较低 密度逐渐增大 钾反常 熔 沸点逐渐降低 单质 性质化学 性质 都具有较强的还原性 还原性逐渐增强 与 O2反应 越来越剧烈 产物越来越复 杂 2 特殊性 碱金属的密度一般随核电荷数的增大而增大 但钾的密度比钠的小 碱金属一般都保存在煤油中 但由于锂的密度小于煤油的密度而将锂保存在石蜡中 碱金属跟氢气反应生成的碱金属氢化物都是离子化合物 其中氢以 H 形式存在 显 1 价 碱金属氢化物是强还原剂 2 焰色反应 1 焰色反应的概念 某些金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特殊的颜色 其属于物理变化 属于元素的性质 2 焰色反应的操作 铂丝无色待测物观察火焰颜色铂丝无色 酒精灯 灼烧 蘸取 酒精灯 灼烧 用盐酸 洗涤 酒精灯 灼烧 3 常见元素的焰色 钠元素黄色 钾元素紫色 透过蓝色钴玻璃观察 铜元素绿色 深度思考 1 根据碱金属的性质规律思考下列问题 1 钠与氧气反应有 Na2O Na2O2两种氧化物生成 其他碱金属单质也只生成两种类似的 氧化物吗 答案 不是 如 Li 与氧气反应只生成 Li2O K 与 O2反应还能生成更复杂的氧化物 2 钠的还原性比钾的弱 但工业上制取钾却用钠置换钾的原因是 答案 由于 Na KCl NaCl K 是可逆反应 而 K 的熔 沸点比 Na 低 产生钾蒸气 使平衡向右移动 2 焰色反应是物理变化还是化学变化 答案 物理变化 题组一 碱金属元素性质规律的应用 1 有关碱金属的叙述正确的是 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 碳酸铯加热时不能分解为二氧化碳和氧化铯 D 无水硫酸铯的化学式为 Cs2SO4 它不易溶于水 答案 C 解析 钾的密度小于钠的密度 这是碱金属单质密度依次增大的一个例外 碱金属中除 锂外 均不与氮气直接反应 Cs 与 Na 同为碱金属元素 性质相似 由 Na2SO4易溶于水 可得出 Cs2SO4也易溶于水 由 Na2CO3加热不分解 可得出 Cs2CO3加热也不分解 2 金属活动性顺序表中 K 在 Na 的前面 K 与 Na 在性质上具有很大的相似性 下面是根据 Na 的性质对 K 的性质的预测 其中不正确的是 A K 在空气中可以被空气中的氧气氧化 B K 可以与乙醇发生反应生成氢气 C K 与水的反应不如钠与水的反应剧烈 D K 也可放在煤油中保存 答案 C 解析 金属活动性顺序表中 K 在 Na 的前面 K 比 Na 活泼 故 K 在空气中可以被氧气氧 化 A 项正确 Na 与乙醇能够反应放出氢气 K 也能与乙醇反应放出氢气 B 项正确 K 与水的反应比 Na 与水的反应剧烈 C 项错误 Na K 均可放在煤油中保存 D 项正确 题组二 焰色反应 3 下列对焰色反应实验操作注意事项的说法 正确的是 钾的火焰颜色要透过蓝色钴玻璃观察 先将铂丝灼烧到与原来火焰的颜色相同 再蘸取被检验的物质 每次实验后 要将铂丝用盐酸洗净 实验时最好选择本身颜色较浅的火焰 没有铂丝时 也可以用光洁无锈的铁丝代替 A 仅有 不正确 B 仅有 不正确 C 仅有 不正确 D 全对 答案 D 解析 由于焰色反应是通过观察火焰颜色来检验离子是否存在的方法 所以实验时所用 火焰和所用金属丝在灼烧时都不应该有很明显的颜色 否则将无法观察到被检验离子的 真实焰色反应情况 观察钾的火焰颜色时要透过蓝色钴玻璃 目的是滤去黄光 避免钠 的干扰 反思归纳 碱金属常从以下几个方面设问题 1 碱金属单质与水 或酸 反应的现象 2 碱金属单质的保存 注意碱金属的密度 3 碱金属单质与氧气反应产物的判断 4 碱金属对应的氢氧化物碱性强弱的比较 5 碱金属的碳酸盐性质的比较 6 与最新的科学技术相关的碱金属的应用 考点五 镁及其化合物 1 镁的提取 1 镁的存在 自然界中的镁主要以化合态的形式存在于地壳和海水中 海水中镁的总 储量约为 1 8 1015 t 2 镁的提取过程 2 镁的性质 深度思考 1 写出上述 的化学方程式 答案 MgCl2 Ca OH 2 Mg OH 2 CaCl2 Mg OH 2 2HCl MgCl2 2H2O MgCl2 6H2OMgCl2 6H2O HCl MgCl2Mg Cl2 通电 2 怎样从 MgCl2溶液中最终制得 MgCl2固体 答案 采取蒸发浓缩 冷却结晶的方法得到 MgCl2 6H2O 晶体 然后使 MgCl2 6H2O 在 HCl 气流中加热失去结晶水得到 MgCl2固体 3 冶炼金属镁时为什么电解熔融的 MgCl2而不是熔融的 MgO 答案 因为 MgO 的熔点高达 2 800 远远高于 MgCl2的熔点 使之熔化需要消耗更多 的能量 4 镁在空气中燃烧可能发生哪几个化学反应 答案 2Mg O22MgO 点燃 3Mg N2Mg3N2 点燃 2Mg CO22MgO C 点燃 1 2011 广东理综 10 某同学通过系列实验探讨 Mg 及其化合物的性质 操作正确且能 达到目的的是 A 将水加入浓硫酸中得稀硫酸 置镁片于其中探讨 Mg 的活泼性 B 将 NaOH 溶液缓慢倒入 MgSO4溶液中 观察 Mg OH 2沉淀的生成 C 将 Mg OH 2浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤 洗涤并收集沉淀 D 将 Mg OH 2沉淀转入表面皿中 加足量稀盐酸 加热蒸干得无水 MgCl2固体 答案 B 解析 A 项中稀释浓硫酸应将浓硫酸慢慢注入水中且用玻璃棒搅拌 以免液体飞溅伤人 操作错误 B 项正确 C 项中过滤时应用玻璃棒引流 D 项中表面皿不能用于加热蒸干 溶液 而且 MgCl2溶液直接加热蒸干得到的应该是 MgO 故操作错误 2 海水的综合利用可以制备金属镁 其流程如下 1 海水提镁要用到海滩上的贝壳 它的作用是 贝壳经历的有关变化是 2 写出由 MgCl2得到金属镁的反应方程式 3 Mg OH 2沉淀中混有 Ca OH 2应怎样除去 写出实验步骤 4 从经济效益角度看 该化工厂的厂址应选择在 5 实验室中将粗盐制成精盐的过程中 在溶解 过滤 蒸发三个步骤的操作中都要用 到玻璃棒 分别说明在这三种情况下用到玻璃棒的目的 溶解时 过滤时 蒸发时 答案 1 作为原料 用来制碱 CaCO3CaO CO2 CaO H2O Ca OH 高温 2 2 MgCl2 Mg Cl2 通电 熔融 3 加入 MgCl2溶液至过量 过滤 即可除去 Ca OH 2 4 海边 5 搅拌 加速溶解 引流 使待滤液体沿玻璃棒流入漏斗 防止外溅 搅拌 防止因局部过热而使液体或晶体飞溅 解析 在海水提镁的生产中 利用海边的贝壳制造熟石灰 以降低运输成本 将电解生 成的氯气与氢气化合制备盐酸 再将盐酸与氢氧化镁反应制取氯化镁 以实现原料的循 环利用 以及将厂址选在海边等都是为了提高经济效益 探究高考 明确考向 1 高考题组合 下列离子方程式书写正确的是 A 钠与水反应 Na 2H2O Na 2OH H2 2012 四川理综 9A B 碳酸钠溶液显碱性 CO H2O HCO OH 2013 北京理综 8B 2 3 3 C Na2O2溶于水产生 O2 Na2O2 H2O 2Na 2OH O2 2013 江苏 8C D 碳酸氢钠溶液中滴入氢氧化钙溶液 HCO OH CO H2O 2012 海南 32 3 12A 答案 B 解析 A 项电子不守恒 错 C 项氧原子不守恒 错 D 项忽视了 CO与 Ca2 生成 2 3 CaCO3沉淀 2 下列说法正确的是 A NA表示阿伏加德罗常数 1 mol Na 被完全氧化生成 Na2O2 失去 2NA个电子 2013 广东理综 9D B Na2O2用作呼吸面具的供氧剂涉及氧化还原反应 2012 广东理综 10A C 小苏打的主要成分是碳酸钠 2012 海南 2B D NaHCO3的热稳定性大于 Na2CO3 2012 重庆理综 7B 答案 B 解析 A 项 Na2O2中钠的化合价为 1 1 mol Na 只能失去 1 mol e 错 C 项小苏打 的主要成分是 NaHCO3 错 D 项 NaHCO3不稳定 受热易分解 3 2013 安徽理综 12 我省盛产矿盐 主要成分是 NaCl 还含有 SO等其他可溶性杂 2 4 质的离子 下列有关说法正确的是 A 由矿盐生产食盐 除去 SO最合适的试剂是 Ba NO3 2 2 4 B 工业上通过电解氯化钠溶液制备金属钠和氯气 C 室温下 AgCl 在水中的溶解度小于在食盐水中的溶解度 D 用酚酞试液可鉴别饱和食盐水和饱和纯碱溶液 答案 D 解析 加入 Ba NO3 2除去 SO的同时 又引入了 NO杂质 应用 BaCl2 A 错误 电 2 4 3 解氯化钠溶液得不到金属钠 应电解熔融的 NaCl 才行 B 错误 在食盐水中 相当于 增加了氯离子浓度 会使 AgCl 的溶解平衡逆向移动 溶解度减小 C 错误 由于饱和 纯碱溶液呈碱性 NaCl 溶液呈中性 故可用酚酞试液鉴别 D 正确 4 2011 上海 17 120 mL 含有 0 20 mol 碳酸钠的溶液和 200 mL 盐酸 不管将前者滴 加入后者 还是将后者滴加入前者 都有气体产生 但最终生成的气体体积不同 则盐 酸的浓度合理的是 A 2 0 mol L 1 B 1 5 mol L 1 C 0 18 mol L 1 D 0 24 mol L 1 答案 B 解析 盐酸与碳酸钠分两步反应 第一步生成碳酸氢钠 Na2CO3 HCl NaHCO3 NaCl 第二步碳酸氢钠继续与盐酸反应生成 CO2 NaHCO3 HCl NaCl H2O CO2 若将 Na2CO3溶液逐滴加入到盐酸中 则开始时 盐酸足量 有气体生成 若将盐酸逐滴加入到 Na2CO3溶液中 则开始时只发生第一步 反应 直至 CO完全转化为 HCO时 理论上 才会发生第二步反应 产生 CO2 所需 2 3 3 盐酸浓度 c HCl 1 0 mol L 1 若 c HCl 0 20 mol 200 mL 10 3 L mL 1 2 0 mol L 1 则盐酸足量 两种滴加方式产生 CO2的体 0 20 mol 2 200 mL 10 3 L mL 1 积相同 因此选项 B 合理 5 2012 上海 十一节选 钠是活泼的碱金属元素 钠及其化合物在生产和生活中有广泛 的应用 完成下列计算 1 叠氮化钠 NaN3 受撞击完全分解产生钠和氮气 故可应用于汽车安全气囊 若产生 40 32 L 标准状况下 氮气 至少需要叠氮化钠 g 2 钠 钾合金可在核反应堆中用作热交换液 5 05 g 钠 钾合金溶于 200 mL 水生成 0 075 mol 氢气 计算溶液中氢氧根离子的物质的量浓度 忽略溶液体积变化 计算并确定该钠 钾合金的化学式 答案 1 78 2 c OH mol L 1 0 75 mol L 1 0 075 2 200 10 3 设上述合金中含 a mol 钠 b mol 钾 则 Error 解得 a 0 050 b 0 10 该钠 钾合金化学式为 NaK2 解析 1 解法一 叠氮化钠受撞击分解的化学方程式为 2NaN3 2Na 3N2 由此可知生成标准状况下 40 32 L 氮气时需要 NaN3的质量为 65 40 32 L 22 4 L mol 1 2 3 g mol 1 78 g 解法二 根据氮元素守恒有 n NaN3 n N2 1 2 mol m NaN3 2 3 40 32 L 22 4 L mol 1 2 3 1 2 mol 65 g mol 1 78 g 1 下列各项中的 黄色 不属于因化学反应而产生的是 A 将钠在石棉网上加热熔化 冷却后得到淡黄色固体 B 在氯化亚铁溶液中通入氯气 反应后得到黄色溶液 C 久置的碘化钾溶液呈黄色 D 食盐在无色的火焰上灼烧时 火焰呈黄色 答案 D 解析 焰色反应是物理变化 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 A Na 和 O2 B NaOH 和 CO2 C NaHCO3和 NaOH D Na2CO3和 HCl 答案 C 解析 A 项反应条件不同 生成物不同 B 项 CO2的用量不同 生成物不同 D 项 Na2CO3溶液与盐酸的加入顺序不同 生成物不同 3 1 0 g 镁在氧气中燃烧后增重 0 64 g 但在空气中燃烧时增重不足 0 64 g 其原因可 能是 A 空气中镁燃烧肯定不完全 B 空气中部分镁与 CO2反应 C 空气中镁部分与 N2反应 D 空气中镁部分与水蒸气反应 答案 C 解析 相同质量的 Mg 在 O2 N2 CO2中燃烧所得固体的质量由少到多的顺序为 N2 O2 CO2 Mg 在空气中燃烧主要是与 O2反应 少量可与 N2反应 使增重少于在 O2中 燃烧 4 过氧化钠具有强氧化性 遇木炭 铝粉等还原性物质时可燃烧 下列有关说法不正确的 是 A Na2O2与 CO2反应时 Na2O2是氧化剂 CO2是还原剂 B 熔融过氧化钠时不可使用石英坩埚 C 过氧化钠与木炭 铝粉反应时 过氧化钠均表现出强氧化性 D 过氧化钠与二氧化硫反应时可生成硫酸钠 答案 A 解析 Na2O2与 H2O CO2反应时 都是 Na2O2自身发生的歧化反应 故 A 项错误 石英的 主要成分是 SiO2 而 Na2O2能与 SiO2反应生成 Na2SiO3 故熔融过氧化钠时不可使用石 英坩埚 B 项正确 Na2O2具有强氧化性 而 C Al SO2均具有还原性 故 Na2O2可与 C Al SO2发生氧化还原反应 可将 C 氧化成 CO2 将 Al 氧化成 Al2O3 将 SO2氧化成 Na2SO4 所以 C 项和 D 项均正确 5 下列关于 Na2CO3和 NaHCO3性质的说法错误的是 A 热稳定性 NaHCO3 Na2CO3 B 与同浓度盐酸反应的剧烈程度 NaHCO3 Na2CO3 C 相同温度时 在水中的溶解性 NaHCO3 Na2CO3 D 等物质的量浓度溶液的 pH NaHCO3 Na2CO3 答案 B 解析 与同浓度盐酸反应的剧烈程度 Na2CO3 NaHCO3 6 下列化学实验事实及其解释不正确的是 A 滴有酚酞的 NaHCO3溶液呈浅红色 微热后红色加深 是因为 NaHCO3分解生成了 Na2CO3 B 钠保存在煤油中 是因为煤油不与钠发生反应 钠比煤油密度大 煤油可以使钠隔 绝空气和水蒸气 C 用洁净的玻璃管向包有 Na2O2的脱脂棉吹气 脱脂棉燃烧 说明 CO2 H2O 与 Na2O2的 反应是放热反应 D 钠长期暴露在空气中的产物是 Na2CO3 原因是钠与氧气生成的 Na2O 与水和二氧化碳 反应 答案 A 解析 A 项 对 NaHCO3溶液微热 HCO水解程度增大 溶液碱性增强 3 7 为了使宇航员在飞船中得到一个稳定的 良好的生存环境 一般在飞船内安装盛有 Na2O2或 K2O2颗粒的装置 它的用途是产生氧气 下列关于 Na2O2的叙述正确的是 A Na2O2中阴 阳离子的个数比为 1 1 B Na2O2分别与水及 CO2反应产生相同量的 O2时 需要水和 CO2的质量相等 C Na2O2分别与水及 CO2反应产生相同量的 O2时 转移电子的物质的量相等 D Na2O2的漂白原理与 SO2的漂白原理相同 答案 C 解析 Na2O2的电子式为 Na 2 Na 故阴 阳离子的个数比为 1 2 A 错 O O 误 生成相同量的 O2时消耗的水和二氧化碳的物质的量相同 但质量不同 B 项错 由 得失电子守恒知二者转移电子的物质的量相同 C 项正确 Na2O2因具有强氧化性而有 漂白性 SO2易与有色物质化合生成无色不稳定的物质 故二者原理不同 D 项错误 8 碱金属钫 Fr 具有放射性 它是碱金属元素中最重的元素 根据碱金属元素性质的递变 规律预测其性质 其中不正确的是 A 在碱金属元素中它具有最大的原子半径 B 钫在空气中燃烧时 只生成化学式为 Fr2O 的氧化物 C 它的氢氧化物的化学式为 FrOH 这是一种极强的碱 D 它能跟水反应生成相应的碱和氢气 由于反应剧烈而发生爆炸 答案 B 解析 根据同主族元素性质的递变规律 从金属锂到金属钫随原子序数的递增 原子半 径逐渐增大 元素的金属性逐渐增强 最高价氧化物对应的水化物的碱性逐渐增强 与 水反应的剧烈程度逐渐增强 与氧气反应的产物越来越复杂 可以产生过氧化物 超氧 化物甚至臭氧化物等 9 有 3 份等质量的小苏打 第 1 份直接与盐酸恰好完全反应 第 2 份首先加热 使其部分 分解后 再与盐酸恰好完全反应 第 3 份首先加热 使其完全分解后 再与盐酸恰好完 全反应 假若盐酸的物质的量浓度相同 消耗盐酸的体积分别为 V1 V2和 V3 则 V1 V2和 V3的大小关系正确的是 A V1 V2 V3 B V1 V3 V2 C V2 V3 V1 D V1 V2 V3 答案 D 解析 3 份小苏打质量相等 无论是直接与盐酸反应 还是部分分解或完全分解后与盐 酸反应 最终得到的都是 NaCl 溶液 其中 Cl 来自于盐酸 Na 来自于 NaHCO3 3 份消 耗盐酸的体积相同 10 中新网 2012 年 10 月 26 日电 中国外交部副部长张志军向中外记者表示 日本没有权 利拿中国领土进行任何形式的买卖 钓鱼岛寸土滴水 一草一木都不容交易 不管日 方以什么形式 购岛 都是对中国领土主权的严重侵犯 我国钓鱼岛海域资源丰富 利用其海水等可制得多种化工产品 其主要工艺流程如图 下列关于 Y Z 的说法不正确的是 A Y Z 两种物质可在一定条件下实现相互转化 B 利用 Z CaO H2O 可制备 NaOH C 利用 BaCl2溶液可判断 Z 中是否含有 Y D 金属 Mg 在一定条件下能与 Y 的某种分解产物发生置换反应 答案 C 解析 Y 为 NaHCO3 Z 为 Na2CO3 NaHCO3受热分解得到 Na2CO3 Na2CO3与 CO2 H2O 反应 得到 NaHCO3 CaO 与 H2O 反应得到 Ca OH 2 Ca OH 2与 Na2CO3反应得到 NaOH BaCl2 只能与 Na2CO3反应而不与 NaHCO3反应 NaHCO3