2020年全国地区中学化学竞赛试题：碱金属（9页49题）

碱金属A组 D电子工业中制造一种光电管时，需要一种一经强光照就失去电子而接通电路的材料，制造材料的物质是A 氢气和氯气的混和物 B 溴化银 C 铝 D 铯 B军事上，常利用焰色反应的原理制作A 燃烧弹 B 信号弹 C 照明弹 D 烟幕弹 A核工程中常作原子反应堆导热剂的是A 钾钠合金 B 钠汞合金 C 重水 D 金属锂 B钠和钾的合金（含50%80%的钾）在室温下呈液态，在原子反应堆中起的作用是A 导电 B 导热 C 强还原剂 D 熔剂 C下列有关钠的叙述中，错误的是A 钠的还原性很强，可以用来冶炼金属钛、锆、铌等B 钠的化学性质非常活泼，钠元素只能以化合态存在于自然界C 钠是一种灰黑色的固体D 钠的质地软，可用小刀切割 D下列属于钠离子性质正确的是A 极易被氧化 B 有银白色金属光泽C 能置换CaCl2溶液中的Ca D 焰色反应为黄色 C下列各物质在与水反应时，既表现氧化性，又表现还原性的是A K B Na2O C K2O2 D CO2 C下列关系正确的是A 离子半径：NaK B：还原性：NaK C 热稳定性：Na2CO3NaHCO3 D：熔点：NaK B下列叙述中不正确的是A 钠在反应TiCl44NaTi4NaCl中作还原剂B NaOH应密封保存，以防分解变质C 盛放KOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞D 当足量的CO2通入饱和NaOH溶液中，会有固体析出 C将2.3g钠放入91.8g水中，反应完全后，溶液中Na与H2O的分子个数比为A 130 B 140 C 150 D 125 A某合金为铷（原子量为85.5）和另一种碱金属组成，取4.6g该合金样品与水完全反应后，共放出0.2g氢气，此合金中的另一种金属是A Li B Na C K D Cs A、B下列有关碱金属铷（Rb）的叙述中，正确的是A 灼烧氯化铷时，火焰有特殊颜色B 硝酸铷是离子化合物，易溶于水C 在钠、钾、铷三种单质中，铷的熔点最高D 氢氧化铷是弱碱 DCs是稳定的核电荷数最大的碱金属元素，下列关于铯及其化合物的叙述，不正确的是A 铯与冷水反应，会发生剧烈爆炸B 铯是有金色光泽的固体C 铯的氧化物可直接与水反应生成CsOHD CsOH可以受热分解 B焰色反应可检验A 化合物的性质 B 元素的性质 C 单质的性质 D 离子的性质 B含有1.4g某碱金属及其氧化物的混和物，跟水完全反应后蒸干溶液得不含结晶水的固体1.79g，则该混和物中碱金属的质量分数为A 25.7% B 35.2% C 44.5% D 64.5% 钠浮在水面上 被融化为小球 在水面上打转 发出嘶嘶的声音 红褐色沉淀 2Na2H2O2Na2OHH2 转移2个电子 Fe33OHFe(OH)3往Fe2(SO4)3溶液中加入金属Na，观察到的现象是 ，反应中的两个离子方程是（是氧化还原的标出电子的转移方向和数目）： （1）按住橡皮塞，将大头针向上拔出（2）钠在煤油的表面与水和煤油接触的界面之间上下沉浮，并不断减少直至消失，同时有气泡产生（3）长 钾的密度比钠小；产生少量气体即可使钾上浮进入煤油中（每次反应的量少）；钾的密度与煤油接近，在煤油中滞留时间长某同学为测定一定质量的钠与水反应产生H2的体积，设计了下图装直进行实验。（1）实验开始，欲使钠与水接触反应，应如何操作？ 。（2）反应开始后，试管中能观察到的现象是 。（3）已知有关物质的密度p（K）：0.86g/cm3，p（Na）：0.97g/cm3，（煤油）：0.8g/cm3。如果将钠换成相同大小的钾进行上述实验，结果钾反应完所用的时间比钠反应完所用的时间 （填“长”或“短”），其原因是 。 （1）a （2）当Na跟水反应剧烈时，H2气流将a托入煤油层，反应停止。随着H2气流减少，Na沉到煤油层和水层的界面，反应又进行。 （3）2Na2H2O2Na2OHH2 （4）防止水溢出 （5）安全。此反应在隔绝空气下进行用右图的实验装置可以进行钠跟水的反应实验，并可收集、检验生成的气体。Na的密度为0.97g/mL，煤油的密度为0.87g/mL，请回答下列问题：（1）液体物质添加完毕后，关闭活栓，打开右边胶塞，向煤油中加入一小块钠，立即塞好胶塞，反应开始前钠的位置在_处（填a、b、c）；（2）反应后，钠在煤油层和水层界面之间上下跳动，反应平缓连续进行。试说明产生上述现象的原因： （3）写出Na跟水反应的离子方程式 （4）装置中的漏斗在反应过程中的主要作用是_；（5）本实验除能使反应平缓连续进行、收集并检验气体外，还有一个优点是 。这是因为_。 （1）6 1（2）氢 蓝 生成的氢氧化铯是碱（3）红 CO32水解造成溶液呈碱性（4）83（5）五 零 它的原子核外有5层电子，最外层有8个电子铯的原子序数为55，是第六周期A族元素，试推断下列内容：（1）铯的原子核外共有 层电子，最外层有 个电子。（2）铯跟水起剧烈反应，放出 气；同时生成的溶液使石蕊显色，因为 。（3）碳酸铯的水溶液使酚酞显 色，因为 。（4）同位素138Cs原子核里有 个中子。（5）原子序数为54的元素位于元素周期表中第 周期 族。因为从原子结构来看， 。 （1）五 A （2）D （3）D （4）AB最近，德国科学家实现了铷原子气体超流体态与绝缘体态的可逆转换，该成果将在量子计算机研究方面带来重大突破。已知铷是37号元素，质量数是85。根据材料回答下列问题：（1）铷位于周期表的第 周期第 族（2）关于铷的结构和性质判断正确的是与水反应比钠剧烈 它的原子半径比钠的小 它的氧化物暴露在空气中易吸收CO2 它的阳离子最外层电子数和镁原子相同 它是还原剂A B C D （3）RbH（氢化铷）与水反应可放出氢气，则下列叙述正确的是A 氢化铷溶于水显酸性 B 氢化铷中氢离子被还原为氢气C 氢化铷与水反应时，水是还原剂 D 氢化铷中氢离子最外层有两个电子（4）现有铷和另一种碱金属形成的合金50g，当它与足量水反应时，放出标况下的氢气22.4L,这种碱金属可能是A Li B Na C K D Cs K2CO32C2K3CO 2KFCaC2CaF22K2C工业上获得碱金属单质可采用碳或碳化物高温还原法制得，写出K2CO3和C在真空1200条件下反应和用KF与CaC2在（高温）10001150条件下制K的两个反应方程式。 钠取5.4g某碱金属（R）及其氧化物（R2O）组成的混和物，使之与足量的水反应，蒸发反应后的溶液，得到8g无水晶体。（1）判断该金属是哪一种碱金属?（2）原混和物中的R及R2O的质量各是多少?B组 B、D2020年诺贝尔化学奖授予了美国科学家Peter Agre和Roderick Mackinnon以表彰他们在“水通道”和“离子通道”的研究成就。Mackinnon教授的研究内容主要是Na、K体积很接近，但在生物体内呈现的差别却高达1万倍，他革命性的让科学家观测Na、K在进入离子通道前、通道中以及穿过通道后的状态，可为病人在“离子通道”中寻找具体的病因，并研制相应药物。下列关于钠、钾的说法正确的是A 单质钠的熔点比钾的熔点低B 钾与水反应比钠与水反应更剧烈C 钠和钾都是短周期元素D 钠和钾的合金(K)50%80%在室温下呈液态 B、D2020年诺贝尔化学奖授予了美国科学家Peter Agre和Roderick Mackinnon以表彰他们在“水通道”和“离子通道”的研究成就。Mackinnon教授的研究内容主要是Na、K体积很接近，但在生物体内呈现的差别却高达1万倍，他革命性的让科学家观测Na、K在进入离子通道前、通道中以及穿过通道后的状态，可为病人在“离子通道”中寻找具体的病因，并研制相应药物。下列关于钠、钾的说法正确的是A 单质钠的密度比钾的密度小B 钠和钾在空气中燃烧的产物都是过氧化物C 钠和钾都是短周期元素D 钠和钾的合金(K)50%80%在室温下呈液态 C已知锂及其化合物的许多性质与碱金属差异较大，却与镁相似。下面有关锂及其化合物性质的叙述不正确的是 A 氢氧化锂难溶于水 B 碳酸锂的溶解度比碳酸氢锂小C 碳酸锂受热很难分解 D 锂在过量氧气中燃烧的主要产物是氧化锂 A、C一定质量的Na、K分别投入一定量的稀盐酸中，在相同条件下产生氢气的体积随时间变化的曲线如图中a、b所示，则下列说法中正确的是A 投入的Na、K物质的量一定相等B 曲线a对应的反应使用了催化剂C 曲线a代表K的反应，曲线b代表NaD 两反应中盐酸必须是足量的 B镁、锂在元素周期表中具有特殊“对角线”位置关系，它们的性质相似，例如：它们的单质在过量氧气中燃烧时均只生成正常的氧化物。以下对锂的性质的叙述中不正确的是A Li2SO4能溶于水 B Li遇浓硫酸能产生“钝化”现象C LiOH受热能分解 D Li2CO3受热分解，生成Li2O和CO2 C碱金属溶于汞可形成良好的还原剂“汞齐”。取某种碱金属的汞齐4.6g投入足量水中，产生2.24L气体（标准状况），并得到密度为g/cm3的溶液，则该溶液中溶质的质量分数是A (1.12/) B (0.8/) C (0.48/) D (0.24/) C某碱金属6.28g与足量水作用时产生标况下1.8L氢气，此金属是A Li B.Na C K D Rb B当金属铷和另一种碱金属以11物质的量组成的合金4.6g跟水完全反应时，产生H2的体积在标准状况下为1.12L，则合金中的另一种金属是A Na B Li C K D Cs A、C铷和另一种碱金属的合金6g，与足量的水反应得到2.24L（标况）氢气，则另一种碱金属是A 钠 B 钾 C 锂 D 铯 B已知工业上真空炼铷的原理如下：RbClMgMgCl22Rb（g），对于此反应的进行能给予正确解释的是A 铷的金属活动性不如镁强，故镁可置换铷B 铷的沸点比镁低，把铷蒸气抽出时，平衡右移C MgCl2的热稳定性不如RbCl强D 铷的单质状态较化合态更稳定 D钠盐和钾盐性质相似，但在很多生产实际中多用钾盐而不用钠盐，如实验室制氧气是用KClO3而不是用NaClO3，制黑火药用KNO3而不用NaNO3，并且在KNO3中不能含有NaNO3，以下各种理由合理的是A 钾盐比钠盐更容易得到 B 钾盐的氧化性比钠盐强C 钾盐的熔点比钠盐高 D 钠盐的吸湿性比钾盐强 A、B在K、Na盐中，只有少数是微溶于水的，这些微溶于水的盐可用来鉴定K、Na。如鉴定K可用亚硝酸钴钠Na3Co(NO2)6：Na2KCo(NO2)63K2NaCo(NO2)6（亮黄）。下列哪些离子的大量存在会干扰K的鉴定？A H B OH C Cl D Na 2KNO310K6K2ON2 如用钾直接与氧反应，往往难以控制，产物不纯；用此法可使生成的氧化钾处于N2的保护之中制氧化钾往往不直接用金属钾与氧气反应，而是用钾还原KNO3制得，该反应的化学方程式是 。为什么要采用这种方法? 未切割的金属钾的表面往往有比较多的K2O2，它是一种强氧化剂，而新切开的表面是新鲜的金属钾，它是一种强还原剂，当这两者接触时，发生剧烈的氧化还原反应，同时放出大量的热而发生爆炸。切割钾的方法跟切割金属钠一样，但要特别小心，新切开的表面不能跟未切割的钾的表面接触，否则会发生剧烈的反应而引起爆炸，试叙其原因。 A：Li B：Li2O C：Li3N D：LiOH E：NH3某金属A在空气中燃烧时火焰为橙红色，反应产物为B和C的固体混合物。该混合物与水反应生成D并放出气体E。E可使红色石蕊试纸变蓝，D的水溶液使酚酞变红。试确定各字母所代表的物质，并写出有关的化学方程式。 A：Na B：NaOH C：NaCl D：AgCl E：Na2O2 F：Na2O G：H2O2 H：O2某金属A与水激烈反应，生成的产物B呈碱性。B与某种溶液反应得到C，C在无色火焰中燃烧呈黄色焰色。在C中加入AgNO3溶液有白色沉淀D生成，D可溶于氨水溶液。一黄色粉末E与A反应生成F，F溶于水得到B。E溶于水则得B和G的混合溶液，G的酸性溶液使高锰酸钾溶液褪色，并放出气体H。试确定各字母所代表的物质，并写出有关的化学方程式。 （1）2Na2H2O2NaOHH2（2）验纯，用向下排气法收集一试管氢气，用拇指堵住，移近火焰，移开拇指点火。若听到轻微的“扑”声，则表明H2纯净。（3）较多的钠与水反应放出大量的热，使试管内H2与O2的混和气点燃而爆炸。（4）钠比水轻，比苯重，落在苯水交界处。钠与H2O反应产生的H2使钠浮起，脱离水面，反应停止；当钠表面的H2逸出，钠又回落，与水反应，如此反复，就可减慢Na与H2O反应速度。某实验小组对中学课本中可生成氢气的反应进行了研究，总结出四个可以生成H2的反应：Zn盐酸 Na水 AlNaOH溶液 Na无水乙醇。为点燃上述四个反应生成的H2，他们设计了如下装置图： 请回答下列问题：（1）写出Na与H2O反应的化学方程式 ；（2）在点燃H2之前必须先进行 ，方法是 ；（3）实验小组在点燃用上述装置制得的H2时，实验获得成功，却失败了。他们分析认为失败的原因是Na与H2O的反应速率太快，Na的用量太少。于是他们准备增加钠的用量，可老师说太危险，你认为产生危险的原因是 。（4）实验小组查阅钠、苯、水的密度分别为0.97g/mL、0.88g/mL、1.00g/mL，并据此对实验进行了改进。 原实验 改进后实验在改进后的实验中H2的生成速率减慢。原因是 。C组 室温下反应在热力学上是不能正向进行的，其平衡向左偏移很大。但是如果把此平衡体系加热到温度足够高并不断取走氢气和钠蒸气时平衡就会向右移动。这一反应在化学文献中已有报道。说明如何由氢氧化钠和金属铁来制备金属钠（化学文献中已报道的方法）。 与镁在下列特性上比跟别的碱金属更相似：直接与空气中的氮反应，碳酸氢盐比碳酸盐的溶解度大，与过量的氧反应不生成过氧化物，氯化物溶解于有机溶剂中。锂与别的减金属在电负性，化合物中的价态，碱性及氢氧化物的溶解度上较类似。写出三个表示锂与镁对角线关系的特性和三个锂与别的碱金属类似的特性。 因为锂的双原子分子中每个锂原子上都多出1对成键电子，所以其会分解成锂原子。在室温下锂分子不稳定会向凝聚态转变，因为在常温常压下锂金属的固态比双原子分子更稳定，则后者会向前者转变。锂的双原子分子是否会：分解成锂原子；凝聚成固体锂金属？ 可以由化学与物理手册中的其他碱金属的相关数据外推出这些结果，见下表：Na97.810.97体心立方801岩盐3.667Na2O2K63.650.86体心立方770岩盐3.13KO2Rb38.891.532体心立方718岩盐3.55RbO2Cs28.401.8785体心立方645CsCl4.510CsO2Fr182.2体心立方550CsCl5FrO2推测：Fr的熔点（）；Fr的密度（g/cm3）；Fr的晶格类型；FrCl的熔点（）；FrI的晶格类型及密度（g/cm3）；金属Fr在空气中燃烧的产物。 （1）4Li（s）O2（g）2Li2O（s）1193.8kJ作为火箭燃料的最佳金属之一，或用锂或锂的化合物制成固体燃料来替代固体推进剂，用作火箭、导弹、宇宙飞船的推动力。（2）用来控制铀及反应堆中核反应发生的速度；LinHHe回答锂元素的几个问题：（1）锂的密度0.53g/cm3，是自然界中最轻的金属。1kg锂燃烧可释放出42998kJ的热量，如将1kg锂通过热核反应放出的能量相当于两万吨优质煤的燃烧。写出金属锂燃烧的热化学方程式；根据锂的这些性质，你设想出锂可有哪方面的主要用途？（2）锂的一种同位素6Li捕捉低速中子能力很强，因此，可用于控制 的速度；已知1mol 6Li在原子核反应堆中用中子照射后可以得到等物质的量的氚，写出该热核反应方程式 0.8/% 0.48/%碱金属（如锂、钠、钾、铷等）溶于汞中可形成良好的还原剂“汞齐”。取某种碱金属的汞齐7g，与水作用得到224L氢气（标准状况），并得到密度为g/mL的溶液1L，则溶液的质量分数可能是 或 。 0.374锂与H2反应生成氢化锂时，在生成物中常含有未反应的锂。常用气体容量法测定氢化锂中未反应的金属锂的含量。在22和97.46kPa时，0.205g样品与水反应，收集到561mL未经干燥的氢气，试计算该样品中未反应的金属锂的质量百分比。（已知22时水的饱和蒸气压为2.67kPa） （1）非极性或弱极性溶质的溶解性可用相似相溶原理来说明，随着F、Cl、Br、I的离子半径增大，极化率增大，LiF、LiCl、LiBr、LiI的共价键成分增强，分子的极性减弱，所以在非极性溶剂中的溶解度依次增大。（2）E(M/M)与fGm(M，aq)有关，但从金属生成水合离子时，Li与Cs的rSm相近，可忽略二者的差异，只考虑fHm。虽然Li在升华及电离时吸收的能量都比Cs多，但Li半径很小，水合热比Cs大得多，足以抵消前两项吸热而有余。因此，fHm(Li，aq)比fHm(Cs，aq)更小，所以E(Li/Li)比E(Cs/Cs)小。（3）虽然E(Li/Li)E(Na/Na)，但Li熔点高，升华焓大，不易活化，同时Li与H2O反应的产物LiOH溶解度较小，覆盖在金属表面减缓了反应。因此锂与水反应不如金属钠与水反应激烈。解释下列事实：（1）卤化锂在非极性溶剂中的溶解度顺序为：LiILiBrLiClLiF。（2）虽然锂的电离能比铯大，但E(Li/Li)却比E(Cs/Cs)小。（3）虽然E(Li/Li)E(Na/Na)，但金属锂与水反应不如金属钠与水反应剧烈。 （1）Rb2CO32C3CO2Rb 3Fe2Na2CO3Fe3O4十2CO十4Na 3Fe4NaOHFe3O42H2十4Na NaKClNaClK （2）金属的标准电动序只是对于一定浓度（1mol/L）的水溶液和一定温度（25）下才是正确的。非水溶液、高温、固相反应的情况下不适用。因此，严格地说，电动序与本试题无关。比较化学活动性时应依具体条件而定。高温下的化学活动性是由许多因素决定的。在所给条件下，前三个反应在高温下之所以能够进行，可用Fe3O4晶格的高度稳定性和大量气体的放出（体系的熵显著增大）来解释。 （3）在高温下（约1000），将钠蒸气从下向上通过熔融的KCl，在塔的上