高中化学58个考点5碱金属元素

5、碱金属元素1．复习重点碱金属元素的原子结构及物理性质比较，碱金属的化学性质，焰色反应实验的操作步骤；原子的核外电子排布碱金属元素相似性递变性3．例题精讲例1已知相对原子质量：Li6.9，Na23，K39，Rb85。今有某碱金属M及其氧化物2MO组成的混合物10.8g，加足量水充分反应后，溶液经蒸发和干燥得固体16g，据此可确定碱金属M是[]A、LiB、NaC、KD、Rb解析设M的相对原子质量为A，当设混合物全是碱金属或全是碱金属氧化物时有如下关系：22222MHOMOHH222MOHOMOH10.8g→10.8×[(A＋17)/A]g10.8g→10.8×[2(A＋17)/(2A＋16)]g但实际上该混合物中碱金属及其氧化物都存在，则可建立不等式：[10.8(17)/]16[10.8(17)/(8)]AAAA。解得：35.3＞A＞10.7，从碱金属的相对原子质量可知该碱金属只能是钠。答案B例2为了测定某种碱金属的相对原子质量，有人设计了如图所示的实验装置。该装置(包括足量的水)的总质量为ag。将质量为bg的某碱金属单质放入水中，立即塞紧瓶塞，完全反应后再称量此装置的总质量为cg。（1）列出计算该碱金属相对原子质量的数学表达式；（2）无水氯化钙的作用是什么？如果不用2CaCl，测定的碱金属相对原子质量比实际值偏大还是偏小？说明理由。解析本题测定未知碱金属的相对原子质量，所依据的化学反应原理是：22222MHOMOHH，只要通过实验，取得一定质量(题设bg)的碱金属和足量的水反应产生的2H的质量，即可根据化学方程式的计算求得碱金属的相对原子质量。（1）依题设实验数据，bg碱金属与足量水反应产生2H的质量为()abcg。设所求碱金属的相对原子质量为x，有2/2/()xbabc，解得/()xbabc。（2）无水氯化钙吸收水蒸气。若不用2CaCl，则使测定值较实际值偏小。讨论上述表达式，不难知道，若装置内的水蒸气外逸(反应放热，更容易使产生的水蒸气被2H带走)，则c值减少，()abc值增大，分式的分母增大，分数值即减小。小结还可以另想其他方法进行测定实验。譬如，若获得一定质量的碱金属与水反应所得MOH的质量，本题亦可完成。例3在120℃时，将气体A3.88g通过足量的22NaO，放出2O，充分反应后固体的质量增加2.28g，试通过计算判断气体A的组成及各成分的质量。解析120℃能和22NaO反应放出2O的气体有可能是2CO和2HO，因此首先判断A是什么物质？可采用极端假设法。解如果A都是2HO，设其质量为1x，2222224NaOHONaOHOm2183241x2.28g120.523.88xgg，故假设不成立。如果A都是2CO，设其质量为1y：222232222NaOCONaCOOm8832561y2.28g13.583.88ygg，故假设不成立。所以A应为2CO和2HO的混合物设2HO的质量为xg，2CO的质量为yg，则3.884/(218)(56/88)2.88xygxyg，0.363.52xgyg。例4碱金属(如锂、钠、钾、铷等)溶于汞中形成良好的还原剂“汞齐”。取某种碱金属的汞齐7g，与足量水作用得到0.2g氢气，并得到密度为3gcm的溶液1L，则溶液中溶质的质量分数可能是[]A、(0.8/)%B、(0.48/)%C、(0.32/)%D、(0.7/)%解析汞不能与水反应，碱金属(M)与水反应的化学方程式为：22222MHOMOHH。设M质量为(7)xxg，相对原子质量为a，则0.27xagg，故35a。相对原子质量小于35的碱金属只有Li和Na，所以本题中碱金属可能为Li和Na。答案A、B例5将70g过氧化钠和氧化钠的混合物跟98g水充分反应后，所得氢氧化钠溶液中溶质的质量分数为50%。试分别写出过氧化钠和氧化钠跟水反应的化学方程式，并计算原混合物中过氧化钠和氧化钠的质量各多少克。解析发生的反应有：Na2O＋H2O＝2NaOH2Na2O2＋2H2O＝4NaOH＋O2↑设混合物中Na2O2、Na2O的质量分别为x、y，由化学方程式分别解出生成的NaOH的质量和放出的O2质量。2NaO2HO4NaOHO27844032x(440x)/(278)32x/(278)NaOHO2NaOH62240y(240y)/62222222＋＝＋↑×××××＋＝××溶液的总质量为：70g＋98g－[32x(2×78)]由上述关系量可列二元一次方程组为xy70g{[(440x)(278)][(240y)62]}[70g98g32x＋＝×÷×＋×÷÷＋－÷××＝()]278100%50%解得：x＝39gy＝31g本题也可从下列角度入手列关系：由于NaOH溶液中溶质的质量分数为50%，因此在溶液中NaOH的质量等于H2O的质量4．实战演练1.用纯净的铂丝蘸取某无色溶液在无色火焰上灼烧，火焰呈黄色，说明该溶液中金属离子A.只有Na＋B.可能有Na＋、也可能有K＋C.一定有K＋D.一定有Na＋、也可能有K＋2.电子工业制造光电管时，需要一种经强光照射就失电子而接通电路的材料，制造这种材料的物质应属于A.放射性元素B.ⅦA族元素C.卤化银D.ⅠA族元素3.某温度下，wg某物质在足量氧气中充分燃烧，其燃烧产物立即与过量的Na2O2反应，固体质量增加wg。在①H2②CO③CO和H2的混合气④HCHO⑤CH3COOH⑥HO—CH2—CH2—OH中，符合题意的是A.均不符合B.只有①②③C.只有④⑤D.全部符合4.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.锂在过量氧气中燃烧主要产物是氧化锂而不是过氧化锂B.碳酸锂受强热很难分解C.碳酸锂的溶解度比碳酸氢锂的大D.锂可以与氮气化合生成氮化锂(Li3N）5.已知钡的活泼性介于钠和钾之间，下列说法中正确的是A.钡可以从氯化钠溶液中置换出钠B.钡可以从氯化铜溶液中置换出铜C.钡可以从冷水中置换出氢而得到氢气D.在水溶液中，钡离子可以氧化金属钠6.Na3N与NaH均为离子化合物，都能与水反应放出气体。下列有关叙述正确的是A.二者中Na＋半径都比阴离子大C.与水反应所产生的气体都能使湿润的红色石蕊试纸变蓝B.与水反应时，水都作氧化剂D.二者与盐酸反应，前者可产生两种盐，后者只有一种盐生成。7.将2.3g钠与另一种金属元素组成的合金放入足量盐酸中，完全反应时收集到1.13LH2(标准状况)，则另一种金属可能是①K②Mg③Al④Li⑤Rb⑥FeA.①⑤⑥B.①⑤C.②③④D.①②③④8.钾与氧组成的某种离子晶体，含钾的质量分数是12678，其阴离子只有过氧离子O22和超氧离子O2两种，则此晶体中，O22与O2的物质的量之比为A.2∶1B.1∶1C.1∶2D.1∶3二、非选择题（共60分）9.（8分）在三个密闭容器内分别装有：A.Na2O2和NaHCO3，B.Na2O2和NH4HCO3，C.Na2O2和Ca（HCO3）2，其中每种物质均为1mol。将它们加热至300℃,经充分反应后排出气体，写出各容器内残留的固体物质名称及其物质的量。A，B，C，如分别加入相同浓度的足量稀H2SO4与残留物完全反应，则消耗硫酸的体积从大到小的顺序依次为。10.（10分）呼吸面具中Na2O2可吸收CO2放出O2，若用超氧化钾（KO2）代替Na2O2也可起同样的作用。（1）写出KO2与CO2反应的化学方程式。（2）1kgNa2O2和1kgKO2分别跟CO2反应，生成的O2的质量比为。（3）等质量的CO2分别与足量的Na2O2、KO2反应，生成的O2的质量比为。（4）你认为选用作补氧剂更合适，理由是。11.(10分)为了制取纯净干燥的气体A，可用下图所示装置，生成A的速度可通过滴入液体B的速度控制。已知A是一种无色、无味、不能使酸碱指示剂变色，也不会在空气中燃烧的气体。(1)A是。(2)若C是一种淡黄色固体，则烧瓶中发生反应的化学方程式为。(3)若C是一种黑色粉末，则B物质是，C物质的作用是。(4)洗气瓶中的试剂是，其作用是。12.(8分)已知氧化物有：普通氧化物，如Na2O；过氧化物，如Na2O2；超氧化物，如KO2；臭氧化物，如RbO3。其中后三种均能与水或CO2反应产生O2，试分别写出KO2、RbO3与CO2反应的化学方程式：现已用平底烧瓶收集得到CO2，在瓶内有一只紧扎在玻璃管末端的气球，如上图所示。打开塞子迅速往瓶里加入下列物质中的(填序号)，立即塞紧塞子，一段时间后，气球就会自动膨胀起来。A.Na2OB.Na2O2C.KO2D.RbO313.(12分)由NaOH和NaHCO3组成的固体混合物Amol置于密闭容器中加热至200℃，充分反应后排出气体，得残余固体ymol。若以x表示原混合物中NaOH的物质的量分数，试回答：(1)当x=25%时，y的值；(2)当x=75%时，y的值；(3)若以x为横坐标，y为纵坐标，在图中画出x、y的关系曲线，并求出y=f(x)的关系式。14.(12分)用NaOH、H2O、大理石和盐酸制取33g纯NaHCO3，请参照物质的溶解度回答下列问题：25℃溶解度/gNaOH100NaHCO39Na2CO330(1)写出制取过程中反应的化学方程式。(2)若提供100g水，则需NaOH的物质的量为多少?(3)简述实验的操作过程。(4)在上图反映上述实验过程的图象中，标出A点［即当n(CO2)／n(NaOH)=1/3，且n(CO2)＝0.125mol］的位置，并判断此时所得盐的组成及其物质的量。参考答案一、1.解析：钠的焰色反应为黄色，钾的焰色反应为淡紫色，在观察钾的焰色时必须排除黄光的干扰。答案：D2.D3.解析：组成要符合（CO）n（H2）m的形式答案：D4.BC5.C6.D7.C8.C二、9.解析：在A中：1molNaHCO3分解生成0.5molCO2和0.5molH2O和0.5molNa2CO3，若先考虑0.5molCO2与Na2O2反应则有2CO2+2Na2O2===2Na2CO3+O2，故消耗0.5molNa2O2，生成0.5molNa2CO3，然后0.5molH2O和0.5molNa2O2刚好完全反应生成1molNaOH，故因为Na2CO3和NaOH不反应，结果相同，但应注意，若CO2过量，则CO2可和生成NaOH反应，而转化为H2O过量，因此通常在定量条件下先考虑CO2和Na2O2的反应情况。答案：A.1molNa2CO3、1molNaOHB.1molNa2CO3C.1molCaCO3、1molNa2CO3C＞A＞B10.（1）4KO2+2CO2===2K2CO3+3O2↑（2）0.61∶1（3）1∶3（4）KO2因等质量的KO2与CO2反应时放出的O2的量更多11.(1)O2(2)2Na2O2＋2H2O===4NaOH+O2↑(3)H2O2催化剂(4)浓H2SO4干燥氧气12.4KO2＋2CO2===2K2CO3＋3O24RbO3＋2CO2===2Rｂ2CO3＋5O2AB13.(1)0.5A(2)0.75A(3)0＜x＜0.5时，y=0.5A；0.5≤x＜1时，y=xA14.(1)2HCl+CaCO3===CaCl2＋H2O＋CO2↑CO2＋NaOH===NaHCO3(2)0.5molNaOH(3)称取20gNaOH放入烧杯中，加100gH2O，不断搅拌，使之溶解，等冷却后，通入过量CO2气体。过滤，用滤纸将滤渣表面的水吸干。(4)A点标注略0.125mol正盐