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专题三常见的金属及其化合物第一单元钠、镁及其化合物一、选择题1．下表为某轻质纯碱产品说明书：化学名：碳酸钠，俗称苏打性状：白色粉末，易溶于水，水溶液呈中性化学式：Na2CO3用途：重要的基本化工原料之一，在纺织、玻璃、制皂、造纸等领域都有广泛应用其中有错误的一项是()A．化学名B．性状C．化学式D．用途解析纯碱溶于水后会发生水解反应：CO2－3＋H2－3＋OH－，故其水溶液呈弱碱性，B项错误。答案B2．过氧化钠可作为氧气的来源。常温常压下二氧化碳和过氧化钠反应后，若固体质量增加了28g，反应中有关物质的物理量正确的是(NA表示阿伏加德罗常数)()二氧化碳碳酸钠转移的电子A1molNAB22.4L1molC106g1molD106g2NA解析2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2Δm转移电子2mol2mol56g2mol1mol1mol28g1molA、C项正确。答案AC3．以下各项叙述中错误的是()A．原子半径由小到大的顺序是LiNaKRbCsB．同一种碱金属元素的离子半径比原子半径小C．碱金属单质的密度比较为LiKNaRbD．碱金属离子的氧化性比较为Li＋Na＋K＋Rb＋解析A项，同族元素核电荷数越大，原子半径越大，正确；B项，金属原子失去电子后，半径减小，正确；C项，K的性质出现反常现象，其密度比钠小，正确；D项，随核电荷数的增大，碱金属原子的还原性逐渐增强，对应阳离子的氧化性逐渐减弱，错误。答案D4．下列实验方案中，不能测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3质量分数的是()A．取a克混合物充分加热，减重b克B．取a克混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b克固体C．取a克混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重b克D．取a克混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得b克固体解析生成的CO2气体没有干燥，把H2O的质量也当成CO2的质量，导致CO2的质量偏大。答案C5．将0.01mol下列物质分别加入100mL蒸馏水中，恢复至室温，所得溶液中阴离子浓度的大小顺序是(溶液体积变化忽略不计)()①Na2O2②Na2O③Na2CO3④NaClA．①②③④B．①②④③C．①＝②③④D．①＝②③＝④解析四种物质溶于水后所得溶液中溶质分别是①0.02molNaOH，②0.02molNaOH，③0.01molNa2CO3，④0.01molNaCl；又因为CO2－3发生水解，故阴离子浓度大小顺序是①＝②③④，故选C。答案C6．将一定质量的钠、钾分别投入到盛有相同浓度和体积的盐酸的两个烧杯中，产生的气体随时间变化曲线如图所示，则下列说法中正确的是()A．投入的Na、K的质量一定相等B．投入的Na的质量小于K的质量C．曲线A表示Na与盐酸反应，曲线B表示K与盐酸反应D．参加反应的HCl的量不一定相等解析本题考查活泼金属与酸反应产生氢气的多少及速率大小；由题图可知，两者生成氢气的质量相等，故需钾的质量要大；因K与氢离子反应剧烈、速率快，故生成等质量氢气所需时间短，曲线A为钾与盐酸反应。答案B7．为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度，现将w1g样品加热，其质量变为w2g，则该样品的纯度(质量分数)是()A.84w2－53w131w1B.84w1－w231w1C.73w2－42w131w1D.115w2－84w131w1解析2NaHCO3=====△Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑Δm2×841061844(18＋44)m(NaHCO3)(w1－w2)g求出m(NaHCO3)，即可得出样品的纯度。答案A8．有一钠块放置于潮湿空气中，表面已氧化变质，且仍为白色块状固体，称其质量为25g。将其全部投入足量水中发生反应，得到溶液1000mL，并收集到气体2.24L(标准状况下的纯净物)，再取此溶液100mL，用1mol·L－1的盐酸滴定至中性，用去70mL，并将滴定过程中产生的气体通入到足量的澄清石灰水中，得到干燥的沉淀1g，则金属钠的氧化率为()A．71.4%B．81.6%C．18.4%D．28.6%解析由于钠块表面氧化变质的部分不一定都是生成Na2CO3(可能有NaOH)，故“沉淀1g”作为干扰信息应舍去不用。由钠块与水反应收集到0.1molH2，可求出未被氧化的钠的物质的量为0.2mol，再根据电中性原则，求出取出的100mL溶液中n(Na＋)＝n(Cl－)＝1mol·L－1×0.07L。答案A二、非选择题9．汽车安全气囊是行车安全的重要保障。当车辆发生碰撞的瞬间，安全装置通电点火使其中的固体粉末分解释放出大量的氮气形成气囊，从而保护司机及乘客免受伤害。为研究安全气囊工作的化学原理，取安全装置中的固体粉末进行实验。经组成分析，确定该粉末仅含Na、Fe、N、O四种元素。水溶性试验表明，固体粉末部分溶解。经检测，可溶物为化合物甲；不溶物为红棕色固体，可溶于盐酸。取13.0g化合物甲，加热使其完全分解，生成氮气和单质乙，生成的氮气折合成标准状况下的体积为6.72L。单质乙在高温隔绝空气的条件下与不溶物红棕色粉末反应生成化合物丙和另一种单质。化合物丙与空气接触可转化为可溶性盐。请回答下列问题：(1)甲的化学式为________，丙的电子式为________。(2)若丙在空气中转化为碳酸氢盐，则反应的化学方程式为________________________________________________________________________。(3)单质乙与红棕色粉末发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________，安全气囊中红棕色粉末的作用是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)以下物质中，有可能作为安全气囊中红棕色粉末替代品的是________。A．KClB．KNO3C．Na2SD．CuO(5)设计一个实验方案，探究化合物丙与空气接触后生成可溶性盐的成分(不考虑结晶水合物)________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析(1)粉末中仅含Na、Fe、N、O四种元素，其中不溶物是红棕色固体，可溶于盐酸，可推测红棕色固体是Fe2O3。13.0g化合物甲完全分解，生成的氮气和单质乙，则甲是Na和N组成的化合物，单质乙是Na；生成的氮气折合成标准状况下的体积为6.72L，则13.0g化合物中含N元素：6.72L22.4L·mol－1×2＝0.6mol，则含Na元素：13.0g－0.6mol×14g·mol－123g·mol－1＝0.2mol，即Na、N原子个数比为1∶3，故化合物甲的化学式为NaN3。(2)Na在高温隔绝空气的条件下与Fe2O3反应生成的化合物丙是Na2O，生成的单质是Fe。Na2O在空气中转化为碳酸氢盐，则有CO2、H2O参与反应。由原子守恒可配平：Na2O＋2CO2＋H2O===2NaHCO3。(5)Na2O与空气接触后生成的可溶性盐可能是Na2CO3或NaHCO3或二者的混合物，故只要证明Na2CO3、NaHCO3的有无即可。答案(1)NaN3Na＋[×·O····×·]2－Na＋(2)Na2O＋2CO2＋H2O===2NaHCO3(3)6Na＋Fe2O3=====高温2Fe＋3Na2O避免分解产生的钠可能产生危害(4)BD(5)可溶性盐的成分可能是Na2CO3或NaHCO3或Na2CO3与NaHCO3的混合物。准确称取一定量的生成物，加热至恒重后，如试样无失重，则为Na2CO3；如加热后失重，根据失重的量在试样总质量中的比例，即可推断出试样为NaHCO3或Na2CO3与NaHCO3的混合物10．已知化合物A、D、E、G焰色反应均呈黄色，A～H各物质的变化关系如图所示。(1)写出物质的化学式：A____________；B____________；C____________；D____________；E____________。(2)上述反应中属于氧化还原反应的有________________________________________________________________________。(3)写出反应①的化学方程式：________________________________________________________________________。(4)同浓度的A和D的水溶液中，________碱性强，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析A、D、E、G焰色反应均呈黄色，说明均含有钠元素，从A受热分解成三种物质的信息，可以推测A可能是碳酸氢钠。从A物质入手，分析钠的重要化合物之间的相互转化关系，就可以推断出其他物质。由于碳酸根离子的水解程度大于碳酸氢根离子的水解程度，因此同浓度时碳酸钠溶液的碱性比碳酸氢钠溶液强。答案(1)NaHCO3CO2H2ONa2CO3Na2O2(2)②③⑤(3)2NaHCO3=====△Na2CO3＋H2O＋CO2↑(4)D碳酸根离子的水解程度大于碳酸氢根离子的水解程度11．在隔绝空气的条件下，某同学将一块部分被氧化的钠块用一张已除去氧化膜、并用针刺一些小孔的铝箔包好，然后放入盛满水且倒置于水槽中的容器内。待钠块反应完全后，在容器中仅收集到1.12L氢气(标准状况)，此时测得铝箔质量比反应前减少了0.27g，水槽和容器内溶液的总体积为2.0L，溶液中NaOH的浓度为0.050mol·L－1(忽略溶液中离子的水解和溶解的氢气的量)。(1)写出该实验中发生反应的化学方程式。(2)试通过计算确定该钠块中钠元素的质量分数。解析(1)①2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑②Na2O＋H2O===2NaOH③2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑(2)n(Al)＝0.27g27g·mol－1＝0.010mol根据反应③可得由铝消耗NaOH的物质的量为n(NaOH)＝0.010mol生成的氢气的物质的量为n(H2)＝0.015mol那么由金属钠生成的氢气的物质的量为n(H2)＝1.12L22.4L·mol－1－0.015mol＝0.035mol根据反应①可得金属钠的物质的量为n(Na)＝2×0.035mol＝0.070mol又因为反应后溶液中的NaOH的物质的量为n(NaOH)＝2.0L×0.050mol·L－1＝0.10mol所以溶液中Na＋的总物质的量即原金属钠的总物质的量为n(Na＋)＝0.10mol＋0.010mol＝0.1