2021高考化学一轮复习课时规范练9钠镁及其化合物含解析苏教版
课时规范练9 钠、镁及其化合物
(时间:45分钟 满分:100分)
一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分,每小题只有一个选项符合题目要求)
1.下列事实及其解释不正确的是( )。
A.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
B.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
C.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
D.钠长期曝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:C
解析:钠与煤油不反应,且钠的密度大于煤油,因此少量钠保存在煤油中,A项正确;脱脂棉着火,说明过氧化钠与水、CO2反应产生O2且放出大量的热,B项正确;NaHCO3属于强碱弱酸盐,其溶液显碱性,HCO3-发生水解反应HCO3-+H2OH2CO3+OH-,水解为吸热反应,加热促进水解,颜色加深,C项错误;钠属于活泼金属,与氧气反应产生Na2O,Na2O与水反应生成NaOH,NaOH吸收CO2生成Na2CO3,D项正确。
2.有关碱金属元素,下列说法正确的是( )。
A.单质沸点随原子序数的递增而升高
B.周期表第一列是第ⅠA族元素,又称碱金属元素
C.金属锂常用于制造锂电池,这跟它还原性强、密度小有关
D.金属锂在空气中燃烧,产物是Li2O2
答案:C
解析:碱金属,从上到下电子层增多,半径依次增大,金属键依次减弱,熔、沸点依次降低,故A项错误;周期表第一列中含氢元素,除氢外的其他金属为碱金属,故B项错误;电池的负极失电子,发生氧化反应,而金属锂有强还原性,易失电子,质量小,常用于制造锂电池,故C项正确;锂在空气中燃烧不能生成过氧化锂,故D项错误。
3.下列各组物质相互混合进行反应,既有气体生成最终又有沉淀生成的是( )。
①金属钠投入FeCl3溶液中
②过量的NaOH溶液和明矾溶液反应
③少量CaO投入过量的NaHCO3溶液中
④Na2O2投入CuSO4溶液中
A.①③ B.③④ C.①④ D.②③
答案:C
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解析:①钠浮在水面上,与水剧烈反应生成H2和NaOH,并放出大量热,熔化成小球,黄色的溶液变成红色沉淀,发生反应2Na+2H2O2NaOH+H2↑、3NaOH+FeCl33NaCl+Fe(OH)3↓,故①既有气体生成最终又有沉淀生成;②过量的NaOH溶液和明矾溶液反应的化学方程式为KAl(SO4)2·12H2O+4NaOHKAlO2+14H2O+2Na2SO4,故②中既无气体生成最终又无沉淀生成;③中CaO与NaHCO3溶液反应最终生成CaCO3沉淀,无气体生成,故③最终只有沉淀生成;④Na2O2与水发生反应:2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,NaOH与CuSO4发生反应:2NaOH+CuSO4Cu(OH)2↓+Na2SO4,故④中既有气体生成最终又有沉淀生成。
4.一块表面已被氧化为Na2O的钠块10.8 g,将其投入100 g水中,产生0.2 g的H2,则被氧化的钠是( )。
A.9.2 g B.10.6 g C.6.2 g D.4.6 g
答案:D
解析:设未被氧化的Na为xmol,氧化钠为ymol,则23x+62y=10.8,x2=0.22,则x=0.2,则y=0.1,即被氧化的钠的质量为0.1×2×23g=4.6g,故D项正确。
5.为精确测定工业纯碱中碳酸钠的质量分数(含少量NaCl),准确称量W g样品进行实验,下列实验方法所对应的实验方案和测量数据最合理(除W外)的是( )。
选项
实验方法
实验方案
测量数据
A
滴定法
将样品配成100 mL溶液,取10 mL,加入甲基橙,用标准盐酸滴定
消耗盐酸的体积
B
量气法
将样品与盐酸反应,生成的气体全部被碱石灰吸收
碱石灰增重的质量
C
重量法
样品放入烧瓶中,置于天平上,加入足量盐酸
减轻的质量
D
量气法
将样品与盐酸反应,气体通过排水量气装置量气
排水体积
答案:A
解析:A项,用甲基橙作指示剂,发生反应Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑,根据消耗HCl的物质的量可确定Na2CO3的含量,正确;B项,CO2中含有水蒸气,导致结果偏大,错误;C项,CO2挥发带出水蒸气,导致结果偏大,错误;D项,CO2能溶于水,不能用排水法收集,可用排饱和NaHCO3溶液的方法收集,错误。
6.(2019河北衡水模拟)下列实验操作正确的是( )。
选项
实验
操作
A
观察钠与水反应的现象
用镊子从煤油中取出金属钠,切下黄豆大小的钠,小心放入装满水的烧杯中
B
检验NaHCO3与Na2CO3溶液
用小试管分别取少量溶液,然后滴加澄清石灰水
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C
证明Na2O2与CO2是放热反应
Na2O2用棉花包裹,放入充满CO2的集气瓶中,棉花燃烧说明是放热反应
D
检验Na2CO3与K2CO3溶液
用铂丝分别蘸取溶液,在酒精灯外焰上灼烧,直接观察火焰的颜色
答案:C
解析:A项,应将钠表面的煤油用滤纸吸干,烧杯中不能装满水,错误;B项,都有白色沉淀产生,错误;C项,Na2O2与CO2反应生成氧气,如果棉花燃烧说明达到了着火点,证明该反应是放热反应,正确;D项,观察钾的焰色反应需透过蓝色钴玻璃,错误。
7.向某NaOH溶液中通入CO2气体后得溶液M,因CO2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OA
AB,则下列分析与判断不正确的是( )。
A.M中只有一种溶质的有(1)和(3)
B.M中有两种溶质的有(2)和(4)
C.(2)图显示M中c(NaHCO3)AB,说明含有NaOH和Na2CO3两种溶质,B、D项正确;C项,图(2)中OA2OA时,M中c(NaHCO3)>c(Na2CO3),错误。
8.Na2O2是中学化学常用试剂,下列说法错误的是( )。
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A.0.1 mol Na2O2与足量CO2反应转移的电子的物质的量为0.1 mol
B.将Na2O2粉末加入饱和NaOH溶液中,反应后溶液中OH-浓度一定不变
C.等物质的量的Na2O2与Na2O溶于等质量水中得到的NaOH的物质的量浓度相同
D.等质量的Na2O2与Na2S晶体中含有相同数目的阴离子
答案:B
解析:过氧化钠与水和二氧化碳的反应是自身的氧化还原反应,所以0.1molNa2O2与足量CO2反应转移的电子的物质的量为0.1mol,故A项正确;随着Na2O2固体的加入,氢氧化钠饱和溶液中部分水被反应而消耗,饱和溶液析出固体溶质;如果溶液温度不变,变化后所得溶液仍为氢氧化钠的饱和溶液,如果温度发生变化,则氢氧根离子浓度发生变化,故B项错误;Na2O和Na2O2物质的量相等且由方程式可知,Na2O2放在溶液中增加的质量为Na2O2中的Na2O部分,由此可知反应后两溶液的质量相同,则NaOH的物质的量浓度相同,故C项正确;Na2O2与Na2S的摩尔质量相等,而且过氧化钠中阳离子与阴离子的数目之比为2∶1,所以等质量的Na2O2与Na2S晶体中含有相同数目的阴离子,故D项正确。
9.某工厂用提取粗盐后的盐卤(主要成分为MgCl2)制备金属镁,其工艺流程如下。
盐卤Mg(OH)2→MgCl2溶液MgCl2·6H2OMgCl2Mg
下列说法错误的是( )。
A.在实验室实施操作①需要的玻璃仪器是漏斗、烧杯、玻璃棒
B.Mg(OH)2MgCl2的离子方程式为Mg(OH)2+2H+Mg2++2H2O
C.操作②是将MgCl2溶液蒸干后冷却结晶
D.操作④阴极和阳极产物的质量比是24∶71
答案:C
解析:操作①为过滤,A项正确;Mg(OH)2MgCl2发生中和反应,B项正确;由MgCl2溶液获得氯化镁晶体不能用加热蒸干的方法,因为加热促进Mg2+水解,生成的HCl易挥发,导致水解彻底,蒸干后不能得到氯化镁晶体,C项错误;操作④为电解熔融的氯化镁,阳极得到Cl2,阴极得到金属Mg,D项正确。
10.有甲、乙两个完全相同的装置,分别在它们的支管中装入1.06 g Na2CO3和0.84 g NaHCO3,试管中各有10 mL相同浓度的盐酸(如下图),同时将两个支管中的物质全部倒入各自的试管中,下列叙述正确的是( )。
A.甲装置的气球膨胀速率大
B.若最终两气球体积相同,则一定有c(HCl)≥2 mol·L-1
C.若最终两气球体积不同,则一定有c(HCl)≤1 mol·L-1
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D.最终两溶液中Na+、Cl-的物质的量相同
答案:B
解析:碳酸氢钠与盐酸反应放出气体的速率比碳酸钠快,故A项错误;若最终两气球体积相同,说明Na2CO3和NaHCO3均完全反应,碳酸钠消耗HCl的物质的量是0.02mol,所以c(HCl)≥2mol·L-1,故B项正确;根据B可知,若最终两气球体积不同,碳酸钠消耗盐酸的物质的量小于0.02mol,则一定有c(HCl)<2mol·L-1,故C项错误;根据质量守恒,两溶液中Na+的物质的量不相同,故D项错误。
二、非选择题(本题共3个小题,共50分)
11.(16分)Na2O2可用作漂白剂和呼吸面具中的供氧剂。
(1)某学习小组发现:在盛有Na2O2的试管中加入足量水,固体完全溶解,并立即产生大量气泡,当气泡消失后,向其中滴入1~2滴酚酞溶液,溶液变红;将试管轻轻振荡,红色很快褪去;此时再向试管中加入少量MnO2粉末,又有气泡产生。
①使酚酞溶液变红是因为 ,红色褪去的可能原因是 。
②加入MnO2反应的化学方程式为 。
(2)Na2O2有强氧化性,H2具有还原性,有同学猜想Na2O2与H2能反应。为了验证此猜想,该小组同学进行如下实验,实验步骤和现象如下。
步骤1:按上图组装仪器(图中夹持仪器省略),检查气密性,装入药品。
步骤2:打开K1、K2,产生的氢气流经装有Na2O2的硬质玻璃管,一段时间后,没有任何现象。
步骤3:检验H2的纯度后,开始加热,观察到硬质玻璃管内Na2O2开始熔化,淡黄色的粉末变成了白色固体,干燥管内硫酸铜未变蓝色。
步骤4:反应后撤去酒精灯,待硬质玻璃管冷却后关闭K1。
①添加稀盐酸的仪器名称是 ;B装置的作用是 。
②必须检验氢气纯度的原因是 。
③设置装置D的目的是 。
④你得到的结论是 (若能反应请用化学方程式表示)。
答案:(1)①过氧化钠和水反应生成氢氧化钠 反应生成了H2O2,H2O2具有漂白作用
②2H2O22H2O+O2↑
(2)①长颈漏斗 吸收氢气中的杂质气体
②防止空气与氢气混合加热爆炸
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③检验是否有水生成
④氢气和过氧化钠反应生成氢氧化钠,Na2O2+H22NaOH
解析:(1)①Na2O2与水反应生成氢氧化钠,使酚酞溶液变红;红色褪去的原因可能是过氧化钠和水反应生成的过氧化氢具有氧化性,能氧化有色物质;②过氧化氢在二氧化锰作催化剂条件下分解生成水和氧气,反应的化学方程式为2H2O22H2O+O2↑;(2)①分析装置图和实验步骤可知,盛盐酸的仪器为长颈漏斗;B装置是吸收氢气中的杂质气体,除去氢气中的水蒸气等;②氢气是可燃性气体,混有空气时点燃易发生爆炸,所以验纯是防止空气与氢气混合加热时发生爆炸;③D装置的作用是检验是否有水生成;④由实验现象可知过氧化钠变为白色固体,硫酸铜不变蓝色证明无水生成,证明氢气和过氧化钠反应生成氢氧化钠,反应的化学方程式为Na2O2+H22NaOH。
12.(18分)某实验小组欲探究Na2CO3和NaHCO3的性质,发现实验室里盛放两种固体的试剂瓶丢失了标签。于是,他们先对固体A、B进行鉴别,再通过实验进行性质探究。
(1)分别加热固体A、B,发现固体A受热产生的气体能使澄清石灰水变浑浊。A受热分解的化学方程式为 。
(2)称取两种固体各2 g,分别加入两个小烧杯中,再各加10 mL蒸馏水,振荡,测量温度变化;待固体充分溶解,恢复至室温,向所得溶液中各滴入2滴酚酞溶液。
①发现Na2CO3固体完全溶解,而NaHCO3固体有剩余,由此得出结论 。
②同学们在两烧杯中还观察到以下现象。其中,盛放Na2CO3的烧杯中出现的现象是 (填字母)。
a.溶液温度下降
b.溶液温度升高
c.滴入酚酞溶液后,呈红色
(3)如图所示,在气密性良好的装置Ⅰ和Ⅱ中分别放入药品,将气球内的固体同时倒入试管中。
①两试管中均产生气体, (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)的反应程度更为剧烈。
②反应结束后,气球均有膨胀,恢复至室温,下列说法正确的是 (填字母)。
a.装置Ⅰ的气球体积较大
b.装置Ⅱ的气球体积较大
c.生成气体的体积根据盐酸计算
d.生成气体的体积根据固体计算
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答案:(1)2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
(2)①相同温度下,Na2CO3比NaHCO3易溶于水 ②bc
(3)①Ⅰ ②ac
解析:(1)碳酸钠稳定,受热难分解,碳酸氢钠热稳定性差,受热易分解,生成二氧化碳气体,故A为碳酸氢钠,反应的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,生成的CO2气体通入澄清石灰水中发生反应:CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O,生成碳酸钙沉淀,澄清石灰水变浑浊。
(2)①根据实验现象可知,在相同温度下,Na2CO3比NaHCO3易溶于水。
②碳酸钠溶解过程放热,溶液温度升高,a项错误,b项正确;碳酸钠为强碱弱酸盐,水解使溶液呈碱性,滴入酚酞溶液后溶液呈红色,c项正确。
(3)①将气球内的固体同时倒入试管发生反应:Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑,NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑,同等条件下,碳酸钠与盐酸反应的速率比碳酸氢钠与盐酸反应的速率小,所以Ⅰ的反应程度更为剧烈。
②Na2CO3的摩尔质量为106g·mol-1,NaHCO3的摩尔质量为84g·mol-1,等质量的Na2CO3和NaHCO3,NaHCO3物质的量较多,生成二氧化碳较多,所以装置Ⅰ的气球体积较大,a项正确,b项错误;Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑,NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑,根据化学方程式计算可知盐酸不足,生成气体的体积可根据盐酸计算,c项正确,d项错误。
13.(16分)轻质氧化镁是新型功能复合材料的重要添加剂,可由菱镁矿(含MgCO3、CaCO3、Fe2O3、Al2O3、SiO2)为原料制备,其制备流程如下:
(1)酸溶时,为了提高酸溶速率可采用的措施有 ;提高矿物的浸取率可采取的措施有 。(各答一条即可)
(2)浓硫酸与Al2O3反应的化学方程式为 ;滤渣Ⅰ的主要成分为 和 (填化学式)。
(3)用氨水调节溶液pH=8~9的目的是 ,若氨水加的量较多使pH>9,则最终氧化镁的产量会 (填“增大”“不变”或“减小”)。
(4)沉镁时发生反应的离子方程式为 。
(5)流程中“焙烧”操作若在实验室中进行,样品应放在 (填仪器名称)中加热,当 时,说明固体样品已分解完全。
答案:(1)将菱镁矿粉碎、适当提高酸溶时的温度 适当延长酸溶时间、溶解过程中不断搅拌、多次浸取、减小菱镁矿的颗粒度等(任写一条)
(2)Al2O3+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2O CaSO4 SiO2
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(3)使滤液中的Al3+与Fe3+完全沉淀 减小
(4)CO2+2NH3·H2O+Mg2+MgCO3↓+2NH4++H2O
(5)坩埚 前后两次称量固体的质量不变(或前后两次称量固体质量差小于0.1 g)
解析:(1)酸溶时,为了提高酸溶速率可采用的措施有将菱镁矿粉碎、适当提高酸溶时的温度等;提高矿物的浸取率可采取的措施有适当延长酸溶时间、溶解过程中不断搅拌、多次浸取、减小菱镁矿的颗粒度等。
(2)浓硫酸与Al2O3反应的化学方程式为Al2O3+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2O;滤渣Ⅰ的主要成分为不溶于浓硫酸的SiO2和生成的微溶物CaSO4。
(3)用氨水调节溶液pH=8~9的目的是使滤液中的Al3+与Fe3+完全沉淀,若氨水加的量较多使pH>9,滤渣Ⅱ中含有氢氧化镁沉淀,则最终氧化镁的产量会减小。
(4)沉镁时发生反应的离子方程式为CO2+2NH3·H2O+Mg2+MgCO3↓+2NH4++H2O。
(5)流程中“焙烧”操作若在实验室中进行,样品应放在坩埚中加热,当前后两次称量固体的质量不变(或前后两次称量固体质量差小于0.1g)时,说明固体样品已分解完全。
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