人教版高三化学总复习练习：第三章金属及其化合物课时作业6
钠及其化合物含解析
一、选择题
1．下列关于钠与水反应的说法不正确的是( )
①将一小块钠投入滴有石蕊试液的水中，反应后溶液变蓝
②将钠投入稀盐酸中，钠先与水反应，后与盐酸反应
③钠在水蒸气中反应时因温度高会燃烧
④将两小块质量相等的金属钠，一块直接投入水中，另一块用铝箔包住，在铝箔上刺些小孔，然后按入水中，两者放出的氢气质量相等
A．①②B．①②③
C．②③④D．①②③④
解析：①钠与水反应产生氢氧化钠使石蕊变蓝，正确。②钠与水的反应本质是钠与H＋的反应，所以钠先与盐酸溶液中的H＋反应，错误。③钠在水蒸气中反应产生的是氢气，尽管温度高且反应放热，因无氧气所以不能燃烧，错误。
④2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，因此，用铝箔包住的钠与水反应放出的H2多，错误。
答案：C
2．下列实验操作正确的是( )
解析：应将钠表面的煤油用滤纸吸干且烧杯中不能装满水，A错误；B项都有白色沉淀产生，错误；Na2O2与CO2反应生成氧气，如果棉花燃烧说明达到了着火点，能证明是放热反应，C正确；观察钾的焰色反应应该透过蓝色钴玻璃，D错误。
答案：C
3．下列关于钠及其化合物的说法正确的是( )
A．将金属钠投入水中，再经过一步转化可得碳酸氢钠
B．分别向Na2CO3和NaHCO3溶液中滴加少量盐酸，产生CO2较快的为NaHCO3 C．等物质的量的Na2O2、NaHCO3在密闭容器中加热，反应后得到的产物为纯净物
D．钠与O2反应时，由于O2的量不同，可分别生成Na2O或Na2O2
解析：选项A，Na―→NaOH―→Na2CO3―→NaHCO3，所以还需经过两步转化才能得到NaHCO3。选项B，Na2CO3与H＋反应，需两步反应生成CO2，NaHCO3只需一步反应生成CO2，前者反应相对较慢，后者则相对较快。选项C，反应后得到NaOH、Na2CO3和O2的混合物。选项D，钠与O2反应，由于反应条件不同，可分别生成Na2O或Na2O2。
答案：B
4．下列关于钠的化合物的说法中，正确的是( )
A．Na2CO3和NaHCO3均能与盐酸和NaOH溶液反应
B．Na2CO3固体中含有的NaHCO3可用加热的方法除去
C．Na2O2和Na2O均为白色固体，与CO2反应均放出O2
D．向Na2O2和Na2O与水反应后的溶液中立即滴入酚酞溶液现象相同
解析：碳酸钠不能与氢氧化钠反应，A项错误；碳酸氢钠加热分解生成碳酸钠，可以用加热的方法除去Na2CO3固体中含有的NaHCO3，B项正确；过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠与氧气，而氧化钠与二氧化碳反应只生成碳酸钠，没有氧气生成，C项错误；过氧化钠与水反应生成氢氧化钠与氧气，反应后的溶液中含有过氧化氢，过氧化氢具有强氧化性，立即滴入酚酞后，现象是溶液先变红后褪色，氧化钠与水反应只生成氢氧化钠，滴入酚酞，溶液变为红色，现象不相同，D项错误。
答案：B
5．为鉴别K2CO3和NaHCO3两种白色固体，有4位同学分别设计了下列四种不同的方法，其中不可行的是( )
A．分别加入1 mol·L－1的盐酸，看气泡产生的快慢
B．分别取样在试管中加热，将可能产生的气体通入澄清石灰水中，观察有无白色浑浊
C．分别取样配成溶液，滴加Ba(OH)2溶液，观察有无白色沉淀
D．分别配成溶液，做焰色反应实验，观察火焰的颜色
解析：A项，因K2CO3与盐酸反应分步进行，先生成碳酸氢钾，盐酸过量时才生成气体，故可行；B项，K2CO3受热不分解，NaHCO3受热分解产生CO2，故可行；C项，二者与Ba(OH)2溶液反应都产生白色沉淀BaCO3，故不可行；D 项，钾的焰色反应为浅紫色(透过蓝色钴玻璃观察)，钠的焰色反应为黄色，可行。
答案：C
6．已知：2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2。在密闭容器中，将 6.6 g CO2与一定量的Na2O2固体充分反应后，气体变为3.8 g。下列说法正确的是( ) A．3.8 g气体全部是O2
B．3.8 g气体通过足量NaOH溶液后，气体减少2.2 g
C．反应后的固体是混合物
D．生成Na2CO3的质量为15.9 g
解析：设反应的二氧化碳的质量为x，反应的过氧化钠质量为y，生成碳酸钠的质量为z，生成氧气的质量为m，则根据方程式利用质量差减法可有：＝＝＝＝，解得：x＝4.4 g，y＝7.8 g，z＝10.6 g，m＝1.6 g。剩下的3.8 g气体有二氧化碳2.2 g，氧气1.6 g，A错误；将该气体通过足量NaOH溶液后，二氧化碳被吸收，气体减少2.2 g，B正确；反应中二氧化碳过量，Na2O2固体已反应完全，反应后的固体只有碳酸钠，C错误；反应生成碳酸钠的质量为10.6 g，D错误。
答案：B
7．一定量的Na2O2与CO2反应后的固体物质为41.8 g，恰好与1 L 1 mol·L －1的稀盐酸完全反应，下列说法正确的是( )
A．41.8 g固体物质为Na2CO3
B．41.8 g固体物质为0.1 mol Na2CO3和0.4 mol Na2O2的混合物
C．41.8 g固体物质为31.2 g NaHCO3和10.6 g Na2CO3的混合物
D．一定量的Na2O2为78 g
解析：如果41.8 g固体全为Na2CO3，即0.39 mol，则其不可能恰好与1 L 1 mol·L－1的稀盐酸完全反应，A错误；根据钠离子守恒，知B符合题意；Na2O2与CO2反应不可能生成碳酸氢钠，即C错误；根据钠离子守恒，可求出一定量的Na2O2为0.5 mol，即39 g，所以D错误。
答案：B
8．下列叙述不正确的是( )
A．切开的金属Na暴露在空气中，光亮的表面逐渐变暗，发生的反应为2Na ＋O2===Na2O2
B．4.6 g Na与O2完全反应，生成7 g产物时失去电子的物质的量为0.2 mol C．Na与稀H2SO4反应的离子方程式为2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑
D．将少量Na投入到CuSO4溶液中，既有沉淀生成又有气体放出
解析：A项，常温下切开的金属Na暴露在空气中，光亮的表面逐渐变暗是因为生成Na2O，错误；B项，由题意知虽然生成Na2O2和Na2O的混合物，但是Na的物质的量为0.2 mol，故失去电子的物质的量仍为0.2 mol，正确；C项，Na与稀H2SO4反应的本质是与H＋的反应，H2SO4是强酸，正确；D项，Na与水反应放出气体，生成的NaOH与CuSO4反应生成Cu(OH)2沉淀，正确。
答案：A
9．由Na2O2、Na2CO3、NaHCO3、Na2O、NaCl中的某几种组成的混合物，向其中加入足量的盐酸，有气体放出。将气体通过足量的NaOH溶液，气体体积减
少。将上述混合物在空气中加热，有气体放出且固体质量增加。下列判断正确的是( )
A．混合物中一定不含Na2CO3、NaCl
B．混合物中一定有Na2O2、NaHCO3、Na2O
C．无法确定混合物中是否含有NaHCO3
D．混合物中一定不含Na2O2、NaCl
解析：向混合物中加入足量盐酸产生气体，气体通入NaOH溶液后，体积减少，可知气体成分为CO2和O2，则混合物中一定有Na2O2，且至少有Na2CO3和NaHCO3中的一种；混合物在空气中加热，有气体放出且固体质量增加，则混合物中一定有NaHCO3。NaHCO3受热分解生成CO2和H2O，其与Na2O2反应的质量变化如下(假设混合物中有2 mol NaHCO3)：2 mol NaHCO31 mol O2，固体质量减少，而题给信息是固体质量增加，故混合物中一定含有Na2O，而Na2CO3和NaCl无法确定。
答案：B
10．一定量Na2O2和NaHCO3均匀混合物分成质量相等的甲、乙两份。将甲投入100 mL稀盐酸，固体完全溶解，收集到标准状况下的干燥气体2.24 L。再将生成的气体全部导入装有乙的干燥管中，充分吸收后，收集到一种单质气体，标准状况下体积为2.016 L。根据以上信息，下列有关推断不正确的是( ) A．甲乙两份混合物中均含Na2O2 0.16 mol
B．甲乙两份混合物中均含NaHCO3 0.02 mol
C．原混合物中Na2O2与NaHCO3物质的量之比无法确定
D．盐酸物质的量浓度可能为3.4 mol·L－1
解析：装有乙的干燥管中CO2与Na2O2发生反应(设参加反应的CO2的体积为x L，对应生成的O2的体积为y L)：
2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2 差值
2 1 1
x L y L 2.24 L－2.016 L＝0.224 L
由x－y＝0.224，x＝2y，得x＝0.448，y＝0.224。由题意可知装有乙的干燥管中CO2完全反应，但不能确定Na2O2是否完全反应，因此不能通过上述反应确定混合物中Na2O2的含量。混合物与盐酸反应时，由于不知道盐酸的浓度，故不能通过盐酸与NaHCO3的反应确定混合物中NaHCO3的含量，但可以通过Na2O2与盐酸反应时生成的O2的量(2Na2O2～O2)来确定混合物中Na2O2的含量：n(Na2O2)＝2n(O2)＝＝0.16 mol，A项正确，B项错误，C项正确。若盐酸完全反应，则有：4HCl＋2Na2O2===4NaCl＋2H2O＋O2↑，HCl＋NaHCO3===NaCl ＋H2O＋CO2↑，n(HCl)＝4n(O2)＋n(CO2)＝4×0.08 mo l＋0.02 mol＝0.34 mol，故盐酸的物质的量浓度可能为＝3.4 mol·L－1，D项正确。
答案：B
二、非选择题
11．已知：A为含金属离子的淡黄色固体化合物，E、X为空气中常见气体，A、B、C、D含有相同的金属离子，其转化关系如下图(部分产物已略去)。
请回答下列问题：
(1)这种金属离子的离子结构示意图为________。
(2)X的电子式为________。
(3)B中所含化学键的类型是______________________________ __________________________________________。
常温常压下，7.8 g A与足量的水充分反应放出热量a kJ，写出该反应的热化学方程式______________________________ __________________________________________。
(4)①C也可转化为B，写出该转化的化学方程式___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ __________。
②B与D反应的离子方程式为______________________________ ___________________________________________________________________ _______________________________________________。
(5)将一定量的气体X通入2 L B的溶液中，向所得溶液中边逐滴加入稀盐酸边振荡至过量，产生的气体与盐酸物质的量的关系如图(忽略气体的溶解和HCl的挥发)。
请回答：a点溶液中所含溶质的化学式为________，a～b之间的反应的离子方程式是_____________________________________ ___________________________________________________________________ ________________________________________。
解析：A为含金属离子的淡黄色固体化合物，A为Na2O2，根据2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，E、X为空气中常见气体知E为O2，B为NaOH，C为Na2CO3，D为NaHCO3，X为CO2。(3)B为离子化合物NaOH，所含化学键的类型是极性共价键、离子键；利用7.8 g A与足量的水充分反应放出热量a kJ，计算2 mol Na2O2与足量的水充分反应放出热量20a kJ，该反应的热化学方程式为2Na2O2(s)＋2H2O(l)===4NaOH(aq)＋O2(g) ΔH＝－20a kJ·mo l－1。(4)①C转化为B，即Na2CO3转化为NaOH，可以加Ca(OH)2或Ba(OH)2实现，化学方程式为Ca(OH)2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaOH或Ba(OH)2＋Na2CO3===BaCO3↓＋2NaOH；②B与D反应的离子方程式为OH－＋HCO===CO＋H2O。(5)根据Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl、NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑知，Na2CO3转化为NaHCO3、NaHCO3转化为NaCl需要的HCl的物质的量相等，实际上产生气体之前消耗盐酸与产生二氧化碳消耗盐酸体积之比为3∶2，所以溶液中还存在NaOH，说明原溶液中溶质为NaOH、Na2CO3，结合方程式可知，溶液中n(NaOH)∶n(Na2CO3)＝1∶2，故a点时氢氧化钠与盐酸恰好完全反应，所以a点时溶液中的溶质是Na2CO3和NaCl，a～b的反应是Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl，离子方程式是CO＋H＋===HCO。
答案：(1)
(2)C
(3)极性共价键、离子键2Na2O2(s)＋2H2O(l)===4NaOH(aq)＋O2(g) ΔH＝－20a kJ·mo l－1
(4)①Ca(OH)2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaOH或Ba(OH)2＋Na2CO3===BaCO3↓＋2NaOH
②OH－＋HCO===CO＋H2O
3
(5)Na2CO3、NaCl CO＋H＋===HCO－
12．分别取等物质的量浓度的氢氧化钠溶液各100 mL，再通入一定量的CO2，随后分别各取20 mL溶液，向其中逐滴滴入0.2 mol·L－1的盐酸，在标准状况下产生CO2的体积(y轴)与所加入盐酸的体积(x轴)的关系如下图(分A、B 两种情况)：
(1)在A情况下，溶质是________________(填化学式)，其物质的量之比为________。
(2)在B情况下，溶质是________________(填化学式)，其物质的量之比为________。
(3)原氢氧化钠溶液的物质的量浓度为________。
解析：CO2通入NaOH溶液中进行反应时，据CO2量与NaOH量的相对多少，有这样两个阶段：①CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O，此时溶质可能为NaOH和Na2CO3或只有Na2CO3(刚好反应)；②Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3，此时溶质可能为Na2CO3和NaHCO3或只有NaHCO3；据图分析：B情况最终生成的CO2(其实就是最初通入的与NaOH溶液反应的CO2)是A情况的2倍。(3)当加入150 mL 盐酸时，恰好完全反应，此时溶液中溶质为NaCl。据元素守恒有n(NaOH)＝n(Na ＋)＝n(Cl－)＝0.2 mol·L－1×0.15 L＝0.03 mol，所以原氢氧化钠溶液的物
质的量浓度为＝1.5 mol·L－1。
答案：(1)NaOH、Na2CO3 1∶1
(2)Na2CO3、NaHCO3 1∶1
(3)1.5 mol·L－1
13．某实验小组探究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，恢复到室温，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________(填字母序号)。
a．溶液温度下降b．溶液温度升高
c．滴入酚酞后呈浅红色d．滴入酚酞后呈红色
(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
字母序号)。
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
(4)同学们将两种固体分别配制成0.5 mol·L－1的溶液，设计如下方案并对反应现象做出预测：
实施实验后，发现操作2的现象与预测有差异：产生白色沉淀和气体，则该条件下，NaHCO3溶液与CaCl2溶液反应的离子方程式为___________________________________________________________________ _____。
解析：本题以碳酸钠与碳酸氢钠的性质为知识背景考查了实验探究，意在考查考生运用所学知识分析问题并进行实验探究的能力。(1)Na2CO3受热不分解，而NaHCO3受热易分解。(2)相同温度下，Na2CO3的溶解度大于NaHCO3的溶解度。(3)①同质量的NaHCO3与Na2CO3固体与同浓度的盐酸反应时，前者反应生成气体的速率快。②装置Ⅰ中n(NaHCO3)＝＝0.011 9 mol，装置Ⅱ中n(Na2CO3)＝＝0.009 4 mol，两试管中n(HCl)＝0.003 mol，两试管中盐酸均不足量，故生成气体的体积均应根据盐酸计算，c对；装置Ⅰ中发生反应的离子方程式为HCO＋H＋===CO2↑＋H2O，而装置Ⅱ中发生反应的离子方程式为CO ＋H＋===HCO、HCO＋H＋===CO2↑＋H2O，故装置Ⅰ中产生的气体比装置Ⅱ中产生的气体多，a对。(4)根据题意可知，向NaHCO3溶液中滴加CaCl2溶液有白色沉淀和气体生成，沉淀和气体分别为CaCO3和CO2。
答案：(1)2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O
(2)①相同温度下，Na2CO3比NaHCO3易溶于水
②b、d
(3)①Ⅰ②a、c
(4)Ca2＋＋CO===CaCO3↓
Ca2＋＋2HCO===CaCO3↓＋CO2↑＋H2O
14．烧碱、纯碱等都是重要的化工原料。
(1)利用如图装置可以证明二氧化碳与烧碱溶液发生了反应。
①若将A与B连接，打开止水夹，将胶头滴管中的液体挤入烧瓶，此时的实验现象是_______________________________________ ___________________________________________________________________ ______________________________________。
②若其他操作不变，将A与C连接，可观察到的现象是
_______________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ______________。
(2)向100 mL 1 mol·L－1烧碱溶液中通入一定量CO2充分反应后，将溶液在低温下蒸干得到白色固体X，X的组成可能有四种情况，按出现的先后顺序分别是
Ⅰ.NaOH、Na2CO3，Ⅱ.______________，
Ⅲ.Na2CO3、NaHCO3，Ⅳ.______________。
①常温下，将得到的固体X重新溶于水，在所得溶液中加入盐酸，使溶液的pH＝7，再将溶液蒸干，得到固体的质量为________g。
②若要验证白色固体X是第Ⅰ种组成，依次加入的试剂为________(填字母序号)。
a．盐酸 b．MgCl2溶液
c．BaCl2溶液 d．Ba(OH)2溶液
③若白色固体X为第Ⅲ种组成，下列实验方案中不能测定其中NaHCO3质量分数的是________(填字母序号)。
a．取m g X与足量Ba(OH)2溶液充分反应，过滤，洗涤，烘干得n g固体
b．取m g X与足量盐酸充分反应，加热，蒸干，灼烧得n g固体
c．取m g X充分加热，减重n g
d．取m g X与足量稀硫酸充分反应，逸出的气体被足量碱石灰吸收，增重n g
④若白色固体X的质量为7.0 g，则X的组成为________(填“Ⅰ”“Ⅱ”“Ⅲ”或“Ⅳ”)。
解析：(1)将A与B连接，打开止水夹，将胶头滴管中的液体挤入烧瓶，由于二氧化碳易溶于氢氧化钠溶液且与NaOH发生反应，使烧瓶内部压强迅速减小，故广口瓶中的水要沿导管进入烧瓶；将A与C连接，其他操作不变，导致外界压强高于瓶内压强，故广口瓶中的长导管口会产生气泡。
(2)③a选项中沉淀的质量即为碳酸钡的质量，根据碳酸钡的质量和原混合物的总质量可以列式求出碳酸钠和碳酸氢钠的质量分数，正确；b选项中n g 固体为生成的氯化钠的质量，根据钠原子守恒和原混合物总质量可列式计算出碳酸氢钠的质量分数，正确；c选项采用差量法，减少的质量为碳酸氢钠分解生成的二氧化碳和水的质量，由此可求出碳酸氢钠的质量，进而求出碳酸氢钠的质量分数，正确；d选项中碱石灰增加的质量为盐与酸反应生成的二氧化碳及溶液中挥发出来的水蒸气的质量，因此不能通过数据准确计算出碳酸氢钠的质量分数，不正确。④可采用极值法来判断，若全部为Na2CO3，质量为5.3 g，若全部为NaHCO3，质量为8.4 g，固体X的质量为7.0 g，故其为碳酸钠和碳酸氢钠的混合物。
答案：(1)①水沿导管由广口瓶进入烧瓶
②广口瓶中的长导管口有气泡产生
(2)Na2CO3 NaHCO3 ①5.85 ②c、b ③d ④Ⅲ