金属及其化合物
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一、钠及其化合物的转化关系1.钠单质1.1物理性质软、亮、轻、低、导······1.2化学性质1.3用途1.4制备与保存2.钠的化合物氧化钠、过氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠······2.1物理性质2.2化学性质2.3用途2.4制备与保存3.钠及其化合物的综合练1.金属钠分别与下列溶液反应时,既有沉淀析出,又有气体逸出的是() A.BaCl2溶液B.K2SO4溶液C.CuSO4溶液D.NH4NO3溶液解析:选C因为是溶液中的反应,所以都有H2产生,NH4NO3溶液还产生NH3,CuSO4溶液还产生Cu(OH)2沉淀。
2.200℃时,11.6g CO2和水蒸气的混合气体与足量的Na2O2充分反应后固体质量增加了3.6g,则原混合气体的总物质的量是()A.0.125mol B.0.25mol C.0.5mol D.1mol解析:选C根据质量守恒定律可知,生成O2的质量为11.6g-3.6g=8g,n(O2)=8g32g·mol-1=0.25mol,根据Na2O2与H2O(g)、CO2反应的物质的量的关系可知CO2和H2O(g)的物质的量之和为0.25mol×2=0.5 mol。
3.一定温度下,m g下列物质在足量的氧气中充分燃烧后,产物与足量的过氧化钠充分反应,过氧化钠增加了n g,且n>m,符合此要求的物质是()①H2②CO③CO和H2的混合物④HCOOCH3⑤CH3CHOA.⑤B.①②C.①②③④D.①②③④⑤解析:选A这些物质完全燃烧后生成CO2或H2O或二者都有,2H2+O2点燃,2H2O、2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑、2CO+O2点燃,2CO2、2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,根据反应方程式可知,过氧化钠增加的质量即为H2、CO的质量,因此只要是CO或H2或它们的混合气体或化学组成符合(CO)m·(H2)n 增加质量为m g,不符合题意,①、②、③、④符合(CO)m·(H2)n的形式;⑤可写成CO·(H2)2·C形式,燃烧后的产物与Na2O2充分反应,增加的质量大于m g,故A符合题意。
4.下列有关钠及其化合物的叙述正确的是()A.Na2O2晶体中的阴离子与阳离子的物质的量之比为1∶1B.9.2g金属钠投入到足量的重水中,则产生的气体中含有0.4mol电子C.钠在化学反应中常常失去电子被氧化,作氧化剂,故Na+具有强氧化性D.钠、钾是低熔点的轻金属,所以钠钾合金在常温时柔软似蜡解析:选B过氧化钠中阴、阳离子分别是O2-2和Na+,所以过氧化钠晶体中的阴离子与阳离子的物质的量之比为1∶2,A项错误;9.2g钠的物质的量为0.4mol,0.4mol钠和足量重水反应生成0.2mol重氢,每个重氢分子中含有2个电子,所以产生的气体中含有0.2mol×2=0.4mol电子,B项正确;在化学反应中钠常常失去电子被氧化,作还原剂,Na+具有弱氧化性,C项错误;钠钾合金在常温时呈液态,可用作原子反应堆的导热剂,D项错误。
5.有甲、乙两个完全相同的装置,分别在它们的侧管中装入1.06g Na2CO3和0.84g NaHCO3,试管中各有10mL相同浓度的盐酸(如图),同时将两个侧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)≥2mol·L-1C.若最终两气球体积不同,则一定有c(HCl)≤1mol·L-1D.最终两溶液中Na+、Cl-的物质的量相同解析:选B碳酸钠和盐酸反应分步进行,先生成碳酸氢钠,后碳酸氢钠和盐酸反应生成二氧化碳,所以甲装置的气球膨胀速率小,故A错误;1.06g Na2CO3和0.84g NaHCO3的物质的量相同,都是0.01mol,根据方程式知:NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑,Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑,若最终两气球体积相同,说明酸的物质的量大于或等于0.02mol,所以其浓度大于或等于2mol·L-1,故B正确;碳酸钠和盐酸反应的离子方程式为CO2-3+H+===HCO-3、HCO-3+H+===CO2↑+H2O,碳酸氢钠和盐酸反应的离子方程式为HCO-3+H+===CO2↑+H2O;若最终两气球体积不同,所需酸的物质的量范围是0<c(HCl)<0.02 mol,所以其浓度大于0小于2mol·L-1,故C错误;1.06g Na2CO3和0.84g NaHCO3的物质的量相同,都是0.01mol,所以Na2CO3和NaHCO3中钠离子的物质的量不同,故最终两试管中Na+的物质的量一定不相同,故D错误。
6.向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1mol·L-1稀盐酸,CO2的生成量与加入盐酸的体积(V)的关系如图所示。
下列判断正确的是()A.在0~a范围内,只发生中和反应B.ab斜段发生反应的离子方程式为CO2-3+2H+===H2O+CO2↑C.a=0.3D.原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为1∶2解析:选C向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1mol·L-1稀盐酸,发生的反应依次为:OH-+H+===H2O,CO2-3+H+===HCO-3,HCO-3+H+===CO2↑+H2O,据此可以解答。
在0~a范围内,发生的反应应该是OH -+H+===H2O,CO2-3+H+===HCO-3,不只发生中和反应,A错误;ab段发生反应的离子方程式为HCO-3+H+===CO2↑+H2O,B错误;从图像知生成CO20.01mol,根据方程式HCO-3+H+===CO2↑+H2O可知消耗盐酸的物质的量为0.01mol,故a=0.3,C正确;根据方程式和图像可知Na2CO3的物质的量是0.01mol,共计消耗盐酸0.02mol,所以与氢氧化钠反应的盐酸是0.04mol-0.02mol=0.02mol,则氢氧化钠的物质的量为0.02mol,因此原混合液中,NaOH与Na2CO3的物质的量之比为2∶1,D错误。
7.如图所示,两圆圈相交的阴影部分表示圆圈内物质相互发生的反应。
钠及其氧化物的物质的量均为0.1mol,水的质量为100g。
(1)反应③最多产生O2的物质的量为________mol。
(2)反应①的离子方程式为__________________________。
(3)①、②、③充分反应后,所得溶液中溶质的质量分数由大到小的顺序为________________。
答案:(1)0.05(2)2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑(3)③=②>①8.将一定体积的CO2通入一定浓度的NaOH溶液中,为了测定所得溶液的成分,向该溶液中逐滴加入1mol·L -1的盐酸。
所加盐酸的体积与产生CO2的体积(标准状况)的关系如图所示。
(1)加入35mL盐酸时,产生的CO2的体积(标准状况)为________mL。
(2)溶液中所含溶质及其物质的量为___________________________________________。
解析:(1)由图像所示消耗盐酸的体积与产生CO2的体积可知,该溶液的溶质是NaOH和Na2CO3。
OA段H +先与OH-反应生成H2O,待OH-消耗完,H+再与CO2-3反应生成HCO-3。
AB段发生反应H++HCO-3===CO2↑+H2O,加入35mL盐酸时,产生的n(CO2)=n(H+)=(35-25)mL×10-3L·mL-1×1mol·L-1=0.01mol,则V(CO2)=22.4L·mol-1×0.01mol=0.224L=224mL。
(2)由H++CO2-3===HCO-3及H++HCO-3===CO2↑+H2O可知,n(CO2-3)=(45-25)mL×10-3L·mL-1×1mol·L-1=0.02mol,故OA段与H+反应的OH-为25 mL×10-3L·mL-1×1mol·L-1-0.02mol=0.005mol,即溶液中含NaOH0.005mol、Na2CO30.02mol。
答案:(1)224(2)NaOH0.005mol、Na2CO30.02mol9.有一含NaCl、Na2CO3·10H2O和NaHCO3的混合物,某同学设计如图所示的实验装置,通过测量反应产生的CO2和H2O的质量,来确定该混合物中各组分的质量分数。
(1)实验步骤:①按图(夹持仪器未画出)组装好实验装置后,首先进行的操作是__________。
②称取样品,并将其放入硬质玻璃管中;称量装浓硫酸的洗气瓶C的质量和装碱石灰的U形管D的质量。
③打开活塞K1、K2,关闭K3,缓缓鼓入空气数分钟,其目的是____________________。
④关闭活塞K1、K2,打开K3,点燃酒精灯加热至不再产生气体。
装置B中发生反应的化学方程式为__________________________、__________________________________。
⑤打开活塞K1,缓缓鼓入空气数分钟,然后拆下装置,再次称量洗气瓶C的质量和U形管D的质量。
(2)关于该实验方案,请回答下列问题。
①若加热反应后不鼓入空气,对测定结果的影响是_____________________________________________________________________________________________________。
②E处干燥管中盛放的药品是________________,其作用是______________________,如果实验中没有该装置,则会导致测量结果NaHCO3的质量__________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
③若样品质量为w g,反应后C、D装置增加的质量分别为m1g、m2g,则混合物中Na2CO3·10H2O的质量分数为____________(用含w、m1、m2的代数式表示)。
解析:(1)①组装好实验装置后首先应检查装置气密性。
③由于装置中存在CO2和水蒸气,应先除去装置中的CO 2和水蒸气。
④由物质的性质可知,在加热时该装置中发生的反应为2NaHCO 3====△Na 2CO 3+H 2O ↑+CO 2↑、Na 2CO 3·10H 2O====△Na 2CO 3+10H 2O ↑。