2021版浙江高考选考化学一轮复习教师用书：专题3 1　第一单元　钠、镁及其化合物

2021版浙江高考选考化学一轮复习教师用书：专题3 1　第一单元　钠、镁及其化合物

第一单元　钠、镁及其化合物 [考点分布] 2016 年 2017 年 2018 年 2019 年 2020 年 知识内 容 考试 要求 4 月 10 月 4 月 11 月 4 月 11 月 4 月 1 月 (1)钠、镁 的物理 性质及 用途 a T6 T10 (2)钠、镁 的化学 性质(跟 非金属、 酸、某些 氧化物 的反应) c T8 T6 T10 T7、 T14 T6 T11 T8 (3)钠、镁 的生产 原理 b T8 T8 T9 (4)碳酸 钠、碳酸 氢钠的 性质及 检验方 法 c T28 T29 (5)碳酸 钠、碳酸 氢钠的 用途 a T6 T6 T6 T11 (6)焰色 反应 a T9 T27 T28Ⅰ (7)有关 化学方 程式过 量问题 的计算 b T29 (8)过氧 化钠的 主要性 质 c 　钠、镁的性质及用途 一、钠的性质、制取及用途 1．钠的物理性质 颜色：银白色，有金属光泽； 密度：ρ(H2O)>ρ(Na)>ρ(煤油)； 熔点：低于 100 ℃； 硬度：质地柔软，可以用小刀切割。 2．从钠原子的原子结构认识钠的化学性质——还原性 (1)与非金属单质(如 O2、Cl2)的反应 O2{常温：4Na＋O2 === 2Na2O（在空气中钠表面很快变暗） 点燃：2Na＋O2 =====△ Na2O2 Cl2：2Na＋Cl2 =====点燃 2NaCl (2)与水反应 ①离子方程式：2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑。 ②与滴加酚酞的水反应的现象及解释 (3)与酸反应 离子方程式：2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑。 3．钠的制取及保存 (1)制取：化学方程式为 2NaCl =====通电 2Na＋Cl2↑。 (2)保存：密封保存，通常保存在石蜡油或煤油中。 4．钠的用途 (1)制取 Na2O2 等化合物。 (2)钠、钾合金(液态)可用于快中子反应堆做热交换剂。 (3)用作电光源，制作高压钠灯。 (4)冶炼某些金属 金属钠具有强的还原性，熔融状态下可以用于制取金属，如 4Na＋TiCl4 =====熔融 4NaCl＋ Ti。 二、镁的存在、工业制法及性质 1．镁的存在 自然界中的镁主要以化合态的形式存在地壳和海水中，海水中镁的总储量约为 1.8×1015 t。 2．镁的工业制法 海水 ― ― →石灰乳 ① 海水沉淀池 Mg（OH）2 ― ― →HCl ② MgCl2 ― ― →蒸发结晶 ③ MgCl2·6H2O ― ― →HCl气流中 △ ④ MgCl2 ― ― →电解 ⑤ Mg 3．镁的性质 (1)与 N2、O2 反应，化学方程式为 3Mg＋N2 =====点燃 Mg3N2、2Mg＋O2 =====点燃 2MgO。 (2)与非氧化性酸反应，离子方程式为 Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑。 (3)与 CO2 反应，化学方程式为 2Mg＋CO2 =====点燃 2MgO＋C，反应现象为镁在二氧化碳 中剧烈燃烧，放出耀眼的白光，有黑色固体生成。 题组一钠的性质及应用 1．常温下能与水反应的金属单质是(　　) A．SiO2　　　　　　　　　　 B．Br2 C．Na2O D．Na 解析：选 D。A 项，SiO2 是非金属氧化物；B 项，Br2 是非金属单质；C 项，Na2O 是金 属氧化物；D 项，Na 是金属单质，常温下能与水反应。故选 D。 2．(2016·浙江 4 月选考，T8)下列有关钠及其化合物的说法不正确的是(　　) A．电解饱和食盐水可制取金属钠 B．钠与氧气反应的产物与反应条件有关 C．氧化钠与水反应生成氢氧化钠 D．钠可以从四氯化钛中置换出钛 答案：A 题组二钠与水反应实验的拓展 3．向分别盛有 100 mL 水、100 mL 0.1 mol·L －1 盐酸、100 mL 0.1 mol·L －1 硫酸铜溶液 的 X、Y、Z 三个烧杯中各投入 0.05 mol Na(假设反应后溶液体积均不变)。下列有关说法正 确的是(　　) A．三个烧杯中发生反应的离子方程式均为 2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑ B．三个烧杯中钠均在液面上剧烈反应，且 X 烧杯中反应最剧烈 C．三个烧杯反应后，生成的溶质的物质的量浓度相同 D．三个烧杯反应后，生成的气体的质量一定相同 解析：选 D。钠与盐酸反应时先与 H＋反应，离子方程式表示为 2Na＋2H＋===2Na＋＋H2 ↑，与 CuSO4 溶液反应会生成沉淀，A 错误；三个烧杯中，水中的氢离子浓度最小，反应 最慢，B 错误；X 烧杯中生成的溶质为 0.05 mol NaOH，Y 烧杯中生成的溶质为 0.01 mol NaCl 和 0.04 mol NaOH，Z 烧杯中生成的溶质为 0.01 mol Na2SO4 和 0.03 mol NaOH，故 Z 烧杯中 生成的溶质的物质的量浓度最小，C 错误；因向三个烧杯中加入钠的物质的量相同且钠全部 反应完，故生成 H2 的量相同，D 正确。 (1)钠与水、酸反应的实质都是与 H＋的反应。 (2)金属钠与可溶性盐溶液反应的思维模板 4．(2020·黄岩选考模拟)有人设计出一种在隔绝空气条件下让钠与 FeSO4 溶液反应的方 法以验证反应实质。实验时，往 100 mL 大试管中先加 40 mL 煤油，取 3 粒米粒大小的金属 钠放入大试管后塞上橡皮塞，通过长颈漏斗加入 FeSO4 溶液使煤油的液面至胶塞，并夹紧弹 簧夹(如图)。仔细观察，回答下列问题： (1)如何从试剂瓶中取用金属钠：______________________________________； 剩余的 Na____________(填“能”或“不能”)放回原试剂瓶。 (2)装置中液面的变化：大试管内____________；长颈漏斗内____________。 (3) 写 出 钠 与 硫 酸 亚 铁 溶 液 反 应 的 化 学 方 程 式 ： ____________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)用镊子从试剂瓶中取一块金属钠，用滤纸吸干表面上的煤油，用小刀在玻璃 片上切成米粒大小　能 (2)液面下降　液面上升 (3)2Na＋FeSO4＋2H2O===Fe(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑ 金属钠与溶液反应的现象分析 (1)共性：因为钠与不同的溶液反应均属于剧烈的置换反应，故有共同的现象产生：① 浮：钠浮在液面上；②熔：钠熔化成光亮的小球；③游：在液面上不停地游动直至反应完；④ 响：反应中不停地发出“嘶嘶”的响声。 (2)差异性：与酸及强酸弱碱盐溶液反应时，由于溶液中 H＋浓度较大，反应比与水剧烈， 最后钠可能在液面上燃烧；与盐溶液反应时，还可能会生成沉淀(难溶碱)、气体(NH3)等。 题组三镁的性质 5．(2020·台州质量检测)下列说法不正确的是(　　) A．金属镁在空气中较易被氧化，生成的氧化膜对金属镁有保护作用 B．去除表面氧化膜的金属镁，能在空气中点燃，产生耀眼的白光 C．将镁粉加到水中加热煮沸冷却后，滴加酚酞，会变红色 D．氮气很稳定，即使高温加热，去除表面氧化膜的镁条也不能在氮气中燃烧 解析：选 D。镁条表面的氧化膜对镁有保护作用，A 正确；镁条在空气中可点燃，B 正 确；镁粉在加热条件下可与水缓慢反应生成 Mg(OH)2 沉淀物，但 Mg(OH)2 不是绝对不溶， 微量 Mg(OH)2 溶解在水中，使溶液呈碱性，C 正确；去除表面氧化膜的镁条可以在高温下 与氮气反应，D 错误。 6．物质的量为 0.1 mol 的镁条在只含有 CO2 和 O2 混合气体的容器中燃烧(产物不含碳酸 镁)，反应后容器内固体物质的质量不可能为(　　) A．3.2 g B．4.0 g C．4.2 g D．4.6 g 解析：选 D。镁条在 CO2 和 O2 中燃烧，实质发生的是氧化还原反应，镁做还原剂，CO2 和 O2 做氧化剂。容器中 CO2 和 O2 的量是未知的，反应后容器内固体物质的质量为未反应 的镁的质量、生成的碳的质量及生成的 MgO 的质量。 ①当气体中无 O2，Mg 完全与 CO2 反应时，反应后固体物质的质量最大， 2Mg　＋　CO2 =====点燃 2MgO　＋　C 0．1 mol　 0.1 mol 0.05 mol m(固体)＝0.1 mol×40 g·mol－1＋0.05 mol×12 g·mol－1＝4.6 g； ②当金属镁没有反应，则容器内固体物质的质量最少，0.1 mol×24 g·mol－1＝2.4 g； 由于容器中含有 CO2 和 O2 的混合气体，且镁条也参加了反应，因此反应后固体物质的 量为 2.4 g＜m(固体)＜4.6 g，故选 D。 (1)镁在空气中燃烧可能发生下列化学反应： 2Mg＋O2 =====点燃 2MgO； 3Mg＋N2 =====点燃 Mg3N2； 2Mg＋CO2 =====点燃 2MgO＋C。 (2)冶炼金属镁是电解熔融的 MgCl2 而不是电解熔融的 MgO，其原因是 MgO 的熔点高 达 2 800 ℃，远远高于 MgCl2 的熔点，使之熔化需要消耗更多的能量。 　钠的重要化合物 一、氧化钠与过氧化钠的比较 物质 氧化钠(Na2O) 过氧化钠(Na2O2) 色态 白色固体 淡黄色固体 类别 离子化合物， 碱性氧化物 离子化合物， 过氧化物 电子式 氧元素 的价态 －2 －1 生成 条件 常温 加热或点燃 热稳 定性 不稳定(2Na2O＋O2 =====△ 2Na2O2) 稳定 与水反 应的方 程式 Na2O＋H2O=== 2NaOH 2Na2O2＋2H2O=== 4NaOH＋O2↑ 与 CO2 反应的 方程式 Na2O＋CO2=== Na2CO3 2Na2O2＋2CO2=== 2Na2CO3＋O2 与盐酸 反应的 方程式 Na2O＋2HCl=== 2NaCl＋H2O 2Na2O2＋4HCl=== 4NaCl＋2H2O＋O2↑ 用途 － 强氧化剂、漂白剂、 供氧剂 　(1)金属钠在空气中无论生成单一的 Na2O 或 Na2O2，还是生成二者的混合 物，1 mol Na 只能转移 1 mol 电子。 (2)过氧化钠的阴离子为 O2－2 ，故 Na2O2 中阳离子和阴离子的物质的量之比为 2∶1。 Na2O2 不是碱性氧化物，有强氧化性、漂白性，遇到湿润的红色石蕊试纸时，先使试纸变蓝， 后使其褪色。 二、碳酸钠与碳酸氢钠 1．性质(不特别注明的填化学方程式) 2．转化 Na2CO3①CO2＋H2O　②适量H＋ ①加热（固体）　②适量OH－ NaHCO3 3．鉴别方法 (1)利用热稳定性不同 固体 加热{无明显变化的是Na2CO3 放出无色的使澄清石灰水变浑浊气体的是 NaHCO3 (2)利用和酸反应生成气体的速率不同(相同条件下) (3)利用阴离子的不同 溶液 BaCl2溶液{产生白色沉淀的是Na2CO3 不产生白色沉淀的是NaHCO3 (4)利用溶液的酸碱性不同 溶液 测相同浓度 溶液的pH {pH大的为Na2CO3 pH小的为NaHCO3 题组一过氧化钠的性质及应用 1．(2020·金华东阳二中模拟)关于过氧化钠和氧化钠，下列说法不正确的是(　　) A．Na2O2 比 Na2O 性质稳定，放置在空气中不会变质 B．同物质的量的两种物质与足量的 CO2 反应，消耗气体的质量比为 1∶1 C．同物质的量的两种物质溶于等量且足量的水中，生成碱的质量分数相等 D．Na2O 是白色固体，Na2O2 为淡黄色固体 解析：选 A。Na2O2 与 Na2O 均易吸收空气中 CO2 和 H2O 而变质，A 错；二者最终均生 成 Na2CO3，B 正确；Na2O2 比 Na2O 多的那部分 O 元素以 O2 形式放出，故生成 NaOH 的质 量分数相等，C 正确。 2．将 O2、CH4、Na2O2 放入密闭容器中，在 150 ℃条件下用电火花引燃反应，恰好完 全反应，此时容器中的压强为零，由此得出原混合物中 O2、CH4、Na2O2 的物质的量之比为 (　　) A．1∶1∶1　　　　　　　　 B．2∶2∶6 C．1∶2∶6 D．无法确定 解析：选 C。由题意可知，三种物质恰好完全反应后压强为零，说明最终剩余固体为 Na2CO3 和 NaOH。根据“凡是分子组成符合(CO)n(H2)m 形式的一种或几种物质的混合物与足 量 Na2O2 反应，固体 Na2O2 增加的质量等于该混合物的质量”的规律可知，要使 O2 和 CH4 的组成符合(CO)n(H2)m 的形式，则必须有 n(O2)∶n(CH4)＝1∶2。假设有 1 mol O2、2 mol CH4 与 n mol Na2O2 反应：2CH4＋O2＋Na2O2→ Na2CO3＋NaOH，然后由氢原子守恒确定 NaOH 的物质的量为 8 mol，由碳原子守恒确定 Na2CO3 的物质的量为 2 mol，最后求出 Na2O2 的物 质的量为 6 mol，即可得出反应的化学方程式为 2CH4＋O2＋6Na2O2===2Na2CO3＋8NaOH，C 项正确。 3．(2020·衢州高一测试)一定量碳酸氢钠与过氧化钠的混合物在密闭体系中充分加热后， 排出气体，测出固体残留物中有两种成分，则该固体组成中一定含有(　　) A．NaHCO3、Na2CO3 B．NaOH、Na2CO3 C．Na2O2、Na2CO3 D．Na2O2、NaOH 解析：选 B。NaHCO3 受热易分解为 Na2CO3，故 A、D 两项错误；Na2O2 与 NaHCO3 分 解产生的 CO2、H2O 反应，一定有 Na2CO3 生成，也会有 NaOH 生成，但不会是 Na2O2、Na2CO3 的组合，B 项正确、C 项错误。 4.某课外活动小组设计下列实验装置，验证“二氧化碳与水接触 时才能和过氧化钠反应”。 (1) 过 氧 化 钠 与 二 氧 化 碳 反 应 的 化 学 方 程 式 是 __________________________ ，该 反 应 中 ，反应 物 的 总 能 量 __________(填“大于”或“小于”)生成物的总能量。 (2)装置Ⅰ中的试剂是________(填字母)。 a．稀盐酸 b．稀硫酸 c．小苏打 d．石灰石 (3)实验时，应先打开弹簧夹________(填“K1”或“K2”)，观察到预期现象后，关闭它， 再打开另一个弹簧夹。 实验过程中将带火星的木条置于 a 口，观察到带火星的木条始终不复燃。 ①为观察到最终木条复燃，甲建议在Ⅲ后安装一个盛有碱石灰的干燥管，目的是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； ②乙认为即使采纳甲的建议且最终观察到木条复燃，也不能证明 CO2 参与了反应，原 因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)此反应是放热反应。(2)依据实验目的，装置Ⅰ是制取 CO2 装置，因为盐酸易 挥发出 HCl，所以应选择稀硫酸，H2SO4 与 CaCO3 生成微溶的 CaSO4，故应选择小苏打。(3) 先通干燥的 CO2，再通湿润的 CO2 进行对比。 答案：(1)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2　大于 (2)bc　(3)K2　①除去未充分反应的 CO2 ②水与 Na2O2 反应生成氧气 Na2O2 结构和强氧化性的常考点 (1)Na2O2 的电子式为 是个原子团。 (2)Na2O2 与 H2O、CO2 的反应都是 Na2O2 自身的氧化还原反应，在反应中 H2O、CO2 既 不是氧化剂，也不是还原剂。 (3)在研究 Na2O2 与其他溶液反应时，要注意 Na2O2 的强氧化性和其溶液的强碱性。熟 记 Na2O2 表现强氧化性的 5 个实例： ①Na2O2 与 SO2 的反应：Na2O2＋SO2===Na2SO4。 ②Na2O2 与 FeCl2 溶液的反应：能将 Fe2＋氧化成 Fe3＋，得到 Fe(OH)3 沉淀。 ③Na2O2 与氢硫酸的反应：能将 H2S 氧化成单质硫。 ④Na2O2 与 Na2SO3 溶液的反应：能将 SO 2－3 氧化成 SO2－4 。 ⑤Na2O2 与品红溶液的反应：能使品红溶液褪色。 题组二 Na2CO3、NaHCO3 的性质 5．(2018·浙江 11 月选考，T5)可用于治疗胃酸过多的物质是(　　) A．碳酸氢钠 B．氯化钠 C．氯化钾 D．氢氧化钠 解析：选 A。胃酸的主要成分是盐酸，治疗胃酸过多就是用盐或碱反应掉胃中过多的盐 酸。碳酸氢钠可以和盐酸反应，生成对人体无害的氯化钠、水和二氧化碳。氢氧化钠的碱性 太强，与盐酸反应剧烈，且具有强腐蚀性，会对人体造成伤害。所以一般选用碳酸氢钠治疗 胃酸过多。 6．如图是模拟“侯氏制碱法”制取 NaHCO3 的部分装置。下列操作正确的是(　　) A．a 通入 CO2，然后 b 通入 NH3，c 中放碱石灰 B．b 通入 NH3，然后 a 通入 CO2，c 中放碱石灰 C．a 通入 NH3，然后 b 通入 CO2，c 中放蘸稀硫酸的脱脂棉 D．b 通入 CO2，然后 a 通入 NH3，c 中放蘸稀硫酸的脱脂棉 解析：选 C。侯氏制碱法的原理是向饱和的 NaCl 溶液中先通入 NH3，然后通入 CO2， 利用生成的碳酸氢钠溶解度小而析出。由于 NH3 在水中的溶解度大所以先通 NH3，且溶液 呈碱性易吸收 CO2，但为了防倒吸，所以 a 通入 NH3，然后 b 通入 CO2，考虑 NH3 的尾气 处理所以选择放蘸稀硫酸的脱脂棉，即 C 选项正确。 7．(2020·杭州高一质检)有关 NaHCO3 和 Na2CO3 的性质，以下叙述错误的是(　　) A．等质量的 NaHCO3 和 Na2CO3 与足量盐酸反应，在相同条件下 Na2CO3 产生的 CO2 体积小 B．等物质的量的两种盐与同浓度盐酸完全反应，所消耗盐酸的体积 Na2CO3 是 NaHCO3 的两倍 C．等质量的 NaHCO3 和 Na2CO3 与盐酸完全反应，前者消耗盐酸较多 D．等物质的量的 NaHCO3 和 Na2CO3 与足量盐酸反应产生 CO2 一样多 答案：C 8．将 0.4 g NaOH 和 1.06 g Na2CO3 混合并配成溶液，向溶液中滴加 0.1 mol·L－1 稀盐酸。 下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成 CO2 的物质的量的关系的是(　　) 解析：选 C。滴加盐酸先发生反应 OH－＋H＋===H2O，再发生反应 CO2－3 ＋H＋===HCO －3 ，最后发生反应：HCO－3 ＋H＋===CO2↑＋H2O；因 n(OH－)＝n(CO2－3 )＝0.01 mol，故加入 0.02 mol HCl 后开始有气体生成，故 C 正确。 用数形结合思想理解 Na2CO3、 NaHCO3 与盐酸的反应 (1)向 Na2CO3 溶液中逐滴加入盐酸，第一步：CO 2－3 转化为 HCO－3 ，无气体产生；第二 步：HCO －3 与 H＋反应产生 CO2。消耗 HCl 的体积与产生 CO2 的体积的关系如图 1 所示。 (2)向 NaHCO3 溶液中逐滴加入盐酸，消耗 HCl 的体积与产生 CO2 的体积的关系如图 2 所示。 (3)向 NaOH、Na2CO3 的混合溶液中逐滴加入盐酸，消耗 HCl 的体积与产生 CO2 的体积 的关系如图 3 所示(设 NaOH、Na2CO3 的物质的量之比为 1∶1，其他比例时的图像略)。 (4)向 Na2CO3、NaHCO3 的混合溶液中逐滴加入盐酸，消耗 HCl 的体积与产生 CO2 的体 积的关系如图 4 所示(设 Na2CO3、NaHCO3 的物质的量之比为 1∶1，其他比例时的图像略)。 题组三 Na2CO3 和 NaHCO3 含量的测定 9．(2016·浙江 10 月选考，T29)为确定 Na 2CO3 和 NaHCO3 混合物样品的组成，称取四 份该样品溶于水后分别逐滴加入相同浓度盐酸 30.0 mL，充分反应，产生 CO2 的体积(已折 算成标准状况下的体积，不考虑 CO2 在水中的溶解)如下表： 实验序号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 盐酸体积(mL) 30.0 30.0 30.0 30.0 样品质量(g) 2.96 3.70 5.18 6.66 CO2 体积(mL) 672 840 896 672 (1)样品中物质的量之比 n(Na2CO3)∶n(NaHCO3)＝________。 (2)盐酸的物质的量浓度 c(HCl)＝________。 答案：(1)2∶1(或 2)　(2)2.50 mol·L－1 10．(2016·浙江 4 月选考，T28)为测定碳酸钠和碳酸氢钠混合样品中碳酸钠的质量分数， 可通过加热分解得到的 CO2 质量进行计算。某同学设计的实验装置示意图如下： 请回答： (1)仪器 a 的名称是________。 (2) 装 置 B 中 冰 水 的 作 用 是 _____________________________________________________。 (3)该同学设计的实验装置存在缺陷，有关该实验装置及实验过程中，下列因素可能使 碳酸钠的质量分数偏高的是________。 A．样品分解不完全 B．装置 B、C 之间缺少 CO2 的干燥装置 C．产生 CO2 气体的速率太快，没有被碱石灰完全吸收 D．反应完全后停止加热，通入过量的空气 解析：(3)利用碳酸氢钠受热易分解生成水和二氧化碳，测定二氧化碳的质量来计算碳 酸氢钠的质量，然后再计算碳酸钠的质量及质量分数。样品分解不完全，属于碳酸氢钠的质 量比真实量要少，故碳酸钠的质量分数偏高；若产生 CO2 气体的速率太快，没有被碱石灰 完全吸收，导致碳酸氢钠的质量比真实量要少，导致碳酸钠的质量分数偏高。故答案选 AC。 答案：(1)干燥管　(2)冷凝反应生成的水　(3)AC 11．称取 Na2CO3 和 NaOH 固体混合物 5.32 g，溶于水后加入 60 mL 1.0 mol·L －1 的 Ba(OH)2 溶液充分反应，经过滤、洗涤、干燥，称得沉淀 3.94 g。为将滤液处理至中性后达 标排放，需加入 2.0 mol·L－1 稀硫酸 V mL。 请计算： (1)混合物中 n(Na2CO3)∶n(NaOH)＝________。 (2)稀硫酸的体积 V＝________mL。 答案：(1)1∶4　(2)50 差量法在化学方程式计算中的妙用 (1)差量法的应用原理 差量法是指根据化学反应前后物质的量发生的变化，找出“理论差量”。这种差量可以 是质量、物质的量、气态物质的体积和压强、反应过程中的热量等。用差量法解题是先把化 学方程式中的对应差量(理论差量)跟实际差量列成比例，然后求解。例如： 2C(s)＋O2(g)===2CO(g) 24 g　　　　　　　　　　　Δm(固)＝24 g 2 mol　 1 mol　　2 mol　　 Δn＝1 mol 　　　 22.4 L　44.8 L　 ΔV(气)＝22.4 L(标况) (2)使用差量法的注意事项 ①所选用差值要与有关物质的数值成正比例或反比例关系。 ②有关物质的物理量及其单位都要正确地使用，即“上下一致，左右相当”。 　碱金属元素　焰色反应 1．碱金属的一般性与特殊性 (1)一般性 相似性 递变性(由 Li→Cs) 原子结构 最外层均为 1 个电子 电子层数逐渐增多， 核电荷数逐渐增多； 原子半径逐渐增大 元素性质 都具有较强的金属 性，最高正价均为 ＋1 价 金属性逐渐增强 物理性质 (除 Cs 外)都呈银白色，密度 较小，熔、沸点较低 密度逐渐增大(钾反常)，熔、 沸点逐渐降低单质 性质 化学性质 都具有较强的还原性 还原性逐渐增强；与 O2 反应 越来越剧烈，产物越来越复杂 (2)特殊性 ①碱金属的密度一般随核电荷数的增大而增大，但钾的密度比钠的小。 ②碱金属一般都保存在煤油中，但由于锂的密度小于煤油的密度而将锂保存在石蜡中。 ③碱金属跟氢气反应生成的碱金属氢化物都是离子化合物，其中氢以 H－形式存在，显 －1 价，碱金属氢化物是强还原剂。 2．焰色反应 (1)概念 某些金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特殊的颜色，其属于物理变化，属 于元素的性质。 (2)操作 铂丝 ― ― →酒精灯 灼烧 无色 ― ― →蘸取 待测物 ― ― →酒精灯 灼烧 观察火焰颜色 ― ― →用盐酸 洗涤 铂丝 ― ― →酒精灯 灼烧 无 色 (3)常见元素的焰色 钠元素黄色；钾元素紫色(透过蓝色钴玻璃观察)；钙元素砖红色。 题组一碱金属元素性质规律的应用 1．(2020·浙江 9＋1 联盟联考)有关碱金属的叙述正确的是(　　) A．随核电荷数的增加，碱金属单质的熔点逐渐降低，密度逐渐增大 B．碱金属单质的金属性很强，均易与氯气、氧气、氮气等发生反应 C．碳酸铯加热时不能分解为二氧化碳和氧化铯 D．无水硫酸铯的化学式为 Cs2SO4，它不易溶于水 解析：选 C。钾的密度小于钠的密度，这是碱金属单质密度随核电荷数增加依次增大的 一个例外；碱金属中除锂外，均不与氮气直接反应；Cs 与 Na 同为碱金属元素，性质相似， 由 Na2SO4 易溶于水，可得出 Cs2SO4 也易溶于水；由 Na2CO3 加热不分解，可得出 Cs2CO3 加热也不分解。 2．金属活动性顺序表中 K 在 Na 的前面，K 与 Na 在性质上具有很大的相似性。下面是 根据 Na 的性质对 K 的性质的预测，其中不正确的是(　　) A．K 在空气中可以被空气中的氧气氧化 B．K 可以与乙醇发生反应生成氢气 C．K 与水的反应不如 Na 与水的反应剧烈 D．K 也可放在煤油中保存 解析：选 C。金属活动性顺序表中 K 在 Na 的前面，K 比 Na 活泼，故 K 在空气中可以 被氧气氧化，A 项正确；Na 与乙醇能够反应放出氢气，K 也能与乙醇反应放出氢气，B 项 正确；K 与水的反应比 Na 与水的反应剧烈，C 项错误；Na、K 均可放在煤油中保存，D 项 正确。 题组二焰色反应 3．下列有关焰色反应实验操作注意事项的说法中正确的是(　　) ①钾的火焰颜色要透过蓝色钴玻璃观察 ②先将铂丝灼烧到与原来火焰的颜色相同，再蘸取被检验的物质 ③每次实验后，要将铂丝用盐酸洗净 ④实验时最好选择本身颜色较浅的火焰 ⑤没有铂丝时，也可以用光洁无锈的铁丝代替 A．仅有③不正确　　　　　　 B．仅有④不正确 C．仅有⑤不正确 D．全对 解析：选 D。由于焰色反应是通过观察火焰颜色来检验离子是否存在的方法，所以实验 时所用火焰和所用金属丝在灼烧时都不应该有很明显的颜色，否则将无法观察到被检验离子 的真实焰色反应情况；观察钾的火焰颜色时要透过蓝色钴玻璃，目的是滤去黄光，避免钠的 干扰。 4．检验钠离子和钾离子的主要方法为焰色反应，下列说法不正确的是(　　) A．透过蓝色钴玻璃观察某溶液的焰色反应呈浅紫色，则该溶液一定含有钾盐 B．并不是所有的金属元素都存在焰色反应，如铂丝和干净的铁丝的焰色反应为无色 C．进行焰色反应时，用稀盐酸洗涤并灼烧铂丝至无色，然后再进行实验 D．焰色反应火焰呈黄色时，样品中含有钠元素，还可能含有钾元素 解析：选 A。透过蓝色钴玻璃观察某溶液的焰色反应呈浅紫色，则该溶液一定含有钾元 素，但不一定含有钾盐，也可能为氢氧化钾等，A 项错误；由于铂丝和干净的铁丝的焰色反 应为无色，所以通常用铂丝或干净的铁丝蘸取试剂来做焰色反应，B 项正确；用稀盐酸洗涤 可以使得铂丝表面的杂质生成氯化物，再灼烧时容易挥发，C 项正确；黄光能遮掩紫色的光， 所以火焰呈黄色时，样品中含有钠元素，还可能含有钾元素，D 项正确。 课后达标检测 一、选择题 1．(2020·嘉兴月考)将一小粒金属钠投入盛有无水乙醇的小烧杯中，以下描述合理的是 (　　) A．无明显现象 B．烧杯内溶液颜色逐渐变红 C．金属钠浮于液面上，四处游动 D．金属钠沉入烧杯底部，并产生气泡 解析：选 D。钠的密度大于乙醇。 2．镁合金在高铁、汽车、自行车、航空航天、国防军工、建筑装饰、手持工具、医疗 康复器械等领域应用前景好、潜力大。关于镁及其化合物的叙述错误的是(　　) A．镁在元素周期表中位于第 3 周期第ⅡA 族 B．Mg(OH)2 可溶于过量的 NaOH 溶液中 C．MgO 是一种耐高温材料 D．工业上通过电解熔融 MgCl2 制备金属 Mg 答案：B 3．(2016·浙江 4 月选考，T6)下列说法不正确的是(　　) A．氯气可用于自来水的消毒 B．镁可用于制造信号弹和焰火 C．氢氧化铁胶体能用于净水 D．二氧化硫不可用于漂白纸浆 答案：D 4．(2020·金丽衢十二校联考)下列说法不正确的是(　　) A．地球上 99%的溴蕴藏在大海中，故溴被称为“海洋元素” B．高压钠灯发出的黄光射程远，故常用于道路与广场的照明 C．碳酸氢钠可与盐酸反应，故可作治疗胃酸过多的药剂 D．利用光线在硅晶体内的全反射现象，可以制备光导纤维 解析：选 D。硅可用于制备半导体材料，不能制备光导纤维，D 项错误。 5．下列化学实验事实及其解释不正确的是(　　) A．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 B．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 C．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 D．钠长期暴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 解析：选 A。A 项，对 NaHCO3 溶液微热，HCO －3 水解程度增大，溶液碱性增强。 6．(2018·浙江 4 月选考，T6)下列说法不正确的是(　　) A．纯碱可用于去除物品表面的油污 B．二氧化碳可用作镁燃烧的灭火剂 C．植物秸秆可用于制造酒精 D．氢氧化铁胶体可用作净水剂 答案：B 7．(2020·浙江 1 月选考,T9)下列说法不正确的是(　　) A．[Cu(NH3)4]SO4 可通过 CuSO4 溶液与过量氨水作用得到 B．铁锈的主要成分可表示为 Fe2O3·nH2O C．钙单质可以从 TiCl4 中置换出 Ti D．可用 H2 还原 MgO 制备单质 Mg 答案：D 8．下列关于 Na2CO3 和 NaHCO3 性质的说法错误的是(　　) A．热稳定性：NaHCO3＜Na2CO3 B．与同浓度盐酸反应的剧烈程度：NaHCO3＜Na2CO3 C．相同温度时，在水中的溶解性：NaHCO3＜Na2CO3 D．等物质的量浓度溶液的 pH：NaHCO3＜Na2CO3 解析：选 B。与同浓度盐酸反应的剧烈程度：Na2CO3＜NaHCO3。 9．海水中含有的 MgCl2 是 Mg 的重要来源之一，从海水中提取镁，可按如下步骤进行： ①将贝壳制成石灰乳； ②在引入的海水中加入石灰乳，沉降、过滤、洗涤沉淀物； ③将沉淀物与盐酸反应，结晶、过滤、干燥产物； ④将产物熔融后电解。 关于提取镁，下列说法中不正确的是(　　) A．此法的优点之一是原料来源丰富 B．进行①②③步的目的是从海水中提取 MgCl2 C．第④步会产生氯气 D．以上过程中涉及复分解反应、化合反应和置换反应 解析：选 D。原料来源丰富是此法的优点之一，A 正确；①②③步的目的是从海水中提 取 MgCl2 以便用于第④步的电解，B 正确；电解熔融 MgCl2 生成镁和氯气，C 正确；此过程 中无置换反应，D 不正确。 10．为确定试样 xNa2CO3·yNaHCO3 的组成，某同学将质量为 a g 的试样加水溶解后， 所得试样溶液进行如下实验： 试样溶液 ― ― ― ― ― ― ― ― ― ― ― ― ― ― →0.1 mol·L－1HCl溶液V1 mL pH＝8.3 ― ― ― ― ― ― ― ― ― ― ― ― →0.1 mol·L－1HCl溶液V2 mL pH＝4.0 注：NaHCO3 溶液 pH 约为 8.3，饱和 H2CO3 溶液 pH 约为 4.0。 下列说法正确的是(　　) A．当 pH＝8.3 时，溶液中只存在 Na＋、H＋、HCO－3 、Cl－、OH－ B．溶液 pH 由 8.3 变成 4.0 过程中，发生反应：CO2－3 ＋2H＋===CO2↑＋H2O C．若 V2＝2V1，则 x＝y D．试样中，NaHCO3 的质量分数＝ 8.4 × 10－3V2 a ×100% 答案：C 二、非选择题 11．(2020·浙江名校联考)将 2.30 g 金属钠投入 50 mL 水中，反应完全后加水稀释至 100 mL 得到 NaOH 溶液。取出 15.0 mL NaOH 溶液，缓缓通入 224 mL CO2，完全反应后得到 Na2CO3 和 NaHCO3 的混合溶液。(气体体积为标准状况下的体积) (1)100 mL NaOH 溶液的物质的量浓度为______mol·L－1。 (2)混合溶液中 c(CO2－3 )∶c(HCO－3 )＝______。 解析：(1)金属钠与水反应的化学方程式为 2Na＋2H 2O===2NaOH＋H2↑，则生成的 n(NaOH) ＝ n(Na) ＝ 2.30 g 23 g·mol－1＝ 0.1 mol ， 故 100 mL NaOH 溶 液 的 物 质 的 量 浓 度 为 0.1 mol 0.1 L ＝1 mol·L－1。(2)15.0 mL 1 mol·L－1 的 NaOH 溶液中 n(NaOH)＝0.015 mol，缓缓通 入 0.01 mol 的 CO2，设完全反应后生成的 Na2CO3 的物质的量为 x mol，NaHCO3 的物质的量 为 y mol，根据碳元素守恒和钠元素守恒，则有：x＋y＝0.01，2x＋y＝0.015，解得：x＝y＝ 0.005，故混合溶液中 c(CO2－3 )∶c(HCO－3 )＝1∶1。 答案：(1)1　(2)1∶1 12．(2020·嘉兴高三质检)镁是海水中含量较多的金属，镁、镁合金及镁的化合物在科学 研究和工业生产中用途非常广泛。 (1)工业上可用电解熔融的无水氯化镁获得镁。其中氯化镁脱水是关键工艺之一，一种 正在试验的氯化镁晶体脱水的方法是先将 MgCl2·6H2O 转化为 MgCl2·NH4Cl·nNH3(铵 镁 复 盐 ) ， 然 后 在 700 ℃ 脱 氨 得 到 无 水 氯 化 镁 ， 脱 氨 反 应 的 化 学 方 程 式 为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)储氢材料 Mg(AlH4)2 在 110～200 ℃的反应为 Mg(AlH4)2 =====110～200 ℃ MgH2＋2Al＋3H2↑， 每生成 27 g Al 转移电子的物质的量为________。 (3)工业上用 MgC2O4·2H2O 热分解制超细 MgO，其热分解曲线如下图。 图中隔绝空气条件下 B→C 发生反应的化学方程式为 ________________________________________________________________________。 答案：(1)MgCl2·NH4Cl·nNH3 =====700 ℃ MgCl2＋(n＋1)NH3↑＋HCl↑ (2)3 mol (3)MgC2O4 =====△ MgO＋CO↑＋CO2↑ 13．现有一定量含有 Na2O 杂质的 Na2O2 试样，用下图的实验装置测定 Na2O2 试样的纯 度。(可供选用的反应物只有 CaCO3 固体、6 mol·L－1 盐酸、6 mol·L－1 硫酸和蒸馏水) 回答下列问题： (1)装置 A 中液体试剂选用________，理由是________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)装置 B 的作用是____________________，装置 D 中碱石灰的作用是_________ ________________________________________________________________________。 (3)若开始时测得样品的质量为 2.0 g，反应结束后测得气体体积为 224 mL(标准状况)， 则 Na2O2 试样的纯度为________。 解析：(1)A 是 CO2 的发生装置，应选盐酸，因 CaSO4 微溶于水，会覆盖在 CaCO3 表面 致使反应停止。(2)B 吸收 A 中逸出的 HCl，避免干扰 C 中的反应；多余的 CO2 和 H2O(g)在 D 中吸收，以免影响 F 的读数。 (3)由 2Na2O2～　O2 　 156 g　 　22.4 L 　 x　　 　224×10－3L 则 x＝ 156 g × 224 × 10－3 L 22.4 L ＝1.56 g， w(Na2O2)＝1.56 g 2 g ×100%＝78%。 答案：(1)6 mol·L －1 盐酸　硫酸与 CaCO3 固体反应生成的 CaSO4 微溶于水，会覆盖在 CaCO3 固体表面，使反应不能持续进行 (2)除去气体中的 HCl　吸收装置 C 中反应剩余的 CO2 及 H2O(g) (3)78% 14．(2020·舟山选考模拟)在呼吸面具和潜水艇中可用过氧化钠作为供氧剂。请选用适当 的化学试剂和实验用品，用如图中的实验装置进行实验，证明过氧化钠可作供氧剂。 (1)A 是制取 CO2 的装置。写出 A 中发生反应的化学方程式：_______________________ ________________________________________________________________________。 (2)填写表中空格： 仪器 加入试剂 加入该试剂的目的 B 饱和 NaHCO3 溶液 C D (3)写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式： ________________________________________________________________________。 解析：本实验的目的是证明 Na2O2 可作供氧剂，实际是证明 Na2O2 可以与人呼出的气体 反应生成 O2，那么就需要完成以下几个实验操作：①制取 CO2，②让 CO2、H2O(模拟人呼 出的气体)与 Na2O2 反应，③检验生成的气体是否是 O2。制取 CO2 的反应原理为 CaCO3＋ 2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O；进行第②步操作时要注意除去气体中混有的 HCl 气体，保证 与 Na2O2 反应的只有 CO2 和 H2O，一般用饱和 NaHCO3 溶液；验证生成的气体为 O2 的方法， 一般考虑用带火星的木条，这就要求收集到的尽量是较纯净的 O2，不能混有较多的 CO2， 否则木条不易复燃，所以收集前要吸收未反应的 CO2，一般选用 NaOH 溶液。 答案：(1)CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O (2) 仪器 加入试剂 加入该试剂的目的 B 除去 CO2 气体中混入的 HCl C 过氧化钠 与 CO2 和水反应，产生 O2 D NaOH 溶液 吸收未反应的 CO2 气体 (3)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 15．Na2CO3 的制取方法及综合实验探究。 (1)我国化学家侯德榜改革国外的纯碱生产工艺，其生产流程可简要表示如下： ①往饱和食盐水中依次通入足量的 NH3、CO2(氨碱法)，而不先通 CO2 再通 NH3 的原因 是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②从生产流程图可知，可循环利用的物质是_____________________________________ _______________________________________________。 ③写出沉淀池中、煅烧炉中反应的化学方程式：______________________________ ________________________________________________________________________。 (2)如何用 CO2 和 50 mL 2 mol·L－1NaOH 溶液制取 50 mL 1 mol·L－1 Na2CO3 溶液？ ①写出简要的实验步骤：_____________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②写出有关反应的化学方程式：___________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)①由于 CO2 在 NaCl 溶液中的溶解度很小，先通入 NH3 使食盐水呈碱性，能 够吸收大量 CO2 气体，产生较高浓度的 HCO－3 ，才能析出 NaHCO3 晶体 ②食盐水、CO2 ③NH3＋CO2＋H2O＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl、 2NaHCO3 =====△ Na2CO3＋CO2↑＋H2O↑ (2)①将 50 mL 2 mol·L－1 NaOH 溶液等分成两份，在一份 NaOH 溶液中通入过量的 CO2 气体，再将两溶液混合，即得 50 mL 1 mol·L－1 Na2CO3 溶液 ②NaOH＋CO2===NaHCO3、NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O