2013届高考化学能力提升训练2.2

第2讲 钠、镁及其化合物
1.下列物质能在自然环境中稳定存在的是( )
A.氯化钠
B.氢氧化钠
C.金属镁
D.过氧化钠
【解析】 氢氧化钠、过氧化钠在空气中都能与2CO 反应,金属镁能与空气中的2O 反应,不能稳定存在。

【答案】 A
2.(2012江西师大附中高三一模,2)跟Na 、2Na O 、22Na O 、NaOH 、23Na CO 、3NaHCO 六种物质都能发生反应的是…
( )
A.2H O
B.2CO
C.2()Ca OH
D.24H SO
【解析】 Na 、2Na O 、22Na O 、NaOH 、23Na CO 、3NaHCO 分别为金属单质、氧化物、碱、盐,它们都可与硫酸反应,生成硫酸盐等。

【答案】 D
3.从海水中提取金属镁的生产步骤有:①浓缩结晶;②加熟石灰;③加盐酸;④过滤;⑤熔融电解。

下列各组中排列正确的是( )
A.①②③④⑤
B.②③④⑤①
C.②④③①⑤
D.③④②①⑤
【解析】 海水中含的2MgCl 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
(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。

【答案】 C 4.(2012安徽省城名校高三一模,16)取一定量的NaOH 溶液通入2CO 后,再继续向该溶液中逐滴加入0.1 1mol L -⋅的盐酸,标准状况下产生2CO 的体积与所加盐酸体积之间的关系如下图所示,下列有关说法正确的是( )
A.原溶液中NaOH 的物质的量为0.75 mol
B.通入2CO 后所得的溶液溶质成分为NaOH 和23Na CO
C.通入2CO 后所得的溶液中含有2.3510mol -⨯ 3NaHCO
D.纵坐标中a 的数值为224
【解析】 由Na +守恒可知,n(NaOH)=n(NaCl)=n(HCl)=0.007 5 mol 。

由图像可知,加入盐酸至25 mL,无气体生成;又加入盐酸50 mL,不断生成气体,加入盐酸为25 mL 时,溶液中含有3NaHCO 而没有23Na CO ,则n 2()CO =n(HCl)=0.1 13(7525)10mol L --⋅⨯-⨯ L=0.005 mol,所以a=112,进而说明通入2CO 后所得的溶质为23Na CO 和3NaHCO 的混合物,且23Na CO 消耗盐酸50 mL,3NaHCO 消耗盐酸 25 mL,由此得出通入2CO 后所得的溶液中含有 2.3510mol -⨯ 3NaHCO 。

【答案】 C
5.(2012江西师大附中高三一模,21)钾是活泼的碱金属,钾和氧形成氧化钾2()K O 、过氧化钾
22()K O 和超氧化钾2()KO 等多种化合物。

(1)钾和硝酸钾反应可制得氧化钾3K KNO +22(K O N +未配平),每生成9.4 g 2K O 消耗的还原剂有 g 。

(2)超氧化钾和过氧化钾都能与二氧化碳反应,均生成氧气和23K CO ,在医院、矿井、潜水、高空飞行中用作供氧剂。

请尝试写出超氧化钾与二氧化碳反应的化学方程式 ,为了维持封闭环境气压稳定,可以使用超氧化钾和过氧化钾的混合物使吸收的2CO 与生成的2O 体积相同(同温同压),则2KO 与22K O 的物质的量之比为 。

(3)2KO 加热至600 ℃部分分解得到固态混合物A 6.30 g,A 充分吸收二氧化碳生成碳酸钾并产生氧气1.12 L(标准状况),如果产物A 只含有两种化合物,写出所有可能组成的化学式组合,并计算A 中两种化合物的物质的量之比: 。

【解析】 配平方程式得3102K KNO +===226K O N +↑,现n 2()0K O =.1 mol,则需K6.5 g 。

比较超氧化钾和过氧化钾与2CO 反应的方程式2242KO CO ,+===23223K CO O +、
22222K O CO +===2322K CO O +,便可得出它们的物质的量之比为2∶1。

因为2KO 部分分解,所以产物中一定含有2KO ,另一种产物可能为22K O ,可能为2K O 。

再利用两个数据建立方程组,便可求出所得混合物中二者的物质的量之比。

【答案】 (1)6.5
22(2)42KO CO +===23223K CO O + 2∶1
22(3)K O 和21KO ,∶2;2K O 与21KO ,∶4
课后作业夯基
(时间:45分钟,满分:100分)
一、单项选择题(本题包括5小题,每小题3分,共15分,每小题只有一个选项符合题目要求)
1.下面关于金属钠的描述正确的是( )
A.钠的化学性质虽很活泼,但在自然界中仍有游离态存在
B.钠离子和钠原子都具有较强的还原性
C.钠能把钛、锆等金属从它们的盐溶液中还原出来
D.钠和钾的合金在室温下呈液态,可作快中子反应堆的热交换剂
【解析】 A 项错误,钠化学性质很活泼,能与水和氧气等反应,所以自然界中无游离态钠;B 项错误,钠原子具有较强的还原性,钠离子不具有还原性;C 项错误,钠与盐溶液反应时,首先与水反应,所以钠不能将钛和锆等金属从它们的盐溶液中还原出来,工业上通常是用钠和熔融态的钛、锆化合物反应,以制取钛和锆。

【答案】 D
2.取一小块金属钠,放在燃烧匙里加热,下列实验现象中,正确的描述是( )
①钠先熔化 ②在空气中燃烧,放出黄色火花 ③燃烧后得到白色固体 ④燃烧时火焰为黄色 ⑤燃烧后生成淡黄色固体物质
A.①②
B.①②③
C.①④⑤
D.④⑤
【解析】 钠燃烧,生成22Na O ,其为淡黄色固体;钠燃烧的火焰呈黄色。

【答案】 C
3.查阅资料发现,金属钠不仅能跟氧气和水反应,还能跟多种其他物质发生反应,其中包括与酒精在常温下反应。

要研究金属钠跟酒精反应的性质以及该反应和钠与水反应的异同点,下列的研究方法中没有用到的是( )
A.实验法
B.观察法
C.分类法
D.比较法
【解析】 研究金属钠跟酒精反应的性质以及该反应和钠与水反应的异同点,用到了实验法、观察法和比较法,没有用到分类法。

【答案】 C
4.某化学兴趣小组设计了下列四个实验装置,试图通过观察实验现象说明2CO 与NaOH 溶液发生了反应。

其中无法达到实验目的的是( )
【解析】 本题要通过装置中的压强变化导致液体发生倒吸来说明2CO 与NaOH 溶液发生了反应。

【答案】 D
5.将0.01 mol 下列物质分别加入100 mL 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)( )
①2Na O 2②2Na O ③23Na CO ④NaCl
A.①>②>③>④
B.①>②>④>③
C.①=②>③>④
D.①=②>③=④
【解析】 ①②溶于水,溶质都是0.02 mol NaOH,虽然前者有氧气生成,但c ()OH
相等,①=②,③中碳酸根水解使得阴离子浓度稍大于④。

【答案】 C
二、不定项选择题(本题包括5小题,每小题7分,共35分,每小题有一个或两个选项符合题目要求)
6.(原创题)23Na CO 和3NaHCO 是金属钠常见的两种碳酸盐,它们广泛地应用于生产和生活中。

下列有关碳酸钠和碳酸氢钠的说法中,不正确的是( )
A.3NaHCO 能中和胃酸,对胃壁不产生强烈的刺激或腐蚀作用,可用于治疗胃酸过多症
B.23Na CO 能中和面粉发酵后产生的酸,并且产生二氧化碳气体,可用于做馒头
C.23Na CO 溶液中混有3NaHCO 时,可用给溶液加热的方法除去
D.往23Na CO 饱和溶液中通入2CO 气体,可获得3NaHCO 沉淀,由此可说明23Na CO 的溶解度比
3NaHCO 大
【解析】 虽然3NaHCO 受热易分解,但给水溶液中加热3NaHCO ,不能分解,因为3NaHCO 的分解温度为260 ℃,远远高于水的沸点。

【答案】 CD
7.从海水中提取镁的工艺流程图可表示如下:
下列说法不正确的是( )
A.用此法提取镁的优点之一是原料来源丰富
B.步骤⑥电解2MgCl 时阴极产生氯气
C.步骤⑤,可将晶体置于HCl 气体氛围中脱水
D.上述工艺流程中涉及化合、分解和复分解反应
【解析】 本题主要考查工业上从海水中提取镁的方法以及镁的化合物的性质,属中等难度。

步骤⑥电解时阴极发生还原反应,而2Cl 为氧化产物,应在阳极生成,故B 项错。

【答案】 B
8.3NaHCO 用途广泛。

灭火器里,它是产生2CO 的原料之一;食品工业中,它是发酵粉主要原料之一;医疗上,它是治疗胃酸过多的一种药剂;……,据你已有知识,可用于判断3NaHCO 粉末中混有23Na CO 的方法是( )
A.加热时无气体放出
B.滴加盐酸时有气泡放出
C.溶于水后滴加2BaCl 稀溶液有白色沉淀生成
D.溶于水后滴加澄清石灰水有白色沉淀生成
【解析】 将粉末溶于水后加入2BaCl 稀溶液,若有23Na CO ,则发生反应:223BaCl Na CO +===3(BaCO ↓白)+2NaCl 。

A 项错误,该粉末加热时肯定有气泡冒出,因为主要成分是3NaHCO ,不能用此法确定有无23Na CO ;B 项不选,因两者加酸后皆有气泡冒出;D 项不选,加澄清石灰水后两者均能生成白色沉淀。

【答案】 C
9.(2011北京理综,11)下列实验方案中,不能测定23Na CO 和3NaHCO 混合物中23Na CO 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2()Ba OH 溶液充分反应,过滤、洗涤、烘干,得b 克固体
【解析】 3NaHCO 受热易分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,所以通过加热分解,利用差量法即可计算出23Na CO 的质量分数,A 正确;23Na CO 和3NaHCO 均可与盐酸反应生成水、二氧化碳和氯化钠,所以b g 固体是氯化钠,利用守恒法可计算出23Na CO 的质量分数,B 正确;混合物与足量稀硫酸充分反应,也会生成水和二氧化碳,所以逸出的气体是二氧化碳,但会混有水蒸气,即碱石灰增加的质量不是二氧化碳的质量,因此选项C 不能测出混合物中23Na CO 的质量分数;23Na CO 和3NaHCO 都与2()Ba OH 反应,反应的离子方程式为223CO Ba -++===3BaCO ↓、23HCO OH Ba --+++===32BaCO H O ↓+,因此最后得到的固体是3BaCO ,所以可以计算出23Na CO 的质量分数,选项D 也正确。

【答案】 C
10.m g 某碱金属R 的单质与3.55 g 2Cl 恰好完全反应,生成了(m+3.55) g 氯化物,将m g R 与2O 反应,生成化合物质量可能为( )
A.(m+6.4) g
B.(m+0.8) g
C.(m+1.6) g
D.(m+2.4) g
【解析】 碱金属在化合物中的化合价为+1价,比如钠与氧气反应既可以生成氧化钠,又可以生成过氧化钠;钾与氧气反应可生成2K O 、22K O 或2KO 等。

【答案】 BC
三、非选择题(本题包括4小题,共50分)
11.(10分)分别取等物质的量浓度的NaOH 溶液各100 mL,再通入一定量的2CO ,随后分别各取20 mL 溶液,向其中逐滴滴入0.2 1mol L -⋅的盐酸,在标准状况下产生2CO 的体积(y 轴)与所加入盐酸的体积(x 轴)的关系如图(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NaOH 溶液的物质的量浓度为 。

【解析】 2CO 通入NaOH 溶液中进行反应时,据2CO 量与NaOH 量的相对多少,有这样几个阶段:①22CO NaOH +===232Na CO H O +,此时溶质可能为NaOH 和23Na CO 的混合物或只有23(Na CO 刚好反应);②2322Na CO CO H O ++===32NaHCO ,此时溶质可能为23Na CO 和3NaHCO 的混合物或只有3NaHCO ;当加入150 mL 盐酸时,恰好完全反应,此时溶液中溶质为NaCl 。

据钠元素守恒有n(NaOH)=n(NaCl)=n ()0Cl -
=.2 1mol L -⋅⨯0.15 L=0.03 mol,所以原NaOH 溶液的物质的量浓度为0
03002mol L ..=1.5 1mol L -⋅根据碳元素守恒,最初通入的2CO 和最后生成的2CO 相同。

A 中通入2CO 的物质的量为0.01 mol,则A 中溶质是NaOH 和23Na CO 的混合物,物质的量之比为1∶1,B 中通入2CO 的物质的量为0.02 mol,B 中溶质为23Na CO 和3NaHCO 的混合物,物质的量之比为1∶1。

【答案】 (1)NaOH 、23Na CO 1∶1
23(2)Na CO 、3NaHCO 1∶1
(3)1.5 1mol L -⋅
12.(14分)X 、Y 、Z 、W 四种化合物均由核电荷数小于18的元素组成,其中X 含有四种元素,X 、Y 、Z 的焰色反应均为黄色,W 为无色无味能使澄清石灰水变浑浊的气体。

这四种化合物具有下列转化关系(部分反应物、产物及反应条件略去)。

请完成下列问题:
(1)X 与Y 在溶液中反应的化学方程式是 。

(2)X 含有的四种元素之间(二种、三种或四种)可组成多种化合物,选用其中某些化合物,利用下图装
置(夹持固定装置已略去)进行实验,装置Ⅲ中产生白色沉淀,装置Ⅴ中可收集到一种无色气体。

①装置Ⅰ中反应的化学方程式是 。

装置Ⅱ中物质的化学式是 。

②用X 含有的四种元素中的两种组成的某化合物,在催化剂存在下制备并收集纯净干燥的装置Ⅴ中的气体,该化合物的化学式是 ,所需仪器装置是
(从上图选择必要的装置,填写编号)。

(3)向Z 溶液中通入氯气,可制得某种生产和生活中常用的漂白、消毒的物质,同时有X 生成,该反应的化学方程式是 。

【解析】 (1)X 、Y 、Z 的焰色反应均为黄色,故X 、Y 、Z 都是钠的化合物。

W 是2CO X ,是3NaHCO Z ,是23Na CO Y ,是NaOH 。

(2)①由于3()X NaHCO 中所含元素是钠、氢、碳、氧,装置Ⅲ中生成的白色沉淀是3BaCO ;装置Ⅰ中的固体是23Na CO 或3NaHCO ;装置Ⅱ中的固体是22Na O 。

②
由222H O 222H O O +↑,故该化合物为22H O 。

发生装置为Ⅰ,除杂(或干燥)装置选Ⅳ,集气装置选Ⅴ。

(3)依据题意和所学的知识进行迁移可得,将氯气通入到23Na CO 溶液中的反应产物是:3NaHCO 、NaClO 、NaCl 。

【答案】 3(1)NaHCO NaOH +===232Na CO H O +
(2)①2324Na CO H SO +===242Na SO CO +↑22(H O +或
3242NaHCO H SO +===2422Na SO CO +↑22)H O + 22Na O ②22H O Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ
2322(3)2Na CO Cl H O ++===32NaClO NaCl NaHCO ++
13.(10分)马格尼特法冶炼镁的工艺流程如下图。

炉料中除有煅烧白云石和硅铁外,还加入煅烧过的铝土矿,加23Al O 的主要目的是降低渣的熔化温度,便于液态排渣。

已知白云石的成分为33CaCO MgCO ⋅,硅铁是指含有硅60%左右的铁[可表示为Si(Fe)],作还原剂,最后得到低品位的硅铁[可表示为Fe(Si)],简易流程图如下:
试回答下列问题: (1)反应①,白云石煅烧得CaO MgO ⋅的化学方程式为 。

(2)反应②,还原炉中发生反应生成镁和炉渣的化学方程式为 。

(3)该成分的炉渣是一种工业生产的重要原料,可作为生产 的原料。

(4)马格尼特法冶炼镁,一台4 500千瓦的炉子可日产约7.2吨镁,一天至少约消耗含硅60%的硅铁 吨。

【解析】 本题考查工艺流程中镁的冶炼。

(2)由题中所述和流程中的信息,还原炉中白云石煅烧产物与硅铁、铝土矿发生氧化还原反应,生成炉渣、镁以及低品位的硅铁,方程式
为:2(CaO )0MgO Si ⋅++.233Al O 2Mg+2CaO ⋅20SiO ⋅.233Al O ;(3)该炉渣主要成分为硅酸盐,可以用来生成水泥等硅酸盐产品;(4)由关系:
2Mg - Si
48 28
7.2 t x
x=4.2 t
进入矿渣的硅为4.2 t 。

设原有硅铁y t,可得:06y 42y 420.-.-.=.2,y=8.4 t 。

【答案】 33(1)CaCO MgCO ⋅22CaO MgO CO ⋅+↑
(2)2()0CaO MgO Si ⋅++.23
3Al O 2Mg+2CaO ⋅20SiO ⋅.233Al O (3)水泥 (4)8.4
14.(16分)今有23Na CO 、3NaHCO 和NaCl 的混合物100 g,加热到质量不再减少为止,剩余残渣84.5 g,将残渣溶于水,滴入足量3AgNO 溶液得到白色沉淀,加足量稀硝酸后大部分沉淀消失,剩余沉淀为12.26 g,试计算混合物中23Na CO 、3NaHCO 和NaCl 的质量分数各是多少?
【解析】 设混合物中含3NaHCO 的质量为x,NaCl 的质量为y,加热后减少的2H O 和2CO 的质量为:100 g-84.5 g=15.5 g
32NaHCO 232Na CO CO +↑2H O + ∆m
168
62 x
15.5 g
x=42 g 3NaCl AgNO +===3NaNO +AgCl ↓ 58.5
143.5 y
12.26 g
y=5 g 混合物中23Na CO 的质量=100 g-42 g-5 g=53 g 。

【答案】 混合物中3NaHCO 质量分数为42%23Na CO ,质量分数为53%,NaCl 质量分数为5%。