第二单元 钠、镁及其化合物
第一课时 金属钠的性质与应用
基础巩固
1.钠用在电光源上作高压灯是因为( )
A.钠的还原性强
B.钠燃烧时发出黄色火焰
C.钠光射程远,透雾性强
D.金属钠导电性良好
解析:钠用在电光源上作高压灯是因为钠光射程远,透雾性强。
答案:C
2.钠在自然界中的存在形式是( )
A.游离态 B.化合态
C.氧化物 D.氢氧化钠
解析:钠在自然界中都是以化合态的形式存在。
答案:B
3.金属钠应保存在( )
A.棕色瓶中 B.沙子中
C.煤油中 D.饱和的氯化钠溶液中
解析:金属钠既能与氧气反应,又能与水反应,所以应保存在煤油或石蜡油中。
答案:C
4.少量的金属钠长期放置在空气中,最终的产物是( )
A.Na2CO3 B.NaOH
C.Na2O D.NaHCO3
解析:Na→Na2O→NaOH→Na2CO3→Na2CO3·10H2O→Na2CO3。
答案:A
5.关于钠的性质,哪种说法是错误的( )
A.钠的密度比水的大 B.钠是强还原剂
C.钠的熔、沸点比较低 D.钠呈银白色
解析:钠的密度比水的小。
答案:A
6.与水反应时的现象与钠的下列性质无关的是( )
A.钠的熔点低 B.钠的密度小
C.钠的硬度小 D.有强还原性
解析:钠与水反应时的现象与钠的硬度小无关。
答案:C
7.下列有关钠的叙述中,错误的是( )
A.钠很活泼,可以用来冶炼金属钛、锆、铌等
B.钠的化学性质非常活泼,钠元素只能以化合态存在于自然界
C.钠是一种灰黑色的固体
D.钠的质地软,可用小刀切割
解析:钠是一种银白色的固体。
答案:C
8.根据钠与水反应的实验过程,回答下列问题:
(1)用小刀切割钠,说明 。
(2)钠投入水中时浮在水面上,说明 。
(3)钠投入水中后,立即熔成一个小球,这说明钠的熔点比水的沸点 (填“高”或“低”)。
(4)写出钠与水反应的化学方程式: 。
解析:(1)用小刀切割钠,说明钠的硬度小 ( http: / / www.21cnjy.com );(2)钠投入水中时浮在水面上,说明钠的密度比水的小;(3)钠投入水中后,立即熔成一个小球,这说明钠的熔点比水的沸点低。
答案:(1)硬度小
(2)密度比水的小
(3)低
(4)2Na+2H2O2NaOH+H2↑
9.钠在自然界里不能以 态存在,只能 ( http: / / www.21cnjy.com )以 态存在,这是因为 。由于钠很容易与空气中的 、 等物质反应,通常将钠保存在 里。钠可以把钛、锆等金属从它们的卤化物中还原出来,写出制取钛反应的化学方程式: ,钠具有 性。
解析:钠是一种化学性质很活泼的物质,很容易与空气中的氧气、水反应,通常将钠保存在煤油里。钠是一种常用的还原剂,具有还原性。
答案:游离 化合 钠的化学性质活泼 氧气 水 煤油
TiCl4+4NaTi+4NaCl 还原
( http: / / www.21cnjy.com )
10.用如右图所示的实验装置可以进行钠与水反应的实验,并可收集、检验生成的气体,煤油的密度为0.8 g·cm-3。请完成下列问题:
(1)液体物质添加完毕后,关闭活塞,向煤油中加入一小块钠,立即塞好胶塞,反应开始前钠的位置在 处(填“a”“b”或“c”)。
(2)反应后,钠在煤油层和水层界面之间跳动 ( http: / / www.21cnjy.com ),反应平缓连续进行,说明产生上述现象的原因: 。
(3)写出钠与水反应的化学方程式: 。
(4)装置中漏斗在反应过程中的主要作用是 。
(5)本实验除能使反应平缓 ( http: / / www.21cnjy.com )、连续进行、收集和检验生成的气体外,还有一个优点: ,这是因为 。
解析:钠的密度比水的小,但比煤油的大, ( http: / / www.21cnjy.com )所以Na沉到煤油层和水层的界面;装置中漏斗在反应过程中的主要作用是防止水溢出;该反应在隔绝空气下进行,比较安全。
答案:(1)a (2)当Na与水反应剧烈时,H2气流将Na托入煤油层,反应停止。随着H2气流减少,Na沉到煤油层和水层的界面,反应又进行
(3)2Na+2H2O2NaOH+H2↑
(4)防止水溢出
(5)安全 此反应在隔绝空气的条件下进行
11.将1.15 g金属钠与水反应后,得到100 mL溶液,试计算:
(1)生成的气体在标准状况下是多少毫升
(2)反应后所得溶液中NaOH的物质的量浓度是多少
解析:根据物质的量、质量和摩尔质量 ( http: / / www.21cnjy.com )的关系,先计算出1.15g钠的物质的量,然后根据化学方程式中各物质之间的化学计量数之比,计算出所得溶液的浓度和生成H2的体积。
(1)Na的摩尔质量是23g·mol-1
n(Na)==0.05mol
2Na+2H2O2NaOH + H2↑
2mol 2mol 22.4L
0.05mol n(NaOH) V(H2)
n(NaOH)==0.05mol
V(H2)==0.56L=560mL
(2)c(NaOH)==0.5mol·L-1
答案:(1)560 mL (2)0.5 mol·L-1
能力提升
1.金属钠着火时,可以灭火的物质是( )
A.水 B.沙子
C.煤油 D.二氧化碳
解析:钠与水、CO2可以反应,煤油属于易燃物,不可用来灭火。
答案:B
2.某固体混合物中含有钠元素和氧元素,把此混合物放入水中能生成两种气体。下列叙述中正确的是( )
A.此混合物中至少由两种物质组成
B.此混合物一定由三种物质组成
C.此混合物一定由两种物质组成
D.此混合物中一定含有氧化钠
答案:A
3.取一小块钠放在燃烧匙里加热,下列实验现象正确的是 ( )
①钠先熔化 ②在空气中燃烧火焰呈黄色 ③燃烧时火星四射 ④燃烧后生成淡黄色固体 ⑤燃烧后生成白色固体
A.①②③ B.①②④
C.①②⑤ D.①③⑤
解析:小块钠放在燃烧匙里加热时先熔化,然后燃烧,产生黄色火焰,燃烧后生成淡黄色固体。
答案:B
4.下列叙述正确的是( )
A.Na2O与Na2O2都是碱性氧化物
B.Na2O是氧化物,Na2O2不是氧化物
C.Na2O2用于呼吸面具,活性炭用于防毒面具,两者原理相同
D.62 g Na2O和78 g Na2O2,分别溶于等量且足量的水中,所得溶液中,溶质质量分数相等
解析:Na2O和Na2O2都是氧化 ( http: / / www.21cnjy.com )物,Na2O是碱性氧化物,而Na2O2不是碱性氧化物,因Na2O2与酸反应除生成盐和水外,还生成O2。C项中Na2O2用于呼吸面具是能与水或CO2反应产生O2,活性炭用于防毒面具是吸附有毒气体。D项中二者产生等量的NaOH,且反应后溶液质量相等。
答案:D
5.3 g一氧化碳和氢气的混合气体与足量的氧气充分反应后,在150 ℃时将混合气体通过足量的过氧化钠后,过氧化钠增加的质量为( )
A.1.5 g B.3 g
C.6 g D.无法计算
解析:因为2CO+O22CO2,2H2+O22H2O,2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2,整理得CO+Na2O2Na2CO3,H2+Na2O22NaOH。因此,Na2O2固体增重实为CO和H2混合气体的质量,反应后O2的质量仍与反应前相等。
答案:B
6.在一定条件下,将钠与氧气反应的生成物1. ( http: / / www.21cnjy.com )5 g溶于水,所得溶液恰好能被80 mL浓度为0.5 mol·L-1的HCl溶液中和,则生成物的成分是( )
A.Na2O B.Na2O2
C.Na2O和Na2O2 D.Na2O2和NaO2
解析:(1)当生成物全部为 ( http: / / www.21cnjy.com )Na2O时,由关系式:Na2O~2NaOH~2HCl,可计算出Na2O的质量为1.24g;(2)当生成物全部为Na2O2时,由关系式:Na2O2~2NaOH~2HCl,可计算出Na2O2的质量为1.56g;所以生成物的成分是Na2O和Na2O2,C正确。钠与氧气反应的生成物只有Na2O和Na2O2,没有NaO2,D不正确。
答案:C
7.下列关于钠的叙述中,不正确的是( )
A.钠燃烧时发出黄色的火焰
B.钠燃烧时生成氧化钠
C.钠有很强的还原性
D.钠原子的最外层只有一个电子
解析:钠燃烧时生成过氧化钠,常温下与氧气反应生成氧化钠。
答案:B
8.某研究性学习小组在做 ( http: / / www.21cnjy.com )Na2O2与水反应的实验时,发现Na2O2与水反应后的溶液中滴加酚酞溶液,溶液呈现红色,但红色很快褪去。甲、乙、丙3位同学对此现象分别做了如下推测:
甲:因为反应后试管很热,所以可能是溶液温度较高使红色褪去。
乙:因为所加水的量较少,红色褪去可能是生成的NaOH溶液浓度较大的影响。
丙:Na2O2具有强氧化性,生成物中O2、H2O2(可能产物)等也具有强氧化性,可能是氧化漂白了红色物质。
(1)验证甲同学的推测是否正确的方法是 ( http: / / www.21cnjy.com ) ,验证乙同学的推测是否正确的方法是 ;当出现 现象时,即可说明丙同学的推测正确。
(2)有同学提出用定量的方法探究丙同学 ( http: / / www.21cnjy.com )方案中是否含有H2O2,其实验方法为:称取2.6 g Na2O2固体,使之与足量的水反应,测出产生O2的体积,与理论值比较,即可得出结论。
测量气体体积时,必须等试管和量筒内的气体都冷却至室温时进行,应选用如图所示装置中的 ,理由是 。
( http: / / www.21cnjy.com )
解析:(1)验证某种推测是否正确的方法往往采用提供相反条件看是否会出现相反结果的方法。(2)Ⅱ装置可以防止倒吸。
答案:(1)冷却后加酚酞溶液或冷却 ( http: / / www.21cnjy.com )后看溶液是否变红 加水稀释后看溶液是否变红(或加较多的水反应后滴加酚酞溶液看是否变红) 冷却和加水稀释后均不变红
(2)Ⅱ 防止气体冷却时发生倒吸现象
9.有一块表面被氧化成氧化钠的金属钠,质 ( http: / / www.21cnjy.com )量为0.584 g,放入9.436 g H2O中,当反应结束后,在标准状况下生成氢气0.02 g,此金属钠中有多少克钠在与水反应前被氧化 所得氢氧化钠溶液中NaOH的质量分数是多少
解析:设含钠的质量为m,由钠生成的氢氧化钠质量为x1,被氧化的钠的质量为y。
2Na+2H2O2NaOH+H2↑
2×23 2×40 2
m x1 0.02g
m==0.46g
x1==0.80g
氧化钠的质量为0.584g-0.46g=0.124g
4Na+O22Na2O
4×23 2×62
y 0.124g
y==0.092g
设由氧化钠生成氢氧化钠的质量为x2。
Na2O+H2O2NaOH
62 2×40
0.124g x2
x2==0.16g
x=x1+x2=0.80g+0.16g=0.96g
氢氧化钠溶液中NaOH的质量分数为:
w(NaOH)=×100%=9.6%
答案:0.092 g;9.6%。第三课时 离子反应
基础巩固
1.下列物质中,既能导电又属于强电解质的一组物质是( )
A.石墨、食醋
B.液氨、石灰水
C.熔融MgCl2、熔融NaOH
D.稀硫酸、蔗糖
解析:食醋、石灰水、稀硫酸是混合物,既不是电 ( http: / / www.21cnjy.com )解质,也不是非电解质;蔗糖是非电解质;熔融MgCl2和熔融NaOH能导电,是强电解质,符合题意。
答案:C
2.在某溶液中有K+、H+、S、N,则溶液中溶质的种类最多为( )
A.2种 B.3种
C.4种 D.5种
解析:溶液中溶质可能有K2SO4、H2SO4、KHSO4、KNO3、HNO3。
答案:D
3.可以用离子方程式H++OH-H2O来表示的化学反应是( )
A.醋酸与氢氧化钠溶液的反应
B.盐酸与氨水的反应
C.硝酸与氢氧化钡溶液的反应
D.硫酸与氢氧化钡溶液的反应
解析:醋酸与NH3·H2O是弱电解质,在离子方程式里要写化学式,硫酸与氢氧化钡溶液反应的离子方程式为2H++2OH-+Ba2++SBaSO4↓+2H2O。
答案:C
4.在酸性溶液中,下列各组离子可能大量共存的是( )
A.N、N、C、Na+
B.Na+、Ba2+、Mg2+、HC
C.N、Ca2+、K+、Cl-
D.N、K+、ClO-、Na+
解析:选项A中,由于C与H+反应,先排除;选项B中HC不能在酸性条件下大量存在,也排除;D选项中ClO-在酸性条件下不能大量存在。只有C选项符合题意。
答案:C
5.下列反应的离子方程式,正确的是( )
A.氯化银与稀硝酸反应:AgCl+H+Ag++HCl
B.铁与足量的浓盐酸反应:2Fe+6H+2Fe3++3H2↑
C.少量二氧化硫气体通入氢氧化钠溶液中:SO2+2OH-S+H2O
D.碳酸钠溶液与澄清石灰水反应:C+Ca2+CaCO3
答案:C
6.下列各组关于强电解质、弱电解质、非电解质的归类,完全正确的是( )
选项 A B C D
强电解质 Fe NaCl CaCO3 HNO3
弱电解质 CH3COOH NH3 H2CO3 Fe(OH)3
非电解质 蔗糖 BaSO4 酒精 H2O
解析:电解质和非电解质都属于化 ( http: / / www.21cnjy.com )合物,A项错误;NH3溶于水后转化为弱电解质NH3·H2O,但NH3属于非电解质,B项错误;H2O是弱电解质,D项错误。
答案:C
7.下列电离方程式书写不正确的是( )
A.硝酸:HNO3H++N
B.纯碱:Na2CO32Na++C
C.一水合氨:NH3·H2ON+OH-
D.氢氧化钙:Ca(OH)2Ca2++2OH-
解析:一水合氨属于弱电解质,应写为NH3·H2ON+OH-。
答案:C
8.稀硫酸和氢氧化钡溶液混合,能够发生离子反应的原因是 ( )
①生成难溶的物质 ②生成难电离的物质 ③生成挥发性的物质
A.①② B.①③
C.②③ D.①②③
解析:非氧化还原的离子反应发生的条件就是题述三点,而此反应因生成沉淀和难电离的水而发生。
答案:A
9.下列离子方程式书写正确的是( )
A.稀硫酸滴在铁片上:2Fe+6H+2Fe3++3H2↑
B.稀盐酸滴在碳酸钙上:C+2H+CO2↑+H2O
C.硫酸铜与氢氧化钡溶液混合:Cu2++2OH-Cu(OH)2↓
D.氧化铜与盐酸反应:CuO+2H+Cu2++H2O
解析:A项不符合客观事实;B项碳酸钙不溶于水,不能拆;C项漏掉生成硫酸钡的离子反应。
答案:D
10.下列物质:①水、②醋酸、③盐 ( http: / / www.21cnjy.com )酸、④烧碱、⑤硝酸钾、⑥酒精、⑦汽油、⑧蔗糖。其中属于弱电解质的有(用编号回答) ;属于强电解质的有 ;
强电解质在水中 电离。
解析:在水溶液里全部电离成离 ( http: / / www.21cnjy.com )子的电解质是强电解质。如强酸、强碱、大多数盐。在水溶液里只有一部分电离成离子的电解质是弱电解质。如弱酸、弱碱、水。
答案:①② ④⑤ 完全(或几乎完全或全部)
11.写出下列反应的离子方程式。
(1)KOH溶液和HCl溶液反应: ;
(2)Ba(OH)2溶液和H2SO4溶液反应:
;
(3)Na2CO3溶液和HNO3溶液反应:
。
解析:初学离子方程式的书写,要严格按照“写、 ( http: / / www.21cnjy.com )拆、删、查”四个步骤进行。在熟练之后,提倡直接写出离子方程式。在书写过程中,要特别注意易溶易电离的物质,如:HCl、H2SO4、HNO3、KOH、Ba(OH)2、NaOH,钠盐、钾盐、硝酸盐等可溶性盐,要用离子符号表示,而H2O、BaSO4、CaCO3、CO2、MgO等要用化学式表示。
答案:(1)OH-+H+H2O
(2)Ba2++2OH-+2H++SBaSO4↓+2H2O
(3)C+2H+CO2↑+H2O
12.除去括号中杂质,写出所加试剂和反应的离子方程式。
(1)S(C),所加试剂: ,离子方程式:
。
(2)Cl-(S),所加试剂: ,离子方程式:
。
(3)Fe2+(Cu2+),所加试剂: ,离子方程式:
。
(4)BaCl2(HCl),所加试剂: ,离子方程式:
。
答案:(1)H2SO4 2H++CH2O+CO2↑
(2)BaCl2 Ba2++SBaSO4↓
(3)Fe Fe+Cu2+Fe2++Cu
(4)Ba(OH)2 H++OH-H2O
能力提升
1.下列物质属于强电解质的是( )
A.H2O B.NH3·H2O
C.CH3COOH D.NH4Cl
解析:在水溶液中能完全电离的电解质属于强电解质,包括强酸、强碱和绝大多数盐。
答案:D
2.在强酸性或强碱性溶液中都能大量共存的一组离子是( )
A.Ag+、Na+、Br-、Cl- B.Na+、Ca2+、HC、N
C.Mg2+、Cl-、S、Na+ D.Na+、K+、N、S
解析:A中Ag+与Cl-不能大量共存;B中由于有HC,在强酸性或强碱性溶液中都不能大量共存;C中由于有Mg2+,在强碱性溶液中不能大量共存。
答案:D
( http: / / www.21cnjy.com )
3.在电解质溶液的导电性装置(如右图所示)中,若向某一电解质溶液中逐滴加入另一溶液时,则灯泡由亮变暗,至熄灭后又逐渐变亮的是( )
A.向盐酸中逐滴加入食盐溶液
B.向硫酸中逐滴加入氢氧化钠溶液
C.向硫酸中逐滴加入氢氧化钡溶液
D.向醋酸中逐滴加入氨水
解析:电解质溶液的导电能力与离子的浓度有关 ( http: / / www.21cnjy.com ),离子的浓度越大,溶液的导电能力越强。硫酸和氢氧化钡都是强电解质,当它们恰好完全反应时,生成硫酸钡沉淀和水,离子浓度几乎为零。
答案:C
4.下列反应既是离子反应,又是氧化还原反应的是( )
A.氧化铁在高温下与一氧化碳反应
B.二氧化碳与氢氧化钠溶液作用生成碳酸钠
C.锌粒与稀硫酸反应制取氢气
D.碳酸钠溶液与消石灰混合
解析:在溶液中进行的反应是离子反应,有元素化合价升降的反应是氧化还原反应。
答案:C
5.下列离子方程式正确的是( )
A.澄清石灰水与稀盐酸反应:Ca(OH)2+2H+Ca2++2H2O
B.钠与水反应:Na+2H2ONa++2OH-+H2↑
C.铜片插入硝酸银溶液:Cu+Ag+Cu2++Ag
D.大理石溶于醋酸的反应:CaCO3+2CH3COOHCa2++2CH3COO-+CO2↑+H2O
解析:本题考查对离子方程式的书写方法及一般规律的掌握情况。A项,澄清石灰水应该写成离子形式;B项,电荷不守恒;C项,电荷不守恒;D项正确。
答案:D
( http: / / www.21cnjy.com )
6.铁、稀盐酸、澄清石灰水、氯化铜溶液是中学 ( http: / / www.21cnjy.com )化学中常见的物质,四种物质间的反应关系如图所示。图中两圆相交部分(A、B、C、D)表示物质间的反应,其中对应反应的离子方程式书写正确的是( )
A.OH-+HClH2O+Cl-
B.Ca(OH)2+Cu2+Ca2++Cu(OH)2↓
C.Fe+Cu2+Cu+Fe2+
D.2Fe+6H+2Fe3++3H2↑
解析:A处是澄清石灰水与稀盐酸的反应:OH-+H+H2O,故A错误;B处是澄清石灰水与氯化铜溶液的反应:2OH-+Cu2+Cu(OH)2↓,故B错误;C处是铁与氯化铜溶液的反应:Fe+Cu2+Cu+Fe2+,故C正确;D处是铁与稀盐酸的反应:Fe+2H+Fe2++H2↑,故D错误。
答案:C
7.把下列离子方程式改写成化学方程式。
(1)Ba2++SBaSO4↓
。
(2)2H++CCO2↑+H2O
。
(3)Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O
。
(4)Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O
。
答案:(1)BaCl2+Na2SO4BaSO4↓+2NaCl
(2)Na2CO3+H2SO4Na2SO4+CO2↑+H2O
(3)Fe2O3+6HCl2FeCl3+3H2O
(4)Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O
(说明:以上各小题答案不唯一,其他合理答案也对)
8.向Ba(OH)2溶液中逐滴加入稀硫酸,请完成下列问题:
(1)写出反应的离子方程式 。
(2)若缓缓加入稀硫酸直至过量,整个过程中混合溶液中的导电能力(用I表示)可近似地用下图中的曲线表示的是 (填序号)。
( http: / / www.21cnjy.com )
(3)若有一表面光滑的塑料小球 ( http: / / www.21cnjy.com )悬浮于Ba(OH)2溶液中央,如下图所示。向该烧杯里缓缓注入与Ba(OH)2溶液等密度的稀硫酸至恰好完全反应。则在此实验过程中,小球将 。
解析:(1)反应的离子方程式为Ba2++2OH-+S+2H+BaSO4↓+2H2O。
(2)电解质溶液导电性的强弱取决于离子浓度的大小,离子浓度越大,导电性越强,反之越弱。向Ba(OH)2溶液中逐滴加入稀硫酸至过量,开始时离子浓度逐渐减小,离子反应完全时,即Ba2++2OH-+2H++SBaSO4↓+2H2O,离子浓度几乎为零,稀硫酸过量时,离子浓度逐渐增大,所以导电性是由强变弱再变强的过程。
(3)稀硫酸、Ba(OH)2溶液的密度比水的大,二者反应时,生成BaSO4和H2O,溶液密度减小,小球将下沉至水底。
答案:(1)Ba2++2OH-+2H++SBaSO4↓+2H2O (2)C (3)沉入水底第四课时 镁的提取及应用
基础巩固
1.金属镁的下列性质不属于物理性质的是( )
A.良好的可塑性
B.良好的延展性
C.良好的导电传热性
D.反应中易失去电子
解析:反应中易失去电子是化学性质。
答案:D
2.镁条在含有较多CO2的空气中燃烧后,生成物中没有 ( )
A.MgO B.Mg3N2
C.Mg(OH)2 D.C
解析:镁条在含有较多CO2的空气中燃烧能生成MgO、Mg3N2和C。
答案:C
3.下列反应中镁元素作还原剂的是( )
A.MgCO3MgO+CO2↑
B.Mg(OH)2+2H+Mg2++2H2O
C.Mg+2HClMgCl2+H2↑
D.Mg2++2OH-Mg(OH)2↓
解析:C中镁元素的化合价升高,作还原剂。
答案:C
4.下列关于镁的叙述中,不正确的是( )
A.在空气中燃烧时发出耀眼的白光
B.由于镁能与空气中的氧气反应,所以必须密封保存
C.能与盐酸反应放出氢气
D.镁合金密度小但强度大,大量用于制造火箭、飞机等的部件
解析:镁能与空气中的氧气反应,生成一层致密的氧化物薄膜,所以镁没有必要密封保存。
答案:B
5.下列哪种方法可以制取镁( )
A.MgO+Al B.电解熔融的MgCl2
C.加热MgCl2溶液 D.MgO+C(高温)
解析:电解熔融的MgCl2可以制取镁。
答案:B
6.从海水中提取镁的工艺流程图可表示如下:
贝壳石灰乳
海水母液Mg(OH)2
MgCl2·6H2OMgCl2Mg
下列说法中不正确的是( )
A.步骤①中发生的反应均不属于氧化还原反应
B.步骤⑥电解MgCl2时产生氯气和金属镁
C.步骤⑤,可将晶体置于CO2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
答案:C
7.镁在生产生活中应用广泛,下列用途与镁的还原性无关的是( )
A.制作闪光粉
B.镁合金用来制造火箭的部件
C.用镁从熔融的四氯化钛中提取钛
D.制作奥运会的焰火
解析:闪光粉和焰火都是利用镁在空气中 ( http: / / www.21cnjy.com )燃烧发出的白光,镁在该反应中体现了还原性;冶炼钛等金属时,镁作还原剂。镁合金硬度和强度都较大,常用来制造火箭、导弹、飞机的部件等。
答案:B
8.在从海水中提取金属镁的过程中,不会涉及下列化学反应中的( )
A.Mg2++2OH-Mg(OH)2↓
B.Mg(OH)2+2HClMgCl2+2H2O
C.Mg(OH)2MgO+H2O
D.MgCl2Mg+Cl2↑
解析:反应过程中不需要制得氧化镁。
答案:C
9.(1)把点燃的镁条伸入到盛满二氧化碳的集气瓶中,观察到的现象是 ,
写出反应的化学方程式并标出电子转移情况,指出氧化剂、还原剂 。
(2)镁粉常用来制造信号弹和焰火是由于
,
反应的化学方程式为 。
解析:(1)镁条在二氧化碳中燃烧,生成白色粉末,瓶内壁有黑色固体附着。
(2)镁条在空气中燃烧,发出耀眼的白光,所以镁粉常用来制造信号弹和焰火。
答案:(1)镁条在二氧化碳中燃烧,生成白色粉末,瓶内壁有黑色固体附着
CO2是氧化剂、Mg是还原剂
(2)镁燃烧时发出耀眼的白光 2Mg+O22MgO
10.已知镁能在O2、N2、CO2中燃烧生成相应的化合物。试回答:
(1)镁在空气中燃烧,除发生反应N2+3MgMg3N2外,还能发生其他反应,写出反应的化学方程式 。
(2)镁条在氧气中燃烧时看到的现象是 。
(3)有同学认为空气中氮气含量最大,所以产物中氮化镁含量最大。事实上是这样吗 为什么
(4)通过镁在空气中燃烧这一事实,你对燃烧这一概念,有何新的认识
(5)如果等质量的镁分别在足量氧气、氮气、二氧化碳中燃烧,燃烧后固体的质量分别为m1、m2、m3,则它们的大小顺序为 。
解析:镁是较活泼金属,镁在空气中燃烧,产物较复杂。但产物中MgO最多,这是由于氧气最活泼所致。燃烧是剧烈的发热发光的氧化还原反应,不一定有氧气参加。由化学方程式知,24g镁与O2反应,质量增加16g,与N2反应,质量增大g,与CO2反应,质量增加22g,故有m3>m1>m2。
答案:(1)2Mg+O22MgO,2Mg+CO22MgO+C
(2)剧烈燃烧,发出耀眼的白光,生成大量白烟
(3)不是,因为氮气比氧气稳定。
(4)燃烧不一定有氧气参加。
(5)m3>m1>m2
11.从海水中可提取多种化工原料,下面是工业上对海水的几项综合利用的示意图。
( http: / / www.21cnjy.com )
镁、Cl2MgCl2
试回答下列问题:
(1)写出用海滩上的贝壳制Ca(OH)2的化学方程式: 。
(2)写出电解饱和NaCl溶液的化学方程式:
。
(3)将电解生成的氯气通入石灰乳中可制得漂白粉,其反应的化学方程式为 。
(4)用海滩上的贝壳制Ca(OH)2而不从异地山中开凿石灰石制取,主要考虑到什么问题
(5)从经济效益角度看,该化工厂的厂址应选择在 。
答案:(1)CaCO3CaO+CO2↑,CaO+H2OCa(OH)2
(2)2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
(3)2Ca(OH)2+2Cl2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
(4)就近取材,降低成本。 (5)海边
能力提升
1.被称为“国防金属”的镁,60%来自于海洋,从海水中提取镁的正确方法是( )
物质 氧化镁 氯化镁
熔点/℃ 2 852 714
A.海水Mg(OH)2Mg
B.海水MgCl2溶液→MgCl2(熔融)Mg
C.海水Mg(OH)2MgOMg
D.海水Mg(OH)2MgCl2溶液→MgCl2(熔融)Mg
解析:从海水中提取金属镁,应该先加 ( http: / / www.21cnjy.com )碱将镁离子富集,但是使用NaOH溶液成本高,故一般用石灰乳,所以A和B两项都错误。MgO的熔点远高于MgCl2的熔点,电解熔融的MgO耗能大,经济效益差,所以应该用电解熔融的MgCl2制金属镁。
答案:D
2.已知镁在二氧化碳中燃烧的化学方程式为2Mg+CO22MgO+C,某学习小组的同学预测,将燃着的钠放在盛有足量二氧化碳的集气瓶中,可能有以下几种可能,你认为正确的是( )
A.甲同学认为不能继续燃烧,马上熄灭
B.乙同学认为能继续燃烧,化学方程式为4Na+CO22Na2O+C
C.丙同学认为能继续燃烧,化学方程式为2Na+CO2Na2O2+C
D.丁同学认为能继续燃烧,化学方程式为4Na+3CO22Na2CO3+C
解析:钠比镁活泼,能还原 ( http: / / www.21cnjy.com )二氧化碳中的碳,A项错;由于二氧化碳过量,氧化钠很快与二氧化碳反应生成稳定的碳酸钠,B项错误,D项正确;钠与二氧化碳反应中氧元素化合价不变,不会生成过氧化钠,C项错误。
答案:D
3.0.1 mol某元素的单质直接与氯气反应后,质量增加了7.1 g,这种元素是( )
A.Na B.Mg
C.Fe D.Al
解析:n(金属单质)∶n(Cl)=0.1mol∶(×2)=1∶2,说明该元素的化合价只有+2价,所以这种元素是Mg。
答案:B
4.已知部分被氧化的镁条1.6 g和足量的盐酸反应,在标准状况下生成了H2 1.12 L,在与盐酸反应前被氧化的镁是 ( )
A.1.2 g B.0.64 g
C.0.4 g D.0.24 g
解析:被氧化的镁的质量=(1.6g-×24g·mol-1)×=0.24g。
答案:D
5.将镁在空气中燃烧的全部 ( http: / / www.21cnjy.com )产物溶解在80 mL浓度为2.375 mol·L-1盐酸中,用40 mL 0.9 mol·L-1氢氧化钠溶液中和多余盐酸,然后在此溶液中再加入过量的氢氧化钠溶液,把生成的NH3全部用足量的盐酸吸收,经测定氨气质量为0.646 g,则燃烧掉镁的质量为(已知Mg3N2与盐酸反应生成MgCl2和NH4Cl)( )
A.1.392 g B.2.59 g
C.3.46 g D.1.68 g
解析:n(Mg)=n(MgCl2)=(0.08L×2.375mol·L-1-0.04L×0.9mol·L-1-)÷2=0.058mol,m(Mg)=0.058mol×24g·mol-1=1.392g。
答案:A
6.已知Mg在CO2中可以燃烧。现将a g Mg置于盛有b L(标准状况)CO2和O2混合气体的密闭容器中燃烧。
(1)写出金属镁在密闭容器中可能发生的化学反应:
。
(2)若在反应容器中CO2有剩余,则容器内的固体物质一定含有 。
(3)若反应容器中O2有剩余,则容器内固体物质的质量为
。
解析:(1)Mg既可以在O2中燃烧,也可以在CO2中燃烧。
(2)若在反应容器中CO2有剩余,则CO2可能参加反应,也可能没有参加反应,所以容器内一定含有的固体物质是Mg和O2反应生成的MgO。
(3)若反应容器中O2有剩余,则CO2不可能参加反应,容器内固体物质只能为MgO,m(MgO)=ag×g。
答案:(1)2Mg+O22MgO、2Mg+CO22MgO+C
(2)MgO
(3) g
7.海水中有取之不尽的化学资源,从海水中可提取多种化工原料,下图所示是某工厂对海水资源的综合利用的示意图:
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)粗盐中含有Ca2+、Mg2+、S等杂质,精制后可得NaCl饱和溶液。精制时通常在溶液中依次加入过量的BaCl2溶液、过量的NaOH溶液和过量的Na2CO3溶液,最后加入盐酸至溶液呈中性。请写出加入盐酸后可能发生反应的离子方程式
。
(2)从离子反应的角度思考,在母液中加入石灰乳起的作用是 。
解析:(1)加入盐酸中和过量的Na2CO3和NaOH。
(2)石灰乳所起的作用是使Mg2+以沉淀的形式分离出来。
答案:(1)C+2H+CO2↑+H2O、H++OH-H2O
(2)石灰乳作为沉淀剂,使Mg2+以沉淀的形式分离出来,便于操作第二课时 碳酸钠的性质与应用
基础巩固
1.下列溶液中,能用于“捕捉”二氧化碳的是( )
A.KNO3溶液 B.CaCl2溶液
C.CuSO4溶液 D.Na2CO3溶液
解析:能与CO2反应而把CO2吸收的只有Na2CO3溶液:Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3。
答案:D
2.等质量的Na2CO3和NaHCO3固体分别与足量的0.100 mol·L-1的盐酸反应,下列叙述中正确的是( )
A.NaHCO3产生的气体多
B.Na2CO3产生的气体速率大
C.Na2CO3产生的气体多
D.NaHCO3消耗的盐酸的质量多
解析:由关系式:Na2CO3 ( http: / / www.21cnjy.com )~2HCl~CO2;NaHCO3~HCl~CO2可知A正确,C、D不正确;Na2CO3与盐酸分两步反应,而NaHCO3与盐酸一步反应,所以NaHCO3产生的气体速率大。
答案:A
3.在不同反应中既能吸收CO2,又能参加反应放出CO2的是 ( )
A.NaOH B.Na2CO3
C.NaHCO3 D.Ca(OH)2
解析:Na2CO3可以与CO2、H2O反应生成NaHCO3,Na2CO3可以与酸反应放出CO2。
答案:B
4.下列物质的俗名所对应的化学式(括号内)错误的是( )
A.火碱(NaOH) B.纯碱(Na2CO3)
C.苏打(NaHCO3) D.食盐(NaCl)
解析:苏打是Na2CO3,小苏打是NaHCO3。
答案:C
5.在蔬菜生长的过程中,常 ( http: / / www.21cnjy.com )喷洒农药来防治虫害。据有关专家介绍,用碱性溶液或清水浸泡蔬菜,可使残留在蔬菜上的农药的毒性降低,因此买来的蔬菜在食用前最好用稀碱水或清水浸泡一段时间。用水浸泡蔬菜时可加入适量 ( )
A.纯碱 B.白酒
C.白糖 D.食醋
解析:该题以食用有残留农药的蔬菜易引起中毒 ( http: / / www.21cnjy.com )的事实为背景设置问题。选项中的物质均是家庭生活中的日常用品,贴近生活。其中只有纯碱的水溶液显碱性,故正确答案为A。
答案:A
6.可用于判断碳酸氢钠粉末中混有碳酸钠的实验方法是 ( )
A.加热时无气体放出
B.滴加盐酸时有气泡放出
C.溶于水后滴加稀BaCl2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:解决此题关键要掌握Na2CO3和NaH ( http: / / www.21cnjy.com )CO3的性质异同,特别是与澄清石灰水的反应,两者都会产生白色沉淀,因此无法鉴别。而加BaCl2溶液,现象不同,仅Na2CO3与BaCl2反应有BaCO3沉淀生成。
答案:C
7.关于Na2CO3和NaHCO3的说法正确的是( )
A.向两者的溶液中加入BaCl2均生成白色沉淀
B.向两者的溶液中逐滴加入盐酸,反应现象完全相同
C.Na2CO3和NaHCO3两物质之间可以相互转化
D.向饱和的Na2CO3溶液中通入足量的CO2气体,观察不到任何实验现象
解析:向饱和的Na2CO3溶液中通入足量的CO2气体,反应生成NaHCO3会以沉淀的形式析出。原因有三:①生成的NaHCO3相对于Na2CO3来说溶解度更小;②反应后生成的NaHCO3质量大于Na2CO3的质量(溶质质量增加);③反应中要消耗一部分水(溶剂减少)。综合以上三点,向饱和的Na2CO3溶液中通入足量的CO2气体的化学方程式是Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3↓,因此可观察到有晶体析出。
答案:C
8.除去NaHCO3溶液中混有的少量Na2CO3可采取的方法是( )
A.通入二氧化碳气体 B.加入氢氧化钡溶液
C.加入澄清石灰水 D.加入稀盐酸
解析:除杂方法要操作简便,效果好,不带来新的杂质,保留非杂质成分。因为反应Na2CO3+H2O+CO22NaHCO3,所以A项正确。
答案:A
9.纯碱和小苏打是厨房中两种常见的用品,它们都是白色固体,下列区分这两种物质的方法正确的是( )
A.先将两种物质分别配成溶液,再分别加入石灰水,无白色沉淀生成的是小苏打
B.分别用炒锅加热两种样品,全部分解挥发,没有残留物的是小苏打
C.用洁净铁丝蘸取两种样品在煤气火焰上灼烧,火焰颜色发生明显变化的是小苏打
D.用两只小玻璃杯,分别加入少量的两种样品,再加入等量的食醋,产生气泡快的是小苏打
解析:Na2CO3、NaHCO3均能与Ca(OH)2反应生成沉淀;NaHCO3受热分解有残留物Na2CO3;二者焰色反应相同。
答案:D
10.关于Na2CO3和NaHCO3性质的有关叙述正确的是 ( )
A.在水中溶解性:Na2CO3B.热稳定性:Na2CO3C.与酸反应速度:Na2CO3D.Na2CO3不能转化成NaHCO3,而NaHCO3能转化为Na2CO3
解析:溶解性:NaHCO3答案:C
11.为除去下列物质中少量的杂质(括号内),请写出所加的试剂或操作,并写出相应的化学方程式:
(1)Na2CO3固体(NaHCO3): ,
。
(2)NaHCO3溶液(Na2CO3): ,
。
(3)NaCl溶液中混有少量Na2CO3: ,
。
(4)NaOH溶液中混有少量Na2CO3: ,
。
解析:(1)Na2CO3固体加热不分解,而N ( http: / / www.21cnjy.com )aHCO3加热分解,所以可用加热的方法;(2)Na2CO3溶液中通入足量的CO2能反应生成NaHCO3;(3)Na2CO3溶液中滴加盐酸能反应生成NaCl;(4)Na2CO3溶液中加入适量的Ca(OH)2溶液能反应生成NaOH。
答案:(1)加热至不再有气体产生 2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
(2)通入足量的CO2 Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3
(3)滴加盐酸至不再有气泡产生 Na2CO3+2HCl2NaCl+CO2↑+H2O
(4)加入适量的Ca(OH)2溶液 Ca(OH)2+Na2CO3CaCO3↓+2NaOH
12.取NaHCO3和Na2 ( http: / / www.21cnjy.com )CO3混合粉末5.26 g,将其加热至质量不再改变,残余固体质量为3.71 g。求该混合物中NaHCO3和Na2CO3的质量。
解析:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑ Δm
168 62
m(NaHCO3) 5.26g-3.71g
m(NaHCO3)=4.2g
m(Na2CO3)=5.26g-4.2g=1.06g
答案:m(NaHCO3)为4.2 g,m(Na2CO3)为1.06 g。
能力提升
1.0.1 mol·L-1 Na ( http: / / www.21cnjy.com )2CO3溶液与0.1 mol·L-1 HCl溶液等体积混合,因操作不同,释放出二氧化碳的量不同。下列叙述正确的是( )
A.将Na2CO3溶液滴入盐酸释放出的CO2的量多
B.将HCl溶液滴入Na2CO3溶液释放出的CO2的量多
C.如果将盐酸换为同浓度的硫酸,将硫酸缓慢滴入Na2CO3溶液,并振荡可能不释放出CO2
D.无论怎样混合释放出的CO2的量一样多
解析:设溶液均为1L,则HCl和Na2CO3的物质的量均为0.1mol。理论上反应Na2CO3+HClNaHCO3+NaCl可不释放出CO2。在操作中若将Na2CO3溶液滴入盐酸,局部盐酸过量,此时该处反应为Na2CO3+2HCl2NaCl+CO2↑+H2O,反之若局部Na2CO3过量,以生成NaHCO3为主反应。如将盐酸改为同浓度的硫酸,恰好能将Na2CO3全部转化为CO2。
答案:A
2.我国化工专家侯德榜根据NaHCO3溶解度比NaCl、Na2CO3、NH4HCO3、NH4Cl都小的性质,运用CO2+NH3+H2O+NaClNaHCO3↓+NH4Cl的反应原理制备纯碱。下面是在实验室进行模拟实验的生产流程示意图:
气体A的饱和溶液A和食盐的饱和溶液悬浊液晶体纯碱
则下列叙述错误的是( )
A.A气体是NH3,B气体是CO2
B.用纯碱可制得发酵粉
C.纯碱可广泛地用于玻璃、制皂、造纸、纺织等工业中
D.第Ⅳ步操作是将晶体溶于水后加热、蒸发、结晶
解析:在NH3的饱和溶液中通入足量的CO2气体,可生成更多的HC,A正确;Na2CO3溶液中通入足量的CO2能反应生成NaHCO3(发酵粉),B正确;纯碱可广泛地用于玻璃、制皂、造纸、纺织等工业中,C正确;第Ⅲ步操作得到的晶体是NaHCO3,NaHCO3加热分解就可生成Na2CO3,所以D不正确。
答案:D
3.将0.4 g NaOH和1.06 g ( http: / / www.21cnjy.com )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物质的量关系的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
解析:此题考查了元素化合物、图像数据的 ( http: / / www.21cnjy.com )处理知识。盐酸先与NaOH反应,NaOH为0.01mol,中和NaOH需要盐酸0.1L;0.01molNa2CO3→NaHCO3→CO2,第一步需盐酸0.01mol(即0.1L),第二步需盐酸0.01mol(即0.1L);由此可知,加盐酸0.2L时开始有气体产生,到0.3L时放完气体,故C项正确。
答案:C
4.为了检验某含有NaHCO3杂质 ( http: / / www.21cnjy.com )的Na2CO3样品的纯度,现将w1 g样品充分加热,其质量变为w2 g,则该样品的纯度(质量分数)是( )
A. B.
C. D.
解析:设样品中NaHCO3的质量为x
2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O m(减少)
2×84 106 62
x (w1-w2)
解得x=,从而有:
w(Na2CO3)=,A项正确。
答案:A
5.120 mL含有0.20 m ( http: / / www.21cnjy.com )ol碳酸钠的溶液和200 mL盐酸,不管将前者滴入后者,还是将后者滴入前者,都有气体产生,但最终生成的气体体积不同,则盐酸的浓度合理的是( )
A.2.0 mol·L-1
B.1.5 mol·L-1
C.0.18 mol·L-1
D.0.24 mol·L-1
解析:若碳酸钠恰好与盐酸反应生成碳酸氢 ( http: / / www.21cnjy.com )钠,则盐酸的浓度是1.0mol·L-1;若碳酸钠恰好与盐酸反应生成二氧化碳,则盐酸的浓度是2.0mol·L-1。由于最终生成的气体体积不同,所以只能是介于二者之间。
答案:B
6.A、B、C、D为4种钠的化合物 ( http: / / www.21cnjy.com ),A、B、C与盐酸反应均得到D,将固体C加热可制得A,若在A的溶液中通入一种无色、无味气体,又可制得C,若B与C的溶液混合可制得A,试推断:
(1)A是 ,B是 ,C是 ,D是 。
(2)完成有关反应的化学方程式:AC ;B+CA 。
解析:根据将固体C加热可制得A,若在 ( http: / / www.21cnjy.com )A的溶液中通入一种无色、无味气体,又可制得C,可推出A为Na2CO3,C为NaHCO3;根据A、B、C与盐酸反应均得到D,可推出D为NaCl;根据B与C的溶液混合可制得A,可推出B为NaOH。
答案:(1)Na2CO3 NaOH NaHCO3 NaCl
(2)Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3 NaOH+NaHCO3Na2CO3+H2O
7.某研究性学习小组为探究碳酸钠和碳酸氢钠两种物质的性质和用途,进行了如下实验:
实验一:如图Ⅰ~Ⅳ所示。
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)若测定Na2CO3固体中混有的少 ( http: / / www.21cnjy.com )量NaHCO3的质量分数,Ⅲ (填“能”或“不能”)达到实验目的。若能,请说明其计算所需的数据;若不能,请简要说明理由:
。
实验二:将碳酸钠与碳酸氢钠溶液分别与澄清石灰水混合并充分反应。
(2)当碳酸氢钠与氢氧化钙物质的量之比为2∶1时,所得溶液中溶质的化学式为 ,请设计实验检验所得溶液中溶质的阴离子:
。
解析:(1)利用装置Ⅲ进行实验,根据样品的质量和沉淀的质量,可以计算混合物中NaHCO3的质量分数。
(2)按比例写出化学方程式:2NaHCO3+Ca(OH)2CaCO3↓+Na2CO3+2H2O,由此可以推出反应后溶液中的溶质为Na2CO3;取滤液加入氯化钡,产生白色沉淀,可以检验C的存在。
答案:(1)能 固体样品的质量和沉淀总质量(或反应前后固体的质量)
(2)Na2CO3 取少量上层清液于试管中,加入适量氯化钡溶液,振荡,若有白色沉淀生成,则证明溶液中含有C(答案不唯一)
