碱金属单元复习及综合能力测试[下学期]

碱金属单元综合能力测试

知识体系结构

1．钠及其化合物（）的性质是高考考查的核心内容。其重点是：钠与水（盐溶液）的反应原理和现象。②与反应的原理，会从电子转移角度来解释，注意反应前后的气体体积差和固体质量差在计算中的运用。③NaOH为中学阶段最常用的碱性试剂，常跟酸、酸性氧化物、酸式盐反应，跟两性氧化物、两性氢氧化物的反应，跟盐的反应和在有机反应（卤代烃、酯类水解）中的应用。④和在与酸反应时的原理、快慢及消耗酸的量（或生成的量）的大小比较。特别是溶液与盐酸反应时，混合顺序不同，反应原理也不同。
2．有关实验的考查将是高考的一个热点。①焰色反应实验，要求掌握有关的仪器和正确的操作步骤；②以与（或）反应产生氧气为基础设计综合实验；③以、与酸、碱、盐以及加热反应为基础的综合实验。
3．在联系实际方面有较多体现。如碱金属元素在电光源、光电管、核技术和贵重金属冶炼方面的应用，NaOH、等在日常生活和工农业生产中的应用等。

例1 钠盐与钾盐性质相似，但在很多生产实际中多用钾盐而不用钠盐，如实验室制多用而不用，制黑火药用而不用，并且此中必须不含，以下各种理由合理的是（ ）
A．钾盐比钠盐更易得到 B．钾盐的氧化性比钠盐强
C．钾盐的熔点比钠盐高 D．钠盐的吸湿能力比钾盐强
解析 钠盐比钾盐更常见，A选项错；氧化性比氧化性弱，B选项错；由等已知的反应知，反应时不一定要熔化，所以熔点高低无关（同种阴离子钾盐应比钠盐熔点低），C选项错；由题中提供的反应知，这两个反应都不能有水，由此可推得，钠盐的吸湿能能力比钾盐强。
答案D
点评： 根据已学过的内容进行逐项排除，是解决有新信息出现的选择题的有效方法。

例2 某钠的化合物中，结晶水的质量分数为55.9%，钠的质量分数为14.29%。当失去部分结晶水后（酸根不变），结晶水质量分数变成47.01%时，钠的质量分数为________________________%。
解析 设原结晶水合物为，则，由此可以看出，随着结晶水含量的变化，在水合物中的含量也随之变化，但由于无水物的组成不变，故的比值也不变。设反应后钠的质量分数为A%，可列出以下等式：，A=17.17
答案 17.17
点评： 找出整体变化中不变的某部分是求解本题的关键。若将结晶水合物看成由钠离子、酸根离子、结晶水三部分组成，分别设未知数求解，就比较麻烦。

例3 有4种钠的化合物W、X、Y、Z，根据以下反应式判断W、X、Y、Z的化学式。
W是__________，X是___________，Y是__________，Z是___________。
解析 W受热分解生成X、和，则不难判断出W为，X为；从Z可跟反应放出，可推断出Z为，Y为NaOH。
答案 NaOH
点评： 该题考查对钠的重要化合物的性质及其转化关系的掌握情况。抓住有关钠及其化合物的化学性质，就可迅速找到推断的多个突破口。

探究知识方法
例1 下图中A、B、C、D、E、F为不同的物质，能实现图中变化（省略了与它们反应的物质）的物质X是（ ）
A． B．NaC1 C． D．NaOH
解析 供选择的四种物质都含钠元素，分解生成、和，只与或混合，却不能生成；不能分解；电解熔融NaOH生成Na、和，只能完成第一个生成X的转化。由此可推得X为NaC1，具体可看成如下关系：
答案B
点评： 从内容来看，本题不仅涉及选项中四种钠的化合物的性质，而且涉及不含钠的物质的性质，综合度较大；从形式来看，本题为网络关系图式，较抽象。因此，必须综合考虑，整体把握，逐项代入图中判断，才能顺利求解。

例2 某课外活动小组模拟呼吸面具中的原理（过氧化钠与潮湿二氧化碳反应），设计用下图所示的仪器来制取氧气并测量氧气的体积。
图中量气装置E是由甲、乙两根玻璃管组成，它们用橡皮管连通，并装入适量水。甲管有刻度（0—50mL），供量气用；乙管可上下移动，以调节液面高低。
实验室可供选用的药品还有：稀硫酸、盐酸、过氧化钠、大理石、水。试回答：
（1）图中装置的连接顺序是（填各接口的编号），其中连接胶管及夹持装置均省略）：_______________________________________________。
（2）装置C中放入的反应物是________________和_____________。
（3）装置A的作用是_____________。装置B的作用是______________。
（4）为了较准确地测量氧气的体积，除了必须检查整个装置的气密性之外，在读反应前后甲管中液面的读数求其差值的过程中，应注意__________和_______（填写字母编号）。
a．视线与凹液面最低处相平
b．等待片刻，待乙管中液面不再上升时，立刻读数。
c．读数时应上下移动乙管，使甲、乙两管液面相平。
d．读数时不一定使甲、乙两管液面相平。
解析 因为模拟呼吸面具的原理是通过过氧化钠与潮湿的反应，制取并测量的体积，因此必须首先制取，并进行必的提纯，与反应后还要提纯以保证测量出的的体积更准确。观察C装置，在U型管的一侧用玻璃纤维隔开，上边可以放置固体这显然是一个类似于启普发生器的装置，可用于制取。由于易溶于水，用它制取会使U型管失去随时开关的作用，因此必须选用大理石和盐酸（不能选用，因微溶于水，会使反应速率渐慢），而盐酸易挥发可用饱和溶液除去中的HC1。在D中放置，由于气体与固体物质反应是气体从固体表面过去时进行的，不可能充分反应，剩余会与一起逸出，为此需用NaOH溶液除去其中的，然后再测量的体积。最后，还要清楚题中量气装置的作用原理，当一端（甲管）充入后，由于压强增大，甲管液面下降，乙管液面升高。二管液面的差即说明甲管中的压强较大，这时测量的的体积一定偏小，此时可以调节甲、乙两管的相互高度，使液面相平，这时甲管中的读数就是在相等压强下测得的较准确的体积。
答案（1）⑤③④⑥⑦②①⑧（⑥⑦顺序可对调）
（2）大理石 盐酸
（3）吸收混在中未反应的，吸收中混有的HC1
（4）a c
点评：解本题的关键是抓住和的制取、净化，根据物质的性质选择药品、装置。本题测量体积的装置，运用物理知识进行了创新设计，考虑了气体体积与压强的关系，可根据题中对乙管的介绍作出正确判断。

例3 已知25℃时，的溶解度分别为9g、33 g和110 g。现将NaOH溶于一定量水中，再向溶液中通入，充分反应后，制得晶体。若制取33 g 晶体，用水100 g，则需NaOH多少克？若用NaOH（固）17.86 g，则需用水多少克？
解析 与NaOH反应生成，与及水继续反应生成，生成只能通过过滤方法得到晶体，故应考虑部分留在溶液中，若用加热蒸干反应所得溶液的方法，会分解而不纯。
答案 若用水100 g，则在100 g水中可溶解9 g，另有33 g 结晶出来，实际需：33+9=42（g）。设需NaOH x克，根据元素守恒关系有：
若用NaOH（固）17.86g，设需用水x g，生成的zg，则：
故有： y=50（g）
答：若用水100g，则需NaOH20g，若用NaOH（固）17.86g，则需用水50g。
点评：本题采用溶质、溶剂互为未知的形式，培养思维的全面性。求解本题必须对NaOH、之间的相互关系和有关实验知识掌握得牢固而又灵活。解本题时会因不明白的关系，而导致解题过程的繁琐。常见的错误是忽略溶液中溶解的或加热蒸干反应所得溶液。

例4 现有一定量含有杂质的试样，请从下图中选用适当的实验装置，设计一个最简单的实验，测定试样的纯度（可供选用的反应物只有固体，20%盐酸和蒸馏水，并已知实验条件下、的密度）
请填写下列空白：
（1）写出实验中和分别发生的反应的化学方程式_________________，_______________________________。
（2）应选用的装置是（只要求写出图中装置的标号）______________________________。
（3）所选用装置的连接顺序是（填各接口的字母；连接胶管省略）_______________________________。
解析 本题是根据、的性质，设计一个最简单的实验，测定纯度，以此考查设计简单实验的能力，并由定性到定量，同时也考察了思维的敏捷性和整体性。
与水反应生成NaOH和，和水反应只生成NaOH；与反应生成和，与反应只生成。因此选用这两个反应中的任何一个，通过测量的体积来测定的纯度。依题意要求，选用前一反应设计的实验仪器装置比后一反应方案简单。不宜选用、与盐酸反应来测定气体体积，进而测定的纯度，因为盐酸与、反应十分剧烈，反应液易冲出反应容器外，不符合实验室安全操作的原则。
答案（1）
（2）⑤①④
（3）G A B F
点评： （1）实验装置的设计依据是实验原理、实验目的和题目所提供的仪器、药品。
（2）实验装置的安装一般按下列顺序进行：发生装置→净化装置→干燥装置→收集装置（有时为利用气体进行主反应装置→验证反应产物装置）→尾气处理装置。
发生装置的选择依据：根据反应物的状态及反应条件。收集装置的选择依据：气体的水溶性及相对空气的密度大小。净化装置的选择依据：依据气体与杂质的性质的不同，使杂质被吸收。验证反应产物装置的选择依据：根据反应产物的性质。尾气处理装置选择依据：所得尾气是否有毒。
【同步达纲练习】
一、选择题（每题有1个或2个正确选项符合题意。每题3分，共54分）
1．检验烧碱溶液中是否含有少量纯碱的方法是（ ）
A．加少量盐酸有无气体生成 B．加过量盐酸有无气体生成
C．加热有无气体生成 D．加氯化镁有无沉淀生成
2．一块表面已被缓慢氧化的金属钠，其质量为 10.8g，投入100g水中，收集到氢气0.2g。则原来钠块表面的氧化钠质量是（ ）
A．6.2g B．4.6g C．7.8g D．10.6g
3．将a g 溶于93.8g水中，完全反应后溶液为100g，则该溶液的溶质质量分数为（ ）
A．4% B．4.2% C．8% D．12%
4．除去混在粉末中的少量最合理的方法是（ ）
A．加热 B．加NaOH溶液
C．加盐酸 D．加溶液
5．下列说法不正确的是（ ）
A．用石灰水可以区别和
B．比易溶于水
C．比稳定
D．与盐酸反应时，比激烈
6．焰色反应的每次实验都要用试剂洗涤铂丝，这种试剂是（ ）
A．溶液 B．NaOH溶液
C．硫酸溶液 D．稀盐酸
7．在天平两边各放一质量相等的烧杯，分别放入100g水，向左盘烧杯中加入4.6g金属钠，为保持天平平衡，向右盘烧杯中应加入的质量约是（ ）
A．4.52g B．5.12g C．5.54g D．6.22g
8．等质量的下列两物质分别与足量的盐酸作用，在相同条件下产生的质量相等的是（ ）
A．和 B．和
C．和 D．和
9．下列各组中，所含离子能在同一溶液中大量共存的是（ ）
A． B．
C． D．
10．将金属钾投入到硫酸铜溶液中，产物是（ ）
A． B．
C． D．
11．将装入试管中加热，使产生的气体依次通过盛有饱和溶液、浓的容器，最后得到的气体是（ ）
A． B． C． D．和
12．下列反应中，只表现出强氧化性的是（ ）
A．
B．
C．
D．
13．10g CO和组成的混合气体在足量氧气中完全燃烧，立即将全部生成物通入足量的中，则固体质量增加（ ）
A．10g B．11.8g C．13.2g D．无法计算
14．KC1、KC1O、的混合物中氯元素的质量分数为40%，则混合物中氧元素的质量分数是（ ）
A．39.1% B．48% C．16.1% D．无法计算
15．已知钡的金属活动性处于钾和钠之间。下列反应中可以实现的是（ ）
A．钡可能从氯化钾溶液中置换出钾
B．钡可以与冷水反应并产生氢气
C．钡可以从熔化状态下的四氯化钛中置换出钛
D．在溶液中，钡离子可氧化金属锌，使之成为锌离子
16．下列各溶液与强酸溶液反应，不能用离子方程式表示的是（ ）
A．溶液 B．溶液
C．溶液 D．溶液
17．一小块钠置于空气中，有下列现象：①变成白色粉末，②变暗，③变成白色固体，④变成液体。上述现象出现的先后顺序为（ ）
A．②③④ B．②③①④ C．②③④① D．③②④①
18．某物质灼烧时，焰色为黄色，下列判断正确的是（ ）
A．该物质一定是钠的化合物
B．该物质中一定含有钠元素
C．该物质一定含有金属钠
D．不能确定该物质是否含有钾

二、本题包括4小题，共22分。
19．称取一定量的纯碱，溶于水，跟足量的盐酸完全反应。（以下空格填“增多”或“减小”）。
（1）中混有，则消耗的盐酸___________________________，产生的气体______________________________________；
（2）中混有，则消耗的盐酸___________________________，产生的气体_______________________________________；
（3）中混有NaC1，则消耗的盐酸______________________________，产生的气体_________________________________________。
20．对、、、来说，只能与盐酸反应、不能与NaOH溶液反应的是___________________________________；只能与NaOH溶液反应、不能与盐酸反应的是_______________________________；既能与盐酸反应、又能与NaOH溶液反应的是____________________________________；既不能与盐酸反应，又不能与NaOH溶液反应的是_____________________________________________________。
21．固体A、B都只含两种元素，且A、B中所含元素的各类完全相同，A、B中两元素的原子个数比分别为2：1和1：1。A、B都能跟水反应：，。用洁净的铂丝蘸取X溶液灼烧，火焰呈黄色。是A的化学式为_____________________，B的化学式为_________________________。B与反应的化学方程式为__________________，在上述反应中，氧化剂是____________________，还原剂是______________________，转移电子数为________________________。
22．在长期载人太空飞行的宇航器中，每个宇航员平均每天需要消耗0.9kg氧气，呼出1.0kg二氧化碳。为了能保持飞船座仓内空气成分的稳定，宇航科学家进行了大量的科学探索。有的科学家提出“金属过氧化物处理系统”，即不断把座仓内的空气通过盛有金属过氧化物（以过氧化钠为例）的容器，并把处理后的气体充入座仓。有关反应的化学方程式是：①___________________；②____________________。
将处理后的气体充入座仓时，应注意采取的一项措施是__________________________。
有人提出用超氧化钾代替过氧化钠供氧，预计其优点是___________________。

三、本题包括2小题，共13分。
23．1807年，英国化学家戴维在研究中发现：电解条件下可把水分解成和。他设想用电解的方法从KOH、NaOH中分离出K和Na。最初，戴维用饱和KOH溶液进行电解，不料还是得到和。这时，他考虑在_______________________________条件下继续这项实验，不料，实验中产生的金属液珠一接触空气就立即燃烧起来，这时，他又考虑在_________________________________条件继续实验，最后他终于成功地得到了银白色的金属钾。
24．某学生利用下图装置进行实验来鉴别和。
（1）该装置图有三处错误，试指出错误并改正。
（2）证明固体中存在的实验现象是什么？
（3）实验后如何撤除装置？

四、本题包括1小题，共11分。
25．有一在空气里暴露过的NaOH固体，经分析知其含水7.65%含4.32%，其余是NaOH。若将1 g该样品放入含有HC1 3.65 g的盐酸中使其完全反应后，残酸再用50 g2%的NaOH溶液恰好中和完全。蒸发所得溶液至干，计算所得固体质量是多少克？


参考答案
【同步达纲练习】
1．B（少量盐酸只与反应，不能与反应，受热不分解，与、都能反应产生沉淀）
2．A（产生需Na4.6g，则质量为10.8g－4.6g=6.2g）
3．C（溶于水，液体增重62g，生成NaOH80g，现液体增重6.2g，则生成8gNaOH）
4．A（其他选项都有水，加NaOH虽可把转化为，但不易控制量的多少）
5．A（）
6．D（金属氯化物加热时易挥发）
7．C（左盘增重4.6g－0.2g=4.4g 左右盘增重应相等，则增加质量为）
8．C（各产生需、、、、的质量分别为106g、84g、138g、100g、100g）
9．A（）
10．B（）
11．C（产生和与反应产物为）
12．B、C（中的-1价氧全部降为－2价）
13．A（燃烧、CO耗多少，则反应后又放出多少）
14．C（）
15．B、C（能与冷水直接反应的金属不能从水溶液中置换出金属，只可能在熔化状态置换某些金属）
16．A、B（都完全电离成都电离成）
17．C
（）
18．BD（钾的焰色对钠的焰色无干扰）
19．（1）增多，增多； （2）减少，减少； （3）减少，减少。
20．（四种物质电离出的离子除外，分别为、和、、）
21． 2e（突破口在A、B与水反应的形式及X的焰色反应；由－1价的氧到氧气转移2e）
22．① ②适当补充水蒸气 ，等量反应时，与反应放出多。（比较气体在处理前后的成分差异就知要补充水蒸气，比较、与反应就知当质量相等时，与反应放出多）
23．无水 隔绝 （有水、存在，生成的钾会被氧化）
24．（1）铁夹应夹在离试管口约1/3处；试管口应略向下倾斜；加热应在火焰的外焰。
（2）石灰水浑浊证明有固体
（3）实验后，铁夹连试管向上移，使导管口移出液面后再撤离酒精灯。
25．认真分析发现，最后所得固体物质为NaCl，则可由氯元素守恒快速解题
HCl ~ NaCl
36.5 58.5
3.65g 5.85g
答：所得固体质量为5.85g