2025版高考化学一轮总复习第3章金属及其化合物第8讲钠及其重要化合物碱金属提能训练

第8讲钠及其重要化合物碱金属一、选择题：本题共10小题，每小题只有一个选项符合题目要求。1．(2024·山东潍坊高三检测)对如表试验操作、现象的说明不正确的是(C)选项试验操作、现象说明A新切开的金属钠表面有银白色金属光泽，露置在空气中很快变暗金属钠被氧气氧化B久置的氯水不能使有色布条褪色久置的氯水中无HClOC将金属钠投入硫酸铜溶液中，有气体放出，但无红色沉淀生成说明金属钠的还原性弱于金属铜的D金属钠可以在氯气中燃烧说明燃烧不愿定须要氧气[解析]金属钠投入硫酸铜溶液中，首先和溶液中的水反应，然后是生成的氢氧化钠和硫酸铜的反应，不会置换出金属铜，C不正确。2．(2024·辽宁营口期末)下列有关钠及其化合物的叙述中，正确的是(D)①金属钠着火时用泡沫灭火器灭火②二氧化碳通过Na2O2粉末后固体物质的质量增加③切开的金属钠暴露在空气中发生反应2Na＋O2=Na2O2④取完后剩余的钠要放回原试剂瓶A．①③ B.②③④C．②③ D.②④[解析]①金属钠着火时不能用水或泡沫灭火器灭火，而应用细沙盖灭，故A错误；②二氧化碳通过过氧化钠，二者反应生成碳酸钠和氧气，故固体物质的质量增大，故B正确；③切开的金属钠暴露在空气中，光亮的表面慢慢变暗：4Na＋O2=2Na2O，故C错误；④假如钠有剩余，应将剩余的钠放回原试剂瓶，因为钠相对比较活泼，随意丢弃简洁引发火灾等平安事故，故D正确。3．(2024·河北衡水高三检测)侯氏制碱法原理为NaCl＋NH3＋CO2＋H2O=NaHCO3↓＋NH4Cl。下列有关模拟侯氏制碱法的试验原理和装置能达到试验目的的是(C)[解析]干脆加热氯化铵固体无法制得氨气，应加热氯化铵与消石灰固体混合物制备氨气，故A错误；制备碳酸氢铵时，应将二氧化碳通入溶有氨气的饱和食盐水中，否则无法制得碳酸氢钠，故B错误；分别碳酸氢钠固体时，应用过滤的方法分别，故C正确；碳酸氢钠受热分解制备碳酸钠时，应在试管中加热碳酸氢钠，故D错误。4．下列关于钠及其化合物的叙述正确的是(C)①Na2O与Na2O2都能和水反应生成碱，它们都是碱性氧化物②Na2O2只有氧化性没有还原性③Na2O2与CO2反应，生成1molO2时转移电子数目为4NA④向酚酞溶液中加入Na2O2粉末，溶液先变红后褪色，并有气泡生成⑤钠与浓NH4Cl溶液反应，放出的气体中含有H2和NH3A．①③⑤ B.②③④C．④⑤ D.③④⑤[解析]Na2O2不是碱性氧化物，故①错误；Na2O2既有氧化性又有还原性，故②错误；依据反应2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2，生成1molO2时转移2mole－，即转移电子数目为2NA，故③错误；向酚酞溶液中加入Na2O2粉末，生成氢氧化钠和氧气，溶液先变红，由于反应中可能有H2O2生成，且H2O2具有强氧化性，所以溶液会褪色，故④正确；钠与浓NH4Cl溶液反应，生成NaCl、H2和NH3，故⑤正确。5．(2024·山东青岛高三检测)某试验小组利用传感器探究Na2CO3和NaHCO3的性质。已知：pH越大，溶液碱性越强。下列分析错误的是(B)试验操作试验数据A．①与②的试验数据基本相同，说明②中的OH－未参与该反应B．加入试剂体积相同时，②溶液比③溶液碱性更弱C．a点反应的离子方程式为Ca2＋＋OH－＋HCOeq\o\al(－,3)=CaCO3↓＋H2OD．Na2CO3和NaHCO3的稀溶液可利用CaCl2溶液鉴别[解析]向澄清石灰水中滴加Na2CO3溶液，发生反应：Ca2＋＋COeq\o\al(2－,3)=CaCO3↓；滴加NaHCO3溶液，若NaHCO3溶液少量，发生反应：Ca2＋＋OH－＋HCOeq\o\al(－,3)=CaCO3↓＋H2O，若NaHCO3溶液足量，Ca(OH)2完全反应时，发生反应：Ca2＋＋2OH－＋2HCOeq\o\al(－,3)=CaCO3↓＋COeq\o\al(2－,3)＋2H2O。澄清石灰水中滴加碳酸钠溶液，发生反应：Ca2＋＋COeq\o\al(2－,3)=CaCO3↓，①是比照试验，①与②的试验数据基本相同，可说明②中的OH－未参与该反应，A正确；碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液浓度相同，加入试剂体积相同时，二者物质的量相同，与氢氧化钙完全反应，Na2CO3溶液反应不消耗OH－，而NaHCO3反应会消耗OH－，因此反应后溶液中OH－的物质的量：②>③，而溶液体积相同，故反应后溶液中c(OH－)：②>③，c(OH－)越大，溶液的碱性就越强，因此溶液的碱性：②>③，B错误；从起始到a点，氢氧化钙过量，碳酸氢钠完全反应，故要以不足量的NaHCO3为标准，反应的离子方程式为Ca2＋＋OH－＋HCOeq\o\al(－,3)=CaCO3↓＋H2O，C正确；Na2CO3和CaCl2溶液反应产生CaCO3白色沉淀，而NaHCO3的稀溶液与CaCl2溶液不反应，无明显现象，因此可利用CaCl2溶液鉴别二者，D正确。6．(2024·湖南长沙期末)下列试验装置不能达到试验目的的是(D)A．①验证Na和水反应是放热反应B．②检验Na2O2与H2O反应有O2生成C．③视察Na2CO3的焰色D．④比较Na2CO3、NaHCO3的稳定性[解析]玻璃的导热性比较差，外管温度高，内管温度低，应当将Na2CO3放在外管，将不稳定的NaHCO3放在温度较低的内管进行试验，因此不能达到预期的试验目的，D符合题意。7．(2024·河北邯郸阶段练)下列试验操作正确的是(C)选项试验目的试验操作A视察钠与水反应的现象用镊子从煤油中取出金属钠，切下一块黄豆大小的钠，当心放入装水的烧杯中B区分NaHCO3溶液与Na2CO3溶液用小试管分别取少量溶液，然后滴加澄清石灰水C证明Na2O2与CO2的反应是放热反应Na2O2用棉花包袱置于坩埚中，向棉花上通CO2气体，棉花燃烧说明是放热反应D区分Na2CO3溶液与K2CO3溶液用玻璃棒分别蘸取溶液，在酒精灯外焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃视察火焰的颜色[解析]钠保存在煤油中，其表面覆盖着煤油，所以用镊子从煤油中取出金属钠后应用滤纸吸去其表面的煤油，否则会阻碍钠与水的反应，故A错误；NaHCO3和Na2CO3都能与澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀，一般用CaCl2溶液鉴别NaHCO3与Na2CO3，故B错误；玻璃中含有钠元素，做焰色试验时会干扰焰色的视察，可将玻璃棒换为铂丝来鉴别碳酸钠和碳酸钾，故D错误。8．(2024·广东广州模拟)某试验小组通过如图所示试验，探究Na2O2与水的反应：下列说法错误的是(A)A．②中的大量气泡的主要成分是氢气B．③中溶液变红，说明有碱性物质生成C．④中现象可能是由于溶液中含有漂白性物质造成的D．⑤中MnO2的主要作用是作催化剂[解析]若过氧化钠与水反应生成的是氢气，因另一产物为氢氧化钠，那么反应中只有元素化合价降低没有元素化合价上升，违反氧化还原反应规律，因此不行能是氢气，A错误；酚酞遇碱变红，溶液变成红色，说明过氧化钠与水反应生成了碱，即氢氧化钠，B正确；红色褪去，指示剂被漂白，说明过氧化钠与水反应生成了有漂白性的物质，可能生成了过氧化氢，过氧化氢具有强氧化性，能够使溶液褪色，C正确；溶液中物质在二氧化锰作催化剂时发生了分解，因此产生大量气泡，最大的可能是过氧化钠与水反应生成了过氧化氢，过氧化氢在催化剂作用下分解产生了氧气，D正确。9．A是一种常见的金属单质，B是淡黄色固体，请结合转化关系图推断下列说法正确的是(B)A．A与氧气还可以生成另一种常见化合物F，B和F中阴离子与阳离子的数目比分别是1∶1和1∶2B．完全燃烧WgCO和H2的混合气体，然后将产物与过量的B反应，则固体增重WgC．相同温度下，分别向盛有适量0.1mol·L－1D和E溶液的两支试管中滴入2滴酚酞溶液，则盛有D溶液的试管中红色较浅D．用干净的铂丝蘸取某待测液，置于火焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃能视察到火焰呈紫色，则该溶液中确定含有K＋和Na＋[解析]A是一种常见的金属单质，A与O2点燃生成B，B是淡黄色固体，则A是Na，B是Na2O2。结合题图中物质之间的转化反应及条件推知，C为NaOH，D为Na2CO3，E为NaHCO3。钠还能与氧气反应得到Na2O，Na2O和Na2O2中阴离子与阳离子的数目比均为1∶2，A错误；完全燃烧WgCO和H2的混合气体，然后将产物与过量的B反应，则固体增重Wg，B正确；浓度相同的Na2CO3和NaHCO3溶液，Na2CO3溶液碱性强，红色较深，C错误；透过蓝色钴玻璃视察焰色时，看到火焰呈紫色，证明含有K＋，但不能确定是否含Na＋，D错误。10．(2024·山东聊城模拟)某固体混合物由Na2CO3和NaHCO3两种物质组成，将其分成X、Y两等份。标准状况下，X溶于足量盐酸，生成CO2的体积为V1L；Y充分加热、冷却后再溶于足量盐酸，生成CO2的体积为V2L。下列说法正确的是(C)A．加热，蒸干X与足量盐酸反应后的溶液，可得固体eq\f(58.5V2,22.4)gB．Y充分加热，固体质量削减eq\f(44V1－V2,22.4)gC．X、Y消耗盐酸的物质的量之比为1∶1D．混合物中Na2CO3和NaHCO3的物质的量之比为eq\f(2V2－V1,V1－V2)[解析]反应涉及的方程式为2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑，NaHCO3＋HCl=NaCl＋H2O＋CO2↑，Na2CO3＋2HCl=2NaCl＋H2O＋CO2↑。假设每份中碳酸氢钠的物质的量为xmol，碳酸钠的物质的量为ymol，则有x＋y＝eq\f(V1,22.4)，eq\f(x,2)＋y＝eq\f(V2,22.4)，联立两式解得：x＝2×eq\f(V1－V2,22.4)，y＝eq\f(2V2－V1,22.4)，则碳酸钠和碳酸氢钠的物质的量之比为eq\f(2V2－V1,2V1－2V2)，D错误；X与盐酸反应后的溶液蒸干后得到氯化钠，依据以上方程式分析，氯化钠和二氧化碳的物质的量关系不确定，A错误；碳酸氢钠受热分解，削减的质量为水和二氧化碳的质量，B错误；两个过程最终都得到氯化钠，依据原子守恒分析，X、Y消耗盐酸的物质的量之比为1∶1，C正确。二、非选择题：本题共4小题。11．(2024·山东青岛高三检测)为进一步了解金属钠与非金属单质反应的化学性质，某同学设计了如下两个探究小试验，其记录如下，请你帮助该同学完成每个试验结论。(1)[金属钠与氯气反应]预料：钠是很活泼的金属，氯气是很活泼的非金属单质，两者相遇很简洁发生化学反应，这个反应既可以在常温下进行，又可以在加热的条件下进行。试验用品：氯气、金属钠、集气瓶、铁锉、陶土网、铁架台。试验步骤：①在盛有黄绿色氯气的敞口集气瓶上方用铁锉锉动金属的表面，使钠屑掉入集气瓶中。现象：钠屑在从瓶口到瓶底的着陆过程中闪烁着黄光，瓶壁和底部有少量白色固体。结论：小块钠与氯气猛烈反应。②将一个盛有氯气的集气瓶倒扣在陶土网上的钠块上方。现象：片刻后钠块起先燃烧，火焰为黄色，产生大量白烟，最终火焰熄灭。结论：大块钠与氯气接触面积小，反应缓慢，直到温度上升至钠的着火点时，钠才起先与氯气猛烈反应，故待“片刻后”才看到钠块燃烧。(2)[金属钠与硫的反应]预料：金属钠与硫的反应和金属钠与氯气的反应相像。试验用品：硫粉、金属钠、研钵。试验步骤：①将硫粉与金属钠在研钵中当心混合接触。现象：没有什么明显的反应现象。结论：钠与硫粉常温下接触面积小，反应缓慢。②将硫粉与金属钠共置于研钵中研磨(或加热)。现象：产生黄色的闪光，并伴有“噼噼啪啪”的响声。结论：钠与硫粉研磨时接触面积大，反应猛烈。通过对试验(1)和试验(2)的反应条件进行分析、对比，你对非金属单质氯气和硫的化学性质又有了哪些新的了解？它们都是活泼的非金属单质；从反应条件看，常温下，氯气能与金属钠反应，硫只有在加热(研磨)时才能与金属钠反应；氯气比硫活泼。通过对试验(1)和试验(2)的结论进行分析、对比，你对金属钠的化学性质又有了哪些新的了解？金属钠易与氯气等非金属单质干脆化合，并且与非金属单质的接触面积越大，温度越高，反应越快速。[解析](1)从对比试验可以看出，钠屑和氯气马上猛烈反应，而钠块片刻后才起先燃烧，说明接触面积越大，反应速率越快。(2)对比试验发觉，研磨可以增大接触面积，加快硫粉与金属钠的反应速率。对比金属钠和氯气、金属钠与硫粉反应的现象，可以知道，金属钠和氯气更简洁反应，说明氯气比硫活泼。硫粉与金属钠在常温下不简洁反应，而在加热条件下简洁反应，说明温度越高，反应速率越快。12．Ⅰ.某化学爱好小组接受如图所示装置探讨NaHCO3分解生成的CO2与Na2O2的反应。回答下列问题。(1)画出乙中试验装置图，并标出相应试剂。见解析图(2)装置丙中的仪器名称是(球形)干燥管，其中反应的化学方程式是2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2，该反应中氧化剂与还原剂的质量比为1∶1。(3)装置丁中NaOH溶液的作用是除去O2中的CO2，装置戊中澄清石灰水的作用是检验O2中是否有CO2。Ⅱ.NaHCO3俗称小苏打，工业上可通过侯氏制碱法制取(又称联合制碱法，由我国近代著名的化学家侯德榜独创)。(4)写出侯氏制碱法中生成NaHCO3的离子方程式：Na＋＋CO2＋NH3＋H2O=NaHCO3↓＋NHeq\o\al(＋,4)。操作时，往饱和食盐水中先通入NH3(填气体化学式)，缘由是氨气溶解度大而且溶液呈碱性后能吸取更多二氧化碳，增大HCOeq\o\al(－,3)浓度，有利于碳酸氢钠析出。(5)在密闭容器中投入确定量的Na2O2和NaHCO3，在300℃下充分反应。若残留固体为纯净物，则起始时eq\f(nNaHCO3,nNa2O2)应满足的条件是≥2。[解析](1)试验目的是探讨NaHCO3分解生成的CO2与Na2O2的反应，碳酸氢钠分解放出的二氧化碳气体中含有水蒸气，乙装置的作用是干燥二氧化碳，所以乙装置是盛有浓硫酸的洗气瓶，装置图为。(2)依据图示，装置丙中仪器名称是球形干燥管，其中过氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，反应的化学方程式是2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2，Na2O2中氧元素的化合价由－1上升为0、由－1降低为－2，依据得失电子守恒，氧化剂与还原剂的质量比为1∶1。(3)由装置丙出来的气体中含有氧气和二氧化碳，二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，所以丁中NaOH溶液的作用是除去O2中的CO2，装置戊中澄清石灰水的作用是检验O2中是否有CO2。(4)侯氏制碱法中氯化钠、二氧化碳、氨气和水反应生成NaHCO3、氯化铵，反应的离子方程式为Na＋＋CO2＋NH3＋H2O=NaHCO3↓＋NHeq\o\al(＋,4)。氨气溶解度大而且溶液呈碱性后能吸取更多二氧化碳，增大HCOeq\o\al(－,3)浓度，有利于碳酸氢钠析出，所以往饱和食盐水中先通入氨气。(5)设投入xmolNa2O2和ymolNaHCO3，在300℃下充分反应，若残留固体为纯净物，则固体产物为碳酸钠，依据元素守恒得2n(C)≥n(Na)，则2y≥(2x＋y)，则起始时eq\f(nNaHCO3,nNa2O2)≥2。13．(2024·河北保定高三检测)某爱好小组模拟侯氏制碱法的试验流程如下：(1)二氧化碳通入饱和氨盐水的装置如图所示。①用图A装置制备二氧化碳气体，该装置主要玻璃仪器的名称是分液漏斗、锥形瓶。②用图B装置对二氧化碳气体进行净化，在图中方框内补齐净扮装置和净化试剂。(2)母液中加入NaCl固体并通入NH3，在0～10℃(填温度范围)下析出NH4Cl。温度/℃010203040NaCl溶解度/g35.735.836.036.336.6NH4Cl溶解度/g29.433.337.241.445.8(3)验证产品纯碱中是否含有杂质NaCl的方法：取少量试样溶于水后，先滴加过量稀硝酸，至无气泡产生，再滴加硝酸银溶液，假如有白色沉淀生成，证明含有NaCl。(4)由试验流程分析可知，可以循环利用的物质是CO2、NaCl(用化学式表示)。(5)称取5.20g制得的NaHCO3(杂质NaCl)，配制成100mL溶液，取出20mL，用0.6000mol·L－1标准盐酸滴定(甲基橙作指示剂)，消耗盐酸体积为20.20mL。①滴定终点颜色变更：黄色刚好变为橙色。②制得的NaHCO3纯度为97.89%。③若滴定管用蒸馏水洗涤后，干脆注入标准盐酸进行滴定，则测定的NaHCO3含量偏高(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。[解析](1)①依据题图A装置，该装置主要的玻璃仪器是分液漏斗和锥形瓶。②稀盐酸会挥发，制得的CO2气体中含有HCl，可通过饱和的NaHCO3溶液除去。(2)依据题表中数据，NH4Cl的溶解度在0～10℃时小于NaCl的溶解度，因此母液中加入NaCl固体并通入NH3，在0～10℃下可析出NH4Cl。(3)验证产品纯碱中是否含有NaCl，可检验是否有Cl－存在。(4)由试验流程可知，CO2、NaCl可循环运用。(5)①NaHCO3溶液呈碱性，可使甲基橙溶液呈黄色，用标准盐酸滴定时，发生反应：NaHCO3＋HCl=NaCl＋H2O＋CO2↑，则达到滴定终点时溶液呈中性，因此滴定终点的颜色变更为黄色刚好变为橙色。②消耗0.6000mol·L－1标准盐酸的体积为20.20mL，物质的量为0.6000mol·L－1×0.0202L＝0.01212mol，依据NaHCO3＋HCl=NaCl＋H2O＋CO2↑可知，20mL溶液中NaHCO3的物质的量为0.01212mol，则产品中NaHCO3的物质的量为0.01212mol×(100mL÷20mL)＝0.0606mol，质量为0.0606mol×84g·mol－1＝5.0904g，因此制得的NaHCO3纯度为eq\f(5.0904g,5.20g)×100%≈97.89%。③滴定管用蒸馏水洗涤后，干脆注入标准盐酸进行滴定，会导致稀盐酸被稀释，消耗的盐酸的体积偏大，则测定的NaHCO3含量偏高。14．现有含NaCl、Na2CO3·10H2O和NaHCO3的混合物，某同学设计如图所示的试验装置，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)试验步骤：①按图(夹持仪器未画出)组装好试验装置后，首先进行的操作是检查装置的气密性。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K1、K2，关闭K3，缓缓鼓入空气数分钟，其目的是除去装置中的水蒸气和二氧化碳。④关闭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2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑、Na2CO3·10H2Oeq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋10H2O↑。⑤打开K1，缓缓鼓入空气数分钟，然后拆下装置，再次称量洗气瓶C和U形管D的质量。(2)关于该试验方案，请回答下列问题