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课后作业20钠、镁及其化合物(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题包括10小题,每小题6分,共60分,每小题只有一个选项符合题目要求)1.已知A是一种金属单质,B显淡黄色,其转化关系如图所示,则C的以下性质错误的是()A.溶液呈碱性B.与澄清石灰水反应产生白色沉淀C.与足量盐酸反应放出气体D.受热易分解答案D解析由题意知A为Na,B为Na2O2,C为Na2CO3,D为NaOH;Na2CO3受热不易分解,D项错误。2.在研究Na与H2O反应的实验中,下列根据实验现象得出的结论不正确的是()A.将一小块Na投入水中,钠浮于水面,说明钠的密度比水小B.将一小块Na投入滴有酚酞溶液的水中,溶液变红,说明反应生成了碱C.将一小块Na投入CuSO4溶液中,生成蓝色沉淀,说明Na没有Cu活泼D.点燃Na与肥皂水反应产生的气体,有尖锐爆鸣声,说明有H2生成答案C解析钠的密度小于水,所以钠会浮在水面上,A正确;钠和水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠溶液呈碱性,无色酚酞溶液遇碱变红色,B正确;钠投入到CuSO4溶液中,钠先与水反应,生成的氢氧化钠再与硫酸铜反应生成蓝色沉淀,而不能由此说明Na没有Cu活泼,C错误;点燃不纯的氢气有尖锐爆鸣声,所以点燃Na与肥皂水反应产生的气体有尖锐爆鸣声,说明有H2生成,D正确。3.如图所示,两圆圈相交的阴影部分表示圆圈内物质相互发生的反应。钠及其氧化物的物质的量均为0.1 mol,水的质量为100 g。下列说法正确的是()A.甲、乙、丙都属于氧化还原反应B.甲反应的离子方程式为Na+2H2ONa+2OH-+H2C.丙充分反应,能产生0.05 mol O2,电子转移0.1 molD.甲、乙、丙充分反应后所得溶液的溶质质量分数分别为w1、w2、w3,其关系为2w1=w3w2答案C解析乙不是氧化还原反应,A不正确;B项中离子方程式电荷不守恒、得失电子不守恒,B不正确;D项中所得溶液的溶质质量分数的关系为2w1w2=w3,D不正确。4.Na2CO3和NaHCO3是常见的两种钠盐,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不正确的是()A.NaHCO3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B.将Na2CO3溶液滴加到盐酸中,一开始就会产生二氧化碳气体C.Na2CO3溶液中混有NaHCO3时,可用给溶液加热的方法除去D.常温下,往Na2CO3饱和溶液中通入CO2气体,可获得NaHCO3晶体答案C解析虽然NaHCO3受热易分解,但给NaHCO3的水溶液加热,NaHCO3不能分解,因为NaHCO3的分解温度高于水的沸点。5.(2018山东日照诊断)如图,在蒸发皿中放一小块钠,加热至熔化时,用玻璃棒蘸取少量无水CuSO4与熔化的钠接触,瞬间产生耀眼的火花,同时有红色物质生成,据此判断下列说法不正确的是()A.上述反应是置换反应B.上述反应说明钠比铜活泼C.上述反应证明钠可以从CuSO4溶液中置换出铜D.加热且无水条件下,Na可以与CuSO4反应并生成Cu答案C解析实验在无水条件下进行,有红色物质生成,说明熔融的钠将硫酸铜中的铜置换出来并且放出热量,属于置换反应,钠作还原剂,硫酸铜作氧化剂,说明钠比铜活泼,故A、B项正确;若钠与CuSO4溶液混合,则钠先与水反应生成氢氧化钠,氢氧化钠再与硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀,不会置换出铜单质,故C错误;根据以上分析,在无水条件下,Na可以与CuSO4反应并生成Cu,故D正确。6.(2018江西模拟)将一定量的Na2O2和NaHCO3混合后,在密闭容器中加热充分反应,排出气体,冷却后有固体物质剩余,下列选项不正确的是()选项n(Na2O2)n(NaHCO3)剩余的固体物质molmolA12Na2CO3B1.52Na2O2、Na2CO3C21Na2O2、NaOH、Na2CO3D22NaOH、Na2CO3答案B解析将Na2O2与NaHCO3混合加热,有关反应的化学方程式依次为2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O、2CO2+2Na2O22Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O4NaOH+O2。当Na2O2与NaHCO3的物质的量之比为12时,二者反应的总方程式为2Na2O2+4NaHCO34Na2CO3+O2+2H2O;当Na2O2与NaHCO3的物质的量之比为11时,二者反应的总方程式为2Na2O2+2NaHCO32Na2CO3+O2+2NaOH,即当n(Na2O2)n(NaHCO3)12时,反应后剩余固体为Na2CO3,当1211时,反应后剩余固体为Na2O2、NaOH、Na2CO3,由此可以判断A、C、D项正确,B项错误。7.等质量的两块钠,第一块在足量氧气中加热,第二块在足量氧气(常温)中充分反应,则下列说法正确的是()A.第一块钠失去电子多B.两块钠失去电子一样多C.第二块钠的反应产物质量大D.两块钠的反应产物质量一样大答案B解析本题只涉及钠与氧气的反应。钠在氧气中加热生成过氧化钠,不加热则生成氧化钠,产物中的钠元素都显+1价;钠与氧气反应因温度不同产物不同,等质量的钠被氧化时失去相同数目的电子,等质量的钠生成过氧化钠时结合的氧多,产物质量大。8.海洋中蕴藏着丰富的资源,对它的开发利用有利于缓解当前资源紧张的困局,工业上从海水中提取某些无机物的简易流程可以用下图表示:有关说法不正确的是()A.氯碱工业中采用阳离子交换膜电解槽,可以防止氯气与碱的反应B.第步中结晶出的MgCl26H2O不能采用直接在空气中受热分解制无水MgCl2C.第步常采用往母液中加浓NaOH溶液来获取Mg(OH)2D.从第步到第步的目的是获得含溴单质浓度较高的溶液答案C解析氯碱工业中采用阳离子交换膜电解槽,只允许阳离子通过,而阴离子、分子不能通过,可以防止氯气与碱的反应,A正确;利用MgCl26H2O可制得无水氯化镁,要防止镁离子的水解,应在HCl气氛中脱水,不能采用直接在空气中受热分解制无水MgCl2,故B正确;通常利用Ca(OH)2来获取Mg(OH)2,C错误;从第步到第步的目的是获得含溴单质浓度较高的溶液,D正确。9.某学生用Na2CO3和KHCO3组成的某混合物进行实验,测得如下数据(盐酸的物质的量浓度相等且不考虑HCl的挥发)。实验序号盐酸体积/mL50505050固体质量/g3.066.129.1812.24生成气体体积/L(标准状况)0.6721.3441.5681.344下列有关说法正确的是()A.实验中混合物过量B.原混合物样品中,n(Na2CO3)n(KHCO3)=11C.盐酸的物质的量浓度为2 molL-1D.实验反应后,至少需继续加入40 mL的该盐酸才能把12.24 g的混合物全部反应答案C解析A项,若实验中混合物全部反应,则产生的气体体积应该是6.12g3.06g0.672L=1.344L,所以反应中混合物没有过量,A错误;B项,实验中混合物全部反应,设Na2CO3和KHCO3的物质的量分别是x、y,则x+y=0.672L22.4Lmol-1、106gmol-1x+100gmol-1y=3.06g,解得x=0.01mol,y=0.02mol,则原混合物样品中n(Na2CO3)n(KHCO3)=12,B错误;C项,根据中数据可知反应中盐酸不足,其中二氧化碳是0.07mol,碳酸钠是0.03mol,碳酸氢钾是0.06mol,由于碳酸钠首先与盐酸反应,则反应中消耗的盐酸是0.03mol+0.07mol=0.1mol,所以盐酸的浓度是0.1mol0.05L=2molL-1,C正确;D项,根据以上分析可知,反应中碳酸钠是0.04mol,碳酸氢钾是0.08mol,完全反应需要盐酸是0.04mol2+0.08mol=0.16mol,盐酸的体积是80mL,所以实验反应后,至少需继续加入30mL的该盐酸才能把12.24g的混合物全部反应,D错误。10.下图是模拟“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答案C解析侯氏制碱法的原理是向饱和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,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c中放蘸稀硫酸的脱脂棉,即C选项正确。二、非选择题(本题包括4小题,共40分)11.(12分)某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体,用不同的方法做了以下实验,如下图所示。(1)只根据图、所示实验,能够达到实验目的的是(填装置序号)。(2)图、所示实验均能鉴别这两种物质,其反应的化学方程式为;与实验相比,实验的优点是(填字母)。A.比复杂B.比安全C.比操作简便D.可以做到用一套装置同时进行两个对比实验,而不行(3)若用实验验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性,则试管B中装入的固体最好是(填化学式)。答案(1)(2)2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2、CO2+Ca(OH)2CaCO3+H2OD(3)NaHCO3解析(1)图所示实验不能达到实验目的,因为无论碳酸钠还是碳酸氢钠均可以与盐酸反应产生二氧化碳,二氧化碳气体与澄清石灰水作用变浑浊,故不可以;图所示实验可以鉴别,因为等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量的稀盐酸反应,生成的二氧化碳气体的量不同,可根据气球膨胀程度来判断。(2)图、所涉及的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2、CO2+Ca(OH)2CaCO3+H2O,实验的优点是可同时做对比实验。(3)试管B中装入碳酸氢钠,试管A中装入碳酸钠,这样直接加热的碳酸钠,温度高,不分解,不能使澄清石灰水变浑浊,而间接加热的碳酸氢钠分解,使澄清石灰水变浑浊,表明了碳酸氢钠很不稳定。12.(12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。这四种化合物具有如右转化关系(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,装置中产生白色沉淀,装置中可收集到一种无色气体。装置中反应的化学方程式是。装置中物质的化学式是。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。答案(1)NaHCO3+NaOHNa2CO3+H2O(2)Na2CO3+H2SO4Na2SO4+CO2+H2O(或2NaHCO3+H2SO4Na2SO4+2CO2+2H2O)Na2O2H2O2、(3)2Na2CO3+Cl2+H2ONaClO+NaCl+2NaHCO3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CO2,X是NaHCO3,Z是Na2CO3,Y是NaOH。(2)由于X(NaHCO3)中所含元素是钠、氢、碳、氧,装置中生成的白色沉淀是BaCO3;故装置中的固体是Na2CO3或NaHCO3,装置中的固体是Na2O2。由2H2O22H2O+O2,可知该化合物为H2O2。气体发生装置为,除杂(或干燥)装置选,集气装置选。(3)依据题意和所学知识进行迁移可得,将氯气通入到Na2CO3溶液中的反应产物是NaHCO3、NaClO、NaCl。13.(9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CO2,随后分别各取20 mL溶液,向其中逐滴滴入0.2 molL-1的盐酸,在标准状况下产生CO2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。答案(1)NaOH、Na2CO311(2)Na2CO3、NaHCO311(3)1.5 molL-1解析CO2通入NaOH溶液中进行反应时,据CO2与NaOH量的相对多少,有这样几个阶段:CO2+2NaOHNa2CO3+H2O,此时溶质可能为NaOH和Na2CO3的混合物或只有Na2CO3(恰好反应);Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3,此时溶质可能为Na2CO3和NaHCO3的混合物或只有NaHCO3;当加入150mL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(Cl-)=0.2molL-10.15L=0.03mol,所以原NaOH溶液的物质的量浓度为0.03mol0.02L=1.5molL-1。根据碳元素守恒,最初通入的CO2和最后生成的CO2相同。A中通入CO2的物质的量为0.01mol,则A中溶质是NaOH和Na2CO3的混合物,物质的量之比为11;B中通入CO2的物质的量为0.02mol,B中溶质为Na2CO3和NaHCO3的混合物,物质的量之比为11。14.(7分)(2018台州教学质评)为探究黄色固体A(仅含三种元素)的组成和性质,设计并完成如下实验:已知:a.气体C能使品红溶液褪色;b.溶液D遇KSCN溶液显血红色;c.溶液D中加入过量铁粉,充分反应后铁粉质量减少32 g。请回答:(1)A的化学式是。(2)固体A与O2反应生成B和C的化学方程式为。(3)少量Mg在气体C中完全燃烧,产生的固体产物中含有单质、氧化物,有人认为还可能存在一种含氧酸盐,请推测该盐的成分,并设计实验方案验证。答案(1)FeCuS2(2)4FeCuS2+13O22Fe2O3+4CuO+8SO2(3)MgSO3,取少量固体加盐酸溶解,有气体产生,证明存在MgSO3解析36.8g固体A与足量氧气加热条件下反应生成32g固体B和气体C,气体C能使品红溶液褪色,说明C为二氧化硫,说明A中含有S元素;固体B被盐酸溶解生成溶液D,溶液D遇KSCN溶液显血红色,D中含有Fe3+,则B中含有氧化铁;溶液D中加入过量铁粉,生成固体E和氢气,其中含有红色固体,说明溶液D中还含有Cu2+、H+,因此固体B中还含有氧化铜,则A中含有Cu、Fe和S三种元素;(1)假设溶液D中含有的Fe3+和Cu2+、H+的物质的量分别为x、y、z。生成氢气的物质的量为0.5mol,则z=1mol。根据固体B的质量为32g,有x2160gmol-1+y80gmol-1=32g,溶液D中加入过量铁粉,充分反应后铁粉质量减少32g,有z256gmol-1+x256gmol-1-y80gmol-1=32g,根据解得x=0.2mol,y=0.2mol,根据固体A的质量为36.8g,则S元素的物质的量为36.8g-0.2mol56gmol-1-0.2mol64gmol-132gmol-1=0.4mol,则A的化学式为FeCuS2。(2)固体A与O2反应生成B和C的化学方程式为4FeCuS2+13O22Fe2O3+4CuO+8SO2;(3)少量Mg在二氧化硫中完全燃烧,产生的固体产物中含有单质、氧化物,可能是硫和氧化镁,有人认为还可能存在一种含氧酸盐,可能是氧化镁与二氧化硫化合生成的亚硫酸镁,验证是否为亚硫酸镁,可以取少量固体加盐酸溶解,若有气体产生,证明存在MgSO3。
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