专题二 碱金属
1、将少量金属Na 放入下列物质的水溶液中,有气体放出,且溶液质量减轻的是 A HCl B NaOH C K2SO 4 D CuSO4
答案:D
解析:钠单质在溶液中发生反应时,可认为是先和水发生反应: 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
然后再看生成的NaOH 能否和溶液中的溶质反应。
比如A 答案的HCl 可以和NaOH 反应,则认为存在第二步反应: NaOH+HCl=NaCl+H2O 两步反应相加得到总反应: 2Na+2HCl=2NaCl+H2↑ 而B 、C 答案中的溶质NaOH 和K 2SO 4均不能和NaOH 反应,故只有第一步
反应:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
D 答案的总反应方程式为:2Na+2H2O+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO 4+H2↑ A 、B 、C 均为加入46g 金属钠,产生2g 氢气,整个过程中质量是增大的,
而D 答案则加入46g 金属钠,会跑出去氢气和请氧化铜,故质量减轻。
备注:注意金属钠在和硫酸铜反应的时候,是不能把铜单质给置换出来的。 2、用等物质的量的金属钠进行下列实验,产生氢气最多的是 A 投入足量的盐酸中 B 投入足量的水中
C 用铝箔包好并刺穿一些小孔放在水中 D 投入足量的硫酸铜溶液中 答案:C
解析:Na 与水反应生成的氢氧化钠会继续的和铝箔反应生成氢气。
3、将ag Na投入bg 水中(水过量) ,反应后所得溶液中溶质的质量分数是
A C
a 40a × 100% B × 100% a + ba + b20a 40a
× 100% D × 100% a + b22a + 23b
1
答案:D
解析:求出溶质氢氧化钠的质量: Na~NaOH~0.5H2 23 40 1
a x y x = 溶液的质量=a +b -
40a a
y = 2323
a
23
质量分数=
溶质的质量40a
100%=22a + 23b× 100%
溶液的质量
4、一块表面已经被氧化为氧化钠的钠块5.4g ,投入50g 水中最多能产生0.10g 气
体,则原来被氧化的钠的质量是
A 2.3g B 3.1g C 4.6g D 5.3g 答案:A
解析:根据题意,5.4g 为Na 和Na 2O 的混合物,放入水中能产生0.1gH 2,而能跟
水反应放出氢气的是Na ,故可以计算出Na 的质量为2.3g ,故Na 2O 的质量为3.1g 。而2Na~Na2O ,故被氧化为Na 2O 的Na 的质量为2.3g
5、在甲、乙、丙、丁四个烧杯内分别放入0.1mol 的Na 、氧化钠、过氧化钠和氢氧化钠,然后各加入100ml 的水,搅拌,使得固体完全溶解。则甲、乙、丙、丁的溶液的质量分数大小顺序
A 甲<乙<丙<丁 B 丁<甲<乙=丙 C 甲=丁<乙=丙 D 丁<丙<乙<甲 答案:B
解析:如下表所示:
2
6、下列说法中正确的是
A 碱金属元素是指元素周期表中的IA 族元素
B 碱金属元素在氧气中燃烧时都会生成过氧化物或者更复杂的化合物 C 碱金属元素随着相对分子质量的增大,熔沸点逐渐降低 D 碱金属元素随着原子序数的增大,密度逐渐增大
答案:C
解析:A 错误,IA 族包括了碱金属和非金属元素氢 B 错误,金属Li 跟氧气反应只能生成Li 2O
C 正确,随原子序数的增大,碱金属元素的熔沸点降低
D 错误,碱金属元素的密度有增大的趋势,但是K 、Na 反常。 7、下列对过氧化钠的叙述,正确的是
A 过氧化钠能与酸反应生成盐和水,故过氧化钠是碱性氧化物 B 过氧化钠能与水反应,故过氧化钠能做气体的干燥剂 C 过氧化钠与水反应,过氧化钠是氧化剂,水是还原剂
D 过氧化钠与二氧化碳反应时,过氧化钠既是氧化剂又是还原剂 答案:D
解析:A 错误,除了生成盐和水之外,还生成了氧气,即发生了化合价的变化。 B 错误,会引入新的杂志O 2。
C 错误,过氧化钠既是氧化剂又是还原剂。 D 正确。
8、1molNa 2O 2与2molNaHCO 3固体混合后,在密闭容器中加热充分反应,排除气体物质后冷却,残留的固体物质是
A 碳酸钠 B 过氧化钠和碳酸钠 C 氢氧化钠和碳酸钠 D 过氧化钠 氢氧化钠和碳酸钠 答案:A
解析:①首先是NaHCO 3受热分解: 2NaHCO 3=Na2CO 3+CO2+H2O
2mol 的NaHCO 3受热分解可以得到1mol 的碳酸钠1mol 二氧化碳和1mol
的水。
②二氧化碳会先与过氧化钠反应 2CO 2+2Na2O 2=2Na2CO 3+O2
上一步产生的1mol 二氧化碳刚好将容器中的1mol 过氧化钠反应完。由于
没有过氧化钠剩余,所以水不能和过氧化钠反应,故最终剩余的固体物质中没有氢氧化钠剩余,即最终剩余物质只有碳酸钠。
9、将过氧化钠和过量的碳酸氢钠在密闭容器中混合充分加热后,最终残留固体物质是
A 碳酸钠 B 氧化钠和过氧化钠 C 过氧化钠 D 氢氧化钠和碳酸钠 答案:A
解析:过量的碳酸氢钠可产生大量的二氧化碳和水,二氧化碳会优先与过氧化钠反
应,而二氧化碳是过量的,故最终二氧化碳能将过氧化钠反应完,即水没能和过氧化钠反应,故最终剩余的产物只有碳酸钠。
10、将m mol的过氧化钠和碳酸氢钠的混合物在密闭容器中加热至250℃,使其充分反应,原混合物中过氧化钠的物质的量分数是x (1)当x =0.5时,容器中的固体剩余物是 ,其物质的量是 。 (2)若反应后生成的气体为O 2和H 2O ,则x 的取值范围是
(3)当0<x <1/3时,产生气体的物质的量n 的数字表达式(用m 和x 表
示) 。
答案:(1)Na 2CO 3和NaOH 0.5m mol 0.5m mol
(2)1/3≤x <1/2 (3)m-1.5m x 解析:(1)x =0.5时,过氧化钠和碳酸氢钠各为0.5m mol,首先是NaHCO 3分解:
2NaHCO 3=Na2CO 3+ CO2 + H 2O 2 1 1 1 0.5m 0.25m 0.25m 0.25m
然后是二氧化碳先和过氧化钠反应: 2CO 2 + 2Na 2O 2 = 2Na 2CO 3+O2 2 2 2 1 0.25m 0.25m 0.25m 剩余的过氧化钠会和水反应: 2H 2O + 2Na2O 2=4NaOH+O2 2 2 4 0.25m 0.25m 0.5m
故最终二氧化碳、水和过氧化钠恰好完全反应,最后剩余的固体物质是碳酸钠0.5m mol和氢氧化钠0.5m mol
3
(2)“反应后生成的气体为O 2和H 2O ”,意味着: ①二氧化碳已经反应完全 ②水没有反应完全 首先是碳酸氢钠分解:
2NaHCO 3=Na2CO 3 + CO 2 + H 2O 2 1 1 1 m -mx
m -mx m -mx m -mx
222
然后二氧化碳会和过氧化钠反应:(注意CO 2必须反应完全)
2CO 2 + 2Na 2O 2 = 2Na 2CO 3 + O 2 2 2 2 1
m -mx m -mx
22
m -mx
mol 2
由于二氧化碳需要反应完全,故必须消耗过氧化钠
1m -mx
解得:x ≥
32
m -mx 3mx -m
剩余的过氧化钠=mx -= 22
故必须满足mx ≥
这些过氧化钠会继续和水反应,注意这些过氧化钠不能将水消耗完:
2H 2O + 2Na 2O 2 = 4NaOH + O 2 2 2 4
4
3mx -m 3mx -m
22
m -mx 3mx -m
必须满足:>(容器中的水大于过氧化钠需要消耗的水)
221
解得:x >
2
综上所述:1/3≤x <1/2
(3)可用数轴来表示x 取不同值时剩余气体的成分:
O 2、H 2O CO 2、H 2O O
2
CO 2、H 2O 、O 2 O 、H O 2211 O 2 0
x
32
即在0<x <1/3时,剩余气体为CO 2、H 2O 、O 2。 首先是碳酸氢钠分解:
2NaHCO 3=Na2CO 3 + CO 2 + H 2O 2 1 1 1
m -mx
m -mx m -mx m -mx
222
然后二氧化碳与过氧化钠反应:(此时过氧化钠反应完全)
2CO 2 + 2Na 2O 2 = 2Na 2CO 3 + O 2 2 2 2 1 mx mx 故剩余的二氧化碳=
mx 2
m -mx
-mx 2m -mx
生成的水蒸气=(水没有参加反应)
2mx
生成的氧气=
2
m -mx m -mx mx
容器中剩余的气体总物质的量=-mx ++
222
=m -1.5mx
11、四个可加热的密闭容器中,分别装有①Na 2O 2和NaHCO 3②Na 2O 2和NH 4HCO 3③Na 2O 2和Ca(HCO3) 2④Na 2CO 3和NaHCO 3;各容器中每种物质的物质的量均是0.5mol ,现将各容器中加入到300℃,完全反应后排除气体,四个容器中残留的固体只有Na 2CO 3的是 A ①② B ②④ C ②③ D ①④ 答案:B 12、某温度下,w g某物质在足量氧气中充分燃烧,其燃烧产物立即与过量的Na 2O 2
反应,固体质量增加w g 。在①H 2②CO ③CO 和H 2的混合气 ④HCHO ⑤CH 3COOH ⑥HO —CH 2—CH 2—OH 中,符合题意的是
A 均不符合 B 只有①②③
C 只有④⑤ D 全部符合
答案:D
解析:以氢气为例:
①氢气首先在氧气中燃烧: 2H 2+O2=2H2O
②燃烧后的产物通入到足量的过氧化钠中: 2H 2O + 2Na2O 2=4NaOH+O2
由于生成的水全部与过氧化钠反应了,所以我们可以将这两个方程式相加得到:Na 2O 2+ H2= 2NaOH。从这个总反应方程式可以看出,氢气是可以完全被过氧化钠吸收的,即w g的氢气能够让过氧化钠刚好增重w g。 同理:则有Na 2O 2 + CO =Na2CO 3即CO 也可以刚好让过氧化钠增重w g。 由此,可以得到一个结论,w g 形如(H2) m (CO)n 的物质在氧气中完全燃烧后,通入足量的过氧化钠中,反应后固体质量增加w g。
备注:由此题,需记住一个结论,x g 形如(H2) m (CO)n 的物质在氧气中完全燃烧后,
通入足量的过氧化钠中,反应后固体质量增加x g。
13、将下列选项中的有机物在足量氧气中完全燃烧,将所得的气体通入到足量的过氧化钠中,使得Na 2O 2的质量变化正确的是
5
答案:C
解析:通过“Na 2O 2+ H2= 2NaOH”与“Na 2O 2 + CO =Na2CO 3”,可以得到CO 和H 2可
以被过氧化钠完全吸收的结论,进而推出形如(H2) m (CO)n 的物质可被过氧化钠完全吸收的结论。那么对于本题中C 2H 5OH 等不能看做(H2) m (CO)n 的物质,他们在完全燃烧后能够让过氧化钠增重多少呢?
来看反应:2CO 2+2Na2O 2 = 2Na2CO 3+O2和2H 2O + 2Na2O 2=4NaOH+O2。我们发现过氧化钠在和二氧化碳以及水反应的时候,实际上过氧化钠吸收的只是二氧化碳和水中的一氧化碳和氢气,而多余的氧原子会变成氧气而放出。也就是说,不管怎样,过氧化钠只吸收一氧化碳和氢气的质量,故对于不能写成(H2) m (CO)n 的物质,我们要把它凑成(H2) m (CO)n 形式,注意凑成这个形式的时候,我们只能够增减O ,而不能增减C 和H 。因为C 原子和H 原子是一定会被吸收的,但是O 原子是不一定的。如果写成(H2) m (CO)n 形式缺少O ,我们就补O ,如果多余O ,那就删掉O 。补进去的O 来自于燃烧时的氧气,删掉的O ,在和过氧化钠反应时以氧气形式在放出。 故对于C 2H 6O
C 2H 6O~~~~~~~~~C2H 6O 2 46 62 m x x = 即过氧化钠增重
6
6231m =m 4623
31
m 。 23
同理可得C 正确。
14、将x molO2、y molCH 4和z molNa 2O 2放入密闭容器中,在150℃条件下用电火花引发反应,恰好完全反应时,容器内的压强为0,则x 、y 、z 之间应该满足 A x :y :z =1:2:3 B x :y :z =1:2:6 C x :y :z =2:1:3 D x :y :z =1:2:4 答案:B 解析:“恰好完全反应时,容器内的压强为0”,意味着气体被完全吸收。而根据 “Na 2O 2+ H2= 2NaOH”与“Na 2O 2 + CO =Na2CO 3”,可知能够被过氧化钠吸收的只有CO 和氢气,而在这里容器中的气体被完全吸收,说明这些气体刚好可以写成CO 和氢气形式。氢原子不用管,因为不管多少个氢原子都可以写成氢气形式,而如果恰好可以写成CO 形式的话,则必须有碳原子个数与氧原子个数相等: y =2x
仅有ABD 满足条件。而如果要将这些气体全部吸收,则消耗的过氧化钠的物质
的量z 为:
若将混合气体看成氢气和CO 的混合气体,则相当于: H 2有2y mol=4x mol CO 有y mol=2x mol
根据“Na 2O 2+ H2= 2NaOH”与“Na 2O 2 + CO =Na2CO 3”,可知需要消耗的过氧化钠为6x mol 。
故x :y :z =x :2x :6x =1:2:6
备注:要注意,先点燃再通入到过氧化钠中才可以这样取看总反应方程式,若没有点燃这个条件,实际CO 和氢气是不和过氧化钠反应的。
15、将氢气,乙醇和氧气混合蒸汽通过过氧化钠密闭容器中,电火花点燃,反应完全,体系的压强为0,则混合气体体积之比可能是
A 3:4:2 B 3:1:2 C 7:2:1 D 9:3:4 答案:AC 解析:“反应完全,体系的压强为0”意味着气体被完全吸收。而根据“Na 2O 2+ H2=
2NaOH ”与“Na 2O 2 + CO =Na2CO 3”,可知能够被过氧化钠吸收的只有CO 和氢气,而在这里容器中的气体被完全吸收,说明这些气体刚好可以写成CO 和氢气形式。氢原子不用管,因为不管多少个氢原子都可以写成氢气形式,而如果恰好可以写成CO 形式的话,则必须有碳原子个数与氧原子个数相等。故AC 符合。
16、某有机物与氧气以2:3的体积混合,通过足量的Na 2O 2密闭容器中,引燃后充
分反应,无气体剩余,该有机物可能是
A 乙醚 B 甲醛 C 甲醇 D 乙酸乙酯 答案:A
解析:“反应完全,体系的压强为0”意味着气体被完全吸收。而根据“Na 2O 2+ H 2=
2NaOH ”与“Na 2O 2 + CO =Na2CO 3”,可知能够被过氧化钠吸收的只有CO 和氢气,而在这里容器中的气体被完全吸收,说明这些气体刚好可以写成CO 和氢气形式。氢原子不用管,因为不管多少个氢原子都可以写成氢气形式,而如果恰好可以写成CO 形式的话,则必须有碳原子个数与氧原子个数相等。故A 符合。
17、将CO 2和NO 共30ml ,通过足量的Na 2O 2固体并充分反应后,气体体积缩小到20ml ,则原混合气体中NO 的体积为
A 10ml B 15ml C 20ml D 25ml 答案:C
解析:首先发生反应:2CO 2 +2Na2O 2 = 2Na2CO 3+O2 然后发生反应:2NO+O2=2NO2
总反应:CO 2+Na2O 2+NO=Na2CO 3+NO2
即当CO 2和NO1:1混合时,恰好完全反应生成碳酸钠和二氧化氮。设混合
气体中NO 有x mL,CO 2有y mL,则有:
①若x =y ,则发生反应CO 2+Na2O 2+NO=Na2CO 3+NO2 △V 1 1 1 1 y x
7
故△V=x =y =
x +y
2
②若x >y ,则发生反应CO 2+Na2O 2+NO=Na2CO 3+NO2 之后,NO 有剩余 1 1 1 y 故△V=y
③若x <y ,则发生反应CO 2+Na2O 2+NO=Na2CO 3+NO2 之后,CO 2有剩余,
剩余的CO2会发生反应:2CO 2 +2Na2O 2 = 2Na 2CO 3+O2。故此时△V 包含两部分:
CO 2+Na2O 2+NO=Na2CO 3+NO2 △V 1 1 1 1 1
x △V 1=x 2CO 2 +2Na2O 2 = 2Na2CO 3+O2 △V 2 2 1 1
y -x △V 2= △V=x +
y -x
2
y -x y +x
= 22
8
综上所述,CO 2和NO 的混合气体与过氧化钠反应存在以下两种情况:
①若x >y ,则反应前后气体体积差△V=y ,即减小的体积为CO 2的体积 ②若x ≤y ,则应前后气体体积差△V=
x +y
,则减小的体积为总体积的一半。 2
反过来,若气体的总体积减小一半,则必有二氧化碳的体积大于等于NO 的体
积,而若气体体积减小不足一半,则减小的体积就是CO 2的体积。
题中总体积为30mL ,反应后体积变为20mL ,即缩小10mL ,为第一种情况,
缩小的体积为二氧化碳体积。即二氧化碳为10mL ,NO 为20mL 。
18、把x mlCO 2通过足量的Na 2O 2后再与ymlNO 混合。x 与y 之和为30ml 。设充分反应后的体积缩小为15ml ,则x :y 为
①1:1 ②2:1 ③5:4 ④7:5 A 只有① B 只有② C 只有③④ D ①②③④ 答案:D
19、将10gCO 2和CO 的混合气体,通过装有足量Na 2O 2的干燥管,反应后干燥管增重了5.6g 则原混合气体中CO 2的质量分数是
A 23.76% B 88% C 20.92% D 50% 答案:B
解析:注意这里没有点燃的条件,故CO 不能和过氧化钠反应。即只能发生反应: 2CO 2 +2Na2O 2 = 2Na2CO 3+O2 △m 88 156 212 56
5.6 解得二氧化碳的质量为8.8g 故质量分数为88% 20、在密闭容器中充入CO 和CO 2混合气体,其密度是相同条件下氦气密度的8倍。这时测得容器的压强为P 1。若控制容器体积不变,加入足量的过氧化钠,经电火花点燃至完全反应,恢复到开始的温度,测得压强为P 2,则P 1和P 2的关系是
A P1=8P2 B P1=4P2 C P1=2P2 D P1=P2 答案:A
解析:根据PV=nRT,得到压强之比等于物质的量之比,可假设反应前混合气体的
物质的量为1mol 。只需要找出反应后气体的总物质的量,即可求出压强比。
根据“其密度是相同条件下氦气密度的8倍”,得到此时混合气体的平均相
对分子质量为32,根据十字交叉法,可以求出CO 和CO 2的比例3:1,即CO 有0.75mol ,CO 2有0.25mol 。CO 可以被过氧化钠完全吸收,余下的二氧化碳与过氧化钠发生如下反应:
2CO 2 +2Na2O 2 = 2Na2CO 3+O2 2 1 0.25 0.125
即反应完全后余下0.125mol 气体。故:
P n 181
=1== 即P 1=8P2 P 2n 20. 1251
21、下列关于Na 2CO 3和NaHCO 3的说法中正确的是 A 相同温度下,水中的溶解度:Na 2CO 3<NaHCO 3
B 与相同物质的量浓度的盐酸反应,产生CO 2的速率:Na 2CO 3<NaHCO 3 C 热稳定性:Na 2CO 3<NaHCO 3 D 二者在一定条件下不能相互转化 答案:B
解析:A 错误。碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠的溶解度。 B 正确。
C 错误,碳酸氢钠受热分解,碳酸钠受热不分解,故碳酸钠热稳定性好 D 错误,碳酸氢钠受热分解得到碳酸钠,而碳酸钠与水和二氧化碳反应得到
碳酸氢钠
22、有关纯碱和小苏打的叙述正确的是
A 等质量的Na 2CO 3和NaHCO 3分别与足量稀硫酸反应,NaHCO 3产生CO 2多 B 等质量的Na 2CO 3、NaHCO 3分别与足量同种盐酸反应,NaHCO 3消耗盐酸
多
C 向NaHCO 3溶液中加入Ba(OH)2没有沉淀,加入到Na 2CO 3中有沉淀 D Na2CO 3和NaHCO 3都既能与酸反应又能与碱反应 答案:AD
解析:A 正确。 B 错误。
C 错误。碳酸氢钠和氢氧化钡的反应如下:
①碳酸氢钠少量:HCO 3-+Ba2++OH-=BaCO3↓+H2O
②碳酸氢钠过量:2HCO 3-+Ba2++2OH-=BaCO3↓+CO32-+2H2O D 正确。碳酸钠能和氢氧化钙、氢氧化钡等反应。
23、在10ml0.1mol/L的纯碱溶液中,不断搅拌并逐滴加入1.2ml0.05mol/L的盐酸,
完全反应后生成二氧化碳的体积是
A 1.344ml B 2.240ml C 0.672ml D 0ml 答案:D
9
解析:碳酸钠与盐酸反应是分步进行的: 第一步:Na 2CO 3+HCl=NaHCO3+NaCl 第二步:NaHCO 3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O
仅在第一步反应发生完之后,即仅在碳酸钠全部转化为碳酸氢钠之后,若再有 氯化氢剩余,余下的氯化氢才会碳酸氢钠反应生成二氧化碳。而根据题给意思,碳酸钠有0.001mol ,盐酸有0.00006mol ,即在第一步反应中,盐酸就已经反应完,故没有剩余的盐酸发生第二步反应,即不会有二氧化碳放出。
24、将0.4gNaOH 和1.06gNa 2CO 3混合并配成溶液,向溶液中滴加0.1mol/L的稀盐酸,下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成二氧化碳的物质的量关系的是
HCl HCl A V HCl /L
10
0.2 HCl
C D
答案:C
解析:盐酸加入之后会首先和氢氧化钠反应,0.01mol 的NaOH 需要消耗0.01mol
的盐酸,故首先加入的0.1L 盐酸是不会有气泡产生的。然后继续加入盐酸,此时的盐酸会和碳酸钠反应,盐酸和碳酸钠的反应是分步进行的:
第一步:Na 2CO 3+HCl=NaHCO3+NaCl 第二步:NaHCO 3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O
发生第一步反应需要消耗盐酸0.01mol ,即0.1L ,即加到0.2L 盐酸时,碳酸
钠刚好全部变成碳酸氢钠,此时依然没有二氧化碳产生。继续加入盐酸,盐酸会和碳酸氢钠反应放出二氧化碳,故答案C
25、110ml 含有0.30mol 碳酸钠的溶液和200ml 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 3.0mol/L B 1.5mol/L C 2.18mol/L D 0.84mol/L 答案:C
解析:注意这里有两个条件:
①混合方式不同,产生的二氧化碳也会不同 ②无论怎么混合,都有二氧化碳产生
(1)两种不同得混合方式,产生的二氧化碳不一样。
说明一个问题,就是盐酸是不足量的。因为若盐酸足量,那么碳酸钠必
然完全反应,那么产生的二氧化碳必然一样。碳酸钠完全反应时的方程
式是:Na 2CO 3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O
1 2
0.3 0.6
即碳酸钠完全反应时消耗的盐酸的物质的量是0.6mol 。而根据题给条件,
盐酸是不足量的,故盐酸的物质的量要小于0.6mol
(2)无论怎么混合,都有二氧化碳产生。
首先要明白,将碳酸钠逐滴加入到盐酸中去时,一定会有二氧化碳产生。
因为每加一滴碳酸钠到盐酸中,碳酸钠都是完全反应放出二氧化碳的,故
将碳酸钠加入到盐酸中去是我们不需要去管的。
关键时将盐酸加入到碳酸钠中去,此种情况下是不一定有二氧化碳产生
的,我们需要找出,满足什么条件的时候,将盐酸加到碳酸钠中去也有气
体产生。
我们知道将盐酸加到碳酸钠中去的时候,反应是分步进行的:
第一步:Na 2CO 3+HCl=NaHCO3+NaCl
第二步:NaHCO 3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O
若要生成气体,必须发生第二步反应,所以第一步反应必须完全。故盐酸
必须要将碳酸钠转化为碳酸氢钠之后还有剩余。故盐酸的物质的量必须大
于0.3mol 。
综上所述:0.3<n HCl <0.6 故1.5<c HCl <3
仅C 符合题意
备注:满足条件:
①混合方式不同,产生的二氧化碳也会不同
②无论怎么混合,都有二氧化碳产生
的充要条件是:n Na2CO3<n HCl <2n Na2CO3
26、实验室有甲、乙两瓶丢失标签的无色溶液,其中一瓶是盐酸,另一瓶是碳酸钠溶液,为确定甲、乙两瓶溶液的成分及其物质的量浓度,现操作如下:
①量取25.00ml 甲溶液,向其中缓慢滴加乙溶液15.00ml ,共收集到CO 2气体
224ml
②另取15.00ml 乙溶液,向其中缓慢滴加甲溶液25.00ml ,共收集到CO 2气体
112ml
上述气体体积均以换算成标准状况下气体体积,根据上述信息,回答下列问题:
(1)写出上述过程中所涉及反应的离子反应方程式 。
(2)甲是 。甲溶液的物质的量浓度是 。乙溶液的物质的量浓度
为 。
(3)将 n ml的甲溶液与等体积的乙溶液按各种可能的方式混合,产生的气体体
积是Vml (标准状况下),则V 的取值范围是 。
2-+- 答案:(1)CO 3+H=HCO3
HCO 3-+H+=CO2↑+H2O
(2)HCl 0.8mol/L 1.0mol/L
(3)0≤V≤8.96n
解析:(1)不解释 11
(2)以碳酸钠和盐酸均有1mol 为例,在混合方式:
有两种混合方式:
①碳酸钠加入到盐酸中 产生二氧化碳0.5mol
②盐酸加入到碳酸钠中 产生二氧化碳0 mol
由此可以得到结论:当盐酸不足量时,将碳酸钠加入到盐酸中产生的二
氧化碳多。
题中混合方式①产生的二氧化碳多,故是将碳酸钠加入到盐酸中去,故甲
是HCl ,乙是Na 2CO 3。
题中混合方式①中,每加入一滴的碳酸钠,碳酸钠都会完全跟盐酸反应放
出二氧化碳,直到盐酸反应完,此时可以写总反应方程式计算:
2HCl+Na2CO 3=2NaCl+CO2↑+H2O
2 1 1
0.02 0.01
根据放出的二氧化碳是0.01mol ,得到盐酸的物质的量是0.02mol ,浓度
0.8mol/L。注意此时不能用二氧化碳来计算碳酸钠的物质的量,因为碳酸
钠是没有反应完全的。
题中混合方式②中,是将盐酸加入到碳酸钠中,盐酸会先将碳酸钠转化为
碳酸氢钠,然后多余的盐酸才会和碳酸氢钠反应放出二氧化碳:
第一步:Na 2CO 3+HCl=NaHCO3+NaCl
1 1
0.015 0.015
第二步:NaHCO 3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O
1 1
0.005 0.005
根据第二步反应中放出二氧化碳0.005mol ,得到在第二步反应中消耗的盐
酸是0.005mol ,而整个过程中盐酸是反应完全了的,故在第一步反应中消
耗的盐酸是0.015mol ,而我们知道必须有第一步反应反应完之后,才能发
生第二步反应,也就是说在第一步反应中,碳酸钠已经完全反应,故根据
盐酸的物质的量,我们可以求出碳酸钠的物质的量是0.015mol ,浓度
1mol/L。注意不能用第二步反应中盐酸的物质的量是0.005mol 来求碳酸氢
钠的物质的量,因为第二步反应中并没有将碳酸氢钠反应完。
(3)已知HCl 的浓度为0.8mol/L,碳酸钠的浓度为1mol/L,体积均为n mL,
故其物质的量分别为0.8n ×10-3mol 和n ×10-3mol 。有两种混合方式:
①碳酸钠加入到盐酸中 产生二氧化碳0.4n ×10-3mol
②盐酸加入到碳酸钠中 产生二氧化碳0 mol
故0≤V≤8.96n
27、某碱性试液,以酚酞为指示剂滴定,用去HCl 标准液的体积为V 1,继续以甲基橙为指示剂滴定,用去同一HCl 标准液体积为V 2,如2V 1<V 2,则该试液的组成为
A Na2CO 3和NaHCO 3 B NaHCO3和NaOH
C Na2CO 3 D Na2CO 3和NaOH
答案:A
解析:注意一个问题,在做此类题目时,我们认为碳酸氢钠是不能够让酚酞变色的。 即,若以酚酞为指示剂滴定碳酸钠,则只能发生第一步反应就到滴定终点了。 12
而若以甲基橙作为指示剂,则需要将第二步反应发生完才到滴定终点。
A 正确,设碳酸钠有x mol,碳酸氢钠有y mol,则以酚酞为指示剂时,消耗的
盐酸的物质的量为x mol ,而当以甲基橙为指示剂的时候,消耗的盐酸是(2x +y )mol ,符合题意。
B 不对,碳酸氢钠和氢氧化钠不共存
C 不对,设碳酸钠有x mol,则以酚酞为指示剂时,消耗的盐酸的物质的量为x
mol ,而当以甲基橙为指示剂的时候,消耗的盐酸是2x mol,不符合题意。 D 不对,设碳酸钠有x mol,氢氧化钠有y mol,则以酚酞为指示剂时,消耗的
盐酸的物质的量为(x+y) mol ,而当以甲基橙为指示剂的时候,消耗的盐酸是(2x +y )mol ,不符合题意。
28、滴定度是指每毫升标准溶液相当于被测定物质的克数,通常用T(M1/M2) 表示,T(HCl/NaOH)=0.04g/mL,表示每毫升标准盐酸溶液恰好与0.04gNaOH 完全反应。现有含Na 2CO 3的混合固体样品,用上述标准盐酸滴定,若以酚酞为指示剂测得该样品的滴定度为0.073g/mL。则该样品中还可能含有的杂质是
A K2CO 3 B KOH Ba(OH)2 C Na2SO 4 KHCO3 D K2CO 3 NaHCO3
答案:B
解析:注意一个问题,在做此类题目时,我们认为碳酸氢钠是不能够让酚酞变色的。 即,若以酚酞为指示剂滴定碳酸钠,则只能发生第一步反应就到滴定终点了。 而若以甲基橙作为指示剂,则需要将第二步反应发生完才到滴定终点。
T(HCl/NaOH)=0.04g/mL,相当于每毫升标准盐酸溶液恰好与0.04gNaOH 完全
反应,即:
NaOH~~~~~HCl
40 1
0.04 c ×10-3 解得盐酸的浓度为1mol/L。
用这样的盐酸滴定纯净的碳酸钠:
Na 2CO 3~~~~~~~~~HCl
106 1
T(HCl/Na2CO 3) 1×10-3 解得纯净的碳酸钠的滴定度为0.106g/mL 而现在混有杂质的碳酸钠的滴定度为0.073g/mL,说明杂质的滴定度小于
0.073g/mL,这样和碳酸钠的滴定度平均起来才可能等于0.073g/mL,故需要求出选项中物质的滴定度:
K 2CO 3: K 2CO 3~~~~~~~~HCl
138 1
T(HCl/K2CO 3) 1×10-3 解得纯净的碳酸钾的滴定度为
0.138g/mL
KOH : KOH~~~~~~~~HCl
56 1
T(HCl/KOH) 1×10-3 解得纯净的氢氧化钾的滴定度为0.056g/mL Ba(OH)2:Ba(OH)2~~~~~2HCl
171 2
T(HCl/Ba(OH)2) 1×10-3 解得纯净的氢氧化钾的滴定度为0.0855g/mL Na 2SO 4:硫酸钠不消耗盐酸,相当于1mL 的盐酸可以滴定无穷多的硫酸钠,
故硫酸钠的滴定度可以认为是无穷大。
NaHCO 3:以酚酞为指示剂时,我们认为碳酸氢钠不消耗盐酸,故相当于1mL
的盐酸可以滴定无穷多的碳酸氢钠,故碳酸氢钠的滴定度我们可以认为是无穷大。
综上所述,仅B 选项中物质的滴定度低于0.073g/mL
29、在标准状况下,将17.92L 的CO 2通入0.25L 4.0 mol·L -1 的NaOH 溶液中,所得溶液中的CO 32-与HCO 3-的物质的量之比约为 13
A 5:4 B 1:3 C 3:2 D 2:3
答案:B
解析:设生成碳酸钠x mol,碳酸氢钠y mol。则有:
根据碳原子守恒:x +y =0.8
根据钠原子守恒:2x +y =1
解得x = 0.2mol y = 0.6mol 故1:3
30、把一瓶不饱和的烧碱分成4等份,保持温度不变,向4份溶液中分别加入一定量的NaOH 固体、Na 2O 2、Na 2O 和Na ,使溶液均恰好饱和,下列说法正确的是
A 加入NaOH 的质量一定最小
B 加入的过氧化钠和Na 2O 的物质的量之比为1:1
C 制成饱和溶液后4份溶液中所含有的NaOH 质量相同
D 加入的NaOH 、Na 2O 2、Na 2O 、Na 的物质的量之比为2:1:1:2
答案:B
解析:若在100mL 水中分别加入0.1mol 的下列物质,如下表所示:
14 即得到的溶液的质量分数:NaOH <Na <Na 2O 2=Na2O
而现在题中的要求是均达到饱和,即质量分数均相同。根据上述结论,所加入的过氧化钠和氧化钠的物质的量相等,故B 正确。
所加入的氢氧化钠的物质的量应该是最大的,故质量不可能是最小的,A 错误。 C 错误,因为最终的饱和溶液中溶剂的质量并不一样,故溶质也不会一样。 D 错误,钠和氢氧化钠的物质的量之比不会是1:1
31、将2molNaHCO 3和一定量的Na 2O 2固体混合,在加热条件下让其充分反应, 150℃下所得气体仅含2种组分,反应后固体的物质的量n 的取值范围是
A n=1 B 1<n <2 C 2≤n<4 D n≥4
答案:C
解析:可用数轴来表示过氧化钠的物质的量x 取不同值时剩余气体的成分:
O 2、H 2O CO 2、H 2O O 2
x CO 2、H 2O 、O 2 O O 、H O 2 0 1 2 2 2
当过氧化钠的物质的量在1≤x <2、x =0时,均只剩余两种气体。
当x =0时,剩余固体为碳酸钠,物质的量为1mol 。(依题意,此情况不存在) 当x =1时,剩余固体为碳酸钠,物质的量为2mol 。
当x =2时,剩余固体为碳酸钠和氢氧化钠,物质的量为4mol 。
故2≤n <4
32、在一定条件下,将Na 和O 2反应的生成物1.5g 溶于水,所得溶液恰好能被80ml 浓度为0.5mol/L的盐酸中和,则该生成物的成分是
A Na2O B Na2O 2 C Na2O Na 2O 2 D Na2O 2 NaO 2 答案:C
解析:整个题目的过程:
钠的氧化物溶于水-->NaOH -->0.04mol HCl恰好中和-->溶液中有Na +、Cl -
则由电荷守荷知,1.5 g 钠的氧化物中,恰好有0.04mol Na。则由选项A 、B 、
C 、D 可由极限值法解得应该为C 选项。我们在此再展示下由“一般化”、“找
通式”的方法。
Na 2O NaO 0.5
Na 2O 2 NaO x NaO 1
NaO 2 NaO 2
由之前的分析知,1.5g 氧化物NaO x 所含有的Na 物质的量为0.04mol ,
可列方程:
1×291. 5=0.04 解得x =<1 3223+16x
而x 值小于0.9的只有Na 2O(x =0.5),故混合物中必然含有Na 2O ,答案C 。
33、等物质的量的N 2、O 2、CO 2混合气体通过Na 2O 2后,体积变为原体积的8/9(同温同压),这时混合气体中N 2、O 2、CO 2物质的量之比为
A 3:4:1 B 3:3:2 C 6:7:3 D 6:9:0
答案:A
解析:设原混合气体有9mol ,则反应完全后剩余气体8mol ,三种气体各3mol 发生的反应是:2CO 2 +2Na2O 2 = 2Na2CO 3+O2 △V
2 1 1
1
解得消耗的二氧化碳为2mol ,生成的氧气为1mol
故混合气体中N 2、O 2、CO 2物质的量之比为3:4:1
34、把CO 2和NO 的混合气体80mL 缓缓通过足量的Na 2O 2固体,体积缩小到50mL, 则混合气体中CO 2体积为
A 20mL B 30mL C 40mL D 50mL 答案:B
解析:CO 2和NO 的混合气体与过氧化钠反应存在以下两种情况:
①若x >y ,则反应前后气体体积差△V=y ,即减小的体积为CO 2的体积
②若x ≤y ,则应前后气体体积差△V=15 x +y ,则减小的体积为总体积的一半。 2
反过来,若气体的总体积减小一半,则必有二氧化碳的体积大于等于NO 的体
积,而若气体体积减小不足一半,则减小的体积就是CO 2的体积。
题中总体积为80mL ,反应后体积变为50mL ,即缩小30mL ,为第一种情况,
缩小的体积为二氧化碳体积。即二氧化碳为30mL 。