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课时测评10 碳酸钠和碳酸氢钠 碱金属
(时间:45分钟 满分:60分)
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选择题1-11题,每小题3分,共33分。
1.(2024·广东二模)汕头迎春大型焰火晚会点亮了汕头湾,为汕头发展注入强心剂。下列焰火颜色与钾元素相关的是( )
A.黄色 B.紫色
C.绿色 D.洋红色
答案:B
解析:钾的焰色为紫色,所以B正确。
2.(2024·北京朝阳高三期中)金属钾可以与水(滴加酚酞溶液)剧烈反应,下列说法不正确的是( )
A.溶液变红,证明生成了碱性物质
B.钾浮在液面上并燃烧,与其密度及反应的热效应有关
C.钾与水反应比钠与水反应更剧烈,说明钾的金属性比钠强
D.金属钾与水发生反应前后化学键类型不变
答案:D
解析:钾与水反应后,使滴加了酚酞的溶液变红,证明生成了碱性物质,故A正确;钾浮在液面上,说明钾的密度小于水,燃烧说明反应放热,故B正确;金属与水反应越剧烈,说明金属性越强,故C正确;金属钾与水发生反应:2K+2H2O2KOH+H2↑,水中含有极性共价键,生成氢氧化钾含有离子键和极性键,氢气中含有非极性键,前后化学键类型不同,故D错误。
3.(2024·全国高三专题考试)碱金属元素是周期性表现得最鲜明和最规律的一族元素。下列说法正确的是( )
A.单质都能浮在水面上,都能保存在煤油中
B.单质在空气中燃烧时,都生成过氧化物
C.单质都不能在自然界中稳定存在
D.单质都是强还原剂,其阳离子都具有强氧化性
答案:C
解析:Rb、Cs密度比水大,Li的密度比煤油小,A不正确;Li燃烧只能生成Li2O,B不正确;碱金属单质都是活泼金属,易与空气中氧气、水等发生反应,因此不能在自然界中稳定存在,故C正确;碱金属单质是强还原剂,但其阳离子具有弱氧化性,D不正确。
4.(2024·江西高三阶段考试)第87号元素钫,它位于碱金属族,根据元素周期表结构及元素性质变化趋势,下列关于碱金属某些元素原子结构和性质的判断,错误的是( )
①锂与水反应比钠剧烈 ②金属单质都可以密封保存在煤油中 ③钾的氧化物暴露在空气中易吸收二氧化碳 ④锂的阳离子的最外层电子数和钠的相同
⑤钫单质是强还原剂 ⑥钫在化合物中显+1价 ⑦钫单质的密度应该大于1 g·cm-3 ⑧钫单质有较高的熔点
A.①②④⑧ B.①②③⑦
C.③④⑤⑧ D.①③④⑥
答案:A
解析:①金属性:Na>Li,元素的金属性越强,对应的单质与水反应越剧烈,则钠与水反应比锂与水反应剧烈,①错误;②锂的密度小于煤油的密度,若用煤油保存锂,则达不到隔绝空气和水的目的,②错误;③钾的氧化物是碱性氧化物,在空气中易吸收二氧化碳,生成碳酸钾,③正确;④原子失去最外层电子后,次外层变成最外层,故锂离子最外层有2个电子,钠离子最外层有8个电子,二者数目不等,④错误;⑤钫属于碱金属,碱金属单质都具有强还原性,可作强还原剂,⑤正确;⑥碱金属元素原子最外层都只有1个电子,在反应中容易失去这个电子显+1价,⑥正确;⑦碱金属单质的密度从上到下逐渐增大(K反常),推测钫单质的密度应该大于1 g·cm-3,⑦正确;⑧碱金属单质的熔点较低且从上到下熔点逐渐降低,所以钫单质的熔点很低,⑧错误。
5.下列有关钠元素的单质及其化合物的说法错误的是( )
A.金属钠与Ca(HCO3)2溶液反应时,既有沉淀生成又有气体逸出
B.灼烧某白色粉末,火焰呈黄色,证明该粉末中有Na+,可能有K+
C.向饱和碳酸钠溶液中通入足量的CO2,有沉淀生成
D.可用澄清石灰水鉴别NaHCO3溶液和Na2CO3溶液
答案:D
解析:金属钠与Ca(HCO3)2溶液反应时,钠先与水反应生成氢气,生成的NaOH再与Ca(HCO3)2反应生成碳酸钙沉淀,所以既有沉淀生成又有气体逸出,A正确;钠元素的焰色为黄色,灼烧某白色粉末,火焰呈黄色,证明该粉末中有Na+,但没有透过蓝色钴玻璃观察,不能确定K+是否存在,B正确;向饱和碳酸钠溶液中通入足量的CO2,生成NaHCO3,由于碳酸氢钠的溶解度小,所以部分NaHCO3转化为沉淀,C正确;澄清石灰水与NaHCO3和Na2CO3都能反应生成碳酸钙沉淀,所以不能用澄清石灰水鉴别NaHCO3溶液和Na2CO3溶液,D错误。
6.(2024·浙江宁波二模)碳酸氢钠常用作食用碱或工业用碱,下列说法不正确的是( )
A.向碳酸氢钠固体中加入少量水后,会出现吸热现象
B.碳酸氢钠溶液呈碱性,加入NH4Cl溶液后,产生较多氨气
C.分别同时加热等量碳酸钠和碳酸氢钠固体,碳酸氢钠先发生分解
D.发酵粉中主要含有碳酸氢钠,能使焙制出的糕点疏松多孔
答案:B
解析:碳酸氢钠溶于水吸热,A项正确;碳酸氢钠溶液和NH4Cl溶液常温下不反应,B项错误;碳酸氢钠不稳定,受热易分解,故分别同时加热等量碳酸钠和碳酸氢钠固体,碳酸氢钠先发生分解,C项正确;NaHCO3受热时会产生CO2气体,使焙制糕点疏松多孔,D项正确。
7.(2024·江西模拟预测)实验室中使用氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠时,对应关系错误的是( )
A.氢氧化钠水溶液:实验室模拟皂化反应
B.碳酸钠饱和溶液:模拟侯氏制碱法所用试剂
C.碳酸钠饱和溶液:制备乙酸乙酯实验中收集产品
D.碳酸氢钠饱和溶液:制备CO2时除去HCl气体
答案:B
解析:皂化反应为油脂在碱性条件下的水解反应,A项正确;模拟侯氏制碱法应使用氯化钠饱和溶液,B项错误;碳酸钠饱和溶液可以吸收乙醇,中和乙酸,降低酯的溶解度,C项正确;NaHCO3可与HCl反应生成NaCl、CO2和水,因此碳酸氢钠饱和溶液可除去CO2中的HCl气体,D项正确。
8.(2024·北京房山一模)探究同浓度的Na2CO3与NaHCO3溶液和不同盐溶液间的反应,①中产生白色沉淀和无色气体,②中只产生白色沉淀。(已知:碳酸铝在水溶液中不能稳定存在)
下列说法不正确的是( )
A.Al2(SO4)3能促进Na2CO3、NaHCO3的水解
B.①中沉淀可能是氢氧化铝和碱式碳酸铝中的一种或二者的混合物
C.同浓度的Na2CO3与NaHCO3溶液分别加入酚酞,Na2CO3溶液的红色深
D.②中CaCl2溶液滴入后,Na2CO3溶液的pH不变,NaHCO3溶液的pH降低
答案:D
解析:铝离子水解呈酸性,碳酸根离子和碳酸氢根离子水解呈碱性,硫酸铝能促进碳酸钠和碳酸氢钠的水解,A正确;①中铝离子水解生成氢氧化铝,也可以与碳酸根结合生成碱式碳酸铝沉淀,B正确;同浓度的碳酸钠和碳酸氢钠溶液中,碳酸根离子水解程度更大,碱性更强,加入酚酞试剂红色更深,C正确;氯化钙和碳酸钠生成碳酸钙沉淀,碳酸根离子浓度减小,使C+H2OHC+OH-平衡逆向移动,OH-离子浓度减小,pH变小,D错误。
9.向Na2CO3和NaHCO3的混合溶液中缓慢滴加盐酸。下列表示加入盐酸的体积和生成二氧化碳的物质的量的图像关系合理的是( )
答案:D
解析:Na2CO3先和盐酸反应,离子方程式为H++CHC,H+和C等物质的量反应;第二步盐酸和NaHCO3反应,离子方程式为H++HCH2O+CO2↑,H+和HC也等物质的量反应。第一步生成的HC和原有的HC在第二步一起和H+反应,所以第二步消耗的H+大于第一步消耗的H+,故选D。
10.某同学用Na2CO3和NaHCO3溶液进行如图所示实验。下列说法不正确的是( )
A.实验前pH(Na2CO3)>pH(NaHCO3)
B.实验后两溶液中主要离子种类完全相同
C.Na2CO3溶液中生成的沉淀比NaHCO3溶液中生成的沉淀多
D.两溶液中反应的基本类型相同
答案:B
解析:C、HC发生水解,溶液显碱性,相同浓度下,C的水解程度比HC的大,所以相同浓度的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液,pH(Na2CO3)>pH(NaHCO3),故A正确;实验后,碳酸钠溶液和氯化钙溶液恰好反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,溶液中的离子主要有Na+、Cl-,而碳酸氢钠溶液和氯化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠、碳酸,碳酸大部分分解为二氧化碳气体和水,氯化钙有剩余,溶液中的离子主要有Na+、Cl-、Ca2+,故两者的离子种类不完全相同,故B错误;加入氯化钙后,左侧试管中只有白色沉淀生成,则反应的化学方程式为Na2CO3+CaCl2CaCO3↓+2NaCl,右侧试管中有白色沉淀和无色气体产生,则反应的化学方程式为2NaHCO3+CaCl2CaCO3↓+2NaCl+CO2↑+H2O,由化学方程式可知起始C、HC的物质的量相同时,Na2CO3溶液中生成的沉淀比NaHCO3溶液中生成的沉淀多,故C正确;两试管中发生的反应均为复分解反应,故D正确。
11.某化学实验小组探究Na2CO3和NaHCO3与碱的反应,实验过程及结果如下。
实验装置
试剂X
实验结果
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
①Ⅱ、Ⅲ均产生白色沉淀;
②烧杯中溶液pH变化如下:
蒸馏水
0.05 mol·L-1 Na2CO3溶液
0.05 mol·L-1NaHCO3溶液
已知:pH越大,c(OH-)越大,溶液碱性越强。
下列说法不正确的是( )
A.Ⅰ是空白实验,排除溶液因体积变化对Ⅱ、Ⅲ溶液pH的影响
B.Ⅱ和Ⅰ的pH曲线基本重合,说明C与OH-不反应,Ⅱ中发生反应:C+Ca2+CaCO3↓
C.Ⅲ比Ⅱ的pH曲线降低,说明HC与OH-反应,Ⅲ中初期发生反应:HC+OH-+Ca2+CaCO3↓+H2O
D.Ⅲ中石灰水恰好完全反应时,溶液pH=7
答案:D
解析:Ⅱ和Ⅰ的pH曲线基本重合,说明加入的碳酸根离子只与石灰水中的钙离子反应,不与氢氧根离子反应,反应的离子方程式为C+Ca2+CaCO3↓,故B正确;Ⅲ的pH曲线逐渐降低,说明反应开始时,少量的碳酸氢钠与石灰水反应生成碳酸钙沉淀、氢氧化钠和水,反应的离子方程式为HC+OH-+Ca2+CaCO3↓+H2O,故C正确;石灰水恰好完全反应时,碳酸氢钠与石灰水反应生成碳酸钙沉淀、碳酸钠和水,碳酸钠是强碱弱酸盐,在溶液中水解使溶液呈碱性,故D错误。
12.(12分)(2024·江西一模)小组同学探究Na2CO3的性质及工业制法。
(1)用Na2CO3固体配制100 mL 0.2 mol·L-1Na2CO3溶液。
①用到的仪器有:托盘天平、药匙、量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管和 。
②计算:需用托盘天平称量Na2CO3·10H2O固体 g。
③下列情况中,会使所配溶液浓度偏高的是 (填字母)。
a.转移时,没有洗涤烧杯和玻璃棒
b.定容时,眼睛俯视刻度线
c.定容摇匀后,发现液面低于刻度线,继续加水至液面与刻度线相切
(2)探究Na2CO3与NaHCO3的性质。
实验装置
及操作
实验
现象
盛有 (填化学式)的试管中温度计示数升高
盛有Na2CO3的
试管中固体完全溶解;盛有NaHCO3的试管中固体有剩余
盛有NaHCO3溶
液的试管中立即有气泡产生;盛有Na2CO3溶液的试管中
实验结论
或解释
略
相同温度下,溶解度:Na2CO3 NaHCO3(填“>”“<”或“=”)
略
答案:(1)①100 mL容量瓶 ②5.7 ③b
(2)Na2CO3 > 开始无气泡产生,一段时间后产生气泡
解析:(1)①用Na2CO3固体配制100 mL 0.2 mol·L-1 Na2CO3溶液,还需要用到100 mL容量瓶;②需要Na2CO3·10H2O固体质量为0.1 L×0.2 mol·L-1×286=5.72 g,托盘天平称量5.7 g固体;③a.转移时,没有洗涤烧杯和玻璃棒,溶质偏少,浓度偏低,a不符合题意;b.定容时,眼睛俯视刻度线,溶液的总体积偏小,浓度偏大,b符合题意;c.定容摇匀后,发现液面低于刻度线,继续加水至液面与刻度线相切,导致溶液的体积偏大,浓度偏低,c不符合题意;(2)Na2CO3溶解时放热,试管温度升高;相同温度下,碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠的溶解度;碳酸钠先与盐酸反应生成碳酸氢钠,无气泡产生,碳酸氢钠与盐酸反应生成二氧化碳,有气泡产生,故现象是开始无气泡产生,一段时间后产生气泡。
13.(15分)(2024·陕西西安高三模拟)某干燥白色固体可能含有Na2CO3、NaHCO3、NaOH中的几种,取一定质量的该固体加蒸馏水配制100 mL溶液,并向该溶液中滴加0.5 mol·L-1的盐酸,得到CO2体积(换算成标准状况下)与盐酸体积的关系如图所示。请回答下列问题:
(1)产生CO2的物质的量为 mol,AB段发生反应的化学方程式为
。
(2)若白色固体由0.02 mol Na2CO3和x mol NaHCO3组成,则x= ,V2= 。
(3)若白色固体由NaHCO3和NaOH组成,2V1=V2,则NaHCO3与NaOH溶于水后发生反应的离子方程式为 ,n(NaHCO3)∶n(NaOH)= 。
(4)若白色固体由NaOH和Na2CO3组成,且V1=100,V2=160,则n(NaOH)= mol。
答案:(1)0.03 NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑ (2)0.01 100 (3)HC+OH-C+H2O 1∶1 (4)0.02
解析:若三种固体均含有,固体中加水溶解中发生反应:NaOH+NaHCO3Na2CO3+H2O,向溶液中加入盐酸可能发生反应的先后顺序是NaOH+HClNaCl+H2O、Na2CO3+HClNaHCO3+NaCl、NaHCO3+HClNaCl+CO2↑+H2O,根据图像可知,OA之间发生反应:NaOH+HClNaCl+H2O、Na2CO3+HClNaHCO3+NaCl,AB之间发生反应:NaHCO3+HClNaCl+CO2↑+H2O。(1)产生的V(CO2)=0.672 L,则n(CO2)=0.03 mol;根据上述分析AB段发生反应:NaHCO3+HClNaCl+CO2↑+H2O;(2)CO2来自碳酸钠和碳酸氢钠,根据碳原子守恒,碳酸氢钠的物质的量为0.03 mol-0.02 mol=0.01 mol;OA段发生的反应为Na2CO3+HClNaHCO3+NaCl,根据化学计量数之比等于物质的量之比,0.02 mol Na2CO3与0.02 mol盐酸反应,V1(盐酸)==0.04 L,即V1=40 mL;A点时碳酸氢钠的物质的量为0.03 mol,消耗0.03 mol盐酸,V==0.06 L,因此V2=V1+V=100 mL;(3)NaHCO3与NaOH溶于水后发生反应的离子方程式为HC+OH-C+H2O;2V1=V2,说明白色固体溶于水后的溶质只有Na2CO3,n(NaHCO3)∶n(NaOH)=1∶1;(4)因为白色固体由NaOH、Na2CO3组成,OA段为NaOH、Na2CO3与盐酸反应,消耗盐酸的体积为100 mL,即两物质共消耗0.05 mol盐酸,由碳原子守恒知n(Na2CO3)=0.03 mol,Na2CO3消耗0.03 mol盐酸,则NaOH消耗0.02 mol盐酸,n(NaOH)=0.02 mol。
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