碱金属方面试题的解题方法与技巧.docx
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碱金属方面试题的解题方法与技巧
碱金属方面试题的解题方法与技巧
碱金属内容,是高考必考的知识点。
其中有关过氧化物的分析与计算既是重点,也是难点。
在解题时,要在理清题中关系的基础上,充分运用反应合并、守恒法。
对于信息类试题,如NaH、超氧化物等,还要注意知识的迁移和化合价的分析。
经典题:
例题1:
下列灭火剂能用于扑灭金属钠着火的是(B).
A.干冰灭火剂 B.黄砂 C.干粉(含NaHCO3)灭火剂 D.泡沫灭火剂
方法:
根据性质分析获解。
捷径:
分析性质,因钠可与干冰灭火剂及干粉灭火剂产生的CO2发生反应,与泡沫灭火剂中的水反应生成氢气,故不行。
而钠与黄砂不能发生反应,故可用黄砂扑灭金属钠着火。
综合后得答案为B。
总结:
将课本中镁与CO2的反应迁移到钠,是解答出此题的重要之点。
例题2:
在一定温度下,向足量的饱和Na2CO3溶液中加入1.06g无水Na2CO3,搅拌后静置,最终所得晶体的质量()
A.等于1.06gB.大于1.06g而小于2.86
C.等于2.86gD.大于2.86g
方法:
通过假想类比分析(不必计算)。
捷径:
在饱和的Na2CO3溶液中,加入1.06g无水碳酸钠,析出晶体(Na2CO3·10H2O)
Na2CO3+10H2O===Na2CO3·10H2O
106286
1.062.86
由于饱和溶液中析出晶体,使原溶液中水量减小,减少溶剂又有晶体析出,导致析出晶体大于2.86g,所以选D。
总结:
根据考试说明,对析出含有结晶水的晶体的计算不作要求,但并不排斥对结晶出来晶体的质量的范围作估计,或者对溶液质量变化或者溶液的浓度的计算或判断。
因此在复习时注意复习范围。
例题3:
某溶液中有NH4+、Mg2+、Fe2+和Al3+四种离子,若向其中加入过量的氢氧化钠溶液,微热并搅拌,再加入过量盐酸,溶液中大量减少的阳离子是()
A.NH4+B.Mg2+C.Fe2+D.Al3+
方法:
从反应过程中物质的变化进行分析。
捷径:
溶液中加入过量NaOH溶液微热,发生下列反应:
A.NH4++OH—=NH3↑+H2O,B.Mg2++2OH—=Mg(OH)2↓
C.Fe2++2OH—=Fe(OH)2↓(白色),4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3↓(红褐色)
D.Al3++3OH—=Al(OH)3↓(白色),Al(OH)3+OH—=AlO2—+2H2O
再加入过量盐酸,使Mg(OH)2溶解转变成Mg2+,使AlO2—转变成Al3+。
但由于NH3的挥发及Fe2+转变成Fe3+,所以Fe2+和NH4+离子大量减少。
因此答案为AC。
总结:
本题容易漏答案,因只注意到铵根离子加碱后转化为氨气,而疏忽了Fe(OH)2转化Fe(OH)3。
例题4:
在甲、乙、丙、丁四个烧杯内分别放入0.1mol的钠、氧化钠、过氧化钠和氢氧化钠,然后各加入100mL水,搅拌,使固体完全溶解,则甲、乙、丙、丁的质量百分比浓度大小的顺序是()
A.甲﹤乙﹤丙﹤丁B.丁﹤甲﹤乙=丙
C.甲=丁﹤乙=丙D.丁﹤甲﹤乙﹤丙
方法:
两种方法。
(1)直接计算,
(2)巧析巧解。
捷径:
此题要求熟练掌握Na、Na2O、Na2O2分别与水反应的化学反应方程式:
甲:
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
乙:
Na2O+H2O=2NaOH
丙:
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2
所形成的NaOH溶液的质量分数分别是:
甲:
乙:
丙:
丁:
所以溶液的质量分数大小的顺序为丁﹤甲﹤乙=丙。
答案为B。
总结:
本题的另一解法是:
因为等物质的量钠、氧化钠、过氧化钠和氢氧化钠中,氧化钠及过氧化钠含钠原子数是钠及氢氧化钠的2倍,且均投入相同体积的水中,所以乙、丙的质量分数一定大于甲、丁质量分数。
又因2Na+2H2O=2NaOH+H2↑放出氢气,又等物质的量的钠质量小于氢氧化钠,所以最后的溶液质量甲小于丁,而溶质质量相等,所以丁﹤甲。
在乙和丙中,2Na2O2+4H2O=4NaOH+O2,溶液的增重质量为2×78—32=124,而2Na2O+2H2O=4NaOH,(注意应保证Na2O2与Na2O物质的量相同),溶液增重2×62=124。
所以乙、丙中溶质质量相同,溶液质量也相同,其溶质的质量分数当然相同,即乙=丙。
例题5:
将70g过氧化钠和氧化钠的混和物跟98g水充分反应后,所得氢氧化钠溶液的质量百分比浓度为50%。
试分别写出过氧化钠和氧化钠跟水反应的化学方程式,并计算原混和物中过氧化钠和氧化钠的质量各为多少克?
方法:
该题解答的方法有:
利用方程式设未知数求解;守恒法求解等。
捷径:
化学方程式为:
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑Na2O+H2O=2NaOH
[解法一]设混和物中含xmolNa2O2和ymolNa2O
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑Na2O+H2O=2NaOH
24112
x2xx/2y2y
解得:
x=0.50,Na2O2质量=0.50×78=39(g),y=0.50Na2O质量=0.50×62=31(g)
[解法二]设混合物中Na2O2质量为xg,Na2O质量为(70-x)g
解得:
x=39,Na2O2质量为39g,70-x=31Na2O质量为31g
[解法三]设混合物中Na2O2质量为xg,Na2O质量为(70-x)g
解得:
x=39,Na2O2质量为39g,70-x=31,Na2O质量为31g
总结:
解法2的思维方式与传统方法不一样,目的是培养学生发散思维的能力。
本题主要利用Na2O2、Na2O与水反应后的特殊关系,将混合物转化为纯净物而计算的。
例题6:
本题分子量用以下数据:
H2O=18.0CaO=56.0CaO2=72.0
过氧化钙是一种安全无毒的氧化物,通常含有部分CaO,且带有数量不等的结晶水。
为分析某过氧化物样品的组成,进行了如下实验。
①称取0.270g样品,灼热使之完全分解,生成CaO、O2和H2O,得到的O2在标准状况下的体积为33.6mL。
②另取0.120g样品,溶于稀盐酸,加热煮沸使生成的H2O2完全分解。
然后将溶液中的Ca2+完全转化成CaC2O4沉淀,经过滤洗涤后,将沉淀溶于热的稀硫酸,用0.0200mol/LKMnO4溶液滴定,共用去31.0mLKMnO4溶液。
化学方程式如下:
5CaC2O4+2KMnO4+8H2SO4=K2SO4+2MnSO4+5CaSO4+10CO2+8H2O
(1)写出CaO2受热分解的化学方程式。
(2)计算样品中的CaO2的质量分数。
(3)计算样品中的CaO2·xH2O的x值。
方法:
通过分析反应,利用守恒法求解。
捷径:
(1)2CaO2=2CaO+O2
(2)w(CaO2)=
=80%
(3)n(CaC2O4)=n(Ca2+)=31.0×10-3L×0.0200mol/L×
=0.00155mol
其中CaO2所含的n(Ca2+)=
=0.00133mol
m(CaO)=(0.00155mol-0.00133mol)×56.0g/mol=0.012g(1分)
m(H2O)=0.120g-0.120×80.0%-0.012g=0.012g
:
x=
总结:
作为高考的计算题,该题由于反应步骤多,文字长,对考生造成了一定的心理压力。
如能在解题时充分理清反应关系(可在草稿纸上画出关系图),正确作答也不会有太大的困难的。
金钥匙:
例题1:
某不纯的烧碱样品,含Na2CO33.8%(质量百分含量)、H2O5.8%、NaOH0.004%。
取mg样品溶于2mol/L盐酸40mL后,并用2mol/LNaOH溶液中和剩余的酸,在蒸发后可得干燥的固体的质量为()
A.4.68gB.5.58gC.2.34gD.2.34mg
方法:
解此题时一般方法是,根据具体的反应过程进行分步求解。
如果不盲从一般解法,利用氯元素守恒法HCl~NaCl,此题则很快可求得。
捷径:
根据氯元素守恒(HCl~NaCl),n(NaCl)=n(HCl)=2mol/L×40×10—3L=8×10—2mol,干燥固体质量为8×10—2mol×58.5g/mol=4.68g。
即正确答案选(A)。
总结:
“含Na2CO33.8%、H2O5.8%、NaOH0.004%”是该题的无效信息,对考生答题起到了干扰作用。
如果利用此数据,因固体质量未知,便无法获解。
例题2:
氢化钠是一种离子晶体,它跟水反应时生成氢氧化钠和氢气,将mg氢化钠和铝粉的混合物与足量的水充分反应后,若收集到ng氢气,则混合物中铝的质量为
A.(36n—3m)gB.(m—4.8n)g
C.(12n—m)gD.(24m—5n)g
方法:
根据两种情况,利用反应中产生的氢气总量分别分析。
捷径:
当铝完全反应时,根据反应NaH+H2O=NaOH+H2↑及2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,可设NaH的质量为x,根据反应中H2总量得关系式:
解得x=(4m-36n)g,Al的质量为:
mg-x=mg-(4m-36n)=(36n-3m)g。
当Al有剩余时,Al产生的H2决定于NaOH量的多少,设NaH质量为y,生成H2的总量为:
解得y=4.8ng,Al的质量为:
mg-y=(m-4.8n)g。
正确答案为(A)、(B)。
总结:
NaH和Al的混合物与足量的水反应时存在两种情况,一种为Al不足或恰好与生成的NaOH完全反应,另一种为Al有剩余。
该题错解的原因是不恰当地假设Al全部参与反应而出现漏选答案。
例题3:
现将Na2CO3·10H2O与NaHCO3组成的混合物mg溶于水,配成100mL溶液,测得溶液中Na+离子的浓度为0.4mol/L,若将溶液蒸干,并灼烧至质量不变。
可得到固体质量是()
A.1.68gB.2.12gC.2.55gD.1.06g
方法:
利用Na离子个数守恒求解。
捷径:
溶液蒸干并灼烧后,最终得到的固体是Na2CO3,根据Na+离子守恒,可知:
(m(Na2CO3)÷106g/mol)×2=0.4mol/L×0.1L,m(Na2CO3)=2.12g,故选B。
总结:
因混合物的质量未知,如不用守恒法,将无法获得结果。
例题4:
某干燥粉末可能由Na2O、Na2O2、Na2CO3、NaHCO3、NaCl中的一种或几种组成。
将该粉末与足量的盐酸反应有气体X逸出,X通过足量的NaOH溶液后体积缩小(同温、同压下测定)。
若将原混合粉末在空气中用酒精灯加热,也有气体放出,且剩余固体的质量大于原混合粉末的质量。
则该混合物中一定有,无法确定混合物中是否有。
方法:
通过反应现象和质量守恒综合分析。
捷径:
与盐酸反应产生气体的物质可能为Na2O2(生成O2)、Na2CO3或NaHCO3(生成CO2),气体X通过NaOH溶液后体积缩小(而不是气体全部消失),说明X由O2和CO2组成,原粉末中Na2O2、Na2CO3和NaHCO3至少有一种一定存在。
将原混合粉末加热,有气体放出,说明该混合物中一定有NaHCO3,但NaHCO3受热分解会使混合粉末质量减少,而实际剩余固体的质量却增加了,原因只能是发生了反应:
2Na2O+O2
2Na2O2。
综合分析得,混合物中一定有Na2O、Na2O2、NaHCO3,无法确定混合物中是否有Na2CO3和NaCl。
总结:
教材中只讲到Na2O2与H2O和CO2的反应,有的同学就误认为Na2O2与盐酸不反应,其
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- 碱金属 方面 试题 解题 方法 技巧