第三章金属及其化合物技巧题.docx
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第三章金属及其化合物技巧题
第三章金属及其化合物技巧题:
一、差量法
1.甲、乙、丙、丁四个烧杯内分别放人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、丁的质量分数大小的顺序是()
A.甲<乙<丙<丁B.丁<甲<乙=丙C.甲=丁<乙:
丙D.丁<甲<乙<丙
2.将10gCO2和CO的混合气体,通过装有足量Na2O2的干燥管,反应后干燥管的总质量增加了5.6g,则原混合气体中CO2的质量分数为()
A.32%B.44%C.56%D.88%
3.某容器中通入VLCO2,再加入少量Na2O2后,气体体积缩小到WL,则被吸收的CO2的体积是(均为相同条件下)()
A.(V—W)LB.2(V—W)LC.(2V—W)LD.2WL
4.把4.48LCO2通过一定量的固体Na2O2后,收集到3.36L气体,这3.36L气体的质量是(气体体积均在标况下测得)()
A.3.8gB.5.6gC.4.8gD.6.0g
二、范围讨论法(极值法)
1.200℃时,11.6gCO2和水蒸气的混合气体与足量的Na2O2充分反应,反应后固体的质量增加了3.6g。
则原混合气体的平均式量为
A.5.8B.11.6C.23.2D.46.4
2.将7.8gNa2O2溶于92.2g水中,所得溶液中溶质的质量分数为()
A.8%B.8.13%C.7.85%D.7.8%
3.某碱金属及其氧化物(R2O)组成的混合物4g,与水充分反应后蒸发干燥得固体5g,则碱金属为()
A.LiB.NaC.KD.Rb
4.两种金属混合物20.75克,投入到足量的盐酸中,反应完全后得到11.2升的氢气,此金属混合物是()
A.Mg和AlB.Fe和ZnC.Al和FeD.Mg和Cu
5.钾和另一种碱金属的合金6.0g与水完全反应,放出0.2g氢气,合金中另一种碱金属不可能是()
A.锂B.钠C.铷D.铯
6.碱金属(如锂、钠、钾、铷等)溶于汞中可形成良好的还原剂“汞齐”。
取7g某种碱金属的汞齐于水作用可得0.2g氢气(汞齐中汞不能与水反应),并得到1L密度为ρg·cm-3的溶液,则溶液中溶质的质量分数可以是()
A.0.8%/ρB.0.48%/ρC.0.32%/ρD.0.7%/ρ
三、守恒法:
1.0.1molNa2O2和Na2O的混合物溶于水后,生成的NaOH刚好被100g7.3%的盐酸中和,则原混合物中Na2O2和Na2O的物质的量之比为()
A.1∶1B.2∶1C.3∶4D.任意比
2.将等物质的量的Na2O和Na2O2分别投入到足量且等质量的水中,得到溶质质量分数分别为
%和
%的两种溶液,则
和
的关系是( )
A.
=
B.
>
C.
<
D.无法确定
3.有一在空气中存放过的KOH固体,经分析测知其含H2O∶6.72%,K2CO3∶3.28%,KOH∶90%。
若将此样品1g加入1mol·L-1盐酸46mL,过量的盐酸用浓度为1.070mol·L-1苛性钾中和,使溶液恰为中性,蒸发中和后的溶液可得固体质量为()
A.3.43gB.4.00gC.4.50gD.无法确定
4.将NaHCO3和Na2O2的混合物放在密闭容器中加热,关于混合物加热前后消耗盐酸的物质的量,下列判断正确的是()
A.加热前消耗的多B.加热后消耗的多
C.加热前后一样多D.当Na2O2适量时才会一样多
5.将Na2CO3·10H2O和NaHCO3的混合物4.54g溶于水,得100mL溶液,其中Na+的物质的量浓度是0.4mol/L。
如将等质量的原混合物充分加热,至质量不再改变时,所得固体的质量是多少克?
6.将5.1g镁-铝合金投入到500mL2mol·L-1的盐酸中,金属完全溶解,再加入4mol·L-1的氢氧化钠溶液,若要生成的沉淀最多,则应加入的这种氢氧化钠溶液的体积是()。
A.200mLB.250mLC.425mLD.560mL
7.现有19.7g由Fe、FeO、Al、Al2O3组成的混合物,将它完全溶解在540mL2.00mol·L-1的H2SO4溶液中,收集到标准状况下的气体8.96L。
已知混合物中,Fe、FeO、Al、Al2O3的质量分数分别为0.284、0.183、0.274和0.259。
欲使溶液中的金属阳离子完全转化为氢氧化物沉淀,至少应加入2.70mol·L-1的NaOH(aq)体积是________。
8.把过量的铁粉加入到FeCl3和CuCl2组成的混合液中,充分搅拌,反应后过滤、干燥、称得不溶物的质量与加入铁粉的质量相等。
求混合物中FeCl3和CuCl2的物质的量之比是多少?
9.向KI溶液中加入AgNO3溶液,直到反应完全为止。
结果反应后溶液的质量恰好等于原碘化钾溶液的质量,则该AgNO3溶液中溶质的质量分数为()
A.50%B.48.8%C.38.2%D.72.3%
10.把656gNaHCO3和Na2CO3·10H2O的混合物溶于水制成100mL溶液,其中Na+浓度为05mol/L。
如果将656g这种混合物加热到恒重失去的质量为多少克?
11.把过量的铁粉加入到FeCl3和CuCl2组成的混合液中,充分搅拌,反应后过滤、干燥、称得不溶物的质量与加入铁粉的质量相等。
求混合物中FeCl3和CuCl2的物质的量之比是多少?
电中性原则
1.将CaCl2和CaBr2的混合物13.400g溶于水配成500.00mL溶液,再通入过量的Cl2,完全反应后将溶液蒸干,得到干燥固体11.175g。
则原配溶液中,c(Ca2+)∶c(Cl-)∶c(Br-)为()
A.3∶2∶1B.1∶2∶3C.1∶3∶2D.2∶3∶1
四、加和方程式法:
1.2.1g的CO和H2组成的混合气体与足量氧气充分燃烧后,立即将全部燃烧产物通入足量的Na2O2固体,充分反应后,固体质量增加()
A.3.6gB.2.1gC.8.4gD.无法计算
四、加和方程式法:
1.B;提示:
方程式加和法:
CO+Na2O2==Na2CO3H2+Na2O2==2NaOH
2.有Na2CO3、NaHCO3、CaO和NaOH组成的混合物27.2克,把它们溶于足量的水中,充分反应后,溶液中的Ca2+、CO32-和HCO3-均转化为沉淀,将反应容器中的水分蒸干,最后得到白色固体共29克,则原混合物中CaO的质量为()
A.10.6克B.5.3克C.5.9克D.无法确定
2.A;提示:
最后得到产物为:
CaCO3和NaOH。
NaHCO3+CaO==CaCO3+NaOH;
Na2CO3+CaO+H2O==CaCO3+2NaOH
3.1molNa2O2与2molNaHCO3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.Na2CO3;B.Na2O2和Na2CO3C.NaOH和Na2CO3Na2O2、NaOH和Na2CO3
3.A;提示:
加热时2molNaHCO3分解出1mol的H2O和1mol的CO2。
1molNa2O2可以和1mol的H2O恰好反应生成2mol的NaOH,但2mol的NaOH又能与1mol的CO2反应生成Na2CO3。
Na2CO3是最后的稳定产物。
4.将含有O2和CH4的混合气体置于盛有23.4gNa2O2的密闭容器中,电火花点燃,反应结束后,容器内的压强为零(150℃),将残留物溶于水中,无气体产生。
下列叙述正确的是()
A.原混合气体中O2和CH4的体积比为2︰1
B.残留物只有Na2CO3
C.原混合气体中O2与CH4的物质的量之比为1︰2
D.残留物只有Na2CO3和NaOH
4.CD;
解法一:
CH4+2O2==CO2+2H2O
2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2
2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2
加和后:
CH4+2O2+6Na2O2==2Na2CO3+8NaOH
5.5gCH4(甲烷)在足量O2中完全燃烧,生成CO2和H2O(气),将燃烧产物通过足量Na2O2后,Na2O2增加的质量是:
A.5gB.7gC.10gD.无法计算
解法一:
逐步计算法。
CH4+2O2=CO2+2H2O
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2
解法二:
2CH4+O2=CO+2H2
2×1616×2
Na2O2+CO=Na2CO3
Na2O2+H2=2NaOH
6.将amolNa和amolAl同时投入到mg足量的水中,所得溶液密度为dg/mL,求该溶液中溶质的质量分数。
解法:
若把反应方程式加和起来可得:
2Na+2Al+4H2O=2NaAlO2+4H2↑
amolamolamol2amol
不难算出:
溶质为amolNaAlO2质量为82ag,溶液质量为:
23ag+27ag+b-4ag
答案为C。
五、过量计算:
1.1molNa、Mg、Al分别与100mL5.0mol·L-1的盐酸充分反应,所得的气体在同温同压
下的体积关系正确的是(D)
A.相同B.铝最多,钠最少
C.铝最多,镁和钠相同D.钠最多,镁、铝相同
分析:
先确定含有0.5molHCl的盐酸与金属反应都是不足的。
Mg、Al不与H2O反应,与盐酸反应时产生的H2体积相等。
但Na除了与盐酸反应外,还与水反应,放出的气体会更多。
2.向10mL2mol/L的Al2(SO4)3溶液中加入30mLNaOH溶液,充分反应后,得到0.78g沉淀,则NaOH溶液的物质的量浓度可能为(AC)
A.1mol/LB.2mol/LC.5mol/LD.8mol/L
分析:
0.78gAl(OH)3沉淀为0.01mol,而10mL2mol/L的Al2(SO4)3若全部转化为沉淀应为0.04mol,显然0.01mol沉淀不是沉淀最大量。
由此可知NaOH的量可能有不足和过量两种情况:
当NaOH的量不足时,可以由0.78g沉淀直接求出NaOH的量为0.03mol,进而求出NaOH溶液的物质的量浓度为1mol/L。
当NaOH的量过量时,应先根据10mL2mol/L的Al2(SO4)3溶液先求出生成Al(OH)3沉淀最大量0.04mol,此时消耗NaOH0.12mol(Al3++3OH-=Al(OH)3)。
由Al(OH)3沉淀最大量0.04mol减去生成的0.78g沉淀0.01mol=0.03mol为被溶解的Al(OH)3(Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O)。
溶解这部分Al(OH)3消耗NaOH0.03mol。
总共用去NaOH0.12mol+0.03mol=0.15mol。
最后再算出NaOH溶液的物质的量浓度为5mol/L。
3.18.4gNaOH和NaHCO3固体混合物,在密闭容器中加热到约250℃,经充分反应后排出气体,冷却,称得固体质量为16.6g。
试计算原混合物中NaOH的质量分数。
分析:
本题的关键是判断混合物在密闭容器中加热时发生了哪些反应,且反应的物质的量之比为多少以求解。
容器中可能发生如下反应:
NaOH+NaHCO3===Na2CO3+H2O
2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2
因此混合物二者物质的量之比可能有三种情况:
(1)
,则只发生反应且恰好反应完全,反应后固体减重只是产生的水汽重;
(2)
,则NaOH过量,由于反应中产生的水少,固体减重也比
(1)少;
(3)
,则NaHCO3过量,由于反应后过量的NaHCO3还会发生反应,因此反应中产生气体多,固体减重也多。
根据已知条件先通过计算分析判断出结果。
解:
设混合物中若二者恰好完全反应应使固体减重为x
x=
则:
若
,完全反应,则应失重2.67g
若
,NaOH过量,则应失重<2.67g
若
,NaHCO3过量,则应失重>2.67g
反应中固体实际失重为18.4g-16.6g=1.8g<2.67g
NaOH过量
设混合物中NaOH质量为y,NaHCO3质量为
NaOH+NaHCO3
Na2CO3+H2O
8418
18.4g-y1.8g
84:
(18.4g-y)=18:
1.8g
y=10g
NaOH%=
答:
混合物中NaOH的质量分数为54.35%。
4.两份铝屑,第一份与盐酸反应,第二份与NaOH溶液反应,产生氢气的体积比为1︰2,
则第一份与第二份铝屑的质量比为(AB)
A.1︰1B.1︰2C.1︰3D.2︰1
分析:
设2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2中生成的为3mol,需Al2mol,
则2Al+6HCl=2AlCl3+3H2中生成的为1.5mol,需Al1mol,可以是B.1︰2。
若HCl不足,Al过量,可以是2mol,答案为A.1︰1。
5.称取两份铝粉,第一份加足量NaOH溶液,第二份加足量硫酸,如果要得到相同体积(同温同压)的氢气,两份铝粉的质量比是
A.1∶2B.1∶3C.3∶2D.1∶1
分析:
解法一,根据方程式求解,设第一份铝粉为xmol,第二份铝粉为ymol
2Al+2NaOH+6H2O=2NaAlO2+3H2+2H2O
23
x
2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2即
x=
y
23
y
yx∶y=1∶1
解法二:
根据铝的性质可知,铝分别与NaOH和稀H2SO4反应生成的都是氢气,而且反应的实质是一样的,即铝和H+反应,要得到相同体积的H2,H+必须得到相同物质的量的电子,故两份铝必须失去相同的物质的量的电子,所以两份铝粉的质量比为1∶1。
因此,理解物质化学反应的实质是极为重要,用守恒法解题是常用的方法。
答案:
D
6.将Na、Al各2摩尔同时投入到同一足量水中,求反应后生成的气体在标准状况下的体积。
分析:
反应原理:
先是Na与反应生成NaOH和H2,然后Al与NaOH溶液反应生成NaAlO2和H2。
(注意:
在常规情况下,无NaOH时Al与水不反应)
2Na+2H2O=2NaOH+H2
221解得x=1(mol)
2yxy=2(mol)
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2
223
22z解得z=3(mol)
产生H2:
1+3=4(mol)
其体积为:
22.4×4=89.6(L)
答案:
89.6L
7.将a摩钠和a摩铝一同放入b克(足量水中)该溶液溶质的质量分数是
A.
B.
C.
D.
答案:
C
解析:
(1)首先应依据化学知识分析清楚所得溶液中的溶质为哪种物质,
,∴溶质应为NaAlO2
(2)涉及化学计算基础知识
(3)化学计算以“物质的量”为核心的计算
amolamol0.5molamolamolamol
amol
8.向含有amolAlCl3的溶液中加入含bmolNaOH的溶液,生成沉淀的物质的量可能是(B)
①amol②bmol③a/3mol④b/3mol⑤0mol⑥(4a-b)mol
A.①②④⑤⑥B.①③④⑤⑥C.①②③④⑤⑥D.①③⑤
解析:
反应方程式:
AlCl3+3NaOH=Al(OH)3+3NaCl①
Al(OH)3+3NaOH=NaAlO2+2H2O②
从右图中可以看出:
随NaOH的加入生成沉淀的物质的量可分为下列几段:
(1)从A点到B点(之前),沉淀量逐渐增多,但未达沉淀最大量,Al(OH)3沉淀的物质的量是NaOH的物质的量的1/3,即:
b/3mol。
也可以是0~amol之间,即a/3mol。
(2)到达B点:
沉淀到达最大量,Al(OH)3沉淀的物质的量为:
amol或b/3mol。
(3)从B点到C点(之前),沉淀量逐渐减少,发生反应②
先求出沉淀最大量amol,用去NaOH3amol,剩余(b-3a)molNaOH,又中和(b-3a)mol的Al(OH)3,最终生成Al(OH)3沉淀:
[a-(b-3a)]mol,即(4a-b)mol
(4)到达C点以及C点之后,Al(OH)3沉淀:
0mol。
六、探究题:
1.某研究性学习小组在做Na2O2与水反应的实验时,发现在Na2O2与水反应后的溶液中滴加酚酞试液,溶液呈现红色,但红色很快褪去。
甲、乙、丙三位同学对此现象分别作出如下推测:
甲:
因为反应后试管红热,所以可溶液温度较高使红色褪去。
乙:
由于所加水量较少,红色褪去可能是NaOH溶液浓度较大的缘故。
丙:
Na2O2具有很强的氧化性,Na2O2与水反应的生成物也有强氧化性,可能是氧化漂白了红色物质。
验证甲同学的推论是否正确的方法是。
验证乙同学的推论是否正确的方法是。
当出现现象时,即可说明丙同学的推论正确。
解析:
依据甲同学推测理由可以采取降低溶液温度的方法验证;而要验证乙同学的推论的推论应采取稀释的方法;若甲、乙同学的推测均不正确,则证明丙同学的推论正确。
答案:
冷却后看溶液是否变红;加水稀释后看溶液是否变红;冷却、稀释后溶液均不变红。
2.Na2O2几乎能与所有常见的气态非金属氧化物在一定条件下反应,如:
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2↑Na2O2+CO=Na2CO3
(1)试分别写出Na2O2与SO2、SO3反应的化学方程式:
___________________.
(2)通过比较知,当非金属处于____价态时,其氧化物Na2O2反应有O2生成.
答案:
(1)Na2O2+SO2=Na2SO4;2Na2O2+2SO3=2Na2SO4+O2↑
(2)高
3.(04江苏)有两个实验小组的同学为探究Na2O2与SO2的反应,都用如下图所示的装置进行实验。
通入SO2气体,将带有余烬的木条插入试管C中,木条复燃。
请回答下列问题:
(1)第一小组同学认为Na2O2与SO2反应生成了Na2SO3和O2,该反应的化学方程式是:
。
(2)请设计一种实验方案证明Na2O2与SO2反应生成的白色固体中含有Na2SO3。
。
解析:
若Na2O2与SO2反应有O2生成则其化学方程式与CO2类似。
答案:
(1)2Na2O2+2SO2==2Na2SO3+O2
(2)取白色固体,加稀盐酸,产生能使品红溶液褪色的气体。
追问:
如何检验产物中有无Na2SO4?
参考答案:
在加足量稀盐酸后的溶液里,加入BaCl2溶液。
SO42-的检验方法,应加盐酸酸化,再加BaCl2。
4.如何用NaOH溶液与CO2反应的方法制取较为纯净的Na2CO3溶液?
(如果将CO2通入NaOH溶液中不好控制用量可能得到NaHCO3杂质。
)
方法:
(1)取一定量的NaOH溶液一分为二。
(2)在一份NaOH溶液中通入足量的CO2至不再溶解。
(3)小心煮沸溶液1~2分钟排除溶液中的CO2。
(4)在得到的溶液中加入一份NaOH溶液充分混合即可。
一、差量法1.B;
[解析]由Na+守恒比较四种溶液中的溶质质量;由溶液净增重(△m)比较溶液质量。
每摩尔Na、Na2O、Na2O2溶于水,分别使溶液净增重(23-1)g、(62-0)g、(78-16)g,即Na2O、Na2O2使溶液净增重相等。
2.D;[解析]:
在没有加热或点燃时,CO是不能与Na2O2反应的。
5.6g的质量之差只是CO2与Na2O2反应的结果。
解法:
差量计算。
4.D;[解析]2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2⊿V
2×22.422.422.4L
V(CO2)(4.48-3.36)L=1.12L
V(CO2)=2.24LV(O2)=1.12L
m(CO2)=0.1mol×44g/mol=4.4gm(O2)=0.05mol×32g/mol=1.6g
m(CO2)+m(O2)=6.0g
3.B;[解析]2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2⊿V
2×22.422.422.4L
V(CO2)(V-W)L
V(CO2)=2(V—W)L
二、范围讨论法(极值法)
1.答案:
C;
分析:
此题可以有多种解法,这里介绍三种,同学们可以通过比较,找出规律,理智地采用最佳方法求出答案。
解法:
估算法
CO2的式量为44,水蒸气的式量为18,因此两种气体的混合物的平均式量必介于二者之间,故应选C。
2.B;分析:
7.8gNa2O2为0.1mol,与水反应生成0.2mol的NaOH,即8g。
7.8gNa2O2+92.2g水=100g,减去放出的O2,溶液的质量小于100g。
不难得知所得溶液中溶质的质量分数应大于8%。
3.C;提示:
极值法。
分别设混合物中全为碱金属R以及混合物中全为碱金属氧化物:
2R+2H2O=2ROH+H2↑R2O+H2O=2ROH
2M2M+2×172M+162M+2×17
4g5g4g5g
M=63M=23
M只能在23与63之间。
4.CD;解法一:
(1)本题属于混合物计算常见题,解题方法为平均值法,按二价金属与稀HCl反应通式分析
R+2HCl=RCl2+H2求
(平均值)
1mol1mol
0.5molo.5mol
(2)组成混合物应Mr>41.5Mr<41.5
应求题目中所涉及各种金属二价式量
∴
混合物不符合题意
混合物不符合题意
混合物符合题意C为此题答案之一
(3)D选项分析需注意Cu与稀盐酸不反应,只需计算产生11.2升H2需金属Mg多少克,需Mg质量<20.75克就是合理解。
Mg~H212g<20.75g
24g22.4L
12g11.2L
∴Mg与Cu混合物是正确选项
解法二:
先求转移1mol电子所需金属的质量(摩尔质量/化合价):
Na:
23g;Mg:
12g;Al:
9g;Fe:
28g;Zn:
32.5g;
两种金属混合物20.75g,得到11.2升的氢气时,转移1mol电子。
结论:
凡转移1mol电子小于20.75g的金属和大于20.75g的金属可以满足此混合物的要求。
5.C、D。
解法一:
把6.0g合金全部当成金属钾来计算
2K+2H2O=2KOH+H2↑
2×392
6.0gx
X=6.0g×2/2×39=<0.2g
可以判断出:
另一种碱金属的式量比小于39(钾)
解法二:
根据0.2gH2可算出钾和另一种碱金属的平均式量。
2M+2H
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