高考化学钠及其化合物综合练习题含详细答案.docx

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高考化学钠及其化合物综合练习题含详细答案

高考化学钠及其化合物综合练习题含详细答案

一、高中化学钠及其化合物

1．有一包NaHCO3和KHCO3的混合物样品。

某研究性学习小组对其进行如下探究。

实验装置如图所示。

将一定质量的混合物样品加入锥形瓶中，用针筒a分次注入一定体积的稀硫酸充分反应，再用针筒b收集生成气体的体积（忽略针筒壁之间的摩擦）

（1）为了较准确地测量反应生成的CO2体积，必须保证整个装置的气密性良好。

如果往锥形瓶中注入稀硫酸的体积为V1mL，充分反应后，针筒b中气体的读数为V2mL，则反应中生成的CO2气体体积为______________mL。

（2）某学生通过实验，测得如下数据（所用稀硫酸的物质的量浓度相同），下列分析推理错误的是_________。

50mL稀硫酸

50mL稀硫酸

50mL稀硫酸

m（混合物）

9．2g

15．7g

27．6g

V（CO2）（标况）

2．24L

3．36L

3．36L

①稀硫酸的物质的量浓度为1.5mol/L

②15．7g混合物恰好与稀硫酸完全反应

③加入混合物9．2g时稀硫酸未反应完

④计算出样品中NaHC03和KHC03物质的量之比为1:

1

（3）某同学设计了另一种方案，其操作流程如下：

在转移溶液时，如果溶液转移不完全，则测得的混合物中NaHC03和KHC03物质的量之比______________（选填“偏人”、“偏小”或“不变”）。

【答案】V2-V1②偏大

【解析】

【分析】

【详解】

（1）由于在密闭体系中注入V1mL的硫酸，导致此时注射器中也应该为V1mL才能维持内部压强相等，所以后来生成的气体会导致体积在V1mL的基础上增大,硫酸消耗引起的体积变化可以忽略不计，所以二氧化碳的体积为两者的差；即V2-V1mL；所以本题答案：

V2-V1；

（2）①m（混合物）=15.7gg，V（CO2）标况）=3.36L,m（混合物）=27.6g，V（CO2）标况）=3.36L,说明此时混合物过量，根据HCO3−+H+=H2O+CO2↑，可知c（H+）=n/V=3.36L/22.4L∙mol-1/0.05L=3mol/L,所以稀硫酸的物质的量浓度为1.5mol/L，故①正确；

②由m（混合物）=9.2g，V（CO2）标况）=2.24L,根据HCO3−+H+=H2O+CO2↑可知n（HCO3-）=0.1mol,混合物的平均摩尔质量为=9.2g/0.1mol=92g/mol，15.7g/92g∙mol-1=0.17mol，50mL硫酸中氢离子的物质的量为n（H+）=0.15mol，所以15.7g混合物恰好与稀硫酸不能完全反应，故②错误；

③锥形瓶中发生的反应是碳酸氢钠、碳酸氢钾与稀硫酸的反应，其离子反应方程式为HCO3−+H+=H2O+CO2↑，由表中的数据可知：

m（混合物）=9.2g，V（CO2）标况）=2.24L

此时硫酸有剩余，故③正确；

④由m（混合物）=9.2g，V（CO2）标况）=2.24L,根据HCO3−+H+=H2O+CO2↑可知n（HCO3-）=0.1mol,混合物的平均摩尔质量为=9∙2g/0.1mol=92g/mol，根据

所以样品中NaHCO3和KHCO3物质的量之比为1:

1,故④正确；

所以本题答案：

②；

（3）NaHCO3和KHCO3的混合物与过量的盐酸反应，溶液中溶质为NaCl和KCl，该实验方案最后称量的是氯化钠和氯化钾质量，如果溶液转移不完全，称量的氯化钠和氯化钾质量偏小。

设样品为ag，如果样品全为NaHCO3，则最后称量的氯化钠质量为：

58.5a/84g；如果样品全为KHCO3，则最后称量的氯化钾质量为 74.5a/100g；因为58.5a/84g<74.5a/100g, 即样品中NaHCO3越多或KHCO3越少，最后称量的固体质景越小。

NaHCO3和KHCO3物质的量之比越大；

所以本题答案：

偏大。

2．已知钠与氧气在不同条件下会发生不同的反应。

（1）将金属钠长时间放置于空气中可发生如下一系列变化，写出此变化中①③步转化的化学方程式：

Na

Na2O

NaOH

Na2CO3·10H2O→Na2CO3

①___________；

③__________。

（2）将钠置于坩埚内，在空气中加热，可燃烧生成一种淡黄色物质。

①钠在空气中燃烧的化学方程式为___________。

②某学习小组通过实验研究Na2O2与水的反应。

操作

现象

向盛有4.0gNa2O2的烧杯中加入50mL蒸馏水

剧烈反应，产生能使带火星木条复燃的气体，得到的无色溶液a

向溶液a中滴入两滴酚酞

ⅰ．溶液变红

ⅱ．10分种后溶液颜色明显变浅，稍后，溶液变为无色

Na2O2与水反应的离子方程式是___________，甲同学认为过氧化钠中阴离子结合水中氢离子生成了H2O2，溶液a中的H2O2将酚酞氧化导致褪色。

用实验证实H2O2的存在：

取少量溶液a，加入试剂___________（填化学式），有气体产生。

【答案】4Na+O2=2Na2O2NaOH+CO2+9H2O=Na2CO3•10H2O2Na+O2

Na2O22Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑MnO2

【解析】

【分析】

（1）反应①是钠和氧气在常温下生成氧化钠；反应③是NaOH和CO2反应生成Na2CO3•10H2O；

（2）①钠在空气中燃烧生成过氧化钠；

②能使带火星木条复燃的气体是氧气，碱使酚酞变红，说明过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气；双氧水在MnO2的催化作用下发生分解反应生成氧气；

【详解】

（1）反应①是钠和氧气在常温下生成氧化钠，反应方程式是4Na+O2=2Na2O；反应③是NaOH和CO2反应生成Na2CO3•10H2O，反应方程式是2NaOH+CO2+9H2O=Na2CO3•10H2O；

（2）①钠在空气中燃烧生成过氧化钠，反应方程式是2Na+O2

Na2O2；

②过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气，反应的离子方程式是2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑；双氧水在MnO2的催化作用下发生分解反应生成氧气，取少量溶液a，加入试剂MnO2，有气体产生，能证明H2O2的存在。

3．锂离子电池历经半个世纪岁月的考验，作出重大贡献的三位科学家被授予2019年诺贝尔化学奖。

磷酸亚铁锂（LiFePO4）是新型锂离子电池的正极材料。

某小组拟设计以一种锂辉石（主要成分为Li2O·Al2O3·4SiO2，含少量铁、钙、镁）为原料制备纯净的碳酸锂，进而制备LiFePO4的工艺流程:

已知：

LiO2·Al2O3·4SiO2＋H2SO4（浓）

Li2SO4＋Al2O3·4SiO2·H2O↓

回答下列问题:

（1）LiFePO4含有锂、铁两种金属元素，它们焰色反应的颜色分别是_____________（填序号）。

A．紫红色、无焰色反应B．黄色、无焰色反应

C．黄色、紫色D．洋红色、黄绿色

（2）滤渣1的主要成分是_____________；向滤液1中加入适量的CaCO3细粉用于消耗硫酸并将Fe3+转化为红褐色沉淀，若

=3,反应的离子方程式为__________;滤渣2的主要成分是Fe（OH）3、________、CaSO4,其中Fe（OH）3脱水后可生成一种元素种类不变且摩尔质量为89g·mol-1的新化合物，其化学式为_______________。

（3）已知碳酸锂在水中的溶解度随温度升高而减小，上述流程中趁热过滤的目的是________。

（4）煅烧制备LiFePO4时，反应的化学方程式为_____________________。

（5）某种以LiFePO4,作正极材料的锂电池总反应可表示为:

LiFePO4+C

Li1-xFePO4+CLix。

放电时正极的电极反应式为__________。

【答案】AAl2O3·4SiO2·H2OFe3++3H++3CaCO3=Fe（OH）3+3Ca2++3CO2↑或Fe3++3H++3CaCO3+3SO42-=Fe（OH）3+3CaSO4+3CO2↑Mg（OH）2FeO（OH）或FeOOH减小LiCO3的溶解损失Li2CO3+H2C2O4+2FePO4

2LiFePO4+3CO2↑+H2O↑Li1-xFePO4+xLi++xe-=LiFePO4

【解析】

【分析】

锂辉石（主要成分为Li2O·Al2O3·4SiO2，含少量铁、钙、镁）加入浓硫酸共热，根据已知信息可知得到的沉淀1主要成分为Al2O3·4SiO2·H2O，滤液中的主要阳离子有Fe3+、Mg2+、Ca2+、Li+；加入碳酸钙和石灰乳可以将过量的氢离子和Fe3+、Mg2+除去，滤渣2主要为Fe（OH）3、Mg（OH）2以及硫酸钙；滤液主要杂质离子有Ca2+和SO42-；再加入碳酸钠将钙离子除去，得到硫酸锂和硫酸钠的混合溶液，蒸发浓缩后加入饱和碳酸钠溶液，趁热过滤得到碳酸锂沉淀；提纯后加入草酸和磷酸铁经煅烧得到LiFePO4。

【详解】

（1）锂元素的焰色反应为紫色；铁元素无焰色反应，所以选A；

（2）根据分析可知，滤渣1主要为Al2O3·4SiO2·H2O；得到的红褐色沉淀应为Fe（OH）3，再结合

=3以及溶液中有过量的硫酸，所以离子方程式为Fe3++3H++3CaCO3=Fe（OH）3+3Ca2++3CO2↑，考虑到溶液中有大量硫酸根也可以写成Fe3++3H++3CaCO3+3SO42-=Fe（OH）3+3CaSO4+3CO2↑；根据分析可知滤渣2的主要成分是Fe（OH）3、Mg（OH）2以及CaSO4；摩尔质量为89g·mol-1，则该物质的式量为89，Fe（OH）3的式量为107,107-89=18，说明脱水过程失去一分子水，所以新物质的化学式为：

FeO（OH）；

（3）碳酸锂在水中的溶解度随温度升高而减小，所以趁热过滤可以减小碳酸锂的溶解度，减少碳酸锂的损耗；

（4）煅烧制备过程的原料为Li2CO3、H2C2O4和FePO4，产物中有LiFePO4，铁元素的化合价降低，则该过程中某种物质被氧化，根据元素化合价变化规律可知草酸中的C元素被氧化，由+3价升高为+4价，结合电子守恒和元素守恒可知方程式为：

Li2CO3+H2C2O4+2FePO4

2LiFePO4+3CO2↑+H2O↑；

（5）放电时正极得电子发生还原反应，负极失电子被氧化，根据总反应可知负极应为CLix-xe-=xLi++C，正极反应等于总反应减去负极反应，所以正极反应为：

即Li1-xFePO4+xLi++xe-=LiFePO4。

【点睛】

第5题电极方程式书写为本题难点，首先要注意本题中的总反应最后中逆反应为放电反应，其次要注意到该电池中Li电极为负极，其负极的电极反应式比较好写，则可用总反应减去负极反应即可得到正极反应。

4．建筑工地常用的NaNO2因外观和食盐相似，又有咸味，容易使人误食中毒。

已知

能发生如下反应

_______NaNO2+_____HI——_________NO↑+_________I2+_______NaI+____H2O

（1）配平上面方程式。

（2）若有1mol的氧化剂被还原，则被氧化的还原剂是________mol。

（3）根据上述反应，可用试纸和生活中常见的物质进行实验，以鉴别NaNO2和NaCl，可选用的物质有：

①水②碘化钾淀粉试纸③淀粉④白酒⑤食醋，进行实验，下列选项合适的是_____（填字母）。

A．①②④    B．③⑤C．①②③⑤   D．①②⑤

（4）某厂废液中，含有2%～5%的NaNO2，直接排放会造成污染，采用NH4Cl，能使NaNO2转化为不引起二次污染的N2，反应的化学方程式为_______

【答案】

421221DNaNO2+NH4Cl=N2↑+NaCl+2H2O

【解析】

【分析】

（1）在反应中N、I元素化合价发生了变化，先根据元素化合价升降总数相等，配平参加氧化还原反应的元素，再根据原子守恒，配平未参加氧化还原反应的元素，得到方程式；

（2）根据元素化合价升高与降低的数值，确定还原剂的物质的量多少；

（3）在酸性条件下NaNO2可以将I-氧化为I2，I2遇淀粉溶液变为蓝色检验；

（4）NaNO2与NH4Cl发生氧化还原反应产生N2、NaCl、H2O。

【详解】

（1）在该反应中，N元素从+3降低到+2，共降低1价，碘元素从-1升高到0价，反应产生一个碘单质共升高2价，依据化合价升降总数相等，NaNO2、NO的系数是2，HI系数是2，I2的系数是1，再配平未参加氧化还原反应的元素，Na反应前有2个，则NaI的系数是2，有2个I未参加氧化还原反应，所以HI的系数改为4，根据H原子个数反应前后相等，可知H2O的系数是2，所以配平后的化学方程式为2NaNO2+4HI=2NO↑+I2+2NaI+2H2O，因此配出系数由前到后依次为：

2、4、2、1、2、2；

（2）在上述反应中NaNO2为氧化剂，HI为还原剂，1molNaNO2反应，得到1mol电子，根据氧化还原反应中元素化合价升降总数相等，可知被氧化的还原剂的物质的量是1mol；

（3）根据上述反应可知：

在酸性条件下NaNO2可以将I-氧化为I2，可根据I2遇淀粉溶液变为蓝色检验，故鉴别NaNO2和NaCl可以用①水、②碘化钾淀粉试纸、⑤食醋，故需要的物质序号为①②⑤，合理选项是D；

（4）NaNO2与NH4Cl发生氧化还原反应产生N2、NaCl、H2O，根据电子守恒、原子守恒，可得该反应的化学方程式为：

NaNO2+NH4Cl=N2↑+NaCl+2H2O。

【点睛】

本题考查了氧化还原反应方程式的配平、物质的检验及方程式的书写。

掌握氧化还原反应的规律及物质的性质是本题解答的关键。

5．某港口化学品堆场发生火灾，消防队在未被告知着火可燃物类别的情况下，用水灭火时，发生了剧烈爆炸。

事后有关部门初步认定危化品部分清单：

钾、钠、氯酸钾、烧碱、氯化铵。

试回答：

⑴请你分析用水灭火时，随后发生了剧烈爆炸的原因是_____________________________。

⑵请写出氯化铵中NH4+的检验方法____________________________（简要说明操作步骤）。

⑶钠燃烧产物中可作为消防员呼吸面具供氧剂的是_________________（写化学式）。

⑷硝酸钾受热分解产生KNO2和O2，写出该反应的化学方程式______________________。

【答案】钠、钾能与水发生剧烈的放热反应，并释放出氢气。

氯酸钾受热分解产生氧气，氢气和氧气混合受热发生爆炸将氯化铵溶于水，取少量溶液于试管中，滴入浓氢氧化钠溶液并加热，在试管口上方用湿润的红色石蕊试纸检验，若发现试纸变蓝，则说明该溶液中含有NH4+Na2O22KNO3

2KNO2+O2↑

【解析】

【分析】

钠、钾等物质遇水会发生剧烈反应并产生氢气，而氯酸钾分解会产生氧气，氢氧混合受热后会发生爆炸，后面再根据要求来作答即可。

【详解】

（1）根据分析，钠、钾与水发生剧烈反应并放出氢气，而氯酸钾受热产生氧气，氢气和氧气混合后发生剧烈的爆炸；

（2）铵离子可以通过加水溶解后，加入浓碱并加热的方法来检验，因为高中阶段只有氨气这一种碱性气体；实验操作为：

将氯化铵溶于水，取少量溶液于试管中，滴入浓氢氧化钠溶液并加热，在试管口上方用湿润的红色石蕊试纸检验，若发现试纸变蓝，则说明该溶液中含有NH4+，

（3）过氧化钠可以作呼吸面具中的供氧剂，化学式为Na2O2；

（4）硝酸钾受热分解产生

和

的过程是一个自身氧化还原反应，氮从+5价降低到+3价，得2个电子，氧从-2价升高到0价，失2个电子，据此来写出氧化还原方程式即可：

。

6．按要求填空

（1）1molNa2O2固体与水完全反应时转移的电子数_____________，反应的离子方程式为________________。

（2）工业上由辉铜矿生产铜的主要反应为：

Cu2S+O2

2Cu+SO2，该反应中被还原的元素是__________（填元素符号）。

（3）反应

（2）中产生的SO2尾气可用NaOH溶液吸收，若用1L1mol/L的NaOH溶液吸收标准状况下22.4LSO2，反应的离子方程式为____________。

【答案】NA（或6.02×1023）2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑Cu、OSO2+OH-=HSO3-

【解析】

【分析】

（1）Na2O2与水完全反应产生NaOH和O2，根据元素化合价与电子转移关系判断电子转移数目，结合离子方程式书写原则书写离子方程式；

（2）根据元素化合价的升降与发生的反应类型分析判断；

（3）根据SO2、NaOH的物质的量关系书写离子方程式。

【详解】

（1）Na2O2与水完全反应产生NaOH和O2，反应方程式为：

2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，在这个反应中，Na2O2中的O一部分化合价升高变为O2中的0价，一部分化合价降低，变为NaOH中的-2价，每有1molNa2O2反应，转移1mol电子，转移的电子数目为NA；该反应用离子方程式表示为：

2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑；

（2）在该反应中Cu、O元素的化合价降低，获得电子被还原；

（3）n（NaOH）=1L×1mol/L=1mol，n（SO2）=22.4L÷22.4L/mol=1mol，n（NaOH）：

n（SO2）=1：

1，所以NaOH溶液吸收SO2的反应方程式为：

SO2+OH-=HSO3-。

【点睛】

本题考查了化学方程式、离子方程式的书写及氧化还原反应中物质的作用及电子转移关系。

氧化还原反应和离子反应是两种重要的反应类型，掌握氧化还原反应中反应特征与反应实质的关系及物质的作用及离子方程式的物质拆分原则是本题解答的关键。

7．

（1）古代锻造刀剑时，将炽热的刀剑快速投入水中“淬火”，反应为：

3Fe＋4H2O（g）

Fe3O4＋4H2。

该反应中H2O作__________（填“氧化剂”或“还原剂”）；

（2）检验某溶液中是否含有SO42-,先加盐酸，再加______（填“BaCl2”或“NaCl；

（3）海水提镁的重要步骤之一是用沉淀剂将海水中的Mg2＋沉淀。

该沉淀剂是__________（填“生石灰”或“盐酸”）。

（4）过氧化钠可用于呼吸面具中作为氧气的来源。

完成下列化学方程式:

2Na2O2+2______=2Na2CO3+O2↑；

（5）某同学炒菜时发现，汤汁溅到液化气的火焰上时，火焰呈黄色。

据此他判断汤汁中含有________（填“钠”或“钾”）元素；

【答案】氧化剂BaCl2生石灰CO2钠

【解析】

【详解】

（1）在3Fe＋4H2O（g）

Fe3O4＋4H2中氢元素的化合价从+1价降为0价，则H2O作氧化剂；

（2）检验某溶液中是否含有SO42-，先加稀盐酸，可以排除银离子与碳酸根离子等离子的干扰，再加入BaCl2溶液，产生的沉淀是硫酸钡；

（3）海水中的Mg2＋沉淀是生成Mg（OH）2，沉淀剂是利用生石灰与水反应生成氢氧化钙，从而将Mg2+沉淀；

（4）过氧化钠可用于呼吸面具中作为氧气的来源，是利用Na2O2与CO2或水蒸气反应生成氧气，则2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2↑；

（5）钠元素的焰色反应呈黄色，即可判断汤汁中含有钠元素。

8．Na2O2是重要的化工原料，具有多种用途。

（1）Na2O2具有氧化性，可以将SO2氧化为硫酸钠，写出该反应的化学方程式：

______________________，该反应中，Na2O2的作用为____________（填“还原剂”、“氧化剂”或“既是氧化剂又是还原剂”）。

（2）Na2O2与CO2反应可以产生氧气。

某同学通过下列装置验证Na2O2能否与CO2反应。

（图中铁架台等装置已略去）。

①装置A的名称是_________，A中的固体为_______________，装置B中试剂的作用为__________________________

②若Na2O2能与CO2，则装置C中的现象是_____________________________

（3）碱石灰是干燥剂，在a处收集气体，检测发现该气体中几乎都是CO2气体（过氧化钠足量），则说明过氧化钠与CO2气体不反应。

该同学查阅相关文献，然后撤掉装置B，其他都保留（包括试剂），连接好装置后再次进行实验，重新收集气体检测，发现得到的气体几乎都是氧气，该实验结果说明过氧化钠与CO2气体反应需要_______________。

（4）将一定量的Na2O2固体投入到含有下列离子的溶液中：

NO3－、HCO3-、CO32－、Na＋，反应完毕后，溶液中上述离子数目几乎不变的有（不考虑溶液体积的变化）__________（填离子符号）。

【答案】Na2O2＋SO2=Na2SO4氧化剂锥形瓶碳酸钠干燥二氧化碳气体淡黄色变成白色固体有水的参与NO3－

【解析】

【分析】

（1）Na2O2具有氧化性，可以将SO2氧化为硫酸钠，据此写出反应的化学方程式；

（2）①根据仪器A的结构进行分析；产生二氧化碳气体中混有少量水蒸气，因此需用浓硫酸进行干燥；

②Na2O2为黄色固体，与CO2发生反应生成白色固体碳酸钠；

（3）根据题给信息进行分析；

（4）Na2O2与水反应生成氢氧化钠和氧气，溶液中发生NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O反应，据此分析溶液中n（HCO3-），n（CO32－），n（Na+），n（NO3－）变化规律。

【详解】

（1）Na2O2具有氧化性，可以将SO2氧化为硫酸钠，该反应的化学方程式为：

Na2O2＋SO2=Na2SO4；该反应中，Na2O2中-1价的氧降低到SO42-中的-2价，Na2O2发生还原反应，做氧化剂；

故答案是：

Na2O2＋SO2=Na2SO4；氧化剂；

（2）①装置A的名称是锥形瓶；硫酸与碳酸钠固体反应产生二氧化碳气体中混有少量水蒸气，因此需用浓硫酸进行干燥，所以装置B中试剂的作用为干燥二氧化碳气体；

故答案是：

锥形瓶；碳酸钠；干燥二氧化碳气体；

②Na2O2为黄色固体，与CO2发生反应生成白色固体碳酸钠，则装置C中的现象是淡黄色变成白色固体；

故答案是：

淡黄色变成白色固体；

（3）根据信息可知，过氧化钠与CO2气体不反应，然后撤掉装置B，不再用浓硫酸吸收水蒸气，其它都保留（包括试剂），连接好装置后再次进行实验，重新收集气体检测，发现得到的气体几乎都是氧气，该实验结果说明过氧化钠与CO2气体反应需要有水的参与；

故答案是：

有水的参与；

（4）Na2O2与水反应生成氢氧化钠和氧气，因为发生HCO3-+OH-=CO32－+H2O反应，所以溶液中n（HCO3-）减小，n（CO32－）增大，n（Na+）增大，n（NO3－）不变；

故答案选NO3－。

9．已知碱金属的氧化物有：

普通氧化物，如Li2O；过氧化物，如Na2O2；超氧化物，如KO2；臭氧化物，如RbO3，其中后三者均能与H2O或CO2反应产生O2。

（1）宇航工业，为了能保持飞船座舱内空气成分的稳定，宇航科学家进行了大量的探索，有的科学家提出了“金属过氧化物处理系统”。

即不断把座舱内的空气通过盛有金属过氧化物（以过氧化钠为例）的容器，并把处理后的气体充入座舱。

每个宇航员平均每天需要消耗0.9kg氧气，呼出1.0kg二氧化碳。

有关反应的化学方程式为_______、______