2020高考化学一轮复习第三章金属及其化合物第1节检测(含解析)

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金属及其化合物一、选择题1．(2019·江西赣州模拟)将一块银白色的金属钠放在空气中会发生一系列的变化：表面迅速变暗→“出汗”→变成白色固体(粉末)。下列有关叙述不正确的是(　　)A．表面迅速变暗是因为钠与空气中的氧气反应生成了氧化钠B．“出汗”是因为生成的氢氧化钠吸收空气中的水蒸气在表面形成了溶液C．最后变成碳酸钠粉末D．该过程的所有化学反应均为氧化还原反应【答案】D【解析】钠性质活泼，钠暴露在空气中会与空气中的氧气反应生成氧化钠，呈灰白色，故A项正确；氧化钠再与水反应生成氢氧化钠，氢氧化钠易潮解，即吸收空气中的水蒸气而在表面形成溶液，表现为“出汗”，故B项正确；氢氧化钠(溶液)与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠(溶液)，水挥发后成为结晶水合物晶体，再风化为碳酸钠白色粉末，故C项正确；整个过程中只有钠转化为氧化钠是氧化还原反应，故D项错误。2．下列叙述不正确的是(　　)A．钠在反应TiCl4＋4Na===Ti＋4NaCl中作还原剂B．NaOH应密封保存，以防分解变质C．盛放KOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞D．当足量的CO2通入饱和NaOH溶液中，会有固体析出【答案】B【解析】NaOH应密封保存，原因是防止空气中的CO2与之反应而变质。3．下列关于钠与水反应的说法不正确的是(　　)①将一小块钠投入滴有石蕊试液的水中，反应后溶液变蓝　②将钠投入稀盐酸中，钠先与水反应，后与盐酸反应　③钠在水蒸气中反应时因温度高会燃烧　④将两小块质量相等的金属钠，一块直接投入水中，另一块用铝箔包住，在铝箔上刺些小孔，然后按入水中，两者放出的氢气质量相等A．①②　 B．①②③C．②③④　 D．①②③④【答案】C【解析】①钠与水反应产生氢氧化钠使石蕊变蓝，正确。②钠与水的反应本质是钠与H＋的反应，所以钠先与盐酸溶液中的H＋反应，错误。③钠在水蒸气中反应产生的是氢气，尽管温度高且反应放热，因无氧气，所以不能燃烧，错误。④2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，因此用铝箔包住的钠与水反应放出的H2多，错误。4．(2019·广东汕头模拟)下列实验操作正确的是(　　)选项实验操作A观察钠与水反应的现象用镊子从煤油中取出金属钠，切下黄豆大小的钠，小心放入装满水的烧杯中B检验NaHCO3与Na2CO3溶液用小试管分别取少量溶液，然后滴加澄清石灰水C证明Na2O2与CO2的反应是放热反应Na2O2用棉花包裹，放入充满CO2的集气瓶中，棉花燃烧说明是放热反应D检验Na2CO3与K2CO3溶液用铂丝分别蘸取溶液，在酒精灯外焰上灼烧，直接观察火焰的颜色【答案】C【解析】应将钠表面的煤油用滤纸吸干且烧杯中不能装满水，A项错误；B项都有白色沉淀产生，错误；Na2O2与CO2反应生成氧气，如果棉花燃烧说明达到了其着火点，能证明是放热反应，C项正确；观察钾的焰色反应应该透过蓝色钴玻璃，D项错误。5．(2018·广东执信中学期中)化学在生活中有着广泛的应用，下列对应关系错误的是(　　)选项物质性质实际应用AAl2(SO4)3和小苏打反应泡沫灭火器灭火B元素硅处于金属与非金属分界线单质硅常用作光导纤维C常温下，钠钾合金熔点低且导热性好原子反应堆导热剂DHF 与SiO2 反应氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记【答案】B6．下列实验装置不能达到实验目的的是(　　)　　　　　 A．验证Na和水反应是 B．用CO2做喷泉实验否为放热反应　　　　　 C．观察纯碱的 D．比较Na2CO3、NaHCO3焰色反应　 的稳定性【答案】D【解析】A项，如果为放热反应，U形管左端液面下降，右端液面上升，正确；B项，CO2易与NaOH溶液反应，导致烧瓶压强减小，可形成喷泉，正确；C项，铁丝的焰色反应为无色，可用来做纯碱的焰色反应实验，正确；D项，套装小试管加热温度较低，NaHCO3应放在套装小试管中，通过澄清石灰水是否变浑浊可证明两者的稳定性，错误。7．(2018·湖南长沙模拟)向体积均为10 mL且物质的量浓度相同的两份NaOH溶液中分别通入一定量的CO2得到溶液甲和乙。向甲、乙两溶液中分别滴加0.1  mol·L－1盐酸。此时反应生成CO2体积(标准状况)与所加盐酸体积间的关系如图所示。则下列叙述中正确的是(　　)A．原NaOH溶液的物质的量浓度为0.5  mol·L－1B．当0<V(HCl)<10 mL时，甲溶液中发生反应的离子方程式为OH－＋H＋===H2OC．乙溶液中含有的溶质是Na2CO3、NaHCO3D．乙溶液中滴加盐酸后产生CO2体积的最大值为112 mL(标准状况)【答案】A【解析】加入50 mL盐酸时，恰好反应生成NaCl，根据物料守恒可知，n(HCl)＝n(NaOH)，所以c(NaOH)＝0.05 L×0.1 mol·L－1÷0.01 L＝0.5 mol·L－1，A项正确；根据图像可知，甲溶液中含有的溶质为Na2CO3和NaHCO3，所以0<V(HCl)<10 mL时，甲溶液中发生反应的离子方程式为CO＋H＋===HCO，B项错误；根据图像可知，乙溶液中含有的溶质为NaOH和Na2CO3，C项错误；当40 mL<V(HCl)≤50 mL时，乙溶液中发生反应：HCO＋H＋===CO2↑＋H2O，V(CO2)＝0.01 L×0.1 mol·L－1×22.4 L·mol－1＝0.022 4 L＝22.4 mL，D项错误。8．下列关于钠及其化合物的说法正确的是(　　)A．将金属钠投入水中，再经过一步转化可得碳酸氢钠B．分别向Na2CO3和NaHCO3溶液中滴加少量盐酸，产生CO2较快的为NaHCO3C．等物质的量的Na2O2、NaHCO3在密闭容器中加热，反应后得到的固体产物为纯净物D．钠与O2反应时，由于O2的量不同，可分别生成Na2O或Na2O2【答案】B【解析】A项，Na―→NaOH―→Na2CO3―→NaHCO3，所以还需经过两步转化才能得到NaHCO3；B项，Na2CO3与H＋反应，需两步反应生成CO2，NaHCO3只需一步反应生成CO2，前者反应相对较慢，后者则相对较快，故可用盐酸进行鉴别；C项，反应后得到NaOH、Na2CO3和O2的混合物；D项，钠与O2反应，由于反应条件不同，可分别生成Na2O或Na2O2。9．如表所示，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及两者间是否具有因果关系的判断都正确的是(　　)选项陈述Ⅰ陈述Ⅱ判断A碳酸钠溶液可用于治疗胃病Na2CO3可与盐酸反应Ⅰ对，Ⅱ对，有B向滴有酚酞的水溶液中加入Na2O2变红色Na2O2与水反应生成氢氧化钠Ⅰ对，Ⅱ错，无C金属钠具有强还原性高压钠灯发出透雾性强的黄光Ⅰ对，Ⅱ对，有D过氧化钠可为航天员供氧Na2O2能与CO2和H2O反应生成O2Ⅰ对，Ⅱ对，有【答案】D【解析】A项，治疗胃酸过多用NaHCO3而非Na2CO3，陈述Ⅰ错误；B项，酚酞溶液中加入Na2O2，因Na2O2的强氧化性最终将酚酞氧化漂白，溶液先呈红色，最终呈现无色，陈述Ⅰ错误；C项陈述Ⅰ正确，陈述Ⅱ正确，但二者之间无因果关系，判断错误；D项正确。10．(2018·广东佛山二模)通过测定混合气体中O2含量可计算已变质的Na2O2(含Na2CO3)的纯度，实验装置如图(Q为弹性良好的气囊)。下列分析错误的是(　　)A．干燥管b中装入碱石灰B．Q气球中产生的气体主要成分是O2、CO2C．测定气体总体积必须关闭K1、K2，打开K3 D．读完气体总体积后，关闭K3，缓缓打开K1，可观察到Q气球慢慢缩小【答案】D【解析】①稀硫酸和Q气球中的固体过氧化钠和碳酸钠充分反应，产生的气体为二氧化碳和氧气；②在①中产生的气体会使气囊体积增大，由于气球体积在大集气瓶中占的体积增大，就势必会排出一定量的空气，排出的空气全部进入右侧装满水的小集气瓶后，会使得小集气瓶中排出对应体积的水，所以要保证产生气体的体积(即气囊增大的体积)＝排出水的体积，需要打开K3，关闭K1、K2；③在测量完总体积之后，测量氧气的体积，要让气囊中的空气全部进入装置左侧，就要增大瓶内压强，必须关闭K3，打开K1、K2(打开K2的目的是使空气中的气体能够进入大集气瓶)，左侧装置的水槽和量筒很明显是用来测量氧气的体积，需要在混合气体进入水槽前测量出另一气体(即二氧化碳)的体积，故b中所装的药品要能够和二氧化碳反应，所以b中药品可以选用碱石灰，最后进入量筒Ⅱ的气体只有氧气，氧气将量筒内的水排出，占有的体积即为产生的氧气的体积。D项，读完气体总体积后，关闭K3，缓缓打开K1，还要再打开K2，才可观察到Q气球慢慢缩小，错误；A项，加入硫酸与样品反应在Q气球中得到二氧化碳和氧气，用碱石灰吸收二氧化碳和水蒸气，在量筒Ⅱ中排水测氧气的量，进而计算过氧化钠的量，正确；B项，加入硫酸与样品反应在Q气球中得到二氧化碳和氧气，正确；C项，测定气体总体积是利用Q气球的膨胀将瓶中的空气挤入右边进行排水量气，所以必须关闭K1、K2，打开K3，正确。二、非选择题11．小苏打、胃舒平、达喜都是常用的中和胃酸的药物。(1)小苏打片每片含0.50 g NaHCO3,2片小苏打片和胃酸完全中和，被中和的氢离子是______mol。(2)胃舒平每片含0.245 g Al(OH)3，中和胃酸时，6片小苏打相当于胃舒平______片。(3)达喜的化学成分是铝和镁的碱式盐。取该碱式盐3.01 g，加入2.0 mol/L盐酸使其溶解，当加入盐酸42.5 mL时开始产生CO2，加入盐酸至45.0 mL时正好反应完全。计算该碱式盐样品中氢氧根与碳酸根的物质的量之比：______________________。在上述碱式盐溶于盐酸后的溶液中加入过量氢氧化钠，过滤，沉淀物干燥后重1.74 g。若该碱式盐中氢元素的质量分数为0.040，则推测该碱式盐的化学式为______________________。【答案】(1)0.012　(2)3.8　(3)n(OH－)∶n(CO)＝16∶1　Al2Mg6(OH)16CO3·4H2O【解析】(3)根据OH－＋H＋===H2O，CO＋2H＋===CO2↑＋H2O可知，OH－与CO的个数比为(42.5－2.5)∶(45－42.5)＝16∶1，其物质的量分别为0.08 mol，0.005 mol、镁离子的物质的量为1.74 g÷58 g/mol＝0.03 mol，根据电荷守恒可知铝离子的物质的量为0.01 mol，故可设物质的化学式为Al2Mg6－(OH)16CO3·xH2O，再根据碱式盐中氢的质量分数可得x＝4。12．(2018·四川宜宾模拟)已知：A为含金属离子的淡黄色固体化合物，E、X为空气中常见气体，A、B、C、D含有相同的金属离子，其转化关系如下图(部分产物已略去)。请回答下列问题：(1)这种金属离子的离子结构示意图为______________________________________。(2)X的电子式为______________。(3)B中所含化学键的类型是__________________________________。常温常压下，7.8 g A与足量的水充分反应放出热量a kJ，写出该反应的热化学方程式：_______________________________________________________________________。(4)①C也可转化为B，写出该转化的化学方程式：________________________________________________________________________。②B与D反应的离子方程式为______________________________________________。(5)将一定量的气体X通入2 L B溶液中，向所得溶液中边逐滴加入稀盐酸至过量且边滴边振荡，产生的气体与盐酸物质的量的关系如图(忽略气体的溶解和HCl的挥发)。a点溶液中所含溶质的化学式为________________，a～b之间的反应的离子方程式是___________________________。【答案】(1)　(2) (3)极性共价键、离子键2Na2O2(s)＋2H2O(l)===4NaOH(aq)＋O2(g)　ΔH＝－20a kJ·mol－1(4)①Ca(OH)2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaOH[或Ba(OH)2＋Na2CO3===BaCO3↓＋2NaOH]②OH－＋HCO ===CO＋H2O(5)Na2CO3、NaCl　CO＋H＋===HCO【解析】由A为含金属离子的淡黄色固体化合物，知A为Na2O2，根据2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，E、X为空气中常见气体，知E为O2，B为NaOH，C为Na2CO3，D为NaHCO3，X为CO2。(3)B为离子化合物NaOH，所含化学键的类型是极性共价键、离子键；利用7.8 g A与足量的水充分反应放出热量a kJ，计算2 mol Na2O2与足量的水充分反应放出热量20akJ，该反应的热化学方程式为2Na2O2(s)＋2H2O(l)===4NaOH(aq)＋O2(g)　ΔH＝－20a kJ·mol－1。(5)根据Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl、NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑知，Na2CO3转化为NaHCO3与NaHCO3转化为NaCl需要的HCl的物质的量相等，实际上产生气体之前消耗盐酸与产生二氧化碳消耗盐酸物质的量之比为3∶2，所以溶液中还存在NaOH，说明原溶液中溶质为NaOH、Na2CO3，结合方程式可知，溶液中n(NaOH)∶n(Na2CO3)＝1∶2，故a点时氢氧化钠与盐酸恰好完全反应，所以a点时溶液中的溶质是Na2CO3和NaCl，a～b的反应是Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl，离子方程式是CO＋H＋===HCO。13．(2018·海南卷，17)某小组在实验室中探究金属钠与二氧化碳的反应。回答下列问题：(1)选用如图所示装置及药品制取CO2。打开弹簧夹，制取CO2。为了得到干燥、纯净的CO2，产生的气流应依次通过盛有______________的洗气瓶(填试剂名称)。反应结束后，关闭弹簧夹，可观察到的现象是__________________________。不能用稀硫酸代替稀盐酸，其原因是____________________________________________________________。(2)金属钠与二氧化碳反应的实验步骤及现象如下表：步骤现象将一小块金属钠在燃烧匙中点燃，迅速伸入盛有CO2的集气瓶中。充分反应，放置冷却产生大量白烟，集气瓶底部有黑色固体产生，瓶壁上有白色物质产生在集气瓶中加入适量蒸馏水，振荡、过滤 滤纸上留下黑色固体，滤液为无色溶液①为检验集气瓶瓶壁上白色物质的成分，取适量滤液于2支试管中，向一支试管中滴加1滴酚酞溶液，溶液变红；向第二支试管中滴加澄清石灰水，溶液变浑浊。据此推断，白色物质的主要成分是________(填序号)。A．Na2O　　 B．Na2O2C．NaOH　　 D．Na2CO3②为检验黑色固体的成分，将其与浓硫酸反应，生成的气体具有刺激性气味。据此推断黑色固体是________。③本实验中金属钠与二氧化碳反应的化学方程式为_____________________________。【答案】(1)饱和NaHCO3溶液、浓硫酸　产生气泡，球形干燥管内液面降低，低于固体后气泡消失　硫酸与碳酸钙反应生成微溶物硫酸钙，从溶液中析出后附着在碳酸钙表面，阻止碳酸钙继续与酸反应(2)①D　②碳(C)　③4Na＋3CO2C＋2Na2CO314．小苏打长期放置在空气中会变质(部分转变为Na2CO3)，某研究小组欲测定某小苏打样品中NaHCO3的质量分数，设计如下实验方案：Ⅰ.加热分解法利用图1装置，充分加热小苏打样品。(1)仪器a的名称为______。(2)在实验过程中，需要测量的实验数据：①仪器a的质量；②________________________________________________________；③____________________________________________________________。Ⅱ.测量气体体积法利用图2装置，测定反应生成气体的体积。(1)组装好仪器后，首先进行的操作为_________________________________________。(2)导管g的作用为_________________________________________________________。(3)为了减小实验误差，B、C中最好用________溶液代替水。(4)待反应结束，气体冷却至室温后，利用图示装置读取气体体积时，应注意的事项有：①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________。(5)若所取样品的质量为m g，反应前滴定管C的读数为V1 mL，反应结束后滴定管C的读数为V2 mL，则样品中NaHCO3和Na2CO3的物质的量之和为________(气体体积均已换算为标准状况下的体积)。【答案】Ⅰ.(1)坩埚　(2)②加热前，仪器a和样品的总质量③加热冷却后，仪器a和残留物的总质量Ⅱ.(1)检查装置气密性　(2)恒压并消除由于加入稀硫酸引起的气体体积误差　(3)饱和NaHCO3　(4)①读数时应上下移动C管，使B、C两管液面相平②视线与液面最低处相平　(5) mol【解析】Ⅱ.(4)①读数时上下移动C管，使B、C两管液面相平，减小由于压强不同引起的体积误差；②视线与液面最低处相平，减小由于读数引起的体积误差。(5)根据碳原子守恒，1 mol碳原子对应1 mol二氧化碳，二氧化碳的物质的量为 mol，所以样品中NaHCO3和Na2CO3的物质的量之和为 mol。