精选备战高考化学易错题专题复习钠及其化合物含答案.docx
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精选备战高考化学易错题专题复习钠及其化合物含答案
精选备战高考化学易错题专题复习钠及其化合物含答案
一、高中化学钠及其化合物
1．2019年诺贝尔化学奖颁给了日本吉野彰等三人，以表彰他们对锂离子电池研发的卓越贡献。
（1）自然界中主要的锂矿物为锂辉石、锂云母、透锂长石和磷锂铝石等。
为鉴定某矿石中是否含有锂元素，可以采用焰色反应来进行鉴定，当观察到火焰呈________，可以认为存在锂元素。
A．紫红色B．紫色C．黄色
（2）工业中利用锂辉石（主要成分为LiAlSi2O6，还含有FeO、CaO、MgO等）制备钴酸锂（LiCoO2）的流程如下：
已知：
部分金属氢氧化物的pKsp（pKsp=- lgKsp）的柱状图如图1。
回答下列问题：
①锂辉石的主要成分为LiAlSi2O6，其氧化物的形式为________。
②为提高“酸化焙烧”效率，常采取的措施是________。
③向“浸出液”中加入CaCO3，其目的是除去“酸化焙烧”中过量的硫酸，控制pH使Fe3+、A13+完全沉淀，则pH至少为_______。
（保留到小数点后一位。
已知：
完全沉淀后离子浓度低于1×l0-5）mol/L）
④常温下，已知Ksp[Mg（OH）2]=3.2×10-11mol/L，Ksp[Fe（OH）3]=2.7×10﹣39，若将足量的Mg（OH）2和Fe（OH）3分别投入水中均得到其相应的悬浊液，所得溶液中金属阳离子的浓度分别为____________mol/L、__________mol/L。
⑤“沉锂”过程所获得的“母液”中仍含有大量的Li+，可将其加入到“___________”步骤中。
⑥Li2CO3与Co3O4在敞口容器中高温下焙烧生成钴酸锂的化学方程式为__________
（3）利用锂离子能在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性，开发出石墨烯电池，电池反应式为LiCoO2+C6
LixC6+Li1-xCoO2，其工作原理如图2。
下列关于该电池的说法正确的是___________（填字母）。
A．电池反应式中过程1为放电过程
B．该电池若用隔膜可选用质子交换膜
C．石墨烯电池的优点是提高电池的储锂容量进而提高能量密度
D．充电时，LiCoO2极发生的电极反应为LiCoO2-xe-=xLi++Li1-xCoO2
E．对废旧的该电池进行“放电处理”让Li+嵌入石墨烯中而有利于回收
【答案】ALi2O·Al2O3·4SiO2将矿石细磨（搅拌、升高温度或其他合理答案）4.72×10-41×10-10净化6Li2CO3+4Co3O4+O2
12LiCoO2+6CO2CD
【解析】
【分析】
（1）焰色反应常用来检测金属元素，钠元素的焰色为黄色，钾元素的焰色为紫色，利用排除法可以选择出锂元素的焰色；
（2）①根据硅酸盐改写成氧化物形式的方法进行改写；
②流程题目中为提高原料酸浸效率，一般采用的方法有：
减小原料粒径或粉碎、适当増加酸溶液浓度、适当升高温度、搅拌、多次浸取等；
③根据柱状图分析可知，Al（OH）3的Ksp大于Fe（OH）3的，那么使Al3+完全沉定pH大于Fe3+的，应用Ksp（Al（OH）3）＝1×10-33进行计算；
④根据沉淀溶解平衡和溶度积常数进行计算；
⑤“沉锂”过程所获得的母液中仍含有大量的Li+，需要从中2次提取，应回到“净化”步骤中循环利用；
⑥Li2CO3与Co3O4在敞口容器中反应生成LiCoO2时Co元素的化合价升高，因此推断空气中O2参与反应氧化Co元素；
（3）根据电池反应式为LiCoO2+C6
LixC6+Li1-xCoO2进行相关分析与判断。
【详解】
（1）焰色反应常用来检测金属元素，钠元素的焰色为黄色，钾元素的焰色为紫色，利用排除法可以选择出锂元素的焰色为紫红色，故答案为：
A；
（2）①硅酸盐改写成氧化物形式的方法如下：
a．氧化物的书写顺序：
活金属氧化物
较活波金属氧化物
二氧化硅
水；b．各元素的化合价保持不変，且满足化合价代数和为零，各元素原子个数比符合原来的组成；c．当计量数配置出现分数时应化为整数；锂石的主要成分为LiAlSi2O6，根据方法，其氧化物的形式为Li2O·Al2O3·4SiO2，故答案为：
Li2O·Al2O3·4SiO2；
②流程题目中为提高原料酸浸效率，一般采用的方法有：
减小原料粒径或粉碎、适当増加酸溶液浓度、适当升高温度、搅拌、多次浸取等；本题中为“酸化焙烧”，硫酸的浓度已经最大，因此合理的措施为将矿石细磨、搅拌、升高温度等，故答案为：
将矿石细磨（搅拌、升高温度或其他合理答案）；
③根据柱状图分析可知，Al（OH）3的Ksp大于Fe（OH）3的，那么使Al3+完全沉定pH大于Fe3+的，Ksp（Al（OH）3）＝1×10-33，c（OH-）=
=
=1×10-9.3mol/L，c（H+）＝1×10-4.7mol/L，pH＝4.7，即pH至少为4.7，故答案为：
4.7；
④将足量的Mg（OH）2和Fe（OH）3分别投入水中均得到其相应的悬浊液，即为饱和溶液，溶液中离子浓度满足沉淀溶解平衡方程式中化学计量数得关系，所以Mg（OH）2悬浊液中c（Mg2+）=
，c（OH-）=2c（Mg2+）,则c（Mg2+）=
=
=2×10-4mol/L；Fe（OH）3中c（Fe3+）=
，c（OH-）=3c（Fe3+），则c（Fe3+）=
=
=1×10-10mol/L；故答案为：
2×10-4；1×10-10；
⑤“沉锂”过程所获得的母液中仍含有大量的Li+，需要从中2次提取，应回到“净化”步骤中循环利用，故答案为：
净化；
⑥Li2CO3与Co3O4在敞口容器中反应生成LiCoO2时Co元素的化合价升高，因此推断空气中O2参与反应氧化Co元素，化学方程式为6Li2CO3+4Co3O4+O2
12LiCoO2+6CO2，故答案为：
6Li2CO3+4Co3O4+O2
12LiCoO2+6CO2；
（3）A．电池反应式为LiCoO2+C6
LixC6+Li1-xCoO2，由此可知，放电时，负极电极反应式为以LixC6-xe-＝xLi++C6，正极电极反应式为Li1-xCoO2+xLi++xe-＝LiCoO2，石墨电极为放电时的负极，充电时的阴极，过程1为Li+向石墨电极移动，因此为充电过程，A错误；
B．该电池是利用锂离子能在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性而制作，因此隔膜不能选择质子交换膜，B错误；
C．石墨烯电池利用的是Li元素的得失电子，因此其优点是在提高电池的储锂容量的基础上提高了能量密度，C正确；
D．充电时，LiCoO2极为阳极，将放电时的正极电极式逆写即可得，即LiCoO2极发生的电极反应为LiCoO2-xe-=xLi++Li1-xCoO2，D正确；
E．对废旧的该电池进行“放电处理”让Li+嵌入LiCoO2中才有利于回收，E错误；
故答案为：
CD。
2．2019年诺贝尔化学奖授予在开发锂离子电池方面做出卓越贡献的三位化学家。
锂离子电池的广泛应用使锂的需求量大增，自然界中主要的锂矿物为锂辉石、锂云母、透锂长石和磷锂铝石等。
（1）i.为鉴定某矿石中是否含有锂元素，可以采用焰色反应来进行鉴定，当观察到火焰呈_______，可以认为存在锂元素。
A．紫红色B．绿色C．黄色D．紫色（需透过蓝色钴玻璃）
ii锂离子电池的广泛应用同样也要求处理电池废料以节约资源、保护环境。
采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片（由Al箔、LiFePO4活性材料、少量不溶于酸碱的导电剂组成）中的资源，部分流程如图：
查阅资料，部分物质的溶解度（s），单位g，如下表所示：
（2）将回收的废旧锂离子电池进行预放电、拆分破碎、热处理等预处理，筛分后获得正极片。
下列分析你认为合理的是___。
A．废旧锂离子电池在处理之前需要进行彻底放电，否则在后续处理中，残余的能量会集中释放，可能会造成安全隐患。
B．预放电时电池中的锂离子移向负极，不利于提高正极片中锂元素的回收率。
C．热处理过程可以除去废旧锂离子电池中的难溶有机物、碳粉等。
（3）工业上为了最终获得一种常用金属，向碱溶一步所得滤液中加入一定量硫酸，请写出此时硫酸参与反应的所有离子方程式____________
（4）有人提出在―酸浸时，用H2O2代替HNO3效果会更好。
请写出用双氧水代替硝酸时主要反应的化学方程式__________________
（5）若滤液②中c（Li+）=4mol/L加入等体积的Na2CO3后，沉淀中的Li元素占原Li元素总量的95.5%，计算滤液③中c（CO32-）___________。
（Ksp（LiCO）=1.62×10－3）
（6）综合考虑，最后流程中对―滤渣③‖洗涤时，常选用下列________（填字母）洗涤。
A．热水B．冷水C．酒精
原因是_______________________
（7）工业上将回收的Li2CO3和滤渣②中FePO4粉碎与足量炭黑混合高温灼烧再生制备LiFePO4，实现了物质的循环利用，更好的节省了资源，保护了环境。
请写出反应的化学方程式：
___________________________。
【答案】AACH++OH-=H2O、H++AlO2-+H2O=Al（OH）3↓2LiFePO4+H2O2+4H2SO4=Li2SO4+Fe2（SO4）3+2H2O+2H3PO40.2mol/LA碳酸锂的溶解度随温度的升高而减小，用热水洗涤会减少沉淀的溶解，同时热水成本比酒精低Li2CO3+2FePO4+2C=2LiFePO4+3CO
【解析】
【分析】
废旧电池正极片（磷酸亚铁锂、炭黑和铝箔等）放电拆解后加入氢氧化钠溶液碱浸，过滤得到滤液中偏铝酸钠溶液，滤渣酸浸过滤得到炭黑和硫酸锂、硫酸亚铁的溶液，加入硫酸、硝酸氧化亚铁滤渣生成铁离子，调节溶液pH生成磷酸铁沉淀，过滤后的滤液中加入碳酸钠沉淀锂离子生成碳酸锂，经过滤、洗涤、干燥等操作得到碳酸锂，以此解答该题。
（1）根据锂的焰色反应回答；
（2）将回收的废旧锂离子电池进行预放电，
A．从锂的性质分析；
B．放电是原电池，从离子的移动方向考虑；
C．从有机物与碳的性质分析；
（3）碱溶一步所得滤液中含有偏铝酸钠和氢氧化钠，加入硫酸，首先发生的是酸碱中和，然后是偏铝酸根与氢离子的反应；
（4）LiFePO4在硫酸和过氧化氢同时存在的条件下生成Li2SO4，Fe2（SO4）3，2H2O和2H3PO4，从环保和价格的角度分析；
（5）利用溶度积进行计算；
（6）碳酸锂的溶解度随温度的变化分析；
（7）根据题目所给信息写出化学方程式；
【详解】
（1）根据焰色反应原理，锂矿石含有锂元素，锂的焰色反应为紫红色；
（2）A．废旧锂离子电池在处理之前需要进行彻底放电，由于锂是很活泼的金属，容易和氧气，水蒸气发生反应，可能会造成安全隐患，故A正确；
B．放电时，阳离子移向正极，故放电时电池中的锂离子移向正极，故B错误；
C．难溶有机物的沸点一般较低，碳粉也可以被氧化，通过热处理可以除去有机物和碳粉，故C正确；
（3）向碱溶一步所得滤液中加入一定量硫酸，先发生酸碱中和，向偏铝酸钠溶液中加入酸，由于要得到金属，酸的量必须控制，故离子反应为：
H++OH-=H2O，H++AlO2-+H2O=Al（OH）3↓；
（4）H2O2和HNO3都具有强氧化性，由于硝酸见光分解，成本较高，故可以利用过氧化氢代替硝酸，过氧化氢被还原的产物是水，对环境没有污染，化学方程式为2LiFePO4+H2O2+4H2SO4=Li2SO4+Fe2（SO4）3+2H2O+2H3PO4；
（5）碳酸锂是沉淀，存在难溶电解质的溶解平衡，设两溶液体积为V，滤液②中c（Li+）=4mol/L，沉淀中的Li元素占原Li元素总量的95.5%，则沉淀后溶液中锂离子的浓度为
=0.09mol/L，故Ksp（Li2CO3）=c（Li+）2c（CO32-），故c（CO3）=
=
=0.2mol/L；
（6）碳酸锂的溶解度随温度的升高而减小，用热水洗涤会减少沉淀的溶解，同时热水成本比酒精低；
（7）工业上将回收的Li2CO3和滤渣②中FePO4粉碎与足量炭黑混合高温灼烧再生制备LiFePO4，反应方程式为Li2CO3+2FePO4+2C=2LiFePO4+3CO。
3．欲测定含少量氯化钠的小苏打固态样品中NaHCO3的质量分数可用以下四种方法。
方法一：
方法二：
方法三：
方法四：
不使用化学试剂,使用实验室常用仪器。
按要求回答下列问题:
（1）方法一:
加入足量的试剂A是___________（填写A的化学式）,可将HCO3-转化为沉淀并称重。
操作1、2、3、4的名称依次是溶解、____、洗涤和干燥（烘干）;
（2）方法二:
在操作1中所用到的玻璃仪器中,除了烧杯、玻璃棒、胶头滴管外,还需要用到的是__________,应选择甲基橙作指示剂;
（3）在方法二中计算该样品中NaHCO3的质量分数为_____________;
（4）在方法三中,根据所用的实验装置,除了称量样品质量外,还需测定的实验数据是_____________________;
（5）仔细分析方法三中的实验装置,若由此测得的数据来计算实验结果,则有可能偏高也有可能偏低,偏高的原因可能是_________,偏低的原因可能是__________（均文字简述）;
（6）方法四的实验原理是________________（用化学方程式表示）。
【答案】Ca（OH）2或Ba（OH）2过滤100mL容量瓶0.042V/m×100%装有碱石灰的干燥管在实验前后的质量碱石灰可能还会吸收空气中的水蒸气和CO2气体装置内会留存部分CO2气体2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2↑
【解析】
【分析】
方法一：
（图甲）固态样品加试剂A使碳酸氢跟生成沉淀，再经过过滤、洗涤、干燥称量沉淀的质量，从而根据碳守恒计算碳酸氢钠的质量，进而计算质量分数；
方法二：
（图乙）固态样品加水溶解成100ml溶液，取20ml加指示剂，用标准盐酸进行滴定，从而计算出碳酸氢钠的质量分数；
方法三：
（图丙）固态样品加稀硫酸充分溶解，再经过浓硫酸干燥，用碱石灰吸收生成的二氧化碳气体，根据二氧化碳的质量计算碳酸氢钠的质量，进而计算质量分数；
方法四：
不用其他化学试剂，就只能是碳酸氢钠的受热分解了，利用固体反应前后的质量差，计算碳酸氢钠的质量分数。
【详解】
（1）与HCO3-反应钠产生沉淀的试剂有Ca（OH）2或Ba（OH）2；操作1、2、3、4的名称依次是溶解、过滤、洗涤、干燥；
（2）方法二操作1的步骤是溶解、转移、洗涤、定容、摇匀，用到的仪器有玻璃棒、烧杯、量筒、胶头滴管、100mL容量瓶，还需100mL的容量瓶；
（3）由所用盐酸的体积可计算出20mL的待测液中碳酸氢钠的物质的量，原液是待测液的5倍，所以，样品中NaHCO3的质量分数为V（HCl）×10-3×0．100×5×84/m×100%=
；
（4）方法三利用产生二氧化碳的质量来计算碳酸氢钠的质量分数，所用需要称量装有碱石灰的干燥管在实验前后的质量；
（5）偏高的原因是碱石灰还会吸收空气中的二氧化碳和水使质量增大；偏低的原因是装置中会有残留的二氧化碳未被吸收；
（6）不用其他化学试剂，就只能是碳酸氢钠的受热分解了，利用固体反应前后的质量差，计算碳酸氢钠的质量分数，化学方程式是2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2↑。
4．（Ⅰ）现有一包固体粉末，其中可能含有如下五种物质：
、
、
、
、
。
已知
难溶于水，
溶液呈蓝色。
现进行如下实验：
①溶于水得无色溶液；②向溶液中加入
溶液生成白色沉淀，再加盐酸时沉淀消失。
根据上述实验现象推断：
（1）一定不存在的物质是（填写化学式）_________________________；
（2）一定存在的物质是（填写化学式）_________________________；
（3）可能存在的物质是（填写化学式）_________________________；
（4）检验可能存在的物质所用试剂名称为：
_________________________；
（Ⅱ）（5）钠是活泼的碱金属元素，钠及其化合物在生产和生活中有广泛的应用。
钠钾合金可在核反应堆中用作热交换液。
钠钾合金溶于
水生成
氢气。
确定该钠-钾合金的组成（用
的形式表示）：
__________；如果所得溶液的体积仍为
，则
溶液的物质的量浓度为___________________。
【答案】CaCO3、Na2SO4、CuSO4Na2CO3NaCl稀硝酸、硝酸银溶液NaK20.2mol/L
【解析】
【分析】
（Ⅰ）由①溶于水得无色溶液，可知一定不含CuSO4、CaCO3；由②向溶液中加入BaCl2溶液生成白色沉淀，再加盐酸时沉淀消失，可知白色沉淀为碳酸钡，则一定含Na2CO3，不含Na2SO4，不能确定是否含NaCl，以此来解答；（II）根据发生反应：
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑、2K+2H2O=2KOH+H2↑，根据氢气体积、金属质量列方程计算Na、K物质的量；根据
计算可得。
【详解】
由①溶于水得无色溶液，可知一定不含CuSO4、CaCO3；由②向溶液中加入BaCl2溶液生成白色沉淀，再加盐酸时沉淀消失，可知白色沉淀为碳酸钡，则一定含Na2CO3，不含Na2SO4，不能确定是否含NaCl；
（1）一定不存在的物质是CaCO3、Na2SO4、CuSO4，故答案为：
CaCO3、Na2SO4、CuSO4；
（2）一定存在的物质是Na2CO3，故答案为：
Na2CO3；
（3）可能存在的物质是NaCl，故答案为：
NaCl：
（4）由氯离子的检验方法可知，检验可能存在的物质所用试剂为稀硝酸、硝酸银溶液，故答案为：
稀硝酸、硝酸银溶液。
（5）设钠、钾的物质的量分别为amol、bmol，则
0.5a+0.5b=0.15，23a+39b=10.1，计算可得：
a=0.10，b=0.20，n（Na）：
n（K）=1：
2，该钠-钾合金化学式为NaK2，c（NaOH）=
，故答案为：
NaK2；0.2mol/L。
5．向200mL某物质的量浓度的NaOH溶液中缓慢通入一定量的CO2，充分反应，测得最后溶液的pH>7。
（1）此时溶液的溶质如果是单一成分，可能是___；如果是多种成分，可能是___。
（2）在上述所得溶液中，逐滴缓慢滴加2mol·L-1的盐酸，所得气体（不考虑溶解于水）的体积与所加盐酸的体积关系如图所示：
①加入盐酸200mL之前，无气体产生，写出OA段发生反应的离子方程式___。
②B点时，反应所得溶液中溶质的物质的量浓度是__（溶液体积的变化忽略不计）。
（3）将标准状况下的2.24LCO2通入150mL1mol·L-1NaOH溶液中，c（HCO3-）与c（CO32-）的关系是___。
【答案】Na2CO3或NaHCO3NaOH和Na2CO3或Na2CO3和NaHCO3OH−+H+═H2O、CO32−+H+═HCO3−1.2mol/Lc（HCO3−）>c（CO32−）
【解析】
【详解】
（1）CO2与NaOH反应可生成Na2CO3或NaHCO3，二者溶液都呈碱性，则如果是单一成分，可能是Na2CO3或NaHCO3，如果是多种成分，若1<
<2，溶质是NaHCO3、Na2CO3，若
>2，溶质是Na2CO3、NaOH，故答案为：
Na2CO3或NaHCO3；NaOH和Na2CO3或Na2CO3和NaHCO3；
（2）①加入盐酸200mL时开始生成气体，当加入盐酸300mL时不再产生气体，A→B段发生NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑，而O−A段消耗的盐酸为A→B的二倍，应为NaOH和Na2CO3的混合物，都可与盐酸反应，反应的离子方程式分别为：
OH−+H+═H2O、CO32−+H+═HCO3−，故答案为：
OH−+H+═H2O、CO32−+H+═HCO3−；
②B点时，反应所得溶液中溶质为NaCl，由盐酸的物质的量可知为0.3L×2mol/L=0.6mol，则的物质的量浓度是
=1.2mol/L，故答案为：
1.2mol/L；
（3）标准状况下，2.24LCO2的物质的量为：
，150mL1mol/LNaOH溶液中含0.15molNaOH，二者发生反应2CO2+3NaOH=Na2CO3+NaHCO3+H2O，生成等浓度的Na2CO3、NaHCO3，HCO3−、CO32−部分水解，由于CO32−水解程度大于HCO3−，则c（HCO3−）>c（CO32−），故答案为：
则c（HCO3−）>c（CO32−）。
【点睛】
本题易错点在于（3），通过计算分析溶液中溶质组成，但不能忽略溶液中存在的水解反应，根据水解程度比较离子浓度。
6．现有下列几种物质：
①盐酸；②Na2O；③Na2O2；④Al（OH）3；⑤Na2CO3；⑥H2O；⑦CO2；⑧乙醇；⑨Cu；⑩NaOH溶液。
（1）其中属于电解质的有___________（填写序号，下同），属于碱性氧化物的有_______。
（2）④与⑩反应的离子方程式为______________________________________。
（3）Na2O2因能发生下列反应被用作供氧剂：
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2，该反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为：
______。
（4）如用超氧化钾（KO2）作供氧剂，写出它和CO2反应的化学方程式，并标出电子转移的方向和数目______________________________________________________。
【答案】②③④⑤⑥②Al（OH）3+OH－=AlO2－+2H2O1:
1
或
【解析】
【分析】
（1）①盐酸为混合物，不属于电解质；
②Na2O为离子化合物，属于电解质、碱性氧化物；
③Na2O2为离子化合物，属于电解质，过氧化物；
④Al（OH）3为离子化合物，属于电解质；
⑤Na2CO3为离子化合物，属于电解质；
⑥H2O属于电解质、氧化物；
⑦CO2不属于电解质，为氧化物；
⑧乙醇属于非电解质；
⑨Cu为单质，不属于电解质；
⑩NaOH溶液为混合物，不属于电解质；
（2）NaOH与氢氧化铝反应生成偏铝酸钠和水；
（3）过氧化钠中部分氧原子化合价升高为0价，部分降低为-2价，则过氧化钠既是氧化剂，又是还原剂，且物质的量之比为1：
1；
（4）超氧化钾（KO2）中O2-平均价态为-0.5价，部分氧原子化合价升高为0价，部分降低为-2价，则升高的氧原子数目为降低氧原子数目的3倍。
【详解】
（1）①盐酸为混合物，不属于电解质；
②Na2O为离子化合物，属于电解质、碱性氧化物；
③Na2O2为离子化合物，属于电解质，过氧化物；
④Al（OH）3为离子化合物，属于电解质；
⑤Na2CO3为离子化合物，属于电解质；
⑥H2O属于电解质、氧化物；
⑦CO2不属于电解质，为氧化物；
⑧乙醇属于非电解质；
⑨Cu为单质，不属于电解质；
⑩NaOH溶液为混合物，不属于电解质；
综上所述，属于电解质的为②③④⑤⑥；碱性氧化物的为②；
（2）NaOH与氢氧化铝反应生成偏铝酸钠和水，离子方程式为Al（OH）3+OH－=AlO2－+2H2O；
（3）过氧化钠中部分氧原子化合价升高为0价，部分降低为-2价，则过氧化钠既是氧化剂，又是还原剂
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