高考化学分类解析十五碱金属.docx

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高考化学分类解析十五碱金属

高考化学分类解析（十五）——碱金属

考点阐释

1.以钠为例，了解典型碱金属的物理和化学性质。

2.从原子的核外电子排布，理解ⅠA族元素（单质和化合物）的相似性和递变性。

3.以Na2O2为例，了解过氧化物的性质。

4.掌握钠的几种最重要的化合物（NaOH、Na2CO3、NaHCO3等）的性质和用途。

命题趋向与应试策略

（一）重视基础形成知识规律

1.钠及其化合物间的转化关系

（1）单质钠的化学性质

钠原子最外层只有一个电子，在反应中极易失去这个电子，所以单质钠具有强还原性，可与非金属单质（O2、X2、S等）反应，也可与水、酸、盐溶液和熔融的盐等反应。

在复习这些反应时注意以下几点：

①不同条件下钠与氧气（或空气）反应的现象、反应物的用量、产物的结构和稳定性不同；

②钠与水反应现象的原因解释；

③钠与水、酸、盐溶液的反应，实质上是钠原子与水或酸电离出的H＋的反应，所以H＋浓度不同，反应剧烈程度不同；

④金属活动顺序表中氢后面的金属阳离子的氧化性虽然强于H＋，但其反应速率远小于钠原子与H＋的反应速率，故金属钠投入盐溶液中首先是与水的反应；然后再分析NaOH是否与盐发生复分解反应。

如果是铝盐溶液，还要考虑钠与铝盐的量的问题，因过量的NaOH能溶解Al（OH）3；

⑤工业上利用钠作还原剂把钛、锆、铌、钽等金属从它们的熔融卤化物中还原出来，不能有水的参与；如：

4Na+TiCl4

4NaCl+Ti

（2）过氧化物与一般普通氧化物的不同

2.碱金属元素

（1）碱金属单质都是银白色固体，其熔沸点随原子序数增大而降低。

（2）碱金属单质具有强还原性，常温下极易与水发生置换反应。

（3）碱金属单质常保存在煤油中（锂则需要保存在石蜡中）。

（4）碱金属能发生焰色反应（钾呈紫色，钠呈黄色）。

（5）碱金属氧化物（M2O）都是可溶性碱性氧化物，具有其通性。

（6）碱金属过氧化物（M2O2）都具有漂白性。

（二）分析热点把握命题趋向

钠及其化合物（Na2O、Na2O2、NaOH、Na2CO3、NaHCO3）的性质是高考考查的核心内容。

其重点是：

①钠与水（盐溶液）的反应原理和现象。

②Na2O2与H2O、CO2反应的原理，会从电子转移角度来解释，注意反应前后的气体体积差和固体质量差在计算中的应用。

③NaOH为中学阶段最常用的碱性试剂，常跟酸、酸性氧化物、酸式盐反应，跟两性单质、两性氧化物、两性氢氧化物的反应，跟盐的反应和在有机反应（卤代烃、酯类水解）中的应用。

④Na2CO3和NaHCO3在与酸反应时的原理、快慢及消耗酸的量（或生成CO2的量）的大小比较。

特别是Na2CO3溶液与盐酸反应时，混合顺序不同，反应原理也不同。

高考题除在选择题中对这些知识直接考查外，还利用这些知识结合其他元素及化合物知识为载体，编制推断题、简答题和计算题。

以Na2O2与H2O（或CO2）反应，产生氧气设计综合实验，也是高考的热点。

碱金属是典型的活泼金属，其化合物一般为离子化合物，既要注意碱金属元素与卤素化合的典型性，与氧族元素化合的复杂性（能形成过氧化物、超氧化物、多硫化物等），又要注意还能与氢、氮等元素形成离子化合物，并且注意这些化合物的性质（如易水解），这也是无机信息题的一个很好的出题知识点，也是今后的一个命题方向。

本章知识与科学技术联系较多。

如碱金属元素在电光源、光电管、核技术和贵重金属冶炼方面的应用常常涉及到物理、生物等学科知识，是理科综合命题的内容载体；Na2CO3、NaOH、Na2O2等在日常生活和工农业生产中的应用等。

复习时要注意应用原理的分析，以提高学以致用的能力，从而提高学生思维素质。

［例题］最近，德国科学家实现了铷原子气体超流体态与绝缘态的可逆转换，该成果将在量子计算机研究方面带来重大突破。

已知铷是37号元素，质量数是85。

根据材料回答下列问题：

（1）铷37Rb位于周期表的第________周期、第________族。

（2）关于铷的结构和性质判断正确的是________。

①与水反应比钠剧烈②它的原子半径比纳小③它的氧化物暴露在空气中易吸收CO2④它的阳离子最外层电子数和镁相同⑤它是还原剂

A.①③④B.②③⑤C.②④D.①③⑤

（3）氢化铷与水反应可放出氢气，则下列叙述正确的是________。

A.氢化铷溶于水显酸性

B.氢化铷中氢离子被还原为氢气

C.氢化铷与水反应时，水是还原剂

D.氢化铷中氢离子最外层有两个电子

（4）现有铷和另一种碱金属形成的合金50g，当它与足量水反应时，放出标准状况下的氢气22.4L，这种碱金属可能是________。

A.LiB.NaC.KD.Cs

解析：

（1）由原子核外的电子排布规律可推知37Rb的原子结构示意图为

Rb应位于第五周期第ⅠA族。

（2）由Rb的原子结构示意图可知②④不正确；又因Na、Rb同主族，根据同主族元素的性质递变规律知，Rb的金属性比Na强，故①③⑤正确。

（3）由反应RbH+H2O===RbOH+H2↑可知：

水中氢元素的化合价由+1价降低为零价，水作氧化剂，而RbH中的氢元素的化合价升高，由－1价变为零价，RbH作还原剂，H－核外有两个电子，答案为D。

（4）设该合金的相对平均原子质量为M，则根据电子得失守恒可得：

因Ar（Rb）＞25，则另一种碱金属的相对原子质量应小于25，可能为Li或Na，答案为

A、B。

答案：

（1）五ⅠA

（2）D（3）D（4）AB

试题类编

（一）选择题

1.在烧杯中加水和苯（密度：

0.88g/cm3）各50mL。

将一小粒金属钠（密度：

0.97g/cm3）投入烧杯中。

观察到的现象可能是

A.钠在水层中反应并四处游动

B.钠停留在苯层中不发生反应

C.钠在苯的液面上反应并四处游动

D.钠在苯与水的界面处反应并可能作上、下跳动

2.将ag含NaOH样品溶解在bmL0.1mol·L－1的硫酸中，再加入cmL0.1mol·L－1的氢氧化钡溶液，反应后所得溶液恰好呈中性，则样品中NaOH的纯度是（NaOH相对分子质量为40）

A.［（b－c）/125a］×100%B.［（b－2c）/125a］×100%

C.［（b－c）/250a］×100%D.［（8b－8c）/a］×100%

3.碱金属与卤素所形成的化合物大都具有的性质是

①高沸点②能溶于水③水溶液能导电④低熔点⑤熔融状态不导电

A.①②③B.③④⑤C.①④⑤D.②③⑤

4.下列科学家中，为我国化学工业做出重大贡献的是

A.邓稼先B.李四光C.华罗庚D.侯德榜

5.用1L1.0mol·L－1NaOH溶液吸收0.8molCO2，所得溶液中的CO

和HCO

的浓度之比约是

A.1∶3B.1∶2C.2∶3D.3∶2

6.下列俗称表示同一物质的是

A.苏打、小苏打B.胆矾、绿矾

C.三硝酸甘油酯、硝化甘油D.纯碱、烧碱

7.已知酸性强弱顺序为H2CO3＞下列化学

方程式正确的是

8.某溶液含有较多的Na2SO4和少量的Fe2（SO4）3。

若用该溶液制取芒硝，可供选择的操作有：

①加适量H2SO4溶液，②加金属Na，③结晶，④加过量NaOH溶液，⑤加强热脱结晶水，⑥过滤。

正确的操作步骤是

A.②⑥③B.④⑥①③

C.④⑥③⑤D.②⑥①③⑤

9.在下列各物质中加入过量盐酸后，最终不产生沉淀或浑浊的是

A.偏铝酸钠溶液B.苯酚钠溶液

C.硅酸钠溶液D.硫代硫酸钠溶液

10.某溶液中有NH

、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.NH

B.Mg2＋C.Fe2＋D.Al3＋

11.某K2CO3样品中含有Na2CO3、KNO3和Ba（NO3）2三种杂质中的一种或二种。

现将13.8g样品加入足量水，样品全部溶解。

再加入过量的CaCl2溶液，得到9g沉淀。

对样品所含杂质的正确判断是

A.肯定有KNO3

B.肯定有KNO3，可能还含有Na2CO3

C.肯定没有Ba（NO3）2，可能有KNO3

D.肯定没有Na2CO3和Ba（NO3）2

12.下列灭火剂能用于扑灭金属钠着火的是

A.干冰灭火剂B.黄砂

C.干粉（含NaHCO3）灭火剂D.泡沫灭火剂

13.能从水溶液中还原6molH＋的是

A.2molFeB.6molOH－

C.6molI－D.6molLi

14.等体积等物质的量浓度的NaHCO3溶液和Ba（OH）2溶液混合，离子方程式正确的是

A.HCO

＋OH－===H2O＋CO

B.2HCO

＋Ba（OH）2===BaCO3↓＋2H2O＋CO

C.HCO

＋Ba2＋＋OH－===H2O＋BaCO3↓

D.2HCO

＋Ba2＋＋2OH－===BaCO3↓＋2H2O＋CO

15.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2.86g

C.等于2.86gD.大于2.86g

（二）笔答题

16.下图中A至F是化合物，G是单质

写出A、B、E、F的化学式

A________B________E________F________

17.铁路提速为鲜活水产品、新鲜水果和蔬菜的运输提供了有利条件。

在鲜活鱼的长途运输中，必须考虑以下几点：

水中需要保持适量的O2；及时除去鱼排出的CO2；防止细菌的大量繁殖。

现有两种在水中能起供氧灭菌作用的物质，其性能如下：

过氧化钠（Na2O2）：

易溶于水，与水反应生成NaOH和O2；

过氧化钙（CaO2）：

微溶于水，与水反应生成Ca（OH）2（微溶）和O2。

根据以上介绍，你认为运输鲜活水产品时应选择加入水中。

原因是。

在不通风场所，苹果会散发的气味，时间久了会腐烂；马铃薯块茎通过

呼吸产生乳酸。

铁路提速可减少鲜果和蔬菜在运输中的损耗。

18.某天然碱（纯净物）可看作由CO2和NaOH反应后的产物所组成。

称取天然碱样品四份，溶于水后，分别逐滴加入相同浓度的盐酸溶液30mL，产生CO2的体积（标准状况）如下表：

（1）由第Ⅰ组数据中的CO2体积与样品质量之比，可以推测用2.49g样品进行同样的实验时，产生CO2mL（标准状况）。

（2）另取3.32g天然碱样品于300℃加热分解至完全（300℃时Na2CO3不分解），产生CO2112mL（标准状况）和水0.45g，计算并确定该天然碱的化学式。

（3）已知Na2CO3和HCl（aq）的反应分下列两步进行：

Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3

NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O

由上表中第Ⅳ组数据可以确定所用的HCl（aq）的浓度为mol·L－1

（4）依据上表所列数据以及天然碱的化学式，讨论并确定上述实验中CO2（标准状况）体积V（mL）与样品质量Wg之间的关系式。

19.

（1）分别写出由氧在一定条件下生成下列物质的化学方程式（必须注明反应条件）。

①O3：

。

②Na2O2：

。

③Na2O：

。

（2）指出氧在下列各物质中的化合价：

O3________；Na2O2________；Na2O________。

（3）KO2能吸收CO2生成K2CO3和O2，故可用作特殊情况下的氧气源，试写出该反应的化学方程式。

（4）人体内O

对健康有害，使人过早衰老，但在催化剂SOD存在下可以发生如下反应，请完成该反应的离子方程式：

20.在1.00L1.00mol·L－1NaOH溶液中通入16.8L标准状况下的CO2，计算所得溶液中含有的NaHCO3和Na2CO3的物质的量分别为________。

21.现有一定量含有Na2O杂质的Na2O2试样，请从下图中选用适当的实验装置，设计一个最简单的实验，测定Na2O2试样的纯度（可供选用的反应物只有CaCO3固体、6mol·L－1盐酸和蒸馏水）。

请填写下列空白：

（1）写出在实验中Na2O2和Na2O分别发生反应的化学方程式。

（2）应选用的装置是（只要求写出图中装置的标号）。

（3）所选用装置的连接顺序应是（填各接口的字母，连接胶管省略）。

答案解析

（一）选择题

1.答案：

D

解析：

此题考查的面很广，首先是苯与水互不溶解，还有钠的密度处于苯和水之间，钠能与水中的氢反应而不与苯中的氢反应。

另外钠与水反应放出的氢气使钠在苯与水的界面处反应并可能作上、下跳动。

2.答案：

A

解析：

2n（H2SO4）=2n［Ba（OH）2］+

。

m（NaOH）=（

）×40。

NaOH的纯度=

×100%。

3.答案：

A

解析：

碱金属属于活泼的金属元素，卤素属于活泼的非金属元素，它们之间形成的大都是离子化合物，沸点较高、能溶于水，水溶液能导电。

4.答案：

D

解析：

此题考查了学生的化学史知识。

邓稼先是核物理学家，李四光为地质学家，华罗庚为数学家，只有侯德榜为化学家，是侯氏制碱法的发明人。

5.答案：

A

解析：

当两反应物的物质的量之比为1∶1时，产物为NaHCO3；为2∶1时，产物为Na2CO3；处于两比值之间时为两产物的混合物。

设Na2CO3的物质的量为x，NaHCO3的物质的量为y，则：

2x＋y＝1L×1.0mol·L－1x＋y＝0.8mol解得x∶y＝1∶3

6.答案：

C

解析：

本题主要考查中学教材中出现的常见物质的俗名。

可通过分类比较，熟记有关物质的俗名，如大苏打、苏打、小苏打分别为硫代硫酸钠、碳酸钠、碳酸氢钠；含有结晶水的某些硫酸盐统称为矾，CuSO4·5H2O称为胆矾，FeSO4·7H2O称为绿矾等。

7.答案：

BC

解析：

此题为新信息题。

学会新信息，并加以应用联系旧知识。

盐和酸生成新盐和新酸，

并且反应物中的酸的酸性强于生成物的酸的酸性。

酸性H2CO3＞，所以A、

B均可以发生反应。

酸性＞HCO

，所以C又可以反应。

A中

与Na2CO3继续反应；D与B相反，与NaHCO3不反应。

8.答案：

B

解析：

从实际出发，给出的操作②不可选。

因Na与水激烈反应，而在Fe2（SO4）3中一般要燃烧爆炸。

这样排除A、D选项。

由题意要制芒硝（Na2SO4·10H2O），带有结晶水。

而C选项中含操作⑤，这样得不到晶体故也不正确。

所以只有B选项合题意。

9.答案：

A

解析：

AlO

在HCl过量的情况下变成Al3＋，即NaAlO2+4HCl===NaCl+AlCl3＋2H2O为

无色透明溶液。

苯酚钠与过量盐酸反应+HCl

+NaCl，

其中常温下溶解度小，在水中以浊液形式存在。

Na2SiO3＋2HCl+H2O===

2NaCl+H4SiO4↓，H4SiO4为沉淀不溶于水。

Na2S2O3+2HCl===2NaCl+S↓+SO2↑+H2O，析出单质硫浅黄色沉淀。

10.答案：

AC

解析：

当向此溶液中加入过量NaOH溶液时，会生成AlO

、Mg（OH）2沉淀、Fe（OH）2沉淀和NH3·H2O。

当微热并搅拌时，NH3·H2O

NH3↑＋H2O，NH

会大量减少。

同时Fe（OH）2会变成Fe（OH）3，使Fe2＋大量减少。

当再加入过量盐酸时，AlO

会变成Al3＋，即AlO

＋4H＋===Al3＋＋2H2O，可见溶液中Al3＋没有减少。

同时Mg（OH）2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O，Mg2＋也没有减少。

11.答案：

AB

解析：

将13.8g样品加入足量的水，样品全溶解则样品中一定无Ba（NO3）2（因能与K2CO3生成沉淀）。

下面用中值法分析：

如13.8g是纯的K2CO3，则生成CaCO3沉淀应为10g，而现在得沉淀9g，则混进的杂质或不与CaCl2生成沉淀，或13.8g杂质与CaCl2作用生成的沉淀小于9g。

杂质中KNO3不与CaCl2生成沉淀，符合题意。

而13.8gNa2CO3与CaCl2混合生成沉淀为

×100g·mol－1＞9g不合理。

所以选项A正确。

但分析选项B，可能存在这样的情况，即混进很多的KNO3，而只混进少量的Na2CO3，这时也可以保证13.8g样品与CaCl2反应后只生成9g沉淀，故B也正确。

此题考查学生思维的严密性。

选项B很容易漏掉。

12.答案：

B

解析：

干冰为固体CO2，干粉灭火剂主要成分为NaHCO3，在Na燃烧时先分解生成CO2、水；而泡沫灭火剂主要成分为NaHCO3，Al2（SO4）3，使用时先混合反应，生成CO2，Al（OH）3胶状沉淀泡沫。

燃烧的钠可在CO2及水中继续燃烧，故A、C、D选项不合理，只能选B。

13.答案：

D

解析：

Fe+2H＋===H2↑＋Fe2＋，故2mol铁只能置换4molH＋；OH－，I－不能还原H＋；故选D。

14.答案：

C

解析：

直接按题的要求写出离子方程式即可。

但注意物质中阴、阳离子的配比。

（设各

1mol）Na＋＋HCO

＋Ba2＋＋2OH－===H2O＋BaCO3↓+Na＋＋OH－消去Na＋和1molOH－，对照选项即C正确。

15.答案：

D

解析：

饱和Na2CO3溶液中加入1.06g无水Na2CO3，有晶体析出，反应如下：

Na2CO3＋10H2O===Na2CO3·10H2O

106286

1.06g2.86g

由于原饱和溶液中溶剂量（水）减少，导致又析出晶体。

所以大于2.86g。

（二）笔答题

16.答案：

A.NaHCO3B.Na2CO3E.Na2O2F.NaOH

解析：

本题为一推断题，题目文字表述简洁明了，主要考查元素化合物间的相互转化关系和对知识进行归纳分析、综合比较判断的能力。

其解题方法思路是根据物质的分解规律，综合分析比较可知，化合物A受热分解可生成三种化合物，在中学常见的化合物范围内，A可能为某些酸式盐或碱式碳酸铜。

因A分解产生的两种化合物都能与化合物E反应产生单质G。

G可能为O2，E为Na2O2，然后进行推测验证，A为NaHCO3、B为Na2CO3、F为NaOH。

17.答案：

过氧化钙（或CaO2）Na2O2与水反应激烈，生成NaOH溶液的碱性太强（或CaO2在水中逐步溶解，与水缓慢反应不断提供O2）酒精无氧

解析：

此题综合性较强，综合考查了无机化学、有机化学和生物学知识。

审题时要明确题目从生物学角度的三个要求：

缓慢持续供O2、除CO2和消毒。

按三个要求选化学物质；在无氧的条件下，苹果中的葡萄糖会分解为酒精和CO2，马铃薯中的葡萄糖会分解为乳酸。

18.答案：

（1）504

（2）2Na2CO3·NaHCO3·2H2O（3）2.5

（4）0＜W≤4.98V（CO2）＝202.4W（mL）

4.98＜W≤12.45V（CO2）＝1680－134.9W（mL）

12.45≤WV（CO2）＝0

解析：

这是一个和同学们平时解“NaHCO3和Na2CO3混合物与盐酸反应一类计算题”不太相同的大型计算题。

首先Na2CO3、NaHCO3和H2O以复合物即纯净物的形态出现。

其次盐酸是逐滴加入，先与复合物中Na2CO3反应，当Na2CO3全部转化为NaHCO3，再滴入HCl才有CO2放出。

第三，天然碱样品受热分解时产生的CO2和H2O的物质的量不同：

n（CO2）=

=0.005mol,n（H2O）=

=0.025mol。

由此知天然碱样品中含H2O。

最后，在讨论CO2体积V与样品质量W的关系时，需分段。

由计算出的盐酸浓度去算样品如完全反应放出CO2质量为4.98g；如样品无CO2放出，只是Na2CO3转换为NaHCO3则30mL盐酸可以和12.45g样品反应。

这样分段讨论可以分为下面三个过程：

0＜W＜4.98；4.98≤W≤12.45；12.45≤W。

（1）672mL×2.49g／3.32g＝504mL

（2）由题意可知，天然碱的主要成分为：

Na2CO3和NaHCO3，再由分解反应的方程式可得：

n（NaHCO3）＝2n（CO2）＝2×112mL／22400mL·mol－1＝0.01mol

n（Na2CO3）＝672mL／22400mL·mol－1－0.01mol＝0.02mol

n（H2O）＝（0.45g－18g·mol－1×112mL／22400mL·mol－1）／18g·mol－1＝0.02mol

天然碱为：

2Na2CO3·NaHCO3·2H2O

（3）由表中数据可以看出，第Ⅳ组中天然碱过量，因7.47g/3.32g＝2.25倍，则7.74g中含Na2CO3的物质的量为：

0.02mol×2.25＝0.045mol

盐酸的浓度为：

（0.045mol＋672mL／22400mL·mol－1）/0.03L＝2.5mol·L－1

（4）当盐酸与天然碱恰好完全反应生成CO2时，天然碱2Na2CO3·NaHCO3·2H2O的摩尔质量为332g·mol－1，每mol天然碱消耗盐酸5mol，则样品质量为：

（0.03L×2.5mol·L－1×332g·mol－1）／5mol＝4.98g；当样品过量，Na2CO3恰好转化为NaHCO3而没有生成CO2时，样品质量为：

（0.03L×2.5mol·L－1×332g·mol－1）／2＝12.45g。

然后在0＜W≤4.98、4.98＜W≤12.45、12.45≤W三个区间讨论计算即可。

19.答案：

（1）①3O2

2O3②2Na＋O2

Na2O2③4Na＋O2

2Na2O

（2）0－1－2（3）4KO2＋2CO2===2K2CO3＋3O2

（4）2212OH－

解析：

这是一道考查钠及其化合物性质和化学方程式书写及方程式配平的综合题，题目难度不算太大，但对学生能力要求较高，对Na2O2和Na2O的形成条件要熟练掌握。

Na2O2中氧的化合价要清楚。

对第（4）问方程式配平可依据原子守恒和电荷守恒来配平。

20.答案：

Na2CO3：

0.250molNaHCO3：

0.500mol

解析：

通入CO2的物质的量＝16.8L／22.4L·mol－1＝0.750mol

溶液中NaOH物质的量＝1.00L×1.00mol·L－1＝1.00mol

根据2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O

该反应中CO2过量：

0.750mol－1.00mol／2＝0.250mol

生成的Na2CO3为1.00mol／2＝0.5mol

Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3

反应中Na2CO3过量，生成的NaHCO3为n（反应的CO2）×2＝0.500mol

溶液中剩余的Na2CO3为0.500mol－0.250mol＝0.250mol

21.答案：

（1）2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑;Na2O+H2O===2NaOH

（2）⑤①④

（3）（G）接（A）、（B）接（F）

解析：

Na2O2可以跟水反应生成NaOH和O2，Na2O和水反应生成NaOH，Na2O2跟CO2反应生成Na2CO3和O2，Na2O跟CO2反应生成Na2CO3。

因此选用这两个反应中的任一个，都可以通过测量产