碱金属·典型例题VIP专享VIP免费

碱金属·典型例题能力素质例1已知相对原子质量：Li6.9，Na23，K39，Rb85。今有某碱金属M及其氧化物M2O组成的混合物10.8g，加足量水充分反应后，溶液经蒸发和干燥得固体16g，据此可确定碱金属M是[]A．LiB．NaC．KD．Rb解析设M的相对原子质量为A，当设混合物全是碱金属或全是碱金属氧化物时有如下关系：2M＋2H2O＝2MOH＋H2↑10.8g→10.8×[(A＋17)/A]gM2O＋H2O＝2MOH10.8g→10.8×[2(A＋17)/(2A＋16)]g但实际上该混合物中碱金属及其氧化物都存在，则可建立不等式：[10.8×(A＋17)/A]＞16＞[10.8×(A＋17)]/(A＋8)解得：35.3＞A＞10.7从碱金属的相对原子质量可知该碱金属只能是钠。答案B点击思维例2为了测定某种碱金属的相对原子质量，有人设计了如图所示的实验装置。该装置(包括足量的水)的总质量为ag。将质量为bg的某碱金属单质放入水中，立即塞紧瓶塞。完全反应后再称量此装置的总质量为cg。(1)列出计算该碱金属相对原子质量的数学表达式；(2)无水氯化钙的作用是什么？如果不用CaCl2，测定的碱金属相对原子质量比实际值偏大还是偏小？说明理由。解析本题测定未知碱金属的相对原子质量，所依据的化学反应原理是：2M＋2H2O＝2MOH＋H2↑只要通过实验，取得一定质量(题设bg)的碱金属和足量的水反应产生的H2的质量，即可根据化学方程式的计算求得碱金属的相对原子质量。(1)依题设实验数据，bg碱金属与足量水反应产生H2的质量为(a＋b－c)g。设所求碱金属的相对原子质量为x则＋＝＋↑＋－2M2HO2MOHH2x2bg(abc)g22有2x/2＝b/(a＋b－c)解得x＝b/(a＋b－c)(2)无水氯化钙吸收水蒸气。若不用CaCl2，则使测定值较实际值偏小。讨论上述表达式，不难知道，若装置内的水蒸气外逸(反应放热，更容易使产生的水蒸气被H2带走)，则c值减少，a＋b－c值增大，分式的分母增大，分数值即减小。小结还可以另想其他方法进行测定实验。譬如，若获得一定质量的碱金属与水反应所得MOH的质量，本题亦可完成。例3在120℃时，将气体A3.88g通过足量的Na2O2，放出O2，充分反应后固体的质量增加2.28g，试通过计算判断气体A的组成及各成分的质量。解析120℃能和Na2O2反应放出O2的气体有可能是CO2和H2O，因此首先判断A是什么物质？可采用极端假设法解：如果A都是H2O，设其质量为x1，2HO2NaO4NaOHOm218324x2.28gx20.52g3.88g22221＋＝＋Δ×＝＞故假设不成立如果A都是CO2，设其质量为y12CO2NaO2NaCOOm883256y2.28gy3.58g3.88g2222321＋＝＋Δ＝＜故假设不成立所以A应为CO2和H2O的混合物设H2O的质量为xg，CO2的质量为yg，则xy3.88g4x/(218)(56y/88)2.28gx0.36gy3.52g＋＝×＋＝＝＝学科渗透例4碱金属(如锂、钠、钾、铷等)溶于汞中形成良好的还原剂“汞齐”。取某种碱金属的汞齐7g，与足量水作用得到0.2g氢气，并得到密度为ρg·cm-3的溶液1L，则溶液中溶质的质量分数可能是[]A．(0.8/ρ)%B．(0.48/ρ)%C．(0.32/ρ)%D．(0.7/ρ)%解析汞不能与水反应，碱金属(M)与水反应的化学方程式为：2M＋2H2O＝2MOH＋H2↑设M的相对原子质量为x，则2M2HO2MOHH2x27g0.2g2x/27g/0.2gx3522＋＝＋↑＝得＝由于Hg的相对原子质量大于35，所以碱金属的相对原子质量一定小于35。相对原子质量小于35的碱金属只有Li和Na，所以本题中碱金属可能为Li或Na。若为Li，设LiOH的质量为y2Li2HO2LiOHH2(6.917)2y0.2g[2(6.917)]2y0.2y4.8g22＋＝＋↑×＋×＋／＝／得＝[4.8g/(1000cm3×ρg·cm-3)]×100%＝(0.48／ρ)%若为Na，用上述的方法可求得生成的NaOH溶液中NaOH的质量分数为(0.8/ρ)%。答案A、B例5(1993年全国)将70g过氧化钠和氧化钠的混合物跟98g水充分反应后，所得氢氧化钠溶液中溶质的质量分数为50%。试分别写出过氧化钠和氧化钠跟水反应的化学方程式，并计算原混合物中过氧化钠和氧化钠的质量各多少克。解析发生的反应有：Na2O＋H2O＝2NaOH2Na2O2＋2H2O＝4NaOH＋O2↑设混合物中Na2O2、Na2O的质量分别为x、y，由化学方程式分别解出生成的NaOH的质量和放出的O2质量。2NaO2HO4NaOHO27844032x(440x)/(278)32x/(278)NaOHO2NaOH62240y(240y)/62222222＋＝＋↑×××××＋＝××溶液的总质量为：70g＋98g－[32x(2×78)]由上述关系量可列二元一次方程组为xy70g{[(440x)(278)][(240y)62]}[70g98g32x＋＝×÷×＋×÷÷＋－÷××＝()]278100%50%解得：x＝39gy＝31g本题也可从下列角度入手列关系：由于NaOH溶液中溶质的质量分数为50%，因此在溶液中NaOH的质量等于H2O的质量