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1、碱金属典型例题碱金属典型例题 能力素质能力素质 例 1 已知相对原子质量 ： Li 6.9，Na 23，K 39，Rb 85。今有某碱金属 M 及其氧化物 M2O 组成的混合物 10.8 g，加足量水充分反应后，溶液经蒸发和干 燥得固体 16 g，据此可确定碱金属 M 是 ALi BNa CK DRb 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： 2M2H2O2MOHH2 10.8 g10.8(A17)/Ag M2OH2O2MOH 10.8 g10.82(A17)/(2A16)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
2、(A17)/A1610.8(A17)/(A8) 解得：35.3A10.7 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 c g。 (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： 2M2
3、H2O2MOHH2 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(abc)g。 设所求碱金属的相对原子质量为 x 则 2M2H O2MOHH 2x 2 bg (abc)g 22 有 2x/2b/(abc) 解得 xb/(abc) (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，abc 值增大，分式的分母增
4、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 A 3.88 g 通过足量的 Na2O2，放出 O2，充分反 应后固体的质量增加 2.28 g，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， 2H O2Na O4NaOHOm 218 32 4 x 2.28g x20.52g3.88g 2222 1 故假设
5、不成立 如果 A 都是 CO2，设其质量为 y1 2CO2Na O2Na COOm 88 32 56 y 2.28 g y3.58 g3.88 g 222232 1 故假设不成立 所以 A 应为 CO2和 H2O 的混合物 设 H2O 的质量为 x g，CO2的质量为 y g，则 xy3.88 g 4x / (218)(56y /88)2.28 g x0.36 g y3.52 g 学科渗透学科渗透 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 gcm-3 的溶液 1L，则溶液中溶质的质量分数可能
6、是 A(0.8/)% B(0.48/)% C(0.32/)% D(0.7/)% 解析 汞不能与水反应，碱金属(M)与水反应的化学方程式为 ： 2M2H2O 2MOHH2 设 M 的相对原子质量为 x，则 2M2H O2MOHH 2x 2 7 g 0.2 g 2x / 27 g / 0.2 g x35 22 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 y 2Li2H O2LiOHH 2(6.917) 2 y 0.2 g 2(6
7、.917)2y0.2 y4.8 g 22 得 4.8g/(1000 cm3 gcm-3)100%(0.48)% 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/)%。 答案 A、B 例 5 (1993 年全国)将 70 g 过氧化钠和氧化钠的混合物跟 98 g 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： Na2OH2O2NaOH 2Na2O22H2O4NaOHO2 设混合物中 Na2O2、Na2O 的质量分别为 x
8、、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。 2Na O2H O4NaOH O 278 440 32 x (440 x) / (278) 32x / (278) Na OH O2NaOH 62 240 y (240y) / 62 2222 22 溶液的总质量为：70 g98 g32x(278) 由上述关系量可列二元一次方程组为 xy70 g (440 x)(278)(2 40y)6270 g98 g32x ()278100%50% 解得：x39 g y31 g 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
