1.40g　　　 　 1.79g

　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　x＝24.3

所以，该碱金属的相对原子质量应满足24.3＜x＜61.03，只有K符合。

设a、b分别为K和K₂O的质量：

依反应方程式得　

∴w(K)100%＝35.6%

例题2-3-9

有一在空气中暴露过的NaOH固体，经分析知其含水7.65%，含Na₂CO₃ 4.32%，其余是NaOH，若将1g该样品放入含有3.65g HCl的盐酸中，使其完全反应后，多余的酸再用50g浓度为 2%的NaOH溶液恰好中和完全，蒸发所得溶液至干，求所得固体的质量。

解析与答案

此题数据众多，反应繁杂，若使用传统计算方法，耗时多，效率低。如果依反应过程分析体系中粒子的种类，结合元素原子守恒，

　

存在Cl元素守恒：　 NaClCl^-HCl

1.40g　　 　　　1.79g

　　　　　　 　　　　　　　　　　　x＝61.03

　　　　 　　　　 若1.40g只是M₂O: M₂O +H₂O＝2MOH

　　　 　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　2x + 16　 2(x+17)

1.2　　

O₂ ^-　　 1　　　 0.8

　　　　　　 所以：n(O₂ ^2-)∶n(O₂ ^-)＝1∶4

答案：C

例题2-3-4

　　　　 某物质的分子组成为C_xH_yO_z，取该物质m g在足量的O₂中充分燃烧后，将产物全部进入过量的Na₂O₂中，若Na₂O₂固体的质量也增加mg，则该物质分子组成中必须满足(　　 )

A. x＝y＝z　　　　　　　　　　　　　 B. x＝y　　　　　　　　　　　　 C. y＝z　　　　　　　　　　　　 D. x＝z

解析与答案

根据质量守恒首先将此化合物的燃烧方程写出：

C_xH_yO_z +( x +→xCO₂ +

2CO₂ + 2Na₂O₂＝2Na₂CO₃ + O₂

　　　 x　　　　　　　　　　

2H₂O + 2Na₂O₂＝4NaOH + O₂↑

　　　　　　　　　　

要达到题目中的要求需：

x＝z

答案：D

例题2-3-5

　　　　 金属钾在氧气中燃烧生成超氧化钾KO₂，KO₂与CO₂或H₂O反应均生成O₂。先将一定量的钠钾合金在足量氧气中燃烧，再将反应物投入水中，并通入足量的CO₂，充分反应后，放出氧气的最大体积是被吸收的CO₂最大体积的，则原钠钾合金中钠和钾的质量比为(　　 )

解析与答案

点燃

因为吸收CO₂最多，则可认为KO₂、Na₂O先与CO₂反应，水只提供反应所需溶液，这样吸收CO₂最多。可发生反应如下：

K + O₂＝KO₂

4KO₂ + 2H₂O＝4KOH + 3O₂↑

CO₂ + KOH＝KHCO₃

点燃

合并化简得：4K-4KO₂-4CO₂-3O₂即K-CO₂-O₂,由1个钾原子生成O₂与消耗CO₂的体积比为,

同理：4Na + O₂＝2Na₂O₂

　　　　　　　　　　　　 2Na₂O₂ + 2H₂O＝4NaOH + O₂↑

NaOH + CO₂＝NaHCO₃

合并化简得：4Na-2Na₂O₂-4CO₂-O₂即Na-CO₂-O₂,由1个钠原子生成O₂与消耗CO₂的体积比为,

　　　　　　 K　　 　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　 Na　 　　　　　

所以钾原子个数与钠原子个数比为1∶5

m(Na)∶m(K)＝5×23∶39＝115∶39

答案：115:39

例题2-3-6

　　　　 下列各物质的学名是：Na₂S₂O₃叫硫代硫酸钠；CaSx叫多硫化钙；Na₂O₂叫过氧化钠；KO₂叫超氧化钾。试综合上述命名规律，分析回答：Na₂CS₃应读做(　　 )

A.硫代碳酸钠　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 B.多硫碳酸钠

C.过硫碳酸钠　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 D.超硫碳酸钠

解析与答案

此题为信息迁移题。据题意分析：硫代硫酸钠(Na₂S₂O₃)表明Na₂SO₄分子中的一个氧原子被一个硫原子代替，代替氧的硫原子化合价仍为-2价，而多硫化钙表明普通硫化钙又与硫结合后的产物，硫的价态发生了改变；过氧化物中含有过氧根离子即O₂ ^2-，超氧化物中含有超氧根离子即O₂ ^-，它们的价态都与原先氧的价态不同，综上分析应选A。

答案：A

例题2-3-7

　　　　 某物质灼烧时，焰色反应呈黄色，下列判断正确的是(　　 )

A.该物质一定含钠元素

B.该物质一定是钠的化合物

C.该物质一定是金属钠

D.不能确定该物质中是否含钾元素

解析与答案

焰色反应的作用是检验某些金属或金属离子的存在。

焰色为黄色证实有Na元素，可能是单质，也可能是化合物。K元素的确定应是: 透过钴玻璃滤去黄光呈紫色。

答案 A、D

例题2-3-8

　　　　 将1.40g碱金属(M)及其氧化物(M₂O)的混合物与水反应，蒸发、结晶得干燥的MOH1.79g。

　　　　 (1) 该碱金属是何种金属?

　　　　 (2) 混合物中碱金属单质所占的质量分数。

解析与答案

解析：由于碱金属不能直接确定，传统解法中可采用排除法进行计算，就是将每一种碱金属逐一代入进行尝试，缺点是计算繁杂、耗时多。

另一种方法就是采用极限讨论法：假定1.40g只是碱金属或只是氧化物，分别求得两种情况时碱金属的相对原子质量，再进行比较分析、判断。

解: 　 设M的相对原子质量为x，M₂O的相对原子质量为2x+16

　　　　　　　　　 若1.40g只是碱金属：2M+2H₂O＝2MOH+H₂↑

　　　　 　　　　　　　　　　　　　　 　　2x　　　　 　　 2(x+17)

10.8 g　　　　 16 g

　　　　　 列出比例求得M＝10.69

　　　　　 由平均值原理：10.69＜M＜35.3，符合此条件的碱金属是钠。

(2)　　 设10.8 g混合物中Na和Na₂O质量分别为x g，yg，则：

　　　　　

解得：　 M(Na)＝x＝4.6 g

　　　　　　　 M(Na₂O)＝y＝6.2 g

答案：　 (1)此碱金属为钠

　　　　　　　 (2)M(Na)＝4.6 g　 M(Na₂O)＝6.2 g

例题2-3-3

　　　　 铷在氧气中剧烈燃烧生成棕色的过氧化铷(Rb₂O₂)和深棕色的超氧化铷(RbO₂)的混合物。测得某次燃烧后所得混合物中铷的质量分数为则其中过氧根离子(O₂^2-)和超氧根离子(O₂^-)的物质的量之比为(　　 )

A. 1∶1　　　　　　　　　　　 B. 4∶1　　　　　　　　　　　 C. 1∶4　　　　　　　　　　　 D.任意比

解析与答案

根据题意，在混合物中Rb⁺与O₂^2-及O₂^-的物质的量之比为：

∶＝3∶2.5，那么在混合物中两种

氧离子的平均化合价为＝-1.2，根据十字交叉法：

O₂ ^2-　 2　　　 0.2

10.8 g　　　 　　　16 g

　　　　　 列出比例求得M＝35.3　　

　　　　　 假设10.8g全部是该金属氧化物R₂O，则：

　　　　　 R₂O + H₂O＝2ROH

　　　　　 2M + 16　　 2(M + 17)

7.8　g　　　　　　 0.2　g

得：＝39

由于合金的平均相对原子质量为39，铷的相对原子质量是85.5，所以另一种碱金属的相对原子质量必定小于39。Li为6.9，Na为23，符合题意。

答案：A、B

例题2-3-2

　　　　 取10.8 g由碱金属(B)及其氧化物(R₂O)组成的混合物，使之与足量的水反应，蒸发后溶液得16.0g无水晶体。问：(1)该金属是哪种金属？(2)原混合物中R和R₂O的质量各是多少?

解析与答案

解决此题可用“极端假设”法，其依据仍为平均值原理。

设：　 此碱金属的相对原子质量为M，则16 g的固体为ROH。

(1)　　 假设10.8 g全部是碱金属R，则：

　　　　　 2R + 2H₂O　 ＝　 2ROH + H₂↑

　　　　　 2×M　　　　　 2(17+M)

3.碱金属元素

例题2-3-1

　　　　 铷和另一种碱金属的合金7.8　g，与足量的水完全反应后，放出氢气0.20　g，则合金中另一种碱金属可能是(　　 )

A. Li　　　　　　　　　 B. Na　　　　　　　　　　　　　 C. K　　　　　　　　　　 D. Cs

解析与答案

对于两种物质的混合物，可根据混合物的平均质量、平均体积、平均相对原子(分子)质量等，求出混合物的组成、质量比等。

解：因合金是由碱金属组成，故设：合金为R，平均相对原子质量为。

　 　　 2R+2H₂O＝2ROH+H₂↑

　 　　 2　　　　　　 2

58.5　 143.5

　　　　 y　　　　 12.26g

　　　　 求得：x＝42g　 y＝5g

　　　　 则：m(Na₂CO₃)＝100-x-y＝53g。

　　　　　 各物质的质量分数分别为：　　　 w(Na₂CO₃)100%＝53%;

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 w(NaHCO₃)100%＝42%;

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 w(NaCl)100% = 5%。

例题2-2-15

向含NaOH8g的NaOH溶液中通入CO₂，生成盐的质量为13.7g，　 求参加反应的CO₂的质量。

解析与答案

解析: 首先要分析产物13.7g是Na₂CO₃还是NaHCO₃，或是两者的混合物。可采用极限法加以讨论(即8gNaOH只生成Na₂CO₃或只生成NaHCO₃时其质量各是多少)。

2NaOH + CO₂＝Na₂CO₃+H₂O

　　　　　　　　　 　　　　　　　 　　　　80　　　　　　　 　 　　　　106

　　　　　　　　　 　　　　　　　 　　　　8g 　　　　　　 m (Na₂CO₃)

　　　　　　　　　　　　　　　 m(Na₂CO₃)＝10.6g

　　　　　　　　　　　　　　　 NaOH+CO₂＝NaHCO₃

　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　 　　　　　40　　　　 　　84

　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　 　　　　　　　8g　　　 m(NaHCO₃)

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 m(NaHCO₃)＝16.8g

因为10.6g＜13.7g＜16.8g

所以产物是Na₂CO₃与NaHCO₃组成的混合物。

设参加①反应的NaOH为xg，参加②反应的NaOH为yg。

① 2NaOH + CO₂＝Na₂CO₃+H₂O； ②NaOH+CO₂＝NaHCO₃

　　　 　 80　　 　44　　　　　 106　　　　 　 40 　　 　44　　 　　 　84

　　　 　 xg　 　g　　　 g　　　 　yg　 　g　 　　g

　　　　　　　

∴ 参加反应的总CO₂为g+g＝6.6g

18.4 g　　　　　　　　 　　　　m(理论)

可得：m(理论)＝2.67g，

而真实失重为：18.4 g-16.6 g＝1.8 g，

m(真实)＜m(理论)，说明反应是按

n(NaHCO₃)∶n(NaOH)＜1∶1，即NaOH过量进行的，所以应以NaHCO₃的量为计算依据。

△

设： 混合物中NaHCO₃的质量为x，

NaHCO₃ + NaOH＝Na₂CO₃ + H₂O↑

　 84　　　　　　　　　　　　　　　 18

　 x　　　　　　　　　　　　　　 1.8 g

可得：x＝8.4g，

混合物中NaOH的质量分数为：

×100%＝54.3%。

答案：混合物中NaOH的质量分数为54.3%。

例题2-2-5

　　　　 如图2-1所示，烧瓶内有一只活的小鼠，U形管内装有红色水溶液，使a，b两端的液面处于同一水平面。两天后，U形管内液面发生的变化是(　　 )

　

A.a端下降，b端上升　　　　　　　 　　　　　　　　　 B.a端上升，b端下降

C. a，b两端都下降　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　 D. a，b两端都上升

解析与答案

此题根据压强原理。因为小鼠吸氧呼出CO₂气，且CO₂又被NaOH吸收，故烧瓶内的气体越来越少，压强变小，而b端仍是一个大气压，所以a端上升，b端下降。

答案：B

例题2-2-6

　　　　 将一定量的NaOH与NaHCO₃的混合物X，放在一个密闭容器中加热，充分反应后生成气体V₁L(V₁0)。将反应后的固体残留物Y与过量盐酸反应，又生成CO₂ V₂ L。(气体体积在标准状况下测定)

　　　　 (1)　 Y的成分是_____

A. Na₂CO₃和NaOH

B. Na₂CO₃和NaHCO₃

C. Na₂CO₃

D. NaOH

　　　　 (2)　 X中NaOH和NaHCO₃共_____mol；

　　　　　　　　 NaOH和NaHCO₃物质的量之比为_____。

解析与答案

本题可用列方程组求解并运用碳元素的守恒求解。

因为V₁0，X受热发生反应后必无NaOH和NaHCO₃剩余，X中的Na⁺完全转移到Na₂CO₃(其物质的量为)中。则X中的Na⁺共，所以NaOH和NaHCO₃共。

X中的碳元素全部转化为CO₂，共。所以X中的NaHCO₃为。

X中的NaOH为，所以NaOH与NaHCO₃物质的量之比为。

答案：(1) C　　 (2) X中NaOH与NaHCO₃共；它们的比：。

例题2-2-7

　　　　 在干燥管A中为块状白色固体，B中为淡黄色粉末，C中为白色固体，并将A、B、C按如图2-2所示连接，当打开活塞(Ⅰ)(Ⅱ)时，D中蜡烛火焰明亮；打开活塞(Ⅰ)(Ⅲ)时，D中蜡烛火焰熄灭；关闭活塞(Ⅰ)时，A中反应自行停止。

　　　　 试根据上述实验事实，回答以下各问题：

　　　　 (1)　 A中发生的化学反应是_____。

　　　　 (2)　 在装置B中的淡黄色粉末是_____。

　　　　 (3)　 在干燥管C中的白色固体应为_____。

　

解析与答案

此题以蜡烛火焰的明亮和熄灭为突破口。明亮一定是通入了O₂，而熄灭一般是CO₂。由此可确定B中是Na₂O₂(淡黄色粉末)和CO₂的反应；从而可知A是产生CO₂的简易启普发生器，C中是一个不与CO₂反应的白色固体，即是中性或酸性的固体干燥剂。

答案：　 (1)CaCO₃+2HCl＝CaCl₂+CO₂↑+H₂O

　　　　　　　 (2)Na₂O₂　　　　　　　　

　　　　　　　 (3)CaCl₂或P₂O₅

例题2-2-8

　　　　 将70 g Na₂O₂和Na₂O的混合物跟98 g水充分反应后，所得NaOH溶液的质量分数为50%，试分别写出Na₂O₂和Na₂O与H₂O反应的化学方程式，并计算混合物中Na₂O₂和Na₂O的质量各是多少克?

解析与答案

此题有多种解法，其中常见的可利用二元一次方程，还可利用一元一次方程法。

方法一：设混合物中Na₂O₂为x g，Na₂O为y g

2Na₂O₂ + 2H₂O＝4NaOH　 +　 O₂↑……①

2×78　　　　 　　4×40　　　 32

　x　　　　 　　　　

Na₂O + H₂O＝2NaOH……②

62　　　　　 2×40

　y　　　　　

解得：x＝39g，y＝31g

方法二：设混合物中Na₂O₂为x g，则Na₂O为y=(70-x)g, 同上述②反应，再列出一元一次方程：

＝50%

解得x＝39g，所以Na₂O＝70－39＝31g。

答案：m(Na₂O₂)＝39g，m(Na₂O)＝31g

例题2-2-9

　　　　 下列关于Na₂O和Na₂O₂的叙述正确的是(　　 )

　　　　 A.都是白色固体

　　　　 B.都是碱性氧化物

　　　　 C.都能和水反应形成强碱溶液

　　　　 D.都是强氧化剂

解析与答案

本题是考查对碱金属氧化物和过氧化物的认识。其知识核心见表。

组　　　 成	Na2O	Na2O2
电　 子　 式
阳离子与阴离子个数比	2:1	2:1
颜色、状态	白色粉末	淡黄色粉末
氧元素价态	-2	-1
化学性质	碱性氧化物	氧化性、还原性
H2O CO2 H+ 　 SO2	Na2O+H2O＝2NaOH Na2O+CO2＝Na2CO3 Na2O+2H+＝2Na++H2O 　 Na2O+SO2＝Na2SO3	2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑ 2Na2O2+2CO2＝2Na2CO3+O2 Na2O2+2H+＝2Na++H2O2 2H2O2＝2H2O+O2↑ Na2O2+SO2＝Na2SO4
化学特性用途	无氧化性、漂白性	强氧化性、漂白性医用消毒水、生氧剂、漂白剂

通过比较可知：虽然两种氧化物的组成元素相同，但其结构、性质上的差异很大。

答案：C

例题2-2-10

将70g过氧化钠和氧化钠的混合物跟98g水充分反应，所得氢氧化钠溶液的溶质质量分数为50%，试写出过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为多少？

解析与答案

本题解题关键是对所得NaOH溶液的溶质质量分数为50%的分析，可以有两种理解：

(1)　 根据溶质质量分数的概念进行计算: w(NaOH)100%

(2)　 根据生成溶液中溶质和溶剂的质量相等进行计算　　

解：发生的反应为：Na₂O+H₂O＝2NaOH; 2Na₂O₂+2H₂O＝4NaOH+O₂↑

　　　　 设混合物中含Na₂O₂和Na₂O的质量分别为x, y

　　　　 2Na₂O₂+2H₂O＝4NaOH + O₂↑；　　　　　　　 Na₂O + H₂O＝2NaOH

　　　　 278　 218　 　 440　 32　　　　　　　　　　 62　　 　 18 　 　　240

　　　　 　 x　　 x　　 x　 x　　　　 y　　 y　 　y

解得：x＝39g；y＝31g.

答案　　 (1)2Na₂O₂+2H₂O＝4NaOH+O₂↑

　　　　　　 (2)原混合物中含Na₂O₂ 39g, Na₂O 31g。

例题2-2-11

200℃时，11.6gCO₂和水蒸气的混合气体与足量的Na₂O₂充分反应后固体质量增加3.6g，求原混合物中CO₂和H₂O的质量比。

解析与答案

O2

Na2O2固体

CO2、H2O

解题思路:　　　　　 　　 　　　　　　　　　　　　　, 本题涉及Na₂O₂与CO₂和H₂O的

两个反应，且两个反应中均生成O₂，所以11.6g的混合气体与Na₂O₂反应后固体只增重了3.6g，其差量11.6g-3.6g = 8g为生成的O₂的质量。

设：CO₂和H₂O的质量分别为x,　 y，则

2CO₂+2Na₂O₂＝2Na₂CO₃+O₂，2H₂O+2Na₂O₂＝4NaOH + O₂↑

244　　　　　 　　　　　　 32　　　 　 218　　　　　　　　　　　 　　　 32

x　　　　　　　　　 　　y　　　　　　　　　

答案:　 原混合物中CO₂和H₂O的质量比为11:18。

例题2-2-12

　　　　 CO与H₂的混合气体3g，在150℃时和足量的氧气燃烧后，将所得CO₂和H₂O通入到足量的Na₂O₂后，Na₂O₂增重的质量为(　　 )

A. 1.5g　　　　　　　　　　　　 B. 3g　　　　　　　　　　　　　　 C. 6g　　　　　　　　　　　　　　 D. 无法计算

解析与答案

反应过程如下

由合并的③、⑥两式看出，Na₂O₂增重的质量就是CO和H₂的质量。

答案：B

例题2-2-13

　　　　 试列表比较Na₂CO₃、NaHCO₃在物理、化学性质方面的异同及两者的相互转化和工业制备。

解析与答案

Na₂CO₃、NaHCO₃的比较

名　 称	Na2CO3	NaHCO3
俗　 名	苏打、纯碱	小苏打
物理 性质	颜色状态	白色粉末	细小白色晶体
水溶性	易溶于水	较易溶于水
化学 性质	热稳定性	比较稳定 不易分解	△ 　 易分解 2NaHCO3==Na2CO3+H2O+CO2↑
H+	CO32-+2H+= H2O+CO2↑	HCO-3+H+=H2O+CO2↑较Na2CO3快
OH-	与NaOH不反应 与Ca(OH)2反应生成沉淀 Na2CO3+Ca(OH)2 = CaCO3↓+2NaOH	NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O 2NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+Na2CO3+2H2O
CO2	Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3若是饱和Na2CO3溶液，将产生NaHCO3晶体	不反应
BaCl2或 CaCl2	CO32-+Ba2+=BaCO3↓ CO32-+Ca2+=CaCO3↓	不反应
相互转化	CO2+H2O 　 加热或加NaOH　 　 NaHCO3 　 Na2CO3
工业制备	△ 　 熔烧NaHCO3 2NaHCO3==Na2CO3+H2O+CO2↑	饱和氨盐水中通入CO2 NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl

例题2-2-14

今有Na₂CO₃、NaHCO₃和NaCl的混合物100g, 加热到质量不再减少为止，剩余残渣为84.5g，将残渣溶于水，滴入足量AgNO₃溶液得到白色沉淀，加足量稀HNO₃后大部分沉淀消失，剩余沉淀为12.26g。试计算混合物中Na₂CO₃、NaHCO₃和NaCl的质量分数各是多少?

解析与答案

解题思路：

　

△

设: 混合物中含NaHCO₃的质量为x, NaCl的质量为y

　　　　 2NaHCO₃==Na₂CO₃ + H₂O + CO₂↑ D m

　　　　 　 284　 　　　 　　　　18　　　 　44 　　62

　　　　 　 　x　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 100g-84.5g＝15.5g

　　　　 NaCl + AgNO₃＝AgCl↓+ NaNO₃

18.4 g由NaOH和NaHCO₃组成的固体混合物，在密闭容器中加热到约250℃，经充分反应后排出气

体，冷却后称得剩余固体质量为16.6 g。试计算原混合物中NaOH的质量分数。

解析与答案

△

题中涉及两个反应：

NaHCO₃ + NaOH＝Na₂CO₃ + H₂O↑　　　 ①

△

当两者反应后，若NaHCO₃过量，则过量的NaHCO₃还会发生下面反应：

2NaHCO₃＝Na₂CO₃ + H₂O↑+ CO₂↑　　　　　　　　 ②

因题中并未明确NaHCO₃和NaOH哪个过量，故n(NaHCO₃)∶n(NaOH)，应分以下三种情况讨论：

(1)n(NaHCO₃)∶n(NaOH)＝1∶1，

(2)n(NaHCO₃)∶n(NaOH)＞1∶1，

(3)n(NaHCO₃)∶n(NaOH)＜1∶1。

△

假设n(NaHCO₃)∶n(NaOH)＝1∶1，则根据差量法计算18.4 g混合物反应后理论上失重为m(理论)。

NaHCO₃ + NaOH＝Na₂CO₃ + H₂O↑

　　　　　　　 18　 　　18