高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第4章 堿金屬元素 第3節(jié) 堿金屬元素習(xí)題詳解（含解析）（實(shí)驗(yàn)班）

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第三節(jié)　堿金屬元素 一、選擇題 1．堿金屬元素是周期性表現(xiàn)得最鮮明和最有規(guī)律的一族元素。下列說(shuō)法正確的是（ ）。 A．堿金屬單質(zhì)中鋰的密度最小，熔點(diǎn)最低 B．碳酸鉀溶液的 C．乙醇與金屬鉀反應(yīng)生成氫氣 D．用電解銫鹽溶液的方法冶煉金屬銫 解答：本題考查堿金屬元素性質(zhì)的遞變規(guī)律。 解：堿金屬的密度從到隨著原子序數(shù)的遞增一般逐漸增大但熔點(diǎn)逐漸降低，所以選項(xiàng)A不正確； 碳酸鉀為強(qiáng)堿弱酸鹽，水解呈堿性，所以選項(xiàng)B不正確； 金屬鈉易與乙醇反應(yīng)放出，金屬鉀比鈉活潑，因此乙醇能與金屬鉀反應(yīng)生成氫氣，所以選項(xiàng)C正確； 由于銫是最活潑的金屬，電解其水溶液無(wú)法得到銫，所以選項(xiàng)D不正確。 本題答案為選項(xiàng)C。 2．某堿金屬元素（此處用代替其元素符號(hào)），其原子半徑比鈉原子半徑大，則下列關(guān)于的推論不正確的有（ ）。 A．原子的最外電子層上只有1個(gè)電子 B．單質(zhì)和水反應(yīng)比鈉和水反應(yīng)劇烈 C．的氫氧化物的堿性比堿性強(qiáng) D．的單質(zhì)和氧氣反應(yīng)比鈉和氧氣反應(yīng)劇烈，且反應(yīng)產(chǎn)物一定是 解答：本題考查堿金屬元素性質(zhì)遞變規(guī)律。隨著原子序數(shù)的遞增，元素的金屬性逐漸增強(qiáng)。 解：是堿金屬元素，可以確定原子的最外電子層上只有1個(gè)電子，所以選項(xiàng)A正確；原子半徑比鈉原子半徑大，說(shuō)明原子序數(shù)比鈉大，金屬性比鈉強(qiáng)，因此單質(zhì)和水反應(yīng)比鈉和水反應(yīng)更加劇烈，所以選項(xiàng)B正確； 金屬性比鈉強(qiáng)，因此它的氫氧化物的堿性比堿性強(qiáng)，所以選項(xiàng)C正確； 金屬性比鈉強(qiáng)，的單質(zhì)和氧氣反應(yīng)比鈉和氧氣反應(yīng)要?jiǎng)×遥曳磻?yīng)產(chǎn)物是復(fù)雜的氧化物，所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 本題答案為選項(xiàng)D。 3．已知?dú)浠嚕ǎ儆陔x子晶體，它跟水反應(yīng)可以放出氫氣。下列敘述中正確的是（ ）。 A．的水溶液呈中性 B．是一種強(qiáng)氧化劑 C．中的氫離子與鋰離子的核外電子排布相同 D．中氫離子被還原成氫氣 解答：本題是信息題，已知?dú)浠噷儆陔x子晶體可推測(cè)氫化鋰中氫元素為價(jià)，與水反應(yīng)中作還原劑。 解：與水反應(yīng)生成氫氧化鋰和氫氣，因此溶液呈堿性，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤； 氫化鋰中氫元素為價(jià)，與水反應(yīng)中作還原劑，是一種強(qiáng)還原劑，所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤； 中的氫離子最外層有2個(gè)電子，與鋰離子的核外電子排布相同，所以選項(xiàng)C正確； 中氫負(fù)離子被氧化為氫氣，所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 本題答案為選項(xiàng)C。 4．下列有關(guān)堿金屬元素銣（）的敘述中，正確的是（ ）。 A．灼燒氯化銣時(shí)，火焰有特殊顏色 B．硝酸銣?zhǔn)请x子化合物，易溶于水 C．在鈉、鉀、銣三種單質(zhì)中，銣的熔點(diǎn)最高 D．氫氧化銣?zhǔn)侨鯄A 解答：本題考查堿金屬性質(zhì)遞變規(guī)律的應(yīng)用。 本題答案為選項(xiàng)A、B。 5．焰火“腳印”、“笑臉”、“五環(huán)”，讓北京奧運(yùn)會(huì)開(kāi)幕式更加輝煌、浪漫，這種現(xiàn)象與高中化學(xué)中“焰色反應(yīng)”知識(shí)相關(guān)。下列說(shuō)法中正確的是（ ）。 A．非金屬單質(zhì)燃燒時(shí)火焰均為無(wú)色 B．所有金屬及其化合物灼燒時(shí)火焰均有顏色 C．焰色反應(yīng)均應(yīng)透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃觀看 D．與灼燒時(shí)火焰顏色相同 解答：本題考查焰色反應(yīng)的相關(guān)知識(shí)。 解：硫在空氣中燃燒為淡藍(lán)色火焰，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤； 只有部分金屬及其化合物灼燒時(shí)火焰有顏色，所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤； 只有鉀焰色反應(yīng)應(yīng)透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃觀察，以濾去鈉元素的黃色光，所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤； 與都含鈉元素，因此灼燒時(shí)火焰都呈黃色，所以選項(xiàng)D正確。 本題答案為選項(xiàng)D。 6．檢驗(yàn)苛性鈉溶液中含有少量純堿的方法是（ ）。 A．加入少量鹽酸有氣泡冒出 B．通入少量氣體有渾濁現(xiàn)象 C．加熱產(chǎn)生氣泡 D．加入溶液有白色沉淀生成 解答：本題考查檢驗(yàn)。檢驗(yàn)可采用加入看有無(wú)無(wú)色氣體產(chǎn)生，或加入、看有無(wú)白色沉淀生成。由于本題的條件為大量中含有少量的純堿，還應(yīng)考慮具體操作時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。 解：加入少量時(shí)：，不可能有氣泡冒出，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤； 少量的通入時(shí)與反應(yīng)，產(chǎn)生少量的，一般不會(huì)使溶液渾濁，所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤； 溶液加熱不起化學(xué)反應(yīng)，無(wú)氣泡，所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤； 方法正確，所以選項(xiàng)D正確。 本題答案為選項(xiàng)D。 7．下列敘述正確的是（ ）。 A．在堿金屬元素中，所有堿金屬的氧化物均屬于堿性氧化物 B．碳酸銫加熱立即分解成和 C．金屬鋰不能保存在煤油中，金屬鉀可以保存在煤油中 D．在、、、中，的熔點(diǎn)最高，密度最大 解答：本題考查堿金屬的性質(zhì)。 解：不屬于堿性氧化物，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤； 碳酸銫加熱很難分解，所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤； 金屬鋰的密度比煤油小，因此不能保存在煤油中，而金屬鈉、鉀可以保存在煤油中，所以選項(xiàng)C正確； 堿金屬?gòu)匿嚨姐?，隨著原子序數(shù)的遞增熔點(diǎn)，逐漸降低，所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 本題答案為選項(xiàng)C。 8．從理論上講，是很活潑的金屬，與水反應(yīng)應(yīng)當(dāng)很劇烈。但事實(shí)上反應(yīng)卻是開(kāi)始時(shí)較快，一會(huì)兒就變得非常緩慢起來(lái)。其主要原因是（ ）。 A．的密度很小，浮在水面上 B．生成物溶解度較小，附著在表面 C．反應(yīng)放熱使反應(yīng)速率變小 D．反應(yīng)產(chǎn)物對(duì)此反應(yīng)有催化作用 解答：本題考查的物理和化學(xué)性質(zhì)。 解：比較活潑，但生成物是微溶性物質(zhì)，附著在的表面，阻止反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行。 本題答案為選項(xiàng)B。 二、填空題 9．蘇打和小蘇打有著廣泛應(yīng)用，試從反應(yīng)物用量角度分析，在下列用途中選蘇打（用表示），還是選小蘇打（用表示），并說(shuō)明原因。 （1）做面條時(shí)防止面粉較長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存變酸味，常加入適量的堿面，選用__________，其原因是______________________________________________________________________。 （2）作為泡沫滅火器的藥品，選用__________，其原因是______________________________。 （3）用于洗滌餐具及實(shí)驗(yàn)室的玻璃儀器等，選用__________，其原因是______________________________（提示：兩者水溶液均顯堿性，且蘇打的堿性強(qiáng)）。 （4）治療胃酸過(guò)多時(shí)，選用__________，其原因是________________________________________。 解答：本題考查蘇打和小蘇打的化學(xué)性質(zhì)對(duì)比。 解：（1）做面條時(shí)防止面粉較長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存變酸味，加堿面的目的是中和酸，而中和等量的，消耗與的質(zhì)量比為53∶84，因此應(yīng)選碳酸鈉。 （2）作為泡沫滅火器的藥品要保證二氧化碳的量以及產(chǎn)生速率的大小，產(chǎn)生等量的，消耗與質(zhì)量之比為84∶106，且生成速率大，因此選擇碳酸氫鈉。 （3）用于洗滌餐具及實(shí)驗(yàn)室的玻璃儀器等，是利用物質(zhì)的堿性，油脂在堿性越強(qiáng)的條件下水解程度越大。因此選擇碳酸鈉。 （4）治療胃酸過(guò)多時(shí)，若用蘇打堿性太強(qiáng)，有腐蝕性，不利于人體健康，因此選擇碳酸氫鈉。 本題答案為：（1）；因?yàn)橹泻偷攘康?；比的用量少（質(zhì)量比為53∶84）。 （2）；因?yàn)楫a(chǎn)生等量的時(shí)，比的用量少（質(zhì)量比為84∶106），且產(chǎn)生的速率大。 （3）；因?yàn)閴A性強(qiáng)，洗滌效果好。 （4）；因?yàn)檫m量中和部分胃酸，若用蘇打堿性太強(qiáng)，有腐蝕性，不利于人體健康。 10．根據(jù)侯德榜制堿法原理并參考下頁(yè)表格中的數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)室制備純堿的主要步驟是： 將配制好的飽和溶液倒入燒杯中加熱，控制溫度在30℃～35℃，攪拌下分批加入研細(xì)的固體，加料完畢后，繼續(xù)保溫，靜置后，過(guò)濾得晶體。用少量蒸餾水洗滌除去雜質(zhì)，抽干后，轉(zhuǎn)入蒸發(fā)皿中，灼燒，得固體。 四種鹽在不同溫度下的溶解度（水）表 溫 度 溶 解 度 鹽 0℃ 10℃ 20℃ 30℃ 40℃ 50℃ 60℃ 100℃ 35.7 35.8 36.0 36.3 36.6 37.0 37.3 39.8 11.9 15.8 21.0 27.0 —① — — — 6.9 8.1 9.6 11.1 12.7 14.5 16.4 — 29.4 33.3 37.2 41.4 45.8 50.4 55.3 77.3 ①大于35℃時(shí)會(huì)發(fā)生分解 請(qǐng)回答： （1）反應(yīng)溫度控制在30℃～35℃的原因是若高于35℃，則____________________，若低于30℃，則____________________，為控制此溫度范圍，采取的加熱方法是_________________________________。 （2）加料完畢后，繼續(xù)保溫，目的是_____________________________________________________。 靜置后只析出晶體的原因是_______________________________________________________。 用蒸餾水洗滌晶體的目的是除去__________雜質(zhì)（以化學(xué)式表示）。 （3）過(guò)濾所得的母液中含有__________（以化學(xué)式表示），需加入__________，并作進(jìn)一步處理，使溶液循環(huán)使用，同時(shí)可回收。 （4）測(cè)試純堿產(chǎn)品中含量的方法是：準(zhǔn)確稱(chēng)取純堿樣品，放入錐形瓶中加蒸餾水溶解，加1～2滴酚酞試液作指示劑，用物質(zhì)的量濃度為的溶液滴定至溶液由紅色變?yōu)闊o(wú)色（指示反應(yīng)的終點(diǎn)），所用溶液的體積為，再加1～2滴甲基橙試液作指示劑，繼續(xù)用溶液滴定至溶液由黃色變?yōu)槌壬萌芤嚎傮w積為。寫(xiě)出純堿樣品中質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算式： ____________________。 解答：本題考查物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用。 解：（1）碳酸氫銨10℃～20℃時(shí)，不易分解，30℃時(shí)開(kāi)始大量分解；若溫度過(guò)低，則反應(yīng)速率較小，所以反應(yīng)溫度控制在30℃～35℃之間比較好。水浴加熱可以控制反應(yīng)溫度。水浴加熱的優(yōu)點(diǎn)是避免直接加熱造成的過(guò)度劇烈與溫度的不可控性。 （2）加料完畢后，繼續(xù)保溫30，可以使反應(yīng)充分進(jìn)行，使反應(yīng)完全。30℃時(shí)碳酸氫鈉的溶解度小，碳酸氫鈉先析出。用蒸餾水洗滌晶體的目的是除去沉淀表面附著的可溶性雜質(zhì)，此反應(yīng)中雜質(zhì)為、、。 （3）過(guò)濾除去析出的碳酸氫鈉，溶液仍為碳酸氫鈉的飽和溶液，還有溶解在溶液中的、、，所以母液的主要成分為、、、。加入鹽酸后，碳酸氫鈉會(huì)轉(zhuǎn)化為氯化鈉，碳酸氫銨則轉(zhuǎn)化為氯化銨，這時(shí)溶液中的可以循環(huán)使用，同時(shí)可回收作為副產(chǎn)品。 （4）加酚酞試液作指示劑，反應(yīng)為：，所用溶液體積為； 再加甲基橙試液作指示劑，反應(yīng)為：，所用溶液體積為； 所以樣品中含有的碳酸氫鈉反應(yīng)消耗鹽酸體積為，消耗鹽酸的物質(zhì)的量為，故碳酸氫鈉的物質(zhì)的量為，碳酸氫鈉的質(zhì)量為，碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。 本題答案為： （1）分解；反應(yīng)速率降低；水浴加熱。 （2）使反應(yīng)充分進(jìn)行；的溶解度最?。?、、。 （3）、、、；。 （4）。 11．某活動(dòng)課程小組擬用溶液吸收氣體，制備溶液。為了防止通入的氣體過(guò)量而生成，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)步驟： a．取溶液吸收過(guò)量的氣體，至氣體不再溶解； b．小火煮沸溶液1～2； c．在得到的溶液中加入另一半溶液，使其充分混合反應(yīng)。 （1）此方案能制得較純凈的，寫(xiě)出、兩步反應(yīng)的化學(xué)方程式：____________________、____________________。 此方案第一步的實(shí)驗(yàn)裝置如圖4-13所示。 （2）加入反應(yīng)物前，檢查整個(gè)裝置氣密性的方法是________________________________________。 （3）裝置中盛放的試劑是__________，作用是__________________________________________。 （4）在實(shí)驗(yàn)室通常制法中，裝置還可作為制取下列氣體__________（填序號(hào)）的發(fā)生裝置。 ① ② ③ ④ ⑤ （5）實(shí)驗(yàn)室制取下列氣體：①、②、③、④、⑤、⑥、⑦、⑧時(shí)，必須進(jìn)行尾氣處理，能用圖4-14所示的裝置進(jìn)行尾氣處理的，將氣體的序號(hào)填入裝置圖的下方空格內(nèi)。 （6）已知所用溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%，室溫下該溶液密度為，假設(shè)反應(yīng)前后溶液的體積不變，不考慮實(shí)驗(yàn)誤差，用此種方法制備所得溶液的物質(zhì)的量濃度為_(kāi)_________。 解答：本題考查物質(zhì)的制備。 解：（1）a．取溶液吸收過(guò)量的氣體，發(fā)生的反應(yīng)為； b．小火煮沸溶液1～2目的是除去溶液中溶解的二氧化碳； c．在得到的溶液中加入另一半溶液，使其充分混合反應(yīng)，發(fā)生的反應(yīng)是。 （2）方法①：用彈簧夾夾住、連接處，先檢查的氣密性：塞緊橡皮塞，從漏斗中注入一定量的水，使漏斗中的水面高于錐形瓶?jī)?nèi)的水面，停止加水后，漏斗內(nèi)與錐形瓶中的液面差保持不變，說(shuō)明裝置不漏氣。然后檢查的氣密性：向燒杯中注入少量水，使導(dǎo)管口浸入水中，雙手捂住廣口瓶片刻有氣泡冒出，松開(kāi)手后，有少量水進(jìn)入導(dǎo)管形成水柱，說(shuō)明裝置不漏氣。 方法②：也可一次性檢查、的氣密性：連接和燒杯間的乳膠管用止水夾夾住。然后從漏斗中注入一定量的水，使漏斗中的水面高于錐形瓶?jī)?nèi)的水面，過(guò)一會(huì)兒，觀察漏斗內(nèi)與錐形瓶中的液面差，若保持不變，說(shuō)明裝置不漏氣。 （3）鹽酸具有揮發(fā)性，使制得的二氧化碳中混有氯化氫，可以利用飽和碳酸氫鈉溶液來(lái)吸收氣體。 （4）在實(shí)驗(yàn)室通常制法中，裝置是用于固液反應(yīng)，反應(yīng)不需要加熱。因此可用于制備②、④、⑤。 （5）由于和都屬于極易溶于水的氣體，因此在尾氣處理時(shí)要注意防倒吸，可用裝置，而裝置可用于吸收或。 （6），溶液中含 ，根據(jù)反應(yīng)，可得，所以。 本題答案為： （1）；。 （2）方法①：用彈簧夾夾住、連接處，先檢查的氣密性：塞緊橡皮塞，從漏斗中注入一定量的水，使漏斗中的水面高于錐形瓶?jī)?nèi)的水面，停止加水后，漏斗內(nèi)與錐形瓶中的液面差保持不變，說(shuō)明裝置不漏氣。然后檢查的氣密性：向燒杯中注入少量水，使導(dǎo)管口浸入水中，雙手捂住廣口瓶片刻有氣泡冒出，松開(kāi)手后，有少量水進(jìn)入導(dǎo)管形成水柱，說(shuō)明裝置不漏氣。 方法②：也可一次性檢查、的氣密性：連接和燒杯間的乳膠管并用止水夾夾住。然后從漏斗中注入一定量的水，使漏斗中的水面高于錐形瓶?jī)?nèi)的水面，過(guò)一會(huì)兒，觀察漏斗內(nèi)與錐形瓶中的液面差，若保持不變，說(shuō)明裝置不漏氣。 （3）飽和碳酸氫鈉溶液；吸收氣體。 （4）②④⑤。（5）①③；②④。（6）。 12．在潮濕的空氣中會(huì)緩慢分解，會(huì)吸收空氣中的水分：（為平均值，）。取沒(méi)有妥善保管已部分變質(zhì)的樣品 ，溶于水配成溶液，慢慢滴入稀鹽酸并不停地?cái)嚢?，加入鹽酸的體積與生成的的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）如下表所示。（不計(jì)溶于水的氣體） 鹽酸體積（） 8 15 20 50 120 150 生成體積（） 0 112 224 896 2240 2240 2240 試求： （1）當(dāng)加入鹽酸后，生成體積不再增加時(shí)，的最小值為_(kāi)_________。 （2）未變質(zhì)前的質(zhì)量。 （3）部分變質(zhì)后樣品中的成分及各成分的物質(zhì)的量。 解答：本題考查碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)，滴加的順序不同，現(xiàn)象不同。 解： （1）滴加鹽酸至，發(fā)生反應(yīng)： 可得。 當(dāng)二氧化碳的體積由896增加至2240的過(guò)程中，發(fā)生的反應(yīng)也是：， 由此可得，。 此階段又加入鹽酸的體積， 所以。 （2）當(dāng)氣體達(dá)到最大值時(shí)，溶液的溶質(zhì)只有氯化鈉， 所以原樣品中， 原樣品中的質(zhì)量：。 （3）根據(jù)題意，樣品中含有和。 設(shè)樣品中和的物質(zhì)的量分別為和。 則，。 解得：，。 。 再利用與的物質(zhì)的量之比可得， 所以化學(xué)式為，物質(zhì)的量為。 為。 本題答案為：（1）110。（2）。（3）為，物質(zhì)的量為，為。 13．將和固體混合后，在密閉容器中加熱到250℃，讓其充分反應(yīng)，假設(shè)分解產(chǎn)生的與反應(yīng)完后，再與反應(yīng)。 （1）當(dāng)剩余固體為排出氣體為和時(shí)，的值為_(kāi)_________。 （2）當(dāng)剩余固體為、，排出氣體為和時(shí)，的值為_(kāi)_________。 （3）當(dāng)時(shí)，剩余固體為_(kāi)_________，排出氣體為_(kāi)_________。 （4）當(dāng)排出的和為等物質(zhì)的量時(shí)，則的值為_(kāi)_________。 解答：本題考查過(guò)氧化鈉、碳酸氫鈉的化學(xué)性性質(zhì)。本題中涉及反應(yīng)的化學(xué)方程式為： ① ② ③ 注意：在反應(yīng)中過(guò)氧化鈉優(yōu)先與二氧化碳反應(yīng)。 解：（1）當(dāng)剩余固體為，排出氣體為、時(shí)，因?yàn)闆](méi)有生成，水未與反應(yīng)。將化學(xué)方程式①②得： 由化學(xué)方程式可知：。 （2）當(dāng)剩余固體為、，排出氣體為、時(shí)，由于有生成，所以有水與反應(yīng)。假設(shè)反應(yīng)后無(wú)生成，將化學(xué)方程式①②③得： 由化學(xué)方程式可知此時(shí)。因?yàn)橛兴?，所以? （3）當(dāng)時(shí)，由（2）討論可知：剩余固體為、、；排出氣體為。 （4）當(dāng)排出的和為等物質(zhì)的量時(shí)，根據(jù)化學(xué)方程式可得： 設(shè)反應(yīng)的的物質(zhì)的量為 依題意有：，。 所以，反應(yīng)中消耗的物質(zhì)的量為：，用去的物質(zhì)的量為：， 所以，。 本題答案為：（1）。（2）。（3）當(dāng)時(shí)，剩余固體為、、；排出氣體為。（4）。 三、計(jì)算題 14．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，在 某溶液中通入一定量后，再向所得溶液中滴加某濃度的稀鹽酸，滴加鹽酸的體積與生成氣體的情況如圖4-15所示（假設(shè)生成的全部逸出）。求： （1）該稀鹽酸的物質(zhì)的量濃度。 （2）滴加稀鹽酸至?xí)r共產(chǎn)生氣體的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）。 （3）滴加鹽酸前溶液中所含溶質(zhì)的成分及各自的物質(zhì)的量濃度。 解答：本題考查在碳酸鈉中逐滴滴加鹽酸的反應(yīng)過(guò)程。 解：（1）加入時(shí)，氣體體積剛好達(dá)到最大值，此時(shí)溶液中的溶質(zhì)只有。 所以，。 （2）加入后，發(fā)生的反應(yīng)為， 所以，。 （3）從圖像可知，第一階段（無(wú)氣體產(chǎn)生）耗去鹽酸大于第二階段（產(chǎn)生氣體并達(dá)最大量）耗去的鹽酸的體積，可知溶液中溶質(zhì)的成分只能是、。 反應(yīng)過(guò)程： 0.002 （） 0.004 0.004 0.004 0.004 0.004 所以：， 本題答案為：（1）。（2）。 （3）；。