令第三章元素化合物基礎

第一節(jié)金屬鈉、鎂、鋁及其化合物

【必備知識要求】

177解鈉I鋁、鎂及其重要化合物的物理性質(zhì)及應用

2.了解鈉、鋁、鎂及其重要化合物的氧化還原反應和非氧化還原反應

3.掌握金屬鈉、鋁、鎂及化合物的制備和檢驗

【關鍵能力要求】

關鍵能力要求，實瞼和探究能力、理解辨析能力、知識的應用能力。

高考要求：在近幾年的高考中，主要以鈉及化合物為知識載體考查學生的思維能力、實驗

能力、計算能力。鈉、過氧化鈉的性質(zhì)，NaHCO3>Na￡O：.與酸、堿、鹽溶液的反應仍然是高

考命題的熱點。預計今后仍將以鈉及其化合物之間的轉(zhuǎn)化為載體，結(jié)合生活、生產(chǎn)及物質(zhì)

的應用，以工業(yè)流程題、實驗題、選擇題和鑒別題等形式出現(xiàn)的可能性較大。鋁及其化合

物的性質(zhì)在日常生活、生產(chǎn)中的應用，另一方面以“鋁三角”轉(zhuǎn)化關系為載體，考查圖像

分析和計算能力等。

【學科核心素養(yǎng)解析】

1.宏觀辨識與微觀探析：認識鈉及其化合物的性質(zhì)和應用。能從鈉的原子結(jié)構及其重要化合

物的微觀結(jié)構理解其性質(zhì)，領悟結(jié)構決定性質(zhì)。從微觀的角度認識鋁、鎂的原子結(jié)構理解

其性質(zhì)，從宏觀辨識鋁、鎂及其化合物的性質(zhì)和應用，領悟結(jié)構決定性質(zhì)。認識鐵及其化

合物的性質(zhì)及應用，能以“鐵三角〃轉(zhuǎn)化關系理解變價元素的轉(zhuǎn)化條件。

2.科學探究與創(chuàng)新意識：了解鈉及其化合物的性質(zhì)探究方案，并積極參與實驗探究過程，得

出相關結(jié)論。通過觀察鋁、鎂及其化合物的反應和反應事實，了解研究事物從個別帶一般

的思想方法，體驗研究問題尋找規(guī)律的方法，領悟可持續(xù)發(fā)展意識和綠色化學理念。利用

鐵及其化合物的性質(zhì)，科學認識鐵及其化合物的提純和制備工藝流程，形成嚴謹求實的科

學態(tài)度和崇尚真理的意識。

3.科學探究與創(chuàng)新意識：通過比較、分析鋁、鎂及其化合物的性質(zhì)和應用，培養(yǎng)歸納總結(jié)

能力、分析問題能力、解決問題的能力，知道兩性氧化物和兩性氫氧化物的特征反應。

能提出有價值的氫氧化亞鐵及其他鐵的化合物的制備方案，并進行實驗探究。

必備知識點1鈉及其重要化合物

一、鈉的性質(zhì)及應用

1.鈉的物理性質(zhì)

銀白色，有金屬光澤的固體，質(zhì)地柔軟，熔點低(小于：00℃),密度比水的小，但比煤油

的大，即P(H20)>P(Na))P(煤油)。

2.從鈉原子的原子結(jié)構認識鈉的化學性質(zhì)一一還原性

哨力1。2、C12、也0、?等領背

Na--------------->Na+“

(1)與非金屬單質(zhì)(如0八Ch)的反應

0?：常溫：4Na+0?=2NaO加熱：ZNa+OzANa?。？

CL：2Na+CL^^2NaCl

(2)與水反應

+

①離子方程式：2Na+2H2G=2Na+20H"+H2t。

②與滴加酚醐的水反應的現(xiàn)象及解釋

(R)與鹽酸反應

++

離子方程式：2Na4-2H=2Na+H2t。

(4)與鹽反應

a.與熔融鹽反應

如:4Na+TiCl(M4NaC14-Ti

Na+KCl型NaCl+Kf(制取金屬鉀，因為鉀的沸點比鈉的沸點低，使鉀成為蒸汽而逸出)

b.與鹽溶液反應

Na與CuSS溶液反應的化學方程式2Na十Cu5U；十2H2。=1匕25加十也t+Cu(0H)2I。

(5)與某些有機物反應

如：25Ia+2cH3cH2H—^CllaCH.ONa+lht

2Na+2cH￡00H—^CHEOONa+Lt

2Na+2―>2ONa+H2T

3.鈉的制取及保存

(1)制取:化學方程式為2NaCl(熔融)型鯉2Na+Cl2t。

(2)保存：密封保存，通常保存在石蠟油或煤油中。

4.鈉的用途

(1)鈉鉀合金(液態(tài))可用于原子反應堆的導熱劑。

(2)用作電光源，制作高壓鈉燈。

(3)冶煉某些金屬

金屬鈉具有強還原性，熔融狀態(tài)下可以用于制取金屬，如4Na+TiCL埴甦4NaCl+Ti。

二、鈉的氧化物與氫氧化物

1.氧化鈉與過氧化鈉的比較

Na20咽()2

??

電子式Na+L：()：?~NaNa+［：()：0：廣Na+

??????

氧元素化合價-2-1

色、態(tài)白色固體淡黃色固體

陰、陽離子個數(shù)比1：21:2

是否為堿性氧化物是不是

與反應

co2Na20+C02=Na2C032Na202+2co-2Na2cO3+0，

與水反應Na2O+ll2O=2NaOH2Na2024-2H2O=4NaOI14-02t

與鹽酸反應

Na2O+2HCl=2NaCH-H.O2Na202+4HCl=4NaCl+2H2O+O21

用途氧化劑、供氧劑、漂白劑

(DW2O2強氧化性的四個表現(xiàn)

①與還原性物質(zhì)反應：如：SO?或SCV-SO/、H2s或S?fS、Fe2t-Fe3'

②與品紅溶液反應：發(fā)生氧化還原反應而褪色

③遇酚酗溶液：先變紅，后褪色

④遇石蕊溶液：先變藍，后褪色

(2)遇KMnO,等強氧化劑時，表現(xiàn)出還原性，氧化產(chǎn)物為生。

(3)遇CW、氏()、FT則發(fā)生自身的氧化還原反應。

2.氫氧化鈉

(1)物理性質(zhì)：NaOH的俗名為燒堿、火堿或苛性鈉；它是一種白色固體，易溶于水并放出大

量的熱，有吸水性；吸收空氣中的水分而潮解；有很強的腐蝕性。

(2)化學性質(zhì)

①具有堿的通性：a、使指示劑變色；b、與酸反應；c、與酸性氧化物反應；d、與鹽反應,

與弱堿陽離子反應。

序號混合物(括號內(nèi)為雜質(zhì))除雜方法

①Na2C0,i(s)(NaHCO.O加熱法

②NaHCO3(aq)(Na2c0。通入足量CO2

③Na2CO3(aq)(NaHCO3)滴加適量NaOH溶液

4.Na2c6、NaHCa與鹽酸反應的基本圖象

(1)反應原理：向NazCCh溶液中逐滴加入鹽酸至過量,先是無明顯現(xiàn)象,后來產(chǎn)生氣體；依次發(fā)

生①CO打+H'—HCO3、②HCO&+H'_CO/+H。①、②完成時消耗鹽酸的量相等。

NaHCO?溶液中逐滴加入鹽酸,立即產(chǎn)生氣體,發(fā)生反應:HCO3+M—CO2t+也0。

(2)圖像分析:結(jié)合圖像可確定溶質(zhì)的成分,書寫離子方程式或完成相關計算。

圖像溶質(zhì)成分反應的順序與離子方程式

限⑥

0a段:COr+H‘一HCOj

，/T一僅有Na2c

ab段:HC03+FT—CO.-1+H.0

0abn(HCl)

MCOO

I/一一

僅有NaHC030a段:HCOg+H'___CO2t+H20

0an(HCl)

"(CO,)

，/T-等物質(zhì)的量的Oa段:OH+H'_HOCO^+H'—HCOg

NaOH和Na2C0；1ab段:HCO&+H'_CO,t+IL0

0abn(HQ)

mcoo

等物質(zhì)的量的Da段:COp+H—HCOj

/，,一

Na2c()3和NaHCO；ab段:HCO3+H'_C02t+H2O

0ab?(HC1)

5.Na2c。3的制備一侯氏制堿法

①原料

食鹽、氨氣、二氧化碳一合成氨廠用水燥氣制取氫氣時的廢氣

其反應為C+H2O(g)=^==CO+H2,CO+H2O(g)=^===CO2+H2o

②反應原理

產(chǎn)生NaHCCh反應：NH3+NaCl+CO2+H2O===NaHCO3l+NH4C1a

產(chǎn)生Na2cCh的反應：2NaHCO34Na2cO3+CO2T+H9<

③循環(huán)使用的物質(zhì)：CO2o

四、堿金屬元素、焰色反應

1.堿金屬的一般性與特殊性

(1)一?般性

相似性遞變性(由Li-Cs)

原子結(jié)構最外層均為1個電子電子層數(shù)逐漸增多

核電荷數(shù)逐漸增大

原子半徑逐漸增大

都具有較強的金屬性，最高正價

元素性質(zhì)金屬性逐漸增強

均為+1價

物理(除Cs外)都呈銀白色，密度較密度逐漸增大(鉀反常)，熔、涕

單質(zhì)性質(zhì)小，熔、沸點較低點逐漸降低

性質(zhì)化學還原性逐漸增強：與0?反應越來

都具有較強的還原性

性質(zhì)越劇烈，產(chǎn)物越來越復雜

(2)特殊性

①堿金屬的密度一般隨核電荷數(shù)的增大而增大，但鉀的密度比鈉的小。

②堿金屬一般都保存在煤油中，但由于鋰的密度小于煤油的密度而將鋰保存在石蠟中。

③堿金屬跟氫氣反應生成的堿金屬氫化物都是離子化合物，其中氫以『形式存在，顯一1

價，堿金屬氫化物是強還原劑。

2.焰色反應

(1)焰色反應的概念

某些金屬或它們的化合物在灼燒時都會使火焰呈現(xiàn)出特殊的顏色，屬于物理變化，是元素的

性質(zhì)。

(2)焰色反應的操作

酒精燈藏取酒精燈用鹽酸酒精燈

伯絲灼燒無色一二一待測物灼燒觀察火焰顏色洗滌的絲灼燒無色

(3)常見元素的焰色

鈉元素黃色；鉀元素紫色(透過藍色鉆玻璃觀察)；銅元素綠色。

【知識理解提點】

一、鈉單質(zhì)知識理解提點

1.鈉燃燒時不能用水滅火，應用沙土蓋滅。

2.取用金屬鈉時，川鎰子夾取金屬鈉，用濾紙擦干表面的煤油，放在潔凈干燥的玻璃片上

用小刀切割，不能用于直接接觸金屬俯，并且將剩余的訥放回原試劑瓶中保存。

3.鈉與溶液反應的共同現(xiàn)象

①浮：鈉浮在液面上；②熔：鈉熔化成光亮的小球；③游：在液面上不停地游動直至反應完

全；④響：反應中不停地發(fā)出“嘶嘶嘶”的響聲。若溶液中「濃度較大，與水相比反應更

加劇烈，最后鈉可能在液面上燃燒。

4.對鈉與酸反應的計算問題，勿忽略Na若過量還可與H4)反應。

二、鈉氧化物知識理解提點

(1)過氧化鈉是常用的工業(yè)漂白劑，但是不能用于食品的漂白；

(2)NazOz既有氧化性又有還原性，但主要表現(xiàn)為氧化性。當遇到KMnO,等強氧化劑時，可

表現(xiàn)出還原性，氧化產(chǎn)物為6；

(3)NaA遇到空、也0、『發(fā)生自身氧化還原反應。Na①既是氧化劑又是還原劑,且1mol

Na2()2轉(zhuǎn)移的電子是1mol而不是2mol。

(4)Na。NaQ中陰、陽離子個數(shù)比均為1：2。

(5)Na?。?與HAC&的反應規(guī)律

電子轉(zhuǎn)移關系當Na2()2與CO2JI2O反應時，物質(zhì)的量關系為2PEO2?。2?2屋，〃(屋)=〃(岫2。2)=2〃(02)

若C02、水蒸氣(或兩混合氣體)通過足量Na202,氣體體積的減少量是原氣體體積的;，

氣體體積變化

關系

等于生成氧氣的量，Av=r(o2)

CO?、水蒸氣分別與足量Na2?反應時，固體相當于吸收了C0?中的“C0”、水蒸氣中

固體質(zhì)量變化

的“山”,所以固體增加的質(zhì)量八加(C0j=28g?moLx〃(C02)、AMH2O)=2g?mol

關系

-lX/?(HvO)

三、Na￡03、NaHCQ,知識理解提點

1.NaHCOs與堿溶液反應的實質(zhì)是HCOT與0H反應生成87，CO廠有可能發(fā)生后續(xù)反應,如

NaHC0；i與Ca(OH)2溶液反應可以生成白色沉淀CaC0：u

2.不能用澄清石灰水來鑒別Na￡03與NaHCOs：Ca(0H)2溶液與二者反應均生成白色沉淀CaCO^,

無法區(qū)別；

3.川鹽酸鑒別Na￡Oa溶液和NaHCO,溶液時，要求兩溶液濃度相差不大，且加入的鹽酸等濃

度且不宜過大；

4.Na￡03、NHICO3與酸、堿、鹽的反應均為復分解反應，因而反應能否進行應從復分解反應

的條件來判斷。

四、堿金屬和焰色反應知識理解提點

1.焰色反應是物理變化，是金屬元索的性質(zhì)，既可以是單質(zhì)，也可以是化合物，如不論灼

燒Na2c0八NaCKNa2sol還是鈉的單質(zhì)，均發(fā)出黃色火焰。

2.(1)用稀鹽酸清洗的原因：生成金屬氯化物，而金屬氯化物在高溫時可揮發(fā)。

(2)焰色反應中所用的火焰應是無色或淺色的。

(3)灼燒伯絲時應一直燒至火焰恢復到原來的顏色。

(4)可用潔凈的鐵絲代替你絲，不能用銅絲代替。

【惑點辨析】

判斷正誤(正確的打“J”，錯誤的打“X”)。

1.鈉著火燃燒時可用泡沫火火器撲火。()

2.金屬鈉露置在空氣中最終轉(zhuǎn)化為小蘇打。（）

3.等質(zhì)量的鈉與足量的02分別在加熱和常溫條件下充分反應失去的電子數(shù)一樣多。（）

4.Ndd吸收C02產(chǎn)生02,可用作呼吸面具中的供氧劑。（）

5.Na。與H20的反應中,Na2O2和H20分別作氧化劑和還原劑。（）

6.Na。滴入酚酉太溶液中，反應現(xiàn)象是先變紅后褪色。（）

7.碳酸氫鈉可用于去除餐具的油污，碳酸鈉可用于治療胃酸過多。（）

8.向飽和Na2c0：,溶液中通入C02,會有NaHCO；i晶體析出。（）

9.除去Na￡Oa溶液中含有的Na2s（%,可加入適量Ba（0H）2溶液,過濾。（）

10.元素周期表中第IA族元素都是堿金屬元素。（）

11.堿金屬元素由Li到Cs,隨著核電荷數(shù)遞增，單質(zhì)密度遞增，熔沸點逐漸降低。（：?

12.堿金屬元素與0,都能生成過氧化物,與水反應都能生成堿和乩。（）

答案：LX2.X3.74.V5.X6.J7.X8.V9.X10.X11.X12.X

【夯基例析，跟蹤演練】

【基礎例析】鈉的氧化物及其應用

例1.（2022?武威第六中學高三月考）下列敘述正確的是（）

①N&0與NaQ?都能和水反應生成堿，它們都是堿性氧化物

②Na2c溶液和NaHCO,溶液都能跟CaCL溶液反應得到白色沉淀

③鈉在常溫下不容易被氧化

④啟2。2可作供氧劑，而Na20不行

⑤石蕊試液中加入距2。2粉末，先變藍后褪色，并有氣泡生成

⑥鈉與濃NHC1溶液反應，放出的氣體中含比和

A.都正確B.②?④⑤C.④⑤⑥I）.②⑤⑥

【答案】C

【解析】①Naa和水反應只生成堿，是堿性氧化物：*k0「和水反應生成氫氧化鈉和氧氣，

不是堿性氧化物，故錯誤：

②Na2c溶液和CaCk溶液反應得到碳酸鈣沉淀，NaHCO.溶液與CaCk溶液不反應，無沉淀生

成，故錯誤；

③鈉的性質(zhì)活潑，在常溫下易被氧化生成氧化鈉，故錯誤；

④Na。能與二氧化碳反應生成碳酸鈉和氧氣，Na。能與水反應生成氫氧化鈉和氧氣；而Nag

與二氧化碳和水反應不會產(chǎn)生氧氣，因此2用可作供氧劑，而Na*不行，故正確：

⑤NaO：粉末與水反應生成氫氧化鈉和氧氣，所得溶液呈堿性，使石蕊試液變藍；過氧化鈉

具有強的氧化性，具有漂白性，可以使石蕊試液褪色，所以石蕊試液中加入NaD粉末，

先變藍后褪色，并有氣泡生成，故正確；

⑥鈉和水反應生成氫氧化鈉和氫氣，生成的氫氧化鈉和氯化錢能反應生成氯化鈉、氨氣，故

正確；所以正確的選項為④⑤⑥；本題選C。

【跟蹤演練】

1.（2022?河南安陽一中模擬）1mol過氧化鈉與2mol碳酸氫鈉固體混合后，在密閉的容器

中加熱充分反應，排出氣體物質(zhì)后冷卻，殘留的固體物質(zhì)是（）

A.Na2cChB.NaB.g2。2、Na2c。3

C.NaOH、Na￡03D.Na。、NaOH、Na2CO3

【答案】A

【解析】本題涉及的反應有：2NaHC0ANa2C03+C021+H分;2C02+2Na202===2Na2C03+02；2H20

+2Na202===4Na0H+（）2t；在Ca和H20與NaQ反應時，實際上是與CO?先反應。2molNaHCO：,

分解產(chǎn)生的1molCO2恰好與1molNazOz反應，無NazOz與水反應，所以殘留固體只有Na￡Oi。

【基礎例析】碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質(zhì)及其應用

【答案】C

【跟蹤演練】

2.（2022?武威第六中學高三月考）下列有關Na￡Q,和NaHCO：,的敘述中正確的是（）

A.向Ma￡O、溶液中逐滴加入等物質(zhì)的量的稀鹽酸，生成的CO?與原Na￡O、的物質(zhì)的量之比為

1：2

B.等質(zhì)量的NallCO,和NaCQs分別與足量鹽酸反應，在同溫同壓下，生成的能體積相同

C.相同溫度下物質(zhì)的量濃度相同時,Na2cOs溶液的pH小于NaHCOs溶液

D.向Na￡Q,飽和溶液中通入（A，有NaHCQ,晶體析出

【答案】D

【解析】A項：根據(jù)化學方程式0區(qū)0：,十HCl==NaCl十NdHCO”當碳酸鈉和鹽酸物質(zhì)的量相

等時，不會產(chǎn)生二氧化碳，A敘述錯誤；

B項:NaHCQj和Na2c。3都與鹽酸反應生成二氧化碳氣體:NaHC03+HCl==NaC14-H204-C021，

Na2C03+211Cl===2NaCl+II20+C02t,等質(zhì)量的Na2c（）,和NallCO,分別與足量鹽酸反應，

放出的COz質(zhì)量不相等，所以同溫同壓下，生成的C0?體積不同，B敘述錯誤；

C項：相同溫度下，在NaC03溶液、NaHCO,溶液中，碳酸根離子和碳酸氫根離子均能水解,

導致溶液呈堿性，但是碳酸根離于水解程度大，所以碳酸鈉的堿性強于碳酸氫鈉，即

Na￡O：,溶液的pH大于NaHCQ,溶液，C敘述錯誤;

D項：常溫下NaEQ,在水口的溶解度比NaHCO：,大，向Na￡Q,飽和溶液中通入CO.’，會發(fā)生反

Na2CO；$+CO2+H2O===2NaHCO：5I,所以會析出碳酸氫鈉晶體，D敘述正確；答案為D。

【基礎例析】堿金屬的性質(zhì)及其應用

例3.（2022?云南昆明第三中學模擬）下列有關堿金屬的敘述正確的是（）

A.隨核電荷數(shù)的增加，堿金屬單質(zhì)的熔點逐漸升高

B.堿金屬單質(zhì)的金屬性很強，均能與氫氣、氮氣等直接發(fā)生反應

C.碳酸鈉用酒精燈加熱時不能分解為二氧化碳和氧化鈍

D.無水硫酸鈉的化學式為Cs2so4,它不易溶于水

【答案】C

【解析】A項：隨核電荷數(shù)的增加，堿金屬單質(zhì)的熔點逐漸降低；

B項：堿金屬中除鋰外，溝不與氮氣直接反應；

C項：由在酒精燈加熱條件下Na2cCh不分解，可得出Cs2cCh加熱也不分解；

D項：Cs與Na同為堿金屬元素，性質(zhì)相似，由Na2s。4易溶于水，可得出Cs2s（L也易溶于

水。

【跟蹤演練】

3.下列關于堿金屬的敘述正確的是（）

A.堿金屬物理性質(zhì)相似，均為銀白色金屬

B.堿金屬單質(zhì)的金屬性很強，均易與氯氣、氧氣等發(fā)生反應

C.隨核電荷數(shù)的增加，堿金屬單質(zhì)的密度逐漸增大

D.焰色反應為化學變化

【答案】B

【解析】A項：堿金屬中艷為略帶金色光澤的金屬，A項不正確：

B項：堿金屬性質(zhì)活潑，均易與氯氣、氧氣等發(fā)生反應，B項正確；

C項：隨核電荷數(shù)的增加，堿金屬單質(zhì)的密度呈增大趨勢，但鉀反常，其密度為0.86g-cm

?比鈉的密度（0.97g-cm7）小,C項不正確;

D項：焰色反應為物理變化，D項不正確。

【基礎例析】鈉及其化合物的有關實驗

例4.（2022?東北育才學校高三零模）鈉是一種非?；顫姷慕饘?，它可以和冷水直接反應

生成氫氣，但是它與煤油不會發(fā)生反應。把?小塊銀白色的金屬鈉投入到盛有蒸錨水的燒杯

中，如圖a所示，可以看到鈉塊浮在水面上，與水發(fā)生劇烈反應，反應放出的熱量使鈉熔成

小球，甚至會使鈉和生成的氫氣都發(fā)生燃燒。如果在上述盛有蒸鐳水的燒杯中先注入一些煤

油，再投入金屬鈉，可以看到金屬鈉懸浮在煤油和水的界面上，如圖b所示，同樣與水發(fā)生

劇烈的反應，但不發(fā)生燃燒。

(1)在第一個實驗中，鈉浮在水面上；在第二個實驗中，鈉懸浮在煤油和永的界面上，這兩

個現(xiàn)象說明了：，

(2)在第二個實驗中，鈉也與水發(fā)生反應，但不發(fā)生燃燒，這是因為________o

(3)我們知道，在金屬活引性順序中，排在前面的金屬能把排在后面的金屬從它的鹽溶液里

置換出來，可將金屬鈉投入到硫酸銅溶液中，卻沒有銅被置換出來，而產(chǎn)生了藍色沉淀，請

用化學方程式解釋這一現(xiàn)象—。

【答案】(1)鈉的密度大于煤油的密度，小于水的密度

(2)鈉不與空氣接觸，缺乏燃燒條件

(3)2Na+2H2(>2NaOH+H21，2Na()H+CuS0.1=Na2S0I+Cu(OH)21或2Na+CuSO,+2H2O=Na2SOt+Cu(9H)2

I+H2t

【解析】(D根據(jù)物體的浮沉條件可知：鈉浮在水面.上，說明鈉的密度小于水的密度，鈉懸

浮在燃油和水的界面上，說明鈉的密度大于煤油的密度；故答案為：鈉的密度大于煤油的密

度，小于水的密度；

(2)根據(jù)燃燒的條件可知，鈉不燃燒的原因是：煤油將鈉與空氣隔絕；故答案為：鈉不與空

氣接觸，缺乏燃燒條件；

(3)金屬鈉投入到硫酸銅溶液中，首先與水反應，生成的氫氧化鈉再與硫酸銅反應，相關的化

學方程式為：2Na+2H20=2Na0H+H21,2NaOH+CuSO產(chǎn)N&SOMu(OH)21或

2Na+CuS0.1+2H20=Na2S0.,+Cu(OH)21+H21；故答案為：2Na+2H2O=2NaOH+H21，

2Na0H+CuS0,=Na2S01+Cu(0H)21或2Na+CuSOs+2H2O=Na2SO,-fCu(OH)21+H?t.

【跟蹤演練】

4.有一含NaCl、Na2c。3?1040和Nag的混合物,某同學設計如圖所示的實驗裝置,通過

測量反應產(chǎn)生的COi和HzO的質(zhì)量，來確定該混合物中各組分的質(zhì)量分數(shù)。

(1)實驗步驟：

①按圖(夾持儀器未畫出)組裝好實驗裝置后，首先進行的操作是。

②稱取樣品，并將其放入硬質(zhì)玻璃管中；稱量裝濃硫酸H勺洗氣瓶C的質(zhì)量和裝堿石灰的I

形管D的質(zhì)最。

③打開活塞給、跖關閉5緩緩鼓入空氣數(shù)分鐘，其目的是。

④關閉活塞Kbh,打開點燃酒精燈加熱至不再產(chǎn)生氣體。裝置B中發(fā)生反應的化學方

程式為、O

⑤打開活塞K”緩緩鼓入空氣數(shù)分鐘，然后拆下裝置.，再次稱最洗氣瓶C的質(zhì)量和U形管D

的質(zhì)量。

（2）關于該實驗方案，請回答下列問題。

①若加熱反應后不鼓入空氣，對測定結(jié)果的影響是。

②E處干燥管中盛放的藥品是,其作用是,如果實驗中沒有該裝置，則會導

致測量結(jié)果NaHCO,的質(zhì)量________（填“偏大”“偏小”或“無影響”）。

③若樣品質(zhì)量為H-g,反應后C、D裝置增加的質(zhì)量分別為陽g、nkg,則混合物中Na￡03-10H20

的質(zhì)量分數(shù)為（用含隊周、版的代數(shù)式表示）。

【答案】（D①檢查裝置氣密性③除去裝置中的水蒸氣和二氧化碳

④2、aHC0：Za2cO3+H2Ot+C02t

Na,C0；l?lOHOAMa2co3+1（凡0t

（2）①Na￡O；,-10H.0和NnHCO,的質(zhì)量分數(shù)測定結(jié)果偏小，NaCl的質(zhì)量分數(shù)測定結(jié)果偏大②

286協(xié)一粵

44

堿石灰防止空氣中的CO?和水蒸氣進入D中影響測定結(jié)果偏大③-----———

X100%

【解析】（1）①組裝好實驗裝置后首先應檢查裝置氣密性。③由于裝置中存在CO?和水蒸氣，

應先除去裝置中的ca和水蒸氣。④由物質(zhì)的性質(zhì)可知，在加熱時該裝置中發(fā)生的反應

為2NaHCO,A，Na2C（）3+tOt+C02f、Na￡（h-10H.；OANa2C03+10H20f。

（2）①加熱后有部分CO?和水蒸氣會殘留在裝置中，必須鼓入空氣使其完全被吸收，若不鼓

入空氣，則測得的NaHC（h和Na￡03-10也0的質(zhì)量分數(shù)偏小，NaCl的質(zhì)量分數(shù)偏大。

②裝置E是防止空氣中的C0?和水蒸氣進入裝置1）,故干燥管中盛放的藥品是堿石灰，如果

沒有該裝置，會使測得的NaHCO：,的質(zhì)量偏大。

③由題目信息知反應放出的C0?的質(zhì)量為&g,根據(jù)反應的化學方程式2NaHC03ANa2C0；i+H,0

t+CO2t,可計算出該反應中產(chǎn)生的水的質(zhì)量為賢g,從而計算出Na￡a-10HQ分

解產(chǎn)生水的質(zhì)量為（勿一詈）g,再根據(jù)NaCCVlOHiO^Na2co3+lOHqf,計算出

Na2C03-IOH2O的質(zhì)量，最后計算出混合物中Na￡（）3?10HQ的質(zhì)量分數(shù)。

必備知識點2鋁、鎂及其重要化合物

一、鋁的性質(zhì)及應用

i.鋁的結(jié)構和存在

出283

鋁位于元素周期表第3周期IHA族，原子結(jié)構示意圖為,,鋁是地殼中含量最多的金屬

元素。自然界中的鋁全部以化合態(tài)的形式存在。

2.金屬鋁的物理性質(zhì)

銀白色有金屬光澤的固體，有良好的延展性、導電性和導熱性等，密度較小，質(zhì)地柔軟。

3.金屬鋁的化學性質(zhì)

①4A1+30金ALOB

②2Al+FezO獸遢2Fe+Al。

③2A1+6H+===2A產(chǎn)+3H2f

@2A1+20H~+6H20===2[Al(OH),]-+3H2t

4.鋁的制備和用途

(1)制備原理

電解

電解熔融AIB：2AbO3(熔融)===4A1+3O融。

⑵鋁的用途

純鋁用作導線，鋁合金用于制造汽車、飛機、生活用品等。

二、鋁的重要化合物

1.氧化鋁

(1)物理性質(zhì)：白色固體，難溶于水，熔點很高。

(2)化學性質(zhì)

2.氫氧化鋁

(1)物理性質(zhì)：白色膠狀不溶于水的固體，有較強的吸附性。

(2)化學性質(zhì)(用化學方程式表示)

Al(OH)：,的電離方程式為

酸、堿式電離：AF++30H=^1(0必+，=^[Al(0H)4]'+H+

兩性

|Ag件靜蹩AI(OH),

1------砂1---------2強駁?|[AI(OH),「

寫出圖中有關反應的化學方程式或離子方程式：

①Al(OH)3+3H+===A13++3H2O。

(2)A1(OH)3+OH-===[A1(OH).,]■(>

@2A1(0H)3^=^A1203+3H20O

⑶制備

①向鋁鹽中加入氨水，離子方程式為A1"+3NH3?H2O=A1(OH)31+3NH"

②NaAlOz溶液中通入足量C02,離子方程式為A10r+C02+2H,0=Al(0H)31+HCO「或

-

[Al(OH)1]+CO2=Al(OH)3l+HC0L

③NaAlOz溶液與A1CL溶液混合：3A1OF+A產(chǎn)+6出0=如(0H)M或

3+

3[A1(OH).1]~+A1=4A1(OH)3I0

3.常見的鋁鹽

(1)氯化鋁，白色結(jié)晶性粉末，在178℃升華，它的蒸氣是締合的雙分子(Al￡l。。有強

鹽酸氣味，工業(yè)品呈淡黃色。易溶于水、醇、氯仿、四氯化碳，微溶于苯。在空氣中能

吸收水分，一部分水解而放出氯化氫。熔化的氯化鋁不易導電。

(2)硫酸鋁鉀是由兩種不同的金屬離子和一種酸根離子組成的復鹽。

(3)明帆的化學式為KA1(SO,)2-12HO它是無色晶體,可溶于水,水溶液pHV(填

或“=”)7。明磯可以凈水，其凈水的原理是人產(chǎn)+3假二八1(0田3(膠體)+3上*1(0心3

膠體吸附水中的雜質(zhì)形成沉淀而凈水。

(4)NaA102或NaAl(OH)」,易溶于水,易水解，顯堿性,A1OT+2H20HAi(易水+0H或[A性OH)J

—=^A1(0H)3+()H,也可以凈水。

三、數(shù)形結(jié)合與“鋁三角”

1.Al=A1(OH)3、[Al((H)4〉之間的轉(zhuǎn)化關系

⑴①A1"+3NH3?H2O===A1(0H)31+3NH：

3+

@A1+3[Al(OH)J~==4A1(OH)31

③A1"+3OI「===A1(OH)3J

+3+

(2)A1(OH)3+3H===A1+3H2O

(3)A13++40H-===[A1(()H)I]_

+3+

(4)[K1(OH).,]~+4H===A1+4H2O

-

(5)@[Al(0H).,]+C02===Al(OH)3I+HCO7

-+

@[A1(OH)i]+H===Al(0H)31+H2O

-

(6)Al(OH)34-0H==[Al(OH)

2.與Al(OH)3沉淀生成有關的圖像分析

(1)可溶性鋁鹽溶液與NaOH溶液反應的圖像(從上述轉(zhuǎn)化關系中選擇符合圖像變化的離子方

程式，下同)

可溶性鋁鹽溶液中逐滴加入NaOH溶NaOH溶液中逐滴加入可溶性鋁鹽溶

操作

液至過量液至過量

立即產(chǎn)生白色沉淀一漸多一最多一無沉淀(有但即溶)一出現(xiàn)沉淀一漸

現(xiàn)象

漸少一消失多一最多一沉淀不消失

圖像01IH

方程式AB：⑴③AB：0).

序號BD：?BC：⑴②

(2)偏鋁酸鹽溶液與鹽酸反應的圖像

偏鋁酸鹽溶液中逐滴加入稀鹽酸至稀鹽酸中逐滴加入偏鋁酸鹽溶液至

操作

過量過量

立即產(chǎn)生白色沉淀f漸多f最多f無沉淀f出現(xiàn)沉淀f漸多f最多f

現(xiàn)象

漸少一消失沉淀不消失

圖像

二一

1_二__1%1__LJ_____1

方程式AB：⑸②AB：@

序號BC：隹1BC：⑴②

(2)突破Al(0H)3沉淀圖像三個秘訣

①明晰橫、縱坐標含義，然后通過曲線變化特點分析反應原理。

②掌握AF+、Al(0H)3、AlOf三者之間的轉(zhuǎn)化比例：

③明晰Al"溶液中加堿(0丁)的幾種常見變形圖像，如：

圖A中，/?(!!*)：T?(A13+)=2：U

圖B中，若已知原溶液中含有Mg2+。則可推出：

〃(Mg2+)：/7(A1J+)=1*lo

圖C中，若已知原溶液中含有H+和Mg2+,則可推導出：〃(H+)：〃(A-+)：〃(Mg2+)=2：1：lo

3.鋁三角的應用

(D選擇制備A1(OH。的最佳途徑

①由A產(chǎn)制備Al(0H)3,宜用A產(chǎn)與氨水反應：

3+

Al4-3NH3?H2O===A1(0H)31+3NH：

②由NaAlO?制備Al(0H)3宜用CO?與A10F反應:

2H.0+A10；+C02===Al(OH)aI+HCO；

③從節(jié)約原料角度，由Al制備A1(OH)3,宜用31制備A13+,京1制備A10;，然后將二者混

3+

合：Al+3A10；+6H2O===4A1(OH)31

(2)有關離子共存問題

①與A1”不能大量共存的(陰)離子有：OH、A102\US、SiOT、COMHCO；、SO『等。

與AIOI不能大量共存的(陽)離子有：H\Al3+.NH，、Fe2+>Fe"等。

③A10「與HCOf因發(fā)生(相對)強酸制弱酸的反應而不能共存。

(3)分析離子反應順序

①向含有AT+、NH；、含的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，反應順序是：I.卜廣+0/===比0；

S+

II.A1+3OH-==A1(OH)31(若先與NH；反應，則生成的煙機0又使A1”沉淀且生成NE；)；

_

IH.NH.r+0H==NH3?H2O［若先溶解Al(0H)3,則產(chǎn)生的A10J又與NH：反應生成沉淀］;

-

IV.Al(0H)3+0H===A10r+2H20<,

②向含有A107、COf>OFT的混合溶液中逐滴加入鹽酸，反應順序是：I.OH—+H+==HO

+

II.A1OT-I-H+H2O===A1(OH)31(A10「比C正一先反應)；nLCO『+H+==HCOJ；IV.HCOT+H+

+3+

==C021+H20［HC(K比Al(0H)3先反應］;V.Al(0H)3+3H===A1+3H20O

四、鎂及其應用

1.鎂的位置：鎂元素在元素周期表中位于第三周期第IIA族。鎂是較活潑的金屬，在金屬

活動性順序中位于鋁、鋅、鐵的前面.鎂在化學反應中,能表現(xiàn)出較強的金屬性,即失電子

的能力強，是常用的還原劑。

2.鎂的物理性質(zhì)：具有銀白色金屬光澤的固體，密度、硬度均較小，熔點較低，有良好的導

電、傳熱和延展性。

3.鎂的化學性質(zhì)：

①與非金屬反應

鎂條在6中燃燒，發(fā)出耀眼的強光，生成白色固體物質(zhì)，反應的化學方程式為2Mg+O^2MgO

鎂條能與此反應，化學方程式為3.Mg+N2HMg:iN2

鐵條能與CL反應，化學方程式為Mg+Cl2HMgCl2

②與CO2反應：2Mg+CO2磐2\IgO+C

③與比0反應：Mg+2H2(』Mg(0H)2+H"

④與『反應：Mg+2H+=Mg2+4-H,t

4.鎂的用途：制造信號彈和焰火；鎂合金用于制造火箭、導彈和S機的部件；氧化鎂用于制

耐高溫材料，冶金工業(yè)上用作還原劑和脫氧劑。

5.海水提鎂

工藝流程

制石灰乳：化學方程式為CaCO：至退Ca0+C()21、CaO+H2O=Ca(OH)2

基本步驟及主要反應沉淀：化學方程式為Mg2++201T=Mg(0H)2l

酸化：化學方程式為Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O

蒸發(fā)結(jié)晶：析出MgCk?析4

基本步驟及主要反應脫水：在氯化氫氣流中使MgCl2-6H2O脫水制得無水氯化鎂

電解：電解熔融氯化鎂制得鎂，化學方程式為MgCk(熔融)里量Mg+Cl2t

6.對比記憶鋁、鎂的化學性質(zhì)

鋁鎂

與非金屬反應能被C12、&氧化占燃占燃

2Mg+O2----2MgO3Mg+Nz①Ag岫

與水反應反應很困難能與沸水反應Mg+2H20Alg(0H)2+H21

與堿反應能溶于強堿溶液不反應

與某些氧化物能與Fe203>Mn02>O2O3等金屬氧

能在C&中燃燒：2Mg+C02--^-2Mg0+C

反應化物發(fā)生鋁熱反應

五、鎂的重要化合物及其應用

1.氧化鎂：堿性氧化物，熔點很高，可用作耐火材料，難溶于水，與酸反應的化學方程式:

+2++2+

MgO+2H=Mg+H2O,還能溶于濃的核鹽溶液：MgO+2NH,=Mg+H20+2NHno

2+-

2.氫氧化鎂：中強堿，難溶于水,存在溶解平衡:Mg(OH)2(s)^^Mg(aq)+20H(aq),

溶解度小于碳酸鎂，故碳酸鎂水解生成氫氧化鎂，反應的化學方程式：MgC0；t+H20Afg(0H)2

+2+

+CO2t,氫氧化鎂能溶于濃的鉉鹽溶液：Mg(OH)2+2NHi=Mg+2H20+2NH3o

3.氯化鎂：MgCL可發(fā)生水解，由”式12?6比0制備UgCL時，要在HC1的氣氛中脫水。

4.氮化鎂：在水中劇烈水解，其反應的化學方程式為卜館此+6氏0=3施(0[[)2+2加31。

【知識理解提點】

一、鋁與酸或堿反應生成兒的最的關系

2AH-6HCl==2AlCl3+3H2t

2Al+2Na0H+6H20==2Na[Al(OH)2+3H21

(D等質(zhì)量的鋁與足量的鹽酸、氫氧化鈉溶液分別反應：

①產(chǎn)生出的物質(zhì)的量相等。

②消耗H+、0曠的物質(zhì)的量之比為〃(丁)：〃(0聯(lián))=3：lo

(2)足量的鋁分別與等物質(zhì)的量的HC1和NaOH反應：

①消耗A1的物質(zhì)的量之比為1：3.

②生成也的物質(zhì)的量之比為1：3。

(3)一定量的鋁分別與一定量的鹽酸、氫氧化鈉溶液反應：

若產(chǎn)生氫氣的體積比為嘿VI,則必定

①鋁與鹽酸反應時，鋁過量而HC1不足。

②鋁與氫氟化鈉溶液反應時，鋁不足而NaOH過量。

二、鋁及化合物理解提點

1.常溫下，能用鋁制容器盛放濃硫酸、濃硝酸的原因是二者能使鋁發(fā)生“鈍化”，而不是鋁

與濃硫酸、濃硝酸不反應，

2.鋁與稀硝酸反應時生成的氣體是NO而不是壓。

3.鋁不但能與酸(H。反應，還能夠與堿溶液反應，表現(xiàn)為特殊性。2A1+2OH-+2H2O=2A1O7

+3H210其反應機理應為：鋁先與強堿溶液中的水反應生成出和Al(0H)3,然后Al(0H)3再

與NaOH反應生成壓0和NaAl(h,反應中鋁作還原劑，水作氧化劑，NaOH無電子得失。

4.鋁熱反應是在高溫狀態(tài)卜.進行的置換反應，鋁只能與排在金屬活動性順序其后的金屬氧化

物反應。鋁不能與反應，鋁熱反應不能用來冶煉大量的金屬鐵、銅等(要考慮冶煉成本)。

5.A1(OH)3具有兩性,能溶于強酸(如鹽酸)、強堿(如NaOH溶液),但不溶于弱酸(如H。%)、

弱堿溶液(如氨水)。

6.由Al(OH”的兩式電離以及與酸和堿反應的離子方程式可知：與酸反應時相當于三元堿，

與堿反應時相當于一元酸，

7.明研凈水只能除去水中的懸浮雜質(zhì)，不能殺菌消毒，與氯氣消毒原理不同。

8.工業(yè)上冶煉A1用電解熔融AL。,而不用A1CL的原因是AICL是共價化合物，熔融態(tài)不導

電。

三、有關Al(0H)3的計算

1)求產(chǎn)物Al(0H)3的量

①當〃(0曠)W3〃(A「+)時，〃[Al(0H)3]=L(OH-)；

o

3+3+S+-

②當3/?(Al)</7(0H~)<4/J(A1)/?[A1(0H)3]=4/7(A1)-/?(0H)；

③當/?(0H-)24〃(人廣)時，〃[Al(0H)3]=0,無沉淀。

2)求反應物堿的量

①若堿不足(Af+未完全沉淀)：/7(0H-)=3/7[Al(OH)J:

3+

②若堿使生成的Al(0H)3部分溶解:〃(0/)=4/7(Al)-4A1(OH)3]O

四、鎂知識理解提點

1.由MgCh?6H2。到無水MgCL,必須在11C1氣流中加熱,以防MgCk水解。

2.因鎂在高溫下能與6、電、Oh等氣體發(fā)生反應，故工業(yè)電解MgCL得到的鐵，應在山氛圍

中冷卻。

3.悔在CQ中能夠燃燒，所以活潑金屬鎂著火不能用干粉滅火器和泡沫滅火器滅火。同時鎂

與氮氣反應生成Mg3N2.

4.Al2s3、MgN能與水劇烈反應生成A1(OH)3、Mg(0H)2沉淀,放出冰、氨氣,所以只能在干

態(tài)下制取。

【惑點辨析】

判斷正誤(正確的打“J”，錯誤的打“X”)。

1.鋁合金門窗及餐具堅固耐用，所以鋁不易與氧氣反應。()

2.加入鋁粉能產(chǎn)牛H的溶液中，可能存在大量的Na,、Ba”、A10』、N0>()

3.用增煙鉗夾住一小塊用砂紙仔細打磨過的鋁箔在酒精燈上加熱,熔化后的液態(tài)鋁滴落下來,

說明鋁的熔點較低。()

4.1molA1與足量的硫酸或足量的氫氧化鈉溶液反應轉(zhuǎn)移電子數(shù)相同。()

5.鋁與Fez?！拱l(fā)生鋁熱反應后固體物質(zhì)增重。()

6.A1。是兩性氧化物，故可用作耐高溫材料。()

7.Al(0H)s具有弱堿性，可用于治療胃酸過多.()

8.明磯溶于水可形成Al（0H）3膠體,即明研可用于自來水的殺菌消毒。（）

9.A1CL溶液中加入過量寵水或NaOH溶液，均產(chǎn)生白色沉淀。（）

10.鎂在空氣中燃燒發(fā)出耀眼的白光,可用作照明彈。（）

11.鎂著火時可用泡沫滅火器滅火。（）

12.鎂表面能形成氧化膜對內(nèi)部金屬起保護作用，因此實驗室對鎂條不需要特殊

保護。（）

答案：1.X273.X4.J5.X6.X7.V8.X9.V10.V11.X12.V

【夯基例析?跟蹤演練】

【基礎例析】鎂、鋁的性質(zhì)及應用

例1.下列關于鎂、鋁的說法正確的是（）

A.鋁制品在空氣中能穩(wěn)定存在是因為鋁不活潑

B.濃HNO，、濃ISO」能用鋁制器皿感裝是因為鋁與濃小曲、濃H,S（h不反應

C.鎂、鋁均能與NaOH溶液反應

I）.鋁與M2O3發(fā)生鋁熱反應是利用了A1的還原性比Fe強

【答案】1）

【解析】A項：鋁是一種比較活潑的金屬，鋁在空氣中與氧氣反應，在其表面生成一層致密

的氧化物薄膜，這是鋁在空氣中能夠穩(wěn)定存在的原因，故A錯誤：

B項：常溫下，鋁和濃硫酸、濃硝酸發(fā)生鈍化，在鋁表面生成一層致密的氧化物薄膜而阻止

進一步反應，而不是鋁和濃硫酸、濃硝酸不反應，改B錯誤；

C項：鎂與NaOI【溶液不反應，而A1能與NaOH溶液反應，故C錯誤；

D項：鋁與Fe。發(fā)生鋁熱反應，2Al+Fe/O.高溫2Fe+AI2O3,Al的還原性比Fe強，故D

正確；答案選I）。

【跟蹤演練】

1.關丁鎂、鋁的敘述中不正確的是

A.鋁是較活潑的金屬，能跟鹽酸、稀硫酸、氫氧化鈉溶液反應放出氫氣

B.鎂鋁合金的強度和硬度都比純鋁和純鎂大

C.在高溫下，可以用鋁制的容器裝運濃硫酸或濃硝酸

I）.常溫下，鋁能和空氣里的氧氣反應生成一層致密的氧化膜，從而失去光澤

【答案】C

【解析】A項：金屬鋁既可以和鹽酸、稀硫酸反應，還可以和強堿氫氧化鈉溶液反應，均

會生成鹽并放出氫氣，A正確；

B項：鎂鋁合金的硬度高于其中的任何一種成分金屬，形成合金后和單一金屬比較性能好、

強度大的優(yōu)點，B正確；

C項：常溫下，金屬鋁遇到濃硫酸或濃硝酸會被氧化，在金屬表面產(chǎn)生一層致密的氧化物

保護膜，阻止金屬的進一步氧化，即發(fā)生鈍化現(xiàn)象，但在高溫下金屬氧化物被酸溶解而

會導致金屬發(fā)生反應溶解，C錯誤；

D項：金屬鋁的化學性質(zhì)活潑，容易和空氣中的氧氣發(fā)生反應生成氧化鋁而失去光澤，D

正確；故合理選項是C。

【基礎例析】鎂、鋁的重要化合物的性質(zhì)及其應用

例2.下列除去雜質(zhì)的方法不正確的是

A,鎂粉中混有少量鋁粉：加入過量燒堿溶液充分反應，過濾、洗滌、干燥

B.用過量氨水除去Fe，.溶液中的少量A產(chǎn)

C.除去Na2c固體中少量NaHCOs置于用煙中加熱

D.Al(0H)3中混有少量Mg(0H)2：加入足量燒堿溶液，充分反應，過濾，向濾液中通入過量

CO2后過濾

【答案】B

【解析】A項：鎂粉不能和氫氧化鈉溶液反應、鋁粉能和氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉溶

液和氫氣，故燒堿溶液能除去鎂粉中混有的少量鋁粉，A正確；

B項：F7和A產(chǎn)均分別能和過量氨水反應產(chǎn)生氫氧化鐵、氫氧化鋁沉淀，故氨水不能分離

Fe*和Al",B錯誤;

C項：NaHCQs受熱分解產(chǎn)生Na2c0：,、水和二氧化碳，故在地煙中加熱可除去Na2c固體中少

量NaHCQ,,C正確；

D項：Al(0