高中一轮复习化学第二板块专题三金属及其化合物

第二板块无机化合物及其应用第一部分夯实基础课钠及其重要化合物钠的性质及应用1．物理性质颜色熔点硬度密度导电性、导热性银白色低小比水的小；比煤油的大良好2．化学性质从原子结构认识钠的化学性质：(1)与非金属单质(如O2、Cl2)的反应与O2反应eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(常温下：化学方程式为4Na＋O2,2Na2O。,点燃时：化学方程式为2Na＋O2\o(=,\s\up7(点燃),\s\do5())Na2O2。))(2)与水的反应①化学方程式：2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑。②离子方程式：2Na＋2H2O=2Na＋＋2OH－＋H2↑。实验现象及解释：(3)与乙醇反应2Na＋2CH3CH2OH→2CH3CH2ONa＋H2↑。钠与乙醇反应比钠与水反应速率要eq\a\vs4\al(慢)。(4)与盐溶液的反应①金属钠与盐(如FeCl3)溶液反应的解题技巧金属钠先与盐溶液中的水发生反应：2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑，NaOH再与溶液中的溶质(如FeCl3等)发生复分解反应：3NaOH＋FeCl3=Fe(OH)3↓＋3NaCl。反应的总化学方程式为6Na＋6H2O＋2FeCl3=2Fe(OH)3↓＋6NaCl＋3H2↑。②钠与盐溶液反应的思维流程3．钠的制取及保存(1)制取：电解熔融NaCl，化学方程式为2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up7(通电))2Na＋Cl2↑。(2)保存：密封保存，通常保存在煤油中。4．钠的用途(1)制取Na2O2等化合物。(2)钠、钾合金(液态)可用于原子反应堆的导热剂。(3)用作电光源，制作高压钠灯。(4)冶炼某些金属。金属钠具有强的还原性，熔融状态下可以用于制取金属，如4Na＋TiCl4eq\o(=,\s\up7(熔融))4NaCl＋Ti。[对点练习]1．观察法是研究物质性质的一种基本方法。一同学将一小块金属钠露置于空气中，观察到下列现象：银白色eq\o(→,\s\up7(①))变灰暗eq\o(→,\s\up7(②))变白色eq\o(→,\s\up7(③))出现液滴eq\o(→,\s\up7(④))白色固体eq\o(→,\s\up7(⑤))白色粉末，下列说法正确的是()A．①发生了氧化还原反应B．②变白色是因为生成了碳酸钠C．③是碳酸钠吸收空气中的水蒸气形成了溶液D．④只发生物理变化解析：选A钠在空气中露置，发生如下转化：Naeq\o(→,\s\up7(①))Na2Oeq\o(→,\s\up7(②))NaOHeq\o(→,\s\up7(③))NaOH溶液eq\o(→,\s\up7(④))Na2CO3·10H2Oeq\o(→,\s\up7(⑤))Na2CO3粉末，可知A正确。2．将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中，既有气体，又有白色沉淀产生的是________。①MgSO4溶液②NaCl溶液③Na2SO4溶液④饱和澄清石灰水⑤Ca(HCO3)2溶液⑥CuSO4溶液⑦饱和NaCl溶液解析：2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑，①中Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓；④中反应消耗水，溶液温度升高，Ca(OH)2的溶解度降低，析出Ca(OH)2产生沉淀；⑤中Ca2＋＋HCOeq\o\al(－,3)＋OH－=CaCO3↓＋H2O；⑥中生成的Cu(OH)2是蓝色沉淀，不符合题意；⑦中水减少，析出NaCl(s)。答案：①④⑤⑦3．金属钠与水的反应是中学化学中的一个重要反应。该反应的演示方法分别如图甲、乙所示：(1)现按图甲所示的方法，在室温时，向盛有饱和NaOH溶液的水槽中，加入一小块金属钠。下列有关描述正确的是________(填字母，下同)。a．钠浮在液面上，并四处游动，最后消失b．钠熔化成一个光亮的小球c．恢复到室温时，NaOH溶液的浓度增大d．恢复到室温时，溶液中Na＋数目减少(2)按图乙所示方法来收集产生的气体，需将钠包好，再放入水中。取相同质量的钠按下列两种情况收集产生的气体在相同条件下体积的关系是________。①用铝箔包住钠②用铜箔包住钠a．二者收集气体一样多b．①收集气体体积较大c．②收集气体体积较大解析：(1)钠投入饱和NaOH溶液中，发生的反应为2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑，其现象与钠在水中的反应现象相同；又因为原溶液是饱和的，反应消耗水，溶液恢复至室温时，析出NaOH固体，NaOH溶液浓度不变，但溶液体积减小，故Na＋数目减少。(2)Na和H2O反应产生H2的同时产生NaOH，NaOH可以和Al发生反应2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑，用铝箔包住Na时产生H2的体积较大。答案：(1)abd(2)b氧化钠和过氧化钠1．氧化钠与过氧化钠的比较氧化钠(Na2O)过氧化钠(Na2O2)颜色状态白色固体淡黄色固体电子式阴、阳离子个数比1∶21∶2化学键类型只有离子键既有离子键又有共价键是否为碱性氧化物是不是与H2O反应Na2O＋H2O=2NaOH2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑与CO2反应Na2O＋CO2=Na2CO32Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2与盐酸反应Na2O＋2HCl=2NaCl＋H2O2Na2O2＋4HCl=4NaCl＋O2↑＋2H2O稳定性不稳定较稳定主要用途可制烧碱漂白剂、消毒剂、供氧剂2.Na2O2的强氧化性与还原性从元素化合价角度分析Na2O2的性质(1)强氧化性的五个表现(2)遇KMnO4等强氧化剂时，表现出还原性，氧化产物为eq\a\vs4\al(O2)。(3)遇CO2、H2O、H＋则发生自身的氧化还原反应。3．Na2O2与H2O、CO2反应的四个关系(1)物质的量的关系无论是CO2或H2O的单一物质还是二者的混合物，通过足量的Na2O2时，CO2或H2O与放出O2的物质的量之比均为2∶1。(2)气体体积关系若CO2和水蒸气的混合气体(或单一气体)通过足量Na2O2时，气体体积的减少量或原混合气体体积的eq\f(1,2)即为生成氧气的量。(3)转移电子关系当Na2O2与CO2、H2O反应时，每1molNa2O2转移1mol电子；每产生1molO2转移2mol电子。(4)固体质量关系凡分子组成符合(CO)m·(H2)n的物质，mg该物质在O2中完全燃烧，将其产物(CO2和水蒸气)通过足量Na2O2后，固体增重必为mg。或者是由C、H、O三种元素组成的物质，只要C、O原子个数比为1∶1，即可满足上述条件。中学阶段常见的符合这一关系的物质有：①无机物：H2、CO及H2和CO的混合气体；②有机物：CH3OH(甲醇)、HCHO(甲醛)、CH3COOH(乙酸)、HCOOCH3(甲酸甲酯)、C6H12O6(葡萄糖)等。[对点练习]1．下列对Na2O2的叙述中，正确的是()A．Na2O2能与酸反应生成盐和水，所以Na2O2是碱性氧化物B．Na2O2能与水反应，所以Na2O2可以作气体的干燥剂C．Na2O2与CO2反应产生氧气，可用于呼吸面具中D．Na2O2与CO2反应时，Na2O2只作氧化剂解析：选CA项，Na2O2能与酸反应生成盐、水和氧气，所以不是碱性氧化物；B项，Na2O2能与水反应，但生成氧气，引入杂质，Na2O2不能作气体的干燥剂；D项，Na2O2与CO2反应时，Na2O2既是氧化剂又是还原剂。2．下列反应与Na2O2＋SO2=Na2SO4相比较，Na2O2的作用相同的是()A．2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑B．2Na2O2＋2SO3=2Na2SO4＋O2C．Na2O2＋H2SO4=Na2SO4＋H2O2D．3Na2O2＋Cr2O3=2Na2CrO4＋Na2O解析：选D反应Na2O2＋SO2=Na2SO4中SO2是还原剂，Na2O2是氧化剂。A中Na2O2既是氧化剂又是还原剂，错；B中Na2O2既是氧化剂又是还原剂，错；C中各元素化合价均没有变化，不是氧化还原反应，错；D中Na2O2是氧化剂，正确。3．呼吸面具中有Na2O2，可吸收CO2放出O2，若用超氧化钾(KO2)代替Na2O2也可起到同样的作用。(1)写出KO2与CO2反应的化学方程式：______________________________。(2)1kgNa2O2和1kgKO2分别和CO2反应，生成的O2的体积比(同温、同压下)为________。(3)等物质的量的CO2分别与足量的Na2O2、KO2反应，生成的O2的体积比(同温、同压下)为________。(4)你认为选用________作补氧剂更合适，理由是_________________________________________________。解析：(2)2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2156g1mol1000gn(O2)n(O2)＝eq\f(1000,156)mol4KO2＋2CO2=2K2CO3＋3O2284g3mol1000gn(O2)n(O2)＝eq\f(3000,284)mol所以1kgNa2O2和1kgKO2产生的氧气的体积比为71∶117。答案：(1)4KO2＋2CO2=2K2CO3＋3O2(2)71∶117(3)1∶3(4)KO2等量的KO2和Na2O2，KO2释放出的氧气多碳酸钠和碳酸氢钠1．Na2CO3与NaHCO3性质的比较Na2CO3NaHCO3俗名纯碱、苏打小苏打颜色状态白色粉末白色晶体溶解性易溶于水易溶于水(溶解度比Na2CO3eq\a\vs4\al(小))水解(离子方程式)COeq\o\al(2－,3)＋H2OHCOeq\o\al(－,3)＋OH－HCOeq\o\al(－,3)＋H2OH2CO3＋OH－与盐酸反应(离子方程式)COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=CO2↑＋H2OHCOeq\o\al(－,3)＋H＋=H2O＋CO2↑与NaOH反应(离子方程式)不反应HCOeq\o\al(－,3)＋OH－=COeq\o\al(2－,3)＋H2O与足量Ca(OH)2反应(离子方程式)Ca2＋＋COeq\o\al(2－,3)=CaCO3↓Ca2＋＋OH－＋HCOeq\o\al(－,3)=CaCO3↓＋H2O与BaCl2反应(离子方程式)COeq\o\al(2－,3)＋Ba2＋=BaCO3↓不反应与CO2反应(离子方程式)COeq\o\al(2－,3)＋CO2＋H2O=2HCOeq\o\al(－,3)不反应热稳定性(化学方程式)较稳定2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O相互转化Na2CO3eq\o(,\s\up7(①CO2＋H2O；②适量H＋),\s\do5(①固体加热；②适量OH－))NaHCO32．Na2CO3、NaHCO3的鉴别(1)利用热稳定性不同(2)利用和酸反应生成气体的速率不同(相同条件下)(3)利用阴离子不同(4)利用溶液的酸碱性不同3．Na2CO3的工业制备——侯氏制碱法(1)制备原理把二氧化碳通入氨的氯化钠饱和溶液中，使溶解度较小的碳酸氢钠从溶液中析出；过滤得到碳酸氢钠晶体，碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠。(2)反应的化学方程式NaCl＋NH3＋CO2＋H2O=NaHCO3↓＋NH4Cl；2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O。4．Na2CO3、NaHCO3的用途(1)Na2CO3是一种非常重要的化工原料，在玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油、冶金、食品等工业中有着广泛的应用。(2)NaHCO3是焙制糕点所用的发酵粉的主要成分之一；在医疗上，它是治疗胃酸过多的一种药剂。[对点练习]1．有关Na2CO3和NaHCO3的叙述中正确的是()A．Na2CO3比NaHCO3的热稳定性强B．Na2CO3和NaHCO3溶液中离子的种类不同C．Na2CO3和NaHCO3均可与NaOH溶液反应D．相同质量的Na2CO3和NaHCO3与足量盐酸作用时，产生的气体质量相同解析：选ANa2CO3受热不分解，NaHCO3受热易分解，A正确；Na2CO3和NaHCO3溶液中离子的种类相同，B错误；Na2CO3与NaOH溶液不反应，C错误；相同质量的Na2CO3和NaHCO3与足量盐酸作用时，NaHCO3产生的气体质量大，D错误。2．为鉴别K2CO3和NaHCO3两种白色固体，有4位同学分别设计了下列四种不同的方法，其中不可行的是()A．分别加入1mol·L－1的盐酸，看气泡产生的快慢B．分别取样在试管中加热，将可能产生的气体通入澄清石灰水中，观察有无白色浑浊C．分别取样配成溶液，滴加Ba(OH)2溶液，观察有无白色沉淀D．分别配成溶液，做焰色反应实验，观察火焰的颜色解析：选CA项，K2CO3与盐酸反应分步进行，先生成KHCO3，盐酸过量时生成CO2气体，可行；B项，K2CO3受热不分解，NaHCO3受热分解产生CO2，可行；C项，二者与Ba(OH)2溶液反应均产生白色沉淀BaCO3，不可行；D项，钾的焰色反应为浅紫色(透过蓝色钴玻璃观察)，钠的焰色反应为黄色，可行。3．某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体，用不同的方法做了以下实验，如图所示。(1)只根据图Ⅰ所示实验，不能够达到实验目的的原因是__________________________________________________________。(2)图Ⅱ、Ⅲ所示实验均能鉴别这两种物质，其反应的化学方程式为________________________________________________________________________。(3)若用实验Ⅱ验证碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性，则试管B中装入的固体最好是_____________________________________________________(填化学式)。解析：(1)NaHCO3、Na2CO3都与盐酸反应放出CO2，不能达到目的。(2)Ⅱ、Ⅲ中发生的反应均为2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO2＋CO2↑＋H2O，CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2O。(3)试管B中装入碳酸氢钠，试管A中装入碳酸钠，直接加热的碳酸钠温度高，不分解，不能使澄清石灰水变浑浊，而间接加热的碳酸氢钠分解，使澄清石灰水变浑浊，表明了碳酸氢钠不稳定。答案：(1)无论是Na2CO3还是NaHCO3均可以与盐酸反应产生CO2，均使澄清石灰水变浑浊，达不到实验目的(2)2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑，CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2O(3)NaHCO3碱金属元素、焰色反应1．碱金属(1)碱金属的相似性与递变性碱金属包括锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)、钫(Fr)等。碱金属相似性递变性(从Li→Fr)原子结构最外层均为1个电子随着核电荷数的增加，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大元素性质都具有较强的金属性，最高正价均为＋1价金属性逐渐增强单质性质物理性质除Cs略带金色光泽外，其他都是银白色有金属光泽的固体，密度较小，硬度较小，熔、沸点较低，导电、导热性较强密度逐渐增大(钾反常)，熔、沸点逐渐降低化学性质都具有较强的还原性还原性逐渐增强。与氧气、水等反应越来越剧烈(2)碱金属的特殊性质①碱金属的密度一般随核电荷数的增大而增大，但钾的密度比钠小。②碱金属一般都保存在煤油中，但由于锂的密度小于煤油的密度而将锂保存在石蜡中。③碱金属都能与O2等非金属反应，Li、Na与O2反应的化学方程式为4Li＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2Li2O,2Na＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))Na2O2。K、Rb、Cs与O2反应生成比过氧化物结构更复杂的物质。④碱金属可与H2发生反应生成RH(R代表碱金属)，属于离子化合物，H元素显－1价，碱金属氢化物是强还原剂。如NaH＋H2O=NaOH＋H2↑，NaH是还原剂，H2O是氧化剂，氧化产物为eq\a\vs4\al(H2)，还原产物为eq\a\vs4\al(H2)。2．焰色反应(1)概念：很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊颜色的现象，属于元素的物理性质。(2)操作步骤铂丝eq\o(→,\s\up7(酒精灯),\s\do5(灼烧))无色eq\o(→,\s\up7(蘸取))待测物eq\o(→,\s\up7(酒精灯),\s\do5(灼烧))观察火焰颜色eq\o(→,\s\up7(用盐酸),\s\do5(洗涤))铂丝eq\o(→,\s\up7(酒精灯),\s\do5(灼烧))无色。(3)常见元素焰色反应的颜色钠元素：eq\a\vs4\al(黄)色；钾元素：eq\a\vs4\al(紫)色(透过蓝色钴玻璃)；铜元素：eq\a\vs4\al(绿)色。[对点练习]1．下列对碱金属性质的叙述中，正确的是()A．都是银白色的柔软金属，其密度都较小B．单质在空气中燃烧生成的都是过氧化物C．碱金属单质与水剧烈反应生成碱和氢气D．单质的熔沸点随着原子序数的增加而升高解析：选C碱金属中除Cs外都呈银白色，密度较小；锂在空气中燃烧生成氧化锂；单质的熔沸点随着原子序数的增加而降低。2．金属活动性顺序表中K在Na的前面，K与Na在性质上具有很大的相似性。下面是根据Na的性质对K的性质的预测，其中不正确的是()A．K可以被空气中的O2氧化B．K可以与乙醇发生反应生成H2C．K与水的反应不如Na与水的反应剧烈D．K也可放在煤油中保存解析：选C金属活动性顺序表中K在Na的前面，K比Na活泼，故K在空气中可以被O2氧化，A正确；Na与乙醇反应放出H2，K也能与乙醇反应放出H2，B正确；K与水的反应比Na与水的反应剧烈，C错误；Na、K均可放在煤油中保存，D正确。3．用光洁的铂丝蘸取某无色溶液在无色火焰上灼烧，直接观察到火焰呈黄色，下列各判断正确的是()A．只含有Na＋B．一定含有Na＋，可能含有K＋C．既含有Na＋，又含有K＋D．可能含有Na＋，可能还含有K＋解析：选BNa＋的焰色为黄色，而K＋的焰色为紫色，但是黄色会干扰紫色，所以溶液中一定含有Na＋，但无法判断是否含有K＋。[课下达标练]1．取一支大试管，加入20mL饱和澄清石灰水(ρ＝1.6g·cm－3)，再加入5mL苯(ρ＝0.87g·cm－3)，静置后缓慢加入黄豆粒大小的钠块(ρ＝0.97g·cm－3)。下列实验现象中，能观察到的有()①钠在饱和澄清石灰水层反应并四处游动②有气体产生③澄清石灰水变浑浊④钠在石灰水与苯的界面处反应并上下跳动⑤钠停留在苯层不反应⑥钠块最后消失A．①②⑥ B．②③④⑥C．⑤ D．①②③⑥解析：选B金属钠的密度小于水大于苯，将金属钠投入盛有澄清石灰水和苯的大试管中，钠会处于二者的界面处；同时由于钠与水反应生成H2，H2对金属钠产生推动作用，金属钠在界面处可能上下跳动。由于反应消耗水、有NaOH生成，并放出热量，Ca(OH)2的溶解度减小，饱和澄清石灰水中有Ca(OH)2析出，溶液变浑浊。2．下列解释实验现象的化学(或离子)方程式正确的是()A．切开的金属Na暴露在空气中，光亮表面逐渐变暗：2Na＋O2=Na2O2B．向AgCl悬浊液中滴加Na2S溶液，白色沉淀变成黑色：2AgCl＋S2－=Ag2S＋2Cl－C．Na2O2在潮湿的空气中放置一段时间，变成白色黏稠物：2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2D．向NaHCO3溶液中加入过量的澄清石灰水，出现白色沉淀：2HCOeq\o\al(－,3)＋Ca2＋＋2OH－=CaCO3↓＋COeq\o\al(2－,3)＋2H2O解析：选B常温下金属钠在空气中生成Na2O，A错；Ag2S较AgCl更难溶，故沉淀转化为Ag2S，B正确；Na2O2在潮湿空气中放置会先与水反应：2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑，C错；NaHCO3溶液与过量澄清石灰水反应的离子方程式为HCOeq\o\al(－,3)＋OH－＋Ca2＋=CaCO3↓＋H2O，D错。3．测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3质量分数的实验方案不合理的是()A．取ag混合物充分加热，减重bgB．取ag混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得bg固体C．取ag混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重bgD．取ag混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得bg固体解析：选CNaHCO3受热易分解生成Na2CO3、H2O和CO2，通过加热分解利用差量法即可计算出Na2CO3质量，A合理；Na2CO3和NaHCO3均可与盐酸反应生成H2O、CO2和NaCl，所以bg固体是NaCl，利用守恒法可计算出Na2CO3质量，B合理；混合物与足量稀硫酸充分反应，也会生成H2O和CO2，所以逸出的气体是CO2，但会混有水蒸气，即碱石灰增加的质量不是CO2的质量，不能测定其含量，故C不合理；Na2CO3和NaHCO3都与Ba(OH)2溶液反应，反应的离子方程式为COeq\o\al(2－,3)＋Ba2＋=BaCO3↓、HCOeq\o\al(－,3)＋OH－＋Ba2＋=H2O＋BaCO3↓，因此最后得到的固体是BaCO3，可以计算出Na2CO3质量，D合理。4．下列实验操作正确的是()选项实验操作A观察钠与水反应的现象用镊子从煤油中取出金属钠，切下黄豆大小的钠，小心放入装满水的烧杯中B检验NaHCO3与Na2CO3溶液用小试管分别取少量溶液，然后滴加澄清石灰水C证明Na2O2与CO2是放热反应Na2O2用棉花包裹，放入充满CO2的集气瓶中，棉花燃烧说明是放热反应D检验Na2CO3与K2CO3溶液用铂丝分别蘸取溶液，在酒精灯外焰上灼烧，直接观察火焰的颜色解析：选CA项，应将钠表面的煤油用滤纸吸干，烧杯中不能装满水，错误；B项，都有白色沉淀产生，错误；C项，Na2O2与CO2反应生成氧气，如果棉花燃烧说明达到了着火点，证明是放热反应，正确；D项，观察钾的焰色反应需透过蓝色钴玻璃，错误。5．在密闭容器中充入CO2、CO、CH4的混合气体共mg，若加入足量Na2O2，充分振荡并不断用电火花引燃至反应完全，测得固体质量增加mg，则CO2与CH4的体积比为()A．3∶1 B．2∶1C．1∶1 D．任意比解析：选C2CO＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2CO2 ①2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2 ②①＋②得：Na2O2＋CO=Na2CO3(虚拟的反应)即：CO可被Na2O2完全吸收2H2＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2H2O ③2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑ ④③＋④得：Na2O2＋H2=2NaOH(虚拟的反应)即：H2可被Na2O2完全吸收由于CO完全被吸收，当CO2、CH4的体积比符合1∶1时，相当于2CO∶2H2，可被Na2O2完全吸收。6．在下列物质的溶液中分别加入一定量的Na2O2固体，不会出现浑浊现象的是()A．饱和Na2CO3溶液 B．Ca(HCO3)2稀溶液C．Na2SO3稀溶液 D．饱和CaCl2溶液解析：选CNa2O2固体与水反应生成NaOH和O2。A中溶液饱和，由于水被消耗导致析出Na2CO3晶体；B中Ca(HCO3)2与NaOH溶液反应生成CaCO3沉淀；C中Na2SO3被氧化成Na2SO4，Na2SO4可溶于水，不会出现浑浊现象；D中溶液饱和，水的减少及NaOH与CaCl2反应生成的Ca(OH)2微溶，会产生白色沉淀。7．有关NaHCO3和Na2CO3的性质，以下叙述错误的是()A．等质量的NaHCO3和Na2CO3与足量盐酸反应，在相同条件下Na2CO3产生的CO2体积小B．等物质的量的两种盐与同浓度盐酸完全反应，所消耗盐酸的体积Na2CO3是NaHCO3的两倍C．等质量NaHCO3和Na2CO3与盐酸完全反应，前者消耗盐酸较多D．等物质的量的NaHCO3和Na2CO3与足量盐酸反应产生CO2一样多解析：选C反应的化学方程式分别为Na2CO3＋2HCl=2NaCl＋CO2↑＋H2O，NaHCO3＋HCl=NaCl＋CO2↑＋H2O。A项，84gNaHCO3产生1molCO2,106gNa2CO3产生1molCO2，在等质量时，Na2CO3产生CO2体积小，正确；B项，由反应的化学方程式知，正确；C项，106gNa2CO3消耗HCl2mol,84gNaHCO3消耗HCl1mol，在等质量时，Na2CO3消耗盐酸较多，错误；D项正确。8．为除去括号内的杂质，所选用的试剂或方法不正确的是()A．Na2CO3溶液(NaHCO3)：加入适量的NaOH溶液B．NaHCO3溶液(Na2CO3)：通入过量的CO2气体C．Na2O2粉末(Na2O)：将混合物在氧气中加热D．Na2CO3溶液(Na2SO4)：加入适量Ba(OH)2溶液，过滤解析：选DA中NaHCO3溶液与NaOH溶液反应生成Na2CO3，B中CO2与Na2CO3溶液反应生成NaHCO3，C中Na2O与O2反应生成Na2O2，D中Na2CO3溶液也可与Ba(OH)2溶液反应生成BaCO3沉淀。9．向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1mol·L－1稀盐酸，CO2的生成量与加入盐酸的体积(V)的关系如图所示。下列判断正确的是()A．在0～a范围内，只发生中和反应B．ab斜段发生反应的离子方程式为COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2O＋CO2↑C．a＝0.3D．原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为1∶2解析：选C向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1mol·L－1稀盐酸，发生的反应依次为OH－＋H＋=H2O，COeq\o\al(2－,3)＋H＋=HCOeq\o\al(－,3)，HCOeq\o\al(－,3)＋H＋=CO2↑＋H2O。在0～a范围内，发生的反应是OH－＋H＋=H2O，COeq\o\al(2－,3)＋H＋=HCOeq\o\al(－,3)，不只发生中和反应，A错误；ab段发生反应的离子方程式为HCOeq\o\al(－,3)＋H＋=CO2↑＋H2O，B错误；从图像知生成CO20.01mol，根据HCOeq\o\al(－,3)＋H＋=CO2↑＋H2O知，消耗HCl的物质的量为0.01mol，故a＝0.3，C正确；根据COeq\o\al(2－,3)＋H＋=HCOeq\o\al(－,3)，HCOeq\o\al(－,3)＋H＋=CO2＋H2O和图像可知，Na2CO3的物质的量是0.01mol，共计消耗HCl0.02mol，与NaOH反应的HCl是0.04mol－0.02mol＝0.02mol，NaOH的物质的量为0.02mol，因此原混合液中，NaOH与Na2CO3的物质的量之比为2∶1，D错误。10．有X、Y、Z三种物质，它们之间存在如下转化关系：(1)若X、Y、Z三种物质的焰色反应均为黄色，三个反应均为化合反应，则Y的化学式为________，Z的电子式为____________________；Y、Z两种物质相比，相同的化学键类型为________，当由X制取Z的上述两种途径生成Z的量相等时，转移电子数之比为________。(2)若X、Y、Z均为常见化合物且三种物质中均含有相同的两种短周期元素，0.1mol·L－1三种物质的溶液的pH：Y>X>Z>7。则①的化学方程式为_______________________，③的离子方程式为_____________________________________。(3)若X、Y、Z三种物质均含有同一种金属元素，X是单质，Y是日常生活中最重要的盐，②的反应条件为电解。则②的化学方程式为__________________________________，③的离子方程式为___________________________________。解析：(1)由焰色反应均为黄色知它们均含有钠元素，由化学反应类型知X是钠、Y是Na2O、Z是Na2O2。生成1molNa2O2时，途径③转移2mol电子；另一种途径生成1molNa2O时转移2mol电子，再转化为Na2O2时又转移1mol电子，共转移3mol电子。(2)由转化关系及pH的大小关系知，当X、Y、Z分别为Na2CO3、NaOH、NaHCO3时符合条件。(3)由Y的用途知其是NaCl，故X是钠、Z是NaOH。答案：(1)Na2O离子键2∶3(或3∶2)(2)Na2CO3＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋2NaOHCOeq\o\al(2－,3)＋CO2＋H2O=2HCOeq\o\al(－,3)(3)2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通电),\s\do5())2NaOH＋Cl2↑＋H2↑2Na＋2H2O=2Na＋＋2OH－＋H2↑11．现有一定量含有Na2O杂质的Na2O2试样，用下图所示的实验装置测定Na2O2试样的纯度(通过CO2与样品反应后生成O2的量测定Na2O2的含量)。(可供选用的反应物：CaCO3固体、6mol·L－1盐酸、6mol·L－1硫酸和蒸馏水)回答下列问题：(1)实验前必须先__________________。(2)装置A中液体试剂应选用__________。(3)装置B的作用是__________________；装置C的作用是__________；装置E中碱石灰的作用是______________________________________________________________。(4)装置D中发生反应的化学方程式是___________________________________。(5)若开始时测得样品的质量为2.0g，反应结束后测得气体体积为224mL(标准状况)，则Na2O2试样的纯度为________________________。解析：实验流程中各装置作用：A产生CO2；B吸收HCl；C除去水蒸气；D中CO2与Na2O、Na2O2均反应，只有Na2O2会产生O2；E吸收未反应的CO2；F排水法收集O2；G测量氧气体积。(5)2Na2O2～O2156g22.4Lm(Na2O2)0.224Lm(Na2O2)＝1.56g则Na2O2的纯度为eq\f(1.56g,2.0g)×100%＝78%。答案：(1)检查装置的气密性(2)6mol·L－1盐酸(3)除去气体中的HCl干燥气体吸收装置D中反应剩余的CO2(4)Na2O＋CO2=Na2CO3、2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2(5)78%12．纯碱、烧碱等是重要的化工原料。(1)利用上图所示装置可间接证明二氧化碳与烧碱溶液发生了反应。将A与B连接，打开止水夹，将胶头滴管中的液体挤入烧瓶，此时的实验现象是__________________，若其他操作不变，将A与C连接，可观察到的现象是______________________。(2)向NaOH溶液中通入一定量CO2，结晶后得到白色固体，该白色固体的组成可能是A．NaOH和Na2CO3；B.____________；C.____________；D．______________。(3)设计实验确定(2)中白色固体中存在A项中的阴离子。实验操作实验现象结论①取少量白色固体于试管中，加足量水溶解，再加足量BaCl2溶液②___________________________解析：(1)由于滴入NaOH溶液，反应掉CO2，烧瓶中气体减少，压强减小，A管接B管，会将广口瓶中的水吸入烧瓶中，A管接C管，能将空气吸入广口瓶中。(2)CO2先与NaOH溶液反应生成Na2CO3，当NaOH反应完，CO2再与Na2CO3反应生成NaHCO3。(3)BaCl2只与Na2CO3反应产生白色沉淀，而与NaHCO3不反应；酚酞遇碱变红，除去COeq\o\al(2－,3)的干扰，证明有OH－。答案：(1)水沿导管由广口瓶进入烧瓶广口瓶中的长导管口有气泡产生(2)Na2CO3Na2CO3和NaHCO3NaHCO3(3)实验操作实验现象结论产生白色沉淀有COeq\o\al(2－,3)②过滤，取少量滤液于试管中，滴加酚酞滤液变红有OH－铝、镁及其重要化合物铝的性质及应用1．铝的原子结构和存在铝位于元素周期表中第3周期ⅢA族，原子结构示意图为。铝在地壳中含量丰富，仅次于氧，自然界中的铝全部以化合态存在。2．物理性质银白色有金属光泽的固体，有良好的导电性、导热性和延展性，密度较小，质地柔软。3．化学性质写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：②2Al＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(△))2AlCl3④2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑⑤2Al＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高温))2Fe＋Al2O3(铝热反应)4．用途纯铝用作导线，铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等。5．制备工业上制备铝，用电解氧化铝的方法，为了降低氧化铝的熔点，要加助熔剂Na3AlF6，反应的化学方程式：2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up7(通电),\s\do5(冰晶石))4Al＋3O2↑。6．铝与酸、碱反应的计算方法铝分别与盐酸、NaOH溶液反应的化学方程式为2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑从化学方程式可以看出，Al与酸、碱反应时生成H2的实质是：Al失3e－,eq\o(Al,\s\up6(＋3))，所以不论是Al与酸还是与碱反应，Al与产生H2的关系均是：2Al～3H2。(1)等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比为eq\f(VHClH2,VNaOHH2)＝eq\f(1,1)。(2)足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比为eq\f(VHClH2,VNaOHH2)＝eq\f(1,3)。(3)一定量的铝分别与一定量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，若产生氢气的体积比为eq\f(1,3)<eq\f(VHClH2,VNaOHH2)<eq\f(1,1)，则必定是：①铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足；②铝与氢氧化钠溶液反应时，铝不足而氢氧化钠过量。7．铝热反应(1)实验原理高温下铝将较不活泼的金属从其氧化物中还原出来。(2)实验装置铝粉还原氧化铁的实验装置如图所示。(3)引燃剂和铝热剂①引燃剂：镁条(氯酸钾是助燃剂)②铝热剂：铝粉和金属氧化物(Fe2O3、Cr2O3、V2O5等)组成的混合物。(4)铝热反应的应用①该反应应用于焊接钢轨等。②在冶金工业上常用这一原理制取熔点较高的金属，如铬、钒、锰等，3MnO2＋4Al高温,2Al2O3＋3Mn。但不能利用铝热反应冶炼活泼性比Al强的金属。如Al与MgO高温下不反应。[对点练习]1．常温下可用铝质容器储运的试剂是()A．浓硝酸 B．食醋C．石灰水 D．稀盐酸解析：选A常温下，Al和浓硝酸反应生成一层致密的氧化物薄膜而阻止进一步被氧化，可以用铝质容器储运浓硝酸，A正确；食醋显酸性能与铝质容器反应，B错误；石灰水呈碱性，Al能溶于强碱溶液，不能盛放石灰水，C错误；Al和稀盐酸反应生成氯化铝和氢气，不能盛放稀盐酸，故D错误。2．工业上常利用铝粉和氧化铁反应来焊接铁轨。下列说法正确的是()A．氧化铝、氧化铁均为两性氧化物B．氧化铝中的微粒半径：Al3＋>O2－C．在该反应中，铝的还原性强于铁的还原性D．1mol氧化铁参加反应转移电子数约为4×6.02×1023解析：选C氧化铝为两性氧化物，氧化铁为碱性氧化物，A错误；Al3＋和O2－具有相同的电子排布，原子序数越大，离子半径越小，则微粒半径O2－>Al3＋，B错误；氧化还原反应中还原剂的还原性大于还原产物的还原性，2Al＋Fe2O3高温,2Fe＋Al2O3，反应中Al作还原剂，Fe是还原产物，所以铝的还原性强于铁的还原性，C正确；Fe2O3中Fe元素的化合价为＋3价，反应后变为0价，所以1mol氧化铁参加反应得到6mol电子，转移电子数约为6×6.02×1023，D错误。3．在铝制易拉罐中收集满CO2，加入过量的NaOH溶液，立即封口并振荡，可以发现易拉罐先咔咔作响，变瘪，然后再次鼓起来，其过程中没有涉及的化学反应是()A．Al(OH)3分解 B．CO2＋OH－C．Al＋OH－＋H2O D．Al2O3＋OH－解析：选ANaOH溶液先与CO2反应，气压减小，易拉罐变瘪；再与铝表面的Al2O3反应，最后与Al反应，生成H2，易拉罐变鼓。4．铝是中学化学学习阶段的唯一一种既能与酸(非氧化性酸)反应又能与强碱溶液反应放出H2的金属，就铝的这一特殊性质回答下列问题：(1)等质量的两份铝分别与足量的盐酸、NaOH溶液反应，所得H2的体积之比是________。(2)足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的盐酸、NaOH溶液中，产生H2的体积之比是________。(3)足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的HCl、NaOH溶液中，二者产生的H2相等，则HCl和NaOH的物质的量浓度之比是________。(4)甲、乙两烧杯中各盛有100mL3mol·L－1的盐酸和NaOH溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后，测得生成的气体体积比为V(甲)∶V(乙)＝1∶2，则加入铝粉的质量为________。A．5.4g B．3.6gC．2.7g D．1.8g解析：(1)根据化学方程式2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑得，Al与H2的关系式均为2Al～3H2，故只要参加反应的Al的量相等，所得H2的量必相等。(2)因为在反应中Al过量，产生的H2由HCl和NaOH的量决定。根据化学反应中的关系式：6HCl～3H2、2NaOH～3H2，故当HCl、NaOH物质的量相等时，二者产生H2的体积比为1∶3。(3)因为铝足量且产生H2相等，根据关系式n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1，又因为两溶液体积相等，故物质的量浓度c(HCl)∶c(NaOH)＝n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1。(4)其反应原理分别为2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑，当参加反应的盐酸和NaOH的物质的量相等时，产生H2的体积比是1∶3，而题给条件为1∶2，说明投入的铝粉对盐酸过量，对NaOH不足。2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑6mol3mol3mol·L－1×0.1L＝0.3mol0.15mol则Al与NaOH反应生成的H2为0.15mol×2＝0.3mol。2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑2×27g＝54g3mol5．4g0.3mol即投入的铝粉为5.4g。答案：(1)1∶1(2)1∶3(3)3∶1(4)A铝的重要化合物1．氧化铝和氢氧化铝化合物氧化铝(Al2O3)氢氧化铝[Al(OH)3]物理性质eq\a\vs4\al(白)色固体，eq\a\vs4\al(难)溶于水，具有很高的熔点eq\a\vs4\al(白)色胶状eq\a\vs4\al(不)溶于水的固体，有较强的吸附性化学性质与酸反应Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O与碱反应Al2O3＋2OH－=2AlOeq\o\al(－,2)＋H2OAl(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O加热不反应2Al(OH)3eq\o(=,\s\up7(△))Al2O3＋3H2O制备方法Al(OH)3加热分解：2Al(OH)3eq\o(=,\s\up7(△))Al2O3＋3H2O①向铝盐溶液中加入氨水，离子方程式：Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)；②向偏铝酸盐溶液中通入足量CO2，离子方程式：AlOeq\o\al(－,2)＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3)；③NaAlO2溶液与AlCl3溶液混合，离子方程式：3AlOeq\o\al(－,2)＋Al3＋＋6H2O=4Al(OH)3↓主要用途作耐火材料、冶炼铝的原料制药、净水作用eq\a\vs4\al(微点拨)中学阶段接触到的既能与酸反应又能与碱反应的物质①金属单质：Al等；②两性氧化物：Al2O3；③两性氢氧化物：Al(OH)3；④弱酸的铵盐：(NH4)2CO3、CH3COONH4、(NH4)2S等；⑤弱酸的酸式盐：NaHCO3、KHS、NaHSO3等；⑥氨基酸等。2．明矾净水原理明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O，其净水原理涉及的离子方程式为Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋。3．用铝土矿冶炼金属铝的流程铝是地壳中含量最多的金属元素，在自然界中主要以化合态形式存在于氧化铝中。铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质，由于Al2O3是两性氧化物，而杂质SiO2是酸性氧化物，Fe2O3是碱性氧化物，因而可设计出两种提纯氧化铝的方案。方案一：碱溶法方案二：酸溶法[对点练习]1．下列物质既能跟稀硫酸反应，又能跟氢氧化钠溶液反应的是()①NaHCO3②(NH4)2SO3③Al2O3④Al(OH)3⑤AlA．①②③④⑤ B．①③④⑤C．③④⑤ D．②③④⑤解析：选ANaHCO3属于酸式盐，既能与酸反应，又能与碱反应；(NH4)2SO3与硫酸反应生成SO2，与氢氧化钠溶液反应生成氨气；Al2O3、Al(OH)3与稀硫酸反应生成硫酸铝和水，与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水；Al与稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气，与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气。2．下列变化不能通过一步化学反应直接完成的是()A．Al(OH)3→Al2O3 B．Al2O3→Al(OH)3C．Al→Al2O3 D．Al2O3→AlOeq\o\al(－,2)解析：选BAl2O3与水不反应，不能通过一步反应制得Al(OH)3。3．工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，杂质为Fe2O3和SiO2)为原料冶炼铝的工艺流程之一如下图。下列叙述不正确的是()A．沉淀甲为SiO2B．生成沉淀乙的反应为Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓C．溶液乙中含有AlOeq\o\al(－,2)D．反应③为2AlOeq\o\al(－,2)＋CO2＋3H2O=2Al(OH)3↓＋COeq\o\al(2－,3)解析：选D由分离流程可知，SiO2和盐酸不反应，先加过量盐酸，沉淀甲为SiO2，溶液甲为AlCl3和FeCl3的混合液，再加过量的NaOH溶液，生成沉淀乙为Fe(OH)3，溶液乙中含NaAlO2，向NaAlO2溶液中通入过量的CO2可以生成Al(OH)3沉淀，则沉淀丙为Al(OH)3，Al(OH)3加热分解可以得到Al2O3，电解Al2O3生成Al。反应③通入的是过量的CO2，则生成的产物是Al(OH)3和NaHCO3，正确的离子方程式为AlOeq\o\al(－,2)＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3)。4．KAl(SO4)2·12H2O(明矾)是一种复盐，在造纸等方面应用广泛。实验室中，采用废易拉罐(主要成分为Al，含有少量的Fe、Mg杂质)制备明矾的过程如下图所示。回答下列问题：eq\x(易拉罐)eq\o(→,\s\up7(试剂①),\s\do5(微热、过滤))eq\x(滤液A)eq\o(→,\s\up7(NH4HCO3))eq\x(沉淀B)eq\o(→,\s\up7(稀H2SO4),\s\do5(K2SO4))→eq\x(产物)(1)为尽量少引入杂质，试剂①应选用______(填标号)。a．HCl溶液 B．H2SO4溶液c．氨水 D．NaOH溶液(2)易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为________________________。(3)沉淀B的化学式为________；将少量明矾溶于水，溶液呈弱酸性，其原因是________________________________________________________________________。解析：(1)易拉罐(主要成分为Al，含有少量的Fe、Mg杂质)，它们都是比较活泼的金属，都可以与酸发生反应，而Al可以与强碱溶液反应变为NaAlO2进入溶液，而Fe、Mg不能与碱发生反应，所以要以含Al的易拉罐为原料制取明矾，应该用强碱NaOH溶液溶解，选项d正确；(2)易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑；(3)滤液A的主要成分是NaAlO2，向其水溶液中加入NH4HCO3溶液，发生NHeq\o\al(＋,4)＋AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O=Al(OH)3↓＋NH3·H2O，所以沉淀B的化学式为Al(OH)3；将少量明矾溶于水，溶液呈弱酸性，其原因是Al3＋发生水解反应，导致溶液显酸性。答案：(1)d(2)2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑(3)Al(OH)3Al3＋水解，使溶液中H＋浓度增大用数形结合思想理解铝三角1．Al3＋、Al(OH)3、AlOeq\o\al(－,2)之间的转化关系写出上述转化的离子方程式：(1)①Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)；②Al3＋＋3AlOeq\o\al(－,2)＋6H2O=4Al(OH)3↓；③Al3＋＋3OH－(少量)=Al(OH)3↓。(2)Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O。(3)Al3＋＋4OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O。(4)AlOeq\o\al(－,2)＋4H＋=Al3＋＋2H2O。(5)①AlOeq\o\al(－,2)＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3)；②AlOeq\o\al(－,2)＋H＋(少量)＋H2O=Al(OH)3↓。(6)Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O。2．可溶性铝盐与强碱溶液反应的图像(1)把强碱溶液逐滴加入到铝盐(Al3＋)溶液中至过量(如图1所示)现象先有白色沉淀产生，然后沉淀逐渐溶解书写离子方程式A→BAl3＋＋3OH－=Al(OH)3↓B→DAl(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O(2)把铝盐(Al3＋)溶液逐滴加入到强碱溶液中至过量(如图2所示)现象先无明显现象，然后逐渐产生大量的白色沉淀书写离子方程式A→BAl3＋＋4OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2OB→CAl3＋＋3AlOeq\o\al(－,2)＋6H2O=4Al(OH)3↓图1图23．偏铝酸盐与强酸溶液反应的图像(1)把强酸溶液逐滴加入到AlOeq\o\al(－,2)溶液中至过量(如图3所示)现象先生成白色沉淀，随后沉淀逐渐溶解书写离子方程式A→BAlOeq\o\al(－,2)＋H＋＋H2O=Al(OH)3↓B→DAl(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O(2)向强酸溶液中逐滴加入AlOeq\o\al(－,2)溶液至过量(如图4所示)现象先无明显现象，反应一段时间后逐渐产生白色沉淀书写离子方程式A→B4H＋＋AlOeq\o\al(－,2)=Al3＋＋2H2OB→CAl3＋＋3AlOeq\o\al(－,2)＋6H2O=4Al(OH)3↓图3图44．把Ba(OH)2溶液逐滴加入到明矾溶液中至过量(如图5所示)O→A反应2KAl(SO4)2＋3Ba(OH)2=2Al(OH)3↓＋3BaSO4↓＋K2SO4A→B反应2Al(OH)3＋K2SO4＋Ba(OH)2=BaSO4↓＋2KAlO2＋4H2O5.向等物质的量的AlCl3、MgCl2混合溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量(如图6所示)O→A反应Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓，Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓A→B反应Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O图5图6[对点练习]1．下列离子方程式中，不正确的是()A．用NaOH溶液除去铝箔表面的氧化膜：Al2O3＋2OH－=2AlOeq\o\al(－,2)＋H2OB．向AlCl3溶液中加入过量氨水：Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)C．用胃舒平(复方氢氧化铝)缓解胃酸(HCl)过多：OH－＋H＋=H2OD．向污水中投放明矾，生成能凝聚悬浮物的胶体：Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋解析：选CA项，用NaOH溶液除去铝箔表面的氧化膜，即NaOH与Al2O3反应，正确；C项，用胃舒平(复方氢氧化铝)缓解胃酸(HCl)过多，反应的离子方程式为Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O，错误。2．某校化学兴趣小组用如图所示过程除去AlCl3溶液中含有的Mg2＋、K＋杂质离子并尽可能减小AlCl3的损失。eq\b\lc\\rc\](\a\vs4\al\co1(Al3＋,Mg2＋,K＋,Cl－))eq\o(→,\s\up7(足量),\s\do5(NaOH溶液))eq\b\lc\[\rc\(\a\vs4\al\co1(MgOH2沉淀,溶液a\o(→,\s\up7(盐酸))\b\lc\[\rc\(\a\vs4\al\co1(沉淀a\o(→,\s\up7(盐酸))AlCl3溶液,溶液b))))下列说法正确的是()A．NaOH溶液可以用氨水来代替B．溶液a中含有Al3＋、K＋、Cl－、Na＋、OH－C．溶液b中只含有NaClD．向溶液a中滴加盐酸需控制溶液的pH解析：选DA项，若用氨水，则Mg2＋、Al3＋均转化为沉淀，不能分离Mg(OH)2和Al(OH)3，错误；B项，Al3＋与过量NaOH反应生成NaAlO2，溶液a中含AlOeq\o\al(－,2)、K＋、Cl－、Na＋、OH－，错误；C项，K＋、Cl－、Na＋在整个过程中不参加反应，溶液b中含KCl、NaCl，错误；D项，因氢氧化铝能溶于盐酸，则向溶液a中滴加盐酸需控制溶液的pH，正确。3.向一定量的NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液，生成沉淀Al(OH)3的量随AlCl3加入量的变化关系如图所示。则下列离子组在对应的溶液中一定能大量共存的是()A．a点对应的溶液中：Na＋、Fe3＋、SOeq\o\al(2－,4)、HCOeq\o\al(－,3)B．b点对应的溶液中：Na＋、S2－、SOeq\o\al(2－,4)、Cl－C．c点对应的溶液中：Ag＋、Ca2＋、NOeq\o\al(－,3)、Na＋D．d点对应的溶液中：K＋、NHeq\o\al(＋,4)、I－、HCOeq\o\al(－,3)解析：选B向一定量的NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液，先发生反应：Al3＋＋4OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O，无沉淀生成，当溶液中的OH－反应完全后，发生反应：Al3＋＋3AlOeq\o\al(－,2)＋6H2O=4Al(OH)3↓，生成Al(OH)3沉淀的量随AlCl3加入量的增大而增大，当溶液中的AlOeq\o\al(－,2)反应完全后，再继续滴加AlCl3溶液，Al(OH)3沉淀的量保持不变。a点对应的溶液中氢氧化钠过量，Fe3＋和HCOeq\o\al(－,3)都不能大量存在，A项不符合题意；b点对应的溶液中溶质为NaCl、NaAlO2，AlOeq\o\al(－,2)、Na＋、S2－、SOeq\o\al(2－,4)、Cl－可以大量共存，B项符合题意；c点对应的溶液中含有Cl－，Ag＋不能大量存在，C项不符合题意；d点对应的溶液中含有Al3＋，HCOeq\o\al(－,3)会与Al3＋发生相互促进的水解反应而不能大量共存，D项不符合题意。4．向盛有10mL1mol·L－1NH4Al(SO4)2溶液的烧杯中滴加1mol·L－1NaOH溶液，沉淀物质的量随NaOH溶液体积的变化示意图如下：(1)写出m点反应的离子方程式：________________________________________。(2)若在NH4Al(SO4)2溶液中改加20mL1.2mol·L－1Ba(OH)2溶液，充分反应后，溶液中产生沉淀的物质的量为________mol。解析：(1)向NH4Al(SO4)2溶液中加入NaOH溶液，由图像分析，先发生Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓，之后是NHeq\o\al(＋,4)＋OH－=NH3·H2O，最后是沉淀的溶解：Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O，故m点的离子反应为NHeq\o\al(＋,4)＋OH－=NH3·H2O。(2)因NH4Al(SO4)2的物质的量为0.01L×1mol·L－1＝0.01mol，Ba(OH)2的物质的量为0.02L×1.2mol·L－1＝0.024mol，产生沉淀的反应有两类，一是SOeq\o\al(2－,4)＋Ba2＋=BaSO4↓，n(SOeq\o\al(2－,4))＝0.01mol×2＝0.02mol，0.02mol＜0.024mol，故n(BaSO4)＝0.02mol；二是OH－参与的反应，Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓0．01mol0.03mol0.01molOH－余0.024mol×2－0.03mol＝0.018mol，之后发生反应：NHeq\o\al(＋,4)＋OH－=NH3·H2O，n(NHeq\o\al(＋,4))＝0.01mol，再消耗OH－0.01mol，则剩余OH－为0.018mol－0.01mol＝0.008mol，最后发生沉淀的溶解：Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O，OH－为0.008mol，溶解Al(OH)30.008mol，则剩余Al(OH)3为0.01mol－0.008mol＝0.002mol。溶液中产生沉淀的物质的量为0.02mol＋0.002mol＝0.022mol。答案：(1)NHeq\o\al(＋,4)＋OH－=NH3·H2O(2)0.022镁的性质及应用1．物理性质(1)镁：镁是银白色有金属光泽的固体，密度较eq\a\vs4\al(小)，硬度较eq\a\vs4\al(低)。(2)镁合金：密度较eq\a\vs4\al(小)，硬度和强度都较eq\a\vs4\al(大)。2．化学性质(1)与非金属单质的反应①镁条在O2中燃烧，发出耀眼的强光，生成白色固体物质，反应的化学方程式为2Mg＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2MgO。②镁条能与N2反应，化学方程式为3Mg＋N2eq\o(=,\s\up7(点燃))Mg3N2。(2)与水或酸的反应①镁与水反应：镁不易与冷水反应，能与沸水反应Mg＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(△))Mg(OH)2＋H2↑。②镁与酸的反应：镁是活泼金属，能与盐酸、稀硫酸反应放出H2，反应的离子方程式为Mg＋2H＋=Mg2＋＋H2↑。(3)与某些氧化物的反应镁能在CO2中燃烧，反应的化学方程式为2Mg＋CO2eq\o(=,\s\up7(点燃))2MgO＋C。3．从海水中提取镁(1)提取流程(2)涉及反应的化学方程式①CaCO3eq\o(=,\s\up7(煅烧))CaO＋CO2↑，②CaO＋H2O=Ca(OH)2，③MgCl2＋Ca(OH)2=Mg(OH)2↓＋CaCl2，④MgCl2·6H2Oeq\o(=,\s\up7(HCl气氛),\s\do5(△))MgCl2＋6H2O，⑤MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(通电))Mg＋Cl2↑。4．镁的用途(1)镁合金——用于制造火箭、导弹和飞机的部件。(2)镁——制造信号弹和焰火。(3)氧化镁——耐高温材料。[对点练习]1．从海水中提取镁，可按如下步骤进行：①把贝壳制成石灰乳；②在引入的海水中加入石灰乳，沉降、过滤、洗涤沉淀物；③将沉淀物与盐酸反应，结晶过滤、在HCl气体氛围中干燥产物；④将得到的产物熔融电解得到镁。下列说法不正确的是()A．此法的优点之一是原料来源丰富B．第④步电解时阴极产生氯气C．①②③步骤的目的是从海水中提取MgCl2D．以上提取镁的过程中涉及化合、分解和复分解反应解析：选B电解熔融的MgCl2时，阴极产生镁，阳极产生氯气，B错。2．海洋约占地球表面积的71%，对其进行开发利用的部分流程如图所示。下列说法错误的是()A．试剂1可以选用石灰乳B．从苦卤中提取Br2反应的离子方程式为2Br－＋Cl2=2Cl－＋Br2C．工业上，电解熔融MgO冶炼金属镁可减小能耗D．可用BaCl2溶液除去粗盐中的SOeq\o\al(2－,4)解析：选C煅烧贝壳得到CaO，将CaO溶于水得到石灰乳，石灰乳和Mg2＋反应生成Mg(OH)2沉淀，试剂1廉价且原料来源广泛，故A正确；Cl2能将Br－氧化为Br2，从苦卤中提取Br2反应的离子方程式为2Br－＋Cl2=2Cl－＋Br2，然后采用萃取的方法从溶液中获取溴，故B正确；MgO熔点很高，MgCl2熔点较MgO低，电解MgO冶炼镁增加成本，所以工业上采用电解熔融MgCl2的方法冶炼镁，故C错误；BaCl2和SOeq\o\al(2－,4)反应生成难溶性的BaSO4，且Cl－不是杂质离子，故D正确。3．海水是取之不尽的化工原料资源，从海水中可提取各种化工原料。如图是工业上对海水的几项综合利用的示意图：试回答下列问题：(1)粗盐中含有Ca2＋、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)等杂质，精制时所用试剂为：盐酸、BaCl2溶液、NaOH溶液和Na2CO3溶液，则粗盐溶液中Ca2＋、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)的沉淀形式分别是______________________。(2)写出电解饱和食盐水的离子方程式：______________________________。若要使电解后的溶液恢复为原来的饱和食盐水，则可采取的方法是_________________________。(3)由MgCl2·6H2O晶体脱水制无水MgCl2时，MgCl2·6H2O晶体需在氯化氢气氛中加热脱水，氯化氢的作用是______________________。(4)电解无水MgCl2所得的镁蒸气可以在下列________气体中冷却。a．H2b．N2c．CO2d．O2(5)将电解无水MgCl2制得的副产品Cl2通入石灰乳中可制得漂白粉，制取漂白粉的化学方程式为____________________________________。解析：(1)该小题属离子除杂题。由使用的除杂试剂可知，精制过程中Ca2＋、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)的沉淀形式分别是CaCO3、Mg(OH)2、BaSO4。(2)由于电解中外溢的是Cl2、H2，所以要确保原溶液浓度不变，只能向体系中通入一定量的HCl气体以补充损失的H、Cl原子。易错处是加入盐酸，使溶液浓度变小。(3)MgCl2·6H2O加热脱水时，MgCl2＋2H2O=Mg(OH)2＋2HCl，在HCl蒸气中加热脱水可抑制MgCl2的水解。(4)Mg蒸气可与N2、CO2、O2反应。(5)实验室制取漂白粉的方程式为2Cl2＋2Ca(OH)2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。答案：(1)CaCO3、Mg(OH)2、BaSO4(2)2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通电))Cl2↑＋H2↑＋2OH－向电解液中通入一定量的HCl气体(3)抑制MgCl2的水解(4)a(5)2Cl2＋2Ca(OH)2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O[课下达标练]1．足量下列物质与相同质量的铝反应，放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是()A．氢氧化钠溶液 B．稀硫酸C．盐酸 D．稀硝酸解析：选AAl与稀硝酸反应不产生氢气，D项错；Al与A、B、C反应的关系式为2Al～2NaOH、2Al～3H2SO4、2Al～6HCl，由此可知消耗NaOH的物质的量最少，A项正确。2．下列离子方程式不正确的是()A．铝片碱洗时常有气泡产生：2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑B．Al2O3溶于氨水：Al2O3＋2OH－=2AlOeq\o\al(－,2)＋H2OC．AlCl3溶液中加入过量NaOH溶液：Al3＋＋4OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2OD．实验室用铝盐制Al(OH)3：Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)解析：选BAl2O3是两性氧化物，能溶于强酸和强碱，但不溶于氨水，且氨水在离子方程式中应写成分子形式。3．下列关于物质性质的说法不合理的是()A．金属Mg与稀硫酸和CO2均能反应，其反应类型相同B．FeCl3、Na2O2、Cu2S均可由相应单质直接化合生成C．SO2气体通入紫色石蕊溶液中，溶液先变红后褪色D．氢氧化铝、碳酸铵、碳酸氢钠都既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应解析：选CA项，金属Mg与稀硫酸和CO2的反应都属于置换反应，正确；B项，铁与氯气反应生成FeCl3，钠在氧气中燃烧生成Na2O2，铜与硫单质反应生成Cu2S，正确；C项，二氧化硫不能漂白酸碱指示剂，所以SO2气体通入紫色石蕊溶液中，溶液变红后不会褪色，错误；D项，氢氧化铝为两性氢氧化物，碳酸铵中含有碳酸根离子和铵根离子，碳酸氢钠中含有碳酸氢根离子，它们既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应，正确。4.室温下，在0.2mol·L－1Al2(SO4)3溶液中，逐滴加入1.0mol·L－1NaOH溶液，实验测得溶液pH随NaOH溶液体积变化曲线如图，下列有关说法正确的是()A．a点时，溶液呈酸性的原因是Al3＋水解，离子方程式为Al3＋＋3OH－Al(OH)3B．a→b段，溶液pH增大，Al3＋浓度不变C．b→c段，加入的OH－主要用于生成Al(OH)3沉淀D．d点时，Al(OH)3沉淀开始溶解解析：选Ca点，Al3＋水解，其离子方程式为Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋。所以溶液呈酸性；滴加NaOH溶液，发生反应Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓，Al3＋浓度减小，pH增大，直至约为5.2。后再继续滴加NaOH溶液，Al(OH)3开始溶解，d点时Al(OH)3基本溶解完，此后溶液pH的增大是加入NaOH溶液所引起的，C正确。5．化学小组为分析某铝合金组成，用足量稀硝酸将合金溶解，用NaOH溶液调pH，在pH为3.4时开始出现沉淀，在pH为5、9时分别过滤沉淀，继续滴加NaOH无沉淀析出。下列说法错误的是()A．在pH为9时过滤所得沉淀为Cu(OH)2B．该合金中还含有金属铁C．该合金的成分为Al和CuD．等量铝合金分别与足量的硫酸溶液或氢氧化钠溶液反应得到的氢气一样多解析：选B铝合金用足量稀硝酸溶解，加入NaOH调pH，在pH为3.4时开始出现沉淀，由图像可知，合金中不含Fe，在pH为5时过滤出的是Al(OH)3沉淀，在pH为9时过滤出的是Cu(OH)2沉淀，继续滴加无沉淀析出，则合金中不含金属Mg。A项，在pH为9时过滤出的是Cu(OH)2沉淀，正确；B项，合金中不含Fe，错误；C项，由以上分析可知，该合金中含有Al和Cu，正确；D项，合金中只有Al与NaOH和H2SO4反应，等量的Al得到的H2一样多，