江西省横峰中学2016届高考化学一轮复习 第一章 金属及其化合物导学案

第一章金属及其化合物…………[循着图示·想一想]………[特色特性·记一记]……………1．特殊的颜色：Na2O2——淡黄色固体2．特殊的存放：Na、K保存在煤油中，Li保存在石蜡中3．特殊的用途：钠钾合金——原子反应堆的导热剂4．必记五反应：(1)2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑(2)2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑(3)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2(4)Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑(5)Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3考点一eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,,,))活泼的金属单质——钠[教材知识层面]1．钠的原子结构钠位于元素周期表中第三周期ⅠA族，原子结构示意图：，最外层只有1个电子，在化学反应中易失去最外层电子而呈现＋1价，因而钠在化学反应中表现出较强的还原性。2．钠的性质(1)物理性质：颜色熔点硬度密度导电导热性银白色低小比水的小比煤油的大良好(2)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常温2Na2O,点燃时：化学方程式为2Na＋O2点燃Na2O2))②与水的反应：a．化学方程式：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。b．与滴加酚酞的水反应的现象与解释：3．钠的制备、保存与用途(1)制备：电解熔融氯化钠，化学方程式为2NaCl电解,2Na＋Cl2↑。(2)保存：密封保存，通常保存在石蜡油或煤油中。(3)用途：①钠钾合金(液态)可用于原子反应堆的导热剂；②作强还原剂，将某些稀有金属从它们的卤化物中还原出来，如4Na＋TiCl4eq\o(=====,\s\up7(熔融),\s\do5())Ti＋4NaCl；③用作电光源，制作高压钠灯。[高考考查层面]命题点1钠与盐溶液的反应(1)钠投入到NaCl溶液中，只有氢气放出。2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。(2)钠投入到CuSO4溶液中，产生蓝色沉淀。2Na＋2H2O＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑。(3)钠投入到铵盐(如NH4Cl)溶液中，有H2和NH3逸出。2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，NH4Cl＋NaOH===NaCl＋NH3↑＋H2O。[典题示例]金属钠分别与下列溶液反应时，既有沉淀析出，又有气体逸出的是()A．BaCl2溶液 B．K2SO4溶液C．CuSO4溶液 D．NH4NO3溶液解析：选C因为是溶液中的反应，所以都有H2产生，NH4NO3溶液还产生NH3，CuSO4溶液还产生Cu(OH)2沉淀。命题点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),\s\do5())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：黄色；钾元素：紫色(透过蓝色钴玻璃观察)。[典题示例]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元素的焰色为黄色，而K元素的焰色为紫色，而且黄色会干扰紫色，所以不能判断是否含有K元素。[考点达标层面]1．判断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)(2014·北京高考)将钠块放入水中，产生气体的方程式为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。()(2)(2014·北京高考)钠表面自然形成的氧化层能够保护内层金属不被空气氧化。()(3)(2013·全国卷Ⅱ)钠与CuSO4溶液的反应：2Na＋Cu2＋===Cu↓＋2Na＋。()(4)(2013·广东高考)1molNa被完全氧化生成Na2O2，失去2NA个电子。()(5)钠与足量O2反应生成Na2O，随着温度的升高，生成Na2O的速率逐渐加快。()(6)焰色反应是大多数金属元素的性质，属于化学变化。()(7)金属钠可以保存在CCl4中。()(8)钠、钾着火后，用水或泡沫灭火器可迅速灭火。()答案：(1)√(2)×(3)×(4)×(5)×(6)×(7)×(8)×2．(2015·郑州模拟)取一小块金属钠，放在燃烧匙里加热，下列现象描述正确的是()①金属先熔化②在空气中燃烧，放出黄色火花③燃烧后得白色固体④燃烧时火焰为黄色⑤燃烧后生成淡黄色固体物质A．②⑤B．①②③C．①④⑤D．④⑤答案：C考点二eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,,,))钠的氧化物——氧化钠和过氧化钠[教材知识层面]物质氧化钠(Na2O)过氧化钠(Na2O2)颜色状态白色固体淡黄色固体类别碱性氧化物过氧化物氧元素化合价－2－1化学键类型只有离子键有离子键和共价键电子式Na＋[eq\o(O,\s\up6(),\s\do4())]2－Na＋Na＋[eq\o(O,\s\up6(),\s\do4())eq\o(O,\s\up6(),\s\do4())]2－Na＋与水反应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＋2H2O＋O2↑主要用途可制烧碱漂白剂、消毒剂、供氧剂保存密封密封、远离易燃物[高考考查层面]命题点1过氧化钠的强氧化性1．从元素化合价角度分析Na2O2的性质2．强氧化性的五个表现[典题示例]1．在溶液中加入足量的Na2O2后仍能大量共存的离子组是()A．Na＋、Fe2＋、Cl－、SOeq\o\al(2－,4) B．K＋、AlOeq\o\al(－,2)、Cl－、SOeq\o\al(2－,4)C．Ca2＋、Mg2＋、NOeq\o\al(－,3)、HCOeq\o\al(－,3) D．Na＋、Cl－、COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,3)解析：选BNa2O2具有强氧化性，能将Fe2＋氧化成Fe3＋，能将SOeq\o\al(2－,3)氧化成SOeq\o\al(2－,4)，A、D两项不能共存；Na2O2与水反应生成NaOH，C项中的Mg2＋、HCOeq\o\al(－,3)与OH－不能大量共存。2．下列关于Na2O2的说法正确的是()A．Na2O2与SO2反应生成Na2SO3和O2B．Na2O2投入到酚酞溶液中，溶液变红C．Na2O2能与酸反应生成盐和水，所以Na2O2是碱性氧化物D．Na2O2与水反应，Na2O2既是氧化剂，又是还原剂解析：选DNa2O2具有强氧化性，与SO2反应生成Na2SO4而不是Na2SO3，A错误；Na2O2投入到酚酞溶液中，溶液先变红后褪色，B错误；Na2O2不属于碱性氧化物而属于过氧化物，C错误。命题点2Na2O2与水、CO2反应的四个重要关系1．物质的量的关系无论是CO2或H2O(g)的单一物质还是二者的混合物，与足量的Na2O2反应时，消耗CO2或H2O(g)与放出O2的物质的量之比均为2∶1，即气体减小的体积等于生成的O2的体积。2．固体质量关系2CO＋O2eq\o(=====,\s\up7(点燃),\s\do5())2CO2①2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2②①＋②得，Na2O2＋CO===Na2CO3(虚拟的反应)即CO可被Na2O2完全吸收，固体增重即为CO的质量。2H2＋O2eq\o(=====,\s\up7(点燃),\s\do5())2H2O③2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑④③＋④得，Na2O2＋H2===2NaOH(虚拟的反应)即H2可被Na2O2完全吸收，固体增重即为H2的质量。结论：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)、C6H12O6(葡萄糖)等。3．先后顺序关系一定量的Na2O2与一定量CO2和H2O(g)的混合物反应，解决问题时可视作Na2O2先与CO2反应，待CO2反应完成后，Na2O2再与H2O(g)发生反应(实际情况复杂得多)。4．电子转移关系不论是与CO2还是与H2O(g)反应，CO2与H2O(g)均既不是氧化剂也不是还原剂，反应的实质都是Na2O2自身发生的氧化还原反应，所以每有1molO2生成时，转移的电子均为2mol。[典题示例]1．200℃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了3.6gA．0.125mol B．0.25molC．0.5mol D．1mol解析：选C根据质量守恒定律可知，生成O2的质量为11.6g－3.6g＝8g，n(O2)＝eq\f(8g,32g·mol－1)＝0.25mol，根据Na2O2与H2O(g)、CO2反应的物质的量的关系可知CO2和H2O(g)的物质的量之和为0.25mol×2＝0.5mol。2．取ag某物质在O2中完全燃烧，将生成物与足量Na2O2固体完全反应，反应后，固体质量恰好也增加了ag，下列物质不能满足上述结果的是()A．H2B．COC．C6H12O6D．C12H22O11解析：选D由反应2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑和2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2知每摩尔Na2O2与H2O、CO2分别完全反应时，相当于吸收了2gH2、28gCO。凡分子组成符合(CO)m·(H2)n的可燃物ag，在O2中完全燃烧，将生成的水和CO2通过足量的Na2O2固体后，固体增重也是ag，或者可以总结为由C、H、O三种元素组成的物质，只要C、O原子个数比为1∶1，即可满足题目要求。[考点达标层面]1．判断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)(2014·山东高考)Na2O2与水反应是水作还原剂的氧化还原反应。()(2)(2014·江苏高考)过氧化钠的电子式为Naeq\o(O,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o(O,\s\up6(··),\s\do4(··))Na。()(3)(2014·江苏高考)在过氧化钠与水的反应中，每生成0.1mol氧气，转移电子的数目为0.4NA。()(4)(2014·大纲卷)1molNa2O2固体中含离子总数为4NA。()(5)(2014·全国卷Ⅱ)二氧化碳通过Na2O2粉末，反应后固体物质增重。()(6)(2013·江苏高考)Na2O2溶于水产生O2的离子方程式为：Na2O2＋H2O===2Na＋＋2OH－＋O2↑。()答案：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√(6)×2．为了使宇航员在飞船中得到一个稳定的、良好的生存环境，一般在飞船内安装盛有Na2O2或K2O2颗粒的装置，它的用途是产生氧气。下列关于Na2O2的叙述正确的是()A．Na2O2中阴、阳离子的个数比为1∶1B．Na2O2分别与水及CO2反应产生相同量的O2时，需要水和CO2的质量相等C．Na2O2分别与水及CO2反应产生相同量的O2时，转移电子的物质的量相等D．Na2O2的漂白原理与SO2的漂白原理相同解析：选CNa2O2的电子式为Na＋[eq\o(O,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o(O,\s\up6(··),\s\do4(··))]2－Na＋，故阴、阳离子的个数比为1∶2，A错误；生成相同量的O2时消耗的水和二氧化碳的物质的量相同，但质量不同，B项错误；由得失电子守恒知两者转移电子的物质的量相同，C项正确；Na2O2因具有强氧化性而有漂白性，SO2易与有色物质化合生成不稳定的无色物质，故原理不同，D项错误。考点三eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,,))钠重要的两种盐——碳酸钠与碳酸氢钠[教材知识层面]1．物理性质名称碳酸钠碳酸氢钠化学式Na2CO3NaHCO3俗名纯碱或苏打小苏打颜色、状态白色粉末细小白色晶体水溶性易溶于水水中易溶，但比Na2CO3的溶解度小2．化学性质(1)热稳定性：①Na2CO3性质稳定，受热难分解。②NaHCO3性质不稳定，受热易分解，化学方程式为2NaHCO3△,Na2CO3＋H2O＋CO2↑。(2)与酸(足量盐酸)反应：①Na2CO3：Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑。②NaHCO3：NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑。(3)与碱(NaOH溶液)反应：①Na2CO3：与NaOH溶液不反应。②NaHCO3：NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O。(4)相互转化：①Na2CO3―→NaHCO3向Na2CO3溶液中通入CO2，化学方程式为Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3。②NaHCO3―→Na2CO3NaHCO3固体加热分解转化成Na2CO3。3．主要用途(1)碳酸钠：用于造纸、制造玻璃、制皂、洗涤等。(2)碳酸氢钠：用于发酵、医药、灭火剂等。[高考考查层面]命题点1碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别[典题示例]1．有两试管分别装有Na2CO3和NaHCO3溶液，下列操作或判断正确的是()方案操作判断A分别加入澄清石灰水产生沉淀的为Na2CO3B分别加入等浓度的稀盐酸反应较剧烈的为Na2CO3C分别加入CaCl2溶液产生沉淀的为Na2CO3D逐渐加入等浓度的盐酸立即产生气泡的为Na2CO3解析：选CNa2CO3溶液与NaHCO3溶液均与澄清石灰水反应产生白色沉淀，A错误；等浓度的Na2CO3、NaHCO3溶液分别与等浓度的盐酸反应，产生气泡较快者为NaHCO3溶液，B错误；向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸，开始不产生气泡，过一段时间才有气体产生，D错误；Na2CO3溶液与CaCl2溶液反应产生白色沉淀而NaHCO3溶液与CaCl2溶液不反应，C正确。2．(2015·扬州模拟)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都是利用NaHCO3的不稳定性进行鉴别。(3)试管B中装入碳酸氢钠，试管A中装入碳酸钠，这样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，表明了碳酸氢钠很不稳定。答案：(1)无论是Na2CO3还是NaHCO3均可以与盐酸反应产生CO2，两者的反应现象相同，故达不到鉴别目的(2)2NaHCO3eq\o(=====,\s\up7(△),\s\do5())Na2CO3＋H2O＋CO2↑，CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O(3)NaHCO3[方法技巧]鉴别碳酸钠与碳酸氢钠的方法命题点2碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的四种基本图像(1)向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生CO2的体积关系(如图1所示)。图像特点：Oa段、ab段消耗盐酸的体积相等。反应原理：Oa段COeq\o\al(2－,3)＋H＋===HCOeq\o\al(－,3)，ab段HCOeq\o\al(－,3)＋H＋===H2O＋CO2↑。(2)向NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生CO2的体积关系(如图2所示)。图像特点：从O点开始即产生CO2气体。反应原理：HCOeq\o\al(－,3)＋H＋===H2O＋CO2↑。(3)向Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生CO2的体积关系(如图3所示，设Na2CO3、NaHCO3的物质的量之比为m∶n＝1∶1，其他比例时的图像略)。图像特点：Oa段消耗盐酸的体积小于ab段消耗盐酸的体积。反应原理：Oa段COeq\o\al(2－,3)＋H＋===HCOeq\o\al(－,3)，ab段HCOeq\o\al(－,3)＋H＋===H2O＋CO2↑。(4)向NaOH、Na2CO3的混合物中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生CO2的体积关系(如图4所示，设NaOH、Na2CO3的物质的量之比x∶y＝1∶1，其他比例时的图像略)。图像特点：Oa段消耗盐酸的体积大于ab段消耗盐酸的体积。反应原理：Oa段H＋＋OH－===H2O，COeq\o\al(2－,3)＋H＋===HCOeq\o\al(－,3)；ab段HCOeq\o\al(－,3)＋H＋===H2O＋CO2↑。[典题示例]1．将0.4gNaOH和1.06gNa2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加0.1mol·L－1稀盐酸。下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系的是()解析：选C向NaOH与Na2CO3的混合溶液中滴加盐酸，盐酸首先与NaOH反应，然后与Na2CO3反应转化为NaHCO3：COeq\o\al(2－,3)＋H＋===HCOeq\o\al(－,3)，之后与HCOeq\o\al(－,3)反应生成CO2，因n(OH－)＝n(COeq\o\al(2－,3))＝0.01mol，故加入0.02molHCl后开始有气体生成。结合各种物质的量分析图像可知，选项C符合题意。2．(2015·潍坊期末)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，据此可以解答。在0～a范围内，发生的反应应该是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，根据方程式HCOeq\o\al(－,3)＋H＋===CO2↑＋H2O可知消耗盐酸的物质的量为0.01mol，故a＝0.3，C正确；根据方程式和图像可知Na2CO3的物质的量是0.01mol，共计消耗盐酸0.02mol，所以与氢氧化钠反应的盐酸是0.04mol－0.02mol＝0.02mol，则氢氧化钠的物质的量为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。[方法技巧]依据图像特点判断溶液成分的方法(1)若a＝0，(即图像从原点开始)，溶液中的溶质为NaHCO3；(2)若V(Oa)＝V(ab)(即Oa段与ab段消耗盐酸的体积相同)，溶液中的溶质为Na2CO3；(3)若V(Oa)>V(ab)(即Oa段消耗的体积大于ab段消耗盐酸的体积)，溶液中的溶质为Na2CO3和NaOH的混合物；(4)若V(Oa)<V(ab)(即Oa段消耗盐酸的体积小于ab段消耗盐酸的体积)，溶液中的溶质为Na2CO3和NaHCO3。[考点达标层面]1．判断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)(2014·福建高考)小苏打是面包发酵粉的主要成分之一。()(2)(2014·大纲卷)用灼烧法除去Na2CO3固体中的NaHCO3。()(3)(2014·四川高考)NaHCO3溶液中加入稀盐酸的离子方程式为COeq\o\al(2－,3)＋2H＋===H2O＋CO2↑。()(4)(2014·广东高考)向苏打和小苏打溶液中分别加入盐酸时均有气泡冒出，说明二者均能与盐酸反应。()(5)(2013·大纲卷)确定NaCl溶液中是否混有Na2CO3的方法是取少量溶液滴加CaCl2溶液，观察是否出现白色浑浊。()(6)(2013·广东高考)相同温度下，碳酸钠的溶解度小于碳酸氢钠的溶解度。()(7)(2013·江苏高考)向某溶液中加入稀盐酸，产生的气体通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊，该溶液一定是碳酸盐溶液。()(8)(2012·北京高考)向NaHCO3溶液中加入过量澄清石灰水，出现白色沉淀的离子方程式：2HCOeq\o\al(－,3)＋Ca2＋＋2OH－===CaCO3↓＋COeq\o\al(2－,3)＋2H2O。()答案：(1)√(2)√(3)×(4)√(5)√(6)×(7)×(8)×2．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)，选用适量的NaOH溶液B．NaHCO3溶液(Na2CO3)，应通入过量的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DBa(OH)2与Na2CO3和Na2SO4均发生化学反应生成白色沉淀，不符合除杂的要求。以“钠及钠的化合物间的转化”为载体串联钠元素单质及其化合物知识高考载体(2009·北京高考T12改编)由短周期元素组成的中学常见的含钠元素的物质A、B、C、D，存在如图转化关系(部分生成物和反应条件已略去)。eq\x(A)eq\a\vs4\al(\o(――→,\s\up7(H2O),\s\do5(常温)))eq\x(B)eq\a\vs4\al(\o(――→,\s\up7(CO2),\s\do5()))eq\x(C)eq\a\vs4\al(\o(――→,\s\up7(CO2),\s\do5()))eq\x(D)eq\x(单质E)[知识串联设计](1)若A为金属钠，则E为________，A与水反应的离子方程式为________________。eq\a\vs4\al(〖考查钠的性质〗)(2)若A为过氧化钠，则E为________，A与CO2反应的化学方程式为________________________________________________________________________，A与水反应的离子方程式为_________________________________________。eq\a\vs4\al(〖考查Na2O2的性质〗)(3)过氧化钠是碱性氧化物吗？过氧化钠的电子式为________，过氧化钠中阴、阳离子个数比是________。eq\a\vs4\al(〖考查Na2O2的结构〗)(4)A不论是Na还是Na2O2，依据转化关系判断物质C是____________，物质D是____________。eq\a\vs4\al(〖考查NaOH、Na2CO3的性质〗)(5)向B(NaOH)溶液中通入CO2，CO2的量不同时，所得的产物相同吗？试分别写出少量CO2和足量CO2时反应的离子方程式：_____________________________________，________________________________________________________________________。eq\a\vs4\al(〖考查NaOH的性质〗)(6)如何通过实验的方法鉴别同浓度的C、D溶液？__________________。eq\a\vs4\al(〖考查Na2CO3、NaHCO3的性质〗)答案：(1)H22Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑(2)O22Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O22Na2O2＋2H2O===4Na＋＋4OH－＋O2↑(3)不是Na＋[eq\o(O,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o(O,\s\up6(··),\s\do4(··))]2－Na＋1∶2(4)Na2CO3NaHCO3(5)不相同足量CO2时：OH－＋CO2===HCOeq\o\al(－,3)少量CO2时：2OH－＋CO2===COeq\o\al(2－,3)＋H2O(6)方法一：分别滴加BaCl2(或CaCl2)溶液，有白色沉淀生成的是Na2CO3溶液，无沉淀生成者为NaHCO3溶液。方法二：分别测量同浓度Na2CO3和NaHCO3溶液的pH，pH大者为Na2CO3溶液，pH小者为NaHCO3溶液。方法三：分别向同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液中逐滴加入同浓度的稀盐酸，开始即产生气泡的为NaHCO3溶液，开始无气泡，过一段时间再产生气泡的为Na2CO3溶液。1．(2015·唐山模拟)下列做法不正确的是()A．Na2O2用作呼吸面具的供氧剂B．NaHCO3的热稳定性大于Na2CO3C．乙醇可与金属钠反应放出氢气D．金属钠着火时，用细沙覆盖灭火解析：选BNaHCO3受热分解而Na2CO3受热不易分解，故Na2CO3的热稳定性强于NaHCO3。2．将绿豆粒大小的方形金属钠投入足量且含酚酞的水中，根据相应现象不能得出的结论是()选项实验现象结论A方形金属钠变成小球方形钠反应速率快B钠浮于水面水的密度大于钠C酚酞溶液变成红色有NaOH生成D钠球游动，有吱吱声有气体生成解析：选A钠的熔点低，且钠与水反应放热，会使方形钠熔化成闪亮的液态小球，A错误。3．(2015·大庆模拟)观察是研究物质性质的一种基本方法。某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),\s\do5())变灰暗eq\o(――→,\s\up7(②),\s\do5())变白色eq\o(――→,\s\up7(③),\s\do5())出现液滴eq\o(――→,\s\up7(④),\s\do5())白色固体，则下列说法正确的是()A．①发生氧化还原反应生成了过氧化钠B．④只发生物理变化C．③是碳酸钠吸收空气中的水蒸气形成了溶液D．②变白色主要是因为生成了氢氧化钠解析：选D金属钠露置于空气中发生的一系列变化为：Naeq\o(――→,\s\up7(①O2),\s\do5(常温下))Na2Oeq\o(――→,\s\up7(②H2O),\s\do5())NaOHeq\o(――――→,\s\up7(③),\s\do5(吸水潮解))NaOH溶液eq\o(――――→,\s\up7(④),\s\do5(吸收CO2))Na2CO3对照选项分析判断，D项正确。4．如图所示，若锥形瓶内是水，分液漏斗内的液体也是水，向烧杯内滴加水时，发现U形管内液体慢慢右移，恢复到原温度后液面左边与右边基本相平，则烧杯内的物质是()A．过氧化钠 B．氧化钠C．钠 D．钾解析：选BNa2O2、Na、K与水反应均会有气体生成，均会使U形管内液面左边低于右边，A、C、D错误；Na2O与水反应放热但没有气体生成，则U形管内液体慢慢右移，但恢复到原温度后又使U形管内两液面相平。5．下列各组物质混合后，只能生成一种含钠化合物的是()A．Na2CO3、盐酸B．NaOH溶液、CO2C．NaHCO3溶液、石灰水D．Na2O2、CO2解析：选DA中可生成NaCl和NaHCO3；B中可生成Na2CO3和NaHCO3；C中可生成Na2CO3和NaOH；D中只生成Na2CO3。6．(2014·上海高考)下列反应与Na2O2＋SO2===Na2SO4相比较，Na2O2的作用相同的是()A．2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2B．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，过氧化钠是氧化剂。A.反应2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2中过氧化钠既是氧化剂，也是还原剂；B.反应2Na2O2＋2SO3===2Na2SO4＋O2中过氧化钠既是氧化剂，也是还原剂；C.反应Na2O2＋H2SO4===Na2SO4＋H2O2中元素的化合价均没有发生变化，不是氧化还原反应；D.反应3Na2O2＋Cr2O3===2Na2CrO4＋Na2O中，过氧化钠是氧化剂。7．下列对一些事实的理论解释正确的是()选项客观事实理论解释ANa＋比Na原子稳定Na＋最外电子层的电子数有8个而Na原子只有1个B熔融状态下NaCl能导电而NaCl晶体不能导电熔融状态下的NaCl中存在离子而NaCl晶体中没有离子C钾原子比钠原子更易失去电子钾的核电荷数比钠的多D纯碱溶液能使湿润的石蕊试纸变蓝色纯碱能电离出OH－而能使石蕊试纸变蓝色解析：选A8电子原子结构为稳定结构，A正确；NaCl晶体中也有离子，只是不能自由移动，B错误；钾原子比钠原子更易失去电子的主要原因是钾的原子半径比钠大，原子核对核外电子的吸引力较弱，C错误；纯碱不能电离出OH－，D错误。8．纯碱和小苏打是厨房中两种常见的用品，它们都是白色固体，下列区分这两种物质的方法中正确的是()A．分别用砂锅加热两种样品，全部分解挥发没有残留物的是小苏打B．用洁净铁丝蘸取两种样品在煤气火焰上灼烧，使火焰颜色发生明显变化的是小苏打C．取两只小玻璃杯，分别加入少量的两种样品，再加入等量的食醋，产生气泡快的是小苏打D．先将两样品配成溶液，分别加入澄清石灰水，无白色沉淀生成的是小苏打解析：选C小苏打NaHCO3受热分解生成Na2CO3、H2O和CO2，有Na2CO3残留，A错误；纯碱和小苏打的焰色反应的颜色均为黄色，B错误；向二者的溶液中分别加入澄清石灰水，均有CaCO3沉淀生成，D错误。9．已知A是一种金属单质，B显淡黄色，其转化关系如图所示，则C的以下性质错误的是()A．溶液呈碱性B．与澄清石灰水反应产生白色沉淀C．与足量盐酸反应放出气体D．受热易分解解析：选D由题意知A为Na，B为Na2O2，C为Na2CO3，D为NaOH。Na2CO3受热不分解，D项错误。10．(2015·襄阳模拟)为精确测定工业纯碱中碳酸钠的质量分数(含少量NaCl)，准确称量W0g样品进行实验，下列实验方法所对应的实验方案和测量数据合理(除W0外)的是()选项实验方法实验方案测量数据A滴定法将样品配成100mL溶液，取10mL，加入酚酞，用标准盐酸滴定消耗盐酸的体积B量气法将样品与盐酸反应，生成的气体全部被碱石灰吸收碱石灰增重C重量法样品放入烧瓶中，置于电子天平上，加入足量盐酸减轻的质量D量气法将样品与盐酸反应，气体通过排水量气装置量气排水体积解析：选A测量碱石灰增重的方法是重量法而不是量气法，B错误；C项样品中加入足量盐酸，烧瓶内物质的质量增加而不是减轻，C错误；D项中因部分CO2能溶解到水里，且与水反应生成H2CO3，故排出水的体积并不是CO2的体积，D错误；用酚酞作指示剂时，Na2CO3与盐酸发生反应：Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3，依据消耗盐酸的量可以计算出样品中Na2CO3的量，进而确定与样品中Na2CO3的质量分数，A正确。11．(2015·石家庄检测)小苏打长期放置在空气中会变质(部分转变为Na2CO3)，某研究小组欲测定某小苏打样品中NaHCO3的质量分数，设计如下实验方案：Ⅰ.加热分解法利用图1装置，充分加热小苏打样品。(1)仪器a的名称为___________________________________________________。(2)在实验过程中，需要测量的实验数据有：①仪器a的质量；②____________；③________________。Ⅱ.测量气体体积法利用图2装置，测定反应生成气体的体积。(1)组装好仪器后，首先进行的操作为________。(2)导管g的作用为________。(3)为了减小实验误差，B、C中最好用________溶液代替水。(4)待反应结束，气体冷却至室温后，利用图示装置读取气体体积时，应注意的事项有：①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________。(5)若所取样品的质量为mg，反应前滴定管C的读数为V1mL，反应结束后滴定管C的读数为V2mL，则样品中NaHCO3和Na2CO3的物质的量之和为________(气体体积均已换算为标准状况下的体积)。解析：Ⅰ.(1)仪器a是坩埚。(2)还需要测量的实验数据有“加热前，仪器a和样品的总质量”和“加热冷却后，仪器a和残留物的总质量”。Ⅱ.(1)涉及气体的实验装置连接好后第一步是检查装置气密性。(2)导管g的作用是平衡分液漏斗与锥形瓶内的气压，使液体顺利流下；滴入锥形瓶的稀硫酸体积等于进入分液漏斗的气体体积，从而消除由于加入稀硫酸引起的气体体积误差。(3)由于生成的二氧化碳溶于水，造成误差，所以采用饱和NaHCO3溶液代替水，从而减小误差。(4)①读数时上下移动C管，使B、C两管液面相平，减小由于压强不同引起的体积误差；②视线与液面最低处相平，减小由于读数引起的体积误差。(5)根据碳原子守恒，1mol碳原子对应1mol二氧化碳，二氧化碳的物质的量为eq\f(V1－V2,22400)mol，所以样品中NaHCO3和Na2CO3的物质的量之和为eq\f(V1－V2,22400)mol。答案：Ⅰ.(1)坩埚(2)加热前，仪器a和样品的总质量加热冷却后，仪器a和残留物的总质量Ⅱ.(1)检查装置气密性(2)平衡分液漏斗与锥形瓶内的气压，使液体顺利流下；滴入锥形瓶的稀硫酸体积等于进入分液漏斗的气体体积，从而消除由于加入稀硫酸引起的气体体积误差(3)饱和NaHCO3(4)①读数时应上下移动C管，使B、C两管液面相平②视线与液面最低处相平(5)eq\f(V1－V2,22400)mol12．(2015·南昌调研)纯碱在工业上非常重要。(1)取一定量纯碱细小粉末置于烧杯中，加入一定量的水，可以得到颗粒较大的晶体A。烧杯温度升高，理由是____________________________________________________。(2)从上述烧杯中得到干燥纯净的晶体A，实验顺序为________(填序号，可重复使用)。①蒸发结晶②放入干燥器中③转移到过滤器中④用水洗涤2～3次⑤用乙醇洗涤⑥加热灼烧(3)取13.92g晶体A，进行热重分析，直到质量不再改变，生成物质Z，具体数据如下：物质样品AT1℃T2℃600℃质量/g13.9211.757.456.36通过计算确定样品A的化学式是________。解析：(1)温度升高，说明Na2CO3与水的反应是放热反应。(2)先过滤出晶体，再用乙醇洗涤，最后干燥即可。(3)加热到质量不再变化时物质乙为Na2CO3。设样品A的化学式为Na2CO3·nH2O则Na2CO3·nH2Oeq\o(=====,\s\up7(△),\s\do5())Na2CO3＋nH2O106＋18n10613．926.36(106＋18n)∶106＝13.92∶6.36解得n＝7，故A的化学式为Na2CO3·7H2O。答案：(1)发生反应：Na2CO3＋nH2O===Na2CO3·nH2O，反应物的总能量高于生成物的总能量，反应放出热量。(2)③⑤②(3)Na2CO3·7H2O13．某研究性学习小组在网上收集到信息：钠、镁等活泼金属都能在CO2气体中燃烧。他们对钠在CO2气体中燃烧后得到的白色产物进行了如下探究：[实验操作]将燃烧的钠迅速伸入装满CO2的集气瓶中，钠在其中继续燃烧，反应后冷却，瓶底有黑色颗粒，瓶壁上附着白色物质。[提出假设]假设1：白色物质是Na2O。假设2：白色物质是Na2CO3。假设3：白色物质是Na2O和Na2CO3的混合物。[设计方案]该小组对燃烧后生成的白色物质进行如下探究：实验方案实验操作实验现象结论方案1取少量白色物质于试管中，加入适量水，振荡，样品全部溶于水，向其中加入无色酚酞试液溶液变成红色白色物质为Na2O方案2①取少量白色物质于试管中，加入适量水，振荡，样品全部溶于水，向其中加入过量的CaCl2溶液。②静置片刻，取上层清液于试管中，滴加无色酚酞试液①出现白色沉淀。②无明显现象白色物质为Na2CO3请回答下列问题：(1)写出金属镁与二氧化碳反应的化学方程式：_____________________________________________________________________________________________________。(2)甲同学认为方案1得到的结论不正确，其理由是__________________________________________________________________________________________________。(3)钠在二氧化碳中燃烧的化学方程式为___________________________________________________________________________________________________________。(4)乙同学认为白色物质有可能是氢氧化钠。你是否同意乙同学的观点，并简述理由：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(2)根据白色物质的水溶液呈碱性，不能得出白色物质为Na2O，因为Na2CO3溶液显碱性，也会使酚酞试液变红。(3)因为假设2成立，钠在二氧化碳中燃烧的产物为Na2CO3和C，其燃烧反应的化学方程式为4Na＋3CO2eq\o(=====,\s\up7(点燃),\s\do5())2Na2CO3＋C。(4)白色物质不可能是氢氧化钠，因为反应物中没有氢元素，不会生成氢氧化钠。答案：(1)2Mg＋CO2eq\o(=====,\s\up7(点燃),\s\do5())2MgO＋C(2)Na2CO3溶液显碱性，也会使酚酞试液变红，且也有可能是Na2O和Na2CO3的混合物(3)4Na＋3CO2eq\o(=====,\s\up7(点燃),\s\do5())2Na2CO3＋C(4)不同意，因为反应物中无氢元素(或违背质量守恒定律)(其他合理答案也可)第二节铝及其化合物1.了解铝的主要性质及应用。1.了解铝的主要性质及应用。2.了解铝的重要化合物的主要性质及应用。…………[循着图示·想一想]……………………[特色特性·记一记]………………1．特殊的性质：Al2O3、Al(OH)3具有两性。2．特殊的转化：Al3＋eq\o(,\s\up7(OH－),\s\do5(H＋))Al(OH)3eq\o(,\s\up7(OH－),\s\do5(H＋))AlOeq\o\al(－,2)3．必记六反应：(1)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑(2)Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O(3)AlCl3＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4Cl(4)Al(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2O(5)Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O(6)NaAlO2＋2H2O＋CO2===Al(OH)3↓＋NaHCO3考点一eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,,,))含量丰富的金属单质——铝[教材知识层面]1．铝的原子结构铝位于元素周期表中第三周期ⅢA族，原子结构示意图为，最外层有3个电子，在化学反应中易失去电子而表现为＋3价，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形式存在。2．铝的性质(1)物理性质：状态色泽密度熔点硬度导电、导热性延展性固态银白色2.7g·cm－3660.4较小很好良好(2)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＋3Cl2△,2AlCl3④2Al＋2OH－＋2H2O===2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑⑤2Al＋Fe2O3高温,2Fe＋Al2O33．铝的应用(1)制备：电解熔融Al2O3：2Al2O3电解,4Al＋3O2↑(2)用途：①纯铝用作导线。②铝合金制备汽车、飞机、生活用品等。[高考考查层面]命题点铝与酸、碱的反应及计算铝分别与盐酸、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：Aeq\o(l,\s\up6(0))失3e－,Aeq\o(l,\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)一定量的铝分别和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。[典题示例]1．将等物质的量的镁和铝混合，取等质量该混合物四份，分别加到足量的下列溶液中，充分反应后，放出氢气最多的是()A．3mol·L－1HCl B．4mol·L－1HNO3C．8mol·L－1NaOH D．18mol·L－1H2SO4解析：选A18mol·L－1H2SO4为浓H2SO4与Mg、Al反应不产生H2；Mg、Al与稀HNO3反应生成NO而不是H2；Mg与盐酸反应产生H2，而Mg与NaOH不反应，等质量的Al分别与足量的HCl和NaOH溶液反应，产生H2的量相等。故A项产生H2的量最多。2．等体积、等物质的量浓度的硫酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯中，各加等质量的铝，生成氢气的体积比为5∶6(相同条件下)，则甲、乙两烧杯中的反应情况可能是()A．甲、乙中都是铝过量B．甲中铝过量、乙中碱过量C．甲中酸过量、乙中铝过量D．甲中酸过量，乙中碱过量解析：选B若酸、碱过量，生成H2的体积比为1∶1，若铝均过量，生成H2的体积比为2∶3，可知反应情况甲中铝过量，乙中碱过量。[考点达标层面]1．判断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)(2014·福建高考)铝罐可久盛食醋。()(2)(2014·江苏高考)Al、盐酸、NaOH溶液三者之间两两均能发生反应。()(3)(2014·北京高考)Al溶于NaOH溶液中产生气体的离子方程式为2Al＋2OH－＋2H2O===2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑。()(4)(2014·全国卷Ⅱ)铝与Fe2O3发生铝热反应后固体物质增重。()(5)(2014·安徽高考)常温下，相同的铝片中分别加入足量的浓、稀硝酸，浓硝酸中铝片先溶解完。()(6)(2012·广东高考)工业上电解熔融状态的Al2O3制备Al。()(7)铝制品在空气中能稳定存在是因为铝不活泼。()(8)(2011·安徽高考)铝箔插入稀硝酸中无现象，说明铝箔表面被HNO3氧化，形成致密的氧化膜。()答案：(1)×(2)√(3)√(4)×(5)×(6)√(7)×(8)×2．将5.4gAl投入200.0mL2.0mol·L－1的某溶液中有氢气产生，充分反应后有金属剩余。该溶液可能是()A．HNO3溶液 B．Ba(OH)2溶液C．H2SO4溶液 D．HCl溶液解析：选D首先换算成物质的量，Al为0.2mol，溶液中的溶质为0.4mol。A选项中硝酸与铝反应不生成氢气；B选项中n(OH－)＝0.8mol，与铝反应剩余OH－；C、D选项中n(H＋)分别为0.8mol、0.4mol，根据反应2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑可知C选项中H＋有剩余，D选项中铝有剩余。考点二eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,,,))铝的重要化合物——氧化铝、氢氧化铝[教材知识层面]1．氧化铝(1)化学性质：属于两性氧化物，写出下列反应的离子方程式：(2)用途：熔点很高，是一种较好的耐火材料，天然产刚玉的成分是Al2O3，还可制作各种宝石。2．氢氧化铝(1)白色胶状不溶于水的固体，有较强的吸附性。(2)化学性质：反应的化学方程式分别为：①Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O；②Al(OH)3＋OH－===AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O；③2Al(OH)3eq\o(=====,\s\up7(△))Al2O3＋3H2O。(3)制备：①向铝盐溶液中加入氨水，离子方程式为Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)。②向偏铝酸盐溶液中通入足量CO2，离子方程式为AlOeq\o\al(－,2)＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3)。3．明矾净水原理明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O，其净水的原理涉及的离子方程式表示为Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋。[高考考查层面]命题点1从铝土矿中提取Al2O3的方法铝土矿的主要成分是Al2O3，含有的杂质是Fe2O3和SiO2，由于Al2O3具有两性，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[典题示例]1．工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下：下列叙述正确的是()A．试剂X可以是氢氧化钠溶液，也可以是盐酸B．反应①过滤后所得沉淀为氢氧化铁C．图中所有转化反应都不是氧化还原反应D．反应②的化学方程式为NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3解析：选D从工艺流程图上看出，加入的试剂X能将铝土矿中的Al2O3转化为溶液，且向该溶液中通入过量Y，可得到Al(OH)3沉淀和NaHCO3，故X为NaOH溶液，Y为CO2。反应①为：Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O。SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O。故反应①过滤后得到的沉淀为Fe2O3，A、B错误；图中转化关系中由Al2O3冶炼铝属于氧化还原反应，C错误。2．工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3·xH2O、Fe2O3、SiO2等)提取纯Al2O3作冶炼铝的原料，提取时操作过程如下图，指出图中操作错误的是()A．④⑤ B．③④C．②⑤ D．①②解析：选A由流程图可知，反应③得到的滤液为NaAlO2溶液，加入过量盐酸后得到AlCl3而不是Al(OH)3沉淀，应通入过量CO2，操作④错误；Al(OH)3在常温干燥条件下并不发生分解，故操作⑤需要加热，⑤错误。命题点2氢氧化铝的制备[典题示例]1．用含有少量Mg的Al片制取纯净的Al(OH)3，下列操作中最恰当的组合是()①加盐酸溶解②加NaOH溶液③过滤④通入过量CO2生成Al(OH)3⑤加盐酸生成Al(OH)3⑥加过量氨水生成Al(OH)3A．①⑥③ B．①③⑥③C．②③④③ D．②③⑤③解析：选C2Al＋2OH－＋2H2O===2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑，Mg和NaOH溶液不反应，过滤后向NaAlO2溶液中通入过量CO2生成Al(OH)3沉淀，再过滤就可得到Al(OH)3。2．若甲、乙、丙三位同学用规定的药品制备Al(OH)3。规定必用的药品如下：350g70%H2SO4溶液，NaOH固体240g，足量铝屑、水(不能用其他药品)。甲、乙、丙用各自设计的方案制得Al(OH)3的质量分别是W1、W2、W3。三种实验方案如下：甲：铝→加NaOH溶液→加H2SO4溶液→W1gAl(OH)3乙：铝→加H2SO4溶液→加NaOH溶液→W2gAl(OH)3丙：eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(铝→加H2SO4溶液,铝→加NaOH溶液))→W3gAl(OH)3试回答：(1)从充分利用原料、降低成本和提高产率等因素分析，实验方案最合理的是________。(2)三位学生制得的Al(OH)3，W1、W2、W3其质量由大到小的顺序是________________________________________________________________________。解析：n(NaOH)＝eq\f(240g,40g·mol－1)＝6mol，n(H2SO4)＝eq\f(350g×70%,98g·mol－1)＝2.5mol，甲方案：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑6mol⇒6molAlOeq\o\al(－,2)＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓过量2.5×2mol⇒5mol因此，甲方案最多制得5molAl(OH)3。乙方案：2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑2.5mol⇒eq\f(1,3)×2.5molAl2(SO4)3＋6NaOH===2Al(OH)3↓＋Na2SO4eq\f(1,3)×2.5mol过量⇒eq\f(2,3)×2.5mol因此，乙方案最多制得eq\f(5,3)molAl(OH)3。丙方案：2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑5mol⇒eq\f(5,3)mol2Al＋2OH－＋2H2O===2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑6mol⇒6molAl3＋＋3AlOeq\o\al(－,2)＋6H2O===4Al(OH)3↓eq\f(5,3)mol过量⇒eq\f(20,3)mol因此，丙方案最多制得eq\f(20,3)molAl(OH)3。故W3＞W1＞W2。答案：(1)丙方案(2)W3＞W1＞W2[方法技巧]Al(OH)3的三种制备方法方法一：可溶性铝盐溶液与过量氨水反应反应原理：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)方法二：向可溶性偏铝酸盐溶液中通入过量CO2反应原理：AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O＋CO2===Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3)方法三：相互促进水解法命题点3含铝化合物间的转化关系及应用1．Al3＋、AlOeq\o\al(－,2)、Al(OH)3的转化关系2．可溶性铝盐与强碱(如NaOH)溶液反应，铝元素的存在形式3．应用(1)判断离子共存问题：Al3＋与OH－及AlOeq\o\al(－,2)、COeq\o\al(2－,3)、S2－等弱酸根阴离子或AlOeq\o\al(－,2)与H＋、HCOeq\o\al(－,3)以及弱碱阳离子Al3＋、Fe3＋等因生成沉淀或发生相互促进的水解反应而不能大量共存。(2)鉴别(利用滴加试剂顺序不同，现象不同)：①向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后沉淀溶解。②向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液，开始无明显现象，后产生白色沉淀，沉淀不溶解。(3)分离提纯：①利用Al能溶于强碱溶液，分离Al与其他金属的混合物。②利用Al2O3能与强碱溶液反应，分离Al2O3与其他金属氧化物。③利用Al(OH)3能与强碱溶液反应，分离Al3＋与其他金属阳离子。[典题示例]1．下列除去杂质的方法不正确的是()A．镁粉中混有少量铝粉：加入过量烧碱溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥B．用过量氨水除去Fe3＋溶液中的少量Al3＋C．Al(OH)3中混有少量Mg(OH)2：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤，向滤液中通入过量CO2后过滤D．MgO中混有少量Al2O3：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤、洗涤、干燥得到MgO解析：选BAl(OH)3不溶于氨水，故向含少量Al3＋的Fe3＋溶液中加入过量氨水时，Fe3＋、Al3＋均转化为氢氧化物沉淀，达不到除杂的目的。2．下列各组物质，不能按(“―→”表示反应一步完成)关系转化的是()选项abcAAl2O3NaAlO2Al(OH)3BAlCl3Al(OH)3NaAlO2CAlAl(OH)3Al2O3DMgCl2Mg(OH)2MgO解析：选C各选项中物质间的转化为：A项，Al2O3eq\o(――→,\s\up7(NaOH),\s\do5())NaAlO2eq\o(――→,\s\up7(CO2),\s\do5())Al(OH)3eq\o(――→,\s\up7(△),\s\do5())Al2O3；B项，AlCl3eq\o(―――→,\s\up7(NH3·H2O),\s\do5())Al(OH)3eq\o(――→,\s\up7(NaOH),\s\do5())NaAlO2eq\o(――→,\s\up7(HCl),\s\do5())AlCl3；D项，MgCl2eq\o(――→,\s\up7(NaOH),\s\do5())Mg(OH)2eq\o(――→,\s\up7(△),\s\do5())MgOeq\o(――→,\s\up7(HCl),\s\do5())MgCl2；C项中，Al不能一步转化成Al(OH)3。[考点达标层面]1．判断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)(2014·江苏高考)氢氧化铝具有弱碱性，可用于制胃酸中和剂。()(2)(2014·重庆高考)明矾用作净水剂不涉及化学变化。()(3)(2014·江苏高考)向NaAlO2溶液中通入过量CO2制Al(OH)3的离子方程式：CO2＋AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3)。()(4)(2014·福建高考)Al(OH)3既能与稀硫酸反应又能与NaOH溶液反应。()(5)(2013·海南高考)明矾的化学式为Al2(SO4)3·12H2O。()(6)(2013·江苏高考)明矾溶于水产生Al(OH)3胶体的离子方程式：Al3＋＋3H2O===Al(OH)3↓＋3H＋。()(7)(2013·大纲卷)明矾溶液中滴入Ba(OH)2溶液使SOeq\o\al(2－,4)恰好完全沉淀的离子方程式：2Ba2＋＋3OH－＋Al3＋＋2SOeq\o\al(2－,4)===2BaSO4↓＋Al(OH)3↓。()(8)(2012·江苏高考)下列物质的转化在给定条件下能够实现：Al2O3eq\o(――→,\s\up7(NaOHaq),\s\do5())NaAlO2(aq)eq\o(――→,\s\up7(CO2))Al(OH)3。()答案：(1)√(2)×(3)√(4)√(5)×(6)×(7)×(8)√2．(2015·保定市高三模拟)某同学通过系统实验探究铝及其化合物的性质，操作正确且能达到目的的是()A．向氯化铝溶液中滴加过量氨水，最终得到澄清溶液B．等质量的铝粉分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应制得等质量的氢气C．常温下铝与浓硝酸反应制得大量的NO2D．AlCl3溶液加热蒸干得到无水氯化铝晶体解析：选BAl(OH)3不溶于氨水，A错误；常温下铝与浓HNO3发生“钝化”，C错误；蒸发AlCl3溶液促进AlCl3的水解得到Al(OH)3，D错误。考点三eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,,,))Al(OH)3沉淀的图像分析[考点精析]1．四个基本图像(1)可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应的图像：操作向可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量向NaOH溶液中逐滴加入可溶性铝盐溶液至过量现象立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失无沉淀(有但即溶)→出现沉淀→渐多→最多→沉淀不消失图像离子方程式Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓Al(OH)3＋OH－===AlOeq\o\al(－,2)＋2H2OAl3＋＋4OH－===AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O3AlOeq\o\al(－,2)＋Al3＋＋6H2O===4Al(OH)3↓(2)偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图像：操作向偏铝酸盐溶液中逐滴加入稀盐酸至过量向稀盐酸中逐滴加入偏铝酸盐溶液至过量现象立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失无沉淀(有但即溶)→出现沉淀→渐多→最多→沉淀不消失图像离子方程式AlOeq\o\al(－,2)＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2OAlOeq\o\al(－,2)＋4H＋===Al3＋＋2H2OAl3＋＋3AlOeq\o\al(－,2)＋6H2O===4Al(OH)3↓2.拓展图像(1)向AlCl3溶液中逐滴加入氨水或NaAlO2溶液至过量，图像如图1所示。(2)向NaAlO2溶液中逐滴加入AlCl3溶液或通入CO2至过量，图像如图2所示。(3)向MgCl2、AlCl3和盐酸的混合溶液(即将Mg、Al溶于过量盐酸所得的溶液)中逐滴滴入NaOH溶液至过量，图像如图3所示。(4)向MgCl2、AlCl3混合溶液中先加入NaOH溶液，后加入盐酸(NaOH与盐酸的物质的量浓度相等)，沉淀图像如图4所示。[考项集训]1．向物质的量浓度均为1mol·L－1的AlCl3和盐酸的混合溶液中逐滴滴入NaOH溶液，下图[n表示Al(OH)3的物质的量，V表示NaOH溶液的体积]能正确表示这个反应过程的是()解析：选D向混合溶液中逐滴滴入NaOH溶液，反应情况分为三个阶段：第一阶段为OH－＋H＋===H2O，此时无沉淀产生；第二阶段有白色沉淀产生，反应的离子方程式为Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓；第三阶段滴加NaOH溶液至过量，沉淀逐渐溶解最后完全消失，反应的离子方程式为Al(OH)3＋OH－===AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O，结合反应方程式及浓度关系可知三个阶段消耗NaOH物质的量之比为1∶3∶1。2．如图表示AlCl3溶液与NaOH溶液相互滴加过程中微粒的量的关系曲线，下列判断错误的是()A．①线表示Al3＋的物质的量的变化B．x表示AlCl3的物质的量C．③线表示Al(OH)3的物质的量的变化D．④线表示AlOeq\o\al(－,2)的物质的量的变化解析：选BAlCl3溶液与NaOH溶液混合有两种方式：向AlCl3溶液中缓慢滴加NaOH溶液，开始有沉淀生成后沉淀溶解，且生成沉淀与沉淀溶解消耗的NaOH的物质的量之比为3∶1，显然符合题意，则x表示NaOH的物质的量，B项错误；另一种方式是向NaOH溶液中缓慢滴加AlCl3溶液，开始没有沉淀，后有沉淀生成，与本题图示情况不符。3．(2015·黄冈高三检测)某无色稀溶液X中，可能含有下表所列离子中的某几种。阴离子COeq\o\al(2－,3)、SiOeq\o\al(2－,3)、AlOeq\o\al(－,2)、Cl－阳离子Al3＋、Fe3＋、Mg2＋、NHeq\o\al(＋,4)、Na＋现取该溶液适量，向其中加入某试剂Y，产生沉淀的物质的量(n)与加入试剂体积(V)的关系如图所示。(1)若Y是盐酸，则oa段转化为沉淀的离子(指来源于X溶液的，下同)是________，ab段发生反应的离子是________，bc段发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________。(2)若Y是NaOH溶液，则X中一定含有的阳离子是__________，其物质的量之比为__________，ab段反应的离子方程式为_______________________________________。解析：溶液为无色，说明溶液X中不含Fe3＋；若Y为盐酸，由图像的特点判断溶液X中一定含有AlOeq\o\al(－,2)、SiOeq\o\al(2－,3)、COeq\o\al(2－,3)，其中oa段发生的反应为：AlOeq\o\al(－,2)＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓，SiOeq\o\al(2－,3)＋2H＋===H2SiO3↓，故转化为沉淀的离子为SiOeq\o\al(2－,3)、AlOeq\o\al(－,2)；ab段发生的反应为：COeq\o\al(2－,3)＋H＋===HCOeq\o\al(－,3)，HCOeq\o\al(－,3)＋H＋===H2O＋CO2↑，但仅有COeq\o\al(2－,3)来源于X溶液；bc段发生的反应为：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。若Y为NaOH溶液，由图像特点判断溶液中一定含有Mg2＋、Al3＋、NHeq\o\al(＋,4)。其中oa段发生反应为：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓；ab段发生的反应为：NHeq\o\al(＋,4)＋OH－===NH3·H2O；bc段发生的反应为：Al(OH)3＋OH－===AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O，n(Al3＋)∶n(Mg2＋)∶n(NHeq\o\al(＋,4))＝1∶(4－1×3)×eq\f(1,2)∶2＝2∶1∶4。答案：(1)SiOeq\o\al(2－,3)、AlOeq\o\al(－,2)COeq\o\al(2－,3)Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O(2)Al3＋、Mg2＋、NHeq\o\al(＋,4)2∶1∶4NHeq\o\al(＋,4)＋OH－===NH3·H2O以“铝土矿中提炼Al2O3”为载体串联铝元素的单质及其化合物的性质高考载体(2013·大纲卷)铝土矿的主要成分是Al2O3、Fe2O3和SiO2等。从铝土矿中提炼Al2O3的流程如下：[知识串联设计]