高考化学总复习 第三章 金属及其化合物

【创新设计】（江西版）届高考化学总复习第三章金属及其化合物课时1钠及其化合物最新考纲1．了解钠的主要性质及其应用。2.了解钠的重要化合物的主要性质及其应用考点一钠的主要性质及其应用1．钠的物理性质(1)颜色：银白色，有金属光泽。(2)密度：ρ(H2O)>ρ(Na)>ρ(煤油)。(3)熔点：低于100℃。(4)硬度：质地柔软，可以用小刀切割。2．从钠原子的结构认识钠的化学性质——还原性(1)与非金属单质(如O2、Cl2)的反应O2eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(常温：4Na＋O2=2Na2O,点燃：2Na＋O2\o(=,\s\up7(△))Na2O2))Cl2：2Na＋Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))2NaCl(2)与水反应①离子方程式：2Na＋2H2O=2Na＋＋2OH－＋H2↑。②与滴有酚酞的水反应的现象及解释(3)与盐酸反应离子方程式：2Na＋2H＋=2Na＋＋H2↑。3．钠的制取及保存(1)制取：化学方程式为：2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up7(电解))2Na＋Cl2↑。(2)保存：密封保存，通常保存在石蜡油或煤油中。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。探究思考1．实验室如何保存金属钠？应该怎样取用？用剩的钠如何处理？答案钠易与空气中的O2、H2O反应，但钠不与煤油反应，且密度比煤油大，故通常将钠保存在煤油中。取用钠时应用镊子夹取，用滤纸吸干表面的煤油，在玻璃片上用小刀切割。用剩的钠应放回原试剂瓶。2．金属钠露置在空气中会发生一系列变化：银白色金属钠eq\o(→,\s\up7(O2))(生成______),表面变暗eq\o(→,\s\up7(H2O))(生成______),出现白色固体eq\o(→,\s\up7(H2O))(NaOH______),表面变稀eq\o(→,\s\up7(CO2))(生成Na2CO3·10H2O),白色块状物质eq\o(→,\s\up7(风化))(生成________),白色粉末状物质答案Na2ONaOH溶液Na2CO33．将一小块金属钠分别投入盛a水、b乙醇、c稀H2SO4的三个小烧杯中，反应速率由快到慢的顺序为___________________________________________。解释反应速率不同的原因：______________________________________________________________________________________________________________。答案c>a>b钠与上述三种物质反应的实质都是钠与H＋间的置换反应，H＋浓度的大小决定了反应速率的快慢，由三种物质电离H＋的能力可知H＋浓度的大小顺序为c>a>b，因而反应速率为c>a>b【示例1】(高考题组合)下列说法正确的是()。A．Na的金属活动性比Mg强，故可用Na与MgCl2溶液反应制Mg(·重庆理综，10C)B．切开的金属Na暴露在空气中，光亮表面逐渐变暗，发生的反应是：4Na＋O2=2Na2O(·北京理综，改编)C．钠与水反应：Na＋2H2O=Na＋＋OH－＋H2↑(·四川理综，9A)D．钠与CuSO4溶液反应：2Na＋Cu2＋=Cu↓＋2Na＋(·新课标2，10B)思维启迪钠与盐溶液的反应可分为两个过程：①钠与水反应；②氢氧化钠与盐反应。解析Na与MgCl2溶液的反应首先是Na与H2O反应，然后生成的NaOH再与MgCl2反应，无法置换Mg，A错误；钠与H2O反应的离子方程式为2Na＋2H2O=2Na＋＋2OH－＋H2↑，C错误；钠与CuSO4溶液反应首先Na与H2O反应，然后生成的NaOH再与CuSO4反应无法置换Cu，D错误。答案B1．取一小块金属钠，放在燃烧匙里加热，下列实验现象描述正确的是()。①金属钠先熔化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燃烧后生成浅黄色固体物质A．②⑤B．①②③C．①④⑤D．①②⑤解析本题主要考查学生对化学实验现象的准确把握。钠受热先熔化，然后剧烈燃烧，有黄色火焰，生成浅黄色的Na2O2。答案C2．美国“海狼”潜艇上的核反应堆内使用了液态铝钠合金(单质钠和单质铝熔合而成)作载热介质，下列有关说法不正确的是()。A．原子半径：r(Na)>r(Al)B．铝钠合金若投入一定量的水中可得无色溶液，则n(Al)<n(Na)C．mg不同组成的铝钠合金投入足量盐酸中，若放出的H2越多，则铝的质量分数越小D．铝钠合金投入到足量氯化铜溶液中，肯定有氢氧化铜沉淀生成，也可能有铜析出解析钠、铝属于同周期，从左到右，原子半径逐渐减小，A正确；铝钠合金若投入一定量的水中，如要得到无色溶液，进行的反应为2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑，2Al＋2H2O＋2NaOH=2NaAlO2＋3H2↑，铝的物质的量一定要小于钠的物质的量，B正确；相同质量的钠和铝与足量的盐酸反应，后者能够生成更多的氢气，C错误；铝钠合金投入到足量氯化铜溶液中时，可能发生的反应有2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑，CuCl2＋2NaOH=Cu(OH)2↓＋2NaCl，2Al＋3CuCl2=2AlCl3＋3Cu，D正确。答案C3．将同样大小的金属钠块分别投入到①MgCl2溶液，②饱和NaCl溶液，③NH4Cl溶液中，各会出现什么现象？解析Na分别投入到上述三种盐溶液中，首先与水反应：2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑，在①中又发生了反应Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓；在②中Na＋数目增多，而H2O的量减少，故有NaCl晶体析出；在③中发生反应NH4＋＋OH－=NH3·H2O，而且反应放热，故有NH3放出。答案在三种溶液中共同出现的现象是：钠浮在液面上，熔化成小球，迅速游动，并发出嘶嘶声音，最后消失。不同之处是：①中有白色沉淀生成；②中有无色晶体析出；③中有无色刺激性气味的气体放出。4．钠在空气中燃烧(如左图所示)生成的固体物质中除有淡黄色粉末外，还有黑色固体物质——碳。(1)请假设黑色固体物质产生的可能原因是假设①___________________________________________________________；假设②____________________________________________________________。(2)为确认假设的正误，某同学进行如下推断：由于金属钠与氧的结合能力比碳强，因此黑色碳可能是二氧化碳与金属钠发生置换反应而生成。该同学设计实验如下：用打孔器钻取一段金属钠，取中间一小块钠放在充满二氧化碳气体的试管(如上右图所示)中加热，观察到钠燃烧发出黄色火焰，并有淡黄色固体和黑色固体生成，生成的淡黄色固体立即变成白色。请回答下列问题：①用打孔器取金属钠的原因是_______________________________________；②产生以上现象的化学反应方程式可能为：___________________________________________________________________________________________。解析(1)根据反应的条件及反应环境可知生成的黑色物质只能是碳单质。产生碳单质的原因可能是含碳物质的不完全燃烧，也可能是空气中的CO2与Na发生置换反应产生。(2)要想证明黑色的碳单质是CO2与钠发生置换反应生成的，首先要排除含碳物质的不完全燃烧，所以用打孔器取金属钠，其表面不会有残留的煤油。答案(1)①金属钠上有没擦干净的煤油，不完全燃烧后生成的碳②酒精燃烧产生的二氧化碳(或空气中的二氧化碳)与金属钠反应生成的碳(2)①取得较纯的钠②2Na＋CO2eq\o(=,\s\up7(点燃))C＋Na2O2，2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2或Na2O2＋2Na=2Na2O金属钠与可溶性盐溶液反应的思维模型eq\a\vs4\al(盐溶液\o(→,\s\up7(加入Na))Na＋H2O反应)考点二两种重要钠的氧化物——氧化钠和过氧化钠完成下列表格物质氧化钠(Na2O)过氧化钠(Na2O2)色态白色固体淡黄色固体类别碱性氧化物过氧化物(非碱性氧化物)氧的价态－2－1电子式生成条件常温加热或点燃化学性质热稳定性不稳定(2Na2O＋O2eq\o(=,\s\up7(△))2Na2O2)稳定与水反应Na2O＋H2O=2NaOH2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑与CO2反应Na2O＋CO2=Na2CO32Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2与酸反应(盐酸)Na2O＋2HCl=2NaCl＋H2O2Na2O2＋4HCl=4NaCl＋2H2O＋O2↑主要性质具有碱性氧化物通性具有强氧化性主要用途用于制取少量Na2O2、烧碱强氧化剂、漂白剂、供氧剂、消毒剂———————————[特别提醒]—————————————————(1)分析过氧化物的组成时要注意O22－为原子团，是一个整体。(2)过氧化钠是一种“绿色”氧化剂。(3)过氧化钠的强氧化性表现为：①Na2O2投入FeCl2溶液中，可将Fe2＋氧化成Fe3＋，同时生成Fe(OH)3沉淀。②Na2O2投入氢硫酸中，可将H2S氧化成单质硫，使溶液变浑浊。③Na2O2投入Na2SO3溶液中，可将SO32－氧化成SO42－。④Na2O2投入品红溶液中，因其有漂白性，可使品红溶液褪色。探究思考1．如何理解Na2O2的氧化性与还原性？答案Na2O2中氧为－1价，属于氧元素的中间价态，因此它既可以表现出氧化性又可以表现出还原性，但以氧化性为主。(1)它能氧化I－、Fe2＋、S2－、SO32－、SO2、H2S、品红、石蕊等。(2)遇KMnO4等强氧化剂时，表现出还原性，氧化产物为O2。(3)遇CO2、H2O、H＋则发生自身的氧化还原反应。2．判断下列说法是否正确：(1)过氧化钠能与水反应，所以过氧化钠可以做气体的干燥剂。()(2)过氧化钠与二氧化碳反应时，过氧化钠既是氧化剂又是还原剂。()(3)78gNa2O2中含阴离子的个数是2NA。()(4)Na2O2与H2O反应制备O2的离子方程式：Na2O2＋H2O=2Na＋＋2OH－＋O2↑()(5)Na2O、Na2O2组成元素相同，与CO2反应产物也相同()(6)Na2O2的电子式为()(7)1mol钠与氧气反应生成Na2O或Na2O2时，失去的电子数目均为NA()(8)1molNa2O2与足量CO2反应时，转移2NA个电子()答案(1)×(2)√(3)×(4)×(5)×(6)×(7)√(8)×【示例2】(·安徽，13)将0.01mol下列物质分别加入100mL蒸馏水中，恢复至室温，所得溶液中阴离子浓度的大小顺序是(溶液体积变化忽略不计)()。①Na2O2②Na2O③Na2CO3④NaClA．①>②>③>④B．①>②>④>③C．①＝②>③>④D．①＝②>③＝④思维启迪首先分析形成的四种溶液的溶质及其物质的量，然后判断其中阴离子浓度的大小顺序。解析四种物质溶于水后所得溶液中的溶质分别是①0.02molNaOH，②0.02molNaOH，③0.01molNa2CO3，④0.01molNaCl；又因为CO32－发生水解使阴离子数增加，故阴离子浓度大小顺序是①＝②>③>④，故选C。答案C【示例3】(·山东省实验中模拟)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Na2O2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碳酸钠晶体；B中碳酸氢钙与NaOH溶液反应生成碳酸钙沉淀；C中亚硫酸钠被氧气氧化成硫酸钠，硫酸钠可溶于水，不出现浑浊现象；D中NaOH与CaCl2反应生成的氢氧化钙微溶，故产生白色沉淀。答案C1．如图所示，两圆圈相交的阴影部分表示圆圈内物质相互发生的反应。钠及其氧化物的物质的量均为0.1mol，水的质量为100g。下列说法正确的是()。A．甲、乙、丙都属于氧化还原反应B．甲反应的离子方程式为Na＋2H2O=Na＋＋2OH－＋H2↑C．丙充分反应，能产生0.05molO2，转移电子0.1molD．甲、乙、丙充分反应后所得溶液的质量分数分别为w1、w2，w3，则2w1＝w2＝w3解析A项，乙不是氧化还原反应，不正确；B项离子方程式中电荷不守恒，不正确；D项中所得溶液质量分数的关系为2w1>w2＝w3，不正确。答案C2．某溶液中含有HCO3－、SO32－、CO32－、CH3COO－4种阴离子。向其中加入足量的Na2O2固体后，溶液中离子浓度基本保持不变的是(假设溶液体积无变化)()。A．CH3COO－B．SO32－C．CO32－D．HCO3－解析Na2O2与水反应生成NaOH，HCO3－＋OH－=CO32－＋H2O，HCO3－浓度减小，CO32－浓度增大；SO32－具有还原性，被Na2O2氧化，浓度减小；CH3COO－几乎不变。答案A3．1mol过氧化钠与2mol碳酸氢钠固体混合后，在密闭容器中加热充分反应，排出气体物质后冷却，残留的固体物质是()。A．Na2CO3B．Na2O2、Na2CO3C．NaOH、Na2CO3D．Na2O2、NaOH、Na2CO3解析碳酸氢钠固体受热发生分解反应：2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O↑，生成的CO2和H2O均能与Na2O2反应：2CO2＋2Na2O2=2Na2CO3＋O2、2H2O(g)＋2Na2O2=4NaOH＋O2，根据计量关系可知，2mol碳酸氢钠受热分解生成CO2和H2O(g)各1mol，Na2O2只有1mol，故其恰好和CO2反应生成Na2CO3和O2[要注意Na2O2与CO2、H2O(g)的反应先后顺序]，排出气体物质后，只剩余Na2CO3。答案ANa2O2与CO2和H2O反应的五大关系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，气体体积的减少量为原混合气体体积的eq\f(1,2)，即为生成氧气的量。3．固体质量关系相当于固体Na2O2只吸收了CO2中的“CO”，H2O中的“H2”；可以看做发生相应的反应：Na2O2＋CO=Na2CO3，Na2O2＋H2=2NaOH(实际上两反应都不能发生)。4．电子转移关系当Na2O2与CO2、H2O反应时，每产生1molO2转移2mole－。如：2CO2＋2Na2O2=2Na2CO得2e－3＋O失2e－25．先后顺序关系一定量的Na2O2与一定量的CO2和H2O(g)的混合物的反应，可看做Na2O2先与CO2反应，待CO2反应完全后，Na2O2再与H2O(g)发生反应。考点三两种重要的钠盐——Na2CO3和NaHCO3完成下列表格名称碳酸钠碳酸氢钠俗名纯碱或苏打小苏打主要性质色、态白色粉末细小白色晶体水溶性易溶于水(20℃，S＝21.5g)可溶于水(20℃，S＝9.6g)稳定性稳定，但结晶碳酸钠(Na2CO3·10H2O)易风化受热易分解与H＋反应CO32－＋2H＋=CO2↑＋H2O(较快)HCO3－＋H＋=CO2↑＋H2O(更快)与Ca(OH)2反应Ca2＋＋CO32－=CaCO3↓NaHCO3过量Ca2＋＋2OH－＋2HCO3－=CaCO3↓＋2H2O＋CO32－；Ca(OH)2过量Ca2＋＋OH－＋HCO3－=CaCO3↓＋H2O与盐反应CaCl2Ca2＋＋CO32－=CaCO3↓不反应Al2(SO4)32Al3＋＋3CO32－＋3H2O=2Al(OH)3↓＋3CO2↑Al3＋＋3HCO3－=Al(OH)3↓＋3CO2↑与水作用水解，碱性较强水解，碱性较弱与酸互滴现象与滴加方式有关现象与滴加方式无关相互转化Na2CO3eq\o(,\s\up10(CO2＋H2O),\s\do10(固（加热）/液（NaOH）))NaHCO3主要用途用于玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油、冶金等工业中灭火器、治疗胃酸过多、发酵粉的主要成分之一———————————[特别提醒]—————————————————(1)Na2CO3、NaHCO3与酸、碱、盐的反应均为复分解反应，因而反应能否进行应从复分解反应的条件入手来判断。(2)NaHCO3与碱溶液反应的实质是HCO3－与OH－反应生成CO32－，CO32－有可能发生后续反应，如NaHCO3与Ca(OH)2溶液反应可以生成白色沉淀CaCO3。(3)不能用澄清石灰水来鉴别Na2CO3与NaHCO3：Ca(OH)2溶液与二者均生成白色沉淀CaCO3，无法区别。探究思考1．向饱和Na2CO3溶液中通入过量的CO2，可观察到什么现象？为什么？答案溶液中将析出白色晶体(沉淀)。原因是：发生反应Na2CO3＋CO2＋H2O=2NaHCO3↓，①同温下，NaHCO3的溶解度比Na2CO3小，②生成的NaHCO3的质量比消耗的Na2CO3的大(即消耗106gNa2CO3生成168gNaHCO3)，即溶质增加，③反应消耗了水，即溶剂减少，因此出现沉淀，主要原因是①。2．下列几种试剂能把等物质的量浓度的Na2CO3、NaHCO3鉴别开的是________。(1)CaCl2溶液(2)澄清石灰水(3)稀盐酸(4)pH试纸答案(1)(3)(4)【示例4】(·北京，11)下列实验方案中，不能测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3质量分数的是()。A．取a克混合物充分加热，减重b克B．取a克混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b克固体C．取a克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b克D．取a克混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得b克固体思维启迪分别根据Na2CO3和NaHCO3的质量以及二者反应后产物的质量建立关系式进行求解，同时还要考虑到干扰因素的影响。解析生成的CO2气体没有干燥，把H2O的质量也当成CO2的质量，导致CO2的质量偏大。答案C【示例5】(·全国卷Ⅱ，8)下列叙述中正确的是()。A．向含有CaCO3沉淀的水中通入CO2至沉淀恰好溶解，再向溶液中加入NaHCO3饱和溶液，又有CaCO3沉淀生成B．向Na2CO3溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸，生成的CO2与原Na2CO3的物质的量之比为1∶2C．等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应，在同温同压下，生成的CO2体积相同D．向Na2CO3饱和溶液中通入CO2，有NaHCO3晶体析出解析CaCO3与CO2生成Ca(HCO3)2后，再加入NaHCO3，仍都是可溶性的碳酸氢盐，故A项错。B项中，仅生成NaHCO3，无CO2气体放出，B错；C项中，其中NaHCO3的物质的量多，放出的CO2多，C错；D项发生了反应：Na2CO3＋CO2＋H2O=2NaHCO3，由于溶解度较大的Na2CO3转化成溶解度较小的NaHCO3，且又消耗一部分溶剂H2O，故有NaHCO3晶体析出，对。答案D1．(·吉林一模)现有一块金属钠露置于空气中一段时间，为检验该固体是否部分变质为碳酸钠，先将固体样品溶解于水得到溶液，并采取下列措施，其中可以实现实验目的的是()。A．测所得溶液的pHB．取溶液少量，向其中滴入酚酞观察溶液是否变红C．取溶液少量，向其中加入盐酸观察是否有气泡产生D．取溶液少量，向其中加入CuSO4溶液，观察是否有沉淀产生解析钠溶于水得到的NaOH溶液呈碱性，碳酸钠溶于水亦呈碱性，因此A、B项中的措施均无法实现实验目的。CuSO4与NaOH溶液或Na2CO3溶液反应均生成蓝色沉淀，故D错误。答案C2．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的盐酸溶液，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A项，因K2CO3与盐酸反应分步进行，先生成碳酸氢钾，盐酸过量时才生成气体，故可行；B项，K2CO3受热不分解，NaHCO3受热分解产生CO2，故可行；C项，二者与Ba(OH)2溶液反应都产生白色沉淀BaCO3，故不可行；D项，钾的焰色反应为浅紫色(透过蓝色钴玻璃观察)，钠为黄色，可行。答案C3．(·上海，17)120mL含有0.20mol碳酸钠的溶液和200mL盐酸，不管将前者滴加入后者，还是将后者滴加入前者，都有气体产生，但最终生成的气体体积不同，则盐酸的浓度合理的是()。A．2.0mol·L－1B．1.5mol·L－1C．0.18mol·L－1D．0.24mol·L－1解析盐酸与碳酸钠分两步反应，第一步生成碳酸氢钠：Na2CO3＋HCl=NaHCO3＋NaCl；第二步碳酸氢钠继续与盐酸反应生成CO2：NaHCO3＋HCl=NaCl＋H2O＋CO2↑，若将Na2CO3溶液逐滴加入到盐酸中，则开始时盐酸足量，有气体生成；若将盐酸逐滴加入到Na2CO3溶液中，则开始时只发生第一步反应，直至CO32－完全转化为HCO3－时(理论上)才会发生第二步反应，产生CO2，所需盐酸浓度c(HCl)>eq\f(0.20mol,200mL×10－3L·mL－1)＝1.0mol·L－1，若c(HCl)≥eq\f(0.20mol×2,200mL×10－3L·mL－1)＝2.0mol·L－1，则盐酸足量，两种滴加方式产生CO2的体积相同，因此选项B合理。答案B四种方法突破Na2CO3、NaHCO3的鉴别

素养5Na2CO3和NaHCO3与盐酸反应的图像分析及应用[方法规律]碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的图像归纳(1)向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图1所示。(2)向NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图2所示。(3)向NaOH、Na2CO3的混合溶液中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图3所示(设NaOH、Na2CO3的物质的量之比x∶y＝1∶1。(4)向Na2CO3、NaHCO3的混合物中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图4所示(设Na2CO3、NaHCO3的物质的量之比m∶n＝1∶1，其他比例时的图像略)。[当场指导]【典例】向浓度相等、体积均为50mL的A、B两份NaOH溶液中，分别通入一定量的CO2后，再稀释到100mL。(1)在NaOH溶液中通入一定量的CO2后，溶液中溶质的组成可能是①________，②________，③________，④________。(2)在稀释后的溶液中逐滴加入0.1mol·L－1的盐酸，产生CO2的体积(标准状况)与所加盐酸的体积关系如下图所示。①A曲线表明，原溶液通入CO2后，所得溶质与盐酸反应产生CO2的最大体积是________mL(标准状况)。②B曲线表明，原溶液通入CO2后，所得溶液中溶质的化学式为__________________________________________________________________。③原NaOH溶液的物质的量浓度为__________________________________。解析(2)分析图中曲线和各个量的关系，A中先加入的25mL盐酸，含有的氢离子的物质的量为0.1mol·L－1×0.025L＝0.0025mol，此时发生的反应为CO32－＋H＋=HCO3－，所以可知溶液中含有的CO32－的物质的量为0.0025mol，后加的50mL盐酸和HCO3－反应生成CO2，因为后加的氢离子的物质的量为0.1mol·L－1×0.050L＝0.005mol，所以CO2的体积为0.005mol×22.4L·mol－1×1000mL·L－1＝112mL。在B中先加入的60mL盐酸都没有气体生成，又加入15mL盐酸CO2完全放出，也就是说n(HCO3－)＝0.1mol·L－1×0.015L＝0.0015mol，则原溶液中只有0.0015molCO32－，含有0.006mol－0.0015mol＝0.0045mol的OH－，即原溶液中的溶质是NaOH和Na2CO3。根据钠原子守恒，可计算氢氧化钠溶液的物质的量浓度。答案(1)①NaOH、Na2CO3②Na2CO3③Na2CO3、NaHCO3④NaHCO3(2)①112②NaOH、Na2CO3③0.150mol·L－1【应用】将一定体积的CO2通入到一定浓度的NaOH溶液中，为了测定其溶液的成分，向该溶液中逐滴加入1mol·L－1盐酸。所加入盐酸的体积与产生CO2气体体积(标准状况)的关系如图所示。(1)写出OA段所发生反应的离子方程式_______________________________________________________________________________________________。(2)当加入35mL盐酸时，所产生的CO2的体积是________mL(标准状况)。(3)溶液中所含的物质有____________________________________________，其物质的量之比为________。答案(1)H＋＋OH－=H2O；CO32－＋H＋=HCO3－(2)224(3)NaOH、Na2CO31∶4(时间：45分钟分值：100分)一、选择题(本题共7个小题，每题6分，共42分，每个小题只有一个选项符合题意。)1．下列说法不正确的是 ()。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，可用细沙覆盖灭火解析NaHCO3受热易分解生成Na2CO3、CO2、H2O，而Na2CO3加热不易分解，故B不正确。答案B2．下列事实及其解释不正确的是 ()。A．滴有酚酞的NaHCO3溶液呈浅红色，微热后红色加深，是因为NaHCO3分解生成了Na2CO3B．钠保存在煤油中，是因为煤油不与钠发生反应，钠比煤油密度大，煤油可以使钠隔绝空气和水蒸气C．用洁净的玻璃管向包有Na2O2的脱脂棉吹气，脱脂棉燃烧，说明CO2、H2O与Na2O2的反应是放热反应D．钠长期暴露在空气中的产物是Na2CO3，原因是钠与氧气生成的Na2O与水和二氧化碳反应解析A项，对NaHCO3溶液微热，红色加深，是因为HCO3－的水解程度增大，溶液碱性增强。答案A3．(·盐城模拟)下列关于钠及其化合物的叙述正确的是 ()。A．将足量的Na2O2和Na2O分别加入酚酞试液中，最终溶液均为红色B．用钠与空气反应制纯净的Na2O2，空气必须经过碱石灰处理后，才能与钠反应C．钠与钠离子都具有强还原性D．在Na2O2与CO2的反应中，氧化剂是Na2O2，还原剂是CO2解析Na2O2、Na2O分别加入酚酞试液中，均先与试液中的水反应生成碱而使试液变红色，但因Na2O2具有漂白性，最后又将变成红色的酚酞漂白，故A不正确。用Na与空气反应制Na2O2，空气中的CO2和水可与生成的Na2O2反应引入杂质，所以空气必须经碱石灰处理，故B正确。钠原子最外层只有一个电子，容易失去最外层电子形成钠离子，表现强还原性，而钠离子具有稳定的电子层结构，不具有还原性，只具有弱氧化性，故C不正确。D项反应中，氧化剂和还原剂均为Na2O2，故D不正确。答案B4．(·浙江镇海中学高三单元测试，6)用下列装置不能达到有关实验目的的是()。A．用甲图装置证明ρ(煤油)<ρ(钠)<ρ(水)B．用乙图装置制备Fe(OH)2C．用丙图装置制取金属锰D．用丁图装置比较NaHCO3和Na2CO3的热稳定性解析甲中钠会停留在水与煤油之间，可以证明密度ρ(煤油)<ρ(钠)<ρ(水)，A正确；Fe(OH)2容易被空气中氧气氧化，所以制备中利用煤油隔绝空气，同时用长胶头滴管将氢氧化钠溶液加入硫酸亚铁溶液中，防止其与空气接触，B正确；丙是利用铝热反应制取Mn单质，C正确；丁实验中外试管的温度比内试管的温度高，即使碳酸氢钠分解，也不能证明碳酸氢钠比碳酸钠的稳定性差，D不合理，应将碳酸钠放在外试管中，而碳酸氢钠放在内试管中。答案D5．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Na2O2的电子式为故阴、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；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。 答案C6．下列关于Na2CO3和NaHCO3性质的说法错误的是 ()。A．热稳定性：NaHCO3<Na2CO3B．与同浓度盐酸反应的剧烈程度：NaHCO3<Na2CO3C．相同温度时，在水中的溶解性：NaHCO3<Na2CO3D．等物质的量浓度溶液的pH：NaHCO3<Na2CO3解析与同浓度盐酸反应的剧烈程度：Na2CO3<NaHCO3。 答案B7．现有25mL2mol·L－1Na2CO3和75mL1mol·L－1的稀盐酸：①将Na2CO3溶液缓缓滴到稀盐酸中②将稀盐酸缓缓滴到Na2CO3溶液中，在标准状况下产生气体的体积情况是 ()。A．均为0.84L B．均为0.56LC．①>② D．②>①解析①将Na2CO3溶液逐滴加入到盐酸中，开始时，HCl过量，有关反应为：Na2CO3＋2HCl=2NaCl＋CO2↑＋H2O1mol 2mol 22.4L0．05mol 0.075mol V1生成CO2的体积用HCl的量计算：V1＝eq\f(22.4L×0.075mol,2mol)＝0.84L②将盐酸逐滴加入到Na2CO3溶液中，开始时，Na2CO3过量，反应分两步进行：Na2CO3＋HCl=NaHCO3＋NaCl1mol 1mol 1mol0．05mol0.05mol 0.05molNaHCO3＋HCl=NaCl＋H2O＋CO2↑1mol 1mol 22.4L0．05mol(0.075－0.05)mol V2生成的CO2用剩余HCl的量计算：V2＝eq\f(0.025mol×22.4L,1mol)＝0.56L，所以V1>V2。答案C二、非选择题(本题共4个小题，共58分)8．(12分)某研究性学习小组就Na2O2的有关性质探究如下：向滴有酚酞的水中投入一定量的Na2O2，观察到先有大量气泡产生，溶液变红，过一会儿溶液又变为无色。对上述实验中溶液变红，过一会儿又褪色的原因，甲、乙两同学提出了不同的解释：甲同学认为是Na2O2与水反应放出氧气，氧气有氧化性，将酚酞氧化而使溶液褪色；乙同学则认为是Na2O2与水反应时产生了H2O2，H2O2的强氧化性使酚酞褪色。(1)乙同学设计了如下实验来证明自己的猜想是正确的：在滴有酚酞的氢氧化钠溶液中滴加3%的H2O2溶液并振荡。①若乙同学的猜想正确，可观察到的现象是________________________________________________________________________。②甲同学针对乙同学的上述验证实验提出还应增做实验才能更直接证明Na2O2与水反应生成了H2O2，甲同学提出要增加的实验是什么？(2)试设计简单实验证明甲同学的解释是否正确(画出简易装置图，说明简要步骤)。解析(1)①溶液的红色褪去，是因为H2O2有漂白性，能漂白酚酞。②H2O2在MnO2催化作用下能放出氧气，可在加入过氧化钠后的水溶液中加入少量MnO2，有气泡放出可直接证明过氧化钠与水反应有H2O2生成。(2)如果要验证是氧气能氧化酚酞，则可向滴有酚酞的氢氧化钠溶液中直接通入氧气来检验。答案(1)①溶液的红色褪去②在滴有酚酞的水中加入足量过氧化钠，待反应完成后向溶液中加入少量二氧化锰粉末，有气体放出，证明过氧化钠与水反应时有H2O2生成。(2)向滴有酚酞的氢氧化钠溶液中通入氧气，若红色褪去，证明甲同学的推测正确，反之，则不正确。实验装置图如图所示(可用广口瓶等其他仪器代替烧杯，合理即可)9．(14分)X、Y、Z、W四种化合物均由短周期元素组成。其中X含有四种元素，X、Y、Z的焰色反应均为黄色，W为无色无味气体。这四种化合物具有下列转化关系(部分反应物、产物及反应条件已略去)。请回答：(1)W的电子式是________。(2)X与Y在溶液中反应的离子方程式是_____________________________。(3)X含有的四种元素之间(二种、三种或四种)可组成多种化合物，选用其中某些化合物，利用下图装置(夹持固定装置已略去)进行实验，装置Ⅲ中产生白色沉淀，装置Ⅴ中可收集到一种无色气体。①装置Ⅰ中反应的化学方程式是____________________________________，装置Ⅱ中物质的化学式是__________________________________________。②用X含有的四种元素中的两种组成的某化合物，在催化剂存在下制备并收集纯净干燥的装置Ⅴ中气体，该化合物的化学式是______________，所需仪器装置是_______________________________________________________。(从上图选择必要装置，填写编号)(4)向Z溶液中通入氯气，可制得某种生产和生活中常用的漂白、消毒的物质，同时有X生成，该反应的化学方程式是_______________________________。解析X、Y、Z、W均由短周期元素组成，X、Y、Z的焰色反应均为黄色，说明均含钠元素，又知X含四种元素，且加热时能分解生成Z，而W为无色无味的气体，说明X为NaHCO3，Z为Na2CO3，W为CO2，则根据转化关系图，Y为NaOH。从而推出(1)、(2)的答案。(3)由装置Ⅲ中产生白色沉淀，装置V中收集的气体密度大于空气，结合装置Ⅰ、Ⅱ的特点推知，装置Ⅰ的圆底烧瓶中所放物质应为Na2CO3(或NaHCO3)，Ⅱ中为Na2O2，从而推知①的答案；因要制取纯净干燥的Ⅴ中气体，即O2，而所用反应物含Na、H、C、O中的某两元素组成的化合物且条件有催化剂，故很容易联想到该化合物为H2O2，所用仪器为Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ；(4)由前面的分析推知Z为Na2CO3，根据题设条件，其与Cl2反应能制得漂白消毒物质，即可联想到NaClO，从而可写出反应的化学方程式。答案(1)(2)HCO3－＋OH－=CO32－＋H2O(3)①Na2CO3＋H2SO4=Na2SO4＋CO2↑＋H2O或2NaHCO3＋H2SO4=Na2SO4＋2CO2↑＋2H2ONa2O2②H2O2Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ(4)2Na2CO3＋Cl2＋H2O=NaClO＋NaCl＋2NaHCO310．(17分)(·山东济南二模，30)纯碱(Na2CO3)在生产生活中具有广泛的用途。以下是实验室模拟制碱原理制取Na2CO3的流程图。已知：向饱和食盐水中通入NH3、CO2后发生的反应为NaCl＋NH3＋CO2＋H2O=NaHCO3↓＋NH4Cl。请回答以下问题：(1)粗盐中含有的杂质离子有Ca2＋、Mg2＋、SO42－等。精制除杂的步骤顺序是a→________→________→________→b(填字母编号)。a．粗盐溶解，滤去沉渣 b．加入盐酸调pHc．加入Ba(OH)2溶液 d．加入Na2CO3溶液e．过滤向饱和食盐水中先通入NH3，后通入CO2，理由是_________________________________________________________________________________________。(2)灼烧固体A制Na2CO3在________(填字母序号)中进行。a．坩埚b．蒸发皿c．烧杯d．锥形瓶证明滤液A中含有NH4＋的方法是______________________________________________________________________________________________________。对滤液A进行重结晶能够获得NH4HCO3，向pH＝13含Na＋、K＋的溶液中加入少量NH4HCO3使pH降低，反应的离子方程式为______________________。(3)下图装置中常用于实验室制备CO2的是________(填字母编号)；用b装置制备NH3，分液漏斗中盛放的试剂是________(填试剂名称)，烧瓶内可加入的固体试剂是________(填试剂名称)。(4)一种天然碱晶体成分是aNa2CO3·bNa2SO4·cH2O，某同学利用下列提供的试剂，设计了如下简单合理测定Na2CO3的质量分数的实验方案。(仪器自选)请把实验方案填全：供选择的试剂：1.0mol·L－1H2SO4溶液、1.0mol·L－1BaCl2溶液、稀氨水、碱石灰、Ca(OH)2溶液、蒸馏水①称取m1g天然碱晶体样品，②_______________________________________________________________。③_______________________________________________________________。④计算天然碱晶体中含Na2CO3的质量分数。解析(1)除杂时要保证不引入新的杂质，即先加入的物质引入的杂质离子能被后加入的物质除去。故除杂步骤为a→c→d→e→b。NH3易溶于水，先通入NH3，再通入CO2，有利于吸收溶解更多的CO2，产生更多的HCO3－。(2)灼烧固体需在坩埚中进行。检验NH4＋是利用NH4＋与碱共热产生NH3，检验出NH3即可。NH4＋、HCO3－均与OH－反应，故加入NH4HCO3，发生反应：NH4＋＋HCO3－＋2OH－=NH3·H2O＋H2O＋CO32－。(3)实验室制CO2利用CaCO3＋2H＋=Ca2＋＋H2O＋CO2↑，即用“固＋液→气”的装置，选b、c。用b装置制备NH3，则可利用氨水易挥发的性质，把浓氨水滴加到生石灰或固体NaOH等上面。(4)由所给试剂及实验目的可知，所设计的方案是利用天然碱晶体与H＋反应，利用产生CO2的量测定其组成。答案(1)cdeNH3易溶于水，有利于吸收溶解更多的CO2(2)a取少量滤液A于试管中，加入足量NaOH溶液并加热，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，证明A中含有NH4＋NH4＋＋HCO3－＋2OH－=NH3·H2O＋CO32－＋H2O(3)bc浓氨水生石灰(或NaOH固体或碱石灰)(4)②加入足量稀硫酸并微热、产生的气体通过足量Ca(OH)2溶液③过滤、洗涤、干燥、称量沉淀11．(15分)(1)在潜水艇中可用过氧化钠作为供氧剂。请选择适当的化学试剂和实验用品，用下图中的实验装置进行实验，证明过氧化钠可作供氧剂。①A是制取CO2的装置。写出A中发生反应的化学方程式：_________________________________________________________________。②B中盛有饱和NaHCO3溶液，其作用是_______________________________。③写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式__________________________________________________________________________________________。④D中盛放的试剂是________，其目的是______________________________。⑤试管F中收集满气体后，下一步实验操作是____________________________________________________________________________________________。(2)①某学生判断SO2和Na2O2反应能生成硫酸钠，你认为他的判断合理吗？________，简要说明理由：___________________________________________________________________________________________________________。②该同学无法断定反应中是否有氧气生成，拟使用如图所示装置进行实验(图中铁架台等装置已略去)。装置B的作用是__________________________________________________，D的作用是_____________________________________________________。③为确认反应产物，该同学设计了以下实验步骤，你认为合理的操作顺序是________(选填序号)。A．用带火星的细木条靠近干燥管口a，观察细木条是否复燃B．将C装置中反应后的固体物质溶于适量水配成溶液C．在配成的溶液中加入用硝酸酸化的硝酸钡溶液，观察是否有沉淀生成D．在配成的溶液中先加入盐酸，再加入氯化钡溶液，观察是否有气泡或沉淀生成答案(1)①CaCO3＋2HCl=CaCl2＋CO2↑＋H2O②除去CO2气体中的HCl③2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2④NaOH溶液吸收未反应的CO2⑤把E中的导管移出水面，关闭分液漏斗活塞，用拇指堵住试管口，取出试管，立即把带火星的木条伸入试管口内，木条复燃，证明试管中收集的气体是氧气(2)①合理由于过氧化钠具有强氧化性，能将＋4价的硫氧化为＋6价的硫而生成硫酸钠②干燥SO2气体，防止水蒸气进入C装置与Na2O2反应防止空气中的水蒸气和CO2进入C装置与Na2O2反应生成氧气，同时吸收过量SO2气体，便于氧气的检验和防止污染空气③ABD课时2铝及其化合物最新考纲1．了解铝的主要性质及其应用。2.了解铝的重要化合物的主要性质及其应用。考点一铝的性质及用途1．结构和存在铝位于元素周期表第3周期ⅢA族，原子结构示意图为eq\a\vs4\al()。铝元素在地壳中含量丰富，仅次于硅。自然界中的铝全部以化合态存在。2．物理性质及用途物理性质状态色泽密度熔点沸点硬度导电、导热性延展性固态银白色2.7g·cm660.42467较软很好良好用途纯铝用作导线，铝合金用于制备汽车、飞机、生活用品等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：①②2Al＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))2AlCl3③④2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑⑤2Al＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高温))Al2O3＋2Fe(铝热反应)4．制备2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up10(通电),\s\do10(冰晶石))4Al＋3O2↑探究思考1．金属铝是活泼的金属，能与酸反应，为什么能用铝槽储运浓H2SO4或浓HNO3?答案常温下浓H2SO4、浓HNO3能使铝钝化(在表面形成一层致密的氧化膜)，阻止反应继续进行。2．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)铝与酸、碱反应的实质是什么？氧化剂是什么？答案铝与酸、碱反应的实质都是：eq\o(A,\s\up6(0))leq\o(→,\s\up7(失3e－))Al3＋，2H＋eq\o(→,\s\up7(得2e－))H2，只不过碱中的H＋来源于水的电离，氧化剂分别为酸和水。(2)等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，所得H2的体积之比是________。解析根据化学方程式：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相等，所得H2必相等。答案1∶1(3)足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的盐酸、氢氧化钠溶液中，产生H2的体积之比是________。解析因为在反应中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。答案1∶3(4)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________。解析因为铝足量且产生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。答案3∶1【示例1】(·山东理综，9)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．稀硝酸思维启迪①写出Al与四种溶液反应的化学方程式，②然后根据Al进行分析和判断。解析本题考查金属铝的性质，意在考查考生运用元素化合物知识的能力。根据关系式：2Al～2NaOH，2Al～3H2SO4，2Al～6HCl，A项正确，B、C项错误；Al与稀硝酸反应不产生氢气，D项错误。答案A【示例2】下列说法错误的是()。A．Al箔插入稀HNO3中，无现象，说明Al箔表面被HNO3氧化，形成致密的氧化膜(·安徽理综，10C)B．工业上电解熔融状态的Al2O3制备Al(·广东理综，10B)C．日用铝制品表面覆盖着氧化膜，对内部金属起保护作用(·广东理基，23D)D．铝制容器可盛装浓H2SO4(·重庆理综，8A)解析浓硝酸才能使Al钝化形成致密的氧化膜。答案A1．下列有关金属铝及其化合物的叙述正确的是()。A．铝在常温下不能与氧气反应B．铝不能与氯气反应C．铝既能溶于酸，又能溶于强碱D．氧化铝只能与酸反应，不能与碱反应解析A项，铝在常温下能与O2反应，可形成氧化膜；B项，铝可与Cl2反应生成AlCl3；D项，Al2O3是两性氧化物，既能与酸反应，又能与强碱反应。答案C2．世界上一次性建成的最长高速铁路——京沪高铁，列车时速高达380公里，车厢大部分采用铝合金材料制造，这是因为铝合金()。A．比纯铝熔点高B．具有比较活泼的化学性质C．各种成分在自然界中含量丰富，容易获取D．质量轻，强度大，抗腐蚀能力比较强解析A项，铝合金的熔点比纯铝低，错误；B项，作为制造车厢的材料铝合金抗腐蚀能力应该较强，即化学性质应该较稳定，错误；C项，铝的含量丰富，但却不容易获取，制取金属铝需消耗很多能量，错误。答案D3．(·南昌调研)ag镁铝合金投入xmL2mol·L－1的盐酸中，金属完全溶解，再加入ymL1mol·L－1NaOH溶液，沉淀达到最大值，质量为(a＋1.7)g，则下列说法不正确的是()。A．镁铝合金与盐酸反应转移电子数为0.1NAB．沉淀为Mg(OH)2和Al(OH)3的混合物C．x＝2yD．a的取值范围为0.9<a<1.2解析Mg、Al失去电子变为离子，离子再结合OH－生成沉淀，则镁铝合金与盐酸反应转移电子的物质的量等于其生成沉淀时结合的OH－的物质的量，沉淀量最大时得到Mg(OH)2和Al(OH)3的混合物，则m(OH－)＝(a＋1.7)g－ag＝1.7g，n(OH－)＝0.1mol，电子转移总数是0.1NA，A、B正确；沉淀量最大时，溶液中n(Na＋)＝n(Cl－)，此时HCl和氢氧化钠的物质的量相等，即2x＝y，C错；电子转移总数是0.1NA，若金属全部是镁，则镁的质量是1.2g，若金属全部是铝，则铝的质量是0.9g，D对。答案C铝的两大特殊反应1．与碱的反应活泼金属与酸反应是金属的通性，而铝不但能与酸(H＋)反应，还能够与碱溶液反应，表现为特殊性。2Al＋2OH－＋2H2O=2AlO2－＋3H2↑。注意其反应机理应为：铝先与强碱溶液中的水反应生成H2和Al(OH)3，然后Al(OH)3再与NaOH反应生成H2O和NaAlO2，反应中铝作还原剂，水作氧化剂，NaOH无电子得失。2．铝热反应铝和某些金属氧化物反应，将金属从氧化物中置换出来，同时放出大量的热，这种反应称为铝热反应，可用于焊接金属、冶炼高熔点贵重金属。注意Al与MgO不能发生铝热反应。考点二铝的重要化合物1．氧化铝(1)物理性质：白色固体，难溶于水，有很高的熔点。(2)化学性质2．氢氧化铝(1)物理性质白色胶状不溶于水的固体，有较强的吸附性。(2)化学性质(用化学方程式表示)Al(OH)3的电离方程式为H＋＋AlO2－＋H2O,酸式电离Al(OH)3Al3＋＋3OH－,碱式电离①②受热分解：2Al(OH)3eq\o(=,\s\up7(△))Al2O3＋3H2O。(3)制备①向铝盐中加入氨水，离子方程式为Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NH4＋。②NaAlO2溶液中通入足量CO2，离子方程式为AlO2－＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCO3－。③NaAlO2溶液与AlCl3溶液混合：离子方程式为：3AlO2－＋Al3＋＋6H2O=4Al(OH)3↓。3．常见的铝盐(1)硫酸铝钾是由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的复盐。(2)明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O，它是无色晶体，可溶于水，水溶液pH<7(填“<”、“>”或“＝”)。明矾可以净水。其净水的原理是Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋，Al(OH)3胶体吸附水中杂质形成沉淀而净水。探究思考1．在做铝的燃烧实验时，用坩埚钳夹住一小块铝箔，在酒精灯上加热至其熔化，会看到的现象是铝箔熔化，失去光泽，但熔化的铝并不滴落。原因是__________________________________________________________________。答案铝箔加热时与O2发生反应生成熔点很高的Al2O3薄膜，使内部熔化的铝被Al2O3包裹着，所以熔化的铝不易滴下2．完成下列三角转化关系中的代表反应①_______________________________________________________________②_______________________________________________________________③_________________________________________________________________④________________________________________________________________⑤_________________________________________________________________⑥_______________________________________________________________⑦________________________________________________________________答案①Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NH4＋或Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓②Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O③Al(OH)3＋OH－=AlO2－＋2H2O④AlO2－＋2H2O＋CO2=Al(OH)3↓＋HCO3－或2AlO2－＋3H2O＋CO2=2Al(OH)3↓＋CO32－⑤AlO2－＋4H＋=Al3＋＋2H2O⑥Al3＋＋4OH－=AlO2－＋2H2O⑦Al3＋＋3AlO2－＋6H2O=4Al(OH)3↓(水解相互促进)3．下列物质中既能跟稀硫酸反应，又能跟氢氧化钠溶液反应的是________。①NaHCO3②(NH4)2SO3③Al2O3④Al(OH)3⑤Al答案①②③④⑤【示例3】下列说法正确的是()。A．氯化铝是一种电解质，可用于电解法制铝(·江苏，4D)B．明矾化学式：Al2(SO4)3·12H2O(·海南，2C)C．能实现转化Al2O3eq\o(→,\s\up10(NaOH（aq）),\s\do10(△))NaAlO2(aq)eq\o(→,\s\up7(CO2))Al(OH)3(·江苏化学)D．新制的氧化铝溶于氢氧化钠溶液的离子方程式为：Al2O3＋2OH－=AlO2－＋H2O(·海南，12D改编)解析氯化铝是共价化合物，加热熔融时不导电，A错误；明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O，B错误；D选项离子方程式中原子及电荷都不守恒，D错误。答案C【示例4】(·大纲理综，29)铝是一种应用广泛的金属，工业上用Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)混合熔融电解制得。①铝土矿的主要成分是Al2O3和SiO2等。从铝土矿中提炼Al2O3的流程如下：②以萤石(CaF2)和纯碱为原料制备冰晶石的流程如下：回答下列问题：(1)写出反应1的化学方程式_________________________________________。(2)滤液Ⅰ中加入CaO生成的沉淀是________，反应2的离子方程式为_________________________________________________________________。(3)E可作为建筑材料，化合物C是________，写出由D制备冰晶石的化学方程式_____________________________________________________________。(4)电解制铝的化学方程式是_____________________________________，以石墨为电极，阳极产生的混合气体的成分是________________________________________________________________________。思维启迪认真分析流程示意图确定每步可能发生的反应及产物的成分。解析本题主要考查硅、铝及其化合物的性质等，意在考查考生的分析推理能力。(1)因为铝土矿的主要成分为二氧化硅、氧化铝，前者与NaOH反应生成硅酸钠，后者与NaOH反应生成偏铝酸钠(NaAlO2)。(2)CaO与水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙电离出的Ca2＋与SiO32－反应生成CaSiO3；反应2为偏铝酸钠与CO2反应生成氢氧化铝。(3)浓硫酸与萤石反应生成HF和硫酸钙，故C为浓硫酸，D为HF，E为硫酸钙；结合制备冰晶石的反应物HF、碳酸钠和氢氧化铝及生成物Na3AlF6，由元素守恒可知该反应的生成物中还有二氧化碳和水。(4)工业上通过电解熔融的氧化铝可制得单质铝，并有氧气生成；阳极生成物氧气可与石墨反应，生成碳的氧化物。答案(1)2NaOH＋SiO2=Na2SiO3＋H2O、2NaOH＋Al2O3=2NaAlO2＋H2O(2)CaSiO32AlO2－＋CO2＋3H2O=2Al(OH)3↓＋CO32－(3)浓H2SO412HF＋3Na2CO3＋2Al(OH)3=2Na3AlF6＋3CO2＋9H2O(4)2Al2O3eq\o(===,\s\up10(高温),\s\do10(通电，Na3AlF6))4Al＋3O2↑O2、CO2(CO)1．化学在工农业生产和日常生活中有着重要的应用。下列说法中不正确的是()。A．明矾水解形成的Al(OH)3胶体能吸附水中悬浮物，可用于水的净化B．日用铝制品表面覆盖着氧化膜，对内部金属起保护作用C．用Al(OH)3治疗胃酸过多D．电解AlCl3饱和溶液，可制得金属铝解析由于H＋的放电能力大于Al3＋，故电解饱和AlCl3溶液，得到的是Al(OH)3、H2和Cl2，无法得到金属铝。答案D2．向30mL1mol·L－1的AlCl3溶液中逐渐加入浓度为4mol·L－1的NaOH溶液，若产生0.78g白色沉淀，则加入的NaOH溶液的体积可能为()。A．3mLB．7.5mLC．15mLD．17.5mL解析已知n(AlCl3)＝0.03mol，n[Al(OH)3]＝0.01mol，由沉淀的物质的量小于氯化铝的物质的量可推知此题可能有两个答案：一是氢氧化钠不足，二是氢氧化钠过量。由两者反应的离子方程式Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓，Al(OH)3＋OH－=AlO2－＋2H2O可知，当碱的量不足时，则V(NaOH)＝eq\f(0.03,4)L＝0.0075L＝7.5mL；当碱过量时，则V(NaOH)＝eq\f(0.03×3＋0.02,4)L＝0.0275L＝27.5mL。答案B3．(·广东，32)由熔盐电解法获得的粗铝含一定量的金属钠和氢气，这些杂质可采用吹气精炼法除去，产生的尾气经处理后可用于钢材镀铝。工艺流程如下：(注：NaCl熔点为801℃；AlCl3在181℃升华)(1)精炼前，需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂，防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质，相关的化学方程式为①______________________________________________________和②________________________________。(2)将Cl2连续通入坩埚中的粗铝熔体，杂质随气泡上浮除去。气泡的主要成分除Cl2外还含有________；固态杂质粘附于气泡上，在熔体表面形成浮渣，浮渣中肯定存在________。(3)在用废碱液处理气体A的过程中，所发生反应的离子方程式为_________________________________________________________________。(4)镀铝电解池中，金属铝为________极，熔融盐电镀液中铝元素和氯元素主要以AlCl4－和Al2Cl7－形式存在，铝电极的主要电极反应式为_________________________________________________________________。(5)钢材镀铝后，表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀，其原因是__________________________________________________________________。解析(1)铝属于活泼金属。在高温下可置换某些金属或非金属，因此有关反应的方程式为2Al＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高温))Al2O3＋2Fe、4Al＋3SiO2eq\o(=,\s\up7(高温))2Al2O3＋3Si；(2)在高温下，氯气可与氢气、金属钠和铝反应生成HCl、NaCl和AlCl3，由于温度是700℃，所以AlCl3会升华变成气体，因此气泡的主要成分除Cl2外还含有HCl和AlCl3；NaCl熔点为801℃，此时NaCl不会熔化，只能在浮渣中存在，即浮渣中肯定存在NaCl；(3)尾气经冷凝后分为气体A和固体B，由框图可知A是氯气和氯化氢的混合气体，B是AlCl3，因此用废碱液处理A的过程中，所发生反应的离子方程式为Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O和H＋＋OH－=H2O；(4)既然是镀铝，所以铝必须作阳极，由于熔融盐中铝元素和氯元素主要以AlCl4－和Al2Cl7－形式存在，所以阳极的电极反应式为Al＋4Cl－－3e－=AlCl4－，2Al＋7Cl－－6e－=Al2Cl7－；(5)铝在空气中易形成一层致密而坚固的氧化膜答案(1)①2Al＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高温))Al2O3＋2Fe②4Al＋3SiO2eq\o(=,\s\up7(高温))2Al2O3＋3Si(2)HCl和AlCl3NaCl(3)Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O，H＋＋OH－=H2O(4)阳Al＋4Cl－－3e－=AlCl4－，2Al＋7Cl－－6e－=Al2Cl7－(5)氧化膜能隔绝空气，阻碍铜铁被腐蚀[总结归纳]1．常见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等；③两性氢氧化物：Al(OH)3等；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。特别提醒两性物质是指既能与酸反应又能与碱反应生成盐和水的化合物，上述物质中只有Al2O3、Al(OH)3、氨基酸是两性物质。2．氢氧化铝两性的重要应用(1)用过量NaOH溶液检验Al3＋的存在。(2)用过量NaOH溶液鉴别Al3＋和Mg2＋。(3)用互滴法鉴别Al3＋与OH－、AlO2－与H＋。(4)用过量NaOH溶液和相应酸溶液分离Al3＋与Mg2＋、Fe3＋等离子或分离MgO、Al2O3。3．Al(OH)3的三种制备方法考点三铝及其化合物转化的图像分析1．把强碱溶液逐滴加入到铝盐(Al3＋)溶液中至过量(1)现象：先有白色沉淀产生，然后沉淀逐渐溶解。(2)有关反应：A→B：Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓B→D：Al(OH)3＋OH－=AlO2－＋2H2O(3)图像2．把铝盐(Al3＋)溶液逐滴加入到强碱溶液中至过量(1)现象：先无明显现象，然后逐渐产生大量的白色沉淀。(2)有关反应：A→B：Al3＋＋4OH－=AlO2－＋2H2OB→C：Al3＋＋3AlO2－＋6H2O=4Al(OH)3↓(3)图像3．在AlO2－溶液中逐滴加入强酸至过量(1)现象：先生成白色沉淀，随后沉淀逐渐溶解。(2)有关反应：A→B：AlO2－＋H＋＋H2O=Al(OH)3↓B→D：Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O(3)图像4．在强酸溶液中逐滴加入AlO2－溶液至过量(1)现象：先无明显现象，反应一段时间后逐渐产生白色沉淀。(2)有关反应：A→B：4H＋＋AlO2－=Al3＋＋2H2OB→C：Al3＋＋3AlO2－＋6H2O=4Al(OH)3↓(3)图像5．向Mg2＋与Al3＋的酸性溶液中逐滴加入强碱溶液(1)现象：无明显现象→出现沉淀→渐多→最多→减少→不变(2)反应O→A：H＋＋OH－=H2OA→B：Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓B→C：Al(OH)3＋OH－=AlO2－＋2H2O(3)图像[c(Mg2＋)＝c(Al3＋)]探究思考1．如图表示AlCl3溶液与NaOH溶液相互滴加过程中微粒数量的关系曲线。判断下列说法是否正确(1)A线表示Al3＋的物质的量的变化()(2)x表示AlCl3的物质的量()(3)C线表示Al(OH)3的物质的量的变化()(4)D线表示AlO2－的物质的量的变化()解析AlCl3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