2013届高三一轮复习化学教案 第3章 金属及其化合物
文档属性
| 名称 | 2013届高三一轮复习化学教案 第3章 金属及其化合物 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 906.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | |||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2012-11-10 20:04:03 | ||
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文档简介
第三章 金属及其化合物
第一课时 钠的性质
复习目标：
1、掌握钠及碱金属的物理、化学性质。
2、掌握焰色反应实验原理及方法。
基础知识：
一、钠的性质
1、物理性质
银白色金属、很柔软、密度比水小、熔点低、易导热、导电
2、存在
自然界中只能以化合态的形式存在，以NaCl为主，还有Na2SO4、Na2CO3、NaNO3等。
3、保存
密封保存，少量的钠通常保存在煤油里。
4、用途
制取Na2O2等化合物，钠、钾合金（常温下为液态）做原子反应堆的导热剂，还原金属，做电光源等。
5、化学性质
（1）钠与水的反应
现象及解释：浮、熔、响、游、红五个字来记忆。
①钠投入水中并浮在水面上——密度小于水。
②钠立即跟水反应，并放出热量，发出嘶嘶声，产生气体。
③同时钠熔成一个闪亮的小球并在水面上向各方向迅速游动最后消失——熔点低。
④反应后的水溶液使酚酞变红——与水反应生成NaOH。
反应方程式：
2Na+2H2O=2NaOH+H2↓
实质：置换水中的氢。
拓展：
①钠投入到盐酸中（0.1mol的钠投入到50ml，1mol/L的HCl溶液中，产生多少氢气？为什么？）
②钠投入到NaCl溶液中发生什么反应。
③钠投入到饱和NaCl溶液中有什么现象。
④钠投入NH4Cl溶液反应方程式是？
⑤钠投入CuSO4溶液中，现象： ，方程式： 。 【例1】
（2）钠与盐在熔融状态下的反应
4Na+TiCl4(熔融)=Ti+4NaCl
（3）钠与氧气反应
常温：4Na+O2=2Na2O
点燃：2Na+O2=Na2O2
钠在空气中变化过程：
【例2】
（4）钠与其他非金属反应
钠具有很强的还原性，能和很多非金属发生反应，如：S、Cl2等
二、碱金属元素（Li、Na、K、Ru、Cs、Fr）
1、原子结构
（1）相似性：最外层均为1个电子，易失去一个电子
（2）递变性：核电荷数依次增多，电子层数依次增多，原子半径依次增大，失电子能力依次增强，活泼程度增强
2、元素性质
（1）相似性：均为活泼金属元素，最高正价均为+1价
（2）递变性：失电子能力依次增强，金属性依次增强
3、单质性质
（1）相似性：均具强还原性，均具轻、软、易熔的特点
（2）递变性：还原性依次增强，密度趋向增大，熔沸点依次降低（原因，可与卤素对比），硬度趋向减小
4、化合物性质
（1）相似性：氢氧化物均为强碱
（2）递变性：氢氧化物的碱性依次增强
【碱金属的性质规律与特例】
（1）通常合金多呈固态，而钠钾合金却是液态。
（2）碱金属单质在空气或氧气中燃烧时，生成过氧化物甚至比过氧化物更复杂的氧化物，而Li只生成Li2O。
（3）碱金属单质密度一般随核电荷数增大而递增，但K的密度比Na小。
（4）碱金属单质一般跟水剧烈反应，但Li跟水反应缓慢（LiOH溶解度小）。
（5）碱金属单质因其活动性强，多保存在煤油中，而Li却因密度比煤油更小，只能保存在液体石蜡中。
（6）碱金属的盐一般都易溶于水，但Li2CO3却微溶。
（7）一般说，酸式盐较正盐溶解度大，但NaHCO3却比Na2CO3溶解度小。
（8）试剂瓶中的药品取出后，一般不能放回原瓶，但IA金属Na、K等除外。
（9）一般活泼金属能从盐中置换出不活泼金属，但对IA非常活泼的金属Na、K等除外。如：2Na+CuSO4+2H2OCu(OH)2↓+H2↑+Na2SO4。
（10）Fr是放射性元素，所以在自然界中不存在。
三、焰色反应
许多金属或他们的化合物在燃烧时火焰呈现出特殊的颜色，这在化学上叫焰色反应。这是一种物理变化，是某种元素的性质。钠是黄色 ，钾是紫色（透过蓝色钴玻璃）
用品：铂丝（或铁、铬、镍、钨等）、酒精灯（或煤气灯）、试剂。
步骤：①铂丝在火焰上灼烧至原火焰色。
②蘸取溶液（沾取固体）放在火焰上灼烧，观察火焰颜色，观察钾火焰颜色要透过蓝色的钴玻璃去观察。
③盐酸洗铂丝。
④铂丝在火焰上灼烧至原火焰色（如不能灼烧至原火焰色，则需再酸洗，再灼烧）。⑤再蘸取（沾取）另外化学药品进行实验。
例题精讲：
【例1】将金属钠分别投入下列物质的溶液中，有气体放出，且溶液质量减轻的是（ ）
A．HCl B．K2SO4 C．CuCl2 D．饱和NaOH溶液
〖答案〗CD
【注意】活泼性很强的金属（如Na、K、Ca）与酸、碱、盐的反应实质都是与H+反应置换氢气，然后发生其他相关的物理、化学变化。特别是与盐的反应，不可能置换其他金属。
【例2】将一块银白色金属钠放在空气中发生一系列斌华：表面迅速变暗→“出汗”→变成白色固体（粉末），下列有关叙述不正确的是 （ ）
A．表面迅速变暗是因为钠与空气中的氧气发生反应生成了氧化钠
B．“出汗”是因为生成的氢氧化钠吸收空气中的水蒸气在表面形成了溶液
C．最后变成了碳酸钠粉末
D．该过程中所有的化学反应均为氧化还原反应
课后练习：
1．下列关于钠的说法不正确的是 ( )
A．金属钠和氧气反应，条件不同，产物不同
B．钠钾合金通常状况下呈液态，可作原子反应堆的导热剂
C．钠的化学活泼性很强，少量的钠可保存在有机溶剂CCl4中
D．由于钠比较活泼，所以它能从溶液中置换出金属活动顺序表中钠后面的金属
〖解析〗4Na+O2=Na2O，2Na2O+O2=Na2O2，A正确；B的说法是正确的，这是钠的重要用途之一；钠的保存原则是将钠与空气和水隔绝，故应保存在密度小于钠的有机溶剂中，ρ(CCl4)>ρ(Na)，故C不正确；盐溶液中的金属阳离子周围有一定数目的水分子包围着，不能和钠直接接触，另外，钠跟水反应速率很快，故不能从盐溶液中置换出金属。
〖答案〗C、D
2．(2009·上海高考)9.2 g金属钠投入到足量的重水中，则产生的气体中含有 ( )
A．0.2 mol中子 B．0.4 mol电子 C．0.2 mol质子 D．0.4 mol分子
〖解析〗由化学反应方程式：2Na＋2D2O===2NaOD＋D2↑，可知9.2 g金属钠完全反应产生0.2 mol D2，一个D原子中含1个质子、1个电子、1个中子，故0.2 mol D2中就含有0.4 mol质子、电子和中子．
〖答案〗B
3．(2010·潍坊模拟)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．②⑤ B．①②③ C．①④⑤ D．④⑤
〖解析〗金属钠熔点低，放在燃烧匙里加热，先熔化为光亮的小球，在空气中燃烧，火焰呈黄色，燃烧后生成浅黄色的Na2O2.
〖答案〗C
4．(2010·洛阳模拟)2008年9月27日，宇航员翟志刚成功完成中国历史上首次太空行走，使中国成为第三个独立掌握出舱活动技术的国家．宇航员出舱时，呼吸所需的氧气主要来自太空服中的呼吸面具．下列物质在一定条件下均能产生氧气，其中最适宜用于呼吸面具中供氧的是 ( )
A．HNO3 B．H2O2 C．KClO3 D．Na2O2
〖解析〗Na2O2和呼吸气中的CO2、H2O可反应产生O2，适宜做呼吸面具中的供氧剂．
〖答案〗D
5．实验是人为的再现物质的变化过程，因此实验过程中要注意控制温度、压强、溶液的浓度等条件，因为同样的反应物在不同的条件下，会有不同的反应．下列各组中的两物质相互反应时，若改变反应条件(温度、反应物用量比)，化学反应的本质并不改变的是 ( )
A．Na和O2 B．NaOH和CO2 C．Na2O2和CO2 D．木炭(C)和O2
〖解析〗钠与氧气在常温和加热条件下产物分别为氧化钠和过氧化钠；NaOH和CO2，相对用量不同可生成碳酸钠(碱过量)或碳酸氢钠(CO2过量)；C和O2反应时也与相对用量有关，生成CO(氧气不足)或CO2(氧气过量)。
〖答案〗C
6．(2010·汕头模拟)将4.34 g Na、Na2O、Na2O2的混合物与足量的水反应，在标准状况下得到672 mL混合气体，将混合气体通电后恰好完全反应，则Na、Na2O、Na2O2的物质的量之比为 ( )
A．4∶3∶2 B．1∶2∶1 C．1∶1∶2 D．1∶1∶1
〖解析〗根据化学方程式2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑、2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑、O2＋2H22H2O计算可知，Na与Na2O2物质的量之比为2∶1，只有A项符合．
〖答案〗A
7．将少量金属钠分别投入下列物质的水溶液中，有气体放出，且溶液质量减轻的是[ ]
A．HCl B．NaOH C．K2SO4 D．CuSO4
〖解析〗少量钠投入上述四种物质的水溶液中，均有H2产生，故都满足题目的第一个条件“有气体放出”，而反应后“溶液质量减轻”是指投入的金属钠的质量小于脱离溶液的物质的质量。在A、B、C三个选项中一只有H2放出，故溶液质量是增加的。D选项中由于Na与H2O反应生成的NaOH还能继续与CuSO4反应析出Cu(OH)2沉淀：2Na+CuSO4+2H2O=Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑，反应后溶液质量减轻。
〖答案〗D
8．将4.6 g钠与1.6g硫粉迅速混合起来，并放在石棉网上加热，反应后生成的固体是[ ]
A、黄色固体混合物 B、硫与硫化钠 C、过氧化钠与硫化钠 D、氧化钠与硫化钠
〖解析〗在加热条件下，钠既能与硫化合生成Na2S，也能与空气中的氧气反应生成Na2O2，而钠又是过量的，所以除生成Na2S外还有Na2O2生成。
〖答案〗 A、C
9． A、B、C、D、E五种物质都含有同一元素，它们按下图所示关系相互转化，已知A为单质。
（1）写出A～E的化学式
（2）分别写出有关反应的化学方程式，其中属于氧化还原反应的，请标出电子转移的方向和数目
①A→B：________ ②A→C：________
③A→D：________ ④C→D：________ ⑤C→E：________ ⑥D→E：________
〖答案〗 （1） Na、Na2O、Na2O2、NaOH、Na2CO3
〖实验探究〗钠与盐溶液反应
钠与CuSO4、Fe2(SO4)3溶液反应，先与水发生反应，然后发生盐与碱的反应。
钠与硫酸亚铁溶液反应很难完整地观察到反应全过程的有关现象。有人用如图所示的装置进行实验改进：先向试管内新制备的硫酸亚铁溶液的液面上覆盖一层汽油，然后将试管放入盛有热水的烧杯中，待试管中汽油层消失后，往试管中投入一小粒金属钠，并迅速塞上带有导管的单孔橡胶塞。
（1）实验中汽油的作用是 。
（2）加入钠后观察到液面上有大量气泡逸出，溶液中有 沉淀生成。
（3）如果往试管中加入汽油后立即投入钠粒，可能发生爆炸，其原因是 。
（4）写出钠与硫酸亚铁溶液反应的离子方程式 。
【解析】(1)由于Fe(OH)2极易被氧化，要完整地观察到钠与硫酸亚铁溶液反应的有关现象，务必要将反应体系中的空气排净。汽油具有挥发性且不溶于水，它的作用是受热时变为蒸气，可以将试管内的空气排净。
（2）金属钠投入硫酸亚铁溶液中，首先与溶液中的水反应生成NaOH和H2，然后生成的NaOH再与硫酸亚铁反应产生白色沉淀Fe(OH)2。
（3）由于钠与水反应剧烈且放出大量的热量，使生成的H2、汽油和试管里的空气混合，易燃烧发生爆炸。
（4）Na与FeSO4反应的化学方程式为：2Na+FeSO4+2H2O=Fe(OH)2↓+Na2SO4+H2↑，
离子方程式为：2Na+Fe2++2H2O=Fe(OH)2↓+2Na++H2↑
【答案】（1）受热时气化，其蒸气将反应体系中的空气排净，起保护生成的Fe(OH)2不被氧化为Fe(OH)3的作用
（2）白色
（3）钠与水反应剧烈，放出大量的热量，使生成的H2、汽油和试管里的空气混合，易燃烧发生爆炸
（4）2Na+Fe2++2H2O=Fe(OH)2↓+2Na++H2↑
第三章 金属及其化合物
第二课时 钠的化合物
复习目标：
1、掌握钠的氧化物、碳酸钠、碳酸氢钠等化学性质。
2、掌握钠及其化合物相关的计算。
3、了解钠及化合物的探究性实验。
基础知识：
一、钠的氧化物的性质比较
物质
氧化钠（Na2O）
过氧化钠（Na2O2）
颜色状态
类别
化合价
电子式
制取方程式
化学键类型
与水反应
与CO2反应
与盐酸反应
主要用途
1、Na2O2的强氧化性、漂白性
－1价介于氧的两种较稳定化合价0价和－2价之间，因此Na2O2既可以在一定条件下获得电子表现氧化性（如与SO2、Fe2+、品红等反应），也可以在一定条件下失去电子表现还原性（如与H+和MnO4(反应），还可以在一定条件下发生歧化反应（如与H2O、CO2等反应）；但以氧化性为主。
①Na2O2与SO2反应：Na2O2+SO2 Na2SO4
②Na2O2投入FeCl2溶液中，可将Fe2+氧化成Fe3+，同时生成Fe(OH)3沉淀： 3Na2O2+6FeCl2+6H2O2FeCl3+4Fe(OH)3↓+6NaCl。
③Na2O2投入氢硫酸中，可将H2S氧化成单质硫，溶液变浑浊： Na2O2+H2S2NaOH+S↓。
④Na2O2投入品红溶液中，可使品红溶液褪色(褪色原理与SO2不同)。
2、有关Na2O2与H2O、CO2反应的重要关系
2CO2+2 Na2O2=2 Na2CO3 +O2
2H2O+2 Na2O2=4 NaOH +O2
（1）物质的量关系
无论是H2O或CO2得单一物质还是二者的混合物，通过足量的Na2O2时，H2O或CO2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）通过足量的Na2O2时，气体体积的减少量等于原混合气体体积的1/2，也等于生成氧气的量。
（3）电子转移关系
当Na2O2与H2O、CO2反应时，物质的量关系为2Na2O2 ∽ H2O ∽ 2e- 。
（4）固体质量关系
相当于固体（Na2O2）只吸收了CO2中的“CO”或H2O中的“H2”，可以看作发生相应的反应： CO+ Na2O2= Na2CO3； H2+Na2O2=2 NaOH （实际两反应不能发生）。
（5）先后顺序关系
一定量的Na2O2与一定量的CO2和H2O（g）的混合物反应，可视为Na2O2先与CO2反应，待CO2反应完全后， 再与H2O（g）发生反应。 【例1】
二、碳酸钠、碳酸氢钠
1、碳酸钠、碳酸氢钠主要性质比较及鉴别
名称
化学式
俗名
水溶液酸碱性
类别
颜色、状态
水溶性
与盐酸反应及速率
热稳定性
用途
相互转化
（1）热稳定性不同。分别加热少量固体，若发生分解反应，将产生的气体通入澄清的石灰水中，石灰水变浑浊的原试剂是NaHCO3，另一个为Na2CO3。
（2）和酸反应速率不同。分别取一定质量的固体，加入等浓度、等体积的盐酸，反应快、产生气体多的为NaHCO3，另一个为Na2CO3。
（3）阴离子不同。分别取其稀溶液，滴加氯化钡稀溶液或CaCl2溶液，产生沉淀的原试剂为Na2CO3，另一个为NaHCO3。
（4）溶液的酸碱性。测其稀溶液(0.1 mol·L(1)的pH，Na2CO3溶液的pH在12左右，而NaHCO3溶液的pH在8左右。 【例2】
2、碳酸钠溶液与盐酸反应时，二者滴加的次序不同，产生的现象不同。
①向盐酸中逐滴加入Na2CO3溶液（开始时酸过量）： 2HCl+Na2CO32NaCl+CO2↑+H2O。
②若向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸（开始时酸不足）： HCl+Na2CO3NaCl+NaHCO3（无气泡），HCl+NaHCO3NaCl+CO2↑+H2O。
由以上分析可知，不同的滴加顺序产生不同的现象，这就是不用其他试剂鉴别Na2CO3溶液和盐酸的原理。 【例3】
3、 碳酸氢钠和碳酸钠的制法
（1）制取NaHCO 3的方法
①减压低温蒸干NaHCO3溶液。NaHCO3遇热易分解，其水溶液加热更易分解，所以不可能采用常压下蒸发溶剂的方法制得NaHCO3晶体。
②往饱和Na2CO3 溶液中通入CO2，过滤得到晶体。 Na2CO 3+CO 2+H2O2NaHCO 3
（2）联碱法制纯碱原理
①在饱和食盐水中通NH3饱和后，再通CO2 ：NH3+CO2+H2ONH4HCO3
②生成NH4HCO3的溶解度大，而c(Na+)也大，而NaHCO3溶解度小，故产生沉淀：NaCl+ NH4HCO3NaHCO3↓+NH4Cl，
总方程式：NaCl+NH3+CO2+H2ONaHCO3↓+NH4Cl。
③将析出沉淀加热，制得Na2CO3（纯碱）
注意：不能先通入CO2达饱和后再通入NH3，因为CO2在水中的溶解度很小(1∶1)，即使通入过量的NH3，所生成的NaHCO3、NH4Cl也很少，这样就无法制取NaHCO3。 【例4】
三、氢氧化钠
1、NaOH为强碱，具有碱的通性。
2、CO2与NaOH溶液反应的计算
①CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
②CO2+ Na2CO3+ H2O =2NaHCO3
③CO2+NaOH=NaHCO3（①②之和）
反应情况
生成物
<1:2
NaOH过量，只发生①
Na2CO3、过量NaOH
=1:2
恰好按①反应
Na2CO3
1:2< < 1
①、均有
Na2CO3、NaHCO3
=1:1
恰好按③反应
NaHCO3
>1:1
按③反应，CO2有剩余
NaHCO3
【例5、6】
例题精讲：
【例1】向含有Na2O2的密闭容器中通入一定量O2与C2H6的混合气体后，用电为花引燃，直至所有物质间的反应完全为止，冷却至室温后，容器内压强似近为零。
（1）若通过的O2和C2H6的体积比在最小值所发生的化学反应的总方程式：
Na2O2+C2H6+O2→
（2）当Na2O2的质量为2.34g时，通入的O2的物质的量的最大值为_____mol.
（3）当通入的气体为1molC2H6和xmolO2时，Na2O2的物质的量为____mol（有含X的表达式表示）。
（4）在右图中画了生成三种产物的总物质的量y(mol)随通入O2的物质的量xmol的不同而变化的函数图象。
（5）当Na2O2与O2的物质的量相等时，各产物的物质的量之和为___mol。
〖答案〗（1）5Na2O2+C2H6+O2→2Na2CO3+6NaOH
（2）0.09
【例2】（09年海南化学·3）除去NaHCO3溶液中混有的少量Na2CO3可采取的方法是：
A．通入二氧化碳气体 B．加入氢氧化钡溶液
C．加入澄清石灰水 D．加入稀盐酸
〖答案〗A
〖解析〗除杂方法要操作简便、效果好、不带来新的杂质、保留非杂质成份。溶液中可用这样的方法： Na2CO3 + H2O + CO2 = 2NaHCO3。
【例3】实验室有甲、乙两瓶无色溶液，其中一瓶是稀盐酸，另一瓶是碳酸钠溶液。为测定甲、乙两瓶溶液的成分及物质的量浓度，进行以下实验：
①量取25.00mL甲溶液，缓慢滴入乙溶液15.00mL，共收集到224mL（标准状况）气体
②量取15.00mL乙溶液，缓慢滴入甲溶液25.00mL，共收集到112mL（标准状况）气体。
（1）判断：甲是 溶液，乙是 溶液。
（2）写出实验2中所发生反应的离子方程式。
（3）求甲、乙溶液的物质的量浓度。
【答案】（8分）（1）甲：稀盐酸（1分）；乙：碳酸钠（1分）
（2）CO32—+H+→HCO3—（1分）；HCO3—+H+→CO2↑+H2O（1分）
（3）0.8mol/L（2分）；1.0mol/L（2分）
【例4】（2010安徽卷）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)
①Na2O1 ②Na2O ③Na2CO3 ④NaCl
A.①>②>③>④ B.①>②>④>③
C.①=②>③>④ D.①=②>③=④
【答案】A
【解析】①②溶于水，溶质都是0.02moL,但前者有氧气生成，因此氢氧根浓度大，有①>②;③中碳酸根水解使得阴离子浓度稍大于④。因此有A正确。
【例5】在1.00L 1mol/L氢氧化钠溶液中通入16.8L标准状况下的CO2气体，所得的溶液中含有的溶质是（ ）
A．Na2CO3 B．NaHCO3
C．Na2CO3和NaHCO3 D．NaOH、Na2CO3和NaHCO3
【答案】 C
【例6】（2010上海卷）将0.4gNaOH和1.06g Na2CO3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
〖答案〗C
〖解析〗此题考查了元素化合物、图像数据的处理知识。向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加盐酸时，首先和NaOH反应生成水和氯化钠，当滴入0.1L时，两者恰好反应完全；继续滴加时，盐酸和Na2CO3开始反应，首先发生：HCl+ Na2CO3= NaHCO3+NaCl，不放出气体，当再加入0.1L时，此步反应进行完全；继续滴加时，发生反应：NaHCO3+HCl =NaCl+H2O+CO2↑；此时开始放出气体，分析图像，可知选C。
易错警示：解答此题的易错点是，不能准确理解向碳酸钠溶液中滴加盐酸的反应。是分步进行的，首先发生的是HCl+ Na2CO3= NaHCO3+NaCl；进行完全后，再发生：NaHCO3+HCl =NaCl+H2O+CO2↑
课后练习：
1．物质的量均为1 mol的下述物质，长期放置于空气中(最终物质不考虑潮解情况)，最后质量增加的大小关系是 ( )
①氧化钠 ②过氧化钠 ③氢氧化钠 ④亚硫酸钠
A．①＝③>②>④ B．①>②>④>③ C．③>①＝②>④ D．④>③>②>①
〖解析〗根据变化计算增重：
①Na2ONa2CO3、②Na2O2Na2CO3、③NaOHNa2CO3、④Na2SO3Na2SO4.
〖答案〗B
2．使5.6 L CO2气体迅速通过Na2O2固体后得到4.48 L(标准状况下)气体，这4.48 L气体的质量是 ( )
A．6.4 g B．8.2 g C．6.2 g D．8.8 g
〖解析〗由差量法得出5.6 L CO2没有完全反应，只消耗了0.1 mol CO2，相当于损失了0.1 mol CO的质量，0.25 mol×44 g/mol－0.1 mol×28 g/mol＝8.2 g，B正确．
〖答案〗B
3．在相同条件下，总质量为2 g的CO和H2的混合气体，在O2中完全燃烧后全部通过足量的Na2O2固体，则固体质量增加 ( )
A．2 g B．1 g C．18 g D．无法计算
〖解析〗2CO＋O22CO2、2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2，将两化学反应方程式相加得：CO＋Na2O2===Na2CO3，即被CO“吸收”的O2又在下一个反应中完全“释放”了，相当于CO全部进入Na2O2固体中，即固体增加的质量就是CO的质量．同理：将2H2＋O22H2O、2H2O＋2Na2O2===4NaOH＋O2↑相加得：H2＋Na2O2===2NaOH，即固体增加的质量就是H2的质量．
〖答案〗A
4．(2009·惠州调研)有两个分别装有Na2CO3和NaHCO3固体的试剂瓶，因标签失落而无法区分．有4位同学为鉴别它们，分别设计了下列四种不同的方法，其中可行的是 ( )
A．分别取样配成溶液，再加入澄清石灰水，观察是否有沉淀生成
B．分别取样后，加入相同浓度和相同体积的稀盐酸，观察反应的快慢
C．分别取样加热，再检验是否有使澄清石灰水变浑浊的气体产生
D．分别取样配成溶液，在火焰上灼烧，观察火焰的颜色
〖解析〗Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH、2NaHCO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，现象相同，A项错误；Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑、NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑，因为盐酸的量不确定，很难观察气泡的产生速率，B项错误；2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O，C项正确；焰色反应都是Na元素的现象，均呈黄色而不能鉴别，D项错误．
〖答案〗C
5．(2009·长安一中质检)已知锂及其化合物的许多性质与碱金属差异较大，却与镁相似．下面有关锂及其化合物的叙述不正确的是 ( )
A．碳酸锂受强热很难分解
B．碳酸锂的溶解度比碳酸氢锂的小
C．锂在过量氧气中燃烧，主要产物是氧化锂而不是过氧化锂
D．锂可以与氮气化合生成氮化锂(Li3N)
〖解析〗因为MgCO3煅烧分解成MgO和CO2，由题意知，Li2CO3受热也易分解．
〖答案〗A
6．下述对焰色反应实验操作注意事项的说明，正确的是 ( )
①钾的火焰颜色要透过蓝色钴玻璃观察
②先将铂丝灼烧到与原来火焰的颜色相同，再蘸取被检验的物质
③每次实验后，要将铂丝用盐酸洗净
④实验时最好选择本身颜色较浅的火焰
⑤没有铂丝时，也可以用光洁无锈的铁丝代替
A．仅有③不正确 B．仅有④不正确 C．仅有⑤不正确 D．全对
〖解析〗焰色反应是通过观察火焰颜色来检验离子存在的实验，实验时所用火焰和所用金属丝在灼烧时都不应该有很明显的颜色，否则将无法观察到被检验离子的真实焰色反应情况．观察钾的火焰颜色时要透过蓝色钴玻璃，目的是为了滤去钠的黄光．
〖答案〗D
7．碱金属元素是周期性表现得最鲜明和最规律的一族元素．下列说法正确的是( )
A．单质都能浮在水面上，都能保存在煤油中
B．单质在空气中燃烧时，都生成过氧化物
C．单质都不能在自然界中稳定存在
D．单质都是强还原剂，其阳离子都具有强氧化性
〖解析〗Rb、Cs密度比水大，Li的密度比煤油小，A不正确；Li燃烧只能生成Li2O，B不正确；碱金属单质是强还原剂，但其阳离子具有弱氧化性．
〖答案〗C
8．有A、B两个完全相同的装置，某学生分别在它们的侧管中装入1.06 g Na2CO3和0.84 g NaHCO3，A、B中分别有10 mL相同浓度的盐酸，将两个侧管中的物质同时倒入各自的试管中，下列叙述正确的是( )
A．A装置的气球膨胀速率大
B．若最终两气球体积相同，则盐酸的浓度一定大于或等于2 mol/L
C．若最终两气球体积不同，则盐酸的浓度一定小于或等于1 mol/L
D．最终两试管中Na＋、Cl－的物质的量一定相同
〖解析〗n(Na2CO3)＝＝0.01 mol，
n(NaHCO3)＝＝0.01 mol，
当两者恰好与盐酸反应时都生成0.01 mol CO2，两者与盐酸反应的化学方程式为：
Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑
NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑
若最终两气球体积相同，则NaHCO3与盐酸反应快，膨胀速率大，消耗盐酸0.01 mol，而Na2CO3与盐酸反应速率小，消耗盐酸0.02 mol，故盐酸浓度应大于或等于＝2 mol/L；若最终两气球体积不同，则盐酸的浓度应小于2 mol/L.
〖答案〗B
9．下列有关碱金属铷(Rb)的叙述正确的是 ( )
A．灼烧氯化铷时，火焰呈无色 B．硝酸铷是离子化合物，易溶于水
C．钠、钾、铷三种单质与水反应铷最缓慢 D．氢氧化铷是弱碱
〖解析〗焰色反应是某些金属元素的性质，碱金属元素的火焰都呈特殊的颜色，A项不正确；硝酸铷和硝酸钠性质相似，都是离子化合物，都易溶于水，B项正确；Na、K、Rb随核电荷数的递增，金属性逐渐增强，与水反应越来越剧烈，氢氧化物碱性越来越强，故铷比Na、K更剧烈，氢氧化铷是强碱，C、D不正确．
〖答案〗B
10．向某二价金属M的M(OH)2溶液中加入过量的NaHCO3溶液，生成了MCO3沉淀，过滤，将沉淀置于足量的稀盐酸中，充分反应后，在标准状况下收集到V L气体，如果计算金属M的相对原子质量，你认为还必须提供下列哪项数据 ( )
A．M(OH)2溶液的物质的量浓度 B．与MCO3反应的盐酸的物质的量浓度
C．MCO3的质量 D．题给条件充足，不需要再补充数据
〖解析〗M＝，根据标准状况下收集到V L气体CO2可知M(OH)2或MCO3的物质的量，因此还需要一个质量数据，C项符合要求．
〖答案〗C
11．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)，加入适量的Ba(OH)2溶液，过滤
〖解析〗D项不正确，因为Na2CO3溶液也能和Ba(OH)2溶液反应生成BaCO3，即CO＋Ba2＋===BaCO3↓
〖答案〗D
12．(2010·湖北重点中学模拟)Cs是稳定的核电荷数最大的碱金属元素，下列关于铯及其化合物的叙述，正确的是 ( )
A．铯与冷水反应十分平缓并生成H2
B．铯与硫酸反应，生成CsSO4与H2
C．铯的氧化物可直接与水反应生成CsOH
D．铯在空气中燃烧生成Cs2O
〖解析〗铯非常活泼与冷水剧烈反应产生H2，A不正确；铯与H2SO4反应，生成Cs2SO4与H2，B不正确；铯在空气中燃烧生成的氧化物较复杂，不是Cs2O，D不正确．
〖答案〗C
13．2.1g CO和H2组成混合气体与足量的O2充分反应后，立即通入足量的Na2O2固体中，固体质量增加 ( )
A、2.1g B、3.6 g C、7.2 g D、不可确定
〖答案〗 A
14． 根据图示回答，经数小时后，U形管A、B两处的液面会出现下列哪种情况(实验装置足以维持实验期间小白鼠的生命活动，瓶口密封，忽略水蒸气和温度变化对实验结果的影响) ( )
A、A处上升，B处下降 B、A、B两处都下降
C、A处下降，B处上升 D、A、B两处都不变
〖解析〗小白鼠吸收，呼出，呼出的被溶液吸收，导致内压减小，故A处下降、B处上升。
〖答案〗C
15．某干燥粉末可能由Na2O、Na2O2、Na2CO3、NaHCO3、NaCl中的一种或几种组成。将该粉末与足量的盐酸反应，有气体X逸出，X通过足量的NaOH溶液后体积缩小(同温、同压下测定)。若将原来混合粉末在空气中用酒精灯加热，也有气体放出，且剩余固体的质量大于原混合粉末的质量，下列判断正确的是( )
A．粉末中一定有Na2O、Na2O2、NaHCO3 B．粉末中一定不含有Na2CO3和NaCl
C．粉末中一定不含有Na2O和NaCl D．无法肯定粉末里是否含有Na2CO3和NaCl
〖解析〗与盐酸反应产生气体的物质可能有Na2O2、Na2CO3和NaHCO3，气体X通过足量的NaOH溶液后体积缩小(而不是气体全部消失)，说明X由O2和CO2组成，原粉末中Na2O2、Na2CO3和NaHCO3至少有一种一定存在。将原混合粉末加热，有气体放出，说明混合物中一定有NaHCO3，但NaHCO3受热分解会使混合物粉末质量减少，而实际剩余固体的质量都增加了，原因只能是发生了反应：。综上分析，混合物中有Na2O、Na2O2、NaHCO3，无法确定混合物中是否有Na2CO3和NaCl。
〖答案〗A、D
16．(16分)某化学兴趣小组同学用实验室中一瓶久置的NaOH固体做了以下实验：先称取13.3 g NaOH样品(杂质为Na2CO3)，配成溶液，然后向溶液中逐滴加入浓度为4 mol/L的盐酸，再根据生成CO2的体积计算出Na2CO3的质量，从而进一步计算出样品中变质NaOH的质量．
请回答下列问题：
(1)该实验的目的是________________________________________________．
(2)已知20℃时，Na2CO3溶解度为21.7 g，NaOH溶解度为108.3 g.
若要将所称取的样品恰好溶解，最多需要蒸馏水______g，溶解样品所需的仪器是_ ________________．
(3)实验测得加入盐酸的体积与产生CO2的体积(标准状况)关系如图所示：
则13.3 g该样品中未变质的NaOH的质量为________；NaOH的变质程度为________(用质量分数表示)；与NaOH反应消耗的盐酸体积为________mL.
(4)根据“与NaOH反应消耗盐酸的体积”，并对照上述图象，他们从实验中还发现了什么问题？________________________________________，并由此得出了什么结论？_________________________________________________________________________.
〖解析〗(1)依据题目的叙述，可以确定该实验的目的是测定NaOH的变质程度．
(2)从20℃时Na2CO3溶解度和NaOH溶解度的数据可知，混合物中Na2CO3的含量越多需要的水越多，故假设13.3 g全部为Na2CO3时需水量为：13.3/m(H2O)＝21.7/100，解得m(H2O)＝61.3 g．溶解固体样品所需的仪器有烧杯、玻璃棒和量筒．
(3)从图示中得到二氧化碳的最大量可以计算出m(Na2CO3)，进而求出NaOH的变质程度以及与NaOH反应消耗的盐酸体积．
(4)向溶液中逐滴加入浓度为4 mol/L的盐酸，在NaOH被盐酸中和后，继续滴加盐酸未立即产生气体，说明CO与盐酸反应先生成HCO.
〖答案〗(1)测定NaOH的变质程度 (2)61.3 烧杯、玻璃棒、量筒 (3)8.00 g 39.8% 50.0 (4)NaOH被盐酸中和后，继续滴加盐酸未立即产生气体 CO与盐酸的反应是分步进行的，先生成HCO，继续滴加盐酸产生CO2
〖实验探究〗 Na2O2的性质探究实验
一、关于Na2O2与H2O、CO2反应的探究实验
【实验探究1】探究式课堂教学由于注重知识的形成过程而很好地体现了新课改的理念。某班在学习“过氧化钠的性质”时，该班同学进行了以下两个实验：
（1）提出问题
实验一的CO2能灭火，实验二的CO2为何能“点火”？
（2）假设与猜想
①Na2O2与CO2发生了反应，可能有Na2CO3生成；
②棉花燃烧，说明该反应放热，使温度达到了棉花的着火点；
③剧烈燃烧，反应中可能有 生成。
（3）设计并进行实验，观察、解释和结论
请你帮助他们完成下表：
实验步骤
实验现象
原因和结论
Ⅰ
用小矿泉水瓶收集满CO2，再向瓶中加入不同量浅黄色的Na2O2;振荡后将燃着的木条伸向瓶中
第①小组放入少量的Na2O2
木条未复燃，固体由浅黄色全部变为白色
CO2过量（或Na2O2不足），瓶中O2少CO2多，Na2O2全部发生了反应
第②小组放入的Na2O2稍多一些
木条复燃，部分固体变为白色
?
Ⅱ
两小组均用手触摸瓶的底部
瓶底发热
?
Ⅲ
两小组都各取少量白色固体于试管中，滴入稀盐酸并塞上带导管的橡胶塞，将产生的气体通入
?
有CO32-存在，说明生成物中有Na2CO3
（4）类比推理
Na2O2与H2O反应后应该有NaOH和O2生成。则向包有Na2O2的棉花上滴两滴水，棉花也应剧烈燃烧；向生成的溶液中滴入酚酞应该变红色。
（5）实验与解释
①向小烧杯（底部垫砂）中包有Na2O2的脱脂棉上滴两滴水，发现有气泡产生，杯底发热，但棉花没有燃烧，其原因可能是 ；
②向杯中的溶液滴入酚酞，溶液变红色，振荡后红色消失，其原因可能是 。
（6）联想与启示
保存Na2O2的注意事项为 。
【解析】（2）Na2O2与CO2反应除生成Na2CO3外，还生成氧气。?
（3）Ⅰ:木条复燃，说明O2多CO2少；部分淡黄色固体变为白色，说明Na2O2部分发生反应。Ⅱ：瓶底发热，说明该反应为放热反应。Ⅲ:白色固体可能是Na2CO3，与盐酸反应放出CO2，检验CO2应通入澄清石灰水中，现象是澄清石灰水变浑浊。?
（5）①棉花没有燃烧，说明反应生成的氧气少，原因可能是Na2O2部分变质或滴入的水太少；②红色消失是由于Na2O2有强氧化性。?
（6）通过上述的实验探究Na2O2易与CO2、水反应，因此保存Na2O2应注意以下两点：①要用塑料袋（或塑料桶）密封存放在干燥的阴暗处；②远离可燃物。
【答案】（2）氧气（或O2）?
（3）Ⅰ:Na2O2过量（或CO2不足），瓶中CO2少O2多，Na2O2部分发生反应 Ⅱ:该反应为放热反应 Ⅲ：澄清石灰水 澄清石灰水变浑浊?
（5）①Na2O2部分变质或滴入的水太少 ②生成的NaOH使酚酞变红色，但Na2O2有强氧化性将酚酞氧化而褪色?
（6）要用塑料袋（或塑料桶）密封存放在干燥的阴暗处，远离可燃物
二、Na2O2氧化性探究实验
【实验探究2 】 （1）写出CO2和Na2O2反应的化学方程式： 。
（2）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： 。
（3）该同学无法断定SO2和Na2O2反应中是否有氧气生成，拟使用下列装置进行实验。
装置中B的作用是 ，
D的作用是 。
（4）为确认SO2和Na2O2的反应产物，该同学设计了以下实验步骤：你认为应进行的操作按顺序排列是（填序号） 。
A.用带火星的细木条靠近干燥管口a，观察细木条是否着火燃烧
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
【解析】由于Na2O2有强氧化性，+4价的S有还原性，所以发生氧化还原反应生成Na2SO4。由于H2O和Na2O2反应生成O2，所以增加B和D两套装置。（4）中A是检验是否有O2生成，进行溶解后先加入盐酸（不能加入硝酸，因为硝酸具有强氧化性）排除SO32-的干扰，再加入氯化钡溶液，有白色沉淀生成说明有SO42-的存在。
【答案】（1）2CO2+2Na2O2= 2Na2CO3+O2
（2）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
（3）B装置用于干燥SO2气体，防止水蒸气进入C装置与Na2O2反应 D装置是为了防止空气中的水蒸气进入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
（4）A B D
〖实验探究〗 候氏制碱法的实验原理
我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”曾为世界制碱工业作出了突出贡献。以NaCl、NH3、CO2等为原料先制得NaHCO3，进而生产出纯碱。有关反应的化学方程式为：NH3+CO2+H2O=NH4HCO3; NH4HCO3+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl; 2NaHCO3 =Na2CO3+CO2↑+H2O。
Ⅰ原理分析
碳酸氢铵与饱和食盐水反应，能析出碳酸氢钠晶体的原因是 。
a.碳酸氢钠难溶于水
b.碳酸氢钠受热易分解
c.碳酸氢钠的溶解度相对较小，在溶液中首先结晶析出
Ⅱ.实验探究
（1）一位同学将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠，实验装置如下图所示（图中夹持、固定用的仪器未画出）。
回答下列有关问题：
a.乙装置中的试剂是 ；
b.丁装置中稀硫酸的作用是 ；
c.实验结束后，分离出NaHCO3晶体的操作是 （填分离操作的名称）。
（2）另一位同学用图中戊装置（其他装置未画出）进行实验。
a.实验时，须先从 管通入 气体，再从 管中通入 气体。
b.有同学建议在戊装置的b导管下端连接己装置，理由是 。
（3）请再写出一种实验室制取少量碳酸氢钠的方法： 。
【解析】（2）①甲装置是CO2的发生装置，由于盐酸易挥发，故生成的CO2气体中会含有HCl气体，乙装置的作用是除去CO2中的HCl气体，所以乙装置中的试剂是饱和碳酸氢钠溶液。丙是制备碳酸氢钠的发生装置，丁是吸收多余的NH3，防止其污染环境。从溶液中分离出NaHCO3晶体的方法是过滤。
②实验时必须先制取含氨的饱和NaCl溶液，然后使之与CO2反应。因为NH3极易溶于水，CO2在水中的溶解度不大，故先从a导管通入NH3，后从b导管通入CO2。己装置中有多孔球泡，增大CO2气体与溶液接触面积，提高了CO2在溶液中的吸收率。
（3）此题是开放性试题，制备少量碳酸氢钠方法：①用碳酸氢铵与适量的饱和食盐水反应；②往烧碱溶液中通入过量CO2；③往饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2等。
【答案】 Ⅰ.c Ⅱ.(1)饱和碳酸氢钠溶液 吸收未反应的NH3过滤
(2)a NH3 b CO2 增大CO2气体与溶液接触的面积，提高CO2在溶液中的吸收率
（3）往烧碱溶液中通入过量CO2(或往饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2等）
第三章 金属及其化合物
第三课时 铝及其化合物
复习目标：
1、掌握镁铝及其化合物之间的相互转化关系。
2、掌握铝及其化合物的探究性实验
基础知识：
一、镁的知识主线
上图的1～13中的有关化学方程式如下：
2Mg+O2=2MgO
3Mg+N2 === Mg3N2
Mg+Cl2 ==== MgCl2、Mg+2HCl=MgCl2+H2↑
MgCl2 ==== Mg+Cl2↑
MgO+H2O === Mg(OH)2
Mg(OH)2 === MgO+H2O
Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O
MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaCl
MgCO3===MgO+CO2↑
MgCO3+H2O===Mg(OH)2+CO2↑
Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3↑
Mg(OH)2+H2SO4=MgSO4+2H2O
MgSO4+2NaOH=Mg(OH)2↓+Na2SO4
二、铝的知识主线
上图1～12的有关化学方程式如下：
4Al + 3O2 =2Al2O3
2Al2O3 ==== 4Al +3O2↑
2Al + 6HCl = 2AlCl3 +3H2↑
2Al + 2NaOH + 6H2O= 2Na[Al(OH)4] +3H2↑
2Al(OH)3 ====Al2O3 + 3H2O
Al2O3 +6HCl =2AlCl3 + 3H2O
AlCl3 +3NH3·H2O + Al(OH)3↓ +3NH4Cl
Al(OH)3 +3HCl = AlCl3 + 3H2O
Na[Al(OH)] + CO2 = Al(OH)3↓ + NaHCO3
Al(OH)3 +NaOH = NA[Al(OH)4]
2KAl(SO4)2 + 6NH3·H2O = 2Al(OH)3↓ + K2SO4 +3(NH4)2SO4
三、“铝三角”及其应用
1．“铝三角”是指Al3+、Al(OH)3、 AlO2- 相互转化的三角关系。根据“铝三角”完成对应的离子方程式。
(1)Al3+→Al(OH)3
Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3 NH4+
Al3++3 AlO2- +6H2O= 4Al(OH)3↓
Al3++3OH- =Al(OH)3↓
(2)Al(OH)3 → Al3+
Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O
(3)Al3+→AlO2-
Al3++4OH-= AlO2-+2H2O
AlO2- → Al3+
AlO2- +4H+ = Al3++2H2O
(5) AlO2- →Al(OH)3
①NaAlO2溶液中通少量CO2：
2 AlO2- +CO2+3H2O = 2Al(OH)3↓+CO32-
NaAlO2溶液中通入足量CO2：
AlO2- +CO2+2H2O = Al(OH)3↓+HCO3-
②3 AlO2- +Al3++6H2O =4Al(OH)3↓
③AlO2- +H++H2O=Al(OH)3↓
(6)Al(OH)3→AlO2-
Al(OH)3+OH-= AlO2-+2H2O
2．应用
（1）制取Al(OH)3
(2)离子共存问题
Al3+与HS-、S2-、AlO2-、CO32-、HCO3-因水解相互促进而不能大量共存；
AlO2-与NH4+、Al3+、Fe3+等也不能大量共存。 【例1、2】
四、Al(OH)3的制备与试剂的选择
(1)氢氧化铝易溶于强碱而不溶于氨水，因此实验室制备氢氧化铝时一般不用氢氧化钠等强碱代替氨水，以免强碱过量时氢氧化铝溶解，或强碱不足时铝离子未完全沉淀。
(2)洗涤氢氧化铝沉淀，其目的是洗去氢氧化铝表面附着的硫酸铵等杂质。
(3)洗涤的方法是：向盛有氢氧化铝沉淀的过滤器中倒入适量蒸馏水至刚好浸没沉淀，等水自然流出后，再重复操作2~3次。 【例3】
例题精讲：
【例1】（2010上海卷）甲、乙两烧杯中分别装有相同体积、相同pH的氨水和NaOH溶液，各加入10mL 0.1 mol·L-1 AlCl3溶液，两烧杯中都有沉淀生成。下列判断正确的是
A．甲中沉淀一定比乙中的多 B．甲中沉淀可能比乙中的多
C．甲中沉淀一定比乙中的少 D．甲中和乙中的沉淀可能一样多
〖答案〗BD
〖解析〗此题考查了元素化合物知识。根据氢氧化铝的性质，其能溶于氢氧化钠但不溶于氨水，故此加入时，两烧杯中生成的都是氢氧化铝沉淀；相同体积相同pH的两溶液中的溶质氨水大于氢氧化钠，当两者均不足量时，生成的沉淀氨水多；氨水过量，氢氧化钠不足量时，生成的沉淀氨水多；氨水过量，氢氧化钠恰好时，生成的沉淀一样多；氨水和氢氧化钠都过量时，生成的沉淀氨水多；可知BD正确。
解法点拨：此题解答时，选用的是讨论法，其多用在计算条件不足，据此求解时需要在分析推理的基础上通过某些假设条件，加以讨论才能正确解答；故此在应用讨论法解题时，关键是先要分析条件与求解问题之间的联系，形成正确的解题方法。
【例2】把由NaOH、AlCl3、MgCl2三种固体组成的混合物溶于足量水中，有0.58 g白色难溶物析出，向所得溶液中逐滴加入0.5 mol/L的盐酸，加入盐酸的体积和生成沉淀的质量如下图所示：
(1)混合物中NaOH的质量是；AlCl3的质量是 ；MgCl2的质量为 。
（2）C点表示盐酸加入的体积为 。
〖解析〗分析图象中A、B、C、D点的意义：D→A表示先加10 mL HCl是中和原来过量的NaOH; A→ B表示加入20 mL盐酸与NaAlO2反应，使之全部转化成Al(OH)3沉淀；B点表示沉淀最大值，且为Mg(OH)2和Al(OH)3沉淀的混合物；B→C表示加入
盐酸使两沉淀完全溶解。再进行计算。
（1）由图象可知n(Mg2+)= 0.58g/58g/mol=0.01 mol
由 AlO2-+H++H2O = Al(OH)3↓
1 1
(30-10)×10-3×0.5 n［Al(OH)3］
所以n(Al3+)=n［Al(OH)3］=(30-10)mL×10-3L/mL×0.5 mol/L=0.01 mol
混合物中n(NaOH)=n(Mg2+)×2+n(Al3+)×4+10 mL×10-3L/mL×0.5 mol/L=0.01 mol×2+0.01 mol×4+0.005 mol=0.065 mol
故NaOH的质量0.065 mol×40 g/mol=2.6 g
MgCl2的质量0.01 mol×95 g/mol=0.95 g
AlCl3的质量0.01 mol×133.5 g/mol=1.335 g
(2)C点加入盐酸的体积为130 mL。
【例3】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：350 g ，70% H2SO4溶液，NaOH固体240 g，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→W1 g Al(OH)3
乙：铝→加H2SO4溶液→加NaOH溶液→W2 g Al(OH)3
丙： 铝→加H2SO4溶液
铝→加NaOH溶液
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 。
（3）制得Al(OH)3的最大质量是 。
〖答案〗 （1）丙 （2）W3>W1>W2 (3)520 g
课后练习：
1．实验室将9g铝粉跟一定量的金属氧化物粉末混合形成铝热剂。发生铝热反应之后，所得固体中含金属单质为18g，则该氧化物粉末可能是
?A．Fe2O3和MnO2??? B．MnO2和V2O5? C．Cr2O3和V2O5?? D． Fe3O4和FeO
〖答案〗 AD
〖解析〗9 g铝粉可以提供1mol电子，则氧化物中的金属元素每得到1mol电子对应的质量就应该是18g。 三价Fe得到1mol电子对应的质量为18.7g，四价Mn得到1mol电子对应的质量为13.8g，故A项正确。五价V得到1mol电子对应的质量为10.2g，三价 Cr得到1mol电子对应的质量为17.3g， B、C两项即使9g铝粉全部反应，所得金属单质的质量也不到18g，故都错误。Fe3O4中的铁元素得到1mol电子对应的质量为21g，二价Fe得到1mol电子对应的质量为28g，当铝粉不足时， D项正确。
2．镁和铝分别与等浓度、等体积的过量稀硫酸反应，产生气体的体积（V）与时间（t）关系如右图。反应中镁和铝的
A．物质的量之比为3：2????? B．质量之比为3：2
C．摩尔质量之比为2：3????? D．反应速率之比为2：3
〖答案〗 A
〖解析〗由图象可知，两个反应中生成的氢气一样多，说明两种金属提供的电子数目一样多，则镁、铝的物质的量之比为3：2，质量之比为4：3，故A项正确，B项错误。 镁、铝的摩尔质量之比为8：9，C项错。由图象镁、铝与硫酸反应需要的时间之比为2：3，则二者的速率之比为3：2，D项错。
3．（04年广东卷）把Ba(OH)2溶液滴入明矾溶液中，使SO全部转化成BaSO4沉淀，此时铝元素的主要存在形式是( )????????
A．Al3+????????????????????? B．Al(OH)3??????? C．AlO???????? D．Al3+和Al(OH)3
〖答案〗C
4．（04年上海卷）将表面已完全钝化的铝条，插入下列溶液中，不会发生反应的是
? A．稀硝酸?????? ? B．稀盐酸????? ?? C．硝酸铜?????? ? D．氢氧化钠
〖答案〗C
5．（04年江苏卷）铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时，反应中消耗的HCl和NaOH物质的量之比为??????
A．1:1??????????? B．2:1 ????????? C．3:1???????????? D．1:3
〖答案〗C
6．(07年上海卷，18)用一张已除去表面氧化膜的铝箔紧紧包裹在试管外壁（如右图），将试管浸入硝酸汞溶液中，片刻取出，然后置于空气中，不久铝箔表面生出“白毛”，红墨水柱右端上升。根据实验现象判断下列说法错误的是（）
A．实验中发生的反应都是氧化还原反应
B．铝是一种较活泼的金属
C．铝与氧气反应放出大量的热量
D．铝片上生成的白毛是氧化铝和氧化汞的混合物
〖答案〗D
〖解析〗红墨水柱右端上升说明反应放热，C正确；铝是一种较活泼的金属，容易被空气中的氧气所氧化变成氧化铝。通常的铝制品之所以能免遭氧化，是由于铝制品表面有一层致密的氧化铝外衣保护着。在铝箔的表面涂上硝酸汞溶液以后，硝酸汞穿过保护层，与铝发生置换反应，生成了液态金属—汞。汞能与铝结合成合金，俗称“铝汞齐”在铝汞齐表面的铝没有氧化铝保护膜的保护，很快被空气中的氧气氧化变成了白色固体氧化铝。当铝汞齐表面的铝因氧化而减少时，铝箔上的铝会不断溶解进入铝汞齐，并继续在表面被氧化，生成白色的氧化铝。最后使铝箔捏成的鸭子长满白毛。故D错。
7．（07年海南卷）下列溶液能与镁反应生成氢气的是（）
A．氯化铵溶液??? B．氢氧化钠溶液??? C．碳酸钾溶液??? D．饱和石灰水
〖答案〗A
〖解析〗氯化铵溶液水解显酸性，是因为铵根离子水解显酸性，镁与氯化铵溶液会反应，镁与水解产生的 H+ 反应产生氢气，促进了其的水解，产物变成了由氯化镁、一水合氨和氢气。
8．（07年广东理科基础卷）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，又能溶于碱
D．氧化铝只能与酸反应，不能与碱反应
〖答案〗C
〖解析〗金属及其化合物的性质，高考的重点之一，同学们要好好掌握，扎实掌握书本上的内容。
9．（06年广东卷）等量镁铝合金粉末分别与下列4种过量的溶液充分反应，放出氢气最多的是（）
A．2mol·L-1H2SO4溶液??????????????????????????? ? B．18 mol·L-1H2SO4溶液??
C．6 mol·L-1KOH溶液??????????????????????????????? D．3 mol·L-1HNO3溶液?????
〖答案〗A
10．(09福建)（13分）从铝土矿（主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质）中提取两种工艺品的流程如下：
请回答下列问题：
（1）流程甲加入盐酸后生成Al3+的方程式为_________.
（2）流程乙加入烧碱后生成SiO的离子方程式为________.
（3）验证滤液B含Fe3+，可取少量滤液并加入________（填试剂名称）。
（4）滤液E、K中溶质的主要成份是________(填化学式)，写出该溶液的一种用途________
（5）已知298K时，Mg(OH)2的容度积常数Ksp=5.6×10-12,取适量的滤液B,加入一定量的烧碱达到沉淀溶液平衡，测得PH=13.00，则此温度下残留在溶液中的c(Mg2+)=_______.
〖答案〗（1）Al2O3＋6H＋2Al3＋＋3H2O
（2）SiO2＋2OH－SiO32 －＋H2O
（3）硫氰化钾（或硫氰酸钾、苯酚溶液等合理答案：）
（4）NaHCO3；制纯碱或做发酵粉等合理答案：
（5）5.6×10-10mol/L
11. （04年天津卷）（14分）锌和铝都是活泼金属，其氢氧化物既能溶于强酸，又能溶于强碱。但是氢氧化铝不溶于氨水，而氢氧化锌能溶于氨水，生成Zn(NH3) 。??
回答下列问题：
（1）单质铝溶于氢氧化钠溶液后，溶液中铝元素的存在形式为?????????? （用化学式表示）。
（2）写出锌和氢氧化钠溶液反应的化学方程式?????????????? 。
（3）下列各组中的两种溶液，用相互滴加的实验方法即可鉴别的是??????????? 。
① 硫酸铝和氢氧化钠?? ② 硫酸铝和氨水?? ③ 硫酸锌和氢氧化钠?? ④ 硫酸锌和氨水
（4）写出可溶性铝盐与氨水反应的离子方程式??????????? 。
试解释在实验室不适宜用可溶性锌盐与氨水反应制备氢氧化锌的原因?????????? 。
〖答案〗（1）AlO
（2）Zn+2NaOH=Na2ZnO2+H2↑
（3）①③④
（4）Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH
可溶性锌盐与氨水反应产生的Zn(OH)2可溶于过量氨水中，生成Zn(NH3) ，氨水的用量不易控制
〖实验探究〗Al及其化合物的性质与实验探究
铝的化学性质比较活泼，可以与酸、碱、盐都发生反应，有的反应比较复杂可能涉及多个反应。
某课外小组对一些金属单质和化合物的性质进行研究。
（1）下表为“铝与氯化铜溶液反应”实验报告的一部分：
实验步骤
实验现象
将打磨过的铝片（过量）放入一定浓度的CuCl2溶液中
产生气泡，析出疏松的红色固体，溶液逐渐变为无色
反应结束后分离出溶液备用
?
红色固体用蒸馏水洗涤后，置于潮湿空气中
一段时间后固体由红色变为绿色［视其主要成分为Cu2(OH)2CO3］
按反应类型写出实验中发生反应的化学方程式各一个（是离子反应的只写离子方程式）
置换反应 ；
化合反应 。
（2）用石墨作电极，电解上述实验分离出的溶液，两极产生气泡。持续电解，在阴极附近的溶液中还可观察到的现象是 。解释此现象的离子方程式是 。
（3）工业上可用铝与软锰矿(主要成分为MnO2)反应来冶炼金属锰。
①用铝与软锰矿冶炼锰的原理是（用化学方程式表示） 。
②MnO2在H2O2分解反应中作催化剂。若将适量MnO2加入酸化后的H2O2溶液中，MnO2溶解产生 Mn2＋，该反应的离子方程式是 。
【解析】（1）由CuCl2溶液中Cu2+的水解使溶液呈酸性，所以会有2Al+6H+=2Al3++3H2↑，也有2Al+3Cu2+=2Al3++3Cu；单质铜在潮湿空气中由红色变为绿色，化学方程式可写成：2Cu+O2+H2O+CO2 =Cu2(OH)2CO3。
（2）用石墨作电极，电解AlCl3溶液，电解的方程式为：2AlCl3+6H2O2Al(OH)3↓+3H2↑+3Cl2↑
持续电解，电解水，阴极：2H2O+2e-=H2↑+2OH-
从而使阴极区OH-浓度增大，所以会看到有白色沉淀生成，后沉淀逐渐溶解至消失。
（3）①类似于铝热反应
②根据题意可写出离子方程式：MnO2+H2O2+2H+=Mn2++O2↑+2H2O
【答案】（1）2Al+6H+=2Al3++3H2↑或2Al+3Cu2+= 2Al3++3Cu
2Cu+O2+H2O+CO2= Cu2(OH)2CO3
（2）生成白色沉淀，后沉淀逐渐溶解至消失 Al3++3OH-=Al(OH)3↓
Al(OH)3+OH-=AlO- 2 +2H2O
（3）①3MnO2+4Al 3Mn+2Al2O3
②MnO2+H2O2+2H+= Mn2++O2↑+2H2O
【实验探究2】某研究小组探究MgCl2和AlCl3混合溶液中加入氢氧化钠溶液生成沉淀及沉淀溶解的情况，实验过程中可能用到的仪器与药品如下：
过滤装置，烧杯，滴管，0.5 mol/L MgCl2、AlCl3各100 mL，1 mol/L NaOH溶液，1 mol/L盐酸
探究一：实验开始时产生沉淀的成分
【假设一】实验开始时产生的沉淀是Mg(OH)2
【假设二】
【假设三】实验开始时产生的沉淀是Al(OH)3和Mg(OH)2
基于假设二成立，请利用下表完成实验过程：
实验步骤
预期实验现象
预期实验结论
?
?
?
?
?
?
?
?
?
探究二：何时产生氢氧化镁沉淀
实验步骤
实验现象
实验结论
①另取0.5 mol/L MgCl2、AlCl3溶液各30 mL于不同烧杯中
?
?
②向0.5 mol/L AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至刚好反应完全
产生沉淀，沉淀增多，沉淀溶解，沉淀消失
产生氢氧化铝沉淀，加过量的氢氧化钠溶液后氢氧化铝又溶解
③将MgCl2溶液全部倒入②反应后的溶液中
产生大量白色沉淀
?
请用离子方程式表示上述实验步骤③的结论：
。
由探究一、二分析可知，当向相同浓度的MgCl2、AlCl3混合溶液中滴加氢氧化钠溶液时产生沉淀及沉淀溶解情况是 。
【解析】探究一：因该实验条件下能够生成Al(OH)3和Mg(OH)2沉淀，但可能二者溶解能力不同，形成沉淀有先后，故可有三种假设：先生成Mg(OH)2沉淀、先生成Al(OH)3沉淀、两种沉淀同时生成。若假设二成立：实验开始时产生的沉淀为Al(OH)3，故可设计实验进行验证，具体见参考答案。
探究二：②反应后的溶液中含有大量AlO- 2，加入Mg2+可看到有沉淀生成，说明Mg2+与AlO- 2发生水解反应，产生Mg(OH)2和Al(OH)3沉淀；因探究一中假设二正确，由此可得出以下结论：先生成氢氧化铝沉淀，再生成氢氧化镁沉淀，最后是氢氧化铝沉淀溶解。
【答案】 探究一：实验开始时产生的沉淀是Al(OH)3
实验步骤
预期实验现象
预期实验结论
①分别取30 mL 0.5 mol/L MgCl2、AlCl3溶液于烧杯中，充分混合
?
?
②向混合溶液中滴入2滴酚酞溶液，逐滴加入0.1 mol/L NaOH溶液
当溶液中生成大量的白色絮状沉淀后溶液的颜色不变
产生的沉淀可能是氢氧化铝或氢氧化镁或二者混合物
③将上述混合液过滤，洗涤，再向滤渣中加入过量的6 mol/L NaOH溶液
滤渣全部溶解
产生的沉淀只有氢氧化铝
探究二：2 AlO- 2+Mg2++4H2O=Mg(OH)2↓+2Al(OH)3↓ 先生成氢氧化铝沉淀，然后生成氢氧化镁沉淀，最后是氢氧化铝沉淀溶解
【实验探究3】 在含有Ag+、Al3+、Ca2+、Mg2+四种离子的溶液中，逐一加入有关物质，填写下列空白：
（1）往混合溶液中加入盐酸，生成 沉淀，反应的离子方程式 。
（2）把实验（1）所得的物质过滤，往滤液中加入氨水，使溶液呈碱性，又出现 色沉淀是 （写名称），反应的离子方程式是 。
（3）把实验（2）所得的物质过滤，往滤液中加碳酸钠溶液，又会出现 色沉淀，反应的离子方程式为 。
（4）往实验（2）所得的沉淀中加过量的NaOH溶液，所观察到的现象是 ，反应的离子方程式是 ，不溶的物质是 。
【答案】 （1）AgCl Ag++Cl-= AgCl↓
(2)白 氢氧化镁、氢氧化铝
Mg2++2NH3·H2O=Mg(OH)2↓+2NH+ 4 ， Al3++3NH3·H2O= Al(OH)3↓+3 NH+ 4
(3)白 Ca2++CO2- 3 =CaCO3↓
(4)部分沉淀溶解 Al(OH)3+OH-= AlO- 2+2H2O Mg(OH)2
第三章 金属及其化合物
第三课时 镁铝图像问题
复习目标：
1、了解镁铝图像的基本原理，掌握其中的量的关系，并运用于解题。
2、掌握镁铝有关的实验问题。
基础知识：
注意研究以下几个实验现象及产生沉淀的量与加入物质的量的数量关系的图象：
实验操作
实验现象
反应原理
坐标图像
1、往AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量
Al3+ + 3OH- = Al(OH)3↓
Al(OH)3+OH- = AlO+ 2H2O
2、往NaOH溶液中加入 AlCl3溶液至过量
Al3+ + 4OH- = AlO+ 2H2O
Al3++3AlO+6H2O=4Al(OH)3↓
3、往NaAlO2溶液中加入稀盐酸至过量
AlO+ H+ + H2O =Al(OH)3↓
Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O
4、往稀盐酸溶液中加入NaAlO2至过量
AlO+4H+ = Al3+ +2H2O
Al3++3AlO+6H2O=4Al(OH)3↓
5、往NaAlO2和NaOH混合溶液中加入HCl溶液至过量
OH-+H+ = H2O
AlO+ H+ + H2O =Al(OH)3↓
Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O
6、往AlCl3溶液中滴加入氨水至过量
Al3+ + 3NH3·H2O = Al(OH)3↓+3 NH4+
7、往AlCl3溶液中加入NaAlO2溶液
Al3++3AlO+ 6H2O=4Al(OH)3↓
8、往NaAlO2溶液中加入AlCl3溶液
Al3++3AlO+6H2O= 4Al(OH)3↓
9、往NaAlO2溶液中通入CO2 (或过量)
2AlO+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-
或AlO+CO2 +2H2O =
Al(OH)3↓+HCO32-
10、往AlCl3和HCl混合溶液中加NaOH至过量
OH-+H+ = H2O
Al3+ + 3OH- = Al(OH)3 ↓
Al(OH)3 + OH- = AlO
+ 2H2O
11、往Al3+、Mg2+、H+各1mol的混合溶液中加NaOH溶液至过量
OH-+H+ = H2O
Al3+ + 3OH- = Al(OH)3 ↓
Mg2+ + 2OH- = Mg(OH)2 ↓
Al(OH)3 + OH- = AlO2- + 2H2O
12、往OH- 、AlO2- 、Mg(OH)2各1mol的混合溶液中加入盐酸至过量
OH-+H+ = H2O
AlO+ + H2O =Al(OH)3↓
Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O
Mg(OH)2+2H+ = Mg2+ +2H2O
例题精讲：
【例1】向20mL某物质的量浓度的AlCl3溶液中滴入2mol/LNaOH溶液时，得到的Al(OH)3沉淀质量与所加NaOH溶液体积（mL）的关系如图所示，试回答下列问题：
（1）图中A点表示的意义是
（2）图中B点表示的意义是
（3）上述两步总反应用总的离子方程式可表示为：
（4）若溶液中有Al(OH)3沉淀0.39g，则此时用去NaOH溶液的体积为 。
【方法要领】有关图像的问题，通常的解法是“三看”：
一看起点：即加入极少量X物质时，看能否产生沉淀。
二看终点：即加入过量的X物质时，看所生成的沉淀能否全部消失。
前二“看”直观，难度较小，所以应先考虑。第三“看“难度大些，要求正确书写出变化过程中的反应方程式，尤其是方程式中的化学计量数。
A点表示得到Al(OH)3沉淀的最大值
B点表示Al(OH)3沉淀完全溶解
Al3++4OH-=AlO2-+2H2O
体积有两解V=7.5mL或者V=17.5mL
【变式训练1】有氧化镁、氧化铝粉末18.2g将它溶于500mL4mol/L的盐酸里，若要使沉淀的质量达到最大值，则需加入2mol/L的氢氧化钠溶液的体积为
A．1000mL B．500mL C．100mL D．1500mL
〖解析〗根据题意，写出有关的化学反应方程式：
MgO+2HCl=MgCl2+2H2O
Al2O 3+6H+=Al3++3H2O
MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaCl
AlCl3+3NaOH=Al(OH)3↓+3NaCl
依据化学方程式，仅当溶液中存在NaCl时，镁铝全部以Mg(OH)2、Al(OH)3沉淀，沉淀的质量达到最大值，当nNaCl=nHCl时沉淀的质量最大。
【变式训练2】将5.1g镁铝合金溶于60mL5.0mol/LH2SO4溶液中。完全溶解后再加入65mL10.0mol/L的NaOH溶液，得到沉淀的质量9.7g，继续滴加NaOH溶液时沉淀会减少。
(1)当加入 mLNaOH溶液，可使溶解在硫酸中的Mg2+和Al3+恰好完全沉淀。
(2)计算合金溶于硫酸时产生的氢气在标准状况下的体积。
【思路分析】第一问直接运用结论，当沉淀的量达到最大值的时，溶液中只有Na2SO4，
首先我们判断硫酸是过量的，氢气不能直接用硫酸中的H+来算。
根据第一问的结论我们不难发现，当加入氢氧化钠溶液的体积为65mL时，此时沉淀的质量不是最大值，有一部分的Al(OH)3被过量的5mLNaOH溶解了。
设nMg=x, nAl=y;
m沉淀=9.7+78×0.05=13.6g
m(OH-)=13.6-5.1=8.5g n(OH-)=0.5mol 2x+3y=0.5mol
n(H2)=1/2x+3/2y=0.25mol V(H2)=0.25×22.4=5.6L
【变式训练3】把一块镁铝合金投入到1mol/L HCl溶液里，待合金完全溶解后，往溶液里加入1 mol/L NaOH溶液，生成沉淀的物质的量随加入NaOH溶液体积变化的关系如右图A所示:
(1)求a的范围 (2)求的最大值
【思路分析】由图知，沉淀Al3+和溶解Al(OH)3所需NaOH溶液的体积为（90-80）mL×4=40 mL，则沉淀Mg2+和中和可能剩余的H+所需NaOH溶液的体积为50 mL，即a的范围是：0≤a＜50。
由图知n（Al）=n［Al(OH)3］=n（AlO2-）=1 mol/L×（90-80）×10-3 L=10-2 mol。要求n(Mg)/n(Al)最大值，实际上就是要求n(Mg)最大值，即a=0时，n(Mg)最大且为：1 mol/L×50×10-3 L/2=2.5×10-2 mol，不难求出：n(Mg)/n(Al)=2.5×10-2mol/10-2mol=2.5。
【延伸·拓展】（1）将关系图改为B图时，求a的范围
【思路分析】沉淀Al3+、溶解Al(OH)3，需NaOH溶液体积4(a-80)，使Mg2+、Al3+沉淀及Al(OH)3溶解需NaOH溶液总体积为：(a-30)。即a-30＞4(a-80),a＜290/3 mL。故80＜a＜290/3
（2）将关系图改为C图时,求a的范围
沉淀Al3+溶解Al(OH)3，需NaOH溶液体积4(90-a)mL，而NaOH用于沉淀和溶解沉淀总体积(90-30)mL，即(90-30)＞4(90-a),a＞75，故75＜a＜90。
（3）如关系图改为D图时，求时,的值。 n(Al)=n(AlO2-)=n［Al(OH)3］=1×(a2-a1)×10-3=(a2-a1)×10-3 mol，沉淀Al3+溶解Al(OH)3，需NaOH溶液体积4(a2-a1)×10-3 mol，沉淀Mg2+需NaOH a2×10-3 mol-4(a2-a1)×10-3 mol=(4a1-3a2)×10-3 mol
n(Mg)= (4a1-3a2)×10-3/2 mol
由题意［(4a1-3a2)×10-3/2 mol］÷(a2-a1)×10-3 mol=2，a1/a2=7/8
【例2】已知Ba(AlO2)2可溶于水。右图表示的是向A12(SO4)3溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液时，生成沉淀的物质的量y与加人Ba(OH)2的物质的量x的关系。下列有关叙述正确的是 （ ）
A．a—b时沉淀的物质的量：A1(OH)3比BaSO4多
B．c—d时溶液中离子的物质的量：AlO2–比Ba2+多
C．a—d时沉淀的物质的量：BaSO4可能小于A1(OH)3
D．d—e时溶液中离子的物质的量：Ba2+可能等于OH–
〖解析〗采用定量法分析。假设有1molA12(SO4)3则溶液中含有2molA13+、3molSO42–。向溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液时发生的反应为：Al3++3OH-Al(OH)3↓、SO42–+Ba2+BaSO4↓。则当2molA13+完全沉淀时，消耗Ba(OH)23mol，此时3molSO42–全部沉淀；生成沉淀为2molAl(OH)3和3molBaSO4共5mol，因此，在整个反应过程中BaSO4的物质的量始终大于Al(OH)3的物质的量；再加入Ba(OH)2溶液时发生Al(OH)3+OH-=[Al(OH)4] -，沉淀的量将逐渐减少，因此b点是沉淀的最大值，b～d中Al(OH)3沉淀逐渐溶解转化为Ba(AlO2)2，由于AlO2-微弱水解，因此再b～d中AlO2-的物质的量大于Ba2+；d点时Al(OH)3沉淀恰好完全溶解，此时溶液中只存在Ba(AlO2)2，因此随Ba(OH)2的加入在某一点，当d～e中加入的Ba(OH)2的物质的量等于Ba(AlO2)2的物质的量时，溶液中Ba2+与OH-的量相等。
〖答案〗BD
【规律总结】析图或作图时不仅要注意加入酸或碱的强弱，而且要注意所加入的量或滴加顺序，正因滴加顺序不同可产生的现象不同。若产生沉淀有多种，则应细细分析相关量间的关系。要持别关注沉淀是否同步完全，沉淀物是否溶于所加入的过量试剂中，同时要注意纵生标的物理量意义。对于一些复杂问题可先分解后组合，进行图像的叠加工作。抓住一些关键点（如最高点，最低点，转折点）和变化趋势，才能较顺利地解决图像问题。
课后练习：
1．在Al2(SO4)3和MgSO4的混合溶液中，滴加NaOH溶液，生成沉淀的量与滴入NaOH溶液的体积关系如下图所示，则原混合液中Al2(SO4)3与MgSO4的物质的量浓度之比为
A．6：1 B．3：1 C．2：1 D．1：2
〖答案〗D。由50→60mL时，可知10mLNaOH溶液刚好溶解了Al(OH)3，故产生这些Al(OH)3需30mLNaOH，则在50mLNaOH溶液中有20mL与Mg2＋反应，∴n(Al3＋)：n(Mg2＋)＝1：1，则Al2(SO4)3与MgSO4的物质的量浓度之比为1：2。
2．某溶液中可能含有Fe2＋、Mg2＋、Cu2＋、NH4＋、Al3＋中的一种或几种。当加入一种淡黄色固体并加热溶液时，有刺激性气体放出和白色沉淀生成，加入淡黄色固体的物质的量（横坐标）与析出沉淀和产生气体的物质的量（纵坐标）的关系，如下图所示。请填写下列空白：
⑴在该溶液中含有的离子是 ，它们的物质的量浓度之比为 。
⑵所加的淡黄色固体是 （化学式）。
〖解析〗由题意中有刺激性气体放出和白色沉淀生成，∴溶液中一定没有Fe2＋和Cu2＋，一定有NH4＋、Al3＋、Mg2＋；所加淡黄色固体只能是Na2O2。
本题的图像实际为两个图合在一起，较上的是气体，较下的是沉淀。
由纵坐标可知：n(Mg2＋)＝n[Mg(OH)2]＝2mol，n(Al3＋)＝4mol－n[Mg(OH)2]＝2mol。
当n(Na2O2)＝8mol时，n(O2)＝4mol，∴n(NH4＋)＝n(NH3)＝10mol－n(O2)＝6mol。
∴n(Mg2＋)：n(Al3＋)：n(NH4＋)＝1：1：3。
〖答案〗⑴NH4＋、Al3＋、Mg2＋，n(Mg2＋)：n(Al3＋)：n(NH4＋)＝1：1：3。
⑵Na2O2。
3．将0.1 mol的镁、铝混合物溶于100 mL 2mol/LH2SO4溶液中，然后再滴加1 mol/L NaOH溶液。请回答：
⑴若在滴加NaOH溶液的过程中，沉淀质量m随加入NaOH溶液的体积V变化如下图所示。当V1＝160mL时，则金属粉末中n(Mg)＝ mol，V2＝ mL。
⑵若在滴加NaOH溶液过程中，欲使Mg2＋、Al3＋刚好沉淀完全，则滴入NaOH溶液的体积V(NaOH) mL。
⑶若混合物仍为0.1 mol，其中Mg粉的物质的量分数为a，用100 mL 2 mol/L的硫酸溶解此混合物后，再加入450 mL 1mol/L的NaOH溶液，所得沉淀中无Al(OH)3。满足此条件的a的取值范围是： 。
〖解析〗⑴由图像可知：V1 mL的NaOH溶液是与过量H2SO4反应的，则与Mg、Al反应的为H2SO4：
0.2mol－0.16mol×＝0.12mol。假设n(Mg)＝x mol，n(Al)＝y mol，则有方程组：
，解得：x＝0.06 mol，y＝0.04 mol。
当加入V2 mL NaOH溶液时，得到Mg(OH)2↓和NaAlO2，关系式为：
Mg2＋～2OH－，Al3＋～4OH－，∴V2＝160 mL＋＝440 mL。
⑵当Mg2＋、Al3＋刚好沉淀完全时，溶液中只有Na2SO4，关系式为2NaOH～H2SO4，
∴V(NaOH)＝＝400 mL。
⑶当所得沉淀中无Al(OH)3时，NaOH溶液过量，反应后生成的溶质为：Na2SO4、NaAlO2。
则根据Na元素守恒：n(NaOH)＝0.45 L×1mol/L≥0.1 L×2 mol/L×2＋0.1×(1－a)mol。
解得a≥，则满足此条件的a的取值范围是≤a＜1。
〖答案〗⑴0.06 mol，440 mL。
⑵400 mL。
⑶≤a＜1。
4．将一定量混合均匀的铁粉与硫粉在隔绝空气的条件下共热，充分反应后冷却至室温，得到固体A。将质量为m的固体A加入到300 mL 2 mol/L盐酸中使之完全溶解。测得室温下加入固体A的质量与收集到气体体积（已换算成标准状况）的关系如右图所示（假设所得氢硫酸溶液饱和前无硫化氢气体逸出）。已知：
①加入固体A的质量m≤3.2 g时，收集到的气体为H2；
②当m＞3.2 g时，收集到的气体为H2和H2S的混合气体。
⑴3.2 g固体A中所含的物质有 。
⑵3.2 g固体A中各物质的物质的量分别为 ，溶于上述盐酸充分反应后，所得溶液中氢硫酸的物质的量浓度为 （忽略溶液体积的变化）。
⑶当固体A全部溶于上述盐酸，且A的质量m＞3.2 g时，收集到的气体体积（标准状况下）V＝ mL（用含m的代数式表示）。
〖解析〗⑴固体A的组成有3种情况：①只有FeS，②Fe过量、有FeS和Fe，③S过量、有FeS和S。由题意可知，固体A加入到盐酸中可完全溶解，则排除S过量。再由已知可知，固体A与盐酸反应同时生成了H2和H2S，所以固体A的组成为Fe和FeS。
⑵当m＝3.2 g时，无H2S放出，此时H2S刚好形成饱和溶液。
n(Fe)＝n(H2)＝0.01 mol，根据质量守恒：n(FeS)＝＝0.03 mol；
∴c(H2S)＝＝0.1 mol/L。
⑶利用到的主要关系式为：Fe～H2↑、FeS～H2S↑均为1：1。
∵在3.2 g固体A中含Fe和FeS共0.04 mol，产生H2和H2S共0.04 mol，其中0.03mol H2S全部溶解在水中。
则m g固体A中含有Fe和FeS共×0.04mol，
∴收集到的气体体积V＝(×0.04mol－0.03mol)×22.4L/mol×103mL/L＝(280m－672)mL
〖答案〗⑴Fe、FeS。
⑵n(Fe)＝0.01 mol，n(FeS)＝0.03 mol；c(H2S)＝0.1 mol/L。
⑶V＝(280m－672)mL
5．在标准状况下进行甲、乙、丙三组实验：三组各取30.0 mL同浓度的盐酸溶液，加入同一种镁铝合金粉末，产生气体，有关数据列表如下：
实验序号
甲
乙
丙
合金质量/mg
255
385
459
产生气体体积/mL
280
336
336
请回答：
⑴甲组实验中，盐酸 （选填“适量”“过量”或“不足量”，下同），理由是 。
要算出盐酸的物质的量浓度，题中可作计算依据的数据是 。求得的盐酸的物质的量浓度为 。
⑵求合金中Mg、Al的物质的量之比，题中可作计算依据的数据是 ，求得的Mg、Al的物质的量之比为 ；
⑶在丙组实验之后，向容器中加入1.00 mol·L－1 NaOH溶液，能使合金中的铝恰好溶解，不形成铝的沉淀，并使Mg2＋刚好沉淀完全，再过滤出不溶性固体，求滤液中各溶质的物质的量和所加入NaOH溶液的体积（写计算过程）。
〖答案〗⑴过量，同体积的盐酸此时产生H2最少。
336mL气体和30mL溶液，1mol/L。［计算过程为：＝1mol/L。］
⑵255mg和280mL，1：1。［计算过程为：设Mg为x mol，Al为y mol，列方程组为
，求得x：y＝1：1。］
⑶NaAlO2：0.009mol，NaCl：0.03mol；39 mL。
第三章 金属及其化合物
第五课时 铁及其化合物
复习目标：
1、掌握铁及其化合物的物理、化学性质。
2、掌握Fe(OH)2、FeCl3的制备方法。
基础知识：
一、铁的氧化物的比较
化学式
FeO
Fe2O3
Fe3O4
俗称
—
铁红
磁性氧化铁
色态
黑色粉末
红棕色粉末
黑色晶体
价态
+2
+3
1/3正2价，2/3正3价
水溶性
不溶
不溶
不溶
与酸的反应
FeO+2H+==Fe2++H2O
遇氧化性酸生成Fe3+ 盐
Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O
Fe3O4+8H+==Fe2++2Fe3++4H2O
与CO的反应
高温FexOy+yCO===xFe+yCO2
二、Fe2+ 和Fe3+ 的比较
Fe2+
Fe3+
水合离子颜色
浅绿色
棕黄色
氧化还原性
既有氧化性，又有还原性
只有氧化性
水解性
Fe2+ +2H2O←→Fe（OH）2+2H+
Fe3+ +3H2O←→Fe（OH）3+3H+
与碱的反应
Fe2+ +2OH—=== Fe（OH）2 ↓
Fe3+ +3OH—=== Fe（OH）3 ↓
三、Fe（OH）2与Fe（OH）3的比较
Fe（OH）2
Fe（OH）3
颜色状态
白色固体
红褐色固体
水溶性
不溶
不溶
稳定性
易氧化为Fe（OH）3，空气中加热得不到FeO
较稳定： ?
Fe（OH）3== Fe2O3+3H2O
与酸的反应
Fe（OH）2+2H+=== Fe2+ +3H2O
Fe（OH）3+3H+=== Fe3+ +3H2O
制法
在隔绝O2的条件下Fe2+与碱反应
Fe3+与碱反应
【Fe(OH)2的制备与实验条件的控制】
要制备氢氧化亚铁，并使氢氧化亚铁长时间保持白色沉淀的状态。一是要减少溶液中氧气的含量，防止溶液与空气的接触；二是要防止溶液中出现三价铁离子。既要除去三价铁离子，又不引入新的杂质，一般选用铁粉来还原三价铁离子。实验中一般采用新制的硫酸亚铁与NaOH溶液反应来制取Fe(OH)2沉淀。下面我们来探究其他制备氢氧化亚铁的方法。
四、铁三角：
根据铁三角有关（1）---(6)的化学方程式如下。
（1）一般是指Zn .Al .CO. H2. 等还原剂。
(1)FeCl2+Zn=ZnCl2+Fe 3FeCl2+2Al=2AlCl3+3Fe
FeO+CO===Fe+CO2 FeO+H2===Fe+H2O
（2）是指H+. S. I2. Cu2+. Fe3+.等氧化剂。
(2)Fe+2H+=Fe2++H2↑ Fe+S===FeS Fe+I2===FeI2
Fe+Cu2+=Fe2++Cu Fe+2Fe3+=3Fe2+
（3）（5）是指Cl2. Br2. O2. HNO3. KMnO4等氧化剂。
(3)2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- 2Fe2++Br2=2Fe3++2Br- 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O 5Fe2++MnO4-+8H+=Mn2++5Fe3++4H2O
（4）一般是指Fe. Cu. HI. H2S.等还原剂.
(4) 2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+ Fe3++Fe=3Fe2+
2Fe3++2I-=2Fe2++I2↓ 2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+
（5）是指Cl2. Br2. O2. HNO3. KMnO4等氧化剂。
(5)2Fe+3Cl2===2FeCl3 2Fe3++Br2==2FeBr3
Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O 4Fe+3O2(纯)====2Fe2O3
（6）是指Zn. Al. CO. H2. 等还原剂。
(6) 2Fe3++3Zn(足)=3Zn2+2Fe Fe3++Al=Al3++Fe Fe2O3+2Al===Al2O3+2Fe Fe2O3+3CO====2Fe+3CO2 Fe2O3+3H2====2Fe+3H2O
五、Fe2+、Fe3+的检验
（1）直接观察颜色：Fe2+的溶液呈浅绿色，Fe3+的溶液呈棕黄色。
（2）利用显色反应：
（3利用其化合物沉淀的颜色
（4）利用Fe3+的氧化性
（5）利用Fe2+还原性
例题精讲：
【例1】下面三种方法均可制得Fe(OH)2白色沉淀。
方法一：用不含Fe3+的FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。
（1）用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需要加入 。
（2）除去蒸馏水中溶解的O2常采用 的方法。
（3）生成Fe(OH)2白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液，这样操作的理由是 。
方法二：在如右图所示的装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。
（1）在试管Ⅰ里加入的试剂是 。
（2）在试管Ⅱ里加入的试剂是 。
（3）为了制得Fe(OH)2白色沉淀，在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是 。
（4）这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，理由是 。
方法三 利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀，如右图所示，已知两电极的材料分别为石墨和铁。
（1）a电极的材料应为 ，电极反应式为 。
（2）电解液c可以是 （填编号）。
A．纯水 B．NaCl溶液 C．NaOH溶液 D．CuCl2溶液
（3）d为苯，其作用是 ，在加入苯之前对电解液c应作何简单处理？ 。
（4）为了在较短时间内看到白色沉淀，可采取的措施是 （填编号）。
A．改用稀H2SO4作电解液 B．适当增大电源的电压
C．适当减小两极间的距离 D．适当降低电解液的温度
（5）若c用Na2SO4溶液，当电解一段时间后看到白色Fe(OH)2沉淀，再反接电源电解，除了电极上看到气泡外，另一明显现象为 。
【解析】方法一 Fe2+易水解，要加入稀H2SO4防止其水解；Fe2+易被空气中的O2氧化，要加铁粉，将被氧化的Fe3+还原成Fe2+。气体的溶解度是随温度升高而降低的，所以煮沸后的蒸馏水中溶解的O2变少。
方法二 两支试管，试管Ⅱ是开口式，无法用产生的气体将试液压入试管Ⅰ中，所以制取FeSO4应在试管Ⅰ中，而在试管Ⅱ中盛不含O2的NaOH溶液。当Fe与稀H2SO4放入试管Ⅰ后，产生的H2可以从试管Ⅰ内短管处排出，从而排尽试管Ⅰ内空气。再经过止水夹通入试管Ⅱ中，排尽试管Ⅱ内空气。然后关闭止水夹，试管Ⅰ内产生的H2无法逸出，造成管内压强增大，将试管Ⅰ内FeSO4溶液通过长导管压入试管Ⅱ内，在此过程中，液体都处于H2环境，从而避免了被空气中的O2氧化，使得Fe(OH)2能保存更长时间。
方法三 电解时阳极Fe-2e- =Fe2+,阴极上2H2O+2e- =H2↑+2OH-，或电解质溶液能直接提供OH-。当Fe2+与OH-接触时Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓，当电解液选用NaOH溶液时，在阳极处立即产生白色沉淀，当选其他溶液时，只有迁移后两者相遇时才能产生沉淀（大约在电池中部）；当反接电源后，阳极4OH--4e- = 2H2O+O2↑,产生的O2立即把Fe(OH)2氧化为Fe(OH)3。
【答案】 方法一（1）稀H2SO4、铁屑（2）煮沸（3）避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2而被氧化
方法二（1）稀H2SO4和铁屑（2）NaOH溶液（3）检验试管Ⅱ出口处排出的H2的纯度，当排出的H2已经纯净时再夹紧止水夹（4）试管Ⅰ中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ，且外界O2不易进入
方法三（1）Fe Fe-2e- =Fe2+ (2)BC
(3)隔绝空气，防止生成的Fe(OH)2被氧化 加热煮沸，排出溶解的O2（4）BC（5）白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色
【例2】要证明某溶液中不含Fe3+而可能含有Fe2+进行如下实验操作时，最佳顺序为（ ）
①加入足量氯水 ②加入足量KMnO4 ③加入少量NH4SCN溶液
A．①③ B．③② C．③① D．①②③
【解析】在该溶液中先加入少量NH4SCN溶液，溶液不变红色，无Fe3+存在，再加入氯水，将Fe2+氧化成Fe3+，溶液变为红色。KMnO4溶液呈紫红色，溶液颜色变化不明显，所以这儿不用KMnO4溶液。
课后练习：
1．下列有关铁及其化合物的说法中不正确的是 ( )
A．工业上在高温下用CO还原含Fe2O3的铁矿石炼铁
B．铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到Fe3O4
C．工业上可用铁质容器储存、运输浓硝酸和浓硫酸
D．氯化铁溶液有较强氧化性，故可用作净水剂
〖解析〗FeCl3溶液用作净水剂的原因是Fe3＋水解产生Fe(OH)3胶体，其可吸附水中悬浮物和杂质等并形成沉淀沉降下来，从而起到净水作用．
〖答案〗D
2．在FeCl3和CuCl2的混合溶液中加入铁屑，反应结束后滤出固体物质，滤液中的阳离子可能是 ( )
①只有Fe2＋ ②Fe2＋和Fe3＋ ③Fe2＋和Cu2＋ ④Cu2＋和Fe3＋
A．①③ B．②④ C．①④ D．②③
〖解析〗题中“滤出固体”说明有Cu或Cu、Fe的混合物，则溶液一定没有Fe3+，一定有Fe2+，可能有Cu2＋。
〖答案〗A
3．将Cu片放入0.1 mol/L FeCl3溶液中，反应一定时间后取出Cu片，溶液中c(Fe3＋)∶c(Fe2＋)＝2∶3，则Cu2＋与Fe3＋的物质的量之比为 ( )
A．3∶2 B．3∶5 C．3∶4 D．4∶3
〖解析〗反应的化学方程式为Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋.设溶液的体积为1 L，生成的n(Fe2＋)＝2a，则消耗的n(Fe3＋)＝2a，生成的n(Cu2＋)＝a，因此反应后溶液中n(Fe3＋)＝0.1 mol－2a，所以有关系式：(0.1 mol－2a)∶2a＝2∶3，得出a＝0.03 mol.溶液中n(Cu2＋)＝0.03 mol，反应后溶液中n(Fe3＋)＝(0.1－2×0.03) mol＝0.04 mol，故溶液中Cu2＋与Fe3＋的物质的量之比为3∶4.
〖答案〗C
4．“神七”飞天，标志着中国的航空铝材处于世界领先行列．下列关于铝合金的说法中，错误的是 ( )
A．铝合金是一种混合物，它比纯铝的熔点低
B．高温铝液易被氧化，铝合金应在熔剂层覆盖下熔炼
C．镁铝合金耐腐蚀，但能被烧碱腐蚀
D．镁铝合金在冷的浓H2SO4中钝化
〖解析〗镁在冷的浓H2SO4中不发生钝化．
〖答案〗D
5．将a g铁和氧化铁的混合物加入足量的盐酸中充分反应后，固体无剩余，测得参加反应的HCl为0.08 mol，放出标准状况下气体0.224 L．则下列判断中正确的是 ( )
A．原混合物中n(Fe)∶n(Fe2O3)＝2∶1 B．向溶液中滴入KSCN溶液，显红色
C．无法计算原混合物的质量a D．此时溶液中Fe2＋和Fe3＋的物质的量之比为3∶1
〖解析〗因为Fe3＋和H＋的氧化性强弱顺序为Fe3＋>H＋，所以当产生氢气时，Fe3＋已经全部被还原为Fe2＋，故向溶液中滴入KSCN溶液，溶液不变红，B、D错误；根据题目给出的数据，可以计算出n(Fe)＝0.02 mol，n(Fe2O3)＝0.01 mol，故A正确，C错误．
〖答案〗A
6．把a g铁铝合金粉末溶于足量的盐酸中，加入过量NaOH溶液．过滤出沉淀，经洗涤、干燥、灼烧，得到红棕色粉末的质量仍为a g，则原合金中铁的质量分数为( )
A．70% B．52.4% C．47.6% D．30%
〖解析〗原物质为Fe和Al，红棕色固体为Fe2O3，两者质量相等，说明Al与Fe2O3中氧元素质量相等，而Fe2O3中含铁70%，所以原固体中铁的质量分数也为70%.
〖答案〗A
7．用一定量的铁与足量的稀H2SO4及足量的CuO制成单质铜，有人设计以下两种方案：①FeH2Cu ②CuOCuSO4Cu 若按实验原则进行操作，则两者制得单质铜的量的比较中，正确的是 ( )
A．①多 B．②多 C．相等 D．无法判断
〖解析〗①中在H2还原CuO之前应先通入一段时间的H2，故②中制得的单质铜较多．
〖答案〗B
8．向一定量的Cu、Fe2O3的混合物中加入300 mL 1 mol/L的HCl溶液，恰好使混合物完全溶解，所得溶液中加入KSCN溶液后无红色出现，若用过量的CO在高温下还原相同质量的此混合物，固体的质量减少了 ( )
A．6.4 g B．4.8 g C．2.4 g D．1.6 g
〖解析〗本题可按照盐酸中的氢与氧化铁中的氧结合成H2O的方法计算，HCl为0.3 mol，则结合的氧原子为0.15 mol，减少的质量就是氧原子的质量：0.15 mol×16 g/mol＝2.4 g.
〖答案〗C
9．钛和钛的合金被誉为“21世纪最有发展前景的金属材料”，它们具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工，尤其是钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”．根据它们的主要性能，下列用途不切合实际的是 ( )
A．用来做保险丝 B．用于制造航天飞机
C．用来制造人造骨 D．用于家庭装修，做钛合金装饰门
〖解析〗由于钛和钛的合金密度小、可塑性好，因此可用于航天领域，B正确；由于钛和钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”，可与人体的组织相容，不引起排异反应，因此可以用来制造人造骨，C正确；由于其密度小、可塑性好、易于加工，因此可用于家庭装修，做钛合金装饰门，D正确；由于其熔点高，不适合做保险丝，A错误．
〖答案〗A
10．某学生设计了如图所示的方法，鉴定盐A的组成成分．由此分析，下列结论中正确的是 ( )
A．A中一定有Fe3＋ B．C中一定有Fe3＋
C．B为AgI沉淀 D．A一定为FeBr2溶液
〖解析〗HNO3具有强氧化性，可氧化Fe2＋产生Fe3＋，A中不一定有Fe3＋，A不正确；C与KSCN溶液生成红色溶液，说明C中含Fe3＋，B正确；AgI为黄色沉淀，C不正确；A可能是FeBr3溶液、FeBr2溶液或二者的混合物，D不正确．
〖答案〗B
11．将Fe和Cu的混合粉末加入到100 mL 4 mol/L稀硝酸中充分反应后：
(1)若反应后有Cu剩余，则此溶液中一定有的阳离子是__________，可能有的阳离子是________．(不考虑水电离出的H＋，下同)
(2)若反应后的溶液中有Fe3＋，则溶液中一定含有的阳离子是________，可能含有的阳离子是________．
(3)如果反应后的溶液中无金属剩余，则加入金属粉末的最大质量应小于________．
(4)如果加入的Fe和Cu的质量比为7∶8，则使HNO3完全反应的金属粉末的最小质量为________．
〖解析〗稀HNO3与铁和铜反应时，①与Fe反应生成Fe2＋；②与Cu反应生成Cu2＋；③与Fe2＋反应生成Fe3＋.
(1)?
第一课时 钠的性质
复习目标：
1、掌握钠及碱金属的物理、化学性质。
2、掌握焰色反应实验原理及方法。
基础知识：
一、钠的性质
1、物理性质
银白色金属、很柔软、密度比水小、熔点低、易导热、导电
2、存在
自然界中只能以化合态的形式存在，以NaCl为主，还有Na2SO4、Na2CO3、NaNO3等。
3、保存
密封保存，少量的钠通常保存在煤油里。
4、用途
制取Na2O2等化合物，钠、钾合金（常温下为液态）做原子反应堆的导热剂，还原金属，做电光源等。
5、化学性质
（1）钠与水的反应
现象及解释：浮、熔、响、游、红五个字来记忆。
①钠投入水中并浮在水面上——密度小于水。
②钠立即跟水反应，并放出热量，发出嘶嘶声，产生气体。
③同时钠熔成一个闪亮的小球并在水面上向各方向迅速游动最后消失——熔点低。
④反应后的水溶液使酚酞变红——与水反应生成NaOH。
反应方程式：
2Na+2H2O=2NaOH+H2↓
实质：置换水中的氢。
拓展：
①钠投入到盐酸中（0.1mol的钠投入到50ml，1mol/L的HCl溶液中，产生多少氢气？为什么？）
②钠投入到NaCl溶液中发生什么反应。
③钠投入到饱和NaCl溶液中有什么现象。
④钠投入NH4Cl溶液反应方程式是？
⑤钠投入CuSO4溶液中，现象： ，方程式： 。 【例1】
（2）钠与盐在熔融状态下的反应
4Na+TiCl4(熔融)=Ti+4NaCl
（3）钠与氧气反应
常温：4Na+O2=2Na2O
点燃：2Na+O2=Na2O2
钠在空气中变化过程：
【例2】
（4）钠与其他非金属反应
钠具有很强的还原性，能和很多非金属发生反应，如：S、Cl2等
二、碱金属元素（Li、Na、K、Ru、Cs、Fr）
1、原子结构
（1）相似性：最外层均为1个电子，易失去一个电子
（2）递变性：核电荷数依次增多，电子层数依次增多，原子半径依次增大，失电子能力依次增强，活泼程度增强
2、元素性质
（1）相似性：均为活泼金属元素，最高正价均为+1价
（2）递变性：失电子能力依次增强，金属性依次增强
3、单质性质
（1）相似性：均具强还原性，均具轻、软、易熔的特点
（2）递变性：还原性依次增强，密度趋向增大，熔沸点依次降低（原因，可与卤素对比），硬度趋向减小
4、化合物性质
（1）相似性：氢氧化物均为强碱
（2）递变性：氢氧化物的碱性依次增强
【碱金属的性质规律与特例】
（1）通常合金多呈固态，而钠钾合金却是液态。
（2）碱金属单质在空气或氧气中燃烧时，生成过氧化物甚至比过氧化物更复杂的氧化物，而Li只生成Li2O。
（3）碱金属单质密度一般随核电荷数增大而递增，但K的密度比Na小。
（4）碱金属单质一般跟水剧烈反应，但Li跟水反应缓慢（LiOH溶解度小）。
（5）碱金属单质因其活动性强，多保存在煤油中，而Li却因密度比煤油更小，只能保存在液体石蜡中。
（6）碱金属的盐一般都易溶于水，但Li2CO3却微溶。
（7）一般说，酸式盐较正盐溶解度大，但NaHCO3却比Na2CO3溶解度小。
（8）试剂瓶中的药品取出后，一般不能放回原瓶，但IA金属Na、K等除外。
（9）一般活泼金属能从盐中置换出不活泼金属，但对IA非常活泼的金属Na、K等除外。如：2Na+CuSO4+2H2OCu(OH)2↓+H2↑+Na2SO4。
（10）Fr是放射性元素，所以在自然界中不存在。
三、焰色反应
许多金属或他们的化合物在燃烧时火焰呈现出特殊的颜色，这在化学上叫焰色反应。这是一种物理变化，是某种元素的性质。钠是黄色 ，钾是紫色（透过蓝色钴玻璃）
用品：铂丝（或铁、铬、镍、钨等）、酒精灯（或煤气灯）、试剂。
步骤：①铂丝在火焰上灼烧至原火焰色。
②蘸取溶液（沾取固体）放在火焰上灼烧，观察火焰颜色，观察钾火焰颜色要透过蓝色的钴玻璃去观察。
③盐酸洗铂丝。
④铂丝在火焰上灼烧至原火焰色（如不能灼烧至原火焰色，则需再酸洗，再灼烧）。⑤再蘸取（沾取）另外化学药品进行实验。
例题精讲：
【例1】将金属钠分别投入下列物质的溶液中，有气体放出，且溶液质量减轻的是（ ）
A．HCl B．K2SO4 C．CuCl2 D．饱和NaOH溶液
〖答案〗CD
【注意】活泼性很强的金属（如Na、K、Ca）与酸、碱、盐的反应实质都是与H+反应置换氢气，然后发生其他相关的物理、化学变化。特别是与盐的反应，不可能置换其他金属。
【例2】将一块银白色金属钠放在空气中发生一系列斌华：表面迅速变暗→“出汗”→变成白色固体（粉末），下列有关叙述不正确的是 （ ）
A．表面迅速变暗是因为钠与空气中的氧气发生反应生成了氧化钠
B．“出汗”是因为生成的氢氧化钠吸收空气中的水蒸气在表面形成了溶液
C．最后变成了碳酸钠粉末
D．该过程中所有的化学反应均为氧化还原反应
课后练习：
1．下列关于钠的说法不正确的是 ( )
A．金属钠和氧气反应，条件不同，产物不同
B．钠钾合金通常状况下呈液态，可作原子反应堆的导热剂
C．钠的化学活泼性很强，少量的钠可保存在有机溶剂CCl4中
D．由于钠比较活泼，所以它能从溶液中置换出金属活动顺序表中钠后面的金属
〖解析〗4Na+O2=Na2O，2Na2O+O2=Na2O2，A正确；B的说法是正确的，这是钠的重要用途之一；钠的保存原则是将钠与空气和水隔绝，故应保存在密度小于钠的有机溶剂中，ρ(CCl4)>ρ(Na)，故C不正确；盐溶液中的金属阳离子周围有一定数目的水分子包围着，不能和钠直接接触，另外，钠跟水反应速率很快，故不能从盐溶液中置换出金属。
〖答案〗C、D
2．(2009·上海高考)9.2 g金属钠投入到足量的重水中，则产生的气体中含有 ( )
A．0.2 mol中子 B．0.4 mol电子 C．0.2 mol质子 D．0.4 mol分子
〖解析〗由化学反应方程式：2Na＋2D2O===2NaOD＋D2↑，可知9.2 g金属钠完全反应产生0.2 mol D2，一个D原子中含1个质子、1个电子、1个中子，故0.2 mol D2中就含有0.4 mol质子、电子和中子．
〖答案〗B
3．(2010·潍坊模拟)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．②⑤ B．①②③ C．①④⑤ D．④⑤
〖解析〗金属钠熔点低，放在燃烧匙里加热，先熔化为光亮的小球，在空气中燃烧，火焰呈黄色，燃烧后生成浅黄色的Na2O2.
〖答案〗C
4．(2010·洛阳模拟)2008年9月27日，宇航员翟志刚成功完成中国历史上首次太空行走，使中国成为第三个独立掌握出舱活动技术的国家．宇航员出舱时，呼吸所需的氧气主要来自太空服中的呼吸面具．下列物质在一定条件下均能产生氧气，其中最适宜用于呼吸面具中供氧的是 ( )
A．HNO3 B．H2O2 C．KClO3 D．Na2O2
〖解析〗Na2O2和呼吸气中的CO2、H2O可反应产生O2，适宜做呼吸面具中的供氧剂．
〖答案〗D
5．实验是人为的再现物质的变化过程，因此实验过程中要注意控制温度、压强、溶液的浓度等条件，因为同样的反应物在不同的条件下，会有不同的反应．下列各组中的两物质相互反应时，若改变反应条件(温度、反应物用量比)，化学反应的本质并不改变的是 ( )
A．Na和O2 B．NaOH和CO2 C．Na2O2和CO2 D．木炭(C)和O2
〖解析〗钠与氧气在常温和加热条件下产物分别为氧化钠和过氧化钠；NaOH和CO2，相对用量不同可生成碳酸钠(碱过量)或碳酸氢钠(CO2过量)；C和O2反应时也与相对用量有关，生成CO(氧气不足)或CO2(氧气过量)。
〖答案〗C
6．(2010·汕头模拟)将4.34 g Na、Na2O、Na2O2的混合物与足量的水反应，在标准状况下得到672 mL混合气体，将混合气体通电后恰好完全反应，则Na、Na2O、Na2O2的物质的量之比为 ( )
A．4∶3∶2 B．1∶2∶1 C．1∶1∶2 D．1∶1∶1
〖解析〗根据化学方程式2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑、2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑、O2＋2H22H2O计算可知，Na与Na2O2物质的量之比为2∶1，只有A项符合．
〖答案〗A
7．将少量金属钠分别投入下列物质的水溶液中，有气体放出，且溶液质量减轻的是[ ]
A．HCl B．NaOH C．K2SO4 D．CuSO4
〖解析〗少量钠投入上述四种物质的水溶液中，均有H2产生，故都满足题目的第一个条件“有气体放出”，而反应后“溶液质量减轻”是指投入的金属钠的质量小于脱离溶液的物质的质量。在A、B、C三个选项中一只有H2放出，故溶液质量是增加的。D选项中由于Na与H2O反应生成的NaOH还能继续与CuSO4反应析出Cu(OH)2沉淀：2Na+CuSO4+2H2O=Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑，反应后溶液质量减轻。
〖答案〗D
8．将4.6 g钠与1.6g硫粉迅速混合起来，并放在石棉网上加热，反应后生成的固体是[ ]
A、黄色固体混合物 B、硫与硫化钠 C、过氧化钠与硫化钠 D、氧化钠与硫化钠
〖解析〗在加热条件下，钠既能与硫化合生成Na2S，也能与空气中的氧气反应生成Na2O2，而钠又是过量的，所以除生成Na2S外还有Na2O2生成。
〖答案〗 A、C
9． A、B、C、D、E五种物质都含有同一元素，它们按下图所示关系相互转化，已知A为单质。
（1）写出A～E的化学式
（2）分别写出有关反应的化学方程式，其中属于氧化还原反应的，请标出电子转移的方向和数目
①A→B：________ ②A→C：________
③A→D：________ ④C→D：________ ⑤C→E：________ ⑥D→E：________
〖答案〗 （1） Na、Na2O、Na2O2、NaOH、Na2CO3
〖实验探究〗钠与盐溶液反应
钠与CuSO4、Fe2(SO4)3溶液反应，先与水发生反应，然后发生盐与碱的反应。
钠与硫酸亚铁溶液反应很难完整地观察到反应全过程的有关现象。有人用如图所示的装置进行实验改进：先向试管内新制备的硫酸亚铁溶液的液面上覆盖一层汽油，然后将试管放入盛有热水的烧杯中，待试管中汽油层消失后，往试管中投入一小粒金属钠，并迅速塞上带有导管的单孔橡胶塞。
（1）实验中汽油的作用是 。
（2）加入钠后观察到液面上有大量气泡逸出，溶液中有 沉淀生成。
（3）如果往试管中加入汽油后立即投入钠粒，可能发生爆炸，其原因是 。
（4）写出钠与硫酸亚铁溶液反应的离子方程式 。
【解析】(1)由于Fe(OH)2极易被氧化，要完整地观察到钠与硫酸亚铁溶液反应的有关现象，务必要将反应体系中的空气排净。汽油具有挥发性且不溶于水，它的作用是受热时变为蒸气，可以将试管内的空气排净。
（2）金属钠投入硫酸亚铁溶液中，首先与溶液中的水反应生成NaOH和H2，然后生成的NaOH再与硫酸亚铁反应产生白色沉淀Fe(OH)2。
（3）由于钠与水反应剧烈且放出大量的热量，使生成的H2、汽油和试管里的空气混合，易燃烧发生爆炸。
（4）Na与FeSO4反应的化学方程式为：2Na+FeSO4+2H2O=Fe(OH)2↓+Na2SO4+H2↑，
离子方程式为：2Na+Fe2++2H2O=Fe(OH)2↓+2Na++H2↑
【答案】（1）受热时气化，其蒸气将反应体系中的空气排净，起保护生成的Fe(OH)2不被氧化为Fe(OH)3的作用
（2）白色
（3）钠与水反应剧烈，放出大量的热量，使生成的H2、汽油和试管里的空气混合，易燃烧发生爆炸
（4）2Na+Fe2++2H2O=Fe(OH)2↓+2Na++H2↑
第三章 金属及其化合物
第二课时 钠的化合物
复习目标：
1、掌握钠的氧化物、碳酸钠、碳酸氢钠等化学性质。
2、掌握钠及其化合物相关的计算。
3、了解钠及化合物的探究性实验。
基础知识：
一、钠的氧化物的性质比较
物质
氧化钠（Na2O）
过氧化钠（Na2O2）
颜色状态
类别
化合价
电子式
制取方程式
化学键类型
与水反应
与CO2反应
与盐酸反应
主要用途
1、Na2O2的强氧化性、漂白性
－1价介于氧的两种较稳定化合价0价和－2价之间，因此Na2O2既可以在一定条件下获得电子表现氧化性（如与SO2、Fe2+、品红等反应），也可以在一定条件下失去电子表现还原性（如与H+和MnO4(反应），还可以在一定条件下发生歧化反应（如与H2O、CO2等反应）；但以氧化性为主。
①Na2O2与SO2反应：Na2O2+SO2 Na2SO4
②Na2O2投入FeCl2溶液中，可将Fe2+氧化成Fe3+，同时生成Fe(OH)3沉淀： 3Na2O2+6FeCl2+6H2O2FeCl3+4Fe(OH)3↓+6NaCl。
③Na2O2投入氢硫酸中，可将H2S氧化成单质硫，溶液变浑浊： Na2O2+H2S2NaOH+S↓。
④Na2O2投入品红溶液中，可使品红溶液褪色(褪色原理与SO2不同)。
2、有关Na2O2与H2O、CO2反应的重要关系
2CO2+2 Na2O2=2 Na2CO3 +O2
2H2O+2 Na2O2=4 NaOH +O2
（1）物质的量关系
无论是H2O或CO2得单一物质还是二者的混合物，通过足量的Na2O2时，H2O或CO2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）通过足量的Na2O2时，气体体积的减少量等于原混合气体体积的1/2，也等于生成氧气的量。
（3）电子转移关系
当Na2O2与H2O、CO2反应时，物质的量关系为2Na2O2 ∽ H2O ∽ 2e- 。
（4）固体质量关系
相当于固体（Na2O2）只吸收了CO2中的“CO”或H2O中的“H2”，可以看作发生相应的反应： CO+ Na2O2= Na2CO3； H2+Na2O2=2 NaOH （实际两反应不能发生）。
（5）先后顺序关系
一定量的Na2O2与一定量的CO2和H2O（g）的混合物反应，可视为Na2O2先与CO2反应，待CO2反应完全后， 再与H2O（g）发生反应。 【例1】
二、碳酸钠、碳酸氢钠
1、碳酸钠、碳酸氢钠主要性质比较及鉴别
名称
化学式
俗名
水溶液酸碱性
类别
颜色、状态
水溶性
与盐酸反应及速率
热稳定性
用途
相互转化
（1）热稳定性不同。分别加热少量固体，若发生分解反应，将产生的气体通入澄清的石灰水中，石灰水变浑浊的原试剂是NaHCO3，另一个为Na2CO3。
（2）和酸反应速率不同。分别取一定质量的固体，加入等浓度、等体积的盐酸，反应快、产生气体多的为NaHCO3，另一个为Na2CO3。
（3）阴离子不同。分别取其稀溶液，滴加氯化钡稀溶液或CaCl2溶液，产生沉淀的原试剂为Na2CO3，另一个为NaHCO3。
（4）溶液的酸碱性。测其稀溶液(0.1 mol·L(1)的pH，Na2CO3溶液的pH在12左右，而NaHCO3溶液的pH在8左右。 【例2】
2、碳酸钠溶液与盐酸反应时，二者滴加的次序不同，产生的现象不同。
①向盐酸中逐滴加入Na2CO3溶液（开始时酸过量）： 2HCl+Na2CO32NaCl+CO2↑+H2O。
②若向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸（开始时酸不足）： HCl+Na2CO3NaCl+NaHCO3（无气泡），HCl+NaHCO3NaCl+CO2↑+H2O。
由以上分析可知，不同的滴加顺序产生不同的现象，这就是不用其他试剂鉴别Na2CO3溶液和盐酸的原理。 【例3】
3、 碳酸氢钠和碳酸钠的制法
（1）制取NaHCO 3的方法
①减压低温蒸干NaHCO3溶液。NaHCO3遇热易分解，其水溶液加热更易分解，所以不可能采用常压下蒸发溶剂的方法制得NaHCO3晶体。
②往饱和Na2CO3 溶液中通入CO2，过滤得到晶体。 Na2CO 3+CO 2+H2O2NaHCO 3
（2）联碱法制纯碱原理
①在饱和食盐水中通NH3饱和后，再通CO2 ：NH3+CO2+H2ONH4HCO3
②生成NH4HCO3的溶解度大，而c(Na+)也大，而NaHCO3溶解度小，故产生沉淀：NaCl+ NH4HCO3NaHCO3↓+NH4Cl，
总方程式：NaCl+NH3+CO2+H2ONaHCO3↓+NH4Cl。
③将析出沉淀加热，制得Na2CO3（纯碱）
注意：不能先通入CO2达饱和后再通入NH3，因为CO2在水中的溶解度很小(1∶1)，即使通入过量的NH3，所生成的NaHCO3、NH4Cl也很少，这样就无法制取NaHCO3。 【例4】
三、氢氧化钠
1、NaOH为强碱，具有碱的通性。
2、CO2与NaOH溶液反应的计算
①CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
②CO2+ Na2CO3+ H2O =2NaHCO3
③CO2+NaOH=NaHCO3（①②之和）
反应情况
生成物
<1:2
NaOH过量，只发生①
Na2CO3、过量NaOH
=1:2
恰好按①反应
Na2CO3
1:2< < 1
①、均有
Na2CO3、NaHCO3
=1:1
恰好按③反应
NaHCO3
>1:1
按③反应，CO2有剩余
NaHCO3
【例5、6】
例题精讲：
【例1】向含有Na2O2的密闭容器中通入一定量O2与C2H6的混合气体后，用电为花引燃，直至所有物质间的反应完全为止，冷却至室温后，容器内压强似近为零。
（1）若通过的O2和C2H6的体积比在最小值所发生的化学反应的总方程式：
Na2O2+C2H6+O2→
（2）当Na2O2的质量为2.34g时，通入的O2的物质的量的最大值为_____mol.
（3）当通入的气体为1molC2H6和xmolO2时，Na2O2的物质的量为____mol（有含X的表达式表示）。
（4）在右图中画了生成三种产物的总物质的量y(mol)随通入O2的物质的量xmol的不同而变化的函数图象。
（5）当Na2O2与O2的物质的量相等时，各产物的物质的量之和为___mol。
〖答案〗（1）5Na2O2+C2H6+O2→2Na2CO3+6NaOH
（2）0.09
【例2】（09年海南化学·3）除去NaHCO3溶液中混有的少量Na2CO3可采取的方法是：
A．通入二氧化碳气体 B．加入氢氧化钡溶液
C．加入澄清石灰水 D．加入稀盐酸
〖答案〗A
〖解析〗除杂方法要操作简便、效果好、不带来新的杂质、保留非杂质成份。溶液中可用这样的方法： Na2CO3 + H2O + CO2 = 2NaHCO3。
【例3】实验室有甲、乙两瓶无色溶液，其中一瓶是稀盐酸，另一瓶是碳酸钠溶液。为测定甲、乙两瓶溶液的成分及物质的量浓度，进行以下实验：
①量取25.00mL甲溶液，缓慢滴入乙溶液15.00mL，共收集到224mL（标准状况）气体
②量取15.00mL乙溶液，缓慢滴入甲溶液25.00mL，共收集到112mL（标准状况）气体。
（1）判断：甲是 溶液，乙是 溶液。
（2）写出实验2中所发生反应的离子方程式。
（3）求甲、乙溶液的物质的量浓度。
【答案】（8分）（1）甲：稀盐酸（1分）；乙：碳酸钠（1分）
（2）CO32—+H+→HCO3—（1分）；HCO3—+H+→CO2↑+H2O（1分）
（3）0.8mol/L（2分）；1.0mol/L（2分）
【例4】（2010安徽卷）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)
①Na2O1 ②Na2O ③Na2CO3 ④NaCl
A.①>②>③>④ B.①>②>④>③
C.①=②>③>④ D.①=②>③=④
【答案】A
【解析】①②溶于水，溶质都是0.02moL,但前者有氧气生成，因此氢氧根浓度大，有①>②;③中碳酸根水解使得阴离子浓度稍大于④。因此有A正确。
【例5】在1.00L 1mol/L氢氧化钠溶液中通入16.8L标准状况下的CO2气体，所得的溶液中含有的溶质是（ ）
A．Na2CO3 B．NaHCO3
C．Na2CO3和NaHCO3 D．NaOH、Na2CO3和NaHCO3
【答案】 C
【例6】（2010上海卷）将0.4gNaOH和1.06g Na2CO3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
〖答案〗C
〖解析〗此题考查了元素化合物、图像数据的处理知识。向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加盐酸时，首先和NaOH反应生成水和氯化钠，当滴入0.1L时，两者恰好反应完全；继续滴加时，盐酸和Na2CO3开始反应，首先发生：HCl+ Na2CO3= NaHCO3+NaCl，不放出气体，当再加入0.1L时，此步反应进行完全；继续滴加时，发生反应：NaHCO3+HCl =NaCl+H2O+CO2↑；此时开始放出气体，分析图像，可知选C。
易错警示：解答此题的易错点是，不能准确理解向碳酸钠溶液中滴加盐酸的反应。是分步进行的，首先发生的是HCl+ Na2CO3= NaHCO3+NaCl；进行完全后，再发生：NaHCO3+HCl =NaCl+H2O+CO2↑
课后练习：
1．物质的量均为1 mol的下述物质，长期放置于空气中(最终物质不考虑潮解情况)，最后质量增加的大小关系是 ( )
①氧化钠 ②过氧化钠 ③氢氧化钠 ④亚硫酸钠
A．①＝③>②>④ B．①>②>④>③ C．③>①＝②>④ D．④>③>②>①
〖解析〗根据变化计算增重：
①Na2ONa2CO3、②Na2O2Na2CO3、③NaOHNa2CO3、④Na2SO3Na2SO4.
〖答案〗B
2．使5.6 L CO2气体迅速通过Na2O2固体后得到4.48 L(标准状况下)气体，这4.48 L气体的质量是 ( )
A．6.4 g B．8.2 g C．6.2 g D．8.8 g
〖解析〗由差量法得出5.6 L CO2没有完全反应，只消耗了0.1 mol CO2，相当于损失了0.1 mol CO的质量，0.25 mol×44 g/mol－0.1 mol×28 g/mol＝8.2 g，B正确．
〖答案〗B
3．在相同条件下，总质量为2 g的CO和H2的混合气体，在O2中完全燃烧后全部通过足量的Na2O2固体，则固体质量增加 ( )
A．2 g B．1 g C．18 g D．无法计算
〖解析〗2CO＋O22CO2、2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2，将两化学反应方程式相加得：CO＋Na2O2===Na2CO3，即被CO“吸收”的O2又在下一个反应中完全“释放”了，相当于CO全部进入Na2O2固体中，即固体增加的质量就是CO的质量．同理：将2H2＋O22H2O、2H2O＋2Na2O2===4NaOH＋O2↑相加得：H2＋Na2O2===2NaOH，即固体增加的质量就是H2的质量．
〖答案〗A
4．(2009·惠州调研)有两个分别装有Na2CO3和NaHCO3固体的试剂瓶，因标签失落而无法区分．有4位同学为鉴别它们，分别设计了下列四种不同的方法，其中可行的是 ( )
A．分别取样配成溶液，再加入澄清石灰水，观察是否有沉淀生成
B．分别取样后，加入相同浓度和相同体积的稀盐酸，观察反应的快慢
C．分别取样加热，再检验是否有使澄清石灰水变浑浊的气体产生
D．分别取样配成溶液，在火焰上灼烧，观察火焰的颜色
〖解析〗Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH、2NaHCO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，现象相同，A项错误；Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑、NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑，因为盐酸的量不确定，很难观察气泡的产生速率，B项错误；2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O，C项正确；焰色反应都是Na元素的现象，均呈黄色而不能鉴别，D项错误．
〖答案〗C
5．(2009·长安一中质检)已知锂及其化合物的许多性质与碱金属差异较大，却与镁相似．下面有关锂及其化合物的叙述不正确的是 ( )
A．碳酸锂受强热很难分解
B．碳酸锂的溶解度比碳酸氢锂的小
C．锂在过量氧气中燃烧，主要产物是氧化锂而不是过氧化锂
D．锂可以与氮气化合生成氮化锂(Li3N)
〖解析〗因为MgCO3煅烧分解成MgO和CO2，由题意知，Li2CO3受热也易分解．
〖答案〗A
6．下述对焰色反应实验操作注意事项的说明，正确的是 ( )
①钾的火焰颜色要透过蓝色钴玻璃观察
②先将铂丝灼烧到与原来火焰的颜色相同，再蘸取被检验的物质
③每次实验后，要将铂丝用盐酸洗净
④实验时最好选择本身颜色较浅的火焰
⑤没有铂丝时，也可以用光洁无锈的铁丝代替
A．仅有③不正确 B．仅有④不正确 C．仅有⑤不正确 D．全对
〖解析〗焰色反应是通过观察火焰颜色来检验离子存在的实验，实验时所用火焰和所用金属丝在灼烧时都不应该有很明显的颜色，否则将无法观察到被检验离子的真实焰色反应情况．观察钾的火焰颜色时要透过蓝色钴玻璃，目的是为了滤去钠的黄光．
〖答案〗D
7．碱金属元素是周期性表现得最鲜明和最规律的一族元素．下列说法正确的是( )
A．单质都能浮在水面上，都能保存在煤油中
B．单质在空气中燃烧时，都生成过氧化物
C．单质都不能在自然界中稳定存在
D．单质都是强还原剂，其阳离子都具有强氧化性
〖解析〗Rb、Cs密度比水大，Li的密度比煤油小，A不正确；Li燃烧只能生成Li2O，B不正确；碱金属单质是强还原剂，但其阳离子具有弱氧化性．
〖答案〗C
8．有A、B两个完全相同的装置，某学生分别在它们的侧管中装入1.06 g Na2CO3和0.84 g NaHCO3，A、B中分别有10 mL相同浓度的盐酸，将两个侧管中的物质同时倒入各自的试管中，下列叙述正确的是( )
A．A装置的气球膨胀速率大
B．若最终两气球体积相同，则盐酸的浓度一定大于或等于2 mol/L
C．若最终两气球体积不同，则盐酸的浓度一定小于或等于1 mol/L
D．最终两试管中Na＋、Cl－的物质的量一定相同
〖解析〗n(Na2CO3)＝＝0.01 mol，
n(NaHCO3)＝＝0.01 mol，
当两者恰好与盐酸反应时都生成0.01 mol CO2，两者与盐酸反应的化学方程式为：
Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑
NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑
若最终两气球体积相同，则NaHCO3与盐酸反应快，膨胀速率大，消耗盐酸0.01 mol，而Na2CO3与盐酸反应速率小，消耗盐酸0.02 mol，故盐酸浓度应大于或等于＝2 mol/L；若最终两气球体积不同，则盐酸的浓度应小于2 mol/L.
〖答案〗B
9．下列有关碱金属铷(Rb)的叙述正确的是 ( )
A．灼烧氯化铷时，火焰呈无色 B．硝酸铷是离子化合物，易溶于水
C．钠、钾、铷三种单质与水反应铷最缓慢 D．氢氧化铷是弱碱
〖解析〗焰色反应是某些金属元素的性质，碱金属元素的火焰都呈特殊的颜色，A项不正确；硝酸铷和硝酸钠性质相似，都是离子化合物，都易溶于水，B项正确；Na、K、Rb随核电荷数的递增，金属性逐渐增强，与水反应越来越剧烈，氢氧化物碱性越来越强，故铷比Na、K更剧烈，氢氧化铷是强碱，C、D不正确．
〖答案〗B
10．向某二价金属M的M(OH)2溶液中加入过量的NaHCO3溶液，生成了MCO3沉淀，过滤，将沉淀置于足量的稀盐酸中，充分反应后，在标准状况下收集到V L气体，如果计算金属M的相对原子质量，你认为还必须提供下列哪项数据 ( )
A．M(OH)2溶液的物质的量浓度 B．与MCO3反应的盐酸的物质的量浓度
C．MCO3的质量 D．题给条件充足，不需要再补充数据
〖解析〗M＝，根据标准状况下收集到V L气体CO2可知M(OH)2或MCO3的物质的量，因此还需要一个质量数据，C项符合要求．
〖答案〗C
11．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)，加入适量的Ba(OH)2溶液，过滤
〖解析〗D项不正确，因为Na2CO3溶液也能和Ba(OH)2溶液反应生成BaCO3，即CO＋Ba2＋===BaCO3↓
〖答案〗D
12．(2010·湖北重点中学模拟)Cs是稳定的核电荷数最大的碱金属元素，下列关于铯及其化合物的叙述，正确的是 ( )
A．铯与冷水反应十分平缓并生成H2
B．铯与硫酸反应，生成CsSO4与H2
C．铯的氧化物可直接与水反应生成CsOH
D．铯在空气中燃烧生成Cs2O
〖解析〗铯非常活泼与冷水剧烈反应产生H2，A不正确；铯与H2SO4反应，生成Cs2SO4与H2，B不正确；铯在空气中燃烧生成的氧化物较复杂，不是Cs2O，D不正确．
〖答案〗C
13．2.1g CO和H2组成混合气体与足量的O2充分反应后，立即通入足量的Na2O2固体中，固体质量增加 ( )
A、2.1g B、3.6 g C、7.2 g D、不可确定
〖答案〗 A
14． 根据图示回答，经数小时后，U形管A、B两处的液面会出现下列哪种情况(实验装置足以维持实验期间小白鼠的生命活动，瓶口密封，忽略水蒸气和温度变化对实验结果的影响) ( )
A、A处上升，B处下降 B、A、B两处都下降
C、A处下降，B处上升 D、A、B两处都不变
〖解析〗小白鼠吸收，呼出，呼出的被溶液吸收，导致内压减小，故A处下降、B处上升。
〖答案〗C
15．某干燥粉末可能由Na2O、Na2O2、Na2CO3、NaHCO3、NaCl中的一种或几种组成。将该粉末与足量的盐酸反应，有气体X逸出，X通过足量的NaOH溶液后体积缩小(同温、同压下测定)。若将原来混合粉末在空气中用酒精灯加热，也有气体放出，且剩余固体的质量大于原混合粉末的质量，下列判断正确的是( )
A．粉末中一定有Na2O、Na2O2、NaHCO3 B．粉末中一定不含有Na2CO3和NaCl
C．粉末中一定不含有Na2O和NaCl D．无法肯定粉末里是否含有Na2CO3和NaCl
〖解析〗与盐酸反应产生气体的物质可能有Na2O2、Na2CO3和NaHCO3，气体X通过足量的NaOH溶液后体积缩小(而不是气体全部消失)，说明X由O2和CO2组成，原粉末中Na2O2、Na2CO3和NaHCO3至少有一种一定存在。将原混合粉末加热，有气体放出，说明混合物中一定有NaHCO3，但NaHCO3受热分解会使混合物粉末质量减少，而实际剩余固体的质量都增加了，原因只能是发生了反应：。综上分析，混合物中有Na2O、Na2O2、NaHCO3，无法确定混合物中是否有Na2CO3和NaCl。
〖答案〗A、D
16．(16分)某化学兴趣小组同学用实验室中一瓶久置的NaOH固体做了以下实验：先称取13.3 g NaOH样品(杂质为Na2CO3)，配成溶液，然后向溶液中逐滴加入浓度为4 mol/L的盐酸，再根据生成CO2的体积计算出Na2CO3的质量，从而进一步计算出样品中变质NaOH的质量．
请回答下列问题：
(1)该实验的目的是________________________________________________．
(2)已知20℃时，Na2CO3溶解度为21.7 g，NaOH溶解度为108.3 g.
若要将所称取的样品恰好溶解，最多需要蒸馏水______g，溶解样品所需的仪器是_ ________________．
(3)实验测得加入盐酸的体积与产生CO2的体积(标准状况)关系如图所示：
则13.3 g该样品中未变质的NaOH的质量为________；NaOH的变质程度为________(用质量分数表示)；与NaOH反应消耗的盐酸体积为________mL.
(4)根据“与NaOH反应消耗盐酸的体积”，并对照上述图象，他们从实验中还发现了什么问题？________________________________________，并由此得出了什么结论？_________________________________________________________________________.
〖解析〗(1)依据题目的叙述，可以确定该实验的目的是测定NaOH的变质程度．
(2)从20℃时Na2CO3溶解度和NaOH溶解度的数据可知，混合物中Na2CO3的含量越多需要的水越多，故假设13.3 g全部为Na2CO3时需水量为：13.3/m(H2O)＝21.7/100，解得m(H2O)＝61.3 g．溶解固体样品所需的仪器有烧杯、玻璃棒和量筒．
(3)从图示中得到二氧化碳的最大量可以计算出m(Na2CO3)，进而求出NaOH的变质程度以及与NaOH反应消耗的盐酸体积．
(4)向溶液中逐滴加入浓度为4 mol/L的盐酸，在NaOH被盐酸中和后，继续滴加盐酸未立即产生气体，说明CO与盐酸反应先生成HCO.
〖答案〗(1)测定NaOH的变质程度 (2)61.3 烧杯、玻璃棒、量筒 (3)8.00 g 39.8% 50.0 (4)NaOH被盐酸中和后，继续滴加盐酸未立即产生气体 CO与盐酸的反应是分步进行的，先生成HCO，继续滴加盐酸产生CO2
〖实验探究〗 Na2O2的性质探究实验
一、关于Na2O2与H2O、CO2反应的探究实验
【实验探究1】探究式课堂教学由于注重知识的形成过程而很好地体现了新课改的理念。某班在学习“过氧化钠的性质”时，该班同学进行了以下两个实验：
（1）提出问题
实验一的CO2能灭火，实验二的CO2为何能“点火”？
（2）假设与猜想
①Na2O2与CO2发生了反应，可能有Na2CO3生成；
②棉花燃烧，说明该反应放热，使温度达到了棉花的着火点；
③剧烈燃烧，反应中可能有 生成。
（3）设计并进行实验，观察、解释和结论
请你帮助他们完成下表：
实验步骤
实验现象
原因和结论
Ⅰ
用小矿泉水瓶收集满CO2，再向瓶中加入不同量浅黄色的Na2O2;振荡后将燃着的木条伸向瓶中
第①小组放入少量的Na2O2
木条未复燃，固体由浅黄色全部变为白色
CO2过量（或Na2O2不足），瓶中O2少CO2多，Na2O2全部发生了反应
第②小组放入的Na2O2稍多一些
木条复燃，部分固体变为白色
?
Ⅱ
两小组均用手触摸瓶的底部
瓶底发热
?
Ⅲ
两小组都各取少量白色固体于试管中，滴入稀盐酸并塞上带导管的橡胶塞，将产生的气体通入
?
有CO32-存在，说明生成物中有Na2CO3
（4）类比推理
Na2O2与H2O反应后应该有NaOH和O2生成。则向包有Na2O2的棉花上滴两滴水，棉花也应剧烈燃烧；向生成的溶液中滴入酚酞应该变红色。
（5）实验与解释
①向小烧杯（底部垫砂）中包有Na2O2的脱脂棉上滴两滴水，发现有气泡产生，杯底发热，但棉花没有燃烧，其原因可能是 ；
②向杯中的溶液滴入酚酞，溶液变红色，振荡后红色消失，其原因可能是 。
（6）联想与启示
保存Na2O2的注意事项为 。
【解析】（2）Na2O2与CO2反应除生成Na2CO3外，还生成氧气。?
（3）Ⅰ:木条复燃，说明O2多CO2少；部分淡黄色固体变为白色，说明Na2O2部分发生反应。Ⅱ：瓶底发热，说明该反应为放热反应。Ⅲ:白色固体可能是Na2CO3，与盐酸反应放出CO2，检验CO2应通入澄清石灰水中，现象是澄清石灰水变浑浊。?
（5）①棉花没有燃烧，说明反应生成的氧气少，原因可能是Na2O2部分变质或滴入的水太少；②红色消失是由于Na2O2有强氧化性。?
（6）通过上述的实验探究Na2O2易与CO2、水反应，因此保存Na2O2应注意以下两点：①要用塑料袋（或塑料桶）密封存放在干燥的阴暗处；②远离可燃物。
【答案】（2）氧气（或O2）?
（3）Ⅰ:Na2O2过量（或CO2不足），瓶中CO2少O2多，Na2O2部分发生反应 Ⅱ:该反应为放热反应 Ⅲ：澄清石灰水 澄清石灰水变浑浊?
（5）①Na2O2部分变质或滴入的水太少 ②生成的NaOH使酚酞变红色，但Na2O2有强氧化性将酚酞氧化而褪色?
（6）要用塑料袋（或塑料桶）密封存放在干燥的阴暗处，远离可燃物
二、Na2O2氧化性探究实验
【实验探究2 】 （1）写出CO2和Na2O2反应的化学方程式： 。
（2）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： 。
（3）该同学无法断定SO2和Na2O2反应中是否有氧气生成，拟使用下列装置进行实验。
装置中B的作用是 ，
D的作用是 。
（4）为确认SO2和Na2O2的反应产物，该同学设计了以下实验步骤：你认为应进行的操作按顺序排列是（填序号） 。
A.用带火星的细木条靠近干燥管口a，观察细木条是否着火燃烧
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
【解析】由于Na2O2有强氧化性，+4价的S有还原性，所以发生氧化还原反应生成Na2SO4。由于H2O和Na2O2反应生成O2，所以增加B和D两套装置。（4）中A是检验是否有O2生成，进行溶解后先加入盐酸（不能加入硝酸，因为硝酸具有强氧化性）排除SO32-的干扰，再加入氯化钡溶液，有白色沉淀生成说明有SO42-的存在。
【答案】（1）2CO2+2Na2O2= 2Na2CO3+O2
（2）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
（3）B装置用于干燥SO2气体，防止水蒸气进入C装置与Na2O2反应 D装置是为了防止空气中的水蒸气进入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
（4）A B D
〖实验探究〗 候氏制碱法的实验原理
我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”曾为世界制碱工业作出了突出贡献。以NaCl、NH3、CO2等为原料先制得NaHCO3，进而生产出纯碱。有关反应的化学方程式为：NH3+CO2+H2O=NH4HCO3; NH4HCO3+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl; 2NaHCO3 =Na2CO3+CO2↑+H2O。
Ⅰ原理分析
碳酸氢铵与饱和食盐水反应，能析出碳酸氢钠晶体的原因是 。
a.碳酸氢钠难溶于水
b.碳酸氢钠受热易分解
c.碳酸氢钠的溶解度相对较小，在溶液中首先结晶析出
Ⅱ.实验探究
（1）一位同学将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠，实验装置如下图所示（图中夹持、固定用的仪器未画出）。
回答下列有关问题：
a.乙装置中的试剂是 ；
b.丁装置中稀硫酸的作用是 ；
c.实验结束后，分离出NaHCO3晶体的操作是 （填分离操作的名称）。
（2）另一位同学用图中戊装置（其他装置未画出）进行实验。
a.实验时，须先从 管通入 气体，再从 管中通入 气体。
b.有同学建议在戊装置的b导管下端连接己装置，理由是 。
（3）请再写出一种实验室制取少量碳酸氢钠的方法： 。
【解析】（2）①甲装置是CO2的发生装置，由于盐酸易挥发，故生成的CO2气体中会含有HCl气体，乙装置的作用是除去CO2中的HCl气体，所以乙装置中的试剂是饱和碳酸氢钠溶液。丙是制备碳酸氢钠的发生装置，丁是吸收多余的NH3，防止其污染环境。从溶液中分离出NaHCO3晶体的方法是过滤。
②实验时必须先制取含氨的饱和NaCl溶液，然后使之与CO2反应。因为NH3极易溶于水，CO2在水中的溶解度不大，故先从a导管通入NH3，后从b导管通入CO2。己装置中有多孔球泡，增大CO2气体与溶液接触面积，提高了CO2在溶液中的吸收率。
（3）此题是开放性试题，制备少量碳酸氢钠方法：①用碳酸氢铵与适量的饱和食盐水反应；②往烧碱溶液中通入过量CO2；③往饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2等。
【答案】 Ⅰ.c Ⅱ.(1)饱和碳酸氢钠溶液 吸收未反应的NH3过滤
(2)a NH3 b CO2 增大CO2气体与溶液接触的面积，提高CO2在溶液中的吸收率
（3）往烧碱溶液中通入过量CO2(或往饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2等）
第三章 金属及其化合物
第三课时 铝及其化合物
复习目标：
1、掌握镁铝及其化合物之间的相互转化关系。
2、掌握铝及其化合物的探究性实验
基础知识：
一、镁的知识主线
上图的1～13中的有关化学方程式如下：
2Mg+O2=2MgO
3Mg+N2 === Mg3N2
Mg+Cl2 ==== MgCl2、Mg+2HCl=MgCl2+H2↑
MgCl2 ==== Mg+Cl2↑
MgO+H2O === Mg(OH)2
Mg(OH)2 === MgO+H2O
Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O
MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaCl
MgCO3===MgO+CO2↑
MgCO3+H2O===Mg(OH)2+CO2↑
Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3↑
Mg(OH)2+H2SO4=MgSO4+2H2O
MgSO4+2NaOH=Mg(OH)2↓+Na2SO4
二、铝的知识主线
上图1～12的有关化学方程式如下：
4Al + 3O2 =2Al2O3
2Al2O3 ==== 4Al +3O2↑
2Al + 6HCl = 2AlCl3 +3H2↑
2Al + 2NaOH + 6H2O= 2Na[Al(OH)4] +3H2↑
2Al(OH)3 ====Al2O3 + 3H2O
Al2O3 +6HCl =2AlCl3 + 3H2O
AlCl3 +3NH3·H2O + Al(OH)3↓ +3NH4Cl
Al(OH)3 +3HCl = AlCl3 + 3H2O
Na[Al(OH)] + CO2 = Al(OH)3↓ + NaHCO3
Al(OH)3 +NaOH = NA[Al(OH)4]
2KAl(SO4)2 + 6NH3·H2O = 2Al(OH)3↓ + K2SO4 +3(NH4)2SO4
三、“铝三角”及其应用
1．“铝三角”是指Al3+、Al(OH)3、 AlO2- 相互转化的三角关系。根据“铝三角”完成对应的离子方程式。
(1)Al3+→Al(OH)3
Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3 NH4+
Al3++3 AlO2- +6H2O= 4Al(OH)3↓
Al3++3OH- =Al(OH)3↓
(2)Al(OH)3 → Al3+
Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O
(3)Al3+→AlO2-
Al3++4OH-= AlO2-+2H2O
AlO2- → Al3+
AlO2- +4H+ = Al3++2H2O
(5) AlO2- →Al(OH)3
①NaAlO2溶液中通少量CO2：
2 AlO2- +CO2+3H2O = 2Al(OH)3↓+CO32-
NaAlO2溶液中通入足量CO2：
AlO2- +CO2+2H2O = Al(OH)3↓+HCO3-
②3 AlO2- +Al3++6H2O =4Al(OH)3↓
③AlO2- +H++H2O=Al(OH)3↓
(6)Al(OH)3→AlO2-
Al(OH)3+OH-= AlO2-+2H2O
2．应用
（1）制取Al(OH)3
(2)离子共存问题
Al3+与HS-、S2-、AlO2-、CO32-、HCO3-因水解相互促进而不能大量共存；
AlO2-与NH4+、Al3+、Fe3+等也不能大量共存。 【例1、2】
四、Al(OH)3的制备与试剂的选择
(1)氢氧化铝易溶于强碱而不溶于氨水，因此实验室制备氢氧化铝时一般不用氢氧化钠等强碱代替氨水，以免强碱过量时氢氧化铝溶解，或强碱不足时铝离子未完全沉淀。
(2)洗涤氢氧化铝沉淀，其目的是洗去氢氧化铝表面附着的硫酸铵等杂质。
(3)洗涤的方法是：向盛有氢氧化铝沉淀的过滤器中倒入适量蒸馏水至刚好浸没沉淀，等水自然流出后，再重复操作2~3次。 【例3】
例题精讲：
【例1】（2010上海卷）甲、乙两烧杯中分别装有相同体积、相同pH的氨水和NaOH溶液，各加入10mL 0.1 mol·L-1 AlCl3溶液，两烧杯中都有沉淀生成。下列判断正确的是
A．甲中沉淀一定比乙中的多 B．甲中沉淀可能比乙中的多
C．甲中沉淀一定比乙中的少 D．甲中和乙中的沉淀可能一样多
〖答案〗BD
〖解析〗此题考查了元素化合物知识。根据氢氧化铝的性质，其能溶于氢氧化钠但不溶于氨水，故此加入时，两烧杯中生成的都是氢氧化铝沉淀；相同体积相同pH的两溶液中的溶质氨水大于氢氧化钠，当两者均不足量时，生成的沉淀氨水多；氨水过量，氢氧化钠不足量时，生成的沉淀氨水多；氨水过量，氢氧化钠恰好时，生成的沉淀一样多；氨水和氢氧化钠都过量时，生成的沉淀氨水多；可知BD正确。
解法点拨：此题解答时，选用的是讨论法，其多用在计算条件不足，据此求解时需要在分析推理的基础上通过某些假设条件，加以讨论才能正确解答；故此在应用讨论法解题时，关键是先要分析条件与求解问题之间的联系，形成正确的解题方法。
【例2】把由NaOH、AlCl3、MgCl2三种固体组成的混合物溶于足量水中，有0.58 g白色难溶物析出，向所得溶液中逐滴加入0.5 mol/L的盐酸，加入盐酸的体积和生成沉淀的质量如下图所示：
(1)混合物中NaOH的质量是；AlCl3的质量是 ；MgCl2的质量为 。
（2）C点表示盐酸加入的体积为 。
〖解析〗分析图象中A、B、C、D点的意义：D→A表示先加10 mL HCl是中和原来过量的NaOH; A→ B表示加入20 mL盐酸与NaAlO2反应，使之全部转化成Al(OH)3沉淀；B点表示沉淀最大值，且为Mg(OH)2和Al(OH)3沉淀的混合物；B→C表示加入
盐酸使两沉淀完全溶解。再进行计算。
（1）由图象可知n(Mg2+)= 0.58g/58g/mol=0.01 mol
由 AlO2-+H++H2O = Al(OH)3↓
1 1
(30-10)×10-3×0.5 n［Al(OH)3］
所以n(Al3+)=n［Al(OH)3］=(30-10)mL×10-3L/mL×0.5 mol/L=0.01 mol
混合物中n(NaOH)=n(Mg2+)×2+n(Al3+)×4+10 mL×10-3L/mL×0.5 mol/L=0.01 mol×2+0.01 mol×4+0.005 mol=0.065 mol
故NaOH的质量0.065 mol×40 g/mol=2.6 g
MgCl2的质量0.01 mol×95 g/mol=0.95 g
AlCl3的质量0.01 mol×133.5 g/mol=1.335 g
(2)C点加入盐酸的体积为130 mL。
【例3】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：350 g ，70% H2SO4溶液，NaOH固体240 g，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→W1 g Al(OH)3
乙：铝→加H2SO4溶液→加NaOH溶液→W2 g Al(OH)3
丙： 铝→加H2SO4溶液
铝→加NaOH溶液
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 。
（3）制得Al(OH)3的最大质量是 。
〖答案〗 （1）丙 （2）W3>W1>W2 (3)520 g
课后练习：
1．实验室将9g铝粉跟一定量的金属氧化物粉末混合形成铝热剂。发生铝热反应之后，所得固体中含金属单质为18g，则该氧化物粉末可能是
?A．Fe2O3和MnO2??? B．MnO2和V2O5? C．Cr2O3和V2O5?? D． Fe3O4和FeO
〖答案〗 AD
〖解析〗9 g铝粉可以提供1mol电子，则氧化物中的金属元素每得到1mol电子对应的质量就应该是18g。 三价Fe得到1mol电子对应的质量为18.7g，四价Mn得到1mol电子对应的质量为13.8g，故A项正确。五价V得到1mol电子对应的质量为10.2g，三价 Cr得到1mol电子对应的质量为17.3g， B、C两项即使9g铝粉全部反应，所得金属单质的质量也不到18g，故都错误。Fe3O4中的铁元素得到1mol电子对应的质量为21g，二价Fe得到1mol电子对应的质量为28g，当铝粉不足时， D项正确。
2．镁和铝分别与等浓度、等体积的过量稀硫酸反应，产生气体的体积（V）与时间（t）关系如右图。反应中镁和铝的
A．物质的量之比为3：2????? B．质量之比为3：2
C．摩尔质量之比为2：3????? D．反应速率之比为2：3
〖答案〗 A
〖解析〗由图象可知，两个反应中生成的氢气一样多，说明两种金属提供的电子数目一样多，则镁、铝的物质的量之比为3：2，质量之比为4：3，故A项正确，B项错误。 镁、铝的摩尔质量之比为8：9，C项错。由图象镁、铝与硫酸反应需要的时间之比为2：3，则二者的速率之比为3：2，D项错。
3．（04年广东卷）把Ba(OH)2溶液滴入明矾溶液中，使SO全部转化成BaSO4沉淀，此时铝元素的主要存在形式是( )????????
A．Al3+????????????????????? B．Al(OH)3??????? C．AlO???????? D．Al3+和Al(OH)3
〖答案〗C
4．（04年上海卷）将表面已完全钝化的铝条，插入下列溶液中，不会发生反应的是
? A．稀硝酸?????? ? B．稀盐酸????? ?? C．硝酸铜?????? ? D．氢氧化钠
〖答案〗C
5．（04年江苏卷）铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时，反应中消耗的HCl和NaOH物质的量之比为??????
A．1:1??????????? B．2:1 ????????? C．3:1???????????? D．1:3
〖答案〗C
6．(07年上海卷，18)用一张已除去表面氧化膜的铝箔紧紧包裹在试管外壁（如右图），将试管浸入硝酸汞溶液中，片刻取出，然后置于空气中，不久铝箔表面生出“白毛”，红墨水柱右端上升。根据实验现象判断下列说法错误的是（）
A．实验中发生的反应都是氧化还原反应
B．铝是一种较活泼的金属
C．铝与氧气反应放出大量的热量
D．铝片上生成的白毛是氧化铝和氧化汞的混合物
〖答案〗D
〖解析〗红墨水柱右端上升说明反应放热，C正确；铝是一种较活泼的金属，容易被空气中的氧气所氧化变成氧化铝。通常的铝制品之所以能免遭氧化，是由于铝制品表面有一层致密的氧化铝外衣保护着。在铝箔的表面涂上硝酸汞溶液以后，硝酸汞穿过保护层，与铝发生置换反应，生成了液态金属—汞。汞能与铝结合成合金，俗称“铝汞齐”在铝汞齐表面的铝没有氧化铝保护膜的保护，很快被空气中的氧气氧化变成了白色固体氧化铝。当铝汞齐表面的铝因氧化而减少时，铝箔上的铝会不断溶解进入铝汞齐，并继续在表面被氧化，生成白色的氧化铝。最后使铝箔捏成的鸭子长满白毛。故D错。
7．（07年海南卷）下列溶液能与镁反应生成氢气的是（）
A．氯化铵溶液??? B．氢氧化钠溶液??? C．碳酸钾溶液??? D．饱和石灰水
〖答案〗A
〖解析〗氯化铵溶液水解显酸性，是因为铵根离子水解显酸性，镁与氯化铵溶液会反应，镁与水解产生的 H+ 反应产生氢气，促进了其的水解，产物变成了由氯化镁、一水合氨和氢气。
8．（07年广东理科基础卷）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，又能溶于碱
D．氧化铝只能与酸反应，不能与碱反应
〖答案〗C
〖解析〗金属及其化合物的性质，高考的重点之一，同学们要好好掌握，扎实掌握书本上的内容。
9．（06年广东卷）等量镁铝合金粉末分别与下列4种过量的溶液充分反应，放出氢气最多的是（）
A．2mol·L-1H2SO4溶液??????????????????????????? ? B．18 mol·L-1H2SO4溶液??
C．6 mol·L-1KOH溶液??????????????????????????????? D．3 mol·L-1HNO3溶液?????
〖答案〗A
10．(09福建)（13分）从铝土矿（主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质）中提取两种工艺品的流程如下：
请回答下列问题：
（1）流程甲加入盐酸后生成Al3+的方程式为_________.
（2）流程乙加入烧碱后生成SiO的离子方程式为________.
（3）验证滤液B含Fe3+，可取少量滤液并加入________（填试剂名称）。
（4）滤液E、K中溶质的主要成份是________(填化学式)，写出该溶液的一种用途________
（5）已知298K时，Mg(OH)2的容度积常数Ksp=5.6×10-12,取适量的滤液B,加入一定量的烧碱达到沉淀溶液平衡，测得PH=13.00，则此温度下残留在溶液中的c(Mg2+)=_______.
〖答案〗（1）Al2O3＋6H＋2Al3＋＋3H2O
（2）SiO2＋2OH－SiO32 －＋H2O
（3）硫氰化钾（或硫氰酸钾、苯酚溶液等合理答案：）
（4）NaHCO3；制纯碱或做发酵粉等合理答案：
（5）5.6×10-10mol/L
11. （04年天津卷）（14分）锌和铝都是活泼金属，其氢氧化物既能溶于强酸，又能溶于强碱。但是氢氧化铝不溶于氨水，而氢氧化锌能溶于氨水，生成Zn(NH3) 。??
回答下列问题：
（1）单质铝溶于氢氧化钠溶液后，溶液中铝元素的存在形式为?????????? （用化学式表示）。
（2）写出锌和氢氧化钠溶液反应的化学方程式?????????????? 。
（3）下列各组中的两种溶液，用相互滴加的实验方法即可鉴别的是??????????? 。
① 硫酸铝和氢氧化钠?? ② 硫酸铝和氨水?? ③ 硫酸锌和氢氧化钠?? ④ 硫酸锌和氨水
（4）写出可溶性铝盐与氨水反应的离子方程式??????????? 。
试解释在实验室不适宜用可溶性锌盐与氨水反应制备氢氧化锌的原因?????????? 。
〖答案〗（1）AlO
（2）Zn+2NaOH=Na2ZnO2+H2↑
（3）①③④
（4）Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH
可溶性锌盐与氨水反应产生的Zn(OH)2可溶于过量氨水中，生成Zn(NH3) ，氨水的用量不易控制
〖实验探究〗Al及其化合物的性质与实验探究
铝的化学性质比较活泼，可以与酸、碱、盐都发生反应，有的反应比较复杂可能涉及多个反应。
某课外小组对一些金属单质和化合物的性质进行研究。
（1）下表为“铝与氯化铜溶液反应”实验报告的一部分：
实验步骤
实验现象
将打磨过的铝片（过量）放入一定浓度的CuCl2溶液中
产生气泡，析出疏松的红色固体，溶液逐渐变为无色
反应结束后分离出溶液备用
?
红色固体用蒸馏水洗涤后，置于潮湿空气中
一段时间后固体由红色变为绿色［视其主要成分为Cu2(OH)2CO3］
按反应类型写出实验中发生反应的化学方程式各一个（是离子反应的只写离子方程式）
置换反应 ；
化合反应 。
（2）用石墨作电极，电解上述实验分离出的溶液，两极产生气泡。持续电解，在阴极附近的溶液中还可观察到的现象是 。解释此现象的离子方程式是 。
（3）工业上可用铝与软锰矿(主要成分为MnO2)反应来冶炼金属锰。
①用铝与软锰矿冶炼锰的原理是（用化学方程式表示） 。
②MnO2在H2O2分解反应中作催化剂。若将适量MnO2加入酸化后的H2O2溶液中，MnO2溶解产生 Mn2＋，该反应的离子方程式是 。
【解析】（1）由CuCl2溶液中Cu2+的水解使溶液呈酸性，所以会有2Al+6H+=2Al3++3H2↑，也有2Al+3Cu2+=2Al3++3Cu；单质铜在潮湿空气中由红色变为绿色，化学方程式可写成：2Cu+O2+H2O+CO2 =Cu2(OH)2CO3。
（2）用石墨作电极，电解AlCl3溶液，电解的方程式为：2AlCl3+6H2O2Al(OH)3↓+3H2↑+3Cl2↑
持续电解，电解水，阴极：2H2O+2e-=H2↑+2OH-
从而使阴极区OH-浓度增大，所以会看到有白色沉淀生成，后沉淀逐渐溶解至消失。
（3）①类似于铝热反应
②根据题意可写出离子方程式：MnO2+H2O2+2H+=Mn2++O2↑+2H2O
【答案】（1）2Al+6H+=2Al3++3H2↑或2Al+3Cu2+= 2Al3++3Cu
2Cu+O2+H2O+CO2= Cu2(OH)2CO3
（2）生成白色沉淀，后沉淀逐渐溶解至消失 Al3++3OH-=Al(OH)3↓
Al(OH)3+OH-=AlO- 2 +2H2O
（3）①3MnO2+4Al 3Mn+2Al2O3
②MnO2+H2O2+2H+= Mn2++O2↑+2H2O
【实验探究2】某研究小组探究MgCl2和AlCl3混合溶液中加入氢氧化钠溶液生成沉淀及沉淀溶解的情况，实验过程中可能用到的仪器与药品如下：
过滤装置，烧杯，滴管，0.5 mol/L MgCl2、AlCl3各100 mL，1 mol/L NaOH溶液，1 mol/L盐酸
探究一：实验开始时产生沉淀的成分
【假设一】实验开始时产生的沉淀是Mg(OH)2
【假设二】
【假设三】实验开始时产生的沉淀是Al(OH)3和Mg(OH)2
基于假设二成立，请利用下表完成实验过程：
实验步骤
预期实验现象
预期实验结论
?
?
?
?
?
?
?
?
?
探究二：何时产生氢氧化镁沉淀
实验步骤
实验现象
实验结论
①另取0.5 mol/L MgCl2、AlCl3溶液各30 mL于不同烧杯中
?
?
②向0.5 mol/L AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至刚好反应完全
产生沉淀，沉淀增多，沉淀溶解，沉淀消失
产生氢氧化铝沉淀，加过量的氢氧化钠溶液后氢氧化铝又溶解
③将MgCl2溶液全部倒入②反应后的溶液中
产生大量白色沉淀
?
请用离子方程式表示上述实验步骤③的结论：
。
由探究一、二分析可知，当向相同浓度的MgCl2、AlCl3混合溶液中滴加氢氧化钠溶液时产生沉淀及沉淀溶解情况是 。
【解析】探究一：因该实验条件下能够生成Al(OH)3和Mg(OH)2沉淀，但可能二者溶解能力不同，形成沉淀有先后，故可有三种假设：先生成Mg(OH)2沉淀、先生成Al(OH)3沉淀、两种沉淀同时生成。若假设二成立：实验开始时产生的沉淀为Al(OH)3，故可设计实验进行验证，具体见参考答案。
探究二：②反应后的溶液中含有大量AlO- 2，加入Mg2+可看到有沉淀生成，说明Mg2+与AlO- 2发生水解反应，产生Mg(OH)2和Al(OH)3沉淀；因探究一中假设二正确，由此可得出以下结论：先生成氢氧化铝沉淀，再生成氢氧化镁沉淀，最后是氢氧化铝沉淀溶解。
【答案】 探究一：实验开始时产生的沉淀是Al(OH)3
实验步骤
预期实验现象
预期实验结论
①分别取30 mL 0.5 mol/L MgCl2、AlCl3溶液于烧杯中，充分混合
?
?
②向混合溶液中滴入2滴酚酞溶液，逐滴加入0.1 mol/L NaOH溶液
当溶液中生成大量的白色絮状沉淀后溶液的颜色不变
产生的沉淀可能是氢氧化铝或氢氧化镁或二者混合物
③将上述混合液过滤，洗涤，再向滤渣中加入过量的6 mol/L NaOH溶液
滤渣全部溶解
产生的沉淀只有氢氧化铝
探究二：2 AlO- 2+Mg2++4H2O=Mg(OH)2↓+2Al(OH)3↓ 先生成氢氧化铝沉淀，然后生成氢氧化镁沉淀，最后是氢氧化铝沉淀溶解
【实验探究3】 在含有Ag+、Al3+、Ca2+、Mg2+四种离子的溶液中，逐一加入有关物质，填写下列空白：
（1）往混合溶液中加入盐酸，生成 沉淀，反应的离子方程式 。
（2）把实验（1）所得的物质过滤，往滤液中加入氨水，使溶液呈碱性，又出现 色沉淀是 （写名称），反应的离子方程式是 。
（3）把实验（2）所得的物质过滤，往滤液中加碳酸钠溶液，又会出现 色沉淀，反应的离子方程式为 。
（4）往实验（2）所得的沉淀中加过量的NaOH溶液，所观察到的现象是 ，反应的离子方程式是 ，不溶的物质是 。
【答案】 （1）AgCl Ag++Cl-= AgCl↓
(2)白 氢氧化镁、氢氧化铝
Mg2++2NH3·H2O=Mg(OH)2↓+2NH+ 4 ， Al3++3NH3·H2O= Al(OH)3↓+3 NH+ 4
(3)白 Ca2++CO2- 3 =CaCO3↓
(4)部分沉淀溶解 Al(OH)3+OH-= AlO- 2+2H2O Mg(OH)2
第三章 金属及其化合物
第三课时 镁铝图像问题
复习目标：
1、了解镁铝图像的基本原理，掌握其中的量的关系，并运用于解题。
2、掌握镁铝有关的实验问题。
基础知识：
注意研究以下几个实验现象及产生沉淀的量与加入物质的量的数量关系的图象：
实验操作
实验现象
反应原理
坐标图像
1、往AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量
Al3+ + 3OH- = Al(OH)3↓
Al(OH)3+OH- = AlO+ 2H2O
2、往NaOH溶液中加入 AlCl3溶液至过量
Al3+ + 4OH- = AlO+ 2H2O
Al3++3AlO+6H2O=4Al(OH)3↓
3、往NaAlO2溶液中加入稀盐酸至过量
AlO+ H+ + H2O =Al(OH)3↓
Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O
4、往稀盐酸溶液中加入NaAlO2至过量
AlO+4H+ = Al3+ +2H2O
Al3++3AlO+6H2O=4Al(OH)3↓
5、往NaAlO2和NaOH混合溶液中加入HCl溶液至过量
OH-+H+ = H2O
AlO+ H+ + H2O =Al(OH)3↓
Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O
6、往AlCl3溶液中滴加入氨水至过量
Al3+ + 3NH3·H2O = Al(OH)3↓+3 NH4+
7、往AlCl3溶液中加入NaAlO2溶液
Al3++3AlO+ 6H2O=4Al(OH)3↓
8、往NaAlO2溶液中加入AlCl3溶液
Al3++3AlO+6H2O= 4Al(OH)3↓
9、往NaAlO2溶液中通入CO2 (或过量)
2AlO+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-
或AlO+CO2 +2H2O =
Al(OH)3↓+HCO32-
10、往AlCl3和HCl混合溶液中加NaOH至过量
OH-+H+ = H2O
Al3+ + 3OH- = Al(OH)3 ↓
Al(OH)3 + OH- = AlO
+ 2H2O
11、往Al3+、Mg2+、H+各1mol的混合溶液中加NaOH溶液至过量
OH-+H+ = H2O
Al3+ + 3OH- = Al(OH)3 ↓
Mg2+ + 2OH- = Mg(OH)2 ↓
Al(OH)3 + OH- = AlO2- + 2H2O
12、往OH- 、AlO2- 、Mg(OH)2各1mol的混合溶液中加入盐酸至过量
OH-+H+ = H2O
AlO+ + H2O =Al(OH)3↓
Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O
Mg(OH)2+2H+ = Mg2+ +2H2O
例题精讲：
【例1】向20mL某物质的量浓度的AlCl3溶液中滴入2mol/LNaOH溶液时，得到的Al(OH)3沉淀质量与所加NaOH溶液体积（mL）的关系如图所示，试回答下列问题：
（1）图中A点表示的意义是
（2）图中B点表示的意义是
（3）上述两步总反应用总的离子方程式可表示为：
（4）若溶液中有Al(OH)3沉淀0.39g，则此时用去NaOH溶液的体积为 。
【方法要领】有关图像的问题，通常的解法是“三看”：
一看起点：即加入极少量X物质时，看能否产生沉淀。
二看终点：即加入过量的X物质时，看所生成的沉淀能否全部消失。
前二“看”直观，难度较小，所以应先考虑。第三“看“难度大些，要求正确书写出变化过程中的反应方程式，尤其是方程式中的化学计量数。
A点表示得到Al(OH)3沉淀的最大值
B点表示Al(OH)3沉淀完全溶解
Al3++4OH-=AlO2-+2H2O
体积有两解V=7.5mL或者V=17.5mL
【变式训练1】有氧化镁、氧化铝粉末18.2g将它溶于500mL4mol/L的盐酸里，若要使沉淀的质量达到最大值，则需加入2mol/L的氢氧化钠溶液的体积为
A．1000mL B．500mL C．100mL D．1500mL
〖解析〗根据题意，写出有关的化学反应方程式：
MgO+2HCl=MgCl2+2H2O
Al2O 3+6H+=Al3++3H2O
MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaCl
AlCl3+3NaOH=Al(OH)3↓+3NaCl
依据化学方程式，仅当溶液中存在NaCl时，镁铝全部以Mg(OH)2、Al(OH)3沉淀，沉淀的质量达到最大值，当nNaCl=nHCl时沉淀的质量最大。
【变式训练2】将5.1g镁铝合金溶于60mL5.0mol/LH2SO4溶液中。完全溶解后再加入65mL10.0mol/L的NaOH溶液，得到沉淀的质量9.7g，继续滴加NaOH溶液时沉淀会减少。
(1)当加入 mLNaOH溶液，可使溶解在硫酸中的Mg2+和Al3+恰好完全沉淀。
(2)计算合金溶于硫酸时产生的氢气在标准状况下的体积。
【思路分析】第一问直接运用结论，当沉淀的量达到最大值的时，溶液中只有Na2SO4，
首先我们判断硫酸是过量的，氢气不能直接用硫酸中的H+来算。
根据第一问的结论我们不难发现，当加入氢氧化钠溶液的体积为65mL时，此时沉淀的质量不是最大值，有一部分的Al(OH)3被过量的5mLNaOH溶解了。
设nMg=x, nAl=y;
m沉淀=9.7+78×0.05=13.6g
m(OH-)=13.6-5.1=8.5g n(OH-)=0.5mol 2x+3y=0.5mol
n(H2)=1/2x+3/2y=0.25mol V(H2)=0.25×22.4=5.6L
【变式训练3】把一块镁铝合金投入到1mol/L HCl溶液里，待合金完全溶解后，往溶液里加入1 mol/L NaOH溶液，生成沉淀的物质的量随加入NaOH溶液体积变化的关系如右图A所示:
(1)求a的范围 (2)求的最大值
【思路分析】由图知，沉淀Al3+和溶解Al(OH)3所需NaOH溶液的体积为（90-80）mL×4=40 mL，则沉淀Mg2+和中和可能剩余的H+所需NaOH溶液的体积为50 mL，即a的范围是：0≤a＜50。
由图知n（Al）=n［Al(OH)3］=n（AlO2-）=1 mol/L×（90-80）×10-3 L=10-2 mol。要求n(Mg)/n(Al)最大值，实际上就是要求n(Mg)最大值，即a=0时，n(Mg)最大且为：1 mol/L×50×10-3 L/2=2.5×10-2 mol，不难求出：n(Mg)/n(Al)=2.5×10-2mol/10-2mol=2.5。
【延伸·拓展】（1）将关系图改为B图时，求a的范围
【思路分析】沉淀Al3+、溶解Al(OH)3，需NaOH溶液体积4(a-80)，使Mg2+、Al3+沉淀及Al(OH)3溶解需NaOH溶液总体积为：(a-30)。即a-30＞4(a-80),a＜290/3 mL。故80＜a＜290/3
（2）将关系图改为C图时,求a的范围
沉淀Al3+溶解Al(OH)3，需NaOH溶液体积4(90-a)mL，而NaOH用于沉淀和溶解沉淀总体积(90-30)mL，即(90-30)＞4(90-a),a＞75，故75＜a＜90。
（3）如关系图改为D图时，求时,的值。 n(Al)=n(AlO2-)=n［Al(OH)3］=1×(a2-a1)×10-3=(a2-a1)×10-3 mol，沉淀Al3+溶解Al(OH)3，需NaOH溶液体积4(a2-a1)×10-3 mol，沉淀Mg2+需NaOH a2×10-3 mol-4(a2-a1)×10-3 mol=(4a1-3a2)×10-3 mol
n(Mg)= (4a1-3a2)×10-3/2 mol
由题意［(4a1-3a2)×10-3/2 mol］÷(a2-a1)×10-3 mol=2，a1/a2=7/8
【例2】已知Ba(AlO2)2可溶于水。右图表示的是向A12(SO4)3溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液时，生成沉淀的物质的量y与加人Ba(OH)2的物质的量x的关系。下列有关叙述正确的是 （ ）
A．a—b时沉淀的物质的量：A1(OH)3比BaSO4多
B．c—d时溶液中离子的物质的量：AlO2–比Ba2+多
C．a—d时沉淀的物质的量：BaSO4可能小于A1(OH)3
D．d—e时溶液中离子的物质的量：Ba2+可能等于OH–
〖解析〗采用定量法分析。假设有1molA12(SO4)3则溶液中含有2molA13+、3molSO42–。向溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液时发生的反应为：Al3++3OH-Al(OH)3↓、SO42–+Ba2+BaSO4↓。则当2molA13+完全沉淀时，消耗Ba(OH)23mol，此时3molSO42–全部沉淀；生成沉淀为2molAl(OH)3和3molBaSO4共5mol，因此，在整个反应过程中BaSO4的物质的量始终大于Al(OH)3的物质的量；再加入Ba(OH)2溶液时发生Al(OH)3+OH-=[Al(OH)4] -，沉淀的量将逐渐减少，因此b点是沉淀的最大值，b～d中Al(OH)3沉淀逐渐溶解转化为Ba(AlO2)2，由于AlO2-微弱水解，因此再b～d中AlO2-的物质的量大于Ba2+；d点时Al(OH)3沉淀恰好完全溶解，此时溶液中只存在Ba(AlO2)2，因此随Ba(OH)2的加入在某一点，当d～e中加入的Ba(OH)2的物质的量等于Ba(AlO2)2的物质的量时，溶液中Ba2+与OH-的量相等。
〖答案〗BD
【规律总结】析图或作图时不仅要注意加入酸或碱的强弱，而且要注意所加入的量或滴加顺序，正因滴加顺序不同可产生的现象不同。若产生沉淀有多种，则应细细分析相关量间的关系。要持别关注沉淀是否同步完全，沉淀物是否溶于所加入的过量试剂中，同时要注意纵生标的物理量意义。对于一些复杂问题可先分解后组合，进行图像的叠加工作。抓住一些关键点（如最高点，最低点，转折点）和变化趋势，才能较顺利地解决图像问题。
课后练习：
1．在Al2(SO4)3和MgSO4的混合溶液中，滴加NaOH溶液，生成沉淀的量与滴入NaOH溶液的体积关系如下图所示，则原混合液中Al2(SO4)3与MgSO4的物质的量浓度之比为
A．6：1 B．3：1 C．2：1 D．1：2
〖答案〗D。由50→60mL时，可知10mLNaOH溶液刚好溶解了Al(OH)3，故产生这些Al(OH)3需30mLNaOH，则在50mLNaOH溶液中有20mL与Mg2＋反应，∴n(Al3＋)：n(Mg2＋)＝1：1，则Al2(SO4)3与MgSO4的物质的量浓度之比为1：2。
2．某溶液中可能含有Fe2＋、Mg2＋、Cu2＋、NH4＋、Al3＋中的一种或几种。当加入一种淡黄色固体并加热溶液时，有刺激性气体放出和白色沉淀生成，加入淡黄色固体的物质的量（横坐标）与析出沉淀和产生气体的物质的量（纵坐标）的关系，如下图所示。请填写下列空白：
⑴在该溶液中含有的离子是 ，它们的物质的量浓度之比为 。
⑵所加的淡黄色固体是 （化学式）。
〖解析〗由题意中有刺激性气体放出和白色沉淀生成，∴溶液中一定没有Fe2＋和Cu2＋，一定有NH4＋、Al3＋、Mg2＋；所加淡黄色固体只能是Na2O2。
本题的图像实际为两个图合在一起，较上的是气体，较下的是沉淀。
由纵坐标可知：n(Mg2＋)＝n[Mg(OH)2]＝2mol，n(Al3＋)＝4mol－n[Mg(OH)2]＝2mol。
当n(Na2O2)＝8mol时，n(O2)＝4mol，∴n(NH4＋)＝n(NH3)＝10mol－n(O2)＝6mol。
∴n(Mg2＋)：n(Al3＋)：n(NH4＋)＝1：1：3。
〖答案〗⑴NH4＋、Al3＋、Mg2＋，n(Mg2＋)：n(Al3＋)：n(NH4＋)＝1：1：3。
⑵Na2O2。
3．将0.1 mol的镁、铝混合物溶于100 mL 2mol/LH2SO4溶液中，然后再滴加1 mol/L NaOH溶液。请回答：
⑴若在滴加NaOH溶液的过程中，沉淀质量m随加入NaOH溶液的体积V变化如下图所示。当V1＝160mL时，则金属粉末中n(Mg)＝ mol，V2＝ mL。
⑵若在滴加NaOH溶液过程中，欲使Mg2＋、Al3＋刚好沉淀完全，则滴入NaOH溶液的体积V(NaOH) mL。
⑶若混合物仍为0.1 mol，其中Mg粉的物质的量分数为a，用100 mL 2 mol/L的硫酸溶解此混合物后，再加入450 mL 1mol/L的NaOH溶液，所得沉淀中无Al(OH)3。满足此条件的a的取值范围是： 。
〖解析〗⑴由图像可知：V1 mL的NaOH溶液是与过量H2SO4反应的，则与Mg、Al反应的为H2SO4：
0.2mol－0.16mol×＝0.12mol。假设n(Mg)＝x mol，n(Al)＝y mol，则有方程组：
，解得：x＝0.06 mol，y＝0.04 mol。
当加入V2 mL NaOH溶液时，得到Mg(OH)2↓和NaAlO2，关系式为：
Mg2＋～2OH－，Al3＋～4OH－，∴V2＝160 mL＋＝440 mL。
⑵当Mg2＋、Al3＋刚好沉淀完全时，溶液中只有Na2SO4，关系式为2NaOH～H2SO4，
∴V(NaOH)＝＝400 mL。
⑶当所得沉淀中无Al(OH)3时，NaOH溶液过量，反应后生成的溶质为：Na2SO4、NaAlO2。
则根据Na元素守恒：n(NaOH)＝0.45 L×1mol/L≥0.1 L×2 mol/L×2＋0.1×(1－a)mol。
解得a≥，则满足此条件的a的取值范围是≤a＜1。
〖答案〗⑴0.06 mol，440 mL。
⑵400 mL。
⑶≤a＜1。
4．将一定量混合均匀的铁粉与硫粉在隔绝空气的条件下共热，充分反应后冷却至室温，得到固体A。将质量为m的固体A加入到300 mL 2 mol/L盐酸中使之完全溶解。测得室温下加入固体A的质量与收集到气体体积（已换算成标准状况）的关系如右图所示（假设所得氢硫酸溶液饱和前无硫化氢气体逸出）。已知：
①加入固体A的质量m≤3.2 g时，收集到的气体为H2；
②当m＞3.2 g时，收集到的气体为H2和H2S的混合气体。
⑴3.2 g固体A中所含的物质有 。
⑵3.2 g固体A中各物质的物质的量分别为 ，溶于上述盐酸充分反应后，所得溶液中氢硫酸的物质的量浓度为 （忽略溶液体积的变化）。
⑶当固体A全部溶于上述盐酸，且A的质量m＞3.2 g时，收集到的气体体积（标准状况下）V＝ mL（用含m的代数式表示）。
〖解析〗⑴固体A的组成有3种情况：①只有FeS，②Fe过量、有FeS和Fe，③S过量、有FeS和S。由题意可知，固体A加入到盐酸中可完全溶解，则排除S过量。再由已知可知，固体A与盐酸反应同时生成了H2和H2S，所以固体A的组成为Fe和FeS。
⑵当m＝3.2 g时，无H2S放出，此时H2S刚好形成饱和溶液。
n(Fe)＝n(H2)＝0.01 mol，根据质量守恒：n(FeS)＝＝0.03 mol；
∴c(H2S)＝＝0.1 mol/L。
⑶利用到的主要关系式为：Fe～H2↑、FeS～H2S↑均为1：1。
∵在3.2 g固体A中含Fe和FeS共0.04 mol，产生H2和H2S共0.04 mol，其中0.03mol H2S全部溶解在水中。
则m g固体A中含有Fe和FeS共×0.04mol，
∴收集到的气体体积V＝(×0.04mol－0.03mol)×22.4L/mol×103mL/L＝(280m－672)mL
〖答案〗⑴Fe、FeS。
⑵n(Fe)＝0.01 mol，n(FeS)＝0.03 mol；c(H2S)＝0.1 mol/L。
⑶V＝(280m－672)mL
5．在标准状况下进行甲、乙、丙三组实验：三组各取30.0 mL同浓度的盐酸溶液，加入同一种镁铝合金粉末，产生气体，有关数据列表如下：
实验序号
甲
乙
丙
合金质量/mg
255
385
459
产生气体体积/mL
280
336
336
请回答：
⑴甲组实验中，盐酸 （选填“适量”“过量”或“不足量”，下同），理由是 。
要算出盐酸的物质的量浓度，题中可作计算依据的数据是 。求得的盐酸的物质的量浓度为 。
⑵求合金中Mg、Al的物质的量之比，题中可作计算依据的数据是 ，求得的Mg、Al的物质的量之比为 ；
⑶在丙组实验之后，向容器中加入1.00 mol·L－1 NaOH溶液，能使合金中的铝恰好溶解，不形成铝的沉淀，并使Mg2＋刚好沉淀完全，再过滤出不溶性固体，求滤液中各溶质的物质的量和所加入NaOH溶液的体积（写计算过程）。
〖答案〗⑴过量，同体积的盐酸此时产生H2最少。
336mL气体和30mL溶液，1mol/L。［计算过程为：＝1mol/L。］
⑵255mg和280mL，1：1。［计算过程为：设Mg为x mol，Al为y mol，列方程组为
，求得x：y＝1：1。］
⑶NaAlO2：0.009mol，NaCl：0.03mol；39 mL。
第三章 金属及其化合物
第五课时 铁及其化合物
复习目标：
1、掌握铁及其化合物的物理、化学性质。
2、掌握Fe(OH)2、FeCl3的制备方法。
基础知识：
一、铁的氧化物的比较
化学式
FeO
Fe2O3
Fe3O4
俗称
—
铁红
磁性氧化铁
色态
黑色粉末
红棕色粉末
黑色晶体
价态
+2
+3
1/3正2价，2/3正3价
水溶性
不溶
不溶
不溶
与酸的反应
FeO+2H+==Fe2++H2O
遇氧化性酸生成Fe3+ 盐
Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O
Fe3O4+8H+==Fe2++2Fe3++4H2O
与CO的反应
高温FexOy+yCO===xFe+yCO2
二、Fe2+ 和Fe3+ 的比较
Fe2+
Fe3+
水合离子颜色
浅绿色
棕黄色
氧化还原性
既有氧化性，又有还原性
只有氧化性
水解性
Fe2+ +2H2O←→Fe（OH）2+2H+
Fe3+ +3H2O←→Fe（OH）3+3H+
与碱的反应
Fe2+ +2OH—=== Fe（OH）2 ↓
Fe3+ +3OH—=== Fe（OH）3 ↓
三、Fe（OH）2与Fe（OH）3的比较
Fe（OH）2
Fe（OH）3
颜色状态
白色固体
红褐色固体
水溶性
不溶
不溶
稳定性
易氧化为Fe（OH）3，空气中加热得不到FeO
较稳定： ?
Fe（OH）3== Fe2O3+3H2O
与酸的反应
Fe（OH）2+2H+=== Fe2+ +3H2O
Fe（OH）3+3H+=== Fe3+ +3H2O
制法
在隔绝O2的条件下Fe2+与碱反应
Fe3+与碱反应
【Fe(OH)2的制备与实验条件的控制】
要制备氢氧化亚铁，并使氢氧化亚铁长时间保持白色沉淀的状态。一是要减少溶液中氧气的含量，防止溶液与空气的接触；二是要防止溶液中出现三价铁离子。既要除去三价铁离子，又不引入新的杂质，一般选用铁粉来还原三价铁离子。实验中一般采用新制的硫酸亚铁与NaOH溶液反应来制取Fe(OH)2沉淀。下面我们来探究其他制备氢氧化亚铁的方法。
四、铁三角：
根据铁三角有关（1）---(6)的化学方程式如下。
（1）一般是指Zn .Al .CO. H2. 等还原剂。
(1)FeCl2+Zn=ZnCl2+Fe 3FeCl2+2Al=2AlCl3+3Fe
FeO+CO===Fe+CO2 FeO+H2===Fe+H2O
（2）是指H+. S. I2. Cu2+. Fe3+.等氧化剂。
(2)Fe+2H+=Fe2++H2↑ Fe+S===FeS Fe+I2===FeI2
Fe+Cu2+=Fe2++Cu Fe+2Fe3+=3Fe2+
（3）（5）是指Cl2. Br2. O2. HNO3. KMnO4等氧化剂。
(3)2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- 2Fe2++Br2=2Fe3++2Br- 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O 5Fe2++MnO4-+8H+=Mn2++5Fe3++4H2O
（4）一般是指Fe. Cu. HI. H2S.等还原剂.
(4) 2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+ Fe3++Fe=3Fe2+
2Fe3++2I-=2Fe2++I2↓ 2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+
（5）是指Cl2. Br2. O2. HNO3. KMnO4等氧化剂。
(5)2Fe+3Cl2===2FeCl3 2Fe3++Br2==2FeBr3
Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O 4Fe+3O2(纯)====2Fe2O3
（6）是指Zn. Al. CO. H2. 等还原剂。
(6) 2Fe3++3Zn(足)=3Zn2+2Fe Fe3++Al=Al3++Fe Fe2O3+2Al===Al2O3+2Fe Fe2O3+3CO====2Fe+3CO2 Fe2O3+3H2====2Fe+3H2O
五、Fe2+、Fe3+的检验
（1）直接观察颜色：Fe2+的溶液呈浅绿色，Fe3+的溶液呈棕黄色。
（2）利用显色反应：
（3利用其化合物沉淀的颜色
（4）利用Fe3+的氧化性
（5）利用Fe2+还原性
例题精讲：
【例1】下面三种方法均可制得Fe(OH)2白色沉淀。
方法一：用不含Fe3+的FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。
（1）用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需要加入 。
（2）除去蒸馏水中溶解的O2常采用 的方法。
（3）生成Fe(OH)2白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液，这样操作的理由是 。
方法二：在如右图所示的装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。
（1）在试管Ⅰ里加入的试剂是 。
（2）在试管Ⅱ里加入的试剂是 。
（3）为了制得Fe(OH)2白色沉淀，在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是 。
（4）这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，理由是 。
方法三 利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀，如右图所示，已知两电极的材料分别为石墨和铁。
（1）a电极的材料应为 ，电极反应式为 。
（2）电解液c可以是 （填编号）。
A．纯水 B．NaCl溶液 C．NaOH溶液 D．CuCl2溶液
（3）d为苯，其作用是 ，在加入苯之前对电解液c应作何简单处理？ 。
（4）为了在较短时间内看到白色沉淀，可采取的措施是 （填编号）。
A．改用稀H2SO4作电解液 B．适当增大电源的电压
C．适当减小两极间的距离 D．适当降低电解液的温度
（5）若c用Na2SO4溶液，当电解一段时间后看到白色Fe(OH)2沉淀，再反接电源电解，除了电极上看到气泡外，另一明显现象为 。
【解析】方法一 Fe2+易水解，要加入稀H2SO4防止其水解；Fe2+易被空气中的O2氧化，要加铁粉，将被氧化的Fe3+还原成Fe2+。气体的溶解度是随温度升高而降低的，所以煮沸后的蒸馏水中溶解的O2变少。
方法二 两支试管，试管Ⅱ是开口式，无法用产生的气体将试液压入试管Ⅰ中，所以制取FeSO4应在试管Ⅰ中，而在试管Ⅱ中盛不含O2的NaOH溶液。当Fe与稀H2SO4放入试管Ⅰ后，产生的H2可以从试管Ⅰ内短管处排出，从而排尽试管Ⅰ内空气。再经过止水夹通入试管Ⅱ中，排尽试管Ⅱ内空气。然后关闭止水夹，试管Ⅰ内产生的H2无法逸出，造成管内压强增大，将试管Ⅰ内FeSO4溶液通过长导管压入试管Ⅱ内，在此过程中，液体都处于H2环境，从而避免了被空气中的O2氧化，使得Fe(OH)2能保存更长时间。
方法三 电解时阳极Fe-2e- =Fe2+,阴极上2H2O+2e- =H2↑+2OH-，或电解质溶液能直接提供OH-。当Fe2+与OH-接触时Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓，当电解液选用NaOH溶液时，在阳极处立即产生白色沉淀，当选其他溶液时，只有迁移后两者相遇时才能产生沉淀（大约在电池中部）；当反接电源后，阳极4OH--4e- = 2H2O+O2↑,产生的O2立即把Fe(OH)2氧化为Fe(OH)3。
【答案】 方法一（1）稀H2SO4、铁屑（2）煮沸（3）避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2而被氧化
方法二（1）稀H2SO4和铁屑（2）NaOH溶液（3）检验试管Ⅱ出口处排出的H2的纯度，当排出的H2已经纯净时再夹紧止水夹（4）试管Ⅰ中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ，且外界O2不易进入
方法三（1）Fe Fe-2e- =Fe2+ (2)BC
(3)隔绝空气，防止生成的Fe(OH)2被氧化 加热煮沸，排出溶解的O2（4）BC（5）白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色
【例2】要证明某溶液中不含Fe3+而可能含有Fe2+进行如下实验操作时，最佳顺序为（ ）
①加入足量氯水 ②加入足量KMnO4 ③加入少量NH4SCN溶液
A．①③ B．③② C．③① D．①②③
【解析】在该溶液中先加入少量NH4SCN溶液，溶液不变红色，无Fe3+存在，再加入氯水，将Fe2+氧化成Fe3+，溶液变为红色。KMnO4溶液呈紫红色，溶液颜色变化不明显，所以这儿不用KMnO4溶液。
课后练习：
1．下列有关铁及其化合物的说法中不正确的是 ( )
A．工业上在高温下用CO还原含Fe2O3的铁矿石炼铁
B．铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到Fe3O4
C．工业上可用铁质容器储存、运输浓硝酸和浓硫酸
D．氯化铁溶液有较强氧化性，故可用作净水剂
〖解析〗FeCl3溶液用作净水剂的原因是Fe3＋水解产生Fe(OH)3胶体，其可吸附水中悬浮物和杂质等并形成沉淀沉降下来，从而起到净水作用．
〖答案〗D
2．在FeCl3和CuCl2的混合溶液中加入铁屑，反应结束后滤出固体物质，滤液中的阳离子可能是 ( )
①只有Fe2＋ ②Fe2＋和Fe3＋ ③Fe2＋和Cu2＋ ④Cu2＋和Fe3＋
A．①③ B．②④ C．①④ D．②③
〖解析〗题中“滤出固体”说明有Cu或Cu、Fe的混合物，则溶液一定没有Fe3+，一定有Fe2+，可能有Cu2＋。
〖答案〗A
3．将Cu片放入0.1 mol/L FeCl3溶液中，反应一定时间后取出Cu片，溶液中c(Fe3＋)∶c(Fe2＋)＝2∶3，则Cu2＋与Fe3＋的物质的量之比为 ( )
A．3∶2 B．3∶5 C．3∶4 D．4∶3
〖解析〗反应的化学方程式为Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋.设溶液的体积为1 L，生成的n(Fe2＋)＝2a，则消耗的n(Fe3＋)＝2a，生成的n(Cu2＋)＝a，因此反应后溶液中n(Fe3＋)＝0.1 mol－2a，所以有关系式：(0.1 mol－2a)∶2a＝2∶3，得出a＝0.03 mol.溶液中n(Cu2＋)＝0.03 mol，反应后溶液中n(Fe3＋)＝(0.1－2×0.03) mol＝0.04 mol，故溶液中Cu2＋与Fe3＋的物质的量之比为3∶4.
〖答案〗C
4．“神七”飞天，标志着中国的航空铝材处于世界领先行列．下列关于铝合金的说法中，错误的是 ( )
A．铝合金是一种混合物，它比纯铝的熔点低
B．高温铝液易被氧化，铝合金应在熔剂层覆盖下熔炼
C．镁铝合金耐腐蚀，但能被烧碱腐蚀
D．镁铝合金在冷的浓H2SO4中钝化
〖解析〗镁在冷的浓H2SO4中不发生钝化．
〖答案〗D
5．将a g铁和氧化铁的混合物加入足量的盐酸中充分反应后，固体无剩余，测得参加反应的HCl为0.08 mol，放出标准状况下气体0.224 L．则下列判断中正确的是 ( )
A．原混合物中n(Fe)∶n(Fe2O3)＝2∶1 B．向溶液中滴入KSCN溶液，显红色
C．无法计算原混合物的质量a D．此时溶液中Fe2＋和Fe3＋的物质的量之比为3∶1
〖解析〗因为Fe3＋和H＋的氧化性强弱顺序为Fe3＋>H＋，所以当产生氢气时，Fe3＋已经全部被还原为Fe2＋，故向溶液中滴入KSCN溶液，溶液不变红，B、D错误；根据题目给出的数据，可以计算出n(Fe)＝0.02 mol，n(Fe2O3)＝0.01 mol，故A正确，C错误．
〖答案〗A
6．把a g铁铝合金粉末溶于足量的盐酸中，加入过量NaOH溶液．过滤出沉淀，经洗涤、干燥、灼烧，得到红棕色粉末的质量仍为a g，则原合金中铁的质量分数为( )
A．70% B．52.4% C．47.6% D．30%
〖解析〗原物质为Fe和Al，红棕色固体为Fe2O3，两者质量相等，说明Al与Fe2O3中氧元素质量相等，而Fe2O3中含铁70%，所以原固体中铁的质量分数也为70%.
〖答案〗A
7．用一定量的铁与足量的稀H2SO4及足量的CuO制成单质铜，有人设计以下两种方案：①FeH2Cu ②CuOCuSO4Cu 若按实验原则进行操作，则两者制得单质铜的量的比较中，正确的是 ( )
A．①多 B．②多 C．相等 D．无法判断
〖解析〗①中在H2还原CuO之前应先通入一段时间的H2，故②中制得的单质铜较多．
〖答案〗B
8．向一定量的Cu、Fe2O3的混合物中加入300 mL 1 mol/L的HCl溶液，恰好使混合物完全溶解，所得溶液中加入KSCN溶液后无红色出现，若用过量的CO在高温下还原相同质量的此混合物，固体的质量减少了 ( )
A．6.4 g B．4.8 g C．2.4 g D．1.6 g
〖解析〗本题可按照盐酸中的氢与氧化铁中的氧结合成H2O的方法计算，HCl为0.3 mol，则结合的氧原子为0.15 mol，减少的质量就是氧原子的质量：0.15 mol×16 g/mol＝2.4 g.
〖答案〗C
9．钛和钛的合金被誉为“21世纪最有发展前景的金属材料”，它们具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工，尤其是钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”．根据它们的主要性能，下列用途不切合实际的是 ( )
A．用来做保险丝 B．用于制造航天飞机
C．用来制造人造骨 D．用于家庭装修，做钛合金装饰门
〖解析〗由于钛和钛的合金密度小、可塑性好，因此可用于航天领域，B正确；由于钛和钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”，可与人体的组织相容，不引起排异反应，因此可以用来制造人造骨，C正确；由于其密度小、可塑性好、易于加工，因此可用于家庭装修，做钛合金装饰门，D正确；由于其熔点高，不适合做保险丝，A错误．
〖答案〗A
10．某学生设计了如图所示的方法，鉴定盐A的组成成分．由此分析，下列结论中正确的是 ( )
A．A中一定有Fe3＋ B．C中一定有Fe3＋
C．B为AgI沉淀 D．A一定为FeBr2溶液
〖解析〗HNO3具有强氧化性，可氧化Fe2＋产生Fe3＋，A中不一定有Fe3＋，A不正确；C与KSCN溶液生成红色溶液，说明C中含Fe3＋，B正确；AgI为黄色沉淀，C不正确；A可能是FeBr3溶液、FeBr2溶液或二者的混合物，D不正确．
〖答案〗B
11．将Fe和Cu的混合粉末加入到100 mL 4 mol/L稀硝酸中充分反应后：
(1)若反应后有Cu剩余，则此溶液中一定有的阳离子是__________，可能有的阳离子是________．(不考虑水电离出的H＋，下同)
(2)若反应后的溶液中有Fe3＋，则溶液中一定含有的阳离子是________，可能含有的阳离子是________．
(3)如果反应后的溶液中无金属剩余，则加入金属粉末的最大质量应小于________．
(4)如果加入的Fe和Cu的质量比为7∶8，则使HNO3完全反应的金属粉末的最小质量为________．
〖解析〗稀HNO3与铁和铜反应时，①与Fe反应生成Fe2＋；②与Cu反应生成Cu2＋；③与Fe2＋反应生成Fe3＋.
(1)?
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