2018新课标新高考第一轮总复习化学教案第三章 金属及其化合物
文档属性
| 名称 | 2018新课标新高考第一轮总复习化学教案第三章 金属及其化合物 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 4.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | |||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2017-06-23 12:15:08 | ||
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文档简介
第三章 金属及其化合物
第一节 钠及其化合物
【考纲要求】
1．知道Na及其氧化物的性质。
2．能利用Na及其氧化物分别与水反应的化学方程式进行相关计算。
3．能规范解答以Na及其氧化物为载体的实验探究、框图推断题。
4．了解Na2CO3和NaHCO3的性质。
5．能正确鉴别Na2CO3和NaHCO3，并能用实验的方法实现它们之间的相互转化。
6．从原子的核外电子排布，理解ⅠA族元素(单质、化合物)的相似性和递变性。
7．了解碱金属的主要物理性质和化学性质及其应用。
8．了解碱金属及其化合物的典型计算。
9．记住Na、K等重要金属元素的焰色反应。
考点一 钠的性质
知
识
梳
理 【P29】
一、物理性质
(1)软——质软，硬度小，可用小刀切割。
(2)亮——银白色，有金属光泽。
(3)轻——密度比水小，比煤油大。
(4)低——熔点低。
(5)导——可导电、导热。
二、化学性质
从钠原子的原子结构认识钠的化学性质——还原性
(1)与非金属单质反应
①与O2反应
常温
加热
现象
钠的表面变暗
先熔化成小球，片刻后剧烈燃烧，发出黄色火焰，生成淡黄色固体
方程式
4Na＋O2===2Na2O
2Na＋O2
Na2O2
转移电子
1
mol
Na参加反应时转移__1__
mol
e－
②与Cl2反应的化学方程式：__2Na＋Cl22NaCl__。
③与S反应的化学方程式：__2Na＋SNa2S__。
(2)与水反应
①离子方程式：__2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑__。
②与滴加酚酞的水反应的现象与解释：
(3)与盐酸反应
离子方程式为__2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑__。
(4)与盐溶液反应：先与水反应生成碱，再考虑碱与盐的反应。如与CuSO4溶液反应：
2Na＋CuSO4＋2H2O===Cu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑
思考：钠露置在空气中会发生什么样的变化？最终生成什么物质？
提示：NaNa2ONaOHNaOH溶液Na2CO3·10H2ONa2CO3
三、钠的制取及保存
(1)制取：化学方程式为2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑。
(2)保存：密封保存，通常保存在__石蜡油或煤油__中。
四、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
金属钠具有强还原性，熔融状态下可以用于制取金属，如4Na＋TiCl44NaCl＋Ti。
分
点
突
破 【P30】
角度一 钠与水反应及拓展应用
【练1】按要求书写反应的离子方程式。
①将Na投入到CuSO4溶液中：
________________________________________________________________________。
②将Na投入到Ca(HCO3)2溶液中，反应后生成正盐溶液：
________________________________________________________________________。
③将Na投入到NH4HCO3溶液中，有刺激性气味气体放出：________________________________________________________________________。
【答案】①2Na＋2H2O＋Cu2＋===Cu(OH)2↓＋2Na＋＋H2↑
②2Na＋Ca2＋＋2HCO3－===CaCO3↓＋2Na＋＋CO32－＋H2↑
③2Na＋NH4＋＋HCO3－===2Na＋＋CO32－＋NH3↑＋H2↑
【练2】将一小块金属钠分别投入盛有：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
【练3】金属钠与水的反应是中学化学中的一个重要反应。该反应的演示方法分别如图甲、乙所示：
(1)现按图甲所示的方法，在室温时，向盛有饱和NaOH溶液的水槽中，加入一小块金属钠。下列有关描述正确的是________(填字母，下同)
a．钠浮在液面上，并四处游动，最后消失
b．钠熔化成一个光亮的小球
c．恢复到室温时，NaOH溶液的浓度增大
d．恢复到室温时，溶液中Na＋数目减少
(2)按图乙所示方法来收集产生的气体，需将钠包好，再放入水中。取相同质量的钠按下列两种情况收集产生的气体，在相同条件下体积的关系是________。
①用铝箔包住钠 ②用铜箔包住钠
a．二者收集气体一样多
b．①收集气体体积较大
c．②收集气体体积较大
【解析】(1)钠投入饱和NaOH溶液中，发生的反应为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，其现象与钠在水中的反应现象相同；又因为原溶液是饱和的，反应消耗水，析出NaOH固体，则NaOH溶液浓度不变，但溶液体积减小，故Na＋数目减少。(2)Na和H2O反应产生H2的同时产生NaOH，NaOH可以和Al发生反应2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，故用铝箔包住Na时产生的H2的体积较大。
【答案】(1)abd (2)b
规律总结
1．金属钠与可溶性盐溶液反应的思维模板
2．金属钠与溶液反应现象分析思维模板
(1)共性
因为钠与不同的溶液反应均属于剧烈的置换反应，故有共同的现象产生：①浮：钠浮在液面上；②熔：钠熔化成小球；③游：在液面上游动；④响：发出“嘶嘶嘶”的响声。
(2)差异性
与酸性溶液反应比与水剧烈，最后钠可能在液面上燃烧；与盐溶液反应时，还可能会生成沉淀(如生成难溶碱)、氨气等；由于煤油的密度较小且不溶钠的特点，钠只有在界面处与水溶液接触的部分反应。
注意：钠与乙醇反应，钠块先沉在液面下、后上下浮动，能看到表面冒出气泡，并不熔化成小球。
考点二 钠的重要化合物及其性质和应用
知
识
梳
理 【P31】
1．氧化钠与过氧化钠的比较
氧化钠
过氧化钠
色态
白色粉末
淡黄色粉末
属性
__碱__性氧化物
过氧化物
电子式
Na＋[····]2－Na＋
Na＋[······]2－Na＋
氧的化合价
－2
－1
结构
存在Na＋、O2－
存在Na＋、O22－
与H2O反应
Na2O＋H2O===
2NaOH
2Na2O2＋2H2O===
4NaOH＋O2↑
与CO2反应
Na2O＋CO2===
Na2CO3
2Na2O2＋2CO2
===
2Na2CO3＋O2
用途
________
供氧剂、漂白、杀菌等
保存
隔绝空气
隔绝空气
2.碳酸钠与碳酸氢钠的比较
碳酸钠
碳酸氢钠
俗名
__苏打、纯碱__
__小苏打__
色、态
通常以Na2CO3·10H2O存在，为__无__色晶体，易风化失水为白色粉末Na2CO3
__白色粉末__
水溶性
易溶于水
可溶于水
热稳定性
稳定，受热难分解
2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O
与盐酸
反应
Na2CO3＋HCl===__NaCl＋NaHCO3__
Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O
NaHCO3＋HCl===
__NaCl＋CO2↑＋H2O__
与碱
反应
Na2CO3＋Ca(OH)2===
CaCO3↓＋2NaOH
NaHCO3＋NaOH===__Na2CO3＋H2O__
相互
转化
Na2CO3NaHCO3
与盐
反应
Na2CO3＋CaCl2===CaCO3↓＋2NaCl
Na2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2NaCl
还可与硫酸铝等盐发生双水解反应
可与硫酸铝等盐发生双水解反应，而与氯化钙等__不反应__
制备
先将氨气通入饱和食盐水中，再通入过量的CO2：NH3＋NaCl＋CO2＋H2O===__NH4Cl＋NaHCO3↓__(工业上由此获得小苏打)
2NaHCO3__Na2CO3＋CO2↑＋H2O__
用途
重要的化工原料，用于玻璃、造纸、纺织、洗涤剂等的生产
食品工业，泡沫灭火器等
分
点
突
破 【P31】
角度一 过氧化钠的特性和规律
1．过氧化钠的强氧化性
由于过氧化钠有强氧化性，当过氧化钠与具有还原性的物质发生反应时，可以把还原性物质氧化。
(1)Na2O2与SO2反应：Na2O2＋SO2===Na2SO4。
(2)Na2O2与FeCl2溶液反应：Na2O2投入FeCl2溶液中，可以将Fe2＋氧化为Fe3＋。
(3)Na2O2与Na2SO3溶液反应：Na2O2投入Na2SO3溶液中，可以将SO32－氧化为SO42－。
(4)Na2O2与H2S反应：Na2O2投入氢硫酸中，可以将H2S氧化为单质硫，产生淡黄色沉淀。
(5)Na2O2与品红溶液反应：Na2O2投入品红溶液中，因其具有强氧化性，可以使品红溶液褪色，即具有漂白性。
(6)Na2O2与酚酞溶液反应：先变红，再变无色。
过氧化钠与水作用生成NaOH和H2O的反应分两步：
第一步是Na2O2与水反应，生成H2O2与NaOH：
Na2O2＋2H2O===2NaOH＋H2O2；
第二步则是由于H2O2不稳定，所以H2O2分解生成水和O2：
2H2O2===2H2O＋O2↑。
该反应的一个产物NaOH显碱性，所以酚酞会先变红，该反应会产生中间产物H2O2，而H2O2有强氧化性，所以会被H2O2氧化。
对于(2)、(3)、(4)，Na2O2会与溶液中的水反应，产生O2，O2可氧化Fe2＋、SO32－、S2－等。
【易错提醒】遇KMnO4等强氧化剂时，表现出还原性，氧化产物为O2。遇CO2、H2O、H＋则发生自身的氧化还原反应。
2．有关Na2O2与CO2、H2O反应的几个重要关系
2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2
2H2O＋2Na2O2===4NaOH＋O2↑
(1)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，可视作Na2O2先与CO2反应，待CO2反应完成后，Na2O2再与H2O发生反应。
(2)物质的量的关系
无论是CO2或H2O的单一物质还是两者的混合物，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。
(3)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，气体体积的减少量等于原混合气体体积的且等于生成氧气的体积。
(4)电子转移关系
当Na2O2与CO2、H2O反应时，物质的量关系为2Na2O2～O2～2e－。
(5)固体质量关系
相当于固体Na2O2只吸收了CO2中的“CO”，H2O中的“H2”；可以看作发生相应的反应：Na2O2＋CONa2CO3、Na2O2＋H22NaOH。
3．Na2O2在气体燃烧反应中固体质量变化关系
(1)CO或H2或其混合气体燃烧后的产物立即与足量的Na2O2反应，考虑到可以得出总反应：CO＋Na2O2Na2CO3、H2＋Na2O22NaOH，增重的质量正好等于原CO和H2的质量。
(2)分子通式符合(CO)m(H2)n的化合物(主要是指CH3OH、HCHO等有机化合物)，其燃烧产物通过足量的Na2O2后，固体增重的质量等于原化合物的质量。中学阶段常见的符合这一关系的有机物有：CH4O(甲醇)、CH2O(甲醛)、CH3COOH(乙酸)、HCOOCH3(甲酸甲酯)、C6H12O6(葡萄糖)、CH3CHOHCOOH(乳酸)等。
【练1】200
℃时，11.6
g
CO2和水蒸气的混合物与足量的Na2O2充分反应后，固体质量增加了3.6
g，则原混合气体的平均摩尔质量为( )
A．5.8
g·mol－1
B．11.6
g·mol－1
C．46.4
g·mol－1
D．23.2
g·mol－1
【解析】设混合物中CO2和水的物质的量分别是x
mol和y
mol，则根据反应的方程式
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 Δm
2
mol 88 56
g
2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ Δm
2
mol 36 4
g
可知28x＋2y＝3.6，又因为44x＋18y＝11.6，解得x＝0.1、y＝0.4，所以原混合气体的平均摩尔质量为＝23.2
g·mol－1。
【答案】D
【练2】某溶液中含有下列六种离子：①HCO3－；②SO32－；③Na＋；④CO32－；⑤NH4＋；⑥NO3－，向其中加入一定量Na2O2后，溶液中离子浓度基本保持不变的是( )
A．只有⑥
B．④⑥
C．③④⑥
D．①②⑤
【解析】过氧化钠溶于水生成氢氧化钠和氧气，氢氧化钠与碳酸氢根反应生成碳酸根，与铵根反应生成氨气。又因为过氧化钠具有氧化性，能把亚硫酸根氧化为硫酸根，所以HCO3－、NH4＋、SO32－减少，Na＋、CO32－增加，NO3－基本不变。
【答案】A
【练3】(2016·九江模拟)一定温度下，m
g下列物质在足量的氧气中充分燃烧后，产物与足量的过氧化钠充分反应，过氧化钠增加了n
g，且n>m，符合此要求的物质是( )
①H2 ②CO ③CO和H2的混合物 ④HCOOCH3
⑤CH3CHO
A．⑤
B．①②
C．①②③④
D．①②③④⑤
【解析】这些物质完全燃烧后生成CO2或H2O或二者都有，2H2＋O22H2O、2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑、2CO＋O22CO2、2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，根据反应方程式可知，过氧化钠增加的质量即为H2、CO的质量，因此只要是CO或H2或它们的混合气体或化学组成符合(CO)m·(H2)n增加的质量均为m
g，①、②、③、④符合(CO)m·(H2)n的形式，不符合题意；⑤可写成CO·(H2)2·C形式，燃烧后的产物与Na2O2充分反应，增加的质量大于m
g，故A符合题意。
【答案】A
角度二 有关Na2CO3和
NaHCO3的问题分析
1．鉴别Na2CO3和NaHCO3的方法
(1)(固体)分别加热：有气体(能使澄清石灰水变浑浊)生成的是NaHCO3；Na2CO3无此性质(溶液中NaHCO3受热难分解)。
(2)(浓溶液)分别加入稀盐酸：向Na2CO3溶液中逐滴加入稀盐酸，开始无气体产生，当稀盐酸滴加到一定量后有气体产生；而向NaHCO3溶液中滴加稀盐酸，立即产生无色无味的气体。
(3)同温同浓度下，比较Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的pH：pH(Na2CO3)>pH(NaHCO3)。
(4)用CaCl2稀溶液：CaCl2溶液滴加到Na2CO3溶液中能产生白色沉淀；滴加到稀的NaHCO3溶液中无白色沉淀生成。
2.Na2CO3、NaHCO3和盐酸反应
(1)放出CO2的速率
同浓度的NaHCO3溶液与盐酸反应放出CO2的速率比Na2CO3溶液更快。
(2)反应顺序问题
向Na2CO3和NaHCO3混合溶液中滴加盐酸，由于CO32－结合H＋能力较HCO3－强，可理解为H＋先和CO32－反应，只有当CO32－完全转化为HCO3－时，H＋才和HCO3－反应，故Na2CO3溶液和稀盐酸反应可理解为分步反应：
Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl
NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑
而NaHCO3溶液和稀盐酸反应的化学方程式为：
NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑
(3)CO2生成量比较
①等物质的量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量的盐酸反应，产生的CO2的量相等。
②等质量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量的酸反应，NaHCO3产生的CO2多。
③等量的盐酸与足量的Na2CO3、NaHCO3分别反应，NaHCO3产生的CO2多。
④一定量的NaHCO3受热分解产生CO2的量与受热分解后的残留物与足量酸反应产生CO2的量相等。
⑤当n(HCl)≥2n(Na2CO3)时，无论如何滴加，产生的CO2一样多；当n(HCl)<2n(Na2CO3)时，把Na2CO3溶液滴加到盐酸中比把盐酸滴加到Na2CO3溶液中产生的CO2多。
【练1】为除去括号内的杂质，所选用的试剂或方法不正确的是( )
A．Na2CO3溶液(NaHCO3)，选用适量的NaOH溶液
B．NaHCO3溶液(Na2CO3)，应通入过量的CO2气体
C．Na2O2粉末(Na2O)，将混合物在氧气中加热
D．Na2CO3溶液(Na2SO4)，加入适量Ba(OH)2溶液，过滤
【解析】Ba(OH)2与Na2CO3和Na2SO4均发生化学反应生成白色沉淀，不符合除杂的要求。
【答案】D
【练2】向等量的NaOH溶液中分别通入CO2气体。因CO2的通入量不同，得到组分不同的溶液M。若向M中逐滴加入盐酸，产生的气体体积V(CO2)与加入盐酸的体积V(HCl)关系如下，(注：①假设CO2全部逸出；②C图中0a＝ab)。其中M中只有1种溶质的是( )
【解析】A.向M中加入盐酸立刻产生气体，说明溶液中含有的只有NaHCO3，发生反应：NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑，正确；B.向M中加入盐酸，开始无气体产生，加入到一定体积后产生气体，而且0aab，说明在M中含有NaOH和Na2CO3，在0a段发生反应有HCl＋NaOH===NaCl＋H2O，Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3，在ab段发生反应：NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑，错误。
【答案】AC
【练3】①将0.100
L
1.00
mol·L－1的纯碱溶液逐滴滴入0.100
L
1.25
mol·L－1的盐酸中；②将0.100
L
1.25
mol·L－1的盐酸逐滴滴入0.100
L
1.00
mol·L－1的纯碱溶液中，两种操作产生CO2的体积比为( )
A．5∶2
B．2∶5
C．2∶1
D．1∶1
【解析】纯碱与盐酸反应时，操作顺序不同，反应进程也不同。
操作①：纯碱滴入盐酸中，发生反应：Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O，生成的CO2与盐酸用量有关：n(CO2)＝n(HCl)＝×0.100
L×1.25
mol·L－1＝0.0625
mol。
操作②：盐酸滴入纯碱中，发生反应：
Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3 (1)
NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O (2)
则反应(1)消耗盐酸：
0．100
L×1.00
mol·L－1＝0.100
mol；生成0.100
mol
NaHCO3，过量盐酸(0.0250
mol)与NaHCO3反应生成0.0250
mol
CO2，所以：n(CO2)①∶n(CO2)②＝0.0625∶0.0250＝5∶2。
【答案】A
【练4】某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体，用不同的方法做了以下实验，如图所示。
(1)只根据图Ⅰ所示实验，不能够达到实验目的的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)图Ⅱ、Ⅲ所示实验均能鉴别这两种物质，其反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
(3)若用实验Ⅱ验证碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性，则试管B中装入的固体最好是__________________(填化学式)。
【解析】(1)NaHCO3、Na2CO3都与盐酸反应放出CO2，不能达到目的。
(2)Ⅱ、Ⅲ都是利用NaHCO3的不稳定性进行鉴别。
(3)试管B中装入碳酸氢钠，试管A中装入碳酸钠，这样直接加热的碳酸钠温度高，不分解，不能使澄清石灰水变浑浊，而间接加热的碳酸氢钠分解，使澄清石灰水变浑浊，表明了碳酸氢钠很不稳定。
【答案】(1)无论是Na2CO3还是NaHCO3均可以与盐酸反应产生CO2，两者的反应现象相同，故达不到鉴别目的
(2)2NaHCO3
Na2CO3＋H2O＋CO2↑、
CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O
(3)NaHCO3
【解题技巧】差量法在化学方程式计算中的妙用
1．差量法的应用原理
差量法是指根据化学反应前后物质的量发生的变化，找出“理论差量”。这种差量可以是质量、物质的量、气态物质的体积和压强、反应过程中的热量等。用差量法解题是先把化学方程式中的对应差量(理论差量)跟差量(实际差量)列成比例，然后求解。如：
2．使用差量法的注意事项
(1)所选用差值要与有关物质的数值成正比例或反比例关系。
(2)有关物质的物理量及其单位都要正确地使用，即“上下一致，左右相当”。
规律总结
鉴别碳酸钠与碳酸氢钠的方法
考点三 碱金属元素 焰色反应
知
识
梳
理 【P33】
一、碱金属(Li、Na、K、Rb、Cs)
1．相似性与递变性
①原子结构
②单质物理性质
③单质化学性质
2．特殊性
①Cs略带金色光泽
②钠、钾单质一般保存于煤油中，但Li保存于石蜡中
③与O2反应情况
④与H2O反应
2M＋2H2O===2MOH＋H2↑
从Li→Cs反应剧烈程度逐渐增大
二、焰色反应
1．概念
很多金属或它们的化合物在灼烧时火焰都会呈现特殊的颜色，是元素本身的性质，属于物理变化的性质。
2．操作步骤
铂丝火焰无色→蘸取待测物观察火焰颜色铂丝火焰无色
3．常见元素的焰色
钠元素：__黄色__；钾元素：__紫色__(透过__蓝色钴玻璃__观察)。
分
点
突
破 【P34】
角度一 碱金属元素性质规律的应用
【练1】碱金属钫(Fr)具有放射性，它是碱金属元素中最重的元素，根据碱金属元素性质的递变规律预测其性质，其中不正确的是( )
A．在碱金属元素中它具有最大的原子半径
B．钫在空气中燃烧时，只生成化学式为Fr2O的氧化物
C．它的氢氧化物的化学式为FrOH，这是一种极强的碱
D．它能跟水反应生成相应的碱和氢气，由于反应剧烈而发生爆炸
【解析】根据同主族元素性质的递变规律，从金属锂到金属钫随原子序数的递增，原子半径逐渐增大，元素的金属性逐渐增强，最高价氧化物对应的水化物的碱性逐渐增强，与水反应的剧烈程度逐渐增强，与氧气反应的产物越来越复杂，可以产生过氧化物、超氧化物甚至臭氧化物等。
【答案】B
角度二 焰色反应
【练1】用光洁的铂丝蘸取某无色溶液在无色火焰上灼烧，直接观察到火焰呈黄色。下列各判断正确的是( )
A．只含有Na＋
B．一定含有Na＋，可能含有K＋
C．既含有Na＋，又含有K＋
D．可能含有Na＋，可能还含有K＋
【解析】钠的焰色反应为黄色，容易掩盖钾的浅紫色。
【答案】B
考
题
专
练 【备用题】
1．(高考选项组合题)下列有关说法正确的是( )
A．(安徽理综，9A)在酒精灯加热条件下，Na2CO3、NaHCO3固体都能发生分解
B．(全国卷Ⅱ，10C)钠在空气中燃烧可生成多种氧化物。23
g钠充分燃烧时转移电子数为NA
C．(四川理综，5C)标准状况下，5.6
L
CO2与足量Na2O2反应转移的电子数为0.5NA
D．(山东理综，10B)Ba(HCO3)2溶液中加入Na2O，同时有气体和沉淀产生
【解析】A项，在酒精灯加热条件下，Na2CO3不会分解；B项，虽然钠在空气中燃烧可生成多种氧化物，但钠都是由0价升为＋1价；C项，应为0.25NA；D项，Na2O与Ba(HCO3)2反应生成BaCO3沉淀、Na2CO3和H2O，没有气体生成。
【答案】B
2．(高考选项组合题)下列说法正确的是( )
A．(广东理综，9D)NA表示阿伏加德罗常数，1
mol
Na被完全氧化生成Na2O2，失去2NA个电子
B．(广东理综，10A)Na2O2用作呼吸面具的供氧剂涉及氧化还原反应
C．(福建理综，6D改编)苏打是面包发酵粉的主要成分之一
D．(重庆理综，7B)NaHCO3的热稳定性大于Na2CO3
【解析】A项，Na2O2中钠的化合价为＋1，1
mol
Na只能失去1
mol
e－，错；C项，小苏打才是面包发酵粉的主要成分之一，错；D项，NaHCO3不稳定，受热易分解，错。
【答案】B
3．(2016年高考新课标Ⅱ卷)某白色粉末由两种物质组成，为鉴别其成分进行如下实验：
①取少量样品加入足量水仍有部分固体未溶解；再加入足量稀盐酸，有气泡产生，固体全部溶解；
②取少量样品加入足量稀硫酸有气泡产生，振荡后仍有固体存在。
该白色粉末可能为( )
A．NaHCO3、Al(OH)3
B．AgCl、NaHCO3
C．Na2SO3
、BaCO3
D．Na2CO3、CuSO4
【答案】C
4．(上海，19)下列反应与Na2O2＋SO2===Na2SO4相比较，Na2O2的作用相同的是( )
A．2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
B．2Na2O2＋2SO3===2Na2SO4＋O2
C．Na2O2＋H2SO4===Na2SO4＋H2O2
D．3Na2O2＋Cr2O3===2Na2CrO4＋Na2O
【解析】Na2O2＋SO2→Na2SO4反应中Na2O2的作用是氧化剂，A、B中Na2O2既作氧化剂又作还原剂；C中Na2O2既不是氧化剂也不是还原剂；D中Na2O2只作氧化剂。
【答案】D
5．(上海，15)下图是模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3的部分装置。下列操作正确的是( )
A．a通入CO2，然后b通入NH3，c中放碱石灰
B．b通入NH3，然后a通入CO2，c中放碱石灰
C．a通入NH3，然后b通入CO2，c中放蘸稀硫酸的脱脂棉
D．b通入CO2，然后a通入NH3，c中放蘸稀硫酸的脱脂棉
【解析】侯氏制碱法的原理是向饱和的NaCl溶液中先通入NH3，然后通入CO2，利用生成的碳酸氢钠溶解度小而析出。由于NH3在水中的溶解度大所以先通NH3，但为了防倒吸，所以a通入NH3，然后b通入CO2，考虑NH3的尾气处理所以选择放蘸稀硫酸的脱脂棉，即C选项正确。
【答案】C
6．(高考选项组合题)下列离子方程式书写正确的是( )
A．(四川理综，3B)NaHCO3溶液中加入稀HCl：CO32－＋2H＋===CO2↑＋H2O
B．(北京理综，8B)碳酸钠溶液显碱性：CO32－＋H2O??HCO3－＋OH－
C．(江苏，8C)Na2O2溶于水产生O2：Na2O2＋H2O===2Na＋＋2OH－＋O2↑
D．(海南，12A)碳酸氢钠溶液中滴入氢氧化钙溶液：HCO3－＋OH－===CO32－＋H2O
【解析】A项HCO3－不能完全电离，不能拆成离子，错；C项氧原子不守恒，错；D项忽视了CO32－与Ca2＋生成CaCO3沉淀。
【答案】B
7．(2016年高考江苏卷)根据侯氏制碱原理制备少量NaHCO3的实验，经过制取氨气、制取NaHCO3、分离NaHCO3、干燥NaHCO3四个步骤，下列图示装置和原理能达到实验目的的是( )
A.制取氨气
B.制取NaHCO3
C.分离NaHCO3
D.干燥NaHCO3
【解析】A.氧化铵热分解生成的氨气和氯化氢在试管口遇冷又生成氯化铵固体，不能用加热氯化铵固体的方法制备氨气，A错误；B.气流方向错误，应该从右侧导管通入CO2气体，B错误；C.从溶液中分离出碳酸氢钠固体用过滤的方法，C正确；D.碳酸氢钠受热易分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，不能用该装置干燥碳酸氢钠，D错误。答案选C。
【答案】C
【考点定位】本题主要是考查化学实验基础知识，元素化合物的性质等判断。
【名师点睛】化学实验常用仪器的使用方法和化学实验基本操作是进行化学实验的基础，对化学实验的考查离不开化学实验的基本操作，解答时注意掌握氨气的制备原理、物质的分离与提纯等化学实验基本操作，掌握相关物质的性质是解答的关键，易错选项是B和D，注意洗气瓶的气体通入以及碳酸氢钠的不稳定性。
8．(上海，11节选)钠是活泼的碱金属元素，钠及其化合物在生产和生活中有广泛的应用。
完成下列计算：
(1)叠氮化钠(NaN3)受撞击完全分解产生钠和氮气，故可应用于汽车安全气囊。若产生40.32
L(标准状况下)氮气，至少需要叠氮化钠________g。
(2)钠—钾合金可在核反应堆中用作热交换液。5.05
g钠—钾合金溶于200
mL水生成0.075
mol氢气。
①计算溶液中氢氧根离子的物质的量浓度(忽略溶液体积变化)。
②计算并确定该钠 钾合金的化学式。
【解析】(1)解法一：叠氮化钠受撞击分解的化学方程式为2NaN3===2Na＋3N2↑
由此可知生成标准状况下40.32
L氮气时需要NaN3的质量为××65
g·mol－1＝78
g。
解法二：根据氮元素守恒有n(NaN3)＝n(N2)＝×＝1.2
mol，m(NaN3)＝1.2
mol×65
g·mol－1＝78
g。
【答案】(1)78
(2)①c(OH－)＝mol·L－1＝0.75
mol·L－1
②设上述合金中含a
mol钠、b
mol钾，则
解得a＝0.050，b＝0.10。故n(Na)∶n(K)＝1∶2，
该钠—钾合金化学式为NaK2。
9．(浙江理综，27Ⅱ)化合物甲和NaAlH4都是重要的还原剂。一定条件下金属钠和H2反应生成甲。甲与水反应可产生H2，甲与AlCl3反应可得到NaAlH4。将4.80
g甲加热至完全分解，得到金属钠和2.24
L(已折算成标准状况)的H2。
请推测并回答：
(1)甲的化学式______________。
(2)甲与AlCl3反应得到NaAlH4的化学方程式：
________________________________________________________________________。
(3)NaAlH4与水发生氧化还原反应的化学方程式：
________________________________________________________________________。
(4)甲在无水条件下可作为某些钢铁制品的脱锈剂(铁锈的成分表示为Fe2O3)，脱锈过程发生反应的化学方程式：
________________________________________________________________________。
(5)某同学认为：用惰性气体赶尽反应体系中的空气，将铁和盐酸反应后的气体经浓硫酸干燥，再与金属钠反应，得到的固体物质即为纯净的甲；取该固体物质与水反应，若能产生H2，即可证明得到的甲一定是纯净的。判断该同学设想的制备和验纯方法的合理性并说明理由：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【解析】由4.80
g甲加热至完全分解，得到金属钠和2.24
L(已折算成标准状况)
的H2，可推断金属钠和H2反应生成的甲为NaH，NaH与水反应生成NaOH和H2，NaH与AlCl3反应可得到NaAlH4。(1)甲的化学式为NaH。(2)由于反应物为NaH与AlCl3，得到的产物有NaAlH4，故推知另一产物为NaCl，其化学方程式为4NaH＋AlCl3===NaAlH4＋3NaCl。(3)NaAlH4中的氢显－1价，水中的氢显＋1价，NaAlH4与水发生氧化还原反应的过程中生成氢气，另一产物为NaAlO2，其化学方程式为NaAlH4＋2H2O===NaAlO2＋4H2↑。(4)根据题意NaH在无水条件下能与Fe2O3反应，结合反应物的性质可推知反应产物为Fe和NaOH，从而得出其化学方程式为3NaH＋Fe2O3===2Fe＋3NaOH。(5)制备过程中，由于盐酸易挥发，产生的氢气中会有氯化氢，易和钠反应生成NaCl；如在制取NaH的反应中钠过量，则产物中混有钠，钠与水反应也会有氢气产生，同时验纯时也没有考虑到混入的NaCl。
【答案】(1)NaH (2)4NaH＋AlCl3===NaAlH4＋3NaCl
(3)NaAlH4＋2H2O===NaAlO2＋4H2↑
(4)3NaH＋Fe2O3===2Fe＋3NaOH
(5)制备过程不合理，因为盐酸易挥发，H2中混有HCl，导致产物中有NaCl；验纯方法不合理，如果有Na残留，Na与水反应也产生H2；同时也没有考虑混入的NaCl
考
点
集
训 【P245】
A级(跨越本科练)
1．碱金属及其化合物在生活和化工生产中具有广泛的用途，下列说法正确的是(B)
A．钠钾合金能用作原子反应堆的导热剂是由于二者是活泼金属易失电子
B．用饱和碳酸氢钠制造灭火剂比用饱和碳酸钠制造灭火剂的效果好
C．碳酸钠可用于制造洗涤剂，因为碳酸钠是碱
D．五彩缤纷的焰火是K单质燃烧所致
【解析】A.钠钾合金在常温下呈液态，能用作原子反应堆的导热剂，与二者是活泼金属易失电子无关系，A错误；B.用饱和碳酸氢钠制造灭火剂比用饱和碳酸钠制造灭火剂的效果好，因为碳酸氢钠与酸反应放出的CO2速率快，B正确；C.碳酸钠可用于制造洗涤剂，因为碳酸钠水解溶液显碱性，但碳酸钠不是碱，C错误；D.五彩缤纷的焰火是金属的焰色反应所致，而不是燃烧，D错误。
2．(长郡中学2016届高三月考试题)①氧化钠 ②氢氧化钠 ③过氧化钠 ④亚硫酸钠，1
mol上述固体物质长期放置于空气中，下列说法正确的是(C)
A．上述物质都有发生了氧化还原反应
B．过氧化钠在反应中转移了2
mol电子
C．质量增加的情况是①>③>④>②
D．质量增加的情况是②>①>③>④
3．如图，烧杯中盛有等体积的水和煤油，现将一小块金属钠加入烧杯中，试推断能观察到的实验现象应是(D)
A．钠悬浮在煤油层中
B．钠静止在两液面之间
C．钠沉入水底下
D．钠熔化成闪亮的小球，在两液体界面附近上下跳动
【解析】烧杯中盛有等体积的水和煤油，现将一小块金属钠加入烧杯中，金属钠的密度大于煤油小于水，故钠块应位于煤油和水的分界面处，故A项、C项错误，钠遇水发生反应生成氢气，在氢气推动下上升，因重力回落，故钠块应在界面处上下跳动，故B项错误；钠与水反应放热且钠的熔点低，故钠熔化成闪亮的小球，在两液体界面附近上下跳动，故D项正确。
4．(2016·杭州模拟)等质量的钠进行下列实验，其中生成氢气最多的是(B)
A．将钠投入到足量水中
B．将钠用铝箔包好并刺一些小孔，再放入足量的水中
C．将钠放入足量稀硫酸中
D．将钠放入足量稀盐酸中
【解析】将等质量的钠投入到水、稀硫酸或稀盐酸中，放出的氢气的量相等；将钠用铝箔包好并刺一些小孔，再放入足量的水中，首先是钠与水反应生成NaOH和氢气，铝与NaOH溶液反应生成氢气，则B项生成氢气最多。
5．在一密闭容器中有HCHO、H2和O2混合气体共20
g，放入足量的Na2O2用电火花引燃，使其完全反应，Na2O2增重8
g，则原混合气体中O2的质量分数是(C)
A．40%
B．33.3%
C．60%
D．36%
【解析】解答此题必须掌握CO2和H2O与Na2O2反应质量变化关系；CO＋Na2O2===Na2CO3，H2＋Na2O2===2NaOH，HCHO可写成H2(CO)，故不管怎样反应Na2O2增重为H2和HCHO的质量之和，故m(O2)＝20
g－8
g＝12
g，其质量分数为60%。
6．下列叙述不正确的是(A)
A．切开的金属Na暴露在空气中，光亮的表面逐渐变暗，发生的反应为2Na＋O2===Na2O2
B．4.6
g
Na与O2完全反应，生成7
g产物时失去电子的物质的量为0.2
mol
C．Na与稀硫酸反应的离子方程式为2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑
D．将少量Na投入到CuSO4溶液中，既有沉淀生成又有气体放出
【解析】A项错，常温下切开的金属Na暴露在空气中，光亮的表面逐渐变暗是因为生成Na2O；B项正确，由题意知虽然生成Na2O2和Na2O的混合物，但是Na的物质的量为0.2
mol，故完全反应时失去电子的物质的量仍为0.2
mol；C项正确，Na与稀H2SO4反应的本质是与H＋的反应，H2SO4是强酸；D项正确，Na与水反应放出气体，生成的NaOH与硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀。
7．(长郡中学2016届高三月考试题)不能用来鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体的实验操作是(D)
A．分别加热这两种固体物质，并将生成的气体通入澄清的石灰水中
B．分别在这两种物质的溶液中，加入CaCl2溶液
C．分别在这两种固体中，逐滴加入同浓度的稀盐酸
D．分别在这两种物质的溶液中，加入少量澄清的石灰水
8．如图所示，两圆圈相交的部分表示圆圈内的物质相互发生的反应。已知钠及其氧化物的物质的量均为0.1
mol，水的质量为100
g。下列说法正确的是(C)
A．Na2O2中氧元素化合价为－2价
B．反应①的离子方程式为：
Na＋2H2O===Na＋＋2OH－＋H2↑
C．反应③最多能产生0.05
mol
O2
D．①、②、③充分反应后所得溶液的质量分数由大到小的顺序为
①＞②＞③
【解析】A.过氧化钠中氧元素化合价为－1价，故A错误；B.反应①的离子方程式为：2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑，故B错误；C.反应③的化学方程式为：
2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
2
mol 1
mol
0．1
mol 0.05
mol
根据方程式知，最多产生0.05
mol
O2，故C正确；
D．钠、氧化钠、过氧化钠和水反应的方程式分别如下：
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，溶液增加的质量＝m(Na)－m(H2)＝2.3
g－0.1
g＝2.2
g；
Na2O＋H2O===2NaOH，溶液增加的质量＝m(Na2O)＝0.1
mol×62
g/mol＝6.2
g；
2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，溶液增加的质量＝m(Na2O2)－m(O2)＝m(Na2O)＝6.2
g。
所以溶液增加的质量大小顺序为：钠＜氧化钠＝过氧化钠，根据钠原子守恒知，0.1
mol的钠、氧化钠、过氧化钠溶于水所得氢氧化钠的物质的量分别为：0.1
mol、0.2
mol、0.2
mol，通过以上分析可知，0.1
mol的钠、氧化钠、过氧化钠分别溶于水所得溶液的质量分数分别为：×100%、×100%、×100%，所以①、②、③充分反应后所得溶液的质量分数由大到小的顺序为：①＜②＝③，故D错误。
9．下列有关钠及其化合物的叙述正确的是(B)
A．Na2O2晶体中的阴离子与阳离子的物质的量之比为1∶1
B．9.2
g金属钠投入到足量的重水中，则产生的气体中含有0.4
mol电子
C．钠在化学反应中常常失去电子被氧化，作氧化剂，故Na＋具有强氧化性
D．钠、钾是低熔点的轻金属，所以钠钾合金在常温时柔软似蜡
【解析】过氧化钠中阴、阳离子分别是O22－和Na＋，所以过氧化钠晶体中的阴离子与阳离子的物质的量之比为1∶2，A项错误；9.2
g钠的物质的量为0.4
mol，0.4
mol钠和足量重水反应生成0.2
mol重氢，每个重氢分子中含有2个电子，所以产生的气体中含有0.2
mol×2＝0.4
mol电子，B项正确；在化学反应中钠常常失去电子被氧化，作还原剂，Na＋具有弱氧化性，C项错误；钠钾合金在常温时呈液态，而不是柔软似蜡(固体)，D项错误。
10．(2016·河南十校联考)X、Y、Z、W四种物质的转化关系如图所示。下列组合中不符合该关系的是(B)
A
B
C
D
X
HCl
Na2O2
Na2CO3
SO2
Y
FeCl2
NaOH
CO2
Na2SO3
Z
Cl2
Na2CO3
CaCO3
H2SO4
W
FeCl3
NaHCO3
Ca(HCO3)2
NaHSO3
【解析】由题图分析可知，X能转化为Y和Z，Y和Z能发生反应生成W，B项中NaOH和Na2CO3不反应，不符合题意。
B级(冲刺名校练)
11．(长沙市一中2016届高三月考试卷)浓度相同的NaOH溶液各100
mL倒入A、B、C三个烧杯中，分别向三份溶液中通入不等量的CO2，充分反应后，再向三份所得溶液中逐滴加入0.2
mol·L－1的盐酸，产生CO2的体积与所加盐酸体积之间关系如图所示。下列判断正确的是(A)
A．原NaOH溶液的浓度为0.2
mol·L－1
B．B烧杯中通入的CO2体积为448
mL
C．通入CO2后，不能确定A烧杯中的溶质
D．通入CO2后，C烧杯中溶质成分的物质的量之比为n(NaOH)∶n(Na2CO3)＝1∶1
【解析】CO2通入NaOH溶液，可能发生反应2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O或NaOH＋CO2===NaHCO3，由图示可知，滴加盐酸时均不直接产生CO2气体，且最终完全反应消耗的盐酸均为100
mL生成NaCl，由原子守恒得n(Na＋)＝n(Cl－)，即n(NaOH)＝n(HCl)，故c(NaOH)＝＝＝0.2
mol·L－1，A正确；B烧杯中从开始产生气体到气体完全放出需盐酸相同，即通入CO2后生成的溶液为Na2CO3溶液，据2NaOH～CO2可知n(CO2)＝＝0.01
mol，V(CO2)＝224
mL，B错；通入CO2后的溶液再滴加盐酸到开始产生气体消耗的盐酸小于气体完全生成消耗的盐酸，故溶质为Na2CO3和NaHCO3，C错；C烧杯中通入CO2之后的溶液滴加盐酸到开始产生气体消耗的盐酸大于气体完全放出消耗的盐酸，故溶液溶质为Na2CO3和NaOH，n(Na2CO3)＝n(NaHCO3)＝n(HCl)＝(100－75)×10－3×0.2
mol＝5×10－3
mol，故n(NaOH)＝(75－25)×10－3×0.2
mol＝1×10－2
mol，即n(NaOH)∶n(Na2CO3)＝2∶1，D不正确。
12．(长沙市一中2016届高三月考试卷)a
mol
Na2O2和b
mol
NaHCO3固体混合后，在密闭容器中加热到250
℃，使其充分反应，当排出气体为两种气体时，a∶b不可能为(D)
A．3∶4
B．4∶5
C．2∶3
D．3∶2
【解析】两种气体只能是H2O、O2。因为2NaHCO3～CO2～Na2O2～H2O，所以当n(Na2O2)少于n(NaHCO3)的时，有三种气体，无选项，当n(Na2O2)≥n(NaHCO3)时，只有O2，D不行。
13．(2016·安阳模拟)某实验小组欲探究Na2CO3和NaHCO3的性质，发现实验室里盛放两种固体的试剂瓶丢失了标签。于是，他们先对固体A、B进行鉴别，再通过实验进行性质探究。
(1)分别加热固体A、B，发现固体A受热产生的气体能使澄清石灰水变浑浊。A受热分解的化学方程式为：
________________________________________________________________________。
(2)称取两种固体各2
g，分别加入两个小烧杯中，再各加10
mL蒸馏水，振荡，测量温度变化；待固体充分溶解，恢复至室温，向所得溶液中各滴入2滴酚酞溶液。
①发现Na2CO3固体完全溶解，而NaHCO3固体有剩余，由此得出结论：________________________________________________________________________；
②同学们在两烧杯中还观察到以下现象。其中，盛放Na2CO3的烧杯中出现的现象是______。(填字母序号)
a．溶液温度下降
b．溶液温度升高
c．滴入酚酞后呈浅红色
d．滴入酚酞后呈红色
(3)如图所示，在气密性良好的装置Ⅰ和Ⅱ中分别放入药品，将气球内的固体同时倒入试管中。
①两试管中均产生气体，__________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)的反应程度更为剧烈。
②反应结束后，气球均有膨胀，恢复至室温，下列说法正确的是________。
a．装置Ⅰ的气球体积较大
b．装置Ⅱ的气球体积较大
c．生成气体的体积根据盐酸计算
d．生成气体的体积根据固体计算
【解析】(1)碳酸钠稳定，受热难分解，碳酸氢钠热稳定性差，受热易分解，生成二氧化碳气体，故A为碳酸氢钠，反应的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，生成的CO2气体通入澄清石灰水中发生反应CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O生成碳酸钙沉淀变浑浊。
(2)①称取两种固体各2
g，分别放入两个小烧杯中，再各滴加10
mL蒸馏水，振荡，测量温度变化；待固体充分溶解，并恢复至室温后，发现Na2CO3固体完全溶解，而NaHCO3固体有剩余，说明在同样的温度下，同质量的两种固体在同体积的溶剂中，Na2CO3比NaHCO3易溶于水，②碳酸钠溶解过程为放热过程，温度升高，故a错误，b正确。碳酸钠为强碱弱酸盐，水解溶液呈碱性，滴入酚酞后呈红色，故c错误，d正确。
(3)①将气球内的固体同时倒入试管发生反应：Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑，NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑，同等条件下，碳酸钠与盐酸反应速率不及碳酸氢钠与盐酸反应，所以Ⅰ的反应程度更为剧烈，②1
g碳酸钠的物质的量为＝0.009
4
mol，1
g碳酸氢钠的物质的量为＝0.012
mol，盐酸的物质的量为0.003
mol，再由方程式Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl，NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑；盐酸不足，生成气体的体积根据盐酸的量计算。Ⅰ中生成CO2的物质的量为0.003
mol，Ⅱ中无气体产生，故a、c正确。
【答案】(1)2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O
(2)①同温度下，Na2CO3比NaHCO3易溶于水 ②b、d
(3)①Ⅰ ②a、c
第二节 铝及其化合物
【考纲要求】
了解铝、镁及其重要化合物的主要性质和应用。
考点一 铝、镁性质及应用
知
识
梳
理 【P35】
一、铝的原子结构与物理性质
二、铝的化学性质
(1)与非金属单质(O2、Cl2、S等)反应
Al与O2
Al与Cl2：__2Al＋3Cl22AlCl3__。
Al与S：__2Al＋3SAl2S3__。
(2)与酸反应
①与非氧化性酸(如：盐酸，稀H2SO4)
离子方程式：__2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑__。
②与氧化性酸(如HNO3，浓H2SO4)
Al与稀HNO3：__Al＋4HNO3(稀)===Al(NO3)3＋NO↑＋2H2O__。
Al遇到冷的浓硝酸或浓硫酸__钝化__。
(3)与NaOH溶液反应
离子方程式：__2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO2－＋3H2↑__。
(4)铝热反应(与Fe2O3、WO3、V2O5等金属氧化物)
Al与Fe2O3：__2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe__。
Al与WO3：WO3＋2AlW＋Al2O3。
三、对比记忆镁的化学性质
铝
镁
与非金属反应
能被Cl2、O2氧化
2Mg＋O22MgO
3Mg＋N2Mg3N2
与水反应
反应很困难
能与沸水反应：Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑
与碱反应
能溶于强碱溶液
不反应
与某些氧化物反应
能与Fe2O3、MnO2、Cr2O3等金属氧化物发生铝热反应
能在CO2中燃烧：2Mg＋CO22MgO＋C
四、铝的用途
纯铝用作导线，铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等。
分
点
突
破 【P35】
角度一 铝、镁性质
【练1】下列说法正确的是( )
A．(全国卷Ⅰ)用坩埚钳夹住一小块砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热，熔化后的液态铝滴落下来
B．(江苏高考)Al、盐酸、NaOH溶液三者之间两两均能发生反应
C．(全国卷Ⅱ)铝与Fe2O3发生铝热反应后固体物质增重
D．(安徽高考)常温下，相同的铝片中分别加入足量的浓、稀硝酸，浓硝酸中铝片先溶解完
【解析】由于铝箔表面有一薄层Al2O3，且Al2O3的熔点很高，故熔化的液态铝包裹在里面，不会滴落下来，A错误；铝与Fe2O3发生铝热反应生成Al2O3和铁，故固体质量不会增加，C错误；常温下，铝在浓HNO3中“钝化”，D错误。
【答案】B
【练2】(2016·龙岩模拟)常温下可用铝质容器储运的试剂是( )
A．浓硝酸
B．食醋
C．石灰水
D．稀盐酸
【解析】常温下，Al和浓硝酸反应生成一层致密的氧化物薄膜而阻止进一步被氧化，所以可以用铝制容器储运浓硝酸，故A正确；食醋显酸性能与铝质容器反应，故B错误；石灰水呈碱性，Al能溶于强碱溶液，所以不能盛放石灰水，故C错误；Al和稀盐酸反应生成氯化铝和氢气，所以不能盛放稀盐酸，故D错误。
【答案】A
【练3】(湖南师大附中2016届高三月考试卷)将一定质量的Mg和Al的混合物投入500
mL稀硫酸中，固体全部溶解并产生气体。待反应完全后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液的体积关系如图所示。则下列说法正确的是( )
A．Mg和Al的总质量为8
g
B．硫酸的物质的量浓度为5
mol·L－1
C．NaOH溶液的物质的量浓度为5
mol·L－1
D．生成的H2在标准状况下的体积为11.2
L
【解析】由图可知，0～20
mL发生酸碱中和，20～200
mL发生离子与碱生成沉淀的反应，200～240
mL发生Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O，200
mL时生成沉淀最多，溶液中的溶质为硫酸钠。A.由图象可知，n(Mg)＝0.15
mol，n(Al)＝0.2
mol，则Mg和Al的总质量为0.15
mol×24
g·mol－1＋0.2
mol×27
g·mol－1＝9
g，故A错误；B.由200～240
mL发生Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O，c(NaOH)＝＝5
mol·L－1，200
mL时生成沉淀最多，溶液中的溶质为硫酸钠，则c(H2SO4)＝＝1
mol·L－1，故B错误，C正确；D.与硫酸反应生成的氢气的体积应为(0.15
mol＋0.3
mol)×22.4
L·mol－1＝10.08
L，故D错误。
【答案】C
【练4】镁、铝单质的化学性质以相似为主，但也存在某些重大差异性。下列物质能用于证明二者存在较大差异性的是( )
①CO2 ②盐酸 ③NaOH溶液 ④水
A．①④
B．②③
C．①③
D．②③④
【解析】Al能与NaOH溶液反应而Mg不能；Mg能在CO2中燃烧而Al不能。
【答案】C
角度二 铝与酸、碱反应特点
分析依据：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。
从化学方程式可以看出Al与酸、碱反应时生成H2的实质都是AlAl3＋，所以无论是与酸还是与碱反应，Al与H2的关系都是2Al～3H2。
1．等量铝分别与足量盐酸和足量NaOH溶液反应，产生H2的体积比＝1∶1。
2．足量铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠反应，产生H2的体积比＝1∶3。
3．当生成H2的量相等时，消耗铝单质的量一定相等，消耗HCl与NaOH的物质的量之比为3∶1。
4．一定量的铝分别和一定量溶质的物质的量相等的盐酸和NaOH溶液反应，若产生H2的体积比为<<，则必定是：Al与HCl溶液反应时，Al过量而HCl不足；Al与NaOH溶液反应时，Al不足而NaOH过量。
【练1】现有一包铝热剂是铝粉和氧化铁粉末的混合物，在高温下使之充分反应，将反应后的固体分为两等份，进行如下实验(假定反应前后溶液的体积不变)：
①向其中一份固体中加入100
mL
2.0
mol·L－1的NaOH溶液，加热使其充分反应后过滤，测得溶液中c(OH－)＝1
mol·L－1；
②向另一份固体中加入100
mL
4.0
mol·L－1的HCl溶液，使固体全部溶解，测得反应后所得溶液中只有H＋、Fe2＋和Al3＋三种阳离子且c(H＋)＝0.1
mol·L－1，则实验②产生的气体的体积(标准状况)为( )
A．2.352
L
B．2.448
L
C．2.688
L
D．2.856
L
【解析】由①知一份固体中铝元素的物质的量n(Al)＝n(OH－)反应＝0.2
mol－0.1
mol＝0.1
mol；由②知反应后的溶液符合电中性原理：0.1×0.1×1＋0.1×3＋n(Fe2＋)×2＝4×0.1×1，故n(Fe2＋)＝0.045
mol；则氧化铁的物质的量为0.0225
mol。根据下列反应分析：2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe，可知参与反应的n(Al)＝0.045
mol，剩余的n(Al)＝0.1
mol－0.045
mol＝0.055
mol。再根据得失电子守恒有：0.045
mol×2＋0.055
mol×3＝[V(H2)/(22.4
L·mol－1)]×2，则V(H2)＝2.856
L。
【答案】D
【练2】把a
g铁铝合金粉末溶于足量盐酸中，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】由铁铝合金粉末溶于足量盐酸中，加入过量NaOH溶液，沉淀为氢氧化铁，则经洗涤、干燥、灼烧，得到红棕色粉末为氧化铁，则a
g
Fe、Al→a
g
Fe2O3，合金中铝的质量等于氧化铁中氧元素的质量，则合金中铁的质量分数等于氧化铁中铁的质量分数，原合金中铁的质量分数为×100%＝70%。
【答案】A
【练3】铝是中学化学学习阶段的唯一一种既能与酸(非氧化性酸)反应又能与强碱溶液反应放出H2的金属，就铝的这一特殊性质回答下列问题：
(1)等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，所得H2的体积之比是________。
(2)足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的盐酸和氢氧化钠溶液中，产生H2的体积之比是________。
(3)足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的HCl、NaOH溶液中，二者产生的H2相等，则HCl和NaOH的物质的量浓度之比是________。
(4)甲、乙两烧杯中各盛有100
mL
3
mol·L－1的盐酸和NaOH溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后，测得生成的气体体积比为V(甲)∶V(乙)＝1∶2，则加入铝粉的质量为________。
A．5.4
g
B．3.6
g
C．2.7
g
D．1.8
g
【解析】(1)根据化学方程式：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，得Al与H2的关系式均为2Al～3H2，故只要参加反应的Al的量相等，所得H2的量必相等。
(2)因为在反应中Al过量，产生的H2由HCl和NaOH的量决定。根据化学反应中的关系式：6HCl～3H2、2NaOH～3H2，故当HCl、NaOH物质的量相等时，二者产生H2的体积比为1∶3。
(3)因为铝足量且产生H2相等，根据关系式n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1，又因为两溶液体积相等，故物质的量浓度c(HCl)∶c(NaOH)＝n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1。
(4)其反应原理分别为2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。可见当参加反应的HCl和NaOH的物质的量一样多时，产生H2的体积比是1∶3，而题设条件体积比为1∶2，说明此题投入的铝粉对盐酸来说是过量的，而对于NaOH来说是不足的。
2Al＋6HCl === 2AlCl3＋3H2↑
6
mol 3
mol
3
mol·L－1×0.1
L 0.15
mol
则Al与NaOH反应生成的H2为0.15
mol×2＝0.3
mol。
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2×27
g 3
mol
5．4
g 0.3
mol
即投入的铝粉为5.4
g。
【答案】(1)1∶1 (2)1∶3 (3)3∶1 (4)A
考点二 铝的重要化合物
知
识
梳
理 【P36】
1．氧化铝
(1)化学性质(用离子方程式表示)
(2)用途：熔点很高，是一种较好的__耐火材料__，还可制作各种宝石。
2．氢氧化铝
(1)化学性质
①受热分解：__2Al(OH)3Al2O3＋3H2O__。
(2)用途
①治疗胃酸过多，其原理涉及到的离子方程式：
__Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O__。
②水解生成Al(OH)3胶体可净水——明矾净水。
(3)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。明矾的电离方程式：
__KAl(SO4)2===K＋＋Al3＋＋2SO42－__。
(4)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。明矾可以净水，其净水的原理是__Al3＋＋3H2O??Al(OH)3(胶体)＋3H＋，Al(OH)3胶体吸附水中杂质形成沉淀而净水__。
(5)制备
①向铝盐中加入氨水(NH3·H2O)的离子方程式：
__Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4＋__。
②向偏铝酸盐(AlO2－)溶液中通入足量CO2的离子方程式：__AlO2－＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO3－__。
【易错提醒】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。
分
点
突
破 【P37】
角度一 “铝三角”及其应用
1．“铝三角”是指Al3＋、Al(OH)3和AlO2－相互转化的三角关系(如下图)
写出实现上述各步转化的离子方程式。
(1)①Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4＋
②Al3＋＋3AlO2－＋6H2O===4Al(OH)3↓
③Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓
(2)Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
(3)Al3＋＋4OH－===AlO2－＋2H2O
(4)AlO2－＋4H＋===Al3＋＋2H2O
(5)①若CO2过量：
AlO2－＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO3－
若CO2少量：
2AlO2－＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO32－
②AlO2－＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓
(6)Al(OH)3＋OH－===AlO2－＋2H2O
2．应用
(1)制取Al(OH)3
Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4＋
AlO2－＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO3－
Al3＋＋3AlO2－＋6H2O===4Al(OH)3↓
(2)离子共存问题
①Al3＋水解呈酸性，与OH－、AlO2－、CO32－(HCO3－)、S2－等不能大量共存。
②AlO2－水解呈碱性，与H＋、HCO3－、Al3＋、Fe3＋等不能大量共存。
【练1】(2016·肇庆模拟)相同物质的量的下列物质分别与等浓度的NaOH溶液反应，至体系中均无固体物质，消耗碱量最多的是( )
A．Al
B．Al2O3
C．Al(OH)3
D．AlCl3
【解析】1
mol
Al2O3能与2
mol
NaOH溶液反应，1
mol
Al、1
mol
Al(OH)3能与1
mol
NaOH溶液反应，1
mol
AlCl3最多能与4
mol
NaOH溶液反应。
【答案】D
【练2】工业上从铝土矿(主要成分是Al2O3，还含有SiO2、Fe2O3等杂质)中提取铝可采用如下工艺流程：
请回答下列问题：
(1)图中涉及分离溶液与沉淀的实验方法是__________(填操作名称)；
(2)步骤(Ⅱ)中加入的烧碱溶液应该是________(填“少量”或“过量”)，沉淀B的成分是__________(填化学式，下同)，溶液D中含铝元素的溶质的是____________，它属于______(填“酸”、“碱”或“盐”)类物质；
(3)溶液D中通入过量CO2生成沉淀F的离子方程式为：
________________________________________________________________________。
【解析】Al2O3、SiO2、Fe2O3中，Al2O3、SiO2与NaOH溶液反应，Fe2O3不与NaOH溶液反应；除SiO2不与盐酸反应外，Al2O3、Fe2O3均与盐酸反应；加入过量盐酸，溶液A为AlCl3、FeCl3、HCl，沉淀B为SiO2，加入过量烧碱，沉淀C为Fe(OH)3，溶液D为NaAlO2、NaCl，通入过量二氧化碳，溶液E主要为NaHCO3，沉淀F为Al(OH)3，加热分解得到M为Al2O3，经电解可得到Al。(1)分离溶液与沉淀，常用过滤的方法；(2)为使铝离子完全转化为AlO2－，烧碱溶液应该是过量的，由上述分析知，沉淀B为SiO2，溶液D中含铝元素的溶质的是NaAlO2，属于盐类物质。(3)NaAlO2溶液中通入过量CO2生成沉淀为Al(OH)3，AlO2－＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO3－。
【答案】(1)过滤 (2)过量 SiO2 NaAlO2 盐
(3)AlO2－＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO3－
【练3】用含有少量Mg的Al片制取纯净的Al(OH)3，下列操作中最恰当的组合是( )
①加盐酸溶解 ②加NaOH溶液 ③过滤 ④通入过量CO2生成Al(OH)3 ⑤加盐酸生成Al(OH)3 ⑥加过量氨水生成Al(OH)3
A．①⑥③
B．①③⑥③
C．②③④③
D．②③⑤③
【解析】2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO2－＋3H2↑，Mg和NaOH溶液不反应，过滤后向NaAlO2溶液中通入过量CO2生成Al(OH)3沉淀，再过滤就可得到Al(OH)3。
【答案】C
【练4】常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A．中性溶液中：Cl－、Mg2＋、Al3＋、K＋
B．1.0
mol·L－1的NaAlO2溶液中：Cl－、HCO3－、K＋、Ca2＋
C．在强碱性环境中：AlO2－、SiO32－、Na＋、K＋
D．0.1
mol·L－1明矾溶液中：NH4＋、AlO2－、HCO3－、Na＋
【解析】A项，Al3＋易水解，在中性溶液中水解生成Al(OH)3沉淀；B项，HCO3－＋AlO2－＋H2O===Al(OH)3↓＋CO32－；D项，Al3＋与AlO2－、HCO3－因发生双水解反应而不能大量共存。
【答案】C
规律总结
1．含铝杂质的提纯方法归类
利用Al、Al2O3、Al(OH)3可溶于强碱的特性，可除去许多物质中的含铝杂质，如：
(1)Mg(Al)：加足量NaOH溶液；
(2)Fe2O3(Al2O3)：加足量NaOH溶液；
(3)Mg(OH)2[Al(OH)3]：加足量NaOH溶液；
(4)Mg2＋(Al3＋)：加过量NaOH溶液，过滤，再加酸充分溶解。
2．Al(OH)3的三种制备方法
方法一：可溶性铝盐溶液与过量氨水反应
反应原理：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4＋
方法二：向可溶性偏铝酸盐溶液中通入过量CO2
反应原理：AlO2－＋2H2O＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO3－
方法三：相互促进水解法
3．含Al3＋的溶液与碱反应的先后顺序
当溶液中有多种离子时，要考虑离子之间的反应顺序，如向含有H＋、NH4＋、Mg2＋、Al3＋的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，NaOH先与H＋反应，再与Mg2＋、Al3＋反应生成沉淀，再与NH4＋反应，最后才溶解Al(OH)3沉淀。
4．明矾溶液与Ba(OH)2溶液反应分析
(1)沉淀的物质的量最大(此时Al3＋完全沉淀)
2Al3＋＋3SO42－＋3Ba2＋＋6OH－===2Al(OH)3↓＋3BaSO4↓。
(2)沉淀的质量最大(此时SO42－完全沉淀)
Al3＋＋2SO42－＋2Ba2＋＋4OH－===AlO2－＋2BaSO4↓＋2H2O。
考点三 有关Al(OH)3的图象分析
知
识
梳
理 【P38】
一、四个基本图像
(1)可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应的图像：
操作
向可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量
向NaOH溶液中逐滴加入可溶性铝盐溶液至过量
现象
立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失
无沉淀(有但即溶)→出现沉淀→渐多→最多→沉淀不消失
图像
离子
方程式
Al3＋＋3OH－===
Al(OH)3↓
Al(OH)3＋OH－===
AlO2－＋2H2O
Al3＋＋4OH－===AlO2－＋
2H2O
3AlO2－＋Al3＋＋6H2O===
4Al(OH)3↓
(2)偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图像：
操作
向偏铝酸盐溶液中逐滴加入稀盐酸至过量
向稀盐酸中逐滴加入偏铝酸盐溶液至过量
现象
立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失
无沉淀(有但即溶)→出现沉淀→渐多→最多→沉淀不消失
图像
离子
方程式
AlO2－＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓
Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
AlO2－＋4H＋===Al3＋＋2H2O
Al3＋＋3AlO2－＋6H2O===4Al(OH)3↓
二、拓展图像
(1)向AlCl3溶液中逐滴加入氨水或NaAlO2溶液至过量，图像如图1所示。
(2)向NaAlO2溶液中逐滴加入AlCl3溶液或通入CO2至过量，图像如图2所示。
(3)向含H＋和Al3＋、OH－和AlO2－混合溶液中分别滴加NaOH溶液、盐酸的反应图象
操作
向H＋和Al3＋混合液中滴加NaOH至过量
向OH－和AlO2－混合液中滴加盐酸至过量
现象
无沉淀——白色沉
淀——渐多——最
多——渐少——全部
溶解
无沉淀——白色沉淀——渐多——最多——渐少——全部溶解
图象
离子
方程式
H＋＋OH－===H2O
Al3＋＋3OH－===
Al(OH)3↓
Al(OH)3＋OH－===AlO2－＋2H2O
H＋＋OH－===H2O
AlO2－＋H＋＋H2O===
Al(OH)3↓
Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
(4)向含MgCl2、AlCl3、盐酸、NH4Cl的混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液至过量，沉淀图像如图3所示，若反应的先后顺序与图像关系为
①H＋H2O
②Mg2＋、Al3＋Mg(OH)2、Al(OH)3
③NH4＋NH3·H2O
④Al(OH)3AlO2－
分
点
突
破 【P39】
角度一 图像的综合分析与计算
【练1】向FeCl3、Al2(SO4)3的混和溶液中逐滴加入Ba(OH)2(aq)，形成沉淀的情况如下图所示。沉淀的生成与溶液的pH列于下表(已知：偏铝酸钡易溶于水)。以下推断正确的是
氢氧化物
溶液pH
开始沉淀
沉淀完全
沉淀开始溶解
沉淀完全溶解
Fe(OH)3
2.3
3.4
－
－
Al(OH)3
3.3
5.2
7.8
12.8
A．据图计算原溶液中c(Cl－)＝c(SO42－)
B．OA段产生的沉淀为BaSO4和Fe(OH)3
C．AB段可能发生的反应是：2SO42－＋2Ba2＋＋Al3＋＋3OH－===2BaSO4↓＋Al(OH)3↓
D．C点溶液呈碱性的原因是AlO2－水解，其离子方程式为：AlO2－＋2H2O===Al(OH)3＋OH－
【解析】A.根据表中信息，可知加入氢氧化钡溶液后铁离子先沉淀，沉淀的总物质的量是6
mol，其中氢氧化铝为2
mol，则铝离子的物质的量是2
mol，则硫酸根离子的物质的量是3
mol，所以铁离子的物质的量是1
mol，根据电荷守恒，则氯离子的物质的量是3
mol，溶液的体积相同，所以原溶液中c(Cl－)＝c(SO42－)，正确；B.OA段产生的沉淀的物质的量是5
mol，加入3
mol氢氧化钡，则硫酸根离子沉淀完全，根据沉淀的pH值可知，铁离子先沉淀，所以6
mol氢氧根离子与1
mol铁离子、1
mol
铝离子分别生成1
mol氢氧化铁和氢氧化铝沉淀，则OA段的沉淀是硫酸钡、氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，错误；C.AB段再加入1.5
mol氢氧化钡，则3
mol氢氧根离子与剩余1
mol铝离子反应生成氢氧化铝沉淀，此时硫酸根已沉淀完全，不会再产生硫酸钡沉淀，错误；D.C点时氢氧化铝全部与氢氧根离子反应生成偏铝酸根离子和水，偏铝酸根离子水解使溶液呈碱性，但水解是微弱的，离子方程式不能用“===”表示，错误。
【答案】A
【练2】下列曲线图(纵坐标为沉淀的量，横坐标为加入物质的量)与对应的选项相符合的是( )
A．向1
L浓度均为0.1
mol·L－1的Ba(OH)2、NaAlO2混合溶液中加入0.1
mol·L－1的稀H2SO4
B．向1
L浓度分别为0.1
mol·L－1和0.3
mol·L－1的AlCl3、NH4Cl的混合溶液中加入0.1
mol·L－1的稀NaOH溶液
C．向烧碱溶液中滴加明矾溶液
D．向AlCl3溶液中滴加过量氨水
【解析】A项，Ba(OH)2和NaAlO2中加入稀H2SO4，发生的反应依次为Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SO42－===BaSO4↓＋2H2O、AlO2－＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓、Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O，所以加1
L稀H2SO4时，Ba(OH)2反应完全，再加0.5
L稀H2SO4时AlO2－参加反应，再加1.5
L稀H2SO4时，Al(OH)3全部溶解，A正确；B项，向1
L浓度分别为0.1
mol·L－1和0.3
mol·L－1的AlCl3、NH4Cl的混合溶液中加入0.1
mol·L－1的NaOH溶液，发生的反应依次是Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓、OH－＋NH4＋===NH3·H2O、Al(OH)3＋OH－===AlO2－＋2H2O，所以沉淀Al3＋和溶解Al(OH)3所用NaOH的量之比为3∶1，而图像上看到的是1∶1，B错误；C项，向烧碱溶液中滴加明矾溶液，发生的反应依次是Al3＋＋4OH－===AlO2－＋2H2O、Al3＋＋3AlO2－＋6H2O===4Al(OH)3↓，C错误；D项，AlCl3溶液中滴加过量氨水，沉淀不会溶解，D错误。
【答案】A
【练3】向30
mL
1
mol·L－1的AlCl3溶液中逐渐加入浓度为4
mol·L－1的NaOH溶液，若产生0.78
g白色沉淀，则加入的NaOH溶液的体积可能为( )
A．3
mL
B．7.5
mL
C．15
mL
D．17.5
mL
【解析】解法一：把该题的信息转化为图像，用图像法求解，如图所示：
当生成沉淀0.01
mol时需NaOH
0.03
mol或0.11
mol，显然B项符合题意。
解法二：已知n(AlCl3)＝0.03
mol，n[Al(OH)3]＝0.01
mol，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。
当碱的量不足时，则V(NaOH)＝
L＝0.0075
L＝7.5
mL；当碱过量时，则V(NaOH)＝L＝0.0275
L＝27.5
mL。
【答案】B
【练4】某无色溶液中含有NH4＋、K＋、Al3＋、SO42－四种离子。
①取10
mL该溶液于试管中，滴加Ba(NO3)2溶液，加稀硝酸酸化后过滤得到0.03
mol白色沉淀。
②取10
mL该溶液于试管中，滴加NaOH溶液产生白色沉淀，当沉淀增加到一定量后开始产生气体(必要时可加热)，最后沉淀完全溶解。并且随NaOH溶液的加入，沉淀和气体的物质的量的变化关系如下图所示。
下列说法不符合事实的是( )
A．根据图示数据计算实验中使用的NaOH溶液的物质的量浓度为1
mol·L－1
B．根据信息分析该溶液中焰色反应呈现紫色的离子的物质的量浓度为1
mol·L－1
C．另取一定量该溶液滴加一定量Ba(OH)2的溶液，能使Al3＋和SO42－同时完全沉淀
D．NH4＋、K＋、Al3＋、SO42－四种离子的物质的量之比为2∶1∶1∶3
【解析】取10
mL该溶液于试管中滴加Ba(NO3)2溶液，加稀硝酸酸化后过滤得到0.03
mol白色沉淀，生成的沉淀为BaSO4，说明溶液中含有SO42－，物质的量为0.03
mol；另取10
mL该溶液于试管中，滴加NaOH溶液产生白色沉淀，当沉淀增加到一定量后开始产生气体，说明溶液中含有NH4＋，最后沉淀完全溶解，则说明溶液中含有Al3＋，因此原溶液中一定存在：NH4＋、Al3＋、SO42－，可能含K＋。结合图象中沉淀的变化关系知，溶液中含有0.01
mol
Al3＋，需0.03
mol
OH－才能将其完全沉淀；当沉淀增加到一定量后开始产生气体，根据NH4＋＋OH－NH3↑＋H2O，再结合图象知，溶液中含有0.02
mol
NH4＋，需0.02
mol
OH－；最后沉淀完全溶解是由于氢氧化铝与NaOH继续反应，反应的离子方程式为Al(OH)3＋OH－===AlO2－＋2H2O，结合图象中沉淀的变化关系，溶解沉淀需OH－为0.01
mol；实验中使用的NaOH溶液的总物质的量为：0.03
mol＋0.02
mol＋0.01
mol＝0.06
mol，结合图象中沉淀的变化关系知此时氢氧化钠溶液的体积为60
mL，根据c＝n÷V＝0.06
mol÷(0.06
L)＝1
mol·L－1；由以上分析可知NH4＋为0.02
mol，Al3＋为0.01
mol，SO42－为0.03
mol，根据溶液呈电中性，溶液中阴、阳离子所带的正、负电荷总数相等，其中正电荷总数为：0.02
mol×1＋0.01
mol×3＋n(K＋)×1＝0.05
mol＋n(K＋)，负电荷总数0.03
mol×2＝0.06
mol，所以n(K＋)＝0.01
mol。A.根据以上分析可知，氢氧化钠溶液的浓度为
1
mol·L－1，A正确；B.溶液中焰色反应呈现紫色的离子的物质的量浓度为
0.01
mol÷(0.01
L)＝1
mol·L－1，B正确；C.Al3＋为
0.01
mol，SO42－为0.03
mol，加入氢氧化钡溶液，当硫酸根完全沉淀时，铝离子已转化为偏铝酸钠，C不正确；D.根据以上分析可知，NH4＋为0.02
mol，K＋为0.01
mol、
Al3＋为0.01
mol，SO42－为0.03
mol，NH4＋、K＋、Al3＋、SO42－四种离子的物质的量之比为2∶1∶1∶3，故D确，答案选C。
【答案】C
【练5】(天津高考·节选)向盛有10
mL
1
mol·L－1NH4Al(SO4)2溶液的烧杯中滴加1
mol·L－1NaOH溶液，沉淀物质的量随NaOH溶液体积的变化示意图如下：
(1)写出m点反应的离子方程式：________________________________________________________________________。
(2)若在NH4Al(SO4)2溶液中改加20
mL
1.2
mol·L－1
Ba(OH)2溶液，充分反应后，溶液中产生沉淀的物质的量为________mol。
【解析】(1)向NH4Al(SO4)2溶液中加入NaOH溶液，由图像分析，先发生Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，之后是NH4＋＋OH－===NH3·H2O，最后是沉淀的溶解：Al(OH)3＋OH－===AlO2－＋2H2O，故m点的离子反应为NH4＋＋OH－===NH3·H2O。
(2)因NH4Al(SO4)2的物质的量为0.01
L×1
mol·L－1＝0.01
mol，Ba(OH)2的物质的量为0.02
L×1.2
mol·L－1＝0.024
mol，产生沉淀的反应有两类，一是SO42－＋Ba2＋===BaSO4↓，n(SO42－)＝0.01
mol×2＝0.02
mol，0.02
mol＜0.024
mol，故n(BaSO4)＝0.02
mol；二是OH－参与的反应，
Al3＋ ＋
3OH－ ===
Al(OH)3↓
0．01
mol 0.03
mol 0.01
mol
OH－余0.024
mol×2－0.03
mol＝0.018
mol，之后发生反应：NH4＋＋OH－===NH3·H2O，n(NH4＋)＝0.01
mol，再消耗OH－0.01
mol，则剩余OH－为0.018
mol－0.01
mol＝0.008
mol，最后发生沉淀的溶解：Al(OH)3＋OH－===AlO2－＋2H2O，OH－为0.008
mol，溶解Al(OH)3
0.008
mol，则剩余Al(OH)3为0.01
mol－0.008
mol＝0.002
mol。溶液中产生沉淀的物质的量为0.02
mol＋0.002
mol＝0.022
mol。
【答案】(1)NH4＋＋OH－===NH3·H2O (2)0.022
【解题技巧】
1．突破Al(OH)3沉淀图像三个秘诀
(1)明晰横、纵坐标含义，然后通过曲线变化特点分析反应原理。
(2)掌握Al3＋、Al(OH)3、AlO2－三者之间的转化比例：
(3)明晰Al3＋溶液中加碱(OH－)的几种常见变形图像，如：
图A中，n(H＋)∶n(Al3＋)＝2∶1。
图B中，若已知原溶液中含有Mg2＋。则可推出：
n(Mg2＋)∶n(Al3＋)＝1∶1。
图C中，若已知原溶液中含有H＋和Mg2＋，则可推导出：n(H＋)∶n(Al3＋)∶n(Mg2＋)＝2∶1∶1。
2．可溶性铝盐与强碱反应的计算规律
(1)求产物Al(OH)3的量
①当n(OH－)≤3n(Al3＋)时，n[Al(OH)3]＝3n(OH－)；
②当3n(Al3＋)③当n(OH－)≥4n(Al3＋)时，n[Al(OH)3]＝0，无沉淀。
(2)求反应物碱的量
①若碱不足(Al3＋未完全沉淀)：
n(OH－)＝3n[Al(OH)3]；
②若碱使生成的Al(OH)3部分溶解：
n(OH－)＝4n(Al3＋)－n[Al(OH)3]。
考
题
专
练 【备用题】
1．(高考选项组合题)下列关于铝及其化合物的叙述不正确的是( )
A．(福建理综，6C)铝罐不可久盛食醋
B．(四川理综，1D)氢氧化铝可作胃酸的中和剂
C．(重庆理综，1A)明矾用作净水剂不涉及化学变化
D．(山东理综，10A)将AlCl3加入Ba(HCO3)2溶液中同时有气体和沉淀产生
【解析】铝罐容易受食醋中的醋酸腐蚀而破裂，无法久盛食醋，A对；明矾用作净水剂是利用Al3＋水解生成的氢氧化铝胶体的吸附性，涉及化学变化，C错；Al3＋和HCO3－发生双水解反应，生成Al(OH)3沉淀和CO2气体，D对。
【答案】C
2．(2016年高考上海卷)已知NaOH＋Al(OH)3===NaAlO2＋2H2O。向集满CO2的铝制易拉罐中加入过量NaOH浓溶液，立即封闭罐口，易拉罐渐渐凹瘪；再过一段时间，罐壁又重新凸起。上述实验过程中没有发生的离子反应是( )
A．CO2＋2OH－===CO32－＋H2O
B．Al2O3＋2OH－===2AlO2－＋H2O
C．2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO2－＋3H2↑
D．Al3＋＋4OH－===AlO2－＋2H2O
【答案】D
3．(2016年高考上海卷)下列各组混合物，使用氢氧化钠溶液和盐酸两种试剂不能分离的是( )
A．氧化镁中混有氧化铝
B．氯化铝溶液中混有氯化铁
C．氧化铁中混有二氧化硅
D．氯化亚铁溶液中混有氯化铜
【解析】A.MgO是碱性氧化物与NaOH不能反应，而Al2O3是两性氧化物，可以与NaOH发生反应产生NaAlO2，过滤后洗涤，就得到纯净的MgO；B.向溶液中加入过量的NaOH溶液，氯化铁变为Fe(OH)3沉淀，氯化铝变为NaAlO2，过滤，然后向滤液中加入适量的盐酸，当沉淀达到最大值时，过滤，得到Al(OH)3，再分别向两种物质的沉淀中加入适量的盐酸溶解；C.二氧化硅是酸性氧化物，可以与NaOH发生反应，而氧化铁与NaOH不能发生反应。加入过量的NaOH，然后过滤洗涤，就得到纯净的氧化铁；D.二者都可以与NaOH发生反应，当再向得到的沉淀中加入盐酸时，二者都溶解，不能分离、提纯二者。
【答案】D
4．(安徽理综，13)室温下，在0.2
mol·L－1Al2(SO4)3溶液中，逐滴加入1.0
mol·L－1NaOH溶液，实验测得溶液pH随NaOH溶液体积变化曲线如下图，下列有关说法正确的是( )
A．a点时，溶液呈酸性的原因是Al3＋水解，离子方程式为Al3＋＋3OH－??Al(OH)3
B．a～b段，溶液pH增大，Al3＋浓度不变
C．b～c段，加入的OH－主要用于生成Al(OH)3沉淀
D．d点时，Al(OH)3沉淀开始溶解
【解析】A项，Al2(SO4)3为强酸弱碱盐，Al3＋水解使溶液显酸性，离子方程式应为Al3＋＋3H2O??Al(OH)3＋3H＋，错误；B项，a～b段，加入NaOH消耗H＋，使Al3＋＋3H2O??Al(OH)3＋3H＋反应正向进行，Al3＋的浓度减小，错误；C项，b～c段，pH变化不明显，说明OH－主要用于生成Al(OH)3沉淀，正确；D项，c～d过程中，pH变化较大，说明发生了反应：Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O，所以c点以后Al(OH)3开始溶解，错误。
【答案】C
5．[天津理综，7(3)]已知：
化合物
MgO
Al2O3
MgCl2
AlCl3
类型
离子化合物
离子化合物
离子化合物
共价化合物
熔点/℃
2
800
2
050
714
191
(1)工业制镁时，电解MgCl2而不电解MgO的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
(2)制铝时，电解Al2O3而不电解AlCl3的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【答案】(1)MgO的熔点高，熔融时耗费更多资源，增加生产成本
(2)AlCl3是共价化合物，熔融态难导电
6．(江苏，16)烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放。实验室用粉煤灰(主要含Al2O3、SiO2等)制备碱式硫酸铝[Al2(SO4)x(OH)6－2x]溶液，并用于烟气脱硫研究。
(1)酸浸时反应的化学方程式为________________________________；滤渣Ⅰ的主要成分为____________(填化学式)。
(2)加CaCO3调节溶液的pH至3.6，其目的是中和溶液中的酸，并使Al2(SO4)3转化为Al2(SO4)x(OH)6－2x。滤渣Ⅱ的主要成分为______________(填化学式)；若溶液的pH偏高，将会导致溶液中铝元素的含量降低，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(用离子方程式表示)。
(3)上述流程中经完全热分解放出的SO2量总是小于吸收的SO2量，其主要原因是______________________________；与吸收SO2前的溶液相比，热分解后循环利用的溶液的pH将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
【解析】(1)酸浸时能与H2SO4反应的是Al2O3，H2SO4与Al2O3反应生成盐和水，SiO2不和H2SO4反应，成为滤渣。
(2)CaCO3和溶液中的H2SO4反应生成CaSO4；如果pH偏高，一部分Al3＋会转化为Al(OH)3沉淀，离子方程式为3CaCO3＋2Al3＋＋3SO42－＋3H2O===2Al(OH)3＋3CaSO4＋3CO2↑。
(3)热分解时，一部分亚硫酸盐被氧化为硫酸盐，不能分解成为SO2；SO2溶于水生成H2SO3，会中和溶液中的部分OH－，使溶液的pH减小。
【答案】(1)Al2O3＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2O SiO2
(2)CaSO4 3CaCO3＋2Al3＋＋3SO42－＋3H2O===2Al(OH)3＋3CaSO4＋3CO2↑
(3)溶液中的部分SO32－被氧化成SO42－ 减小
考
点
集
训 【P247】
A级(跨越本科练)
1．铝合金在日常生活、航空航天和汽车制造等方面均有广泛用途。下列关于铝的说法不正确的是(B)
A．铝的表面容易形成致密的氧化膜，抗腐蚀性能好
B．常温下不与任何碱反应
C．铝元素在地壳中的含量高，储量丰富
D．工业上可以用电解法冶炼铝
【解析】A.铝的表面容易形成致密的氧化膜，抗腐蚀性能好，A正确；B.常温下，Al能与NaOH溶液反应，生成氢气，B错误；C.铝元素在地壳中含量位居第三，仅次于氧、硅，含量高，储量丰富，C正确；D.工业上用电解熔融氧化铝的方法来制铝，D正确。
2．在实验室里，要想使AlCl3溶液中的Al3＋全部沉淀出来，应最好选用下列试剂中的(D)
A．石灰水
B．氢氧化钠溶液
C．硫酸
D．氨水
【解析】Al(OH)3是两性氢氧化物，能与强酸和强碱反应，Ca(OH)2、NaOH为强碱，H2SO4为强酸，都能与Al(OH)3反应，氨水为弱碱的溶液，可使AlCl3溶液中的Al3＋全部沉淀，故D项正确。
3．为了除去铁粉中的少量铝粉，可以选取下列哪种溶液(D)
A．浓盐酸
B．浓硝酸
C．浓硫酸
D．浓氢氧化钠溶液
【解析】铝、铁都属于活泼金属，都与浓盐酸反应，在浓硝酸或浓硫酸中都发生钝化，而铝能与碱反应，铁与碱不反应，则向粉末中加入足量的浓氢氧化钠溶液，反应后过滤即可得到纯净的铁粉。
4．下列金属中，表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化的是(D)
A．K
B．Na
C．Fe
D．Al
【解析】金属铝在空气中表面会形成一层致密的氧化膜保护层，防止内层的金属进一步被氧化，D正确。K、Na、Fe表面形成的氧化膜比较疏松，不能保护内层金属，A、B、C错误。
5．(雅礼中学2016届高三月考试卷)科学家预言超级原子的发现将会重建周期表，2005年1月美国科学家在《Science》上发表论文，宣布发现了Al的超原子结构Al13和Al14，Al13、Al14的性质很像现行周期表中的某主族元素，已知这类超原子当具有40个价电子时最稳定(例Al原子具有3个价电子)。下列说法不正确的是(D)
A．Al14有42个价电子，且与ⅡA族元素性质相似
B．Al13有39个价电子，且与卤素性质类似
C．Al13、Al14互为同素异形体
D．Al13原子中存在离子键
6．欲将含有Mg2＋、Al3＋的混合溶液中的Mg2＋沉淀下来，下列措施可行的是(D)
A．向混合溶液中加入过量的铝粉
B．向混合溶液中加入过量的盐酸
C．向混合溶液中加入过量的氨水
D．向混合溶液中加入过量的氢氧化钠溶液
【解析】A项，向混合溶液中加入过量的铝粉，不发生反应，不能将Mg2＋沉淀下来，错误；B项，向混合溶液中加入过量的盐酸，不发生反应，不能将Mg2＋沉淀下来，错误；C项，向混合溶液中加入过量的氨水，两种离子均转化为沉淀，错误；D项，向混合溶液中加入过量的氢氧化钠溶液，生成的氢氧化铝能溶解在强碱中，而氢氧化镁不能溶解，从而可将Mg2＋
沉淀出来，正确。
7．(湖南师大附中2016届高三月考试卷)由铝屑与盐酸、氢氧化钠溶液反应制取1
mol
Al(OH)3，最少需要消耗HCl和NaOH的物质的量为(C)
A．3
mol、3
mol
B．1
mol、1
mol
C．0.75
mol、0.75
mol
D．0.25
mol、0.25
mol
【解析】0.25
mol
Al与盐酸反应消耗HCl
0.75
mol，0.75
mol
Al与氢氧化钠反应消耗NaOH
0.75
mol，将所得溶液混合即可生成1
mol
Al(OH)3。
8．(2016·南昌模拟)Al(OH)3和Ga(OH)3均为两性氢氧化物，已知酸性：H2CO3>Ga(OH)3>Al(OH)3，若把过量的CO2气体通入含等物质的量的NaAlO2和NaGaO2的混合溶液中，下列说法正确的是(C)
A．无任何明显现象
B．先生成两种沉淀，后沉淀又逐渐溶解
C．先出现Al(OH)3沉淀，后出现Ga(OH)3沉淀，沉淀不溶解
D．先出现Ga(OH)3沉淀，后出现Al(OH)3沉淀，沉淀不溶解
【解析】因为酸性H2CO3>Ga(OH)3>Al(OH)3，故向NaAlO2和NaGaO2的混合溶液中充入过量CO2，Al(OH)3先沉淀，Ga(OH)3后沉淀，但均不溶于H2CO3。
9．(2016·喀什模拟)某溶液中可能含有大量的Mg2＋、Al3＋、H＋、Cl－和少量OH－，向该溶液中逐滴加入0.5
mol·L－1的NaOH溶液，生成沉淀的质量和加入NaOH溶液的体积之间的关系如图所示，则可判断原溶液中(D)
A．有Mg2＋，没有Al3＋
B．有Al3＋，没有Mg2＋
C．有大量的H＋、Mg2＋和Al3＋
D．有Mg2＋和Al3＋
【解析】根据图示可以推断，加入氢氧化钠溶液就生成了沉淀，故溶液中一定没有大量H＋；能够和氢氧化钠反应生成沉淀的离子有Mg2＋、Al3＋，生成的沉淀部分溶解，不溶解的是氢氧化镁，溶解的是氢氧化铝，所以一定含有Mg2＋、Al3＋，一定没有OH－，故D项正确。
10．有一块镁铝合金，其中镁与铝的质量比是8∶9。加入足量稀H2SO4使其完全溶解后，再加入NaOH溶液，生成沉淀的质量随NaOH溶液体积变化的曲线如下图，其中正确的是(A)
【解析】镁与铝的质量比是8∶9，则物质的量之比是1∶1，NaOH溶液过量后Al(OH)3完全溶解，只有Mg(OH)2，B错；等物质的量的Mg(OH)2与Al(OH)3的质量之比是58∶78，即剩余的Mg(OH)2的质量小于沉淀最大质量的，排除C、D，故选A。
B级(冲刺名校练)
11．(长沙市一中2016届高三月考试卷)美、德两国科学家现已成功合成出具有独特化学特性的氢铝化合物(Al2H6)。这一研究成果有助于人们开发出推力更强大的固体火箭燃料，也有望应用在氢动力汽车和其他能源方面。有关研究报告发表在最新出版的美国《科学》杂志上。下列关于氢铝化合物的推测不正确的是(D)
A．氢铝化合物与水反应生成氢氧化铝和氢气
B．氢铝化合物中铝显＋3价，H显－1价
C．氢铝化合物具有强还原性
D．铝与水蒸气在高温下生成氢铝化合物
【解析】Al2H6与水反应的化学方程式是Al2H6＋6H2O===2Al(OH)3↓＋6H2↑，Al2H6中－1价的H处于最低价态具有很强的还原性。铝与水高温反应，从置换规律可知产物应是Al2O3和H2。
12．(2016·济宁二模)某混合溶液中，含溶质X、Y各0.1
mol，向其中滴加0.1
mol·L－1的Z溶液，所得沉淀的物质的量如图，则符合条件的X、Y、Z分别是(A)
A．偏铝酸钠、氢氧化钡、硫酸
B．偏铝酸钠、氯化钡、硫酸
C．氯化铝、氯化镁、氢氧化钠
D．氯化铝、氯化铁、氢氧化钠
【解析】选A。含0.1
mol
NaAlO2、0.1
mol
Ba(OH)2的溶液中加入0.1
mol
H2SO4，恰好生成0.1
mol
BaSO4，继续加入0.05
mol
H2SO4，与AlO2－恰好生成0.1
mol
Al(OH)3，再加0.15
mol
H2SO4，Al(OH)3恰好溶解，A正确；含0.1
mol
NaAlO2、0.1
mol
BaCl2的溶液中先加0.05
mol
H2SO4产生0.15
mol沉淀，再加0.05
mol
H2SO4，又生成0.05
mol的沉淀，再加0.15
mol
H2SO4，氢氧化铝恰好溶解，B错误；含有0.1
mol
AlCl3和0.1
mol
MgCl2的溶液中，先加0.5
mol
NaOH，生成沉淀0.2
mol，再加0.1
mol
NaOH，氢氧化铝恰好完全溶解，C错误；含有0.1
mol
AlCl3、0.1
mol
FeCl3的溶液中加入0.6
mol
NaOH，生成0.2
mol沉淀，再加0.1
mol
NaOH，氢氧化铝恰好溶解，D错误。
13．(长沙市一中2016届高三月考试卷)氮化铝(AlN)陶瓷是一种类金刚石氮化物的新型无机非金属材料，最高可稳定到2
200
℃，导热性好，热膨胀系数小，是良好的耐热冲击材料。抗熔融金属侵蚀的能力强，是熔铸纯铁、铝或铝合金理想的坩埚材料。工业用氮化铝产品中常含有少量Al4C3、Al2O3、C等杂质。现要通过实验分别测定氮化铝样品中AlN和Al4C3的质量分数(忽略NH3在强碱性溶液中的溶解)。
(1)实验原理：
①已知Al4C3与硫酸反应可生成CH4，则该反应的离子方程式是：________________________________________________________________________。
②AlN溶于强酸生成铵盐，溶于氢氧化钠溶液生成氨气，请写出AlN与NaOH溶液反应的化学方程式：
________________________________________________________________________。
(2)实验装置：(如下图所示)
(3)实验过程：
①连接实验装置，检验装置的气密性。称得D装置的质量为y
g，滴定管的读数为a
mL。
②称取x
g
AlN样品置于锥形瓶中；塞好胶塞，关闭活塞K2、K3，打开活塞K1，通过分液漏斗加入过量__________(填化学式)，与锥形瓶内物质充分反应。
③待反应进行完全后，关闭活塞K1，打开活塞K3，通过分液漏斗加入过量________(填化学式)，与锥形瓶内物质充分反应。
④打开K2，通过打气装置通入空气一段时间。
⑤记录滴定管的读数为b
mL，称得D装置的质量为z
g。(假定实验是在标准状况下进行)
(4)数据处理与问答：
①在上述装置中，设置活塞K2的目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②若读取滴定管中气体的体积时，液面左高右低，则所测气体的体积________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
【答案】(1)①Al4C3＋12H＋===4Al3＋＋3CH4↑
②AlN＋NaOH＋H2O===NaAlO2＋NH3↑
(3)②稀H2SO4 ③NaOH
(4)①便于鼓入空气将装置B中的氨气全部转移至D中
②偏小
第三节 铁及其化合物
【考纲要求】
1．了解铁及其重要化合物的主要性质及其应用。
2．以Fe2＋、Fe3＋的相互转化为例，理解变价金属元素的氧化还原反应。
3．能鉴别溶液中的Fe2＋、Fe3＋。
考点一 铁及化合物的性质及应用
知
识
梳
理 【P41】
一、结构和性质
1．铁位于第__四__周期第__Ⅷ__族，是过渡金属元素的代表，其原子结构示意图为。
2．物理性质
纯铁是一种__银白__色金属，质软，是电和热的导体。具有能被磁铁吸引的特性，纯铁有很强的抗腐蚀能力。
3．化学性质
铁元素性质活泼，有较强的还原性，主要化合价为＋2价和＋3价。
(1)与非金属反应(X2、O2、S等)
(2)与水的反应
常温下，铁与水不反应，在高温条件下与水蒸气反应，
化学方程式为__3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2__。
(3)与酸反应
①与非氧化性酸
离子方程式：__Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑__。
②与氧化性酸
常温下，遇冷的浓HNO3、浓H2SO4钝化。
(4)与盐溶液反应
①与CuSO4溶液：__Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu__。
②与FeCl3溶液：__Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋__。
二、铁的重要化合物
1．铁的氧化物
化学式
FeO
Fe2O3
Fe3O4
俗名
__铁红__
__磁性氧化铁__
色态
__黑色固体__
__红棕色粉末__
__黑色晶体__
价态
＋2
＋3
＋2、＋3
与非氧化
性酸反应(H＋)
离子方程式
FeO＋2H＋===
Fe2＋＋H2O
Fe2O3＋6H＋===
2Fe3＋＋3H2O
Fe3O4＋8H＋===
Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O
与还原剂
(CO、C、水)
反应
FexOy＋yCOxFe＋yCO2
2.铁的氢氧化物
化学式
Fe(OH)2
Fe(OH)3
色态
__白色固体__
__红褐色固体__
水溶性
__难溶于水__
__难溶于水__
与HCl反应
(离子方程式)
__Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O__
__Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O__
受热分解
易被氧化为Fe(OH)3，在空气中加热得到Fe2O3
2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O
制法
亚铁盐溶液与可溶性碱反应：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(防止被氧化)
铁盐溶液与可溶性碱反应：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
三、亚铁盐和铁盐
(1)亚铁盐
含有Fe2＋的溶液呈浅绿色，Fe2＋既有氧化性，又有还原性，Fe2＋与Zn、Cl2反应的离子方程式分别为__Zn＋Fe2＋===Zn2＋＋Fe、2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－__。
(2)铁盐
①氧化性：含有Fe3＋的溶液呈__棕黄__色，Fe3＋具有氧化性，Fe3＋与Cu反应的离子方程式为__2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋__。
②特性：含有Fe3＋的盐溶液遇到__KSCN__时变成血红色。
③易水解：饱和FeCl3滴入沸水中的化学方程式：__FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl__。
分
点
突
破 【P42】
角度一 铁及其化合物的性质
【练1】(湖南师大附中2016届高三月考试卷)CuO、铁粉、Fe3O4的混合物中，加一定量稀H2SO4并微热，当反应停止后，滤出不溶物，并向溶液中插入一枚铁钉，片刻后，取出铁钉，发现铁钉并无变化，根据上述现象，确定下面结论中正确的是( )
A．稀硫酸可能过量
B．不溶物中一定含有Fe
C.
不溶物中一定含有Cu，但不一定含有Fe
D．滤液中一定含有Fe2(SO4)3，但不一定含有FeSO4
【答案】C
【练2】铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量氨水，有白色沉淀生成，过滤，在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣。上述沉淀和残渣分别是( )
A．Fe(OH)3 Fe2O3
B．Fe(OH)2 Fe2O3
C．Fe(OH)2 Fe(OH)3
D．Fe(OH)2 Fe3O4
【解析】铁与稀硫酸反应生成FeSO4，再与过量氨水反应生成
第一节 钠及其化合物
【考纲要求】
1．知道Na及其氧化物的性质。
2．能利用Na及其氧化物分别与水反应的化学方程式进行相关计算。
3．能规范解答以Na及其氧化物为载体的实验探究、框图推断题。
4．了解Na2CO3和NaHCO3的性质。
5．能正确鉴别Na2CO3和NaHCO3，并能用实验的方法实现它们之间的相互转化。
6．从原子的核外电子排布，理解ⅠA族元素(单质、化合物)的相似性和递变性。
7．了解碱金属的主要物理性质和化学性质及其应用。
8．了解碱金属及其化合物的典型计算。
9．记住Na、K等重要金属元素的焰色反应。
考点一 钠的性质
知
识
梳
理 【P29】
一、物理性质
(1)软——质软，硬度小，可用小刀切割。
(2)亮——银白色，有金属光泽。
(3)轻——密度比水小，比煤油大。
(4)低——熔点低。
(5)导——可导电、导热。
二、化学性质
从钠原子的原子结构认识钠的化学性质——还原性
(1)与非金属单质反应
①与O2反应
常温
加热
现象
钠的表面变暗
先熔化成小球，片刻后剧烈燃烧，发出黄色火焰，生成淡黄色固体
方程式
4Na＋O2===2Na2O
2Na＋O2
Na2O2
转移电子
1
mol
Na参加反应时转移__1__
mol
e－
②与Cl2反应的化学方程式：__2Na＋Cl22NaCl__。
③与S反应的化学方程式：__2Na＋SNa2S__。
(2)与水反应
①离子方程式：__2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑__。
②与滴加酚酞的水反应的现象与解释：
(3)与盐酸反应
离子方程式为__2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑__。
(4)与盐溶液反应：先与水反应生成碱，再考虑碱与盐的反应。如与CuSO4溶液反应：
2Na＋CuSO4＋2H2O===Cu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑
思考：钠露置在空气中会发生什么样的变化？最终生成什么物质？
提示：NaNa2ONaOHNaOH溶液Na2CO3·10H2ONa2CO3
三、钠的制取及保存
(1)制取：化学方程式为2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑。
(2)保存：密封保存，通常保存在__石蜡油或煤油__中。
四、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
金属钠具有强还原性，熔融状态下可以用于制取金属，如4Na＋TiCl44NaCl＋Ti。
分
点
突
破 【P30】
角度一 钠与水反应及拓展应用
【练1】按要求书写反应的离子方程式。
①将Na投入到CuSO4溶液中：
________________________________________________________________________。
②将Na投入到Ca(HCO3)2溶液中，反应后生成正盐溶液：
________________________________________________________________________。
③将Na投入到NH4HCO3溶液中，有刺激性气味气体放出：________________________________________________________________________。
【答案】①2Na＋2H2O＋Cu2＋===Cu(OH)2↓＋2Na＋＋H2↑
②2Na＋Ca2＋＋2HCO3－===CaCO3↓＋2Na＋＋CO32－＋H2↑
③2Na＋NH4＋＋HCO3－===2Na＋＋CO32－＋NH3↑＋H2↑
【练2】将一小块金属钠分别投入盛有：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
【练3】金属钠与水的反应是中学化学中的一个重要反应。该反应的演示方法分别如图甲、乙所示：
(1)现按图甲所示的方法，在室温时，向盛有饱和NaOH溶液的水槽中，加入一小块金属钠。下列有关描述正确的是________(填字母，下同)
a．钠浮在液面上，并四处游动，最后消失
b．钠熔化成一个光亮的小球
c．恢复到室温时，NaOH溶液的浓度增大
d．恢复到室温时，溶液中Na＋数目减少
(2)按图乙所示方法来收集产生的气体，需将钠包好，再放入水中。取相同质量的钠按下列两种情况收集产生的气体，在相同条件下体积的关系是________。
①用铝箔包住钠 ②用铜箔包住钠
a．二者收集气体一样多
b．①收集气体体积较大
c．②收集气体体积较大
【解析】(1)钠投入饱和NaOH溶液中，发生的反应为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，其现象与钠在水中的反应现象相同；又因为原溶液是饱和的，反应消耗水，析出NaOH固体，则NaOH溶液浓度不变，但溶液体积减小，故Na＋数目减少。(2)Na和H2O反应产生H2的同时产生NaOH，NaOH可以和Al发生反应2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，故用铝箔包住Na时产生的H2的体积较大。
【答案】(1)abd (2)b
规律总结
1．金属钠与可溶性盐溶液反应的思维模板
2．金属钠与溶液反应现象分析思维模板
(1)共性
因为钠与不同的溶液反应均属于剧烈的置换反应，故有共同的现象产生：①浮：钠浮在液面上；②熔：钠熔化成小球；③游：在液面上游动；④响：发出“嘶嘶嘶”的响声。
(2)差异性
与酸性溶液反应比与水剧烈，最后钠可能在液面上燃烧；与盐溶液反应时，还可能会生成沉淀(如生成难溶碱)、氨气等；由于煤油的密度较小且不溶钠的特点，钠只有在界面处与水溶液接触的部分反应。
注意：钠与乙醇反应，钠块先沉在液面下、后上下浮动，能看到表面冒出气泡，并不熔化成小球。
考点二 钠的重要化合物及其性质和应用
知
识
梳
理 【P31】
1．氧化钠与过氧化钠的比较
氧化钠
过氧化钠
色态
白色粉末
淡黄色粉末
属性
__碱__性氧化物
过氧化物
电子式
Na＋[····]2－Na＋
Na＋[······]2－Na＋
氧的化合价
－2
－1
结构
存在Na＋、O2－
存在Na＋、O22－
与H2O反应
Na2O＋H2O===
2NaOH
2Na2O2＋2H2O===
4NaOH＋O2↑
与CO2反应
Na2O＋CO2===
Na2CO3
2Na2O2＋2CO2
===
2Na2CO3＋O2
用途
________
供氧剂、漂白、杀菌等
保存
隔绝空气
隔绝空气
2.碳酸钠与碳酸氢钠的比较
碳酸钠
碳酸氢钠
俗名
__苏打、纯碱__
__小苏打__
色、态
通常以Na2CO3·10H2O存在，为__无__色晶体，易风化失水为白色粉末Na2CO3
__白色粉末__
水溶性
易溶于水
可溶于水
热稳定性
稳定，受热难分解
2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O
与盐酸
反应
Na2CO3＋HCl===__NaCl＋NaHCO3__
Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O
NaHCO3＋HCl===
__NaCl＋CO2↑＋H2O__
与碱
反应
Na2CO3＋Ca(OH)2===
CaCO3↓＋2NaOH
NaHCO3＋NaOH===__Na2CO3＋H2O__
相互
转化
Na2CO3NaHCO3
与盐
反应
Na2CO3＋CaCl2===CaCO3↓＋2NaCl
Na2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2NaCl
还可与硫酸铝等盐发生双水解反应
可与硫酸铝等盐发生双水解反应，而与氯化钙等__不反应__
制备
先将氨气通入饱和食盐水中，再通入过量的CO2：NH3＋NaCl＋CO2＋H2O===__NH4Cl＋NaHCO3↓__(工业上由此获得小苏打)
2NaHCO3__Na2CO3＋CO2↑＋H2O__
用途
重要的化工原料，用于玻璃、造纸、纺织、洗涤剂等的生产
食品工业，泡沫灭火器等
分
点
突
破 【P31】
角度一 过氧化钠的特性和规律
1．过氧化钠的强氧化性
由于过氧化钠有强氧化性，当过氧化钠与具有还原性的物质发生反应时，可以把还原性物质氧化。
(1)Na2O2与SO2反应：Na2O2＋SO2===Na2SO4。
(2)Na2O2与FeCl2溶液反应：Na2O2投入FeCl2溶液中，可以将Fe2＋氧化为Fe3＋。
(3)Na2O2与Na2SO3溶液反应：Na2O2投入Na2SO3溶液中，可以将SO32－氧化为SO42－。
(4)Na2O2与H2S反应：Na2O2投入氢硫酸中，可以将H2S氧化为单质硫，产生淡黄色沉淀。
(5)Na2O2与品红溶液反应：Na2O2投入品红溶液中，因其具有强氧化性，可以使品红溶液褪色，即具有漂白性。
(6)Na2O2与酚酞溶液反应：先变红，再变无色。
过氧化钠与水作用生成NaOH和H2O的反应分两步：
第一步是Na2O2与水反应，生成H2O2与NaOH：
Na2O2＋2H2O===2NaOH＋H2O2；
第二步则是由于H2O2不稳定，所以H2O2分解生成水和O2：
2H2O2===2H2O＋O2↑。
该反应的一个产物NaOH显碱性，所以酚酞会先变红，该反应会产生中间产物H2O2，而H2O2有强氧化性，所以会被H2O2氧化。
对于(2)、(3)、(4)，Na2O2会与溶液中的水反应，产生O2，O2可氧化Fe2＋、SO32－、S2－等。
【易错提醒】遇KMnO4等强氧化剂时，表现出还原性，氧化产物为O2。遇CO2、H2O、H＋则发生自身的氧化还原反应。
2．有关Na2O2与CO2、H2O反应的几个重要关系
2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2
2H2O＋2Na2O2===4NaOH＋O2↑
(1)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，可视作Na2O2先与CO2反应，待CO2反应完成后，Na2O2再与H2O发生反应。
(2)物质的量的关系
无论是CO2或H2O的单一物质还是两者的混合物，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。
(3)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，气体体积的减少量等于原混合气体体积的且等于生成氧气的体积。
(4)电子转移关系
当Na2O2与CO2、H2O反应时，物质的量关系为2Na2O2～O2～2e－。
(5)固体质量关系
相当于固体Na2O2只吸收了CO2中的“CO”，H2O中的“H2”；可以看作发生相应的反应：Na2O2＋CONa2CO3、Na2O2＋H22NaOH。
3．Na2O2在气体燃烧反应中固体质量变化关系
(1)CO或H2或其混合气体燃烧后的产物立即与足量的Na2O2反应，考虑到可以得出总反应：CO＋Na2O2Na2CO3、H2＋Na2O22NaOH，增重的质量正好等于原CO和H2的质量。
(2)分子通式符合(CO)m(H2)n的化合物(主要是指CH3OH、HCHO等有机化合物)，其燃烧产物通过足量的Na2O2后，固体增重的质量等于原化合物的质量。中学阶段常见的符合这一关系的有机物有：CH4O(甲醇)、CH2O(甲醛)、CH3COOH(乙酸)、HCOOCH3(甲酸甲酯)、C6H12O6(葡萄糖)、CH3CHOHCOOH(乳酸)等。
【练1】200
℃时，11.6
g
CO2和水蒸气的混合物与足量的Na2O2充分反应后，固体质量增加了3.6
g，则原混合气体的平均摩尔质量为( )
A．5.8
g·mol－1
B．11.6
g·mol－1
C．46.4
g·mol－1
D．23.2
g·mol－1
【解析】设混合物中CO2和水的物质的量分别是x
mol和y
mol，则根据反应的方程式
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 Δm
2
mol 88 56
g
2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ Δm
2
mol 36 4
g
可知28x＋2y＝3.6，又因为44x＋18y＝11.6，解得x＝0.1、y＝0.4，所以原混合气体的平均摩尔质量为＝23.2
g·mol－1。
【答案】D
【练2】某溶液中含有下列六种离子：①HCO3－；②SO32－；③Na＋；④CO32－；⑤NH4＋；⑥NO3－，向其中加入一定量Na2O2后，溶液中离子浓度基本保持不变的是( )
A．只有⑥
B．④⑥
C．③④⑥
D．①②⑤
【解析】过氧化钠溶于水生成氢氧化钠和氧气，氢氧化钠与碳酸氢根反应生成碳酸根，与铵根反应生成氨气。又因为过氧化钠具有氧化性，能把亚硫酸根氧化为硫酸根，所以HCO3－、NH4＋、SO32－减少，Na＋、CO32－增加，NO3－基本不变。
【答案】A
【练3】(2016·九江模拟)一定温度下，m
g下列物质在足量的氧气中充分燃烧后，产物与足量的过氧化钠充分反应，过氧化钠增加了n
g，且n>m，符合此要求的物质是( )
①H2 ②CO ③CO和H2的混合物 ④HCOOCH3
⑤CH3CHO
A．⑤
B．①②
C．①②③④
D．①②③④⑤
【解析】这些物质完全燃烧后生成CO2或H2O或二者都有，2H2＋O22H2O、2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑、2CO＋O22CO2、2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，根据反应方程式可知，过氧化钠增加的质量即为H2、CO的质量，因此只要是CO或H2或它们的混合气体或化学组成符合(CO)m·(H2)n增加的质量均为m
g，①、②、③、④符合(CO)m·(H2)n的形式，不符合题意；⑤可写成CO·(H2)2·C形式，燃烧后的产物与Na2O2充分反应，增加的质量大于m
g，故A符合题意。
【答案】A
角度二 有关Na2CO3和
NaHCO3的问题分析
1．鉴别Na2CO3和NaHCO3的方法
(1)(固体)分别加热：有气体(能使澄清石灰水变浑浊)生成的是NaHCO3；Na2CO3无此性质(溶液中NaHCO3受热难分解)。
(2)(浓溶液)分别加入稀盐酸：向Na2CO3溶液中逐滴加入稀盐酸，开始无气体产生，当稀盐酸滴加到一定量后有气体产生；而向NaHCO3溶液中滴加稀盐酸，立即产生无色无味的气体。
(3)同温同浓度下，比较Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的pH：pH(Na2CO3)>pH(NaHCO3)。
(4)用CaCl2稀溶液：CaCl2溶液滴加到Na2CO3溶液中能产生白色沉淀；滴加到稀的NaHCO3溶液中无白色沉淀生成。
2.Na2CO3、NaHCO3和盐酸反应
(1)放出CO2的速率
同浓度的NaHCO3溶液与盐酸反应放出CO2的速率比Na2CO3溶液更快。
(2)反应顺序问题
向Na2CO3和NaHCO3混合溶液中滴加盐酸，由于CO32－结合H＋能力较HCO3－强，可理解为H＋先和CO32－反应，只有当CO32－完全转化为HCO3－时，H＋才和HCO3－反应，故Na2CO3溶液和稀盐酸反应可理解为分步反应：
Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl
NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑
而NaHCO3溶液和稀盐酸反应的化学方程式为：
NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑
(3)CO2生成量比较
①等物质的量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量的盐酸反应，产生的CO2的量相等。
②等质量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量的酸反应，NaHCO3产生的CO2多。
③等量的盐酸与足量的Na2CO3、NaHCO3分别反应，NaHCO3产生的CO2多。
④一定量的NaHCO3受热分解产生CO2的量与受热分解后的残留物与足量酸反应产生CO2的量相等。
⑤当n(HCl)≥2n(Na2CO3)时，无论如何滴加，产生的CO2一样多；当n(HCl)<2n(Na2CO3)时，把Na2CO3溶液滴加到盐酸中比把盐酸滴加到Na2CO3溶液中产生的CO2多。
【练1】为除去括号内的杂质，所选用的试剂或方法不正确的是( )
A．Na2CO3溶液(NaHCO3)，选用适量的NaOH溶液
B．NaHCO3溶液(Na2CO3)，应通入过量的CO2气体
C．Na2O2粉末(Na2O)，将混合物在氧气中加热
D．Na2CO3溶液(Na2SO4)，加入适量Ba(OH)2溶液，过滤
【解析】Ba(OH)2与Na2CO3和Na2SO4均发生化学反应生成白色沉淀，不符合除杂的要求。
【答案】D
【练2】向等量的NaOH溶液中分别通入CO2气体。因CO2的通入量不同，得到组分不同的溶液M。若向M中逐滴加入盐酸，产生的气体体积V(CO2)与加入盐酸的体积V(HCl)关系如下，(注：①假设CO2全部逸出；②C图中0a＝ab)。其中M中只有1种溶质的是( )
【解析】A.向M中加入盐酸立刻产生气体，说明溶液中含有的只有NaHCO3，发生反应：NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑，正确；B.向M中加入盐酸，开始无气体产生，加入到一定体积后产生气体，而且0a
【答案】AC
【练3】①将0.100
L
1.00
mol·L－1的纯碱溶液逐滴滴入0.100
L
1.25
mol·L－1的盐酸中；②将0.100
L
1.25
mol·L－1的盐酸逐滴滴入0.100
L
1.00
mol·L－1的纯碱溶液中，两种操作产生CO2的体积比为( )
A．5∶2
B．2∶5
C．2∶1
D．1∶1
【解析】纯碱与盐酸反应时，操作顺序不同，反应进程也不同。
操作①：纯碱滴入盐酸中，发生反应：Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O，生成的CO2与盐酸用量有关：n(CO2)＝n(HCl)＝×0.100
L×1.25
mol·L－1＝0.0625
mol。
操作②：盐酸滴入纯碱中，发生反应：
Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3 (1)
NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O (2)
则反应(1)消耗盐酸：
0．100
L×1.00
mol·L－1＝0.100
mol；生成0.100
mol
NaHCO3，过量盐酸(0.0250
mol)与NaHCO3反应生成0.0250
mol
CO2，所以：n(CO2)①∶n(CO2)②＝0.0625∶0.0250＝5∶2。
【答案】A
【练4】某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体，用不同的方法做了以下实验，如图所示。
(1)只根据图Ⅰ所示实验，不能够达到实验目的的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)图Ⅱ、Ⅲ所示实验均能鉴别这两种物质，其反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
(3)若用实验Ⅱ验证碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性，则试管B中装入的固体最好是__________________(填化学式)。
【解析】(1)NaHCO3、Na2CO3都与盐酸反应放出CO2，不能达到目的。
(2)Ⅱ、Ⅲ都是利用NaHCO3的不稳定性进行鉴别。
(3)试管B中装入碳酸氢钠，试管A中装入碳酸钠，这样直接加热的碳酸钠温度高，不分解，不能使澄清石灰水变浑浊，而间接加热的碳酸氢钠分解，使澄清石灰水变浑浊，表明了碳酸氢钠很不稳定。
【答案】(1)无论是Na2CO3还是NaHCO3均可以与盐酸反应产生CO2，两者的反应现象相同，故达不到鉴别目的
(2)2NaHCO3
Na2CO3＋H2O＋CO2↑、
CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O
(3)NaHCO3
【解题技巧】差量法在化学方程式计算中的妙用
1．差量法的应用原理
差量法是指根据化学反应前后物质的量发生的变化，找出“理论差量”。这种差量可以是质量、物质的量、气态物质的体积和压强、反应过程中的热量等。用差量法解题是先把化学方程式中的对应差量(理论差量)跟差量(实际差量)列成比例，然后求解。如：
2．使用差量法的注意事项
(1)所选用差值要与有关物质的数值成正比例或反比例关系。
(2)有关物质的物理量及其单位都要正确地使用，即“上下一致，左右相当”。
规律总结
鉴别碳酸钠与碳酸氢钠的方法
考点三 碱金属元素 焰色反应
知
识
梳
理 【P33】
一、碱金属(Li、Na、K、Rb、Cs)
1．相似性与递变性
①原子结构
②单质物理性质
③单质化学性质
2．特殊性
①Cs略带金色光泽
②钠、钾单质一般保存于煤油中，但Li保存于石蜡中
③与O2反应情况
④与H2O反应
2M＋2H2O===2MOH＋H2↑
从Li→Cs反应剧烈程度逐渐增大
二、焰色反应
1．概念
很多金属或它们的化合物在灼烧时火焰都会呈现特殊的颜色，是元素本身的性质，属于物理变化的性质。
2．操作步骤
铂丝火焰无色→蘸取待测物观察火焰颜色铂丝火焰无色
3．常见元素的焰色
钠元素：__黄色__；钾元素：__紫色__(透过__蓝色钴玻璃__观察)。
分
点
突
破 【P34】
角度一 碱金属元素性质规律的应用
【练1】碱金属钫(Fr)具有放射性，它是碱金属元素中最重的元素，根据碱金属元素性质的递变规律预测其性质，其中不正确的是( )
A．在碱金属元素中它具有最大的原子半径
B．钫在空气中燃烧时，只生成化学式为Fr2O的氧化物
C．它的氢氧化物的化学式为FrOH，这是一种极强的碱
D．它能跟水反应生成相应的碱和氢气，由于反应剧烈而发生爆炸
【解析】根据同主族元素性质的递变规律，从金属锂到金属钫随原子序数的递增，原子半径逐渐增大，元素的金属性逐渐增强，最高价氧化物对应的水化物的碱性逐渐增强，与水反应的剧烈程度逐渐增强，与氧气反应的产物越来越复杂，可以产生过氧化物、超氧化物甚至臭氧化物等。
【答案】B
角度二 焰色反应
【练1】用光洁的铂丝蘸取某无色溶液在无色火焰上灼烧，直接观察到火焰呈黄色。下列各判断正确的是( )
A．只含有Na＋
B．一定含有Na＋，可能含有K＋
C．既含有Na＋，又含有K＋
D．可能含有Na＋，可能还含有K＋
【解析】钠的焰色反应为黄色，容易掩盖钾的浅紫色。
【答案】B
考
题
专
练 【备用题】
1．(高考选项组合题)下列有关说法正确的是( )
A．(安徽理综，9A)在酒精灯加热条件下，Na2CO3、NaHCO3固体都能发生分解
B．(全国卷Ⅱ，10C)钠在空气中燃烧可生成多种氧化物。23
g钠充分燃烧时转移电子数为NA
C．(四川理综，5C)标准状况下，5.6
L
CO2与足量Na2O2反应转移的电子数为0.5NA
D．(山东理综，10B)Ba(HCO3)2溶液中加入Na2O，同时有气体和沉淀产生
【解析】A项，在酒精灯加热条件下，Na2CO3不会分解；B项，虽然钠在空气中燃烧可生成多种氧化物，但钠都是由0价升为＋1价；C项，应为0.25NA；D项，Na2O与Ba(HCO3)2反应生成BaCO3沉淀、Na2CO3和H2O，没有气体生成。
【答案】B
2．(高考选项组合题)下列说法正确的是( )
A．(广东理综，9D)NA表示阿伏加德罗常数，1
mol
Na被完全氧化生成Na2O2，失去2NA个电子
B．(广东理综，10A)Na2O2用作呼吸面具的供氧剂涉及氧化还原反应
C．(福建理综，6D改编)苏打是面包发酵粉的主要成分之一
D．(重庆理综，7B)NaHCO3的热稳定性大于Na2CO3
【解析】A项，Na2O2中钠的化合价为＋1，1
mol
Na只能失去1
mol
e－，错；C项，小苏打才是面包发酵粉的主要成分之一，错；D项，NaHCO3不稳定，受热易分解，错。
【答案】B
3．(2016年高考新课标Ⅱ卷)某白色粉末由两种物质组成，为鉴别其成分进行如下实验：
①取少量样品加入足量水仍有部分固体未溶解；再加入足量稀盐酸，有气泡产生，固体全部溶解；
②取少量样品加入足量稀硫酸有气泡产生，振荡后仍有固体存在。
该白色粉末可能为( )
A．NaHCO3、Al(OH)3
B．AgCl、NaHCO3
C．Na2SO3
、BaCO3
D．Na2CO3、CuSO4
【答案】C
4．(上海，19)下列反应与Na2O2＋SO2===Na2SO4相比较，Na2O2的作用相同的是( )
A．2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
B．2Na2O2＋2SO3===2Na2SO4＋O2
C．Na2O2＋H2SO4===Na2SO4＋H2O2
D．3Na2O2＋Cr2O3===2Na2CrO4＋Na2O
【解析】Na2O2＋SO2→Na2SO4反应中Na2O2的作用是氧化剂，A、B中Na2O2既作氧化剂又作还原剂；C中Na2O2既不是氧化剂也不是还原剂；D中Na2O2只作氧化剂。
【答案】D
5．(上海，15)下图是模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3的部分装置。下列操作正确的是( )
A．a通入CO2，然后b通入NH3，c中放碱石灰
B．b通入NH3，然后a通入CO2，c中放碱石灰
C．a通入NH3，然后b通入CO2，c中放蘸稀硫酸的脱脂棉
D．b通入CO2，然后a通入NH3，c中放蘸稀硫酸的脱脂棉
【解析】侯氏制碱法的原理是向饱和的NaCl溶液中先通入NH3，然后通入CO2，利用生成的碳酸氢钠溶解度小而析出。由于NH3在水中的溶解度大所以先通NH3，但为了防倒吸，所以a通入NH3，然后b通入CO2，考虑NH3的尾气处理所以选择放蘸稀硫酸的脱脂棉，即C选项正确。
【答案】C
6．(高考选项组合题)下列离子方程式书写正确的是( )
A．(四川理综，3B)NaHCO3溶液中加入稀HCl：CO32－＋2H＋===CO2↑＋H2O
B．(北京理综，8B)碳酸钠溶液显碱性：CO32－＋H2O??HCO3－＋OH－
C．(江苏，8C)Na2O2溶于水产生O2：Na2O2＋H2O===2Na＋＋2OH－＋O2↑
D．(海南，12A)碳酸氢钠溶液中滴入氢氧化钙溶液：HCO3－＋OH－===CO32－＋H2O
【解析】A项HCO3－不能完全电离，不能拆成离子，错；C项氧原子不守恒，错；D项忽视了CO32－与Ca2＋生成CaCO3沉淀。
【答案】B
7．(2016年高考江苏卷)根据侯氏制碱原理制备少量NaHCO3的实验，经过制取氨气、制取NaHCO3、分离NaHCO3、干燥NaHCO3四个步骤，下列图示装置和原理能达到实验目的的是( )
A.制取氨气
B.制取NaHCO3
C.分离NaHCO3
D.干燥NaHCO3
【解析】A.氧化铵热分解生成的氨气和氯化氢在试管口遇冷又生成氯化铵固体，不能用加热氯化铵固体的方法制备氨气，A错误；B.气流方向错误，应该从右侧导管通入CO2气体，B错误；C.从溶液中分离出碳酸氢钠固体用过滤的方法，C正确；D.碳酸氢钠受热易分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，不能用该装置干燥碳酸氢钠，D错误。答案选C。
【答案】C
【考点定位】本题主要是考查化学实验基础知识，元素化合物的性质等判断。
【名师点睛】化学实验常用仪器的使用方法和化学实验基本操作是进行化学实验的基础，对化学实验的考查离不开化学实验的基本操作，解答时注意掌握氨气的制备原理、物质的分离与提纯等化学实验基本操作，掌握相关物质的性质是解答的关键，易错选项是B和D，注意洗气瓶的气体通入以及碳酸氢钠的不稳定性。
8．(上海，11节选)钠是活泼的碱金属元素，钠及其化合物在生产和生活中有广泛的应用。
完成下列计算：
(1)叠氮化钠(NaN3)受撞击完全分解产生钠和氮气，故可应用于汽车安全气囊。若产生40.32
L(标准状况下)氮气，至少需要叠氮化钠________g。
(2)钠—钾合金可在核反应堆中用作热交换液。5.05
g钠—钾合金溶于200
mL水生成0.075
mol氢气。
①计算溶液中氢氧根离子的物质的量浓度(忽略溶液体积变化)。
②计算并确定该钠 钾合金的化学式。
【解析】(1)解法一：叠氮化钠受撞击分解的化学方程式为2NaN3===2Na＋3N2↑
由此可知生成标准状况下40.32
L氮气时需要NaN3的质量为××65
g·mol－1＝78
g。
解法二：根据氮元素守恒有n(NaN3)＝n(N2)＝×＝1.2
mol，m(NaN3)＝1.2
mol×65
g·mol－1＝78
g。
【答案】(1)78
(2)①c(OH－)＝mol·L－1＝0.75
mol·L－1
②设上述合金中含a
mol钠、b
mol钾，则
解得a＝0.050，b＝0.10。故n(Na)∶n(K)＝1∶2，
该钠—钾合金化学式为NaK2。
9．(浙江理综，27Ⅱ)化合物甲和NaAlH4都是重要的还原剂。一定条件下金属钠和H2反应生成甲。甲与水反应可产生H2，甲与AlCl3反应可得到NaAlH4。将4.80
g甲加热至完全分解，得到金属钠和2.24
L(已折算成标准状况)的H2。
请推测并回答：
(1)甲的化学式______________。
(2)甲与AlCl3反应得到NaAlH4的化学方程式：
________________________________________________________________________。
(3)NaAlH4与水发生氧化还原反应的化学方程式：
________________________________________________________________________。
(4)甲在无水条件下可作为某些钢铁制品的脱锈剂(铁锈的成分表示为Fe2O3)，脱锈过程发生反应的化学方程式：
________________________________________________________________________。
(5)某同学认为：用惰性气体赶尽反应体系中的空气，将铁和盐酸反应后的气体经浓硫酸干燥，再与金属钠反应，得到的固体物质即为纯净的甲；取该固体物质与水反应，若能产生H2，即可证明得到的甲一定是纯净的。判断该同学设想的制备和验纯方法的合理性并说明理由：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【解析】由4.80
g甲加热至完全分解，得到金属钠和2.24
L(已折算成标准状况)
的H2，可推断金属钠和H2反应生成的甲为NaH，NaH与水反应生成NaOH和H2，NaH与AlCl3反应可得到NaAlH4。(1)甲的化学式为NaH。(2)由于反应物为NaH与AlCl3，得到的产物有NaAlH4，故推知另一产物为NaCl，其化学方程式为4NaH＋AlCl3===NaAlH4＋3NaCl。(3)NaAlH4中的氢显－1价，水中的氢显＋1价，NaAlH4与水发生氧化还原反应的过程中生成氢气，另一产物为NaAlO2，其化学方程式为NaAlH4＋2H2O===NaAlO2＋4H2↑。(4)根据题意NaH在无水条件下能与Fe2O3反应，结合反应物的性质可推知反应产物为Fe和NaOH，从而得出其化学方程式为3NaH＋Fe2O3===2Fe＋3NaOH。(5)制备过程中，由于盐酸易挥发，产生的氢气中会有氯化氢，易和钠反应生成NaCl；如在制取NaH的反应中钠过量，则产物中混有钠，钠与水反应也会有氢气产生，同时验纯时也没有考虑到混入的NaCl。
【答案】(1)NaH (2)4NaH＋AlCl3===NaAlH4＋3NaCl
(3)NaAlH4＋2H2O===NaAlO2＋4H2↑
(4)3NaH＋Fe2O3===2Fe＋3NaOH
(5)制备过程不合理，因为盐酸易挥发，H2中混有HCl，导致产物中有NaCl；验纯方法不合理，如果有Na残留，Na与水反应也产生H2；同时也没有考虑混入的NaCl
考
点
集
训 【P245】
A级(跨越本科练)
1．碱金属及其化合物在生活和化工生产中具有广泛的用途，下列说法正确的是(B)
A．钠钾合金能用作原子反应堆的导热剂是由于二者是活泼金属易失电子
B．用饱和碳酸氢钠制造灭火剂比用饱和碳酸钠制造灭火剂的效果好
C．碳酸钠可用于制造洗涤剂，因为碳酸钠是碱
D．五彩缤纷的焰火是K单质燃烧所致
【解析】A.钠钾合金在常温下呈液态，能用作原子反应堆的导热剂，与二者是活泼金属易失电子无关系，A错误；B.用饱和碳酸氢钠制造灭火剂比用饱和碳酸钠制造灭火剂的效果好，因为碳酸氢钠与酸反应放出的CO2速率快，B正确；C.碳酸钠可用于制造洗涤剂，因为碳酸钠水解溶液显碱性，但碳酸钠不是碱，C错误；D.五彩缤纷的焰火是金属的焰色反应所致，而不是燃烧，D错误。
2．(长郡中学2016届高三月考试题)①氧化钠 ②氢氧化钠 ③过氧化钠 ④亚硫酸钠，1
mol上述固体物质长期放置于空气中，下列说法正确的是(C)
A．上述物质都有发生了氧化还原反应
B．过氧化钠在反应中转移了2
mol电子
C．质量增加的情况是①>③>④>②
D．质量增加的情况是②>①>③>④
3．如图，烧杯中盛有等体积的水和煤油，现将一小块金属钠加入烧杯中，试推断能观察到的实验现象应是(D)
A．钠悬浮在煤油层中
B．钠静止在两液面之间
C．钠沉入水底下
D．钠熔化成闪亮的小球，在两液体界面附近上下跳动
【解析】烧杯中盛有等体积的水和煤油，现将一小块金属钠加入烧杯中，金属钠的密度大于煤油小于水，故钠块应位于煤油和水的分界面处，故A项、C项错误，钠遇水发生反应生成氢气，在氢气推动下上升，因重力回落，故钠块应在界面处上下跳动，故B项错误；钠与水反应放热且钠的熔点低，故钠熔化成闪亮的小球，在两液体界面附近上下跳动，故D项正确。
4．(2016·杭州模拟)等质量的钠进行下列实验，其中生成氢气最多的是(B)
A．将钠投入到足量水中
B．将钠用铝箔包好并刺一些小孔，再放入足量的水中
C．将钠放入足量稀硫酸中
D．将钠放入足量稀盐酸中
【解析】将等质量的钠投入到水、稀硫酸或稀盐酸中，放出的氢气的量相等；将钠用铝箔包好并刺一些小孔，再放入足量的水中，首先是钠与水反应生成NaOH和氢气，铝与NaOH溶液反应生成氢气，则B项生成氢气最多。
5．在一密闭容器中有HCHO、H2和O2混合气体共20
g，放入足量的Na2O2用电火花引燃，使其完全反应，Na2O2增重8
g，则原混合气体中O2的质量分数是(C)
A．40%
B．33.3%
C．60%
D．36%
【解析】解答此题必须掌握CO2和H2O与Na2O2反应质量变化关系；CO＋Na2O2===Na2CO3，H2＋Na2O2===2NaOH，HCHO可写成H2(CO)，故不管怎样反应Na2O2增重为H2和HCHO的质量之和，故m(O2)＝20
g－8
g＝12
g，其质量分数为60%。
6．下列叙述不正确的是(A)
A．切开的金属Na暴露在空气中，光亮的表面逐渐变暗，发生的反应为2Na＋O2===Na2O2
B．4.6
g
Na与O2完全反应，生成7
g产物时失去电子的物质的量为0.2
mol
C．Na与稀硫酸反应的离子方程式为2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑
D．将少量Na投入到CuSO4溶液中，既有沉淀生成又有气体放出
【解析】A项错，常温下切开的金属Na暴露在空气中，光亮的表面逐渐变暗是因为生成Na2O；B项正确，由题意知虽然生成Na2O2和Na2O的混合物，但是Na的物质的量为0.2
mol，故完全反应时失去电子的物质的量仍为0.2
mol；C项正确，Na与稀H2SO4反应的本质是与H＋的反应，H2SO4是强酸；D项正确，Na与水反应放出气体，生成的NaOH与硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀。
7．(长郡中学2016届高三月考试题)不能用来鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体的实验操作是(D)
A．分别加热这两种固体物质，并将生成的气体通入澄清的石灰水中
B．分别在这两种物质的溶液中，加入CaCl2溶液
C．分别在这两种固体中，逐滴加入同浓度的稀盐酸
D．分别在这两种物质的溶液中，加入少量澄清的石灰水
8．如图所示，两圆圈相交的部分表示圆圈内的物质相互发生的反应。已知钠及其氧化物的物质的量均为0.1
mol，水的质量为100
g。下列说法正确的是(C)
A．Na2O2中氧元素化合价为－2价
B．反应①的离子方程式为：
Na＋2H2O===Na＋＋2OH－＋H2↑
C．反应③最多能产生0.05
mol
O2
D．①、②、③充分反应后所得溶液的质量分数由大到小的顺序为
①＞②＞③
【解析】A.过氧化钠中氧元素化合价为－1价，故A错误；B.反应①的离子方程式为：2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑，故B错误；C.反应③的化学方程式为：
2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
2
mol 1
mol
0．1
mol 0.05
mol
根据方程式知，最多产生0.05
mol
O2，故C正确；
D．钠、氧化钠、过氧化钠和水反应的方程式分别如下：
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，溶液增加的质量＝m(Na)－m(H2)＝2.3
g－0.1
g＝2.2
g；
Na2O＋H2O===2NaOH，溶液增加的质量＝m(Na2O)＝0.1
mol×62
g/mol＝6.2
g；
2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，溶液增加的质量＝m(Na2O2)－m(O2)＝m(Na2O)＝6.2
g。
所以溶液增加的质量大小顺序为：钠＜氧化钠＝过氧化钠，根据钠原子守恒知，0.1
mol的钠、氧化钠、过氧化钠溶于水所得氢氧化钠的物质的量分别为：0.1
mol、0.2
mol、0.2
mol，通过以上分析可知，0.1
mol的钠、氧化钠、过氧化钠分别溶于水所得溶液的质量分数分别为：×100%、×100%、×100%，所以①、②、③充分反应后所得溶液的质量分数由大到小的顺序为：①＜②＝③，故D错误。
9．下列有关钠及其化合物的叙述正确的是(B)
A．Na2O2晶体中的阴离子与阳离子的物质的量之比为1∶1
B．9.2
g金属钠投入到足量的重水中，则产生的气体中含有0.4
mol电子
C．钠在化学反应中常常失去电子被氧化，作氧化剂，故Na＋具有强氧化性
D．钠、钾是低熔点的轻金属，所以钠钾合金在常温时柔软似蜡
【解析】过氧化钠中阴、阳离子分别是O22－和Na＋，所以过氧化钠晶体中的阴离子与阳离子的物质的量之比为1∶2，A项错误；9.2
g钠的物质的量为0.4
mol，0.4
mol钠和足量重水反应生成0.2
mol重氢，每个重氢分子中含有2个电子，所以产生的气体中含有0.2
mol×2＝0.4
mol电子，B项正确；在化学反应中钠常常失去电子被氧化，作还原剂，Na＋具有弱氧化性，C项错误；钠钾合金在常温时呈液态，而不是柔软似蜡(固体)，D项错误。
10．(2016·河南十校联考)X、Y、Z、W四种物质的转化关系如图所示。下列组合中不符合该关系的是(B)
A
B
C
D
X
HCl
Na2O2
Na2CO3
SO2
Y
FeCl2
NaOH
CO2
Na2SO3
Z
Cl2
Na2CO3
CaCO3
H2SO4
W
FeCl3
NaHCO3
Ca(HCO3)2
NaHSO3
【解析】由题图分析可知，X能转化为Y和Z，Y和Z能发生反应生成W，B项中NaOH和Na2CO3不反应，不符合题意。
B级(冲刺名校练)
11．(长沙市一中2016届高三月考试卷)浓度相同的NaOH溶液各100
mL倒入A、B、C三个烧杯中，分别向三份溶液中通入不等量的CO2，充分反应后，再向三份所得溶液中逐滴加入0.2
mol·L－1的盐酸，产生CO2的体积与所加盐酸体积之间关系如图所示。下列判断正确的是(A)
A．原NaOH溶液的浓度为0.2
mol·L－1
B．B烧杯中通入的CO2体积为448
mL
C．通入CO2后，不能确定A烧杯中的溶质
D．通入CO2后，C烧杯中溶质成分的物质的量之比为n(NaOH)∶n(Na2CO3)＝1∶1
【解析】CO2通入NaOH溶液，可能发生反应2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O或NaOH＋CO2===NaHCO3，由图示可知，滴加盐酸时均不直接产生CO2气体，且最终完全反应消耗的盐酸均为100
mL生成NaCl，由原子守恒得n(Na＋)＝n(Cl－)，即n(NaOH)＝n(HCl)，故c(NaOH)＝＝＝0.2
mol·L－1，A正确；B烧杯中从开始产生气体到气体完全放出需盐酸相同，即通入CO2后生成的溶液为Na2CO3溶液，据2NaOH～CO2可知n(CO2)＝＝0.01
mol，V(CO2)＝224
mL，B错；通入CO2后的溶液再滴加盐酸到开始产生气体消耗的盐酸小于气体完全生成消耗的盐酸，故溶质为Na2CO3和NaHCO3，C错；C烧杯中通入CO2之后的溶液滴加盐酸到开始产生气体消耗的盐酸大于气体完全放出消耗的盐酸，故溶液溶质为Na2CO3和NaOH，n(Na2CO3)＝n(NaHCO3)＝n(HCl)＝(100－75)×10－3×0.2
mol＝5×10－3
mol，故n(NaOH)＝(75－25)×10－3×0.2
mol＝1×10－2
mol，即n(NaOH)∶n(Na2CO3)＝2∶1，D不正确。
12．(长沙市一中2016届高三月考试卷)a
mol
Na2O2和b
mol
NaHCO3固体混合后，在密闭容器中加热到250
℃，使其充分反应，当排出气体为两种气体时，a∶b不可能为(D)
A．3∶4
B．4∶5
C．2∶3
D．3∶2
【解析】两种气体只能是H2O、O2。因为2NaHCO3～CO2～Na2O2～H2O，所以当n(Na2O2)少于n(NaHCO3)的时，有三种气体，无选项，当n(Na2O2)≥n(NaHCO3)时，只有O2，D不行。
13．(2016·安阳模拟)某实验小组欲探究Na2CO3和NaHCO3的性质，发现实验室里盛放两种固体的试剂瓶丢失了标签。于是，他们先对固体A、B进行鉴别，再通过实验进行性质探究。
(1)分别加热固体A、B，发现固体A受热产生的气体能使澄清石灰水变浑浊。A受热分解的化学方程式为：
________________________________________________________________________。
(2)称取两种固体各2
g，分别加入两个小烧杯中，再各加10
mL蒸馏水，振荡，测量温度变化；待固体充分溶解，恢复至室温，向所得溶液中各滴入2滴酚酞溶液。
①发现Na2CO3固体完全溶解，而NaHCO3固体有剩余，由此得出结论：________________________________________________________________________；
②同学们在两烧杯中还观察到以下现象。其中，盛放Na2CO3的烧杯中出现的现象是______。(填字母序号)
a．溶液温度下降
b．溶液温度升高
c．滴入酚酞后呈浅红色
d．滴入酚酞后呈红色
(3)如图所示，在气密性良好的装置Ⅰ和Ⅱ中分别放入药品，将气球内的固体同时倒入试管中。
①两试管中均产生气体，__________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)的反应程度更为剧烈。
②反应结束后，气球均有膨胀，恢复至室温，下列说法正确的是________。
a．装置Ⅰ的气球体积较大
b．装置Ⅱ的气球体积较大
c．生成气体的体积根据盐酸计算
d．生成气体的体积根据固体计算
【解析】(1)碳酸钠稳定，受热难分解，碳酸氢钠热稳定性差，受热易分解，生成二氧化碳气体，故A为碳酸氢钠，反应的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，生成的CO2气体通入澄清石灰水中发生反应CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O生成碳酸钙沉淀变浑浊。
(2)①称取两种固体各2
g，分别放入两个小烧杯中，再各滴加10
mL蒸馏水，振荡，测量温度变化；待固体充分溶解，并恢复至室温后，发现Na2CO3固体完全溶解，而NaHCO3固体有剩余，说明在同样的温度下，同质量的两种固体在同体积的溶剂中，Na2CO3比NaHCO3易溶于水，②碳酸钠溶解过程为放热过程，温度升高，故a错误，b正确。碳酸钠为强碱弱酸盐，水解溶液呈碱性，滴入酚酞后呈红色，故c错误，d正确。
(3)①将气球内的固体同时倒入试管发生反应：Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑，NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑，同等条件下，碳酸钠与盐酸反应速率不及碳酸氢钠与盐酸反应，所以Ⅰ的反应程度更为剧烈，②1
g碳酸钠的物质的量为＝0.009
4
mol，1
g碳酸氢钠的物质的量为＝0.012
mol，盐酸的物质的量为0.003
mol，再由方程式Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl，NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑；盐酸不足，生成气体的体积根据盐酸的量计算。Ⅰ中生成CO2的物质的量为0.003
mol，Ⅱ中无气体产生，故a、c正确。
【答案】(1)2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O
(2)①同温度下，Na2CO3比NaHCO3易溶于水 ②b、d
(3)①Ⅰ ②a、c
第二节 铝及其化合物
【考纲要求】
了解铝、镁及其重要化合物的主要性质和应用。
考点一 铝、镁性质及应用
知
识
梳
理 【P35】
一、铝的原子结构与物理性质
二、铝的化学性质
(1)与非金属单质(O2、Cl2、S等)反应
Al与O2
Al与Cl2：__2Al＋3Cl22AlCl3__。
Al与S：__2Al＋3SAl2S3__。
(2)与酸反应
①与非氧化性酸(如：盐酸，稀H2SO4)
离子方程式：__2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑__。
②与氧化性酸(如HNO3，浓H2SO4)
Al与稀HNO3：__Al＋4HNO3(稀)===Al(NO3)3＋NO↑＋2H2O__。
Al遇到冷的浓硝酸或浓硫酸__钝化__。
(3)与NaOH溶液反应
离子方程式：__2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO2－＋3H2↑__。
(4)铝热反应(与Fe2O3、WO3、V2O5等金属氧化物)
Al与Fe2O3：__2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe__。
Al与WO3：WO3＋2AlW＋Al2O3。
三、对比记忆镁的化学性质
铝
镁
与非金属反应
能被Cl2、O2氧化
2Mg＋O22MgO
3Mg＋N2Mg3N2
与水反应
反应很困难
能与沸水反应：Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑
与碱反应
能溶于强碱溶液
不反应
与某些氧化物反应
能与Fe2O3、MnO2、Cr2O3等金属氧化物发生铝热反应
能在CO2中燃烧：2Mg＋CO22MgO＋C
四、铝的用途
纯铝用作导线，铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等。
分
点
突
破 【P35】
角度一 铝、镁性质
【练1】下列说法正确的是( )
A．(全国卷Ⅰ)用坩埚钳夹住一小块砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热，熔化后的液态铝滴落下来
B．(江苏高考)Al、盐酸、NaOH溶液三者之间两两均能发生反应
C．(全国卷Ⅱ)铝与Fe2O3发生铝热反应后固体物质增重
D．(安徽高考)常温下，相同的铝片中分别加入足量的浓、稀硝酸，浓硝酸中铝片先溶解完
【解析】由于铝箔表面有一薄层Al2O3，且Al2O3的熔点很高，故熔化的液态铝包裹在里面，不会滴落下来，A错误；铝与Fe2O3发生铝热反应生成Al2O3和铁，故固体质量不会增加，C错误；常温下，铝在浓HNO3中“钝化”，D错误。
【答案】B
【练2】(2016·龙岩模拟)常温下可用铝质容器储运的试剂是( )
A．浓硝酸
B．食醋
C．石灰水
D．稀盐酸
【解析】常温下，Al和浓硝酸反应生成一层致密的氧化物薄膜而阻止进一步被氧化，所以可以用铝制容器储运浓硝酸，故A正确；食醋显酸性能与铝质容器反应，故B错误；石灰水呈碱性，Al能溶于强碱溶液，所以不能盛放石灰水，故C错误；Al和稀盐酸反应生成氯化铝和氢气，所以不能盛放稀盐酸，故D错误。
【答案】A
【练3】(湖南师大附中2016届高三月考试卷)将一定质量的Mg和Al的混合物投入500
mL稀硫酸中，固体全部溶解并产生气体。待反应完全后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液的体积关系如图所示。则下列说法正确的是( )
A．Mg和Al的总质量为8
g
B．硫酸的物质的量浓度为5
mol·L－1
C．NaOH溶液的物质的量浓度为5
mol·L－1
D．生成的H2在标准状况下的体积为11.2
L
【解析】由图可知，0～20
mL发生酸碱中和，20～200
mL发生离子与碱生成沉淀的反应，200～240
mL发生Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O，200
mL时生成沉淀最多，溶液中的溶质为硫酸钠。A.由图象可知，n(Mg)＝0.15
mol，n(Al)＝0.2
mol，则Mg和Al的总质量为0.15
mol×24
g·mol－1＋0.2
mol×27
g·mol－1＝9
g，故A错误；B.由200～240
mL发生Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O，c(NaOH)＝＝5
mol·L－1，200
mL时生成沉淀最多，溶液中的溶质为硫酸钠，则c(H2SO4)＝＝1
mol·L－1，故B错误，C正确；D.与硫酸反应生成的氢气的体积应为(0.15
mol＋0.3
mol)×22.4
L·mol－1＝10.08
L，故D错误。
【答案】C
【练4】镁、铝单质的化学性质以相似为主，但也存在某些重大差异性。下列物质能用于证明二者存在较大差异性的是( )
①CO2 ②盐酸 ③NaOH溶液 ④水
A．①④
B．②③
C．①③
D．②③④
【解析】Al能与NaOH溶液反应而Mg不能；Mg能在CO2中燃烧而Al不能。
【答案】C
角度二 铝与酸、碱反应特点
分析依据：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。
从化学方程式可以看出Al与酸、碱反应时生成H2的实质都是AlAl3＋，所以无论是与酸还是与碱反应，Al与H2的关系都是2Al～3H2。
1．等量铝分别与足量盐酸和足量NaOH溶液反应，产生H2的体积比＝1∶1。
2．足量铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠反应，产生H2的体积比＝1∶3。
3．当生成H2的量相等时，消耗铝单质的量一定相等，消耗HCl与NaOH的物质的量之比为3∶1。
4．一定量的铝分别和一定量溶质的物质的量相等的盐酸和NaOH溶液反应，若产生H2的体积比为<<，则必定是：Al与HCl溶液反应时，Al过量而HCl不足；Al与NaOH溶液反应时，Al不足而NaOH过量。
【练1】现有一包铝热剂是铝粉和氧化铁粉末的混合物，在高温下使之充分反应，将反应后的固体分为两等份，进行如下实验(假定反应前后溶液的体积不变)：
①向其中一份固体中加入100
mL
2.0
mol·L－1的NaOH溶液，加热使其充分反应后过滤，测得溶液中c(OH－)＝1
mol·L－1；
②向另一份固体中加入100
mL
4.0
mol·L－1的HCl溶液，使固体全部溶解，测得反应后所得溶液中只有H＋、Fe2＋和Al3＋三种阳离子且c(H＋)＝0.1
mol·L－1，则实验②产生的气体的体积(标准状况)为( )
A．2.352
L
B．2.448
L
C．2.688
L
D．2.856
L
【解析】由①知一份固体中铝元素的物质的量n(Al)＝n(OH－)反应＝0.2
mol－0.1
mol＝0.1
mol；由②知反应后的溶液符合电中性原理：0.1×0.1×1＋0.1×3＋n(Fe2＋)×2＝4×0.1×1，故n(Fe2＋)＝0.045
mol；则氧化铁的物质的量为0.0225
mol。根据下列反应分析：2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe，可知参与反应的n(Al)＝0.045
mol，剩余的n(Al)＝0.1
mol－0.045
mol＝0.055
mol。再根据得失电子守恒有：0.045
mol×2＋0.055
mol×3＝[V(H2)/(22.4
L·mol－1)]×2，则V(H2)＝2.856
L。
【答案】D
【练2】把a
g铁铝合金粉末溶于足量盐酸中，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】由铁铝合金粉末溶于足量盐酸中，加入过量NaOH溶液，沉淀为氢氧化铁，则经洗涤、干燥、灼烧，得到红棕色粉末为氧化铁，则a
g
Fe、Al→a
g
Fe2O3，合金中铝的质量等于氧化铁中氧元素的质量，则合金中铁的质量分数等于氧化铁中铁的质量分数，原合金中铁的质量分数为×100%＝70%。
【答案】A
【练3】铝是中学化学学习阶段的唯一一种既能与酸(非氧化性酸)反应又能与强碱溶液反应放出H2的金属，就铝的这一特殊性质回答下列问题：
(1)等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，所得H2的体积之比是________。
(2)足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的盐酸和氢氧化钠溶液中，产生H2的体积之比是________。
(3)足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的HCl、NaOH溶液中，二者产生的H2相等，则HCl和NaOH的物质的量浓度之比是________。
(4)甲、乙两烧杯中各盛有100
mL
3
mol·L－1的盐酸和NaOH溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后，测得生成的气体体积比为V(甲)∶V(乙)＝1∶2，则加入铝粉的质量为________。
A．5.4
g
B．3.6
g
C．2.7
g
D．1.8
g
【解析】(1)根据化学方程式：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，得Al与H2的关系式均为2Al～3H2，故只要参加反应的Al的量相等，所得H2的量必相等。
(2)因为在反应中Al过量，产生的H2由HCl和NaOH的量决定。根据化学反应中的关系式：6HCl～3H2、2NaOH～3H2，故当HCl、NaOH物质的量相等时，二者产生H2的体积比为1∶3。
(3)因为铝足量且产生H2相等，根据关系式n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1，又因为两溶液体积相等，故物质的量浓度c(HCl)∶c(NaOH)＝n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1。
(4)其反应原理分别为2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。可见当参加反应的HCl和NaOH的物质的量一样多时，产生H2的体积比是1∶3，而题设条件体积比为1∶2，说明此题投入的铝粉对盐酸来说是过量的，而对于NaOH来说是不足的。
2Al＋6HCl === 2AlCl3＋3H2↑
6
mol 3
mol
3
mol·L－1×0.1
L 0.15
mol
则Al与NaOH反应生成的H2为0.15
mol×2＝0.3
mol。
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2×27
g 3
mol
5．4
g 0.3
mol
即投入的铝粉为5.4
g。
【答案】(1)1∶1 (2)1∶3 (3)3∶1 (4)A
考点二 铝的重要化合物
知
识
梳
理 【P36】
1．氧化铝
(1)化学性质(用离子方程式表示)
(2)用途：熔点很高，是一种较好的__耐火材料__，还可制作各种宝石。
2．氢氧化铝
(1)化学性质
①受热分解：__2Al(OH)3Al2O3＋3H2O__。
(2)用途
①治疗胃酸过多，其原理涉及到的离子方程式：
__Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O__。
②水解生成Al(OH)3胶体可净水——明矾净水。
(3)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。明矾的电离方程式：
__KAl(SO4)2===K＋＋Al3＋＋2SO42－__。
(4)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。明矾可以净水，其净水的原理是__Al3＋＋3H2O??Al(OH)3(胶体)＋3H＋，Al(OH)3胶体吸附水中杂质形成沉淀而净水__。
(5)制备
①向铝盐中加入氨水(NH3·H2O)的离子方程式：
__Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4＋__。
②向偏铝酸盐(AlO2－)溶液中通入足量CO2的离子方程式：__AlO2－＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO3－__。
【易错提醒】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。
分
点
突
破 【P37】
角度一 “铝三角”及其应用
1．“铝三角”是指Al3＋、Al(OH)3和AlO2－相互转化的三角关系(如下图)
写出实现上述各步转化的离子方程式。
(1)①Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4＋
②Al3＋＋3AlO2－＋6H2O===4Al(OH)3↓
③Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓
(2)Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
(3)Al3＋＋4OH－===AlO2－＋2H2O
(4)AlO2－＋4H＋===Al3＋＋2H2O
(5)①若CO2过量：
AlO2－＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO3－
若CO2少量：
2AlO2－＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO32－
②AlO2－＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓
(6)Al(OH)3＋OH－===AlO2－＋2H2O
2．应用
(1)制取Al(OH)3
Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4＋
AlO2－＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO3－
Al3＋＋3AlO2－＋6H2O===4Al(OH)3↓
(2)离子共存问题
①Al3＋水解呈酸性，与OH－、AlO2－、CO32－(HCO3－)、S2－等不能大量共存。
②AlO2－水解呈碱性，与H＋、HCO3－、Al3＋、Fe3＋等不能大量共存。
【练1】(2016·肇庆模拟)相同物质的量的下列物质分别与等浓度的NaOH溶液反应，至体系中均无固体物质，消耗碱量最多的是( )
A．Al
B．Al2O3
C．Al(OH)3
D．AlCl3
【解析】1
mol
Al2O3能与2
mol
NaOH溶液反应，1
mol
Al、1
mol
Al(OH)3能与1
mol
NaOH溶液反应，1
mol
AlCl3最多能与4
mol
NaOH溶液反应。
【答案】D
【练2】工业上从铝土矿(主要成分是Al2O3，还含有SiO2、Fe2O3等杂质)中提取铝可采用如下工艺流程：
请回答下列问题：
(1)图中涉及分离溶液与沉淀的实验方法是__________(填操作名称)；
(2)步骤(Ⅱ)中加入的烧碱溶液应该是________(填“少量”或“过量”)，沉淀B的成分是__________(填化学式，下同)，溶液D中含铝元素的溶质的是____________，它属于______(填“酸”、“碱”或“盐”)类物质；
(3)溶液D中通入过量CO2生成沉淀F的离子方程式为：
________________________________________________________________________。
【解析】Al2O3、SiO2、Fe2O3中，Al2O3、SiO2与NaOH溶液反应，Fe2O3不与NaOH溶液反应；除SiO2不与盐酸反应外，Al2O3、Fe2O3均与盐酸反应；加入过量盐酸，溶液A为AlCl3、FeCl3、HCl，沉淀B为SiO2，加入过量烧碱，沉淀C为Fe(OH)3，溶液D为NaAlO2、NaCl，通入过量二氧化碳，溶液E主要为NaHCO3，沉淀F为Al(OH)3，加热分解得到M为Al2O3，经电解可得到Al。(1)分离溶液与沉淀，常用过滤的方法；(2)为使铝离子完全转化为AlO2－，烧碱溶液应该是过量的，由上述分析知，沉淀B为SiO2，溶液D中含铝元素的溶质的是NaAlO2，属于盐类物质。(3)NaAlO2溶液中通入过量CO2生成沉淀为Al(OH)3，AlO2－＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO3－。
【答案】(1)过滤 (2)过量 SiO2 NaAlO2 盐
(3)AlO2－＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO3－
【练3】用含有少量Mg的Al片制取纯净的Al(OH)3，下列操作中最恰当的组合是( )
①加盐酸溶解 ②加NaOH溶液 ③过滤 ④通入过量CO2生成Al(OH)3 ⑤加盐酸生成Al(OH)3 ⑥加过量氨水生成Al(OH)3
A．①⑥③
B．①③⑥③
C．②③④③
D．②③⑤③
【解析】2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO2－＋3H2↑，Mg和NaOH溶液不反应，过滤后向NaAlO2溶液中通入过量CO2生成Al(OH)3沉淀，再过滤就可得到Al(OH)3。
【答案】C
【练4】常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A．中性溶液中：Cl－、Mg2＋、Al3＋、K＋
B．1.0
mol·L－1的NaAlO2溶液中：Cl－、HCO3－、K＋、Ca2＋
C．在强碱性环境中：AlO2－、SiO32－、Na＋、K＋
D．0.1
mol·L－1明矾溶液中：NH4＋、AlO2－、HCO3－、Na＋
【解析】A项，Al3＋易水解，在中性溶液中水解生成Al(OH)3沉淀；B项，HCO3－＋AlO2－＋H2O===Al(OH)3↓＋CO32－；D项，Al3＋与AlO2－、HCO3－因发生双水解反应而不能大量共存。
【答案】C
规律总结
1．含铝杂质的提纯方法归类
利用Al、Al2O3、Al(OH)3可溶于强碱的特性，可除去许多物质中的含铝杂质，如：
(1)Mg(Al)：加足量NaOH溶液；
(2)Fe2O3(Al2O3)：加足量NaOH溶液；
(3)Mg(OH)2[Al(OH)3]：加足量NaOH溶液；
(4)Mg2＋(Al3＋)：加过量NaOH溶液，过滤，再加酸充分溶解。
2．Al(OH)3的三种制备方法
方法一：可溶性铝盐溶液与过量氨水反应
反应原理：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4＋
方法二：向可溶性偏铝酸盐溶液中通入过量CO2
反应原理：AlO2－＋2H2O＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO3－
方法三：相互促进水解法
3．含Al3＋的溶液与碱反应的先后顺序
当溶液中有多种离子时，要考虑离子之间的反应顺序，如向含有H＋、NH4＋、Mg2＋、Al3＋的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，NaOH先与H＋反应，再与Mg2＋、Al3＋反应生成沉淀，再与NH4＋反应，最后才溶解Al(OH)3沉淀。
4．明矾溶液与Ba(OH)2溶液反应分析
(1)沉淀的物质的量最大(此时Al3＋完全沉淀)
2Al3＋＋3SO42－＋3Ba2＋＋6OH－===2Al(OH)3↓＋3BaSO4↓。
(2)沉淀的质量最大(此时SO42－完全沉淀)
Al3＋＋2SO42－＋2Ba2＋＋4OH－===AlO2－＋2BaSO4↓＋2H2O。
考点三 有关Al(OH)3的图象分析
知
识
梳
理 【P38】
一、四个基本图像
(1)可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应的图像：
操作
向可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量
向NaOH溶液中逐滴加入可溶性铝盐溶液至过量
现象
立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失
无沉淀(有但即溶)→出现沉淀→渐多→最多→沉淀不消失
图像
离子
方程式
Al3＋＋3OH－===
Al(OH)3↓
Al(OH)3＋OH－===
AlO2－＋2H2O
Al3＋＋4OH－===AlO2－＋
2H2O
3AlO2－＋Al3＋＋6H2O===
4Al(OH)3↓
(2)偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图像：
操作
向偏铝酸盐溶液中逐滴加入稀盐酸至过量
向稀盐酸中逐滴加入偏铝酸盐溶液至过量
现象
立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失
无沉淀(有但即溶)→出现沉淀→渐多→最多→沉淀不消失
图像
离子
方程式
AlO2－＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓
Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
AlO2－＋4H＋===Al3＋＋2H2O
Al3＋＋3AlO2－＋6H2O===4Al(OH)3↓
二、拓展图像
(1)向AlCl3溶液中逐滴加入氨水或NaAlO2溶液至过量，图像如图1所示。
(2)向NaAlO2溶液中逐滴加入AlCl3溶液或通入CO2至过量，图像如图2所示。
(3)向含H＋和Al3＋、OH－和AlO2－混合溶液中分别滴加NaOH溶液、盐酸的反应图象
操作
向H＋和Al3＋混合液中滴加NaOH至过量
向OH－和AlO2－混合液中滴加盐酸至过量
现象
无沉淀——白色沉
淀——渐多——最
多——渐少——全部
溶解
无沉淀——白色沉淀——渐多——最多——渐少——全部溶解
图象
离子
方程式
H＋＋OH－===H2O
Al3＋＋3OH－===
Al(OH)3↓
Al(OH)3＋OH－===AlO2－＋2H2O
H＋＋OH－===H2O
AlO2－＋H＋＋H2O===
Al(OH)3↓
Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
(4)向含MgCl2、AlCl3、盐酸、NH4Cl的混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液至过量，沉淀图像如图3所示，若反应的先后顺序与图像关系为
①H＋H2O
②Mg2＋、Al3＋Mg(OH)2、Al(OH)3
③NH4＋NH3·H2O
④Al(OH)3AlO2－
分
点
突
破 【P39】
角度一 图像的综合分析与计算
【练1】向FeCl3、Al2(SO4)3的混和溶液中逐滴加入Ba(OH)2(aq)，形成沉淀的情况如下图所示。沉淀的生成与溶液的pH列于下表(已知：偏铝酸钡易溶于水)。以下推断正确的是
氢氧化物
溶液pH
开始沉淀
沉淀完全
沉淀开始溶解
沉淀完全溶解
Fe(OH)3
2.3
3.4
－
－
Al(OH)3
3.3
5.2
7.8
12.8
A．据图计算原溶液中c(Cl－)＝c(SO42－)
B．OA段产生的沉淀为BaSO4和Fe(OH)3
C．AB段可能发生的反应是：2SO42－＋2Ba2＋＋Al3＋＋3OH－===2BaSO4↓＋Al(OH)3↓
D．C点溶液呈碱性的原因是AlO2－水解，其离子方程式为：AlO2－＋2H2O===Al(OH)3＋OH－
【解析】A.根据表中信息，可知加入氢氧化钡溶液后铁离子先沉淀，沉淀的总物质的量是6
mol，其中氢氧化铝为2
mol，则铝离子的物质的量是2
mol，则硫酸根离子的物质的量是3
mol，所以铁离子的物质的量是1
mol，根据电荷守恒，则氯离子的物质的量是3
mol，溶液的体积相同，所以原溶液中c(Cl－)＝c(SO42－)，正确；B.OA段产生的沉淀的物质的量是5
mol，加入3
mol氢氧化钡，则硫酸根离子沉淀完全，根据沉淀的pH值可知，铁离子先沉淀，所以6
mol氢氧根离子与1
mol铁离子、1
mol
铝离子分别生成1
mol氢氧化铁和氢氧化铝沉淀，则OA段的沉淀是硫酸钡、氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，错误；C.AB段再加入1.5
mol氢氧化钡，则3
mol氢氧根离子与剩余1
mol铝离子反应生成氢氧化铝沉淀，此时硫酸根已沉淀完全，不会再产生硫酸钡沉淀，错误；D.C点时氢氧化铝全部与氢氧根离子反应生成偏铝酸根离子和水，偏铝酸根离子水解使溶液呈碱性，但水解是微弱的，离子方程式不能用“===”表示，错误。
【答案】A
【练2】下列曲线图(纵坐标为沉淀的量，横坐标为加入物质的量)与对应的选项相符合的是( )
A．向1
L浓度均为0.1
mol·L－1的Ba(OH)2、NaAlO2混合溶液中加入0.1
mol·L－1的稀H2SO4
B．向1
L浓度分别为0.1
mol·L－1和0.3
mol·L－1的AlCl3、NH4Cl的混合溶液中加入0.1
mol·L－1的稀NaOH溶液
C．向烧碱溶液中滴加明矾溶液
D．向AlCl3溶液中滴加过量氨水
【解析】A项，Ba(OH)2和NaAlO2中加入稀H2SO4，发生的反应依次为Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SO42－===BaSO4↓＋2H2O、AlO2－＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓、Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O，所以加1
L稀H2SO4时，Ba(OH)2反应完全，再加0.5
L稀H2SO4时AlO2－参加反应，再加1.5
L稀H2SO4时，Al(OH)3全部溶解，A正确；B项，向1
L浓度分别为0.1
mol·L－1和0.3
mol·L－1的AlCl3、NH4Cl的混合溶液中加入0.1
mol·L－1的NaOH溶液，发生的反应依次是Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓、OH－＋NH4＋===NH3·H2O、Al(OH)3＋OH－===AlO2－＋2H2O，所以沉淀Al3＋和溶解Al(OH)3所用NaOH的量之比为3∶1，而图像上看到的是1∶1，B错误；C项，向烧碱溶液中滴加明矾溶液，发生的反应依次是Al3＋＋4OH－===AlO2－＋2H2O、Al3＋＋3AlO2－＋6H2O===4Al(OH)3↓，C错误；D项，AlCl3溶液中滴加过量氨水，沉淀不会溶解，D错误。
【答案】A
【练3】向30
mL
1
mol·L－1的AlCl3溶液中逐渐加入浓度为4
mol·L－1的NaOH溶液，若产生0.78
g白色沉淀，则加入的NaOH溶液的体积可能为( )
A．3
mL
B．7.5
mL
C．15
mL
D．17.5
mL
【解析】解法一：把该题的信息转化为图像，用图像法求解，如图所示：
当生成沉淀0.01
mol时需NaOH
0.03
mol或0.11
mol，显然B项符合题意。
解法二：已知n(AlCl3)＝0.03
mol，n[Al(OH)3]＝0.01
mol，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。
当碱的量不足时，则V(NaOH)＝
L＝0.0075
L＝7.5
mL；当碱过量时，则V(NaOH)＝L＝0.0275
L＝27.5
mL。
【答案】B
【练4】某无色溶液中含有NH4＋、K＋、Al3＋、SO42－四种离子。
①取10
mL该溶液于试管中，滴加Ba(NO3)2溶液，加稀硝酸酸化后过滤得到0.03
mol白色沉淀。
②取10
mL该溶液于试管中，滴加NaOH溶液产生白色沉淀，当沉淀增加到一定量后开始产生气体(必要时可加热)，最后沉淀完全溶解。并且随NaOH溶液的加入，沉淀和气体的物质的量的变化关系如下图所示。
下列说法不符合事实的是( )
A．根据图示数据计算实验中使用的NaOH溶液的物质的量浓度为1
mol·L－1
B．根据信息分析该溶液中焰色反应呈现紫色的离子的物质的量浓度为1
mol·L－1
C．另取一定量该溶液滴加一定量Ba(OH)2的溶液，能使Al3＋和SO42－同时完全沉淀
D．NH4＋、K＋、Al3＋、SO42－四种离子的物质的量之比为2∶1∶1∶3
【解析】取10
mL该溶液于试管中滴加Ba(NO3)2溶液，加稀硝酸酸化后过滤得到0.03
mol白色沉淀，生成的沉淀为BaSO4，说明溶液中含有SO42－，物质的量为0.03
mol；另取10
mL该溶液于试管中，滴加NaOH溶液产生白色沉淀，当沉淀增加到一定量后开始产生气体，说明溶液中含有NH4＋，最后沉淀完全溶解，则说明溶液中含有Al3＋，因此原溶液中一定存在：NH4＋、Al3＋、SO42－，可能含K＋。结合图象中沉淀的变化关系知，溶液中含有0.01
mol
Al3＋，需0.03
mol
OH－才能将其完全沉淀；当沉淀增加到一定量后开始产生气体，根据NH4＋＋OH－NH3↑＋H2O，再结合图象知，溶液中含有0.02
mol
NH4＋，需0.02
mol
OH－；最后沉淀完全溶解是由于氢氧化铝与NaOH继续反应，反应的离子方程式为Al(OH)3＋OH－===AlO2－＋2H2O，结合图象中沉淀的变化关系，溶解沉淀需OH－为0.01
mol；实验中使用的NaOH溶液的总物质的量为：0.03
mol＋0.02
mol＋0.01
mol＝0.06
mol，结合图象中沉淀的变化关系知此时氢氧化钠溶液的体积为60
mL，根据c＝n÷V＝0.06
mol÷(0.06
L)＝1
mol·L－1；由以上分析可知NH4＋为0.02
mol，Al3＋为0.01
mol，SO42－为0.03
mol，根据溶液呈电中性，溶液中阴、阳离子所带的正、负电荷总数相等，其中正电荷总数为：0.02
mol×1＋0.01
mol×3＋n(K＋)×1＝0.05
mol＋n(K＋)，负电荷总数0.03
mol×2＝0.06
mol，所以n(K＋)＝0.01
mol。A.根据以上分析可知，氢氧化钠溶液的浓度为
1
mol·L－1，A正确；B.溶液中焰色反应呈现紫色的离子的物质的量浓度为
0.01
mol÷(0.01
L)＝1
mol·L－1，B正确；C.Al3＋为
0.01
mol，SO42－为0.03
mol，加入氢氧化钡溶液，当硫酸根完全沉淀时，铝离子已转化为偏铝酸钠，C不正确；D.根据以上分析可知，NH4＋为0.02
mol，K＋为0.01
mol、
Al3＋为0.01
mol，SO42－为0.03
mol，NH4＋、K＋、Al3＋、SO42－四种离子的物质的量之比为2∶1∶1∶3，故D确，答案选C。
【答案】C
【练5】(天津高考·节选)向盛有10
mL
1
mol·L－1NH4Al(SO4)2溶液的烧杯中滴加1
mol·L－1NaOH溶液，沉淀物质的量随NaOH溶液体积的变化示意图如下：
(1)写出m点反应的离子方程式：________________________________________________________________________。
(2)若在NH4Al(SO4)2溶液中改加20
mL
1.2
mol·L－1
Ba(OH)2溶液，充分反应后，溶液中产生沉淀的物质的量为________mol。
【解析】(1)向NH4Al(SO4)2溶液中加入NaOH溶液，由图像分析，先发生Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，之后是NH4＋＋OH－===NH3·H2O，最后是沉淀的溶解：Al(OH)3＋OH－===AlO2－＋2H2O，故m点的离子反应为NH4＋＋OH－===NH3·H2O。
(2)因NH4Al(SO4)2的物质的量为0.01
L×1
mol·L－1＝0.01
mol，Ba(OH)2的物质的量为0.02
L×1.2
mol·L－1＝0.024
mol，产生沉淀的反应有两类，一是SO42－＋Ba2＋===BaSO4↓，n(SO42－)＝0.01
mol×2＝0.02
mol，0.02
mol＜0.024
mol，故n(BaSO4)＝0.02
mol；二是OH－参与的反应，
Al3＋ ＋
3OH－ ===
Al(OH)3↓
0．01
mol 0.03
mol 0.01
mol
OH－余0.024
mol×2－0.03
mol＝0.018
mol，之后发生反应：NH4＋＋OH－===NH3·H2O，n(NH4＋)＝0.01
mol，再消耗OH－0.01
mol，则剩余OH－为0.018
mol－0.01
mol＝0.008
mol，最后发生沉淀的溶解：Al(OH)3＋OH－===AlO2－＋2H2O，OH－为0.008
mol，溶解Al(OH)3
0.008
mol，则剩余Al(OH)3为0.01
mol－0.008
mol＝0.002
mol。溶液中产生沉淀的物质的量为0.02
mol＋0.002
mol＝0.022
mol。
【答案】(1)NH4＋＋OH－===NH3·H2O (2)0.022
【解题技巧】
1．突破Al(OH)3沉淀图像三个秘诀
(1)明晰横、纵坐标含义，然后通过曲线变化特点分析反应原理。
(2)掌握Al3＋、Al(OH)3、AlO2－三者之间的转化比例：
(3)明晰Al3＋溶液中加碱(OH－)的几种常见变形图像，如：
图A中，n(H＋)∶n(Al3＋)＝2∶1。
图B中，若已知原溶液中含有Mg2＋。则可推出：
n(Mg2＋)∶n(Al3＋)＝1∶1。
图C中，若已知原溶液中含有H＋和Mg2＋，则可推导出：n(H＋)∶n(Al3＋)∶n(Mg2＋)＝2∶1∶1。
2．可溶性铝盐与强碱反应的计算规律
(1)求产物Al(OH)3的量
①当n(OH－)≤3n(Al3＋)时，n[Al(OH)3]＝3n(OH－)；
②当3n(Al3＋)
(2)求反应物碱的量
①若碱不足(Al3＋未完全沉淀)：
n(OH－)＝3n[Al(OH)3]；
②若碱使生成的Al(OH)3部分溶解：
n(OH－)＝4n(Al3＋)－n[Al(OH)3]。
考
题
专
练 【备用题】
1．(高考选项组合题)下列关于铝及其化合物的叙述不正确的是( )
A．(福建理综，6C)铝罐不可久盛食醋
B．(四川理综，1D)氢氧化铝可作胃酸的中和剂
C．(重庆理综，1A)明矾用作净水剂不涉及化学变化
D．(山东理综，10A)将AlCl3加入Ba(HCO3)2溶液中同时有气体和沉淀产生
【解析】铝罐容易受食醋中的醋酸腐蚀而破裂，无法久盛食醋，A对；明矾用作净水剂是利用Al3＋水解生成的氢氧化铝胶体的吸附性，涉及化学变化，C错；Al3＋和HCO3－发生双水解反应，生成Al(OH)3沉淀和CO2气体，D对。
【答案】C
2．(2016年高考上海卷)已知NaOH＋Al(OH)3===NaAlO2＋2H2O。向集满CO2的铝制易拉罐中加入过量NaOH浓溶液，立即封闭罐口，易拉罐渐渐凹瘪；再过一段时间，罐壁又重新凸起。上述实验过程中没有发生的离子反应是( )
A．CO2＋2OH－===CO32－＋H2O
B．Al2O3＋2OH－===2AlO2－＋H2O
C．2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO2－＋3H2↑
D．Al3＋＋4OH－===AlO2－＋2H2O
【答案】D
3．(2016年高考上海卷)下列各组混合物，使用氢氧化钠溶液和盐酸两种试剂不能分离的是( )
A．氧化镁中混有氧化铝
B．氯化铝溶液中混有氯化铁
C．氧化铁中混有二氧化硅
D．氯化亚铁溶液中混有氯化铜
【解析】A.MgO是碱性氧化物与NaOH不能反应，而Al2O3是两性氧化物，可以与NaOH发生反应产生NaAlO2，过滤后洗涤，就得到纯净的MgO；B.向溶液中加入过量的NaOH溶液，氯化铁变为Fe(OH)3沉淀，氯化铝变为NaAlO2，过滤，然后向滤液中加入适量的盐酸，当沉淀达到最大值时，过滤，得到Al(OH)3，再分别向两种物质的沉淀中加入适量的盐酸溶解；C.二氧化硅是酸性氧化物，可以与NaOH发生反应，而氧化铁与NaOH不能发生反应。加入过量的NaOH，然后过滤洗涤，就得到纯净的氧化铁；D.二者都可以与NaOH发生反应，当再向得到的沉淀中加入盐酸时，二者都溶解，不能分离、提纯二者。
【答案】D
4．(安徽理综，13)室温下，在0.2
mol·L－1Al2(SO4)3溶液中，逐滴加入1.0
mol·L－1NaOH溶液，实验测得溶液pH随NaOH溶液体积变化曲线如下图，下列有关说法正确的是( )
A．a点时，溶液呈酸性的原因是Al3＋水解，离子方程式为Al3＋＋3OH－??Al(OH)3
B．a～b段，溶液pH增大，Al3＋浓度不变
C．b～c段，加入的OH－主要用于生成Al(OH)3沉淀
D．d点时，Al(OH)3沉淀开始溶解
【解析】A项，Al2(SO4)3为强酸弱碱盐，Al3＋水解使溶液显酸性，离子方程式应为Al3＋＋3H2O??Al(OH)3＋3H＋，错误；B项，a～b段，加入NaOH消耗H＋，使Al3＋＋3H2O??Al(OH)3＋3H＋反应正向进行，Al3＋的浓度减小，错误；C项，b～c段，pH变化不明显，说明OH－主要用于生成Al(OH)3沉淀，正确；D项，c～d过程中，pH变化较大，说明发生了反应：Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O，所以c点以后Al(OH)3开始溶解，错误。
【答案】C
5．[天津理综，7(3)]已知：
化合物
MgO
Al2O3
MgCl2
AlCl3
类型
离子化合物
离子化合物
离子化合物
共价化合物
熔点/℃
2
800
2
050
714
191
(1)工业制镁时，电解MgCl2而不电解MgO的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
(2)制铝时，电解Al2O3而不电解AlCl3的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【答案】(1)MgO的熔点高，熔融时耗费更多资源，增加生产成本
(2)AlCl3是共价化合物，熔融态难导电
6．(江苏，16)烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放。实验室用粉煤灰(主要含Al2O3、SiO2等)制备碱式硫酸铝[Al2(SO4)x(OH)6－2x]溶液，并用于烟气脱硫研究。
(1)酸浸时反应的化学方程式为________________________________；滤渣Ⅰ的主要成分为____________(填化学式)。
(2)加CaCO3调节溶液的pH至3.6，其目的是中和溶液中的酸，并使Al2(SO4)3转化为Al2(SO4)x(OH)6－2x。滤渣Ⅱ的主要成分为______________(填化学式)；若溶液的pH偏高，将会导致溶液中铝元素的含量降低，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(用离子方程式表示)。
(3)上述流程中经完全热分解放出的SO2量总是小于吸收的SO2量，其主要原因是______________________________；与吸收SO2前的溶液相比，热分解后循环利用的溶液的pH将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
【解析】(1)酸浸时能与H2SO4反应的是Al2O3，H2SO4与Al2O3反应生成盐和水，SiO2不和H2SO4反应，成为滤渣。
(2)CaCO3和溶液中的H2SO4反应生成CaSO4；如果pH偏高，一部分Al3＋会转化为Al(OH)3沉淀，离子方程式为3CaCO3＋2Al3＋＋3SO42－＋3H2O===2Al(OH)3＋3CaSO4＋3CO2↑。
(3)热分解时，一部分亚硫酸盐被氧化为硫酸盐，不能分解成为SO2；SO2溶于水生成H2SO3，会中和溶液中的部分OH－，使溶液的pH减小。
【答案】(1)Al2O3＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2O SiO2
(2)CaSO4 3CaCO3＋2Al3＋＋3SO42－＋3H2O===2Al(OH)3＋3CaSO4＋3CO2↑
(3)溶液中的部分SO32－被氧化成SO42－ 减小
考
点
集
训 【P247】
A级(跨越本科练)
1．铝合金在日常生活、航空航天和汽车制造等方面均有广泛用途。下列关于铝的说法不正确的是(B)
A．铝的表面容易形成致密的氧化膜，抗腐蚀性能好
B．常温下不与任何碱反应
C．铝元素在地壳中的含量高，储量丰富
D．工业上可以用电解法冶炼铝
【解析】A.铝的表面容易形成致密的氧化膜，抗腐蚀性能好，A正确；B.常温下，Al能与NaOH溶液反应，生成氢气，B错误；C.铝元素在地壳中含量位居第三，仅次于氧、硅，含量高，储量丰富，C正确；D.工业上用电解熔融氧化铝的方法来制铝，D正确。
2．在实验室里，要想使AlCl3溶液中的Al3＋全部沉淀出来，应最好选用下列试剂中的(D)
A．石灰水
B．氢氧化钠溶液
C．硫酸
D．氨水
【解析】Al(OH)3是两性氢氧化物，能与强酸和强碱反应，Ca(OH)2、NaOH为强碱，H2SO4为强酸，都能与Al(OH)3反应，氨水为弱碱的溶液，可使AlCl3溶液中的Al3＋全部沉淀，故D项正确。
3．为了除去铁粉中的少量铝粉，可以选取下列哪种溶液(D)
A．浓盐酸
B．浓硝酸
C．浓硫酸
D．浓氢氧化钠溶液
【解析】铝、铁都属于活泼金属，都与浓盐酸反应，在浓硝酸或浓硫酸中都发生钝化，而铝能与碱反应，铁与碱不反应，则向粉末中加入足量的浓氢氧化钠溶液，反应后过滤即可得到纯净的铁粉。
4．下列金属中，表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化的是(D)
A．K
B．Na
C．Fe
D．Al
【解析】金属铝在空气中表面会形成一层致密的氧化膜保护层，防止内层的金属进一步被氧化，D正确。K、Na、Fe表面形成的氧化膜比较疏松，不能保护内层金属，A、B、C错误。
5．(雅礼中学2016届高三月考试卷)科学家预言超级原子的发现将会重建周期表，2005年1月美国科学家在《Science》上发表论文，宣布发现了Al的超原子结构Al13和Al14，Al13、Al14的性质很像现行周期表中的某主族元素，已知这类超原子当具有40个价电子时最稳定(例Al原子具有3个价电子)。下列说法不正确的是(D)
A．Al14有42个价电子，且与ⅡA族元素性质相似
B．Al13有39个价电子，且与卤素性质类似
C．Al13、Al14互为同素异形体
D．Al13原子中存在离子键
6．欲将含有Mg2＋、Al3＋的混合溶液中的Mg2＋沉淀下来，下列措施可行的是(D)
A．向混合溶液中加入过量的铝粉
B．向混合溶液中加入过量的盐酸
C．向混合溶液中加入过量的氨水
D．向混合溶液中加入过量的氢氧化钠溶液
【解析】A项，向混合溶液中加入过量的铝粉，不发生反应，不能将Mg2＋沉淀下来，错误；B项，向混合溶液中加入过量的盐酸，不发生反应，不能将Mg2＋沉淀下来，错误；C项，向混合溶液中加入过量的氨水，两种离子均转化为沉淀，错误；D项，向混合溶液中加入过量的氢氧化钠溶液，生成的氢氧化铝能溶解在强碱中，而氢氧化镁不能溶解，从而可将Mg2＋
沉淀出来，正确。
7．(湖南师大附中2016届高三月考试卷)由铝屑与盐酸、氢氧化钠溶液反应制取1
mol
Al(OH)3，最少需要消耗HCl和NaOH的物质的量为(C)
A．3
mol、3
mol
B．1
mol、1
mol
C．0.75
mol、0.75
mol
D．0.25
mol、0.25
mol
【解析】0.25
mol
Al与盐酸反应消耗HCl
0.75
mol，0.75
mol
Al与氢氧化钠反应消耗NaOH
0.75
mol，将所得溶液混合即可生成1
mol
Al(OH)3。
8．(2016·南昌模拟)Al(OH)3和Ga(OH)3均为两性氢氧化物，已知酸性：H2CO3>Ga(OH)3>Al(OH)3，若把过量的CO2气体通入含等物质的量的NaAlO2和NaGaO2的混合溶液中，下列说法正确的是(C)
A．无任何明显现象
B．先生成两种沉淀，后沉淀又逐渐溶解
C．先出现Al(OH)3沉淀，后出现Ga(OH)3沉淀，沉淀不溶解
D．先出现Ga(OH)3沉淀，后出现Al(OH)3沉淀，沉淀不溶解
【解析】因为酸性H2CO3>Ga(OH)3>Al(OH)3，故向NaAlO2和NaGaO2的混合溶液中充入过量CO2，Al(OH)3先沉淀，Ga(OH)3后沉淀，但均不溶于H2CO3。
9．(2016·喀什模拟)某溶液中可能含有大量的Mg2＋、Al3＋、H＋、Cl－和少量OH－，向该溶液中逐滴加入0.5
mol·L－1的NaOH溶液，生成沉淀的质量和加入NaOH溶液的体积之间的关系如图所示，则可判断原溶液中(D)
A．有Mg2＋，没有Al3＋
B．有Al3＋，没有Mg2＋
C．有大量的H＋、Mg2＋和Al3＋
D．有Mg2＋和Al3＋
【解析】根据图示可以推断，加入氢氧化钠溶液就生成了沉淀，故溶液中一定没有大量H＋；能够和氢氧化钠反应生成沉淀的离子有Mg2＋、Al3＋，生成的沉淀部分溶解，不溶解的是氢氧化镁，溶解的是氢氧化铝，所以一定含有Mg2＋、Al3＋，一定没有OH－，故D项正确。
10．有一块镁铝合金，其中镁与铝的质量比是8∶9。加入足量稀H2SO4使其完全溶解后，再加入NaOH溶液，生成沉淀的质量随NaOH溶液体积变化的曲线如下图，其中正确的是(A)
【解析】镁与铝的质量比是8∶9，则物质的量之比是1∶1，NaOH溶液过量后Al(OH)3完全溶解，只有Mg(OH)2，B错；等物质的量的Mg(OH)2与Al(OH)3的质量之比是58∶78，即剩余的Mg(OH)2的质量小于沉淀最大质量的，排除C、D，故选A。
B级(冲刺名校练)
11．(长沙市一中2016届高三月考试卷)美、德两国科学家现已成功合成出具有独特化学特性的氢铝化合物(Al2H6)。这一研究成果有助于人们开发出推力更强大的固体火箭燃料，也有望应用在氢动力汽车和其他能源方面。有关研究报告发表在最新出版的美国《科学》杂志上。下列关于氢铝化合物的推测不正确的是(D)
A．氢铝化合物与水反应生成氢氧化铝和氢气
B．氢铝化合物中铝显＋3价，H显－1价
C．氢铝化合物具有强还原性
D．铝与水蒸气在高温下生成氢铝化合物
【解析】Al2H6与水反应的化学方程式是Al2H6＋6H2O===2Al(OH)3↓＋6H2↑，Al2H6中－1价的H处于最低价态具有很强的还原性。铝与水高温反应，从置换规律可知产物应是Al2O3和H2。
12．(2016·济宁二模)某混合溶液中，含溶质X、Y各0.1
mol，向其中滴加0.1
mol·L－1的Z溶液，所得沉淀的物质的量如图，则符合条件的X、Y、Z分别是(A)
A．偏铝酸钠、氢氧化钡、硫酸
B．偏铝酸钠、氯化钡、硫酸
C．氯化铝、氯化镁、氢氧化钠
D．氯化铝、氯化铁、氢氧化钠
【解析】选A。含0.1
mol
NaAlO2、0.1
mol
Ba(OH)2的溶液中加入0.1
mol
H2SO4，恰好生成0.1
mol
BaSO4，继续加入0.05
mol
H2SO4，与AlO2－恰好生成0.1
mol
Al(OH)3，再加0.15
mol
H2SO4，Al(OH)3恰好溶解，A正确；含0.1
mol
NaAlO2、0.1
mol
BaCl2的溶液中先加0.05
mol
H2SO4产生0.15
mol沉淀，再加0.05
mol
H2SO4，又生成0.05
mol的沉淀，再加0.15
mol
H2SO4，氢氧化铝恰好溶解，B错误；含有0.1
mol
AlCl3和0.1
mol
MgCl2的溶液中，先加0.5
mol
NaOH，生成沉淀0.2
mol，再加0.1
mol
NaOH，氢氧化铝恰好完全溶解，C错误；含有0.1
mol
AlCl3、0.1
mol
FeCl3的溶液中加入0.6
mol
NaOH，生成0.2
mol沉淀，再加0.1
mol
NaOH，氢氧化铝恰好溶解，D错误。
13．(长沙市一中2016届高三月考试卷)氮化铝(AlN)陶瓷是一种类金刚石氮化物的新型无机非金属材料，最高可稳定到2
200
℃，导热性好，热膨胀系数小，是良好的耐热冲击材料。抗熔融金属侵蚀的能力强，是熔铸纯铁、铝或铝合金理想的坩埚材料。工业用氮化铝产品中常含有少量Al4C3、Al2O3、C等杂质。现要通过实验分别测定氮化铝样品中AlN和Al4C3的质量分数(忽略NH3在强碱性溶液中的溶解)。
(1)实验原理：
①已知Al4C3与硫酸反应可生成CH4，则该反应的离子方程式是：________________________________________________________________________。
②AlN溶于强酸生成铵盐，溶于氢氧化钠溶液生成氨气，请写出AlN与NaOH溶液反应的化学方程式：
________________________________________________________________________。
(2)实验装置：(如下图所示)
(3)实验过程：
①连接实验装置，检验装置的气密性。称得D装置的质量为y
g，滴定管的读数为a
mL。
②称取x
g
AlN样品置于锥形瓶中；塞好胶塞，关闭活塞K2、K3，打开活塞K1，通过分液漏斗加入过量__________(填化学式)，与锥形瓶内物质充分反应。
③待反应进行完全后，关闭活塞K1，打开活塞K3，通过分液漏斗加入过量________(填化学式)，与锥形瓶内物质充分反应。
④打开K2，通过打气装置通入空气一段时间。
⑤记录滴定管的读数为b
mL，称得D装置的质量为z
g。(假定实验是在标准状况下进行)
(4)数据处理与问答：
①在上述装置中，设置活塞K2的目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②若读取滴定管中气体的体积时，液面左高右低，则所测气体的体积________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
【答案】(1)①Al4C3＋12H＋===4Al3＋＋3CH4↑
②AlN＋NaOH＋H2O===NaAlO2＋NH3↑
(3)②稀H2SO4 ③NaOH
(4)①便于鼓入空气将装置B中的氨气全部转移至D中
②偏小
第三节 铁及其化合物
【考纲要求】
1．了解铁及其重要化合物的主要性质及其应用。
2．以Fe2＋、Fe3＋的相互转化为例，理解变价金属元素的氧化还原反应。
3．能鉴别溶液中的Fe2＋、Fe3＋。
考点一 铁及化合物的性质及应用
知
识
梳
理 【P41】
一、结构和性质
1．铁位于第__四__周期第__Ⅷ__族，是过渡金属元素的代表，其原子结构示意图为。
2．物理性质
纯铁是一种__银白__色金属，质软，是电和热的导体。具有能被磁铁吸引的特性，纯铁有很强的抗腐蚀能力。
3．化学性质
铁元素性质活泼，有较强的还原性，主要化合价为＋2价和＋3价。
(1)与非金属反应(X2、O2、S等)
(2)与水的反应
常温下，铁与水不反应，在高温条件下与水蒸气反应，
化学方程式为__3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2__。
(3)与酸反应
①与非氧化性酸
离子方程式：__Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑__。
②与氧化性酸
常温下，遇冷的浓HNO3、浓H2SO4钝化。
(4)与盐溶液反应
①与CuSO4溶液：__Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu__。
②与FeCl3溶液：__Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋__。
二、铁的重要化合物
1．铁的氧化物
化学式
FeO
Fe2O3
Fe3O4
俗名
__铁红__
__磁性氧化铁__
色态
__黑色固体__
__红棕色粉末__
__黑色晶体__
价态
＋2
＋3
＋2、＋3
与非氧化
性酸反应(H＋)
离子方程式
FeO＋2H＋===
Fe2＋＋H2O
Fe2O3＋6H＋===
2Fe3＋＋3H2O
Fe3O4＋8H＋===
Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O
与还原剂
(CO、C、水)
反应
FexOy＋yCOxFe＋yCO2
2.铁的氢氧化物
化学式
Fe(OH)2
Fe(OH)3
色态
__白色固体__
__红褐色固体__
水溶性
__难溶于水__
__难溶于水__
与HCl反应
(离子方程式)
__Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O__
__Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O__
受热分解
易被氧化为Fe(OH)3，在空气中加热得到Fe2O3
2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O
制法
亚铁盐溶液与可溶性碱反应：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(防止被氧化)
铁盐溶液与可溶性碱反应：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
三、亚铁盐和铁盐
(1)亚铁盐
含有Fe2＋的溶液呈浅绿色，Fe2＋既有氧化性，又有还原性，Fe2＋与Zn、Cl2反应的离子方程式分别为__Zn＋Fe2＋===Zn2＋＋Fe、2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－__。
(2)铁盐
①氧化性：含有Fe3＋的溶液呈__棕黄__色，Fe3＋具有氧化性，Fe3＋与Cu反应的离子方程式为__2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋__。
②特性：含有Fe3＋的盐溶液遇到__KSCN__时变成血红色。
③易水解：饱和FeCl3滴入沸水中的化学方程式：__FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl__。
分
点
突
破 【P42】
角度一 铁及其化合物的性质
【练1】(湖南师大附中2016届高三月考试卷)CuO、铁粉、Fe3O4的混合物中，加一定量稀H2SO4并微热，当反应停止后，滤出不溶物，并向溶液中插入一枚铁钉，片刻后，取出铁钉，发现铁钉并无变化，根据上述现象，确定下面结论中正确的是( )
A．稀硫酸可能过量
B．不溶物中一定含有Fe
C.
不溶物中一定含有Cu，但不一定含有Fe
D．滤液中一定含有Fe2(SO4)3，但不一定含有FeSO4
【答案】C
【练2】铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量氨水，有白色沉淀生成，过滤，在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣。上述沉淀和残渣分别是( )
A．Fe(OH)3 Fe2O3
B．Fe(OH)2 Fe2O3
C．Fe(OH)2 Fe(OH)3
D．Fe(OH)2 Fe3O4
【解析】铁与稀硫酸反应生成FeSO4，再与过量氨水反应生成
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