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第10讲 铁、铜及其重要化合物
考点1 “铁三角”及其应用
由于Fe是变价元素，在反应中可以失去2个电子，也可以失去3个电子，所以呈不同的价态。铁遇弱氧化剂(如S、H+、Cu2+、I2等)时，铁只能失去最外层的 电子，而生成
价铁的化合物，当遇到强氧化剂(如Cl2、Br2、HNO3等)时，铁原子可以再失去次外层上的 电子而生成 价铁的化合物。并且 价比 价稳定。
“铁三角”指的是Fe、Fe2+、Fe3+三者相互转化的三角关系，具体应用有以下几个方面：
1．共存问题
（1）Fe2+在酸性条件下不能与强氧化性离子共存，如： 等。不能与发生复分解和双水解反应的离子共存，如： 等。
（2）Fe3+：不能与还原性离子共存，如： 等。不能与发生复分解和双水解反应的离子共存，如： 等；不能与SCN共存；不能与苯酚共存。
2．分离与提纯
（1）FeCl2（杂质FeCl3），加入 或 后过滤。
（2）FeCl3（杂质FeCl2），通入 或滴加 或加入“绿色”氧化剂 ：
。
3．制备物质
（1）工业冶炼铁，如：Fe3O4+4CO3Fe+4CO2
（2）制取氢氧化亚铁
实验原理：
实验现象： 。
要制得白色的Fe(OH)2沉淀，要注意以下几点：
①硫酸亚铁溶液中不能含有Fe3+，因此，硫酸亚铁溶液应是 。
②实验用的氢氧化钠溶液，溶解亚铁盐的蒸馏水应煮沸，以 。
③实验时，用长胶头滴管吸取氢氧化钠溶液后，把滴管插入硫酸亚铁溶液的 ，再轻轻挤胶头滴管的胶头，逐滴加入氢氧化钠溶液，这时就会析出FeOH2白色絮状沉淀。
[特别提醒]：Fe(OH)2制备的方法很多，核心问题两点，一是溶液中的溶解氧必须除去，二是反应过程必须与O2隔绝。
[例1]（2008 届金湖中学第二次质量检测）由于Fe(OH)2在空气中易被氧化，同学们为了观察到白色的Fe(OH)2固体想了很多方法。甲同学：在如图所示的装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等制备。
（1）在试管I里加入的试剂是 。
（2）II中的试剂加入前应如何处理： 。
（3）为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管I和II中加入试剂，打开止水夹，塞紧后的实验步骤是 。
（4）这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是 。
乙同学：只是将甲同学所用药品中的铁屑改为FeS固体，其余都与甲相同。
（5）对乙同学的这一改变请你作出评价：__________________________________。
丙同学：认为甲乙两同学所用的装置太复杂，难以组装，该同学应用试管取了一些不含Fe3+的FeSO4溶液，然后向其中加入经煮沸并冷却的NaHCO3溶液，结果也制得了白色沉淀并较长时间保持白色。
（6）请你解释原因并写出相关反应的离子方程式：______________________________。
[解析]用FeSO4溶液与NaOH溶液反应制备Fe(OH)2并观察沉淀的颜色变化是必修Ⅰ重要的演示实验。Fe(OH)2、FeSO4均易被氧化，FeSO4又易水解，应避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2，可得答案。
乙同学将药品中的铁屑改为FeS固体，与稀H2SO4反应生成H2S，H2S有强还原性。
[答案]（1）稀H2SO4和铁屑 （2）煮沸 （3）稍等片刻后关闭止水夹
（4）试管Ⅰ中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ，且外界空气不易进入。
（5）反应中生成的H2S也能防止Fe(OH)2被氧化，白色沉淀能存在较长时间，但易产生空气污染。（6）因双水解反应：Fe2++2HCO3–Fe(OH)2↓+2CO2↑，CO2既能排净试管中的空气，也能防止空气进入试管。
【规律总结】制备方法探究
①在液面上加隔氧剂：用密度比水小的且不溶于水的有机溶剂，如汽油、苯等物质滴加在反应液面上进行液封，以减少Fe(OH)2与O2接触。（不能用四氯化碳，因为四氯化碳比水密度大，加入它后会处于试管底部，起不到隔离空气的作用。）
②用右图装置
向试管中加入煮沸过的稀硫酸，加入稍过量的还原铁粉，充分反应后得到FeSO4溶液，静置。液面上充满氢气。打开止水夹可见白色沉淀。
③用电解实验
电极材料：石墨碳棒和铁片，（注：铁片表面氧化膜要去掉）将铁片与直流电源的正极连接，石墨棒与直流电源的负极连接。
电解液：可选择Na2SO4溶液或NaOH溶液。
方法：在进行电解前应对电解液进行简单处理：加热一段时间驱赶溶液中氧气，然后再向电解液中加入苯，隔绝空气，防止Fe(OH)2被氧化。
考点2 金、银、铜等金属材料
1．物理性质
①特性：金是 色金属；银是 色金属；铜是 色金属。
②共性：硬度较小，熔点较高，密度较大，有金属光泽、良好的延展性、导电和导热性。
2．化学性质：金、银、铜都属于 金属，相对而言，其活泼程度依次 。
①金：金是最稳定的金属之一，在高温下 与氧气反应， 被硝酸等强氧化性酸氧化。但金 溶解在王水中。
②银：银虽然不能与盐酸、稀硫酸反应，但却能溶解在硝酸等强氧化性酸中：
Ag＋2HNO3 (浓)＝ ；3Ag＋4HNO3 (稀)＝
③铜：a．与非金属单质反应：2Cu＋O22CuO；2Cu＋S ；Cu＋Cl2CuCl2
b．与酸反应：与银相似，铜不能与盐酸、稀硫酸反应，但却能溶解在硝酸等强氧化性酸中：Cu＋2H2SO4(浓) Cu＋4HNO3(浓)＝ 。
c．与盐溶液反应：Cu＋2FeCl3＝CuCl2＋2FeCl2
d．铜的锈蚀：铜在干燥空气中性质稳定，但在潮湿空气中会被腐蚀，在其表面逐渐形成一层绿色的铜锈：2Cu＋O2＋H2O＋CO2＝Cu2(OH)2CO3
3．铜的常见化合物颜色、溶解性：CuO—— 色、难溶；Cu2O—— 色、难溶；Cu2S——
色、难溶；CuSO4—— 色、易溶；CuSO4·5H2O—— 色、易溶；Cu2(OH)2CO3——
色、难溶；Cu(OH)2—— 色、难溶。
[例2]（南通市2008届高三第一次调研测试）研究性学习小组做铜与浓硫酸反应实验时，发现试管底部有白色固体并夹杂有少量黑色物质。倒去试管中的浓硫酸，将剩余固体（含少量浓硫酸）倒入盛有少量水的烧杯中，发现所得溶液为蓝色，黑色固体未溶解。过滤、洗涤后，向黑色固体中加入过量浓硝酸，黑色固体溶解，溶液呈蓝色，所得溶液加BaCl2溶液后有白色沉淀生成。下列所得结论正确的是 （ ）
A．铜与浓硫酸反应所得白色固体是CuSO4
B．加BaCl2溶液后所得白色沉淀是BaSO3
C．白色固体中夹杂的少量黑色物质可能是CuO
D．白色固体中夹杂的少量黑色物质中含元素Cu、S
[解析]黑色物质不可能是CuO，原因是烧杯中有硫酸，黑色固体不溶于硫酸；加BaCl2溶液用硝酸酸化后所得白色沉淀是BaSO4。
[答案]AD
铁、铜及其重要化合物参考答案
考点1 “铁三角”及其应用
两个 +2 一个 +3 ＋3 ＋2
1．（1）NO3、MnO4、ClO OH、CO32、HCO3、S2、SO32
（2）I、S2、SO32 OH、CO32、HCO3、AlO2
2．（1）铁钉 铁粉 （2）Cl2 氯水 H2O2 2Fe2++H2O2+2H+2 Fe3++2H2O
3．（2）FeSO4 + 2NaOHFe(OH)2↓+ Na2SO4 生成灰白色沉淀，迅速转化为灰绿色，最后变成红褐色 ①新制备的 ②除去溶解在水中的氧气 ③底部
考点2 金、银、铜等金属材料
1．①黄 白 紫红 2．不活泼 增强 ①也不能 不能 能 ②AgNO3＋NO2↑＋H2O
3AgNO3＋NO↑＋2H2O ③Cu2S CuSO4＋SO2↑＋2H2O Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
3．黑 红 黑 白 蓝 绿 蓝
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第8讲 碱金属元素
考点1 钠与水反应及应用
1．钠与水的反应可以概括为： 五个字来记忆。
（1）钠投入水中并浮在水面上——密度 水。
（2）钠立即跟水反应，并 ，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—— 。（4）反应后的水溶液使酚酞 ——与水反应生成NaOH。
2．钠与酸溶液反应
当钠投入酸溶液中，钠首先与酸电离出的H+反应： ；当酸完全反应后，过量的钠再与水反应，故钠与酸溶液反应比钠与水反应 。
3．钠与盐溶液的反应
实质上是先与水反应生成 NaOH，NaOH再与盐反应。
与CuSO4溶液反应：2Na+2H2ONaOH+H2↑ (1) CuSO4+2NaOHNa2SO4
+Cu(OH)2 (2) 合并(1)(2)得：
（2）与FeCl3溶液反应：
[特别提醒]：钠和盐溶液反应，不能置换出盐中的金属，这是因为金属阳离子在水中一般是以水合离子形式存在，即金属离子周围有一定数目的水分子包围着，不能和钠直接接触。钠与熔融的盐反应才可能置换出盐中的金属。
[例1] 下列关于钠与水反应的说法不正确的是 （ ）
①将小块钠投入滴有石蕊试液的水中，反应后溶液变红；②将钠投入稀盐酸中，钠先与水反应，后与盐酸反应；③钠在水蒸气中反应时因温度高会发生燃烧；④将两小块质量相等的金属钠，一块直接投入水中，另一块用锡箔包住，在锡箔上刺些小孔，然后按入水中，两者放出的氢气质量相等。
A．①② B．②③ C．②③④ D．①②③④
[解析]钠与水反应产生氢氧化钠只能使酚酞变红，而不能使石蕊变红。钠与水的反应本质是钠与H+的反应，所以钠先与盐酸溶液中的酸反应。钠在水蒸气中反应产生的是氢气，尽管温度高且反应放热，因无氧气不能燃烧。钠的密度比水大，浮在水面上时，就有部分钠被氧气氧化，而用锡箔包住的钠不会被氧气氧化，所以与水反应的钠质量不相等，两者放出氢气的质量也不相等。
[答案]D
[黑色陷阱]忽视了钠与水反应产生H2，无氧气存在而漏选③；忽略了钠直接投入水中，在水面上部分钠被氧化而漏选④。
考点2 过氧化钠的结构与性质
1．Na2O2的结构特点
在Na2O2和H2O2中，氧是 价，这是因为两个氧原子之间以一对共用电子相结合（非极性键），形成了一种不太稳定的结构。
2．Na2O2的性质
－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 （如与SO2、Fe2+、品红等反应），也可以在一定条件下失去电子
表现 （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 为主。
Na2O2与SO2反应：Na2O2+SO2
Na2O2投入FeCl2溶液中，可将Fe2+氧化成Fe3+，同时生成Fe(OH)3沉淀： 。
Na2O2投入氢硫酸中，可将H2S氧化成单质硫，溶液变浑浊： 。
Na2O2投入品红溶液中， 使品红溶液褪色(褪色原理与SO2 )。
[特别提醒]：Na2O2跟CO2和水蒸气组成的混合气体反应时的先后顺序。若先发生反应：2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑，必还发生2NaOH+CO2Na2CO3+H2O，即应先考虑Na2O2跟CO2的反应。
[例2]（2006年全国Ⅰ）在呼吸面具和潜水艇中可用过氧化纳作为供氧剂。请选用适当的化学试剂和实验用品、用上图中的实验装置进行实验，证明过氧化钠可作供氧剂。
（1）A是制取CO2的装置。写出A中发生反应的化学方程式： 。
（2）填写表中空格：（请在答题卡上填空）
仪器 加入试剂 加入该试剂的目的
B 饱和NaHCO3溶液
C
D
（3）写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式： 。
（4）试管F中收集满气体后，下一步实验操作是： 。
[解析]要证明过氧化钠可作供氧剂，必须验证实验产物是O2，故实验目的就是验证过氧化钠与水或二氧化碳的反应。实验仪器中的A是二氧化碳发生装置，B、D是除杂装置，C是反应装置，E是尾气处理与收集装置。本实验可能存在的杂质气体有：HCl和水，但由于过氧化钠与二氧化碳的反应是离子反应，故水不必除去。试管F中收集满气体后，下一步实验操作应是验证实验产物是O2。为检验生成的O2应将试管F从水槽中取出，然后用带火星的木条伸入管口进行检验，但是取出F前，应将装置A中的反应停止。
[答案]（1）CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑
（2）B 饱和NaHCO3 除CO2中的HCl
C Na2O2粉末 反应物
D NaOH溶液 除去未反应的CO2
（3）2Na2O2+2CO2＝2Na2CO3+O2 （4）将带火星的木条插入试管检验木条能否复燃。
[方法技巧]做实验首先确立实验目的，确定装置B、C、D的作用是解答本题的关键。易错点是部分考生考虑二氧化碳中的水必须除去，从而认为装置是干燥装置，D是Na2O2与CO2反应装置而出现错误。
考点3 碳酸钠、碳酸氢钠
1．碳酸钠、碳酸氢钠主要性质比较及鉴别
（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 ，另一个为 。
（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 ，另一个为 。
（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 ，另一个为 。
（4）溶液的酸碱性。测其稀溶液(0.1 mol·L1)的pH， 溶液的pH在12左右，而
溶液的pH在8左右。
[特别提醒]：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。向盐酸中逐滴加入Na2CO3溶液（开始时酸过量）：2HCl+Na2CO32NaCl+CO2↑+H2O。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。
2．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 饱和后，再通 ：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： 。
③将析出沉淀加热，制得Na2CO3（纯碱）
[特别提醒]：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3] 下列实验能成功的是 （ ）
①用水鉴别Na2CO3和NaHCO3固体；②用观察法区别Na2O和Na2O2；③用MgCl2溶液鉴别Na2CO3溶液和NaOH溶液；④用稀盐酸鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液。
A．①②③④ B．①② C．②③ D．①②④
[解析]Na2CO3溶解度远大于NaHCO3，取等量水，溶解得多的固体就是Na2CO3。Na2CO3还能与水结合成块状Na2CO3·10H2O，分别取a g固体，各加b mL的水，搅拌，有溶液的为NaHCO3，只形成块状固体的为Na2CO3。Na2O呈白色，Na2O2为黄色，观察即可分辨。MgCO3与Mg(OH)2都难溶于水，故MgCl2溶液不能区别Na2CO3溶液和NaOH溶液。Na2CO3溶液与稀盐酸反应的现象随操作不同而不同，Na2CO3溶液滴入稀盐酸中，立即产生气泡；而将稀盐酸滴入Na2CO3溶液中，先发生反应CO32+H+HCO3，没有立即产生气泡，当CO32完全转化成HCO3后再滴盐酸，即相当于在NaHCO3溶液中加稀盐酸，立即产生气泡，所以向未知液中逐滴加稀盐酸的方法可区别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液。
[答案]D
[黑色陷阱]本题不仅要考虑物质的性质差异，而且要考虑操作方法的不同对差异性质的影响。Na2CO3、NaHCO3溶液滴入到盐酸中的现象是一致的，而稀盐酸滴入这两种溶液中产生气泡是后者快。因忽略了NaHCO3比Na2CO3与酸反应激烈而误选B。
考点4 碱金属
1．焰色反应
（1）概念： 在燃烧时使火焰呈特殊的颜色，叫焰色反应。
（2）用品： （或铁、铬、镍、钨等）、 （或煤气灯）、试剂。
（3）焰色反应鉴别盐类的步骤：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 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。
钾、钠焰色反应颜色：钾——紫色（透过蓝色钴玻璃）；钠——黄色。
2．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。
[例4] 下列有碱金属铷(Rb)的叙述中，正确的是 （ ）
A．灼烧氯化铷时，火焰有特殊颜色 B．硝酸铷是离子化合物，易溶于水
C．在钠、钾、铷三种单质中，铷的熔点最高 D．氢氧化铷是弱碱
[解析]与钠元素相似，铷元素也有焰色反应，选项A正确；与NaNO3相似，RbNO3是离子化合物，易溶于水，选项B正确；碱金属从锂到铯，熔点逐渐降低，选项C错误；碱金属的氢氧化物均为强碱，选项D错误。
[答案]AB。
[备考反思]由所学物质的结构、性质来推断结构相似、未学物质的性质，是中学化学重要的一类习题。解答此类题目的关键就是要考虑二者的相似性和递变性。对碱金属元素单质及其化合物的性质的相似性和递变性及特殊性一定要熟悉。
碱金属元素参考答案
考点1 钠与水反应
1．浮、熔、响、游、红 （1）小于 （2）放出热量 （3）熔点低 （4）变红
2．2Na +2H+2Na++H2↑ 更剧烈
3．2Na+2H2O+CuSO4Na2SO4 +Cu(OH)2↓+H2 ↑
6Na+6H2O+2FeCl36NaCl+2Fe(OH)3↓+3H2↑
考点2 过氧化钠的结构与性质
1．－1 2．氧化性 还原性 氧化性 Na2SO4 3Na2O2+6FeCl2+6H2O2FeCl3+
4Fe(OH)3↓+6NaCl Na2O2+H2S2NaOH+S↓ 可 不同
考点3 碳酸钠、碳酸氢钠
1．（1）NaHCO3 Na2CO3 （2）NaHCO3 Na2CO3
（3）Na2CO3 NaHCO3 （4）Na2CO3 NaHCO3
2．（2）①NH3 CO2 ②NaCl+ NH3+CO2+H2ONaHCO3↓+NH4Cl
考点4 碱金属
1．（1）多种金属或它们的化合物 （2）铂丝 酒精灯 （3）②透过蓝色的钴玻璃
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第9讲 镁、铝及其重要化合物
考点1 Mg、Al的化学性质
1．与非金属反应
（1）与O2反应。常温下与空气中的O2反应生成一层致密的氧化物薄膜，所以镁、铝都有抗腐蚀的性能。镁、铝都能在空气中燃烧： 。
（2）与卤素单质、硫等反应。Mg+ Cl2 2Al+ 3Cl2
2Al+ 3S （用于工业制备） Mg+ S
[特别提醒]：①镁在空气中用酒精灯火焰点燃即可燃烧，而铝在空气中需要高温点燃才能燃烧。镁在空气中燃烧时有三个反应发生： 2Mg+O22MgO 3Mg+N2Mg3N2 2Mg+CO22MgO+C②燃烧时都放出大量的热，发出耀眼的白光。利用镁的这种性质来制造照明弹。③集气瓶底部都要放一些细纱，以防止集气瓶炸裂。
2．与H2O反应
Mg、A1和冷水都不反应，但在加热条件下与水反应生成氢氧化物和氢气
Mg+2H2O 2A1+6H2O
3．与酸反应置换出H2
Mg、A1与浓、稀盐酸、稀硫酸、磷酸等酸反应置换出H2，其中铝在冷浓 H2SO4，冷浓硝酸中发生钝化现象。所以 用铝制容器贮存冷的浓硫酸或浓硝酸。
4．与某些氧化物反应
（1）镁与二氧化碳反应：2Mg+CO2
[特别提醒]：“CO2不能助燃”的说法是不全面的，CO2对绝大多数可燃物是良好的灭火剂，而对K、Ca、Na、Mg等可燃物却是助燃剂。
（2）铝热反应：2Al+ Fe2O3
铝热反应可用于焊接钢轨和冶炼某些难熔金属，如：V、Cr、等。
[特别提醒]：①铝热剂是指铝粉和某些金属氧化物的混合物，金属氧化物可以是：Fe2O3 、FeO、Fe3O4、Cr2O3、V2O5、MnO2等。②铝热反应的特点是反应放出大量的热，使生成的金属呈液态。③要使用没有氧化的铝粉，氧化铁粉末要烘干。④KClO3作为引燃剂，也可以用Na2O2代替。实验时可以不用镁条点燃，而用在氯酸钾和白糖的混合物上滴加浓硫酸的方法来点燃。
5．与碱反应
镁不与碱反应，铝与碱液反应： 。
[例1]用铝箔包装0.1mol金属钠，用针扎出一些小孔，放入水中，完全反应后，用排水集气法收集产生的气体，则收集到的气体为（标准状况） （ ）
A．O2和H2的混合气体 B．1.12L H2 C．大于1.12LH2 D．小于1.12L H2
[解析]Na与水反应放出H2，并且生成NaOH，铝能与NaOH溶液反应，也生成H2，故最后收集到的气体是这两部分H2总和，显然比Na单独反应产生的H2多。
2Na+2H2O2NaOH +H2↑ 2A1+6H2O2A1(OH)3+3H2↑
0.1mol 0.1mol 0.05mol 0.1mol 0.15mol
若铝箔足量，共生成H2：0.05mol＋0.15mol＝0.2mol
V（H2）＝0.2mol×22.4mol／L＝4.48L。
[答案]C
[规律总结]铝和强碱溶液反应，不是铝直接和碱反应，而是铝先和强碱溶液中的水反应生成Al(OH)3，然后Al(OH)3再和强碱反应生成偏铝酸盐。
考点2 氢氧化铝
1．物理性质：Al(OH)3是几乎不溶于水的 ，具有 性。
2．化学性质
①与酸反应：Al(OH)3 +3HCl＝AlCl3+3H2O（离子反应方程式： ）
②与碱反应：Al(OH)3＋NaOH＝Na[Al(OH)4]（离子反应方程式： ）
3．Al(OH)3的制取
①铝盐与碱反应：实验室制取氢氧化铝时采用过量的氨水，而不用强碱与可溶性铝盐溶液反应是因为 。
②四羟基合铝酸盐与酸反应：一般用向偏铝酸盐溶液中通入CO2的方法制取Al(OH)3。
当CO2不足或适量时： ；（填离子反应方程式，下同）CO2过量时： 。
[特别提醒]：（1）制取Al(OH)3也可用铝盐与强碱作用，但应严格控制加入碱的量，因为强碱过量会使制得的Al(OH)3转化为四羟基合铝酸盐：Al(OH)3＋OH＝[Al(OH)4]。（2）一般不用强酸，因为强酸的量控制不当会使制得的Al(OH)3溶解：[Al(OH)4] +H+＝Al(OH)3↓+H2O；Al(OH)3+3H+＝Al3++3H2O。
4．Al(OH)3的用途：由于Al(OH)3具有吸附性，既能凝聚水中悬浮物，又能吸附色素，因此Al(OH)3可作净水剂和色素吸附剂。
[例2]使溶液中Ba2+、Mg2+、Al3+、Ag+、Cu2+分步逐一沉淀析出，加入下列试剂的顺序正确的是 （ ）
A．NaCl→Na2S→Na2SO4→NaOH→HNO3 B．H2SO4→HCl→H2S→NaOH→CO2
C．HCl→H2SO4→H2S→NaOH→CO2 D．Na2S→Na2SO4→NaCl→NaOH→HCl
[解析]SO42能同时除去Ba2+和Ag+，S2能同时除去Ag+和Cu2+，所以不能放在第一位，排除BD；AC相比，在加入前四种试剂后，Al3+以AlO2形式存在，加酸可使AlO2以Al(OH)3形式沉淀。但HNO3量 不好控制，所以最好的选项为C。
[答案]C
[规律总结]解除杂题应注意①除杂试剂的选择。本题要求将离子分步逐一除去，所以试剂要一一对应：Ba2+～SO42，Mg2+～OH，Ag+～Cl，Cu2+～S2，②除杂的顺序。为了将杂质除干净，除杂试剂一般是过量的，这样势必引入新杂质。所以后续的除杂试剂在去除对应杂质的同时，还要有将前一过量除杂试剂清除的作用。
考点3 镁和铝的图像
基本坐标图像 实验现象及反应原理 衍生坐标图像 化学反应原理
铝盐溶液与强碱反应现象： 。原理：
铝酸盐溶液与强酸反应现象： 。原理：
铝盐溶液与弱碱反应现象： 。原理：
铝酸盐溶液与弱酸反应现象： 。原理：
[例3]（2006年上海)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。
镁、铝及其重要化合物参考答案
考点1 Mg、Al的化学性质
1．（1）2Mg+O22MgO 4Al+ 3O22Al2O3
（2）MgCl2 2AlCl3 Al2S3 MgS
2．Mg(OH)2+H2↑ 2A1(OH)3+3H2↑ 3．可
4．（1）2MgO+C （2）2Fe+ Al2O3
5．2Al+2NaOH+6H2O2NaAlO2+4H2O+3H2↑
考点2 氢氧化铝
1．白色胶状固体 吸附 2．①Al(OH)3+3H+＝Al3+＋3H2O ②Al(OH)3＋OH＝[Al(OH)4]
3．①氢氧化铝是两性氢氧化物，能溶于强碱溶液，不溶于弱碱溶液
②2[Al(OH)4]＋CO2＝2Al(OH)3↓＋CO32＋H2O [Al(OH)4]＋CO2＝Al(OH)3↓＋HCO3
考点3 镁和铝的图像
现象：先产生沉淀，后沉淀消失。
反应原理：Al3++3OH–Al(OH)3 ↓ Al(OH)3 +OH–[Al(OH)4]–
现象：沉淀不断增多，而后沉淀溶解。
反应原理：[Al(OH)4]–+H+＝Al(OH)3↓+H2O Al(OH)3+3H+＝Al3+＋3H2O
现象：产生沉淀 反应原理：Al3+＋3NH3·H2O＝Al(OH)3↓＋3NH4+
现象：产生沉淀 反应原理：Al3+＋3NH3·H2O＝Al(OH)3↓＋3NH4+
现象：产生沉淀 反应原理：[Al(OH)4]＋CO2＝Al(OH)3↓＋HCO3
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