高一化学必修一第三章《金属及其化合物》全章课件及训练

第3章 第1节 第1课时
一、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)
1．将一小块金属钠放在坩埚中加热，下列有关实验现象的描述中不正确的是(　　)
A．金属先熔化
B．燃烧的火焰为黄色
C．燃烧后得到白色固体
D．燃烧后生成浅黄色固体
【解析】　金属钠的熔点比较低，受热先熔化，然后剧烈燃烧，发出黄色火焰，燃烧产物是淡黄色的过氧化钠固体。
【答案】　C
2．小明家中收藏一件清末的铝制佛像，该佛像至今仍保存完好。该佛像末锈蚀的主要原因是(　　)
A．铝不易发生化学反应
B．铝不易被氧化
C．铝的氧化物容易发生还原反应
D．铝易被氧化，但氧化生成的氧化铝具有保护内部铝的作用
【答案】　D
3．下列关于金属的叙述中正确的是(　　)
A．所有的金属都是固态的
B．金属具有导电性、导热性和延展性
C．所有金属能与酸反应
D．金属元素在自然界中都是以化合态存在的
【解析】　汞是液态金属；金属一般具有导电性、导热性和延展性；金属活动性顺序中氢之前的金属都可与酸反应，但在氢之后的金属难以与酸反应，如铜不与盐酸或稀硫酸反应；金属元素在自然界中除金、铂外大多数是以化合态存在。
【答案】　B
4．下列关于钠的性质中叙述正确的是(　　)
A．性质很活泼，在自然界里不可能以游离态存在
B．露置在空气中，很快被氧化生成Na2O2
C．极易氧化，常温下也可被CO2氧化
D．有很强的还原性，极易发生还原反应
【解析】　A项正确；B项中Na在常温下与O2反应，生成的是Na2O而不是Na2O2；C项中钠极易被氧化，但常温下CO2的氧化性很弱，所以不能氧化Na；D项中Na很容易失电子，有很强的还原性，但失去电子化合价升高，发生的是氧化反应。
【答案】　A
5．钠与下列物质反应，产物惟一的是(　　)
A．盐酸　　　　　　　　 B．H2O
C．O2 D．Cl2
【解析】　Na与盐酸反应生成NaCI和H2两种产物，Na与水反应生成NaOH和H2两种产物，Na与O2反应，在不同的条件下会有不同的产物Na2O2和Na2O，而Na与Cl2仅生成NaCl。
【答案】　D
6．若mg Na在足量氯气中燃烧，生成固体的质量为(m＋3.55g)，则mg Na与氧气反应，生成固体的质量为(　　)
①(m＋0.8g)　②(m＋1.0g)　③(m＋1.2g)
④(m＋1.6g)　⑤(m＋1.4g)
A．①④　　　　　　 B．①⑤
C．③④ D．①②③④⑤
【解析】　由题可知，Na的质量为2.3g，物质的量为0.1mol，与O2反应可能生成(m＋0.8g)Na2O，也可能生成(m＋1.6g)Na2O2，也可以既生成Na2O，又生成Na2O2，质量在两者之间。
【答案】　D
7．2.3g纯净金属钠在干燥空气中被氧化后得到3.5g固体，由此可判断其氧化产物是
(　　)
A．只有Na2O B．只有Na2O2
C．Na2O和Na2O2 D．无法确定
【解析】　由Na→Na2O和由Na→Na2O2分别计算之。
2Na～Na2O　　2Na～Na2O2
2×23　62　　2×23　78
2．3g　3.1g　　2.3g　3.9g
因3.1g＜3.5g＜3.9g，故氧化产物二者皆有。
【答案】　C
8．铝箔在空气中加热，金属熔化而不滴落的原因是(　　)
A．熔化的金属铝非常黏稠
B．铝的密度小，所受重力也小
C．大部分铝已经被氧化
D．氧化膜的熔点比铝高，兜住了熔化的铝
【解析】　掌握教材内容，就可正确选出答案。
【答案】　D
9．下列说法错误的是(　　)
A．钠在空气中燃烧时先熔化，再燃烧，最后所得产物只有Na2O
B．镁因在空气中形成了一薄层致密的氧化膜保护了里面的镁，故镁不需要像钠似的特殊保护
C．铝制品在生活中非常普遍，这是因为铝不活泼
D．铁因在潮湿的空气中生成的氧化物疏松，不能保护内层金属，故铁制品往往需涂保护层
【解析】　钠在空气中燃烧产物为Na2O2而不是Na2O。铝是活泼金属，故选项为A、C。
【答案】　AC
10．将一块银白色的金属钠放在空气中会发生一系列的变化：表面迅速变暗→“出汗”→变成白色固体(粉末)，下列有关叙述不正确的是(　　)
A．表面迅速变暗是因为钠与空气中的氧气反应生成了氧化钠
B．“出汗”是因为生成的氢氧化钠吸收空气中的水蒸气在表面形成了溶液
C．最后变成碳酸钠粉末
D．该过程的所有化学反应均为氧化还原反应
【解析】　本题的解决关键是“破译”。金属钠在空气中露置发生一系列变化的原因：表面迅速变暗(生成Na2O)→“出汗”(NaOH潮解)→变成白色固体(吸收CO2生成Na2CO3·10H2O)→粉末(风化为Na2CO3)。根据此流程图不难判断，A、B、C皆为正确说法，故本题选D。
【答案】　D
11．下列有关钠的物理性质的叙述中正确的是(　　)
①银白色金属　②质软，可以用小刀切割　③熔点低于100℃　④密度比水小　⑤热和电的良导体
A．①②④ B．①②③④
C．①③④ D．①②③④⑤
【答案】　D
12．铝具有较强的抗腐蚀性能，主要是因为(　　)
A．与氧气在常温下不反应
B．铝性质不活泼
C．铝表面能形成一层氧化膜
D．铝耐酸耐碱
【解析】　铝在空气中，易缓慢氧化生成一层致密的氧化膜。
【答案】　C
13．1.8g某金属在氯气中燃烧后，质量增加了7.1g，该金属是(　　)
A．Ag B．Fe
C．Al D．Na
【解析】　由各物质与Cl2反应的产物可推断出。
【答案】　C
14．取一小块金属钠放在燃烧匙中加热，下列实验现象描述正确的是(　　)
①金属先熔化　②在空气中燃烧，发出黄色火花　
③燃烧后得白色固体　④燃烧时火焰呈黄色
⑤燃烧后生成浅黄色固体
A．①②　　 B．①②③　　
C．①④⑤　　 D．④⑤
【答案】　C
【点拨】　金属钠在空气中加热，首先熔化，而后燃烧，并产生黄色的火焰，生成淡黄色固体。
15．保存金属钠的方法是(　　)
A．放在棕色瓶中 B．放在细沙中
C．放在水中 D．放在煤油中
【答案】　D
【点拨】　因为煤油的密度小于钠的密度，且钠不与煤油反应，能隔绝空气和水蒸气。
二、非选择题
16．用金属钠制取Na2O通常采用以下方法：2NaNO2＋6Na===4Na2O＋N2↑。试说明不采用钠在氧气中燃烧而用此法制取Na2O的原因：______________________。
【答案】　钠在氧气中燃烧将得到Na2O2，并且利用此法制得氧化钠的同时生成N2，N2作为保护气防止Na2O进一步被氧化为Na2O2。
17．铁粉和碳粉都是黑色粉末，请你选择一个简单的化学方法区别铁粉和碳粉，简述操作过程和实验现象：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
【答案】　各取少量粉末，分别放在燃烧匙里，在酒精灯火焰上充分加热，反应完全后，燃烧匙里有黑色固体剩余的是铁粉，没有固体剩余的是碳粉。
18．(1)钠在高温条件下能与氢气化合成白色的NaH，反应的化学方程式为
________________________________________________________________________，
其中氧化剂为
________________________________________________________________________。
(2)NaH有较强的还原性，因此可用氢化钠在高温下将四氯化钛(TiCl4)还原成钛，写出该反应的化学方程式：
________________________________________________________________________。
(3)NaH能与水剧烈反应：
NaH＋H2O===NaOH＋H2↑，NaH与液氨(NH3)也有类似反应，写出该反应的化学方程式
________________________________________________________________________。
如果有12gNaH参加此反应，则转移电子的物质的量为________mol
【答案】　(1)2Na＋H22NaH　H2
(2)TiCI4＋4NaH4NaCI＋Ti＋2H2↑
(3)NaH＋NH3===NaNH2＋H2↑　0.5
19．已知用金属钠生成氧化钠，可有多种方法：
①4Na＋O2===2Na2O②4Na＋CO2===2Na2O＋C
③2NaNO2(亚硝酸钠)＋6Na===4Na2O＋N2↑
上述三种方法最好的是______，原因是
____________________________________________________。
【解析】　方法①用Na与O2直接反应，生成的Na2O中常混有少量的Na2O2,2Na2O＋O2===2Na2O2，使产品不纯；方法②中固体产物既有C，又有由反应Na2O＋CO2===Na2CO3生成的Na2CO3；方法③产物纯净，且Na2O不易变质(生成的N2可作保护气)。
【答案】　③　产物中只有Na2O固体生成，且N2可以把周围环境中的O2排净，防止生成的Na2O继续氧化
20．(1)可以证明钠的硬度小的实验事实是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)可以说明自然界中不存在游离态的钠的实验事实是
________________________________________________________________________
【答案】　(1)金属钠可以用普通刀片切割
(2)新切开的金属钠很快失去了光泽(被氧化)
21．(河南实验中学2009－2010学年度高一月考，23)取4.6g的钠投入水中，完全反应后，溶液的体积为1L，问：
(1)生成的气体体积在标准状态下为多少L?
(2)所得溶液溶质的物质的量浓度是多少？
【解析】　2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
46g 2mol 22.4L
4.6g x y
则：x＝4.6÷46g×2mol＝0.2mol，
y＝4.6g÷46g×22.4L＝2.24L。
故所得溶液溶质的物质的量浓度为
0．2mol÷1L＝0.2mol·L－1。
【答案】　(1)2.24L　(2)0.2mol·L－1
课件54张PPT。●内容概述
在第一章“从实验学化学”和第二章“化学物质及其变化”的基础上，本章开始具体介绍元素化合物知识。这一章介绍金属及其化合物，下一章介绍非金属及其化合物。金属元素、非金属元素及其化合物构成了许许多多的物质，形成丰富多彩的世界。要想了解物质世界，了解化学，就要从构成常见物质的元素知识开始。元素化合物知识是中学化学的基础知识，也是学生今后在工作和生活中经常要接触需要了解和应用的基本知识。这一些知识既可以为前面的实验和理论知识补充感性认识的材料，又可以为以后将要学习的物质结构、元素周期律、化学反应与能量等理论知识打下重要的基础；也可以帮助学生逐步掌握学习化学的一些基本方法；还能使学生真正认识化学在促进社会发展、改善人类的生活条件等方面起到的重要作用。
本章着重介绍了几种常见的金属和一些重要的金属。其中铁是应用最广、用量最大的金属材料。铝仅次于铁。目前已广泛应用的另一种金属——铜是人类最早发现和使用的金属之一。钠是典型的活泼金属，钛是稀有金属的典型代表。这些金属在促进社会发展、改善人类生活条件等方面都起到了重要作用。
本章内容，按其知识结构可分为两部分，第一部分为第一节和第二节，系统介绍了钠、铝、铁的单质及其重要化合物的知识；第二部分为第三节，具体介绍了铜合金、钢两种用途广泛的金属材料。
●重点难点
重点：
1．钠与氧气反应，钠、铁与水的反应。
2．铝与NaOH溶液的反应，Al(OH)3的两性。
3．Fe(OH)3的性质。Fe2＋与Fe3＋的相互转化。
4．合金的有关计算。
5．Fe与H2O(g)反应。
难点：
1．Na2O2与水、CO2的反应。
2．Al、Al2O3、Al(OH)3与强酸及强碱溶液的反应。
3．Fe(OH)2的制备，Fe3＋的检验操作。Fe2＋与Fe3＋的鉴别方法。
4．物质的量在化学方程式中的应用。
5．铁与水蒸气的反应。●课标解读
1．了解钠、铝、铁、铜等金属及其重要化合物的主要性质。
2．初步认识金属材料在国民经济中的重要地位和与人们日常生活的密切联系，以及合理使用金属材料的重要意义 。
3．通过金属及其化合物的性质实验，提高学生对“化学是一门以实验为基础的科学”的认识，培养学生的实验意识、操作技能、观察能力和分析问题的能力等。4．以金属知识的学习为线索，通过查阅资料、讨论、概括等，培养学生获取知识及信息加工的能力。通过比较、归纳等，让学生逐步掌握学习元素化合物知识的一般方法。
5．通过金属及其化合物、金属材料在生产和生活中的应用等的学习，提高学生学习化学的兴趣，增强学好化学、服务社会的责任感和使命感。
6．通过多种多样的活动，鼓励学生积极提出问题，培养学生敢于质疑、勇于创新的精神和合作精神。●学法点拨
1．用已学过的原子结构、氧化还原反应、离子反应为理论依据，指导金属元素及其化合物的学习。
2．重视化学实验探究。通过对实验的设计、操作、现象分析、总结归纳、提高动手实验能力，巩固化学基础知识。
3．注意知识的对比、归纳、迁移。Na、Mg、Al、Fe、Cu都是金属元素，都具有金属的共性，但不同的金属及其化合物在组成、结构、性质、应用方面又有很大差异，学习中要注意加强对比、归纳，认识它们的异同和其中存在的规律，强化对金属及其化合物知识的整体性、规律性的认识。
4．重视联系社会、生活、生产和新科技。材料是人类从事生产和赖以生存的重要的物质基础。材料是社会进步、人类生活水平提高的一种重要标志。在学习书本知识的同时，多进行调查研究、参观活动、查阅资料或利用网络扩大知识面，更多地了解社会生产和生活实际，使书本知识与生活应用紧密结合。第一节　金属的化学性质(共3课时)在19世纪以前，铝被认为是一种罕见的贵金属，价格比黄金还贵。当一个欧洲君主买了一件有铝纽扣的衣服时，他就瞧不起那些买不起这种奢侈品的其他君主。而没有铝纽扣衣服的君主，又是多么渴望有朝一日自己也能穿上这种带铝纽扣的衣服啊！
法国在拿破仑三世统治时期，就曾经发生过在现在看来很好笑的一件事情。在一个国王举办的盛宴上，只有王室成员和贵族来宾才能荣幸地用铝匙和铝叉用餐。当然，被伤了脸面的客人们是无论如何也吃不好这顿盛宴的了。其实，这些都不足为奇，因为铝的价值贵贱，完全取决于炼铝工业的水平。随着铝产量的增加，铝的价格也逐年下降。1854年，1kg铝需1200卢布，而到了19世纪末就降到1卢布。显然，珠宝商人已经对铝完全失去了兴趣，但是，铝却立即吸引了整个工业界。
1919年，用铝合金造出了第一架飞机，从此以后，铝的命运就牢固地与飞机制造业联系在一起了。铝被誉为“带翼的金属”。
我们如何认识铝从“贵族”到普遍应用这一变化呢？在这一章中我们还将学到哪些金属及其化合物呢？它们在性质上又有何异同呢？
在人类社会的发展进程中，金属起着重要的作用。从古代的青铜器、铁器时代到现代的铝合金，金属材料对于促进生产发展，改善人类生活发挥了巨大作用。但是，地球上的绝大多数金属元素是以化合态存在于自然界中，这是为什么？金属有哪些共同的化学性质？能发生哪些化学反应？●梳理导引
1．钠的主要物理性质：刚从煤油中取出的钠是________色，用刀切开后钠表面是________色；钠可用小刀切，说明钠________；钠的密度比水______；比煤油______。钠的熔点________，具有良好的导电、导热能力。
2．钠的化学性质：钠在空气中易被氧化，生成______固体；加热时，钠剧烈燃烧，产生____________火焰，生成________粉末。化学方程式______________________。钠与Cl2、S反应的化学方程式为
____________________________________。3．Mg条在空气中燃烧现象____________________反应方程式：
______________________________________________________。
4．镁条插入稀盐酸中现象____________________。反应的化学方程式：______________________________。
5．铝丝插入硫酸铜溶液中现象：________________________。反应的化学方程式：__________________________________________。6．铝的氧化膜：取两块铝箔，其中一块用砂纸打磨。分别放在酒精灯上加热至熔化，发生的现象是________；原因是______________________________。
参考答案：
1．暗黄　银白　质软　小　大　低
2．白色　黄色　淡黄色　4Na＋O2===2Na2O
2Na＋O2 Na2O2　2Na＋Cl2 2NaCl
2Na＋S===Na2S
3．剧烈燃烧，发出耀眼白光　2Mg＋O2 2MgO4．镁条周围产生大量气泡，镁条不断溶解
Mg＋2HCl===MgCl＋H2↑
5．铝丝表面附着红色物质
2Al＋3CuSO4===Al2(SO4)3＋3Cu
6．两块铝箔都熔化，且失去光泽，轻轻摇动铝箔，发现铝箔左右摇晃，但不滴落　铝表面有致密的氧化膜，即使打磨过的铝箔，在空气中很快生成新的氧化膜，氧化铝的熔点比铝的熔点高，铝熔化，氧化膜不熔化，氧化膜将熔化的铝箔裹起来●问题探究
1．教材P46中图3－2是一些化学反应的照片，请分析这些反应，并写出化学方程式
提示：四幅图分别是：铝丝与CuSO4溶液反应形成铜树；镁条燃烧；铜丝与AgNO3溶液反应形成银树；镁条与盐酸反应。
2Al＋3CuSO4===Al2(SO4)3＋3Cu
2Mg＋O2 2MgO
Cu＋2AgNO3===2Ag＋Cu(NO3)2
Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑2．结合所学内容，整理钠及其化合物的知识，完成下列问题。
(1)列举你所知道的含有钠元素的物质。
(2)钠元素在不同物质中分别以什么形态存在？
(3)如何完成含有钠元素的物质之间的转化？请写出能实现其中转化的主要反应的化学方程式。
提示：(1)Na、Na2O、Na2O2、NaOH、Na2CO3、NaHCO3、NaCl、Na2SO4、NaHSO4
(2)游离态、化合态
①4Na＋O2===Na2O,2Na＋O2 Na2O2
②Na2O＋H2O===2NaOH
③2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O
④Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑
●细品教材
1．金属的物理性质
(1)大多数金属呈银白色，具有金属光泽。
(2)常温下，除汞是液体外，其余金属都是固体。
(3)大多数金属具有良好延展性。
(4)金属一般都是热和电的良导体。2．金属的化学性质：易失去电子，表现还原性
(1)与非金属反应。例如：2Mg＋O2 2MgO
(2)与酸反应。例如：Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑
(3)与盐反应。例如：Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag
●典例精析
【例1】　下列关于金属元素特征的叙述正确的是
(　　)
①金属元素的原子只有还原性，离子只有氧化性；②金属元素在化合物中一般显正价；③金属性强的元素相应的离子氧化性越弱；④金属元素不可能存在于阴离子中；⑤价电子越多的金属性越强；⑥离子化合物一定含金属元素
A．①②③　　 B．②③　　
C．①⑤⑥　　 D．全部【答案】　B
【点拔】　本题主要考查金属元素的性质，要注意某些元素的特殊性。　
(2009·广东B卷(理基)·23)下列有关金属及其合金的说法不正确的是 (　　)
A．目前我国流通的硬币是由合金材料制造的
B．生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次增加
C．镁在空气中燃烧发出耀眼的白光，可用于制作照明弹
D．日用铝制品表面覆盖着氧化膜，对内部金属起保护作用
【答案】　B
【点拔】　生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次降低，故B项错。
●细品教材
1．钠跟O2的反应：
(1)常温下钠在空气中的变化[教材第47页实验3－1]
①实验现象：切去外皮的金属钠放置在空气中，过一会儿后，切面上的银白色变暗。
②变化的原因：常温下，钠与空气中的O2发生反应，在钠的表面生成了一薄层Na2O，颜色为白色。
③反应方程式为4Na＋O2===2Na2O(O2是氧化剂，Na是还原剂)④实验结论：常温条件下，金属钠在空气中就会发生变化，这说明钠比铁、铝、镁等金属的活泼性强。
(2)在加热条件下，钠在空气中的变化[教材第47页实验3－2]
①实验现象：取一小块金属钠放在坩埚上加热，发生的现象为钠剧烈燃烧，发出黄色火焰，生成一种淡黄色固体。
②反应化学方程式为：2Na＋O2 Na2O2(O2是氧化剂，过氧化钠中氧元素的化合价为－1价)。
温馨提示：①该反应的反应类型为a.化合反应；
b．氧化还原反应；c.放热反应(钠开始燃烧，撤去酒精灯，钠能继续燃烧，说明钠在空气中属放热反应)。
②常温下和加热条件下，钠在空气中变化的比较：
a．加热条件下反应更剧烈；b.产物不同：常温生成Na2O，加热生成Na2O2；c.过氧化钠的稳定性比氧化钠强。2．铝与O2反应
(1)科学探究：带有氧化膜的铝箔受热熔化情况。
①实验现象：将带有氧化膜的铝箔用酒精灯加热至熔化，观察到的现象为铝箔熔化，失去了光泽，熔化的铝并不滴落，好像有一层膜兜着。
②熔化了的液态铝不会滴落的原因：构成薄膜的Al2O3的熔点高于Al的熔点，用酒精灯加热时，铝熔化，而Al2O3不熔化，它在铝的外面，保护了铝，使熔化的铝不会滴落下来。
(2)科学探究：除去氧化膜的铝箔受热熔化的情况①实验现象：将除去氧化膜的铝箔用酒精灯加热到熔化，观察到的现象为铝箔熔化，失去光泽，熔化的铝不滴落，好像有一层膜兜着。
②熔化了的液态铝不滴落的原因：铝的性质很活泼，磨去原来的氧化膜后，在空气中又会很快地生成一层新的氧化膜，它在铝的外面，继续保护内部的铝，使熔化了的液态铝不会滴落下来。
(3)铝的氧化膜的作用
铝是性质活泼的金属，常温下在空气中就极易在表面上形成一层致密的氧化物薄膜，这层膜起着保护内部铝的作用，因此人们日常用的铝制品不需特别保护。●典例精析
【例2】　(山东五莲2009－2010学年度上学期期中考试)将金属钠放在燃烧匙中加热使其燃烧，不可能出现的现象是 (　　)
A．金属钠融化为小球
B．火焰为黄色
C．燃烧后得到一白色固体
D．燃烧后得到一淡黄色固体
【解析】　金属钠燃烧产生黄色火焰，生成淡黄色的固体Na2O2。
【答案】　C
【例3】　下列说法中，错误的是 (　　)
A．钠在空气中燃烧时，先熔化，再燃烧，最后所得产物为Na2O2
B．镁因在空气中形成一薄层致密的氧化膜保护了里面的镁，故镁不需要像钠似的特殊保护
C．铝制品在生活中非常普遍，是因为铝不活泼
D．铁因在潮湿的空气中生成的氧化物疏松多孔，不能保护内层金属，故铁制品往往需要涂保护层
【解析】　本题对Na、Mg、Al、Fe四种金属的性质进行考查。
【答案】　C　
取一小块金属钠，放在坩埚里加热，下列实验现象正确的描述是 (　　)
①金属先熔化；②在空气中燃烧，放出黄色火花；
③燃烧后得白色固体；④燃烧时火焰为黄色；⑤燃烧后生成浅黄色固体物质
A．①②　　 B．①②③　　
C．①④⑤　　 D．④⑤
【答案】　C
【点拔】　钠熔点较低，受热后先熔化，再燃烧，最后生成Na2O2为淡黄色固体。
(甘肃会宁五中2009－2010学年度第一学期期末质检试卷)用坩埚钳夹住一小块刚用酸处理过的铝箔，在酒精灯上加热至熔化，发现熔化的铝并不滴落。下列关于上述实验现象的解释不正确的是 (　　)
A．铝在空气中能很快形成氧化膜
B．氧化铝薄膜兜住了熔化的铝
C．氧化铝的熔点比铝高
D．铝箔表面温度低，未熔化【解析】　加热过程中，表面的铝被氧化生成致密氧化膜，阻止内部的铝继续反应，这样氧化铝薄膜兜住了熔化的铝，因此熔化的铝并不滴落。
【答案】　B
●细品教材
1．金属与O2反应
3Fe＋2O2(纯) Fe3O4(火星四射)
2Mg＋O2 2MgO(耀眼白光)
2．与氯气、硫等非金属的反应
2Fe＋3Cl2 2FeCl3
Mg＋S MgS
2Al＋3S Al2S3(Al2S3的制取反应)●典例精析
【例4】　金属Ti(钛)是一种具有许多优良性能的较为昂贵的金属 ，钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料。某化学兴趣小组在实验室探究Ti、Mg、Cu的活泼性顺序。他们在相同温度下，取大小相同的三种金属薄片，分别投入等体积等浓度的足量稀盐酸中，观察现象如下：
下列有关三种金属的说法正确的是 (　　)
A．三种金属的活泼性由强到弱的顺序是Ti、Mg、Cu
B．若钛粉中混有Mg，提纯Ti时可用稀盐酸除去Mg
C．用Ti从CuSO4溶液中置换出Cu是工业制取Cu的很好途径
D．Cu和 稀盐酸不发生化学反应【解析】　
【答案】　D
【点拔】　分析题目可知，本题是在控制温度、金属片的大小、盐酸的浓度、体积等因素相同的前提下，借助金属与酸的反应现象来探究Ti、Mg、Cu的活动性。解答本题，应先明确金属的活动性与金属和酸反应的速率之间的关系，然后利用题目提供的现象作出判断。　铜是生命必需的元素，也是人类最早使用的金属之一，铜的生产和使用对国计民生各个方面产生了深远的影响。在化学反应中，铜元素可表现为0，＋1，＋2价。
(1)在西汉古籍中曾有记载：曾青得铁则化为铜[即曾青(CuSO4)]跟铁反应就生成铜。试写出该反应的化学方程式：________________________。
(2)铜器表面有时会生成铜绿[Cu2(OH)2CO3]，这一层铜绿可用化学方法除去。试写出除去铜绿而不损伤器物的反应的化学方程式：______________________________。【答案】　(1)CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu
(2)Cu2(OH)2CO3＋4HCl===2CuCl2＋3H2O＋CO2↑
【点拔】　注意结合铜和铜的化合物的有关知识，形成规律，加以应用。●资料备选
神奇的纳米材料
纳米铁粉的用途　高性能磁记录材料。利用纳米铁粉的矫顽力高、饱和磁化强度大(可达147km2·kg－1)、信噪比高和抗氧化性好等优点，可大幅度改善磁带和大容量软硬磁盘的性能。
磁流体。用铁、钴、镍及其合金粉末生产的磁流体性能优异，可广泛应用于密土减震、医疗器械、声音调节、光显示等领域。吸波材料。金属纳米粉体对电磁波有特殊的吸收作用。铁、钴、氧化锌粉末及碳包金属粉末可作为军用高性能毫米波隐形材料、可见光——红外线隐形材料和结构式隐形材料，以及手机辐射屏蔽材料。
导磁浆料。利用纳米铁粉的高饱和磁化强度和高磁导率的特性，可制成导磁浆料，用于精细磁头的黏结结构等。
纳米铜粉的用途　金属和非金属的表面导电涂层处理。纳米铝、铜、镍粉体有高活化表面，在无氧条件下可以在低于粉末熔点的温度实施涂层。此技术可应用于微电子器件的生产。高效催化剂。铜及其合金钠米体用作催化剂，效率高、选择性强，可用于二氧化碳和氢合成甲醇等反应过程中的催化剂。
导电浆料。用纳米铜替代贵金属粉末制备性能优越的电子浆料，可大大降低成本。此技术可促进微电子工艺的进一步优化。第3章 第1节 第2课时
一、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)
1．(福建涡阳四中2009－2010学年度高一月考，20)将钠和碳分别置于下图所示的两个盛满氧气的集气瓶中燃烧完毕冷却至室温后，打开装置中的两个活塞，这时观察到(　　)
A．水进入左瓶　　　　　 B．水进入右瓶
C．水同时进入两瓶 D．水不进入任何一瓶
【解析】　由于钠与氧气反应生成氧化钠，使左瓶氧气减少，压强减小，而右瓶中的碳与氧气反应生成二氧化碳，气体的量不变，压强不变，故由于左瓶的压强减小使水压入。
【答案】　A
2．下列有关铝的叙述不正确的是(　　)
A．铝化学性质活泼，易与O2反应，所以 易被氧化腐蚀
B．铝是金属，所以不与碱液反应
C．铝在自然界中以化合态形式存在
D．铝可用于制作防锈油漆
【解析】　A项中Al易与O2反应，但生成的Al2O3非常致密，可防止内部的铝继续被氧化，所以铝具有抗蚀性，同时铝可以制作防锈油漆(即所谓“银粉”)，其原理同上，尽管Al是金属，但它可以与NaOH等强碱反应。
【答案】　AB
3．(河南内乡高中2009－2010学年度高一月考，4)下列实验操作正确的是(　　)
A．向盛水的烧杯中投入小拇指头大小的钠块，观察现象
B．将钠保存在汽油中
C．将一小块钠放在石棉网上加热，观察现象
D．用手掰开一块金属钠，观察钠的颜色
【解析】　A项，钠与水反应十分剧烈，生成具有强腐蚀性的氢氧化纳，取金属钠量过大，反应中会因反应剧烈使溶液飞溅，甚至发生爆炸。B项，汽油易挥发，所以不能将钠保存在汽油里。D项，若钠与手接触，手上的水分与钠反应，生成的氢氧化钠对手有腐蚀作用。
【答案】　C
4．将4.6g金属钠投入到95.4g水中，得到的溶液溶质的质量分数是(　　)
A．等于4.6%　　　　　　 B．等于7.6%
C．大于8% D．小于10%
【解析】　本题属于根据化学方程式计算的题型，所以首先设生成NaOH的质量为m(NaOH)，生成H2的质量为m(H2)。
2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑
46　　　　　80　　　2
4．6g　m(NaOH)＝8g　m(H2)＝0.2g
NaOH%＝×100%＞8%。
故选C。
【答案】　C
5．下列离子方程式正确的是(　　)
A．Na与H2O反应：Na＋2H2O===Na＋＋2OH－＋H2↑
B．Na与盐酸反应： 2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑
C．钠投入Cu2SO4溶液中：Cu2＋＋2Na===Cu＋2Na＋
D．Na与O2反应：4Na＋O2===4Na＋＋2O2－
【解析】　A违背了电荷守恒，应为：2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑；C项中，Na应先与H2O反应，生成的NaOH再与CuSO4反应，总离子方程式为：2Na＋Cu2＋＋2H2O＝Ca(OH)2↓＋2Na2＋H2↑，D项不是在溶液中发生的反应。
【答案】　B
6．将少量金属钠投入CuSO4溶液中，所发生的反应是(　　)
①2Na＋CuSO4===Na2SO4＋Cu↓
②Cu＋2H2O===Cu(OH)2＋H2↑
③2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
④2NaOH＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4
A．①③ B．①②
C．③④ D．①
【解析】　钠是一种活泼金属，容易与溶液中的水发生反应，即钠先与水反应，生成的NaOH再与CuSO4反应。
【答案】　C
7．将小块钠投入到FeCl3的稀溶液中，以下对有关现象的描述中最恰当的是(　　)
A．钠溶解；溶液里有黑色固体析出和无色气体逸出
B．钠与溶液剧烈反应；溶液里有红褐色沉泻生成，溶液的颜色变浅
C．钠在溶液的表面上静静地消失；溶液里有红褐色沉淀生成
D．钠迅速消失；溶液里快速地冒出很多的气泡，同时有红褐色固体生成
【解析】　将钠块投入到FeCI3的稀溶液中，钠易与水发生反应，所以先后发生反应的化学方程式分别是：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，
3NaOH＋FeCI3===Fe(OH)3↓＋3NaCI。
【答案】　B
8．(福建厦门杏南中学2009－2010学年度高一月考，6)实验室里做钠跟水反应的实验时，用到的仪器和药品是(　　)
①试管夹　②镊子　③小刀　④滤纸　⑤研钵　⑥烧杯　⑦坩埚　⑧石棉网　⑨玻璃片　⑩药匙
A．①②③④ B．②③④⑥⑨
C．③④⑧⑨⑩ D．②⑤⑦⑨⑩
【解析】　实验室里做钠跟水反应的实验时，首先用镊子将金属钠从试剂瓶中取出，用滤纸将其表面的煤油吸干，在玻璃片上用小刀切下一小块钠(黄豆粒大小)，向一个盛有水的烧杯滴入几滴酚酞试液，然后把一块黄豆大的钠投入小烧杯中。
【答案】　B
9．下列描述，符合事实的是(　　)
A．实验室中有单质钠，自然界中也存在游离态的钠
B．钠比铜的金属性强，把钠投入CuSO4溶液，可置换出单质铜
C．用坩埚钳夹住一小块铝箔，在酒精灯上加热至溶化，轻轻晃动，熔化的铝不滴落
D．将两小块质量相等的金属钠，一块直接投入水中，另一块用铝箔包住，在铝箔上刺些小孔，然后放入水中，两者放出的氢气相等
【点拔】　A中实验室的单质钠是人工制得的，由于钠很活泼，自然界中不存在游离态的钠。B中，Na投入水中先生成NaOH，NaOH再与CuSO4反应生成
Cu(OH)2↓，不可能置换出铜单质。C中，铝表面有一层高熔点(2050℃)的氧化物薄膜，所以Al熔化后不会滴落，D中，用铝箔包住的钠产生氢气量多，因为Al与NaOH溶液反应也放出H2。
2Na＋2H2O===2HaOH＋H2↑，
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。
【答案】　C
10．把0.5mol Na和0.58mol Mg分别投入到足量的m1g水中和m2g盐酸中，分别得到溶液a和b。若m1＝m2，则a与b的质量关系为(　　)
A．a＞b B．a＜b
C．a＝b D．无法确定
【点拔】　
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ 溶液增重
2mol　　　　　　　　　　　　　44g
Mg＋2HCI===MgCI2＋H2↑　溶液增重
1mol　　　　　　　　　　　　　22g
可见消耗0.5mol Na和0.5mol Mg，两溶液各增重11g，因m1＝ m2，故a＝b
【答案】　C
11．在500g 0.2%的盐酸和500g 2%的盐酸中，分别加入2.3g钠，钠全部反应后，产生的气体(　　)
A．一样多
B．在浓度大的盐酸中反应产生的气体多
C．在浓度小的盐酸中反应产生的气体多
D．由反应的剧烈程度决定
【解析】　本题无论酸过量还是钠过量，其实质都是金属钠与H＋反应放出H2，由于加入的钠都是
2．3g，并且钠完全反应，所以产生的气体一样多。
【答案】　A
【点拔】钠与酸发生反应，若酸不足，过量的钠要与水发生反应。
12．将一小块钠投入盛饱和澄清石灰水的试管里，不可能观察到的现象是(　　)
A．熔成小球并在液面上游动
B．有气体生成
C．溶液底部有银白色物质生成
D．溶液变浑浊
【点拔】　将一小块钠投入盛饱和澄清石灰水的试管中，钠与水剧烈反应，所以首先观察到钠与水反应的一系列现象。随着2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑反应的进行，水被消耗，溶液的温度升高，由于Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而降低，所以溶液中的Ca(OH)2有部分析出，可以观察到溶液变浑浊。
【答案】　C
13．若1.8g 某金属与足量HCI充分反应，放出2.24L(标准状况)H2，则该金属是(　　)
A．Al B．Mg
C．Fe D．Zn
【点拔】　要判断是哪种金属，可以求出它们的相对原子质量即可。求相对原子质量可以利用化学方程式计算，但还必须先设出该金属在与HCI反应时表现出来的化合价。
设金属的相对原子质量为M(R)，与HCl反应时的化合价为x，则由化学方程式：
2R＋2xHCl===2RClx＋xH2↑
2M(R)g　　　　　　　22.4xL
1．8g　　　　　　　　 2.24L
可得＝，
所以M(R)＝9x
讨论若x＝1，则M(R)＝9，不符合题意；
若x＝2，则M(R)＝18，不符合题意；
若x＝3，则M(R)＝27，符合题意。
【答案】　A
14．(甘肃会宁五中2009－2010学年度第一学期期末质检试卷)下列推理正确的是(　　)
A．铝粉在氧气中燃烧生成Al2O3，故铁丝在氧气中燃烧生成Fe2O3
B．铁能从硫酸铜溶液中置换出铜，故钠也能从硫酸铜溶液中置换出铜
C．活泼金属钠保存在煤油中，故活泼金属铝也保存在煤油中
D．钠与氧气、水等反应时钠均作还原剂，故金属单质参与反应时金属均作还原剂
【解析】　A中Fe在O2中燃烧生成Fe3O4；B中Na非常活泼，在溶液中与水剧烈反应，不能置换出金属单质；C中Al虽然化学性质活泼，但由于Al在空气中与O2形成致密氧化膜阻止反应的进行，因此不需保存在煤油中。金属单质参与化学反应时，化合价肯定升高，因此一定作还原剂，D正确。
【答案】　D
二、非选择题
15．有人设计出一种在隔绝空气条件下让钠与水反应的方法，利用煤油来控制反应速率，使学生能仔细观察到各种实验现象。该方法简便、安全，现象明显，有趣味性，实验装置如图所示。将6mm×50 mm的玻璃管和长颈漏斗插入橡皮塞孔中，玻璃管外套上30mm的乳胶管，乳胶管上再接6mm×30mm的金属尖嘴管，乳胶管上夹上弹簧夹。
实验时，往100mL的大试管中先加入40mL煤油，取3粒米粒大小的金属钠放入大试管后塞上橡皮塞，通过漏斗加满滴有酚酞的水。根据反应中观察到的现象，回答下列问题。
(1)金属钠变化的现象是______。
(2)大试管中溶液颜色的变化是________。
(3)装置中液面的变化分别是：大试管中________；长颈漏斗中______。
(4)简述检验产生气体的方法：________________________________________________。
【解析】　由于钠的密度比水小，比煤油大，所以钠在煤油与水的界面处漂浮。钠与水反应产生的气体在逸出过程中把钠带入煤油层，钠在重力作用下再回到界面。反复多次，直至钠完全消失。产生的气体聚集在大试管上部，把液体反压到长颈漏斗中。
【答案】　(1)钠在煤油中逐渐下沉，至水面时与水发生反应，熔化成银白色小球，像热气球一样在煤油中作上下游动，最后完全消失
(2)水溶液从上至下逐渐由无色变为红色
(3)液面逐渐下降　液面逐渐上升
(4)当漏斗中液面上升到一定高度后，打开弹簧夹点燃气体，有淡蓝色火焰产生
【点拔】　钠与水的反应在隔绝空气的条件下，不会发生着火或爆炸现象。
16．如图所示，在烧杯中盛有100mL蒸馏水，水中悬浮着一个表面光滑、耐碱、耐热的小球(此球稳定在水的中央)，将10g金属钠分多次投入到水中，最后使烧杯内的液体恢复到原来的蒸馏水的温度。回答下列问题：
(1)10g钠要分多次投入的主要原因是：
________________________________________________。
(2)实验结束后，从烧杯内小球的位置观察到的现象是：
__________________________________，出现这种现象的主要原因是：
__________________________________________________。
(3)实验过程中所发生化学反应的离子方程式是：
____________________________________
【解析】　本题考查钠的安全使用及溶液的密度与浮力的关系。钠与水反应剧烈，易发生爆炸，使用时要严格控制用量。钠与水反应生成氢氧化钠，氢氧化钠溶液的密度大于水的密度，小球受到的浮力增大。
【答案】　(1)钠与水反应剧烈，放出大量的热，易发生爆炸
(2)小球上升　钠与水反应生成氢氧化钠，液体的密度增大，小球受到的浮力增大
(3)2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑
17．(福建厦门国祺中学2009－2010学年度质检，17)根据你对金属钠性质的了解，回答问题。
(1)由于金属钠很容易跟空气中的________、______等物质反应，通常将它保存在________里。
(2)将金属钠加入CuSO4溶液中将会产生蓝色沉淀，请用化学方程式解释这一现象。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
【解析】　由于钠的化学性质很活泼，钠易与空气中氧气、水反应，又由于钠的密度比水的小、比煤油的大，故常常将钠保存在煤油中。金属钠与盐溶液的反应，钠先与水反应生成NaOH和H2，生成的NaOH再与溶液中的CuSO4发生复分解反应。
【答案】　(1)氧气　水蒸气　煤油
(2)2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
CuSO4＋2NaOH===Na2SO4＋Cu(OH)2↓
18．在一定条件下用普通铁粉和水蒸气反应，可以得到铁的氧化物。该氧化物又可以经过此反应的逆反应生成颗粒很细的铁粉。这种铁粉具有很高的反应活性，在空气中受撞击或受热时会燃烧，所以俗称“引火铁”。请分别用下图中示意的两套仪器装置制取上述铁的氧化物和“引火铁”。实验中必须使用普通铁粉和6mol·L－1盐酸，其他试剂自选(装置中必要的铁架台、铁夹、铁圈、石棉网、加热设备等在图中均已略去)。
填写下列空白：
(1)实验进行时试管A中应加入的试剂是______；烧瓶B的作用是______；烧瓶C的作用是__________；在试管D中收集到的是_________。
(2)实验时，U形管G中应加入的试剂是______；长颈漏斗H中应加入______。
(3)两套装置中，在实验时需要加热的仪器是____________。(填与仪器对应的字母)
(4)试管E中发生反应的化学方程式是
________________________________________________________________________。
(5)为了实验安全，在E管中的反应发生前，在F出口处必须________；E管中的反应开始后，在F出口处应________。
【答案】　(1)普通铁粉　作为水蒸气发生器　防止水倒吸　氢气
(2)固体氢氧化钠(或氧化钙、碱石灰等固体干燥剂)　6mol·L－1盐酸
(3)A、B、E
(4)Fe3O4＋4H23Fe＋4H2O
(5)检验氢气的纯度　　点燃氢气
【点拔】　金属与水反应规律
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au,冷水　热水 高温水蒸气　　　不与水反应
生成氢氧化物＋H2　生成金属氧化物＋H2
课件52张PPT。
网上信息摘录：若干神秘“水雷”惊现珠江。2002年7月7日，在珠江石溪附近，前前后后共飘着七个白色的来历不明的金属桶。突然，从飘在水面上的一个金属桶内冒起一股白烟，窜起亮黄色火苗，紧接着一声巨响，蘑菇状的水柱冲天而起，这个铁桶接着又连续爆炸了多次，爆炸腾起的白色烟雾有近十米高，还有许多未燃尽的白烟飘进旁边的公司内，这些灰白色的物质一遇到水就不停地冒泡，有时甚至还突然着火。
据悉，其中另有一铁桶被过往船只发现，并将其打捞上船，打算清洗后使用，但当船员把盖子打开后，桶内冒起浓浓白烟，一接触桶内物质，双手立即感到剧烈地疼痛，于是他们又将其推入江里，一遇水，这个桶就又爆炸了。所幸该船只迅速逃离，伤亡不大。
思考：1.推测以上的爆炸物是何种金属？
2．短文中提到了该金属的哪些性质？●梳理导引
1．钠与水的反应
(1)钠与水的反应现象可总结以下五点，请填写完整。
浮：________；原因：________________________。
熔：________；原因：________________________。
游：________；原因：________________________。
响：________；原因：________________________。
红：________；原因：________________________。
(2)反应原理
化学方程式：____________________________；
离子方程式：____________________________。
(3)钠的保存：钠通常保存于________或________中。2．铁与水的反应
实验探究：
注意：铁与冷水、热水都不反应，因此可以用铁制容器盛水或烧水。3．金属与酸和水的反应：金属活动性顺序中位于________之前的金属遇到酸时，能发生化学反应，产生氢气。铁、铝、铜等________能与热水反应，钾、钙、钠等能与冷水反应产生氢气。
参考答案：
1．(1)钠浮在水面上　钠的密度比水的密度小　钠溶化成闪亮的小球　钠与水反应放热，钠的熔点低　钠在水面上迅速游动　反应产生的气体推动钠球在水面上游动　发出嘶嘶的响声，且钠很快消失　钠与水反应剧烈　向水中加入酚酞后溶液呈红色　反应生成碱
(2)2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑　(3)煤油
石蜡
2．氢气　氢气　3Fe＋4H2O(g) Fe3O4＋4H2
3．氢　不
●问题探究
1．钠、铝、铁在自然界中都以化合态形式存在。这主要与它们的金属活动性有关，那么你能用几种方法检验它们的活动性顺序？提示：四种方法：方法一：从钠、铝、铁的燃烧实验来说明钠、铝、铁的金属性强弱。钠在空气中用火柴即可点燃，而铝在空气中需要高温点燃，铁在空气中很难点燃，说明金属性：Na＞Al＞Fe。常温时4Na＋O2===2Na2O，加热时2Na＋O2 Na2O2，铝常温表面生成氧化膜，在氧气中点燃生成Al2O3，Fe在干燥的空气中很难反应，在潮湿的空气中易生锈，在纯氧中能燃烧，生成Fe3O4。从反应的条件、反应的难易、反应的产物都说明了金属性Na＞Al＞Fe。
方法二：与水的反应：钠在冷水中剧烈反应，铝在沸水中缓慢反应，铁不能与冷、热水反应。
方法三：与酸的反应：钠与酸反应放出大量的H2，反应很快，铝与酸反应产生氢气较快，铁与酸反应产生氢气较慢。
方法四：把Al分别放到Na2SO4与FeSO4的溶液中，不能置换出Na，能置换出Fe，说明金属性Na＞Al＞Fe。2．你已经学习过钠、镁、铁等金属单质的知识，它们在性质上具有哪些相似之处？
提示：金属单质性质的相似之处：①金属跟氧气反应：如，常温下，钠在空气中被氧化生成Na2O，在加热条件下生成Na2O2；铁丝在纯氧中燃烧生成Fe3O4；铜粉在空气中加热生成CuO。②金属跟水反应：如钾、钠和水剧烈反应。③跟酸的置换反应：如K、Na、Mg、Al等和非氧化性酸反应生成氢气。④跟盐溶液反应：位于金属活动性顺序前面的金属能把后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。
●细品教材
1．金属钠与水的反应
(1)反应现象：为便于记忆，可编成以下顺口溜：
钠浮于水熔成球。
球儿闪亮四处游。
有“嘶”声儿溶液红。温馨提示：①浮：钠浮在水面上。因钠的密度小于水的密度。
②熔：钠熔化成闪亮的小球。原因：a.钠跟水反应放热；b.钠的熔点低。
③游：小球在水面上四处游动。钠跟水接触部位发生反应产生气体，使小球受力不均而四处游动。
④响：有“嘶嘶”的响声发生。由于气体、小球、水相互撞击而发出“嘶嘶”的声音。
⑤红：溶液变红色。因为反应生成NaOH显碱性，使酚酞试液变红。
该反应属于氧化还原反应，分析如下：氧化剂：H2O，还原剂：Na。
(2)钠的保存：少量钠一般保存在煤油中。
温馨提示：钠很容易跟空气中的O2和H2O起反应，另外，钠不跟煤油起反应，且密度比煤油大，钠沉在煤油下面，使钠与氧气和水隔绝。钠不能保存在汽油、CCl4及酒精中，因汽油易挥发，CCl4密度比钠大，而酒精能与钠反应。2．铁与水蒸气反应
在常温下铁与水不反应，在高温下铁与水蒸气发生反应。
实验现象：
试管中出现黑色晶体(Fe3O4)，肥皂泡点燃后有爆鸣声
温馨提示：①试管口略向下倾斜。
②酒精灯先在放湿棉花的位置加热一会儿，待有部分水蒸气形成时，再将酒精灯移至放铁粉的位置加热。
③加热一会儿后再将导管插入到肥皂水中，因为出来的是空气。
④肥皂水不宜太稀，否则吹起的氢气泡太小，点燃时难以有较大的爆鸣声。
⑤实验结束时，应先从肥皂水中撤出导管，再移去酒精灯，以防产生倒吸现象。
3Fe＋4H2O(g) Fe3O4＋4H23．镁、铝与水反应
去掉氧化膜后的镁条，与冷水能很缓慢地作用，与热水则反应速率较快，产生氢气；去掉氧化膜后的铝条，与冷水很难反应，与沸腾的水则微弱反应生成氢气。
Mg＋2H2O Mg(OH)2↓＋H2↑
2Al＋6H2O 2Al(OH)3↓＋3H2↑
从与水的反应条件不同可得出镁比铝活泼。
特别提示：金属与水的反应规律：●典例精析
【例1】　(福建龙岩一中2009－2010学年度高一上学期模块考试)钠与水反应可能出现如下现象：①钠浮在水面上　②钠沉入水中　③钠熔化成闪亮的小球　④小球迅速游动，逐渐减小最后消失　⑤发出嘶嘶的响声　⑥滴入酚酞试液，溶液呈红色。其中正确的是 (　　)
A．①②③④⑤　　　　　　B．②④⑤⑥
C．①③④⑤⑥ D．②③④⑥
【解析】　本题考查了钠与水的反应，在反应过程中也体现了钠的物理性质。钠的密度小于水，因此钠浮在水面上；钠与水反应发出热量，导致金属钠熔化；反应中有H2产生和NaOH，因此反应中发出嘶嘶的响声，溶液使酚酞试液变红。
【答案】　C【例2】　如下图所示，在玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热，并通入水蒸气。用试管收集产生的经干燥的气体，并靠近火焰点火。(1)所观察到的现象是________，有关反应的化学方程式是________________________________________________________________________。
(2)干燥管内可装入的试剂是__________，其作用是________。干燥管还可用________(装置)代替。
(3)玻璃管中石棉绒的作用是________。实验开始时应先点燃______，实验结束时，应先熄灭________________________________________________________________________。【解析】　常温下Fe不与H2O发生反应，但在高温下，Fe与H2O(g)反应生成Fe3O4和H2，故Fe是一种较活泼的金属。因铁粉和Fe3O4均为黑色，因此实验过程中固体颜色无明显变化，但产物H2可用点燃的方法证明。石棉绒成分为硅酸盐，它耐高温且性质稳定，是铁粉的载体。
【答案】　(1)红热的铁与水蒸气反应，放出气体，这种气体点燃时，能燃烧或发出爆鸣声
3Fe＋4H2O Fe3O4＋4H2↑
(2)碱石灰(或无水CaCl2、硅胶等)　吸收水蒸气，使收集的氢气易点燃　U形管
(3)铁粉的载体，增大铁粉与水蒸气的接触面　酒精灯　酒精喷灯
【点拔】　本题要注意Fe与H2O反应的条件和产物。实验时要先加热烧瓶，产生水蒸气后再加热玻璃管，防止铁粉氧化。实验过程要控制水蒸气的产生量，水蒸气量不宜太大，实验结束时，撤去酒精喷灯，不提供高温条件，反应便自行结束。
(山东宁阳一中2009－2010学年度高一月考，9)在研究金属钠与水的反应实验中，反应过程中所观察到的实验现象与金属钠的下列性质无关的是 (　　)
A．熔点　　　　　　 B．密度小
C．硬度 D．化学性质活泼
【解析】　钠与水直接反应就是因为钠有极强的还原性；由于钠的密度小于水，所以可以看到钠浮在水面；钠熔成闪亮的小球，说明钠的熔点低及反应放热。
【答案】　C
在常温下，Fe与水并不起反应，但在高温下，红热的铁能与水蒸气反应，有氢气生成，现用下图所示装置进行铁在高温下与水蒸气反应的实验，并用简单的方法收集、检验生成的氢气。请回答下列问题：
(1)写出铁在高温下与水蒸气反应的化学方程式：
____________________________________________。
(2)干燥管C内盛放的药品是________或________(填化学式)。干燥管的________(填“m”或“n”)端与g导管相连接。
(3)在D处画出用简单方法(用试管)来收集氢气的装置图(所需其他仪器自己选择)。
(4)圆底烧瓶中盛装的是水，该装置受热后的主要作用是__________________________________________。
(5)怎样用简单的方法检验收集到的气体是氢气，简述实验操作步骤和现象______________________________。【答案】　(1)3Fe＋4H2O(g) Fe3O4＋4H2
(2)CaCl2　碱石灰或CaO　n　(3)向下排空气法，导管口伸入试管底部(图略)　(4)为(硬质玻璃管内Fe与水蒸气的反应)实验提供(持续不断的)水蒸气　(5)试管口向下，用拇指堵住试管口，靠近酒精灯火焰，松开拇指，能燃烧或发生爆鸣声，说明收集的是H2。
●细品教材
1．钠跟酸的反应
钠与稀硫酸、盐酸等非氧化性酸反应时，首先是钠直接跟酸反应，过量的钠再与水反应，而不能认为是钠先跟水反应，生成的NaOH再跟酸中和。
钠投入足量盐酸中反应的化学方程式是：
2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑
离子方程式：2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑2．钠跟碱溶液的反应实际是钠跟水反应
3．钠跟盐溶液的反应
(1)NaCl溶液：实际是与水反应。反应的化学方程式为：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
(2)CuSO4溶液：因为钠与水剧烈反应，这样钠先与水反应，生成的NaOH再跟 CuSO4反应，而不能认为发生的只是置换反应。
上述反应的化学方程式为：
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
CuSO4＋2NaOH===Cu(OH)2↓＋Na2SO4总式为：
2Na＋CuSO4＋2H2O===Cu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑
(3)NaHSO4溶液：因其完全电离：
NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO，而使溶液显强酸性，即盐电离产生的H＋浓度远大于水中H＋浓度，此时钠直接与盐反应。
2Na＋2NaHSO4===2Na2SO4＋H2↑
(4)通常钠不能从盐溶液中置换出金属；若盐为熔融状态，钠可以置换出较不活泼的金属，如：
4Na＋TiCl4 4NaCl＋Ti。4．金属与酸反应的规律。
在金属活动顺序表氢以前的金属与酸(非氧化性酸)反应，生成盐和氢气，氢以后的金属与非氧化性酸不反应。
5．金属与酸反应的计算
(1)定量规律
①金属与酸反应失去电子的物质的量＝产生氢原子的物质的量。
②当参加反应的金属与产生氢气的质量差相等时，则反应后两溶液增加的质量相等。
③相同物质的量的金属与足量的酸反应产生氢气的量之比等于反应后对应金属呈现的化合价之比。(2)常用方法
①守恒法
包括元素守恒(质量守恒)、电荷守恒、电子得失守恒等。
②平均值法
●典例精析
【例3】　(贵州遵义四中2009－2010学年度高一上学期期中考试)把金属钠投入下列物质的溶液中，反应后溶液质量减轻的是 (　　)
A．HCl B．Na2SO4
C．NaCl D．CuSO4【解析】　把金属钠投入到酸中，钠可与溶液中H＋反应置换出H2；投入到盐溶液中，钠首先与水反应，生成的NaOH可能与盐继续反应。A、B、C中金属钠反应进入溶液，生成H2，导致溶液质量增加。D中Na与水反应生成NaOH和H2，NaOH可与CuSO4生成Cu(OH)2沉淀，导致溶液质量减轻。
【答案】　D
【例4】　两种金属混合物粉末15g，与足量的盐酸反应时生成标准状况下11.2L氢气，符合上述情况的金属混合物是 (　　)
A．Mg、Fe B．Zn、Ag
C．Al、Zn D．Mg、Al
【解析】　标准状况下11.2L H2是1g，与足量盐酸反应生成1g H2需上述金属：Mg—12g，Ag不反应可视为无穷大，Al—9g、Zn—32.5g、Fe—28g，该两种金属混合生成1g H2时所需质量15g，应介于两金属分别与HCl反应生成1g H2时消耗金属量的中间。
【答案】　A、C
【点拔】　类似于这样两种物质混合后参加反应，根据产物的量或和它们共同反应的物质的量来推测混合物的成分，可以采用极值法。因为不知道混合物中各成分的含量，我们可以按两个极限来计算出一个范围，即设混合物仅含其中某一物质分别进行计算，实际混合物的相关量应在这两个极限值之间。
(河南内乡高中2009－2010年高一月考，10)下列金属单质中，不能从溶液中置换出铜的是 (　　)
A．Zn　　　 B．Al　　　
C．Na　　　 D．Fe
【解析】　金属钠与盐溶液反应时，先与溶液中的水反应生成NaOH和H2，然后NaOH再与溶液中的盐反应。
【答案】　C
试计算：(1)在相同条件下，相同物质的量的钠、铁、铝与足量盐酸反应时放出氢气的体积之比为________。
(2)在相同条件下，相同质量的钠、铁、铝与足量盐酸反应时放出氢气的体积之比为________。【解析】　本题考查根据化学方程式计算金属与酸反应的规律。
(1)
(2)
●资料备选
1．Na与H2O反应现象及其剖析：2.在金属活动顺序表中，钙比钠位置靠前，应该像钠一样与水反应，且比钠剧烈，但由于生成物Ca(OH)2微溶，易沉积在钙表面，阻碍了钙与水的进一步反应，因而钙与水反应不如钠剧烈。
3．汽油易挥发，CCl4的密度比钠大，煤油的密度比钠小，所以钠保存在煤油中，而不存放于汽油或CCl4中。
4．钠与酸反应先考虑钠与酸直接发生置换反应，钠过量再考虑与水发生反应。
5．钠与盐溶液反应不能分析成钠与盐溶液中金属阳离子发生置换反应。6．钠的性质很活泼，常温下跟氧气、水等剧烈反应，钠在自然界里只能以化合态存在。钠的化合物在自然界分布很广，主要以NaCl形式存在。
制备Na可采用电解熔融的氯化钠。
2NaCl(熔融) 2Na＋Cl2↑
金属钠能置换出熔融状态下的KCl中的金属K，但不是由于Na的金属性强，实际上K的金属性比Na的金属性强，而是因为Na的密度比K的大，Na的熔沸点比K的高，才发生这一反应，Na＋KCl(熔融) K↑＋NaCl
7．铁制厨具可以用来盛水，也可用来烧水，说明铁不能与冷水、热水和较低温度的水蒸气发生反应，只能与高温下的水蒸气发生反应。而钠与冷水能发生剧烈反应，这说明不同的金属，由于其金属性不同，它们与水反应的难易程度和条件各不相同，金属越活泼，越易与水反应。第3章 第1节 第3课时
一、选择题(每小题有1个选项符合题意)
1．1989年世界卫生组织把铝确定为食品污染源之一，而应以控制使用，铝在下列应用时应加以控制的是(　　)
①制铝合金　②制电线　③制炊具　④银色漆颜料　⑤明矾净水　⑥明矾与苏打制食品膨胀制剂　⑦易拉罐　⑧用Al(OH)3凝胶制胃舒平药片⑨包装糖果和小食品
A．③⑤⑧⑨　　　　　　　 B．⑥⑧⑨
C．③⑤⑨ D．③⑤⑥⑦⑧⑨
【答案】　D
【点拔】　③⑤⑥⑦⑧⑨是人类食用时接触物品，会使人受到污染
2．称取两份铝粉，第一份加入足量的浓NaOH(aq)，第二份加入足量的HCl(aq)，如果放出等体积的气体(在同温同压下)，则两份铝粉的质量之比为(　　)
A．1∶2　　　 B．1∶3　　　
C．3∶2　　　 D．1∶1
【点拔】　本题是以下两种解法。
法1(计算法)：设生成气体的质量分别为1g，则：
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
54　　　　　　　　　　　6
　 m1(Al)　　　　 　　　　1g
　　　 m1(Al)＝9g
2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
54　　　　　　　　　6
m2(Al)　　　　　　　　 1g
　　　 m2(Al)＝9g　　　　m1(Al)＝m2(Al)
法2(推断法)：不论是与NaOH(aq)反应，还是与HCI(aq)反应，均是Al失去电子：Al－3e－===Al3＋。还原产物都是H2，则都有如下关系：
2Al～6e－～3H2
因此，虽然两种反应不同，但只要放出H2的体积相同，消耗Al的质量就相同。
【点拔】　推断法比计算法更为简捷，省去了依照化学方程式进行计算的麻烦。
【答案】　D
3．已知铝既能与酸反应产生氢气，又能与碱溶液反应产生氢气，若取等质量的铝粉分别与足量的稀盐酸和NaOH溶液反应，所得氢气的体积在同样条件下相比(　　)
A．与酸反应产生氢气多
B．与碱反应产生氢气多
C．一样多
D．不知道铝粉的质量，无法比较
【答案】　C
4．等量镁铝合金粉末分别与下列4种过量的溶液充分反应，放出氢气最多的是(　　)
A．2mol·L－1H2SO4溶液
B．18mol·L－1H2SO4溶液
C．6mol·L－1KOH溶液
D．3mol·L－1HNO3溶液
【答案】　A
【点拔】　18mol·L－1H2SO4溶液为浓硫酸，浓硫酸和3mol·L－1的硝酸溶液都具有强氧化性，金属镁、铝与其反应不能生成氢气，铝与KOH反应，但镁不与其反应，只有A项2mol·L－1的H2SO4溶液与镁、铝都反应，并且都产生氢气，故A项放出的氢气最多。
5．铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时，反应中消耗的HCl和NaOH的物质的量之比是(　　)
A．1∶1 B．2∶1
C．3∶1 D．1∶3
【答案】　C
【点拔】　由反应2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑和2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑可知，生成等量的氢气所耗HCl和NaOH的物质的量之比为n(HCl)∶n(NaOH)＝6∶2＝3∶1。Al与酸、碱反应生成H2的计算是历年高考中的常见题型，其中过量计算、天平平衡问题更是重要的考点。此题着重考查学生对反应原理的理解及相关的计算。
6．用铝箔包起0.1mol金属钠，用针扎出些小孔，放入水中，完全反应，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1.12L H2 D．小于1.12L H2
【答案】　C
【点拔】　0.1mol　Na与H2O反应能生成标准状况下的H2 1.12L，生成的NaOH会继续与铝箔反应放出H2。
7．(2010·湖北理综·12)一定条件下磷与干燥氯气反应，若0.25g磷消耗掉314mL氯气(标准状况)，则产物中PCl3与PCl5的物质的量之比接近于(　　)
A．3∶1 B．5∶3
C．2∶3 D．1∶2
【答案】　A
【点拔】　设PCl3的物质的量为x，PCl5的物质的量为y，则x＋y＝mol，＋＝mol，解得：x≈0.006mol，y≈0.002mol，故A项符合题意。
8．现有一块金属可能是铝或镁，用下列试剂可将其鉴别的是(　　)
A．盐酸 B．CuSO4溶液
C．氢氧化钠溶液 D．稀硫酸
【答案】　C
【点拔】　镁和铝都能与盐酸、CuSO4溶液、稀硫酸反应，而与氢氧化钠溶液反应的只有铝，镁不反应，即加入溶液后产生气泡的是铝，如无明显现象，则为镁。
9．在天平的两个托盘上放有两个烧杯，两个烧杯中分别盛有盐酸和氢氧化钠溶液，天平处于平衡状态，当分别向两烧杯中加入等质量的铝(酸和碱都是足量的)充分反应后(　　)
A．天平保持平衡 B．左高右低
C．左低右高 D．无法确定
【答案】　A
【点拔】　在与盐酸的反应中，每有27g Al参加反应，同时生成氢气3g，而将铝投入到氢氧化钠溶液中，同样是每有27g Al参加反应，同时生成氢气3g。所以只要是投入相同质量的铝，且酸和碱都足量时，溶液的质量变化值相等，所以天平仍然保持平衡。
10．下列各组离子一定能大量共存的是(　　)
A．在含有大量AlO的溶液中：NH、Na＋、Cl－、H＋
B．在强碱溶液中：Na＋、K＋、CO、NO
C．在PH＝12的溶液中：NH、Na＋、SO、Cl－
D．在c(H＋)＝0.1mol·L－1的溶液中：K＋、I－、CI－、NO
【答案】　B
【解析】　含大量AlO是在碱性条件下，NH、H＋都不能大量共存；C项PH＝12是强碱性溶液，NH不能大量共存；D项c(H＋)＝0.1mol·L－1是酸性溶液，NO在酸性溶液中有较强的氧化性，能氧化I－变为I2，B正确
11．将铝投入到一定量的NaOH溶液中，充分反应后，有2mol的电子发生转移，则参加反应的铝的物质的量为(　　)
A.mol　　 B．1mol　　
C．2mol　　 D.mol
【答案】　D
【点拔】　铝在参加反应时1 molAl可失去3mol电子，因此有2mol电子转移时需Al的物质的量为mol
12．将a mol钠和amol铝一同投入mg足量水中，所得溶液密度为dg·mL－1，该溶液中溶质质量分数为(　　)
A.% B.%
C.% D.%
【解析】　由2Na～2NaOH～H2↑
　　　 amol　amol　　a/2mol
　　　 2Al～2NaOH～2NaAlO2～3H3↑
　　　 amol　amol　　amol　　3a/2mol
得50a＋m－(＋a)×2＝46a＋m
所以，w(NaAlO2)＝×100%＝%。
【答案】　C
【点拔】　本题既考查了Na与H2O的反应，又考查了Al与NaOH的反应，应注意用关系式来进行计算。
二、非选择题
13．向一个铝制易拉罐中充满CO2，然后往罐内注入足量的浓NaOH溶液，立即用胶布密封罐口，不多会儿听到易拉罐“咔、咔”作响，发现易拉罐变瘪，再过一会儿易拉罐又鼓起来。
(1)易拉罐变瘪的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
反应的化学方程式为：
________________________________________________________________________。
(2)易拉罐又鼓起来的原因是：
__________________________________________________，
反应的离子方程式为：
________________________________________________________________________。
【解析】　充满CO2的易拉罐内注入浓NaOH溶液并封口后，CO2与浓NaOH溶液反应，则罐内压强减小；一段时间后，由于铝与浓NaOH溶液反应产生了氢气，压强又增大，罐会重新鼓起来。
【答案】　(1)易拉罐中的CO2与浓NaOH溶液反应，致使易拉罐内气压降低，从而使易拉罐被大气压压瘪2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O
(2)浓NaOH溶液与易拉罐(Al)反应产生H2，随着易拉罐内H2量的增多，气压增大，易拉罐又鼓起来　2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
14．为测定钠的相对原子质量，某同学设计了如图所示的反应装置，现有如下步骤：①称量A、B的总质量；②称取一定质量的钠；③将钠投入锥形瓶中并迅速塞紧带U形干燥管的橡皮塞；④用镊子取金属钠并用滤纸吸干煤油。有关数据是：称取的金属钠质量为a，A、B反应前总质量为b，反应后A、B的总质量为c。
请根据题意回答下列问题：
(1)实验步骤的顺序应为(填序号)
________________________________________________________________________。
(2)用a、b、c表示的钠的相对原子质量为
________________________________________________________________________。
(3)下列因素对实验结果分别有何影响？(填“偏大”、“偏小”、或“无影响”)
①没有B装置
________________________________________________________________________；
②用金属钠时未吸干煤油
________________________________________________________________________；
③称得的金属钠表面变暗后才放入锥形瓶
________________________________________________________________________；
④反应时，钠燃烧起来
________________________________________________________________________。
【解析】　该题的原理是：用Na和H2O反应时放出H2，通过测定H2的质量求出钠的相对原子质量，所以合理的操作顺序为①④②③①。又根据化学方程式：
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
2M　　　　　　　　　 2
a　　　　　　　　　　a＋b－c
则＝　所以M＝
对实验结果的分析：可由M＝的公式分析：①没有B装置(干燥装置)部分水将随H2而离开实验装置，M减小；②当钠上的煤油未吸干时，a增大，M增大；③将使分母变小，M增大；④钠燃烧起来，和水反应的钠减少，产生的H2也减少，则M增大。
【答案】　(1)①④②③①　(2)
(3)①偏小　②偏大　③偏大　④偏大
15．向500mL NaOH溶液中投入10.8g Al，二者恰好完全反应后，计算：
(1)Al的物质的量。
(2)参加反应的NaOH的物质的量和溶液的物质的量浓度。
(3)标准状况下生成H2的体积。
【解析】　根据物质的量、摩尔质量和质量之间的关系，n＝，能求出Al的物质的量。由反应的化学方程式能求出参加反应的NaOH和生成H2的物质的量，则能求出NaOH溶液的物质的量浓度及标准状况下H2的体积。
(1)Al的摩尔质量是27g·mol－1，
n(Al)＝＝0.4mol。
(2)设参加反应的NaOH物质的量是n。
则2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
　2mol　2mol
　0.4mol　n
＝
则n＝0.4mol
c(NaOH)＝＝0.8mol·L－1。
(3)设标准状况下生成的H2的体积是V(H2)。
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2mol　　　　　　　　　　　　　3×22.4L
0．4mol　　　　　　　　　　　　V(H2)
所以V(H2)＝＝13.44L
【答案】　(1)0.4mol
(2)参加反应的NaOH的物质的量是0.4mol，溶液的物质的量浓度是0.8mol·L－1
(3)13.44L
16．将21.2g的Na、Al、Fe三种金属的混合物分为两等份，一份加入到足量的盐酸中充分反应后得到标准状况下的氢气6.72L；再将另一份金属混合物加入到足量的NaOH溶液中，充分反应后得到标准状况下的氢气4.48L。
求：(1)原金属混合物中Na、Al、Fe三种金属的物质的量之比。
(2)如果将21.2g的这种混合物加入足量水中，过滤后将得到的溶液稀释到1L，求所得溶液的物质的量浓度。
【解析】　加入到足量的盐酸中发生反应：
2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑，
2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，
Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑；
加入到足量的NaOH溶液中发生反应：
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。
(1)设原混合物中Na、Al、Fe的物质的量分别为n1、n2、n3，据题意得
解之得n1＝n2＝n3＝0.2mol，
则n1∶n2∶n3＝1∶1∶1。
(2)所得溶液为NaAlO2溶液，且
n(Na)＝n(NaAlO2)＝0.2mol，
则c(NaAlO2)＝＝0.2mol/L。
【答案】　(1)1∶1∶1　(2)0.2mol/L
17．在隔绝空气的条件下，某同学将一块部分被氧化的钠块用一张已除氧化膜、并用针刺一些小孔的铝箔包好，然后放入盛满水且倒置于水槽中的容器内。待钠块反应完全后，在容器中仅收集到1.12L氢气(标准状况)，此时测得铝箔质量比反应前减少了0.27g，水槽和容器内溶液的总体积为2.0L，溶液中NaOH的浓度为0.050mol·L－1(忽略溶液中离子的水解和溶解的氢气的量)。
(1)写出该实验中发生反应的化学方程式。
(2)试通过计算确定该钠块中钠元素的质量分数。
【解析】　(1)有关反应的化学方程式：
①2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
②Na2O＋H2O===2NaOH
③2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
(2)反应的Al的物质的量为
n(Al)＝＝0.010mol
根据反应③可得由铝消耗NaOH的物质的量为
n(NaOH)＝0.010mol
生成的氢气的物质的量为n(H2)＝0.015mol
那么由金属钠生成的氢气的物质的量为
n(H2)＝－0.015mol＝0.035mol
根据反应①可得金属钠的物质的量为
n(Na)＝2×0.035mol＝0.070mol
又因为反应后溶液中的NaOH的物质的量为
n(NaOH)＝2.0L×0.050mol·L－1＝0.10mol
所以溶液中Na＋的总物质的量即原金属钠的总物质的量为
n(Na＋)＝0.10mol＋0.010mol＝0.11mol
n(Na2O)＝＝0.020mol
原钠块中钠元素的质量分数为
W＝×100%
＝56.5%
18．(福建龙岩一中2009－2010学年度高一上学期模块考试)取1.43g Na2CO3·xH2O溶于水配成10mL溶液，然后逐滴滴入稀盐酸直至没有气体放出为止，用去盐酸20mL，并收集到112mL CO2(标况)。
求：(1)稀盐酸物质的量浓度。
(2)Na2CO3·xH2O的摩尔质量。
(3)x值。
【解析】　根据题意，可得
Na2CO3　＋　2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑
1mol 2mol 22.4L
n(Na2CO3) n(HCl) 0.112L
则n(Na2CO3)＝＝0.005mol，
n(HCl)＝＝0.01mol。
因此c(HCl)＝＝＝0.5mol·L－1，
M(Na2CO3·xH2O)＝＝＝286g·mol－1。
因此Na2CO3·xH2O的相对分子质量为286。
则106＋18x＝286，解得x＝10。
【答案】　(1)0.5mol·L－1　(2)286g·mol－1　(3)10
课件46张PPT。生活中，你或许有这样的一些经验：铝制器具不能用来盛放醋、酸梅汤和碱水等物质。如果盛放这些物质的话，铝制器具有可能被腐蚀。当饮用水浑浊不清时，向水中加入明矾，静置一段时间，水便变得清澈。化学课上，小明给大家出了一道题：有两份无色溶液，一份是盐酸，一份是NaOH溶液，但都没有标签，怎样确定哪一份是盐酸，哪一份是NaOH溶液？大家想了很多办法，其中有一个同学的方案是：将两份溶液分别滴到铝片上，能产生气体的是盐酸，另一份就是氢氧化钠溶液。请思考：他的这个方案可行吗？
●梳理导引
1．铝与氢氧化钠溶液反应：向NaOH溶液中加入铝片，反应的现象是__________________________________________，化学方程式为________。铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放________食物，铝与酸反应和铝与NaOH溶液反应，都是铝原子________电子，表现出________性。2．化学方程式中化学计量数与化学计量间的关系
　　　　　　　2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
质量之比　　　46g　　36g　　　80g　　2g
计量数之比　　2　　　2　　　　2　　　1
扩大NA倍　　 2NA　　2NA　　　2NA　NA
物质的量之比2mol　　2mol　　　2mol　1mol
结论：化学方程式中化学计量数之比等于________、也等于________________，对于有气体参加的反应还等于__________________________________________。3．物质的量在化学方程式计算中的应用
(1)设：设所求物质的________为n(B)[或质量为m(B)，或气体标准状况下的体积为V(B)等]。
(2)写：写出有关的
_____________________________________________。
(3)标：在化学方程式有关物质的化学式下面标出________和________的有关物理量的关系，再代入已知量和未知量。
(4)列：列出________的数学表达式。
(5)算：计算答案。
(6)答：简明地写出答案。参考答案：
1．铝片逐渐溶解，产生大量气泡，形成无色溶液
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
酸性、碱性或咸的　失去　还原
2．各物质的物质的量之比　各物质的粒子数之比　气体体积之比
3．(1)物质的量　(2)化学方程式　(3)已知　未知　(4)含有未知量●问题探究
1．铝既能与酸反应，又能与碱反应，是两性物质吗？
提示：既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水一般是两性物质的特征性质，铝与酸反应生成盐和氢气，铝和碱溶液的反应实质是铝与水反应，但铝与水反应生成的产物氢氧化铝难溶于水，所以会阻止铝与水的进一步反应，铝与水反应生成的氢氧化铝能溶于碱中，从而使铝与水的反应能继续进行。
综上所述，铝不是两性物质。2．物质的量应用于化学方程式计算具体解题步骤有哪些思路？
提示：●细品教材
1．铝与酸的反应
铝在金属活动顺序表中位于氢前面，能置换出酸中的氢。强酸：2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑
弱酸：2Al＋6CH3COOH===6CH3COO－＋2Al3＋＋3H2↑
2．Al与NaOH溶液反应
①反应产生气体可以燃烧。
②反应分步进行： 2Al＋6H2O===2Al(OH)3＋3H2↑
2Al(OH)3＋2NaOH===2NaAlO2＋4H2O
总反应式为：
还原剂是Al，氧化剂是H2O。3．铝与酸或碱反应置换H2的关系
①铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足量。
②铝与氢氧化钠反应时，铝不足而氢氧化钠过量。
解题时应充分利用上述关系快速求解。●典例精析
【例1】　试设计实验证明铝与氢氧化钠溶液反应生成氢气。【解析】　将铝箔弄成球状，用镊子夹住放到倒置的盛满氢氧化钠溶液的试管口部，用排水法收集一试管气体并检验。如右图，由于NaOH溶液的腐蚀性，上述操作显然不安全。如果用右图所示的装置就会方便很多。
反应结束后可以在导管口点燃气体。如果将漏斗换成可以测量气体体积的量气装置(你不想设计一下吗？)还可以测定铝的相对原子质量。
【例2】　甲、乙两烧杯中各盛有100mL、3mol·L－1的盐酸和氢氧化钠溶液，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甲∶乙＝1∶2，则加入铝粉的质量为 (　　)
A．5.4g　　　 B．3.6g　　　
C．2.7g　　　 D．1.8g
【解析】　本题考查有关铝与酸、碱反应的过程计算。
【答案】　A
某无色透明溶液与铝反应放出H2，该溶液中可能含有大量的：H＋、K＋、Mg2＋、Cl－、OH－、NO3-、CO32-等离子，试推断：
第一种情况：一定有________离子，可能有__________离子；
第二种情况：一定有________离子，可能有__________离子。【解析】　铝既能与酸反应放出H2，也能跟碱溶液反应放出H2，只要分析在有大量H＋存在时可能共存的离子和有大量OH－存在时可能共存的离子，并使含有该离子的溶液无色即可。
某课外活动小组做如下实验：往一铝制易拉罐内充满CO2，然后往罐内注入足量的NaOH溶液，立即用胶布严封罐口，过一段时间后，他们发现罐壁内凹面瘪，再过一段时间后，瘪了的罐壁重新鼓起，解释上述实验现象。
(1)罐壁内凹面瘪的原因是________，反应的化学方程式是__________________________________。
(2)罐壁再鼓起来的原因是________，有关的化学方程式是__________________________________。(3)实验时，将“充满CO2”改为“放入一药匙白色固体”，其他不变，也能取得相同的实验效果。则该白色固体是________(写名称)。
【解析】　开始CO2溶于NaOH溶液，罐内气压减小，外界气压将易拉罐压瘪。之后铝制的易拉罐与NaOH溶液反应，产生H2，罐内压强又增大，易拉罐又鼓起。
【答案】　(1)NaOH溶液吸收CO2，罐内压强减小，外界气压将易拉罐压瘪　CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O　(2)Al表面氧化膜溶解后，Al与NaOH溶液反应产生H2
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
(2)干冰●细品教材
1．化学计量数
在中学化学中，化学计量数实际上就是化学方程式(包括离子方程式)中各反应物和生成物化学式前面的数字。任意物质B化学计量数的符号为μB。在中学化学中，以前一直将化学方程式中各物质化学式前面的数字叫做系数。2．化学计量数(μ)与物质的量(n)的关系
物质是由原子、分子或离子等微观粒子组成的，物质之间的化学反应也是这些粒子按一定的数目关系进行的。化学方程式可以明确地表示出化学反应中这些粒子之间的数目关系，即化学计量数μ的关系，例如：
　 H2＋Cl2 2HCl
①化学计量
数μ之比 　　1：　1?：　 　2
②粒子数之比1×6.02×1023：?1×6.02×1023：?2×
6．02×1023
③物质的量
之比　　　　　1mol：?1mol：?2mol从上述例子中不难看出，化学方程式中各物质的化学计量数之比，等于组成各物质的粒子数之比，因而也等于各物质的物质的量之比。因此，将物质的量(n)、摩尔质量(M)、气体摩尔体积(Vm)、物质的量浓度(c)等概念应用于化学方程式进行计算时，通过物质的量与化学计量数之间的关系以及物质的量与其他物理量之间的联系，能使化学计算变得更加简便。
3．物质的量应用于化学方程式计算的解题步骤
(1)设未知数。设出的未知数直接用各物理量的符号表示，如设参加反应的NaOH溶液的体积为V[NaOH(aq)]，并且不带单位。同时未知数的确定应合理利用化学方程式中的横向和纵向联系，使运算简便。
(2)写出有关化学方程式，并注意隐含条件。在方程式相关物质下面注明相应的关系量，比较复杂的数量关系可先化简。
(3)建立未知数和已知数之间的定量关系，可以是等式也可以是不等式。把已知量代入计算中，计算时都要带单位(已知量带单位，未知量不带单位)。
(4)运用数学工具选取容易解决的突破口求解，并写出答案。●典例精析
【例3】　向500mL NaOH溶液中投入10.8g Al，二者恰好完全反应后，计算：
(1)Al的物质的量。
(2)参加反应的NaOH的物质的量和溶液的物质的量浓度。
(3)生成标准状况下H2的体积。由反应的化学方程式能求出参加反应的NaOH和生成H2的物质的量，则能求出NaOH溶液的物质的量浓度及标准状况下H2的体积。
(1)Al的摩尔质量是27g·mol－1，
(2)设参加反应的NaOH物质的量是n。
则2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2　　　2
0.4mol　 n
【答案】　(1)0.4mol
(2)参加反应的NaOH的物质的量是0.4mol
NaOH溶液物质的量浓度是0.8mol/L
(3)标准状况下生成H2的体积为13.44L【例4】　取Na2CO3、NaHCO3固体若干克，加热一段时间后，收集到标准状况下的CO2气体1.12L，然后向剩余固体加入足量盐酸，充分反应后，又收集到标准状况下的CO2气体4.48L，将反应后的溶液蒸干、灼烧，得白色固体17.55g。求原混合物中Na2CO3、NaHCO3的物质的量。设Na2CO3、NaHCO3的物质的量分别为n(Na2CO3)、n(NaHCO3)
n(Na2CO3)＋n(NaHCO3)＝0.250mol(C原子守恒)
2n(Na2CO3)＋n(NaHCO3)＝0.300mol(Na＋守恒)
n(Na2CO3)＝0.05mol
n(NaHCO3)＝0.200mol
【答案】　n(Na2CO3)＝0.05mol，n(NaHCO3)
＝0.200mol
【点拔】　若用常规解法、分析、计算过程繁杂，且容易出错，运用“守恒法”，解题过程简明得多。
甲乙两烧杯中各盛有100mL 3mol·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甲∶乙＝1 ∶ 2，则加铝粉质量为
(　　)
A．5.4g　　　 B．3.6g　　　
C．2.7g　　　 D．1.8g
【解析】　本题考查Al与酸、与碱反应放出H2的有关计算。其反应原理为：
2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑根据题意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↑
6mol　　　　　 3mol
3mol·L－1×0.1L　 0.15mol
则Al与NaOH反应生成的H2为0.15mol×2＝0.3mol
2Al＋2NaOH＋2H2O===3H2↑＋2NaAlO2
2×27g　　　　　　　　3mol
5．4g　　　　　　　　0.3mol
即投入的铝粉为5.4g。
【答案】　A
(浙江湖州菱湖中学2009－2010学年度高一月考，25)有铁和铝的混合物共8.2克，与350mL盐酸恰好完全反应，在标准状况下，共收集到7.84L的氢气。问：
(1)氢气的物质的量是多少？
(2)铁的质量是多少克？
(3)盐酸的物质的量浓度？【解析】　n(H2)＝7.84L÷22.4L·mol－1＝0.35mol，设铁的物质的量为x，铝的物质的量为y，则：
Fe　＋　2HCl　===　FeCl2　＋　H2↑
1mol 2mol 1mol
x 2x x
2Al　＋　6HC　===　2AlCl3　＋　3H2↑
2mol 6mol 3mol解之，得：x＝0.05mol，y＝0.2mol
故，m(Fe)＝0.05mol×56g·mol－1＝2.8g，
n(HCl)＝2×0.05mol＋3×0.2mol＝0.7mol，
c(HCl)＝0.7mol÷0.35L＝2mol·L－1。
【答案】　略
●资料备选
地球上最多的金属——铝
许多人常常以为铁是地壳中最多的金属。其实，地壳中最多的金属是铝，其次才是铁。铝占整个地壳总重量的7.45%，差不多比铁多一倍！地球上到处都有铝的化合物，像最普通的泥土中，就含有计多氧化铝。说了这么多，铝到底是一种什么样的金属呢？铝：一种化学元素，化学符号Al，原子序数13，相对原子质量26.981539，属第三周期ⅢA族。铝是一种银白色的轻金属，纯净的铝很软，可以压成很薄的箔，现在包糖果、香烟的“银纸”，其实大都是铝箔。在生活中，我们到处都可以看到铝的“影子”。我们平常使用的硬币，是铝制的；在厨房里，我们还可以看到铝锅、铝盆、铝勺……然而，在一百多年前，铝却被认为是一种稀罕的贵金属，价格比黄金还贵，甚至还被列为“稀有金属”之一。真是怪事，铝怎么比金子还贵？这件事说起来也不奇怪。因为铝的价值贵贱，完全取决于炼铝工业的水平。在一百多年前，人们用钠还原法来制造铝，当时钠的价格十分昂贵，所以铝的价格就更加贵了。据说有一次法国皇帝拿破仑三世举行了一次宫廷宴会，来宾都用金碗喝酒，惟独皇帝一人在用铝碗，来宾都对皇帝的铝碗羡慕不已。然而到了19世纪末，人们发明了大量生产铝的方法，这时铝的价格一下子跌了许多，人们才开始普遍使用铝制产品。
发现：1825年丹麦H.C.奥斯特用无水三氯化铝与钾汞齐作用，并蒸掉汞后得到金属铝。1854年H.S.C.德维尔用金属钠还原氯化钠和氯化铝的熔盐，制得金属铝，并在1855年的巴黎博览会上展示。1886年C.M.霍尔和P.L.T.埃鲁分别发明了电解氧化铝和冰晶石的熔盐制铝法，使铝的价格大降，成为可供实用的金属。
存在：铝在地壳中的含量为8%，仅次于氧和硅。它广泛分布于岩石、泥土和动植物体内。岩石中的铝主要以硅酸铝形式存在。岩石风化时，硅酸铝沉积为黏土矿或脱水成铝土矿。刚玉是纯的结晶氧化铝，含铝矿石还有明矾、冰晶石等。第3章 第2节 第1课时
一、选择题(每小题有1个选项符合题意)
1．下列关于氧化物的叙述中，正确的是 (　　)
A．酸性氧化物都可以与强碱溶液反应
B．与水反应生成酸的氧化物都是酸性氧化物
C．金属氧化物都是碱性氧化物或两性氧化物
D．不能与酸反应的氧化物一定能与碱反应
【答案】　A
【点拔】　酸性氧化物是指与碱反应生成盐和水的氧化物，但能与水反应生成酸的氧化物并不一定是酸性氧化物，如3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，NO2并非酸性氧化物。金属氧化物中的Fe3O4既不是碱性氧化物，也不是两性氧化物，如CO既不与酸反应，也不与碱反应，所以正确选项为A。
2．(河南内乡高中2009－2010学年度高一月考，19)金属钠分别与下列溶液反应时，既有沉淀析出，又有气体生成的是 (　　)
A．BaCl2　　　　　　　 B．K2SO4溶液
C．FeCl3溶液 D．NaHCO3溶液
【解析】　由于金属钠很活泼，因此将金属钠与盐溶液反应时，钠先与水反应生成NaOH和H2，生成的NaOH再与盐溶液中的溶质发生复分解反应，A、B两项中Na与H2O反应生成的NaOH不与盐溶液中的溶质反应，C项Na与H2O反应产生H2和NaOH，生成的NaOH与FeCl3反应生成Fe(OH)3沉淀，D项中Na与H2O反应生成的NaOH与NaHCO3反应生成Na2CO3，不是沉淀。
【答案】　C
3．下列物质必须隔绝空气和水蒸气保存的是 (　　)
①Na　②NaOH　③Na2O　④Na2O2　⑤Na2CO3
⑥NaCl
A．①④　　　　　　　　 B．②③④⑤
C．①②③④ D．①②③④⑤
【答案】　C
【点拔】　①③④均能与H2O反应，NaOH易吸水潮解。
4．向紫色石蕊试液中加入过量的Na2O2粉末振荡，可观察到的现象为 (　　)
A．溶液仍为紫色
B．溶液最终变蓝色
C．最终溶液褪色，而无其他现象
D．溶液中有气泡产生，溶液最终变为无色
【答案】　D
【点拔】　2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑因为有氧气产生，所以溶液中有气泡。又Na2O2有漂白性故最终溶液变为无色。
5．鉴别下列各物质，只能采用焰色反应的是 (　　)
A．K2CO3和NaCl B．KCl和Na2CO3
C．NaCl和MgCl2 D．NaCl和KCl
【答案】　D
【点拔】　A、B选项中可依据Ca2＋CO===CaCO3↓来鉴别，C中可用NaOH来鉴别，而D项中皆含Cl－，由生成沉淀的反应来鉴别显然是做不到的，只能靠焰色反应鉴别。
6．(福建莆田四中2009－2010高一月考)将一块银白色的金属钠放在空气中会发生一系列的变化：表面迅速变暗→“出汗”→变成白色固体(粉末)，下列有关叙述不正确的是(　　)
A．表面迅速变暗是因为钠与空气中的氧气反应生成了氧化钠
B．该过程的所有化学反应均为化合反应
C．“出汗”是因为生成的氢氧化钠吸收空气中的水蒸气在表面形成了溶液
D．最后变成碳酸钠粉末
【解析】　NaOH与CO2反应不是化合反应，而是复分解反应。
【答案】　B
7．下列有关焰色反应叙述正确的是 (　　)
A．氯化钠在火焰上灼烧时使火焰呈黄色
B．焰色反应是金属单质的特性
C．连续做两个试样时，应将铂丝用稀硫酸洗净并灼烧到无特殊颜色
D．可用洁净的铁丝代替铂丝进行焰色反应
【答案】　D
【点拔】　焰色反应是金属元素的特性，不论该金属元素是游离态还是化合态，在火焰上灼烧时产生的颜色是相同的；这也是一个极为灵敏的实验，所以在连续做多个试样时每次都要用稀盐酸洗涤并灼烧到无特殊颜色时为止。由于铁在灼烧时没有特殊的颜色，所以能用它代替铂丝进行实验，其他如镍(Ni)等也能代替铂进行实验。
8．在相同条件下，总质量为2g的CO和H2的混合气体，在O2中完全燃烧后全部通过足量的Na2O2固体，则固体质量增加 (　　)
A．2g B．1g
C．18g D．无法计算
【答案】　A
【点拔】　此题初看无法计算。如根据发生反应的方程式可找出其中隐藏的解题突破口。
2CO＋O22CO2、2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2将两方程式相加得：CO＋Na2O2===Na2CO3。即被CO“吸收”的O2又在下一个反应中完全“释放”了，即相当于CO全部进入Na2O2固体中了，即固体增加的质量就是CO的质量。同理：将2H2＋O2H2O、2H2O＋2Na2O2===4NaOH＋O2↑相加得：H2＋Na2O2===2NaOH。即固体增加的质量就是H2的质量。
9．下列关于Na2CO3和NaHCO3的性质的比较中，不正确的是 (　　)
A．热稳定性：Na2CO3＞NaHCO3
B．常温时的溶解度：NaHCO3＜Na2CO3
C．与稀盐酸反应的剧烈程度：Na2CO3＞NaHCO3
D．等质量的固体与足量盐酸反应放出CO2的质量NaHCO3＞Na2CO3
【答案】　C
【点拔】　NaHCO3受热易分解，热稳定性差，Na2CO3受热难分解，热稳定性好，故A选项正确；一般来说，酸式盐的溶解度比正盐的溶解度大，如Ca(HCO3)2易溶，而CaCO3难溶，但对于Na2CO3和NaHCO3来说，却正好相反，故B选项正确；与盐酸反应时，
NaHCO3与盐酸直接反应，生成CO2，即：HCO＋H＋===H2O＋CO2↑，而Na2CO3与盐酸反应时，CO先转化为HCO后再生成CO2，即：CO＋H＋===HCO，HCO＋H＋===H2O＋CO2↑，故C选项错误；等质量(mg)的Na2CO3和NaHCO3产生的CO2物质的量分别为mol和mol。故D选项正确。
10．碳酸氢钠受热容易分解为碳酸钠。现加热5.00g的碳酸钠和碳酸氢钠的混合物，使碳酸氢钠完全分解，混合物质量减少了0.31g，则混合物中碳酸钠的质量为(　　)
A．3.38g B．4.58g
C．4.16g D．4.41g
【答案】　C
【点拔】　“差量法”是解化学计算题的主要技巧之一。假设原混合物中NaHCO3的质量为x，则：
2NaHCO3===Na2CO3＋H2O＋CO2↑　△m
84×2　　　　　　　　　　　84×2－106＝62
x　　　　　　　　　　　　　　　　0.31g
解得：x＝0.84g，则原混合物中Na2CO3的质量为：5.00g－0.84g＝4.16g。
11．某干燥粉末可能由Na2O、Na2O2、Na2CO3、NaHCO3、NaCl中的一种或几种组成。将该粉末与足量的盐酸反应有气体X逸出，X通过足量的NaOH溶液后体积缩小(同温、同压下测定)。若将来原混合粉末在空气中用酒精灯加热，也有气体放出，且剩余固体的质量大于原混合粉末的质量。下列判断正确的是 (　　)
①粉末中一定有Na2O、Na2O2、NaHCO3
②粉末中一定不含有Na2CO3和NaCl
③粉末中一定不含有Na2O和NaCl
④无法肯定粉末中是否含有Na2CO3和NaCl
A．①② B．②③
C．③④ D．①④
【解析】　与盐酸反应产生气体的物质可能为Na2O2(产生O2)、NaHCO3和Na2CO3(产生CO2)，气体X通过NaOH溶液后体积缩小，说明气体X由O2和CO2组成，原粉末中一定有Na2O2，Na2CO3和NaHCO3中至少有一种。将原粉末加热，有气体放出，说明混合物中一定有NaHCO3，但NaHCO3受热分解会使固体粉末质量减少，而实际上剩余固体的质量却增加了，原因只能是发生了反应：2Na2O＋O22Na2O2。综上分析，混合物中一定有Na2O、Na2O2、NaHCO3，无法确定混合物中是否有Na2CO3和NaCl。
【答案】　D
12．如图：在密封容器中，一部分装入2.3g金属钠，另一部分装入HgO，同时加热两部分，若加热后容器内的空气成分未变，那么装入容器中的HgO是 (　　)
A．21.66g B．20.06g
C．1.60g D．10.83g
【解析】　金属钠将HgO分解所产生的氧气全部吸收，产物应该是过氧化钠，所以2.3g金属钠完全反应后生成的过氧化钠为0.05mol，而反应后空气成分没变，所以HgO分解产生的O2为0.05mol，则氧化汞的质量为0.05mol×2×200.6g/mol＝20.06g。
【答案】　B
二、非选择题
13．把ag固体NaHCO3加热分解一段时间后，固体质量变为bg。
(1)尚未分解的NaHCO3质量为________g。
(2)生成的Na2CO3质量为________g。
(3)当b为________g时，表明NaHCO3完全分解。
【解析】　本题采用差量法。
设已经分解的NaHCO3的质量为x，生成的Na2CO3的质量为y
2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O↑　△m
2×84　　　　　106　　　　　　　　　　62
　x　　　　　　　y　　　　　　　　(a－b)g
解得：x＝g，y＝(a－b)g即分解的
NaHCO3为g，未分解的NaHCO3为
[a－]g＝g，生成Na2CO3的质量为g＝(a－b)g。
若NaHCO3完全分解，则b为：
2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O↑
2×84　　　　106
a　　　　　　b
b＝g＝g。
【答案】　(1)　(2)(a－b)　(3)
14．向盛有水的试管里加入Na2O2，再向所得的溶液中滴入2滴酚酞，溶液先呈________色，但很快________，原因是________________。该反应的离子方程式为______________________，电子转移数目为______，氧化剂为______，还原剂为______，氧化剂与还原剂的质量比为______。
【答案】　红　褪色　与水反应生成NaOH，Na2O2有强氧化性
2Na2O2＋2H2O===4Na＋＋4OH－＋O2↑
2　Na2O2　Na2O2　1?1
15．取Na2CO3和NaHCO3的混合物27.4g，加热到质量不再减少为止，剩余固体物质的质量为21.2g，试计算原混合物中Na2CO3和NaHCO3各为多少克？
【解析】　固体质量减少的原因是发生了化学反应：
2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O↑
设原混合物中NaHCO3的质量为m，则
2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O↑　△m
2×84　　　　　　　　　　　　　　44＋18＝62
m　　　　　　　　　　　　　　(27.4－21.2)g
m＝＝16.8g
所以原混合物中Na2CO3质量为27.4g－16.8g＝10.6g
【答案】　Na2CO3?10.6g　NaHCO3?16.8g
【点拔】　本题应用了差量法的计算方法。
16．现有NaHCO3和Na2CO3·xH2O的混合物，为了测定x值，某同学采用如图所示的装置进行实验(CaCl2、碱石灰均足量)。
(1)A装置的作用是_________________________________________________________。
(2)B装置的作用是_________________________________________________________。
(3)C装置的作用是__________________________________________________________。
(4)若在装置A的试管中装入NaHCO3和Na2CO3·xH2O的混合物3.7g，用酒精灯加热到反应完全，此时B管增重1.89g，C管增重0.22g，则x的值为________。
(5)该装置还不是很完善，可能使测定结果偏小，应如何改进________。为什么？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【解析】　(4)B管增重1.89g是产生的H2O的质量，H2O来于NaHCO3的分解和Na2CO3·xH2O失水，C管增重0.22g是NaHCO3分解产生的CO2的质量，由CO2的质量可求出NaHCO3的质量及其产生的H2O的质量。
2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O
2×84g　　　　　　　　44g　　18g
0．84g　　　　　　　　0.22g　　0.09g
即Na2CO3·xH2O的质量为3.7g－0.84g＝2.86g，Na2CO3·xH2O含水：1.89g－0.09g＝1.80g，在Na2CO3·xH2O中：＝，即＝，得x＝10。
【答案】　(1)加热，使NaHCO3分解，使Na2CO3·xH2O失水
(2)吸收反应中生成的水
(3)吸收反应中生成的CO2
(4)10
(5)在C装置后再加一个装有碱石灰的U形管　为了防止空气中的CO2和H2O被C装置中的碱石灰吸收
17．有4种钠的化合物W、X、Y、Z，它们之间存在如下关系：
①WX＋H2O＋CO2↑
②Z＋CO2―→X＋O2
③Z＋H2O―→Y＋O2↑
④X＋Ca(OH)2―→Y＋CaCO3↓
试回答下列问题：
(1)W、X、Y、Z的化学式分别是：W：______________、X：________、Y：________、Z：________。
(2)以上4个化学反应，属于氧化还原反应的是____(填反应序号)，反应中氧化剂是______(写化学式)，还原剂是______(写化学式)。
(3)若④反应在溶液中进行，写出其离子方程式以及能用该离子方程式表示的另一个化学反应的化学方程式：①离子方程式：____________________。②化学方程式：________________________________________________________________________。
【解析】　①反应可认定为NaHCO3的分解反应：
2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，该反应是非氧化还原反应。将X(Na2CO3)代入②③两反应，逆推可知Z为Na2O2，Y为NaOH：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2,2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，以上两反应都是氧化还原反应，且Na2O2既是氧化剂又是还原剂。这样，④反应为Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH，其离子反应为CO＋Ca2＋===CaCO3↓。多数可溶性碳酸盐和Ca(OH)2的反应都可用此离子方程式表示，其反应不是氧化还原反应。
【答案】　(1)NaHCO3　Na2CO3　NaOH　Na2O2
(2)②③　Na2O2　Na2O2
(3)Ca2＋＋CO===CaCO3↓，
Ca(OH)2＋K2CO3===2KOH＋CaCO3↓
【点拨】　本题属于元素化合物知识的推断填空题，解此类题的关键是找准突破口，如反应①WX＋H2O＋CO2↑的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，就是题目的突破口，由X为Na2CO3推导，则问题相应解决。
18．固体A、B都只含两种元素，且A、B中所含元素的种类完全相同，A、B中两元素的原子个数比分别为2?1和1?1。A、B都能跟水反应：A＋H2O===2X,2B＋2H2O===4X＋O2↑，用洁净的铂丝蘸取X溶液灼烧，火焰呈黄色。是A的化学式为__________________，B的化学式为______________。B与CO2反应的化学方程式为______________________________，在上述反应中，氧化剂是________，还原剂是__________________，转移电子数为________。
【答案】　Na2O　Na2O2　2Na2O2＋2CO2＝2Na2CO3＋O2　Na2O2　Na2O2　2e－
【点拨】　突破口在A、B与水反应的形式及X的焰色反应；由X溶液灼烧的焰色呈黄色可知X为钠的化合物，再结合A、B组成及与水反应的形式即可推知A、B分别是Na2O、Na2O2，在反应2Na2O2＋2CO2＝2Na2CO3＋O2中，Na2O2既是氧化剂，又是还原剂。
19．(福建厦门杏南中学2009－2010学年度高一月考，20)钠在空气中燃烧(下左图)生成产物的固体物质中除有黄色粉末外，还有黑色固体物质——碳。
(1)请假设黑色固体物质可能产生的原因是：
假设①___________________________________________________________________；
假设②___________________________________________________________________。
(2)为确认以上其中一种假设的正误，某同学进行如下推断：由于金属钠与氧的结合能力比碳强，因此黑色碳可能是二氧化碳与金属钠发生置换反应而生成。该同学设计实验如下：用打孔器钻取一段金属钠，取中间一小块钠放在充满二氧化碳气体的试管(上右图)中加热，观察到钠燃烧发出黄色火焰，并有黄色固体和黑色固体生成，生成的黄色固体立即变成白色。请回答下列问题：
①用打孔器这种方法取金属钠的原因是___________________________________
________________________________________________________________________；
②产生以上现象的可能的化学反应方程式为：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【解析】　钠浸泡在煤油中，表面会浸有檫不尽的煤油，所以钠燃烧时表面的煤油也会不完全燃烧产生黑色的碳；另外，钠中可能含有杂质等均有可能产生黑色固体碳。
【答案】　(1)①金属钠上没有擦干净的煤油不完全燃烧后生成碳，②酒精不完全燃烧生成的碳；③酒精燃烧产生的二氧化碳与金属钠反应生成的碳；④金属钠中含有杂质；⑤金属钠中的杂质反应后的生成物等(要求填两种即可)。
(2)①保证所取的是纯净的钠；
②2Na＋CO2C＋Na2O2，
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
课件60张PPT。第二节　几种重要的金属化合物(共3课时) 大家都知道海水是咸的，是因为海水里面含有NaCl等物质，NaCl是人们饮食中必不可少的调味品，水溶液呈中性；为了使蒸出的馒头松软多孔，没有酸味，和面时要掺入一定量的小苏打……食盐和小苏打中都含有钠元素，你还知道哪些含钠元素的化合物？它们有何性质？有什么用途？
钠的氧化物有氧化钠和过氧化钠。同一种元素形成的不同化合物，所呈现出的性质千变万化，为我们呈现了一个琳琅满目难以穷尽的物质世界。你要想详细了解钠的重要化合物，请随我们一块走进教材第二节，几种重要的金属化合物。 ●梳理导引
1．Na2O是________色固体，Na2O2是________色粉末。Na2O与水反应的化学方程式为________________________________，Na2O2与H2O反应的化学方程式：__________________________________。Na2O2与CO2反应的化学方程式____________________________________。Na2O属于________(填“酸性”“碱性”或“两性”)氧化物，Na2O2________(填“是”或“不是”)碱性氧化物，______(填“有”或“无”)漂白性。 2．碳酸钠俗名__________，____________色固体，受热________(填“难”或“易”)分解，溶解度________(填“大于”或“小于”)碳酸氢钠。转化为碳酸氢钠的化学方程式是__________________________________。碳酸氢钠俗名________，______色固体，受热________(填“难”或“易”)分解，化学方程式为______________________________。Na2CO3和NaHCO3都能跟盐酸反应，写出反应的化学方程式____________________、______________________；NaHCO3还能与NaOH等碱反应，化学方程式为_______ 。 3．____________________________叫焰色反应。做焰色反应一般用________丝，实验前后都应该用________将它们洗净，具体操作是______________________________________________。钠的焰色反应是________色，钾的焰色反应应该透过________观察，颜色为________。参考答案：
1．白　淡黄　Na2O＋H2O===2NaOH
2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑　2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2　碱性　不是　有
2．纯碱或苏打　白　难　大于
Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3　小苏打　白　易
2NaHCO3 Na2CO3＋H2O＋CO2↑
Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑
NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑
NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O 3．金属或它们的化合物在灼烧时会使火焰呈现特殊的颜色　铂(或光洁无锈的铁)　盐酸　将铂丝放在酒精灯外焰上灼烧，至与原来的火焰颜色相同为止；做焰色反应后，将铂丝用盐酸洗净，在外焰上灼烧至没有颜色　黄　蓝色钴玻璃　浅紫色●问题探究
1．Na2O与Na2O2哪个更稳定？
提示：稳定性往往与活泼性相反，即越易与其他物质反应，其稳定性越差。氧化钠受热可转变成过氧化钠，说明其稳定性较差。
常温下，Na在空气中会发生变化，生成Na2O；加热时，则生成Na2O2。Na2O受热时，会继续反应，生成Na2O2。从反应条件和反应过程中可看出：Na2O2更稳定。2．甲、乙两同学都来制取较纯净的碳酸钠溶液，分别设计了下列实验方案：
甲：用图1所示实验装置，将大理石与稀盐酸反应得到的CO2直接通入氢氧化钠溶液中。
乙：用图2所示，将氧氢化钠溶液分成两等份，用下列实验装置，再将大理石与稀盐酸反应得到的CO2，经饱和碳酸氢钠溶液洗涤后，长时间通入其中一份氢氧化钠溶液中，并将所得溶液小心加热煮沸1～2分钟，以赶走溶解在溶液中的过量CO2；再将另一份氢氧化钠溶液与此份溶液混合。哪位同学能获得较纯净的碳酸钠？为什么？乙同学的加热煮沸有没有必要？ 提示：向氢氧化钠溶液中通入二氧化碳时，若二氧化碳不足，则得到的是碳酸钠和氢氧化钠的混合物；若二氧化碳大于NaOH的物质的量、小于2倍的NaOH的物质的量，则得到的是碳酸钠和碳酸氢钠的混合物；若二氧化碳大于2倍的NaOH的物质的量，则得到NaHCO3。即二氧化碳的量很难控制。根据化学方程式：NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O，等物质的量的NaHCO3和NaOH混合生成Na2CO3。如果乙同学不对溶有CO2气体的碳酸氢钠溶液加热煮沸以赶尽溶解的CO2，则溶解的CO2与氢氧化钠反应，最终得到的是NaHCO3和Na2CO3的混合物。 结论：乙同学，因为用这样的方法得到了与氢氧化钠等物质的量的碳酸氢钠，等物质的量的氢氧化钠和碳酸氢钠恰好完全反应，生成碳酸钠。
答案：乙同学。向氢氧化钠溶液中通CO2，很难把握CO2的量，少了，含有氢氧化钠，多了，又有碳酸氢钠。而用等物质的量的碳酸氢钠与氢氧化钠反应，两者恰好完全反应，生成的是碳酸钠。煮沸是为了除去碳酸氢钠溶液中溶解的CO2，因碳酸氢钠在100℃以上才分解，所以这里的煮沸，不会使碳酸氢钠发生分解。 ●细品教材
1．Na2O
离子化合物，O元素为－2价，一种白色固体，化学性质：
Na2O＋H2O===2NaOH
Na2O＋CO2===Na2CO3
Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O
2Na2O＋O2 2Na2O2Na2O与Na2O2 2．Na2O2
离子化合物，O元素为－1价，一种淡黄色固体，化学性质：强氧化性；漂白性。
3．有关Na2O2与CO2、H2O的反应
2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2
2H2O＋2Na2O2===4NaOH＋O2↑
(1)物质的量的关系
无论是CO2或H2O的单一物质还是二者的混合物，通过足量的Na2O2时，CO2或H2O与放出O2的物质的量之比均为2：1。 (2)气体体积关系
若CO2和水蒸气的混合气体(或单一气体)通过足量的Na2O2，气体体积的减少量为原混合气体体积的 ，即为生成氧气的量。
(3)电子转移关系
当Na2O2与CO2、H2O反应时，每产生1mol O2转移2mol电子。(4)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＋CO===Na2CO3、Na2O2＋H2===2NaOH(实际上两反应不能发生。)
(5)先后顺序关系
一定量的Na2O2与一定量CO2和H2O(g)的混合物的反应，解决问题时可视作Na2O2先与CO2反应，待CO2反应完成后，Na2O2再与H2O发生反应，但实际情况复杂得多。 温馨提示：(1)Na2O由Na＋和O2－组成，离子个数比为2 ：1，Na2O2由Na＋和 组成，离子个数比也为2：1。
(2)Na2O是碱性氧化物，而Na2O2不是碱性氧化物。
(3)生成条件：Na2O——钠在常温下缓慢氧化；Na2O2——钠燃烧或加热。
4．Na2O2的用途
(1)呼吸面具
(2)潜水艇
(3)漂白剂、杀菌剂 ●典例精析
【例1】　下列各组中的两物质作用时，反应条件或反应物用量的改变，对生成物没有影响的是 (　　)
A．Na与O2　　　　　　B．Na2O2与CO2
C．NaOH与CO2 D．碳与O2
【解析】　A中常温下两者反应生成Na2O，燃烧时生成Na2O2；B项Na2O2与CO2反应只生成Na2CO3和O2，与反应物用量和反应条件无关；C中CO2不足时生成Na2CO3，CO2过量时生成NaHCO3；D中O2不足时生成CO，O2过量时，碳充分燃烧，生成CO2，因此只有B项符合题意。
【答案】　B【点拔】　考查反应条件和反应物用量对化学反应的影响。【例2】　(山东五莲2009－2010学年度上学期期中考试)把3.6g的CO与H2组成的混合气体与足量的O2充分燃烧后，立即通入足量的Na2O2固体中，固体的质量增加为 (　　)
A．2.1g B．3.6g
C．7.2g D．无法确定【解析】　CO燃烧生成CO2，CO2与Na2O2反应：2CO＋O2 2CO2,2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2，可以看到固体增重等于CO的质量。H2燃烧生成H2O，H2O与Na2O2反应：2H2＋O2 2H2O,2H2O＋2Na2O2===4NaOH＋O2,可以看到固体增重等于原来H2的质量。因此3.6g的CO与H2组成的混合气体燃烧后通入足量的Na2O2固体，固体的质量增加3.6g。
【答案】　B
下列对于Na2O、Na2O2的比较正确的一项是(　　)
A．Na2O2、Na2O都是钠的氧化物，都是碱性氧化物
B．Na2O、Na2O2都是易溶于水(与水反应)的白色固体
C．Na2O2在和CO2的反应中既是氧化剂又是还原剂
D．Na2O2与水反应时，1mol Na2O2转移2mol电子
【答案】　C
【解析】　A项：Na2O2与水反应除了生成NaOH外，还有O2生成，所以Na2O2只是Na的氧化物，但不是碱性氧化物；B项：Na2O2是淡黄色固体；C项：Na2O2与CO2反应时电子转移关系：
Na2O2中－1价O变成了 －2价O和零价O2所以说，Na2O2既是氧化剂又是还原剂；D项：Na2O2与H2O反应时，Na2O2中－1价氧变成了－2价O和零价O2故1mol Na2O2转移1mol电子。
如下图装置，试管中盛有水，气球a中盛有干燥的Na2O2颗料。U形管中注有浅红色的水。将气球用橡皮筋紧缚在试管口。实验时将气球中的Na2O2抖落到试管b的水中，将发生的现象是 (　　)A．U形管内红水褪色
B．试管内溶液变红
C．气球a被吹大
D．U形管水位d＞c
【解析】　此题解答时容易因定向思维而错选A、B，是因为没有注意到浅红色的水是在U形管中而非试管中。由于发生反应2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，产生O2使气球膨胀，该反应放出大量热量，使广口瓶中空气受热膨胀而出现U形管中水位d＞c。
【答案】　CD 【点拔】　因为各种习题万变不离其宗，所以审清题意、回归基础是我们学好化学最重要的一个环节。
●细品教材
1．碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应
NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑
Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑
实验设计　在两支试管中分别加入3mL稀盐酸，将两个各装有少量等质量的Na2CO3、NaHCO3粉末的小气球分别套在两支试管口。将气球内的Na2CO3和NaHCO3同时倒入试管中，比较它们放出CO2的快慢。 实验现象　①两组化学试剂分别混合后都生成无色气体，气球体积膨胀；②碳酸氢钠与盐酸混合比碳酸钠与盐酸混合气球膨胀得快且大。
实验结论　碳酸氢钠与盐酸反应产生气体比碳酸钠与盐酸反应产生气体快。 2．碳酸钠、碳酸氢钠的热稳定性
实验设计　把Na2CO3放在试管里，约占试管容积的 ，往另一支试管里倒入澄清的石灰水(如下图)，然后加热，观察澄清的石灰水是否起变化，换上一支放入同样体积NaHCO3的试管，加热，观察澄清石灰水的变化。
实验现象　加热Na2CO3时澄清石灰水不变浑浊，加热NaHCO3时澄清石灰水变浑浊。实验结论　Na2CO3受热没有变化，而NaHCO3受热后放出了CO2。Na2CO3的热稳定性强，NaHCO3的热稳定性很弱，受热易分解：
2NaHCO3 Na2CO3＋H2O＋CO2↑
温馨提示：(1)应用NaHCO3和Na2CO3之间的热稳定性的差别，可以鉴别NaHCO3和Na2CO3两种盐的固体。
(2)利用此理原可除去Na2CO3中的NaHCO3。 ●典例精析
【例3】　有两个无标签的试剂瓶，分别装有Na2CO3和NaHCO3，有4位同学为鉴别它们采用了以下不同的方法，其中可行的是 (　　)
A．分别配成溶液，再加入澄清石灰水
B．分别配成溶液，再加入NaOH溶液
C．分别加热，再检验是否有使石灰水变浑浊的气体产生
D．分别配成溶液，再进行焰色反应 【解析】　A项中的石灰水与Na2CO3和NaHCO3皆能发生反应产生CaCO3沉淀。B项中NaOH虽然只与NaHCO3反应：NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O，但并无明显现象。D项由于两试剂中皆含有Na元素，故也不能用焰色反应区分。C项加热时，只有NaHCO3受热分解，2NaHCO3 Na2CO3＋H2O＋CO2↑，产生的CO2可使澄清石灰水变浑浊，故可用来鉴别。
【答案】　C 【点拔】　对不同的物质进行区分鉴别时，要求各物质的实验现象明显不同，且操作简单易行，这是设计实验时应充分注意的问题。【例4】　取NaHCO3、Na2CO3、NaCl的混合物100g，加热到质量不再改变不止，剩下残渣84.5g。将此残渣加入过量盐酸200g，至气泡不再产生后，称量全部溶液的质量为251.5g。求混合物中NaCl的质量。
【解析】　解：设混合物中NaHCO3质量为x ，生成Na2CO3质量为y。【答案】　混合物中NaCl的质量为5g。
(2009·全国Ⅱ)下列叙述中正确的是 (　　)
A．向含有CaCO3沉淀的水中通入CO2至沉淀恰好溶解，再向溶液中加入NaHCO3饱和溶液，有CaCO3沉淀生成
B．向Na2CO3溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸，生成的CO2与原Na2CO3的物质的量之比为1?2
C．等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应，在同温同压下，生成的CO2体积相同
D．向Na2CO3饱和溶液中通入CO2，有NaHCO3结晶析出：【解析】　CaCO3与CO2反应生成Ca(HCO3)2，再加入NaHCO3，因为二者不反应故没有现象，A项错误；向Na2CO3溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸，发生反应：Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl仅生成NaHCO3，无CO2气体放出，B项错误；等质量的NaHCO3和Na2CO3，其中NaHCO3的物质的量多，与足量HCl反应时，放出的CO2多，C项错误；Na2CO3饱和溶液中通入CO2发生的反应为：Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3↓，由于NaHCO3的溶解性较小，故有结晶析出，D项正确。
【答案】　D
将某碳酸钠和碳酸氢钠混合物2.74g加热到质量不再变化时，剩余物质的质量为2.12g。求混合物中碳酸钠的质量分数。
【答案】　38.7%
【点拔】　解：剩余物质2.12g为Na2CO3，(2.74－2.12)g为分解放出的气体的质量。
方法Ⅰ：设混合物中Na2CO3的质量为x，NaHCO3的质量为y。
●细品教材
实验中的几个问题：
1．做焰色反应的载体为什么用铂丝？能用别的材料代替铂丝吗？
因铂丝灼烧时火焰没有特殊颜色，因此常用铂丝作焰色反应的载体，其他凡是灼烧时火焰没有特殊颜色的金属都可以用焰色反应的载体。如光洁无锈的铁丝或镍、铬、钨丝等。2．实验步骤：(可用五个字描述：洗、烧、蘸、烧、观)。
(1)做过焰色反应实验的铂丝为什么要洗？
因为做焰色反应实验时，铂丝上会沾附着金属离子，再做焰色反应实验时，沾附的金属离子会干扰焰色反应实验现象，因此再做焰色反应实验时，必须将原来沾附的金属离子洗掉。(2)做过焰色反应实验的铂丝用什么试剂洗？原因是什么？
用盐酸洗铂丝。因为盐酸能溶解金属化合物，使金属离子容易洗净；盐酸灼烧火焰呈无色，容易判断金属离子是否洗净；盐酸生成金属氯化物在灼烧时易汽化挥发而使焰色明显。因此选用盐酸洗。
(3)铂丝洗后为什么要烧？烧到什么程度？
铂丝用盐酸洗后需检验是否洗净，必须经过灼烧才能确定，另外通过灼烧可以使一部分金属离子挥发，除掉用盐酸洗后残留在铂丝上的少量金属离子。灼热时烧到火焰呈无色为止。
(4)灼烧时为什么要在酒精灯的无色火焰处进行？
因为酒精灯的有色火焰会干扰金属离子的焰色反应现象，因此灼烧时必须要在酒精灯的无色火焰处进行(最好用煤气灯，因它的火焰颜色较浅)。 (5)进行钾及钾的化合物发生焰色反应实验时，为什么要透过蓝色钴玻璃去观察？
因钾及钾的化合物中可能混有钠元素，而钠的黄色火焰能掩盖钾的浅紫色火焰，而蓝色钴玻璃能滤去黄色的光，这样可以避免钾与钾的化合物中混有钠元素所造成的干扰。因此进行钾及钾的化合物焰色反应实验时，要透过蓝色钴玻璃去观察。
若用K2CO3和Na2CO3的混合物作焰色反应实验时，直接观察到黄色火焰，透过蓝色的钴玻璃观察，则为紫色火焰。 ●典例精析
【例5】　某物质灼烧，焰色反应为黄色，下列判断正确的是 (　　)
A．该物质一定是钠的化合物
B．该物质一定是含钠元素
C．该物质一定是金属钠
D．不能确定该物质是否含钾元素【解析】　钠的焰色反应是钠单质或钠离子即钠元素具有的性质，故B正确；钠元素的焰色对钾元素的焰色存在干扰，故D也对。
【答案】　BD
【点拔】　(1)焰色反应的元素对象是金属元素，物质对象是单质或化合物。
(2)焰色反应并不是化学反应，但钠、钾等金属单质在燃烧过程中既有化学反应又有焰色反应。
(3)不是所有金属元素都能发生焰色反应。
(4)焰色反应常用于对金属元素(主要考查钠和钾)进行鉴别或鉴定。
用光洁的铂丝蘸取某无色溶液，在无色灯焰上灼烧时观察到黄色火焰，则下列有关该无色溶液的叙述中正确的是 (　　)
A．只含有Na＋
B．一定含Na＋，也可能含K＋
C．既含Na＋又含K＋
D．一定含有钠盐【解析】　该题是对焰色反应现象的逆推判断。焰色呈黄色，说明一定有Na＋，而K＋的焰色浅紫色会被黄色掩盖，不影响实验结果，有无K＋不能确定，A、C项都不对。另外根据溶液呈电中性知不可能仅含一种阳离子，还必须有阴离子，若阴离子为酸根离子，则溶液中含钠盐，若阴离子为OH－，则溶液中含烧碱，即含钠不一定是含钠盐，故D项不对。
【答案】　B ●资料备选
“纯碱”一词的由来
我国工业将无水碳酸钠(Na2CO3)称为“纯碱”。第一次世界大战前，我国所需要的碳酸钠除少量是国内生产的天然碱外，其余全部靠进口，称之为“洋碱”。大战爆发后，由于交通梗阻，碱源断绝，国内曾一度出现碱荒。为解国民缺碱之若，1917年我国著名的实业家范旭东先生在天津筹建了永利制碱公司，1920年在天津墉沽兴建了碱厂，聘请我国化工专家侯德榜任总工程师。该厂经努力研制，终于生产出了优质碳酸钠，产品畅销国内，并远销日本及东亚其他某些国家。中国人非要使用“洋碱”不可的时代一去不复返了。当时人们兴高采烈，范旭东先生抓起一把碱面，激动地说：“多么纯净，多么洁白呀！我们就叫它纯碱吧！”从此，“纯碱”就成了无水碳酸钠在我国工商业中常用的名称。
第3章 第2节 第2课时
一、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)
1．铝在人体内会慢慢蓄积，其引起的毒性缓慢，且不易察觉。然而，一旦发生代谢紊乱的毒性反应，则后果严重。下列关于铝毒的防治策略正确的一组为 (　　)
①引导人们合理开发和利用各种铝资源，从根本上减少铝的排放和流失；②有节制地使用铝制品，避免食物或饮用水与铝制品之间的接触或沾染；③改良不合理的饮食习惯，尽量减少铝的入口途径，如丢开Al(OH)3制剂，改用胃动力药物等；④利用现代科技手段设法消除或减轻铝毒危害，如改进水处理工艺，采用新型产品和高新技术
A．只有①②　　　　　　　 B．只有②④
C．只有②③④ D．全部
【答案】　D
2．日常生活中常用铝制炊具，它质轻且坚固耐用，其中的原因是(　　)
A．铝很不活泼，不易与其他物质反应
B．铝虽然很活泼，但是只能在高温下才能反应
C．铝制品表面有一层致密的氧化物薄膜，起保护作用
D．铝制品表面镀有一层铜，可以保护铝
【答案】　C
【点拔】　铝很活泼，常温下与氧气反应，生成一层致密且坚固的氧化膜，能阻止铝继续氧化，故铝有一定的抗腐蚀能力。铝制品就是利用了铝的这个性质。
3．有关铝或它的化合物的说法错误的是(　　)
A．铝是活泼金属，所以在常温下不能用铝器储存浓硫酸
B．铝能在空气中稳定存在是因为其表面覆盖着一层保护膜
C．氧化铝是一种难熔物质，是一种较好的耐火材料
D．氢氧化铝能中和胃酸，可用于制胃药
【答案】　A
4．下列反应的离子方程式书写正确的是(　　)
A．铝片放入氢氧化钠溶液中：
Al＋2OH－===AlO＋H2↑
B．Na与水反应：Na＋2H2O===Na＋＋H2↑＋2OH－
C．向AlCl3溶液中加入过量NaOH溶液：
Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓
D．AlCl3溶液中滴入过量的氨水：
Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH
【答案】　D
【点拔】　A和B两项电荷不守恒；C项NaOH过量，产物应是AlO。
5．现有100mL 3mol/L的NaOH溶液和100mL 1mol/L的AlCl3溶液。①将NaOH溶液分多次加到AlCl3溶液中；②将AlCl3溶液分多次加到NaOH溶液中。比较两次操作的现象是(　　)
A．现象相同，沉淀质量不等
B．现象相同，沉淀质量也相等
C．现象不同，沉淀质量相等
D．现象不同，沉淀质量不等
【答案】　C
【点拔】　题中氢氧化钠与氯化铝的物质的量之比为3?1，若将两溶液直接混合，恰好完全反应生成氢氧化铝沉淀，故两实验最终得到的氢氧化铝沉淀的质量相等，然后根据所学知识推断出实验现象。
实验①的现象是沉淀量逐渐增加直至最大值，实验②先生成偏铝酸钠，无沉淀，而后偏铝酸钠与铝离子反应生成氢氧化铝沉淀，现象是开始无沉淀，而后产生沉淀，沉淀量逐渐增加直至最大值。
反应现象、产物的种类或量的多少与反应物加入的顺序有关的试题，常常考查，往往以计算、鉴别题的形式出现，需要我们熟悉常见的顺序题的反应原理和现象。
6．熔化固体NaOH的坩埚不能选用(　　)
A．Al2O3坩埚
B．MgO坩埚
C．铁坩埚
D．瓷坩埚(成分中含有SiO2，SiO2是酸性氧化物)
【解析】　MgO坩埚、铁坩埚均不与碱反应，瓷坩埚的成分中含有SiO2，SiO2是酸酐，能与NaOH反应，所以不能选A、D。
【答案】　AD
7．有一块铝铁合金，将其溶解于足量盐酸中，再加入过量NaOH溶液，在空气中静置至红褐色沉淀不再增加时，将沉淀滤出再灼烧至恒重。得到残留物的质量与原合金质量相同，则合金中铝的质量分数是(　　)
A．22.2% B．30%
C．75.5% D．80.6%
【答案】　B
【点拔】　反应过程为HCl
由于铝铁合金与得到的Fe2O3质量相同，则相当于Fe2O3中的氧代替了原合金中的Al，故原合金中铝的质量分数＝Fe2O3中氧的质量分数＝×100%＝30%。
8．把Ba(OH)2溶液滴入明矾溶液中，使SO全部转化成BaSO4沉淀，此时铝元素的主要存在形式是(　　)
A．Al3＋ B．Al(OH)3
C．AlO D．Al3＋和Al(OH)3
【答案】　C
【点拔】　当KAl(SO4)2中SO全部沉淀时，加入的OH－与Al3＋的物质的量之比为4?1，故铝元素的存在形式为AlO。
9．向一定量的下列物质的溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液，先生成白色沉淀，后沉淀逐渐溶解，这种物质是(　　)
A．MgSO4 B．NaAlO2
C．AlCl3 D．FeCl3
【答案】　C
【点拔】　Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓(白色)，
Mg(OH)2不溶于过量的氢氧化钠溶液中；NaAlO2与氢氧化钠溶液不反应，无沉淀产生；Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓(白色)，Al(OH)3能溶于过量的氢氧化钠溶液中：Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O；Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓(红褐色)，Fe(OH)3不溶于过量的氢氧化钠溶液中。
10．下列变化不可能通过一步实验直接完成的是(　　)
A．Al(OH)3→Al2O3 B．Al2O3→Al(OH)3
C．Al→AlO D．Al3＋→Al(OH)3
【答案】　B
【点拔】　2Al(OH)3Al2O3＋3H2O
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH。
11．有Mg、Al混合粉末10.2g，将它溶于500mL 4mol·L－1的盐酸里，若要使沉淀质量达到最大值，则需加入2mol·L－1NaOH溶液的体积为(　　)
A．1000mL B．500mL
C．100mL D．15mL
【解析】　由化学反应方程式：
Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑
2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaCl
AlCl3＋3NaOH===Al(OH)3↓＋3NaCl
可知，当镁、铝全部以Mg(OH)2、Al(OH)3沉淀的形式存在时，此时沉淀达到最大值，且溶液中仅有的溶质是NaCl，由
n(Na＋)＝n(Cl－)得：
n(NaCl)＝n(HCl)＝n(NaOH)
0．5L×4mol·L－1＝2mol·L－1×V[NaOH(aq)]
V[NaOH(aq)]＝1L，即1000mL。
【答案】　A
12．向20mL 1mol·L－1的Al2(SO4)3溶液中加入30mL KOH溶液，充分反应得到0.78g沉淀，则KOH溶液的物质的量浓度可能是(　　)
A．1mol·L－1 B．3mol·L－1
C．5mol·L－1 D．7mol·L－1
【解析】　方法一　从Al3＋的物质的量与沉淀
Al(OH)3的物质的量相比较可推测KOH的两种情况：①KOH不足量时，n(KOH)＝3n[Al(OH)3]，
②KOH过量时，n(KOH)＝4n(Al3＋)－n[Al(OH)3]，解题过程可分为以下两步进行：
(1)求Al3＋和Al(OH)3沉淀的物质的量：
n(Al3＋)＝0.02L×1mol·L－1×2＝0.04mol
n[Al(OH)3]＝＝0.01mol
(2)①当KOH不足时：
n(KOH)＝3n[Al(OH)3]＝3×0.01mol＝0.03mol
c(KOH)＝＝1mol·L－1
②当KOH过量时：
n(KOH)＝4n(Al3＋)－n[Al(OH)3]＝
4×0.04mol－0.01mol＝0.15mol
c(KOH)＝＝5mol·L－1
方法二　采用图像法求解，用纵坐标表示生成的
Al(OH)3的物质的量，横坐标表示KOH的物质的量。
当生成沉淀0.01mol时，①需KOH 0.03mol；
②需KOH 0.15mol，进而求出对应浓度。
熟练掌握Al(OH)3的两性及Al(OH)3沉淀图像，即可求解。
【答案】　AC
13．(甘肃会宁五中2009－2010学年度第一学期期末质检试卷)向MgSO4和Al2(SO4)3的混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液。下列图象中，能正确表示上述反应的是(横坐标表示加入NaOH溶液的体积，纵坐标表示反应生成沉淀的质量)(　　)
【解析】　向MgSO4和Al2(SO4)3的混合溶液中滴加NaOH溶液，开始溶液中的Mg2＋和Al3＋可与OH－结合生成Mg(OH)2和Al(OH)3沉淀，当NaOH溶液过量时，Al(OH)3又会溶解，最后只剩余Mg(OH)2沉淀，因此D正确。
【答案】　D
【点拨】　能够互滴鉴别的几组无色溶液：Na2CO3溶液和盐酸、AlCl3溶液与NaOH溶液、Na[Al(OH)4]溶液和盐酸。
14．已知Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓，现用稀酸、氢氧化钠溶液和金属铝为原料制取Al(OH)3，甲、乙、丙三位同学分别设计了如下途径：
甲：AlAl2(SO4)3Al(OH)3
乙：AlNaAlO2Al(OH)3
丙：―→Al(OH)3
现要制得等量的Al(OH)3，下列说法正确的是(　　)
A．三者消耗原料一样多
B．甲消耗的原料最多
C．乙消耗的原料最少
D．丙消耗的原料最少
【解析】　2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑ ①
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ ②
Al2(SO4)3＋6NaOH===2Al(OH)3↓＋3Na2SO4 ③
2NaAlO2＋H2SO4＋2H2O===Na2SO4＋2Al(OH)3↓ ④
Al2(SO4)3＋6NaAlO2＋12H2O===8Al(OH)3↓＋3Na2SO4⑤
生成等量的Al(OH)3，各途径消耗的原料铝是相同的，但消耗的H2SO4和NaOH的量不相同。
甲：发生反应①和③
4Al～6H2SO4～12NaOH～4Al(OH)3
乙：发生反应②和④
4Al～4NaOH～2H2SO4～4Al(OH)3
丙：发生反应①、②和⑤
Al～H2SO4～Al2(SO4)3
3Al～3NaOH～3NaAlO2～4Al(OH)3
可见，生成等量的Al(OH)3，丙消耗的原料最少，甲消耗的原料最多。
【答案】　BD
二、非选择题
15．某同学用稀的盐酸清洗铝制水壶中的水垢(主要成分是碳酸钙和氢氧化镁)，该同学的方法是否合理________(填“合理”或“不合理”)，原因是________________________________________________。
写出洗涤过程中可能发生的化学方程式
(1)______________________________________；
(2)______________________________________；
(3)______________________________________；
(4)______________________________________。
【答案】　不合理　除去水垢后能与铝反应
(1)CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑
(2)Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O
(3)2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
(4)Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O
16．A是一种无色透明的晶体，进行如下实验：
①取少量A晶体做焰色反应实验，透过蓝色钴玻璃观察，火焰呈紫色；②取少量A晶体溶于水可以得到无色的溶液，该溶液使石蕊变红；③取少量A的溶液加过量氨水，有白色沉淀B生成；④过滤除去③中的B后，在滤液中滴加氯化钡溶液，有白色沉淀C生成，C不溶于稀硝酸；⑤取少量B滴加氢氧化钠溶液，得无色溶液D；⑥取少量B滴加盐酸，得无色溶液E；⑦将47.4g A晶体在120℃下加热脱水，剩余物的质量为25.8g。
根据上述实验和结果确定A、B、C、D、E，写出它们的化学式。
A：__________，B：__________，C：__________，
D：__________，E：__________
【解析】　本题要求用定性与定量相结合的方法推断物质，既考查了以铝的化合物为主的物质的性质，又考查了综合能力。由实验①知晶体含钾元素，由实验④知晶体中含有SO。由实验②③⑤⑥知B是Al(OH)3，晶体A中含有Al3＋，故综合①～⑥知A是KAl(SO4)2·xH2O，由⑦所给数据可求出x＝12，由此可确定A及其他物质的化学式。
【答案】　KAl(SO4)2·12H2O　Al(OH)3　BaSO4　NaAlO2　AlCl3
17．在一定条件下可实现下图所示物质之间的变化：
请填写以下空白：
(1)孔雀石的主要成分是CuCO3·Cu(OH)2(碱式碳酸铜)受热易分解。上图中的F是________。
(2)写出明矾溶液与过量KOH溶液反应的离子方程式________________________________________________________________________。
(3)上图中所得G和D都为固体，混合后在高温下可发生反应，写出该反应的化学方程式
________________________________________________________________________。
(4)每生成1mol D，同时生成________mol E。
【解析】　首先应弄清所有发生的反应。孔雀石受热分解的反应，在中学没有出现过，但可从碳酸盐及Cu(OH)2的热分解反应迁移类推，所以，F为CO2，则G为CuO；A中能与CO2反应生成沉淀的只有KAlO2，它们反应后生成沉淀Al(OH)3，Al(OH)3受热分解生成水和B，则B为Al2O3，电解熔融的Al2O3得到的固体是铝(D)，E为氧气，G和D“都为固体”，分别为CuO和Al，二者发生铝热反应，得熔化的铜与Al2O3。按化学方程式中的系数比可得生成1mol D时E的物质的量。
【答案】　(1)CO2
(2)Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O
(3)3CuO＋2Al3Cu＋Al2O3　(4)3/4
【点拨】　熟练地掌握Al及其化合物的一些性质。
18．取10.5g表面氧化了的铝片，投入到100mL NaOH溶液中，两者恰好完全反应，放出氢气6.72L(标准状况下)，最终溶液的体积按100mL计，则该NaOH溶液的物质的量浓度为多少？
【答案】　表面氧化了的铝片与氢氧化钠溶液的反应为：
Al2O3＋2NaOH＋3H2O===2Na[Al(OH)4]
2Al＋2NaOH＋6H2O===2NaAl(OH)4＋3H2↑
生成氢气的物质的量为：6.72L/22.4L·mol－1＝0.3mol
由关系式 2Al～2NaOH～3H2
　　 2mol　 2mol　 3mol
　 0.2mol　0.2mol　0.3mol
则Al2O3的物质的量为：
＝0.05mol。
由关系式 Al2O3～2NaOH
1mol　　　2mol
　 0.05mol　　0.1mol
故c(NaOH)＝＝3mol/L。
答：NaOH溶液物质的量浓度为3mol/L。
课件39张PPT。商店里的铝制品五颜六色，有的金黄，有的碧绿，有的鲜红……这些颜色，并不是像涂漆一样涂上去的，而是利用氧化铝的吸附作用吸附着色的。
铝在空气中会迅速被氧化，表面生成致密的氧化物薄膜，保护里面的铝不再继续被氧化，但自然氧化形成的薄膜一般只有几微米厚，不耐磨擦，也不能用来着色。要进行铝的氧化着色，首先是在铝表面制造较厚的氧化膜，做法是用1?4的硫酸做电解液，铝制品为阳极，碳棒为阴极进行电解，大约经半小时，铝制品表面生成较厚的氧化膜，可达几十微米，里面有很多孔隙，可以吸附染料分子，铝制品在染色液中浸泡后，染料即被氧化膜吸附，铝制品显示出颜色，最后将染色的铝制品放进封闭液中进行加热，使孔隙封闭。这样，铝制品表面的颜色就会长期保持。
从上面介绍的生产过程可以看到，铝制品氧化着色处理有两个作用：一是氧化膜加厚，增加耐磨性；二是着色后鲜艳美观。 ：●梳理导引
1．氧化铝是________色固体，熔点________，______溶于水。氧化铝的用途：__________________________。氧化铝是________性氧化物，它与HCl、NaOH溶液反应的离子方程式分别为______________________________、____________________________________________。2．Al(OH)3是________固体，________溶于水，具有________性。Al(OH)3能溶于________或__________，是________氢氧化物，它与HCl、NaOH反应的离子方程式分别为___________________________________________，____________________________________________。氢氧化铝受热________稳定，其受热分解的化学反应方程式为______________________________________________。●问题探究
1．我们称氧化铝为两性氧化物、氢氧化铝为两性氢氧化物，铝和碳酸氢钠都是既能和酸反应又能和碱反应，那么铝和碳酸氢钠是两性物质吗？
提示：不是。因为铝跟强碱溶液反应是分三步进行的：
第一步　NaOH溶解铝表面的氧化膜：Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O
第二步　失去保护膜的铝跟水反应：2Al＋6H2O===2Al(OH)3＋3H2↑第三步　NaOH溶解Al(OH)3：Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O
将二、三两步合并得：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
由以上反应可知，铝并不直接和碱反应，强碱只起了溶解氧化膜和氢氧化铝的作用，所以铝不是两性物质，只是具有像NaHCO3那样，既能和酸反应又能和碱反应的两种性质。2．Al2O3是两性氧化物，为什么铝却能在冷浓硫酸或冷浓硝酸中发生钝化？
提示：氧化铝有各种存在的形式，其性质不完全相同。铝在冷浓硫酸或冷浓硝酸中钝化时，生成的是致密的氧化铝薄膜，它既不溶于酸，也不溶于碱，保护了里面的金属铝不再与酸反应。铝条与Hg(NO3)2溶液反应后放置在空气中生成的是疏松的氧化铝，因此金属铝可以继续与氧气反应。通常实验室里新制的氧化铝是两性化合物，既能溶于酸，又能溶于强碱。
●细品教材
1．物理性质
白色固体，不溶于水，熔点高，良好的耐火材料。自然界中纯净的Al2O3为无色晶体，俗称刚玉，硬度仅次于金刚石，可作入造宝石。温馨提示：(1)既能跟酸反应生成盐和水，又能跟碱反应生成盐和水的氧化物叫做两性氧化物。
(2)两性氧化物是物质类别，氧化物可分为酸性氧化物、碱性氧化物、两性氧化物、不成盐氧化物(CO、NO)、过氧化物(Na2O2)等。
(3)金属氧化物不一定是碱性氧化物。如Al2O3为金属氧化物，却是两性氧化物。
(4)ZnO也是两性氧化物，它与NaOH反应的化学方程式为：ZnO＋2NaOH===Na2ZnO2＋H2O。 ●典例精析
【例1】　下列关于Al2O3的说法正确的是 (　　)
A．Al2O3也可以通过分解反应制得
B．Al2O3是两性氧化物
C．Al2O3非常致密，所以可用铝制容器盛HCl和NaOH等
D．擦去表面氧化铝的铝条，在酒精灯上灼烧时，熔化的铝纷纷滴落下来【解析】　A项：4Al＋3O 2Al2O3，Al(OH)3是不溶性碱，所以Al(OH)3受热分解也可制取Al2O3，
2Al(OH)3 Al2O3＋3H2O；B项：Al2O3与酸、碱反应后都生成盐和水，所以是两性氧化物；C项：Al2O3能与HCl、NaOH反应，所以HCl、NaOH溶液不能盛放在铝制容器中；D项：擦去氧化膜的铝条，在酒精灯上加热时，由于铝很活泼，接着与O2反应又生成一层氧化铝，包在熔化的铝的外层，使得Al不会滴落下来。
【答案】　AB【点拔】　要熟悉物质的性质、制法，这样才能全面掌握某一物质的制备等问题。
既能与盐酸反应又能与氢氧化钠溶液反应的化合物是 (　　)
①Al　②NaHCO3　③Al2O3　④Mg(OH)2
⑤Al(OH)3
A．①②③⑤　　　　　B．①④⑤
C．②③⑤ D．①③④
【解析】　注意审题，题目要求是“化合物”，防止错选A。
【答案】　C【点拔】　看清题目要求，掌握常见的既能与酸反应又能与碱反应的化合物。
温馨提示：氢氧化铝是白色不溶于水的胶状物质，表面积大，有强吸附作用，用于净水、吸附色素。Al(OH)3只有在与强酸反应生成盐和水时才能表现出碱性，也只有在与强碱反应生成盐和水时才表现出酸性。Al(OH)3不溶于H2S、H2CO3等很弱的酸，也不溶于弱碱如NH3·H2O等。 2．硫酸铝钾的主要性质和用途
明矾是无色晶体，易溶于水。因Al3＋的水解反应，其水溶液显酸性。
Al3＋＋3H2O?? Al(OH)3＋3H＋
明矾水解所产生的胶状的Al(OH)3吸附能力很强，可以吸附水里的悬浮杂质形成沉淀，使水澄清。所以明矾常用作净水剂。 温馨提示：硫酸铝钾和明矾均属于盐类当中的复盐。复盐，即由两种金属阳离子(含 )与一种酸根离子组成的盐，或者说，复盐是由两种简单的盐复合而成的盐。但复盐是纯净物，不是混合物。
明矾又属于矾类物质。矾，即某些硫酸盐的含水结晶。在中学化学里常见的矾，除明矾以外，还有蓝矾(CuSO4·5H2O)、绿矾(FeSO4·7H2O)等。 ●典例精析
【例2】　(广东实验中学2009－2010学年度高一上学期期末考试)有一镁、铝合金，作适量稀硫酸恰好完全溶解，再加入氢氧化钠溶液，析出沉淀的物质的量随氢氧化钠的体积关系如右图所示，则原合金中镁、铝物质的量比为 (　　)A．2?1　　　　　　　 B．4?1
C．1?1 D．1?2
【解析】　根据图像可以看出使Mg2＋和Al3＋完全沉淀消耗的NaOH是使Al(OH)3溶解消耗NaOH的4倍。
设Mg2＋和Al3＋的物质的量分别为x和y。
根据反应：Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，
Al3＋＋2OH－===Al(OH)3↓，
Al(OH)3＋OH－=== ＋2H2O，
则2x＋3y＝4y，解得x?y＝1?2。
【答案】　D ：：：：：：【例3】　用含少量镁的铝片制取纯净的氢氧化铝，下述操作步骤中最恰当的组合是 (　　)
①加盐酸溶解；②加烧碱溶液溶解；③过滤；④通入过量CO2生成Al(OH)3沉淀；⑤加入盐酸生成Al(OH)3沉淀；⑥加入过量烧碱溶液生成Al(OH)3沉淀。
A．①⑤⑥③ B．②③⑥③
C．②③④③ D．②③⑤③ 【答案】　C【点拔】　对于某些最佳选择题中，往往给出2个或2个以上具有类似性的可选项，此时必须从两者的差别中进行分析比较，才能得出正确结论。
(广东中山市高一级2009－2010学年度第一学期期末统一考试)下列关于Al(OH)3的性质叙述错误的是 (　　)
A．Al(OH)3是两性氢氧化物
B．Al(OH)3是难溶于水的白色胶状物质
C．Al(OH)3能凝聚水中的悬浮物，也能吸附色素
D．Al(OH)3既溶于NaOH溶液、氨水，又能溶于盐酸
【解析】　Al(OH)3是两性氢氧化物可溶于强酸或强碱溶液，但不溶于弱碱氨水，不溶于弱酸碳酸。
【答案】　D
向100mL 2mol·L－1的AlCl3溶液中，逐滴加入NaOH溶液100mL时产生沉淀为7.8g，则加入NaOH溶液的物质的量浓度是 (　　)
A．1mol·L－1 B．1.5mol·L－1
C．3mol·L－1 D．7moL·L－1
【解析】　7.8g Al(OH)3的物质的量为0.1mol＜0.2mol，不是最大值，则有两种情况。
【答案】　CD 【点拔】　当Al3＋与OH－反应时，随着两者物质的量之比不同，生成Al(OH)3沉淀的量也不同，需特别指出的是，生成一定量的Al(OH)3时，Al3＋与OH－的物质的量之比也不一定唯一，只要n[Al(OH)3]＜n(Al3＋)，n(Al3＋)、n(OH－)就有两个比例关系存在；一个是Al3＋有余OH－不足；另一个是n(OH－)＞3n(Al3＋)，过量的OH－又将部分Al(OH)3溶解。 ●资料备选
思维误区警示
1．常见金属氧化物的颜色
Na2O白色、CaO白色、MgO白色、Al2O3白色、Fe2O3红棕色、Cu2O红色、PbO黄色、Ag2O褐色、FeO黑色、Fe3O4黑色、CuO黑色、MnO2黑色。
2．常见微溶难溶氢氧化物的颜色
Ca(OH)2、Mg(OH)2、Al(OH)3、Fe(OH)2、Zn(OH)2均为白色　Fe(OH)3红褐色　Cu(OH)2蓝色 3．弱碱(如NH3·H2O等)不能使Al(OH)3转变为AlO2-，很弱的酸(如H2CO3等)不能使Al(OH)3转变为Al3＋。因为Al(OH)3的电离程度太小，只有大量的H＋或OH－才能使平衡发生移动。
4．Al(OH)3的溶解度很小，而且无论酸式或碱式电离的程度都很小，但其碱性略强于酸性，所以，虽然说氢氧化铝是两性氢氧化物，但仍属于弱碱。 第1章 第3节 第3课时
一、选择题(每小题有1个选项符合题意)
1．向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中加入100mL浓度为1.0mol·L－1的盐酸，恰好使混合物完全溶解，有气体放出，所得溶液中加入KSCN溶液后无血红色出现。若用足量的CO在高温下还原相同质量此混合物，能得到铁的质量是(　　)
A．11.2g　　　　　　　　 B．5.6g
C．2.8g D．1.4g
【答案】　C
【点拔】　Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O；
Fe＋2FeCl3===3FeCl2。由题意“恰好使混合物完全溶解”及“加入KSCN溶液后无血红色出现”，可知溶液中无Fe3＋，为FeCl2溶液，即Fe、FeO、Fe2O3中的Fe全部转化到FeCl2中 。
因n(Cl)＝0.1L×1.0mol/L＝0.1mol。所以n(Fe)＝0.05mol，则m(Fe)＝0.05mol×56g/mol＝2.8g。
2．(山东五莲2009－2010学年度上学期期中考试)苹果汁是人们喜欢的饮料。由于此饮料中含有Fe2＋，现榨的苹果汁在空气中会由淡绿色变为棕黄色。若榨汁时加入维生素C，可有效防止这种现象发生。这说明维生素C具有(　　)
A．氧化性 B．还原性
C．碱性 D．酸性
【解析】　现榨的苹果汁在空气中会由淡绿色变为棕黄色，是因为溶液中的Fe2＋被空气中的氧气氧化生成Fe3＋，加入维生素C可有效防止这种现象发生，说明维生素C首先被空气中的O2氧化，而使溶液中的Fe2＋不发生反应，因此维生素C具有较强的还原性。
【答案】　B
3．下列反应，其产物的颜色按红色、红褐色、淡黄色、蓝色顺序排列的是(　　)
①金属钠在纯氧中燃烧　②FeSO4溶液中滴入NaOH溶液，并在空气中放置一段时间　③FeCl3溶液中滴入KSCN溶液　④无水硫酸铜放入医用酒精中
A．②③①④ B．③②①④
C．③①②④ D．①②③④
【答案】　B
【点拔】　产物及颜色分别为：①Na2O2—淡黄色；
②Fe(OH)3—红褐色；③[Fe(SCN)n]3－n—红色；
④CuSO4·5H2O—蓝色。
4．向50g FeCl3溶液中投入一定量的钠，待反应完毕后，过滤，得到仍有黄色的溶液45.9g，则投入钠的质量为(　　)
A．4.6g B．4.1g
C．6.9g D．9.2g
【答案】　C
【点拔】　设投入钠的质量为x。由下面方程式得溶液质量减少量△m＝2×107＋3×2－6×23＝82，溶液质量实际减少量为50g－45.9g＝4.1g。
2FeCl3＋6Na＋6H2O===2Fe(OH)3↓＋6NaCl＋3H2↑　△m
　　　6×23　　　　　2×107　　　　　3×2　 82
x　　　　　　　　　　　　　　　　 4.1g
解得x＝6.9g
5．取适量的铁粉投入到氯化铁溶液中，完全反应后，溶液中的Fe3＋和Fe2＋浓度相等，则已反应的Fe3＋和未反应的Fe3＋的物质的量之比是(　　)
A．2:?3 B．1:?1
C．3:?2 D．1:?2
【答案】　A
【点拔】　铁粉与氯化铁溶液反应Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，设溶液反应后Fe2＋物质的量为3mol，则反应掉的Fe3＋为2mol，剩余Fe3＋为3mol，所以已反应的Fe3＋和未反应的Fe3＋的物质的量之比为2:?3。
6．在含有Fe3＋和Cu2＋的溶液里，加过量铁粉，反应完全，滤出金属残渣，其质量恰好与加入铁粉的质量相等，则原混合溶液里的Fe3＋与Cu2＋的物质的量之比为(　　)
A．2:?3 B．1:?7
C．3:-?5 D．2:?7
【答案】　D
【点拔】　设Fe3＋与Cu2＋的物质的量分别为x、y，则有：
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
x　　　
Cu2＋＋Fe===Fe2＋＋Cu　△m
64　　56　　　　　　　　8
y　　　　　　　　　　　8y
根据题意，与Fe3＋反应的Fe的质量等于Fe与Cu2＋反应增加的质量，即：×56g·mol－1＝8y，解得：
＝。
7．要证明某溶液中不含Fe3＋，而可能含有Fe2＋，进行如下实验操作时最佳顺序为(　　)
①加入少量氯水　②加入少量KMnO4溶液
③加入少量KSCN溶液
A．①③ B．③②
C．③① D．①②③
【答案】　C
【点拔】　本实验的目的有两个，一是证明原溶液不含Fe3＋，二是证明原溶液可能含有Fe2＋。要证明后者必须先将Fe2＋氧化为Fe3＋，为此需要先证明原溶液中不含Fe3＋，所以正确的顺序为③①。
8．在硫酸亚铁、硫酸铁和硫酸铜溶液中加入镁粉，充分反应后，滤出的不溶物除铜粉外，尚有少量铁粉，那么在滤液中(　　)
A．肯定有Fe2＋，可能有Fe3＋
B．肯定有Fe2＋，可能有Fe3＋、Cu2＋
C．可能有Fe3＋，可能有Cu2＋
D．只有Fe2＋，没有Fe3＋和Cu2＋
【答案】　D
【点拔】　由于氧化性：Fe3＋＞Cu2＋，因此铁粉与硫酸铁和硫酸铜反应时，按如下顺序依次进行
①2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋；
②Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋。
由于滤出的不溶物除了铜粉外，尚有少量铁粉，因此上述反应①②进行完全，则滤液中只有Fe2＋。
9．在氯化铁、氯化铜和盐酸的混合溶液中加入铁粉，待反应结束后，所剩余的固体滤出后能被磁铁吸引，则反应后溶液存在较多的阳离子是(　　)
A．Cu2＋ B．Fe3＋
C．Fe2＋ D．H＋
【答案】　C
【点拔】　解此题要掌握单质铁有还原性和H＋、Cu2＋、Fe3＋有氧化性，现在Fe单质剩余则上述三种阳离子不能大量存在，其中Fe被氧化为Fe2＋；而H＋、Cu2＋、Fe3＋分别被还原为H2、Cu、Fe2＋，所以溶液中Fe2＋最多。所剩余的固体滤出后能被磁铁吸引，证明铁粉过量，因而可推知H＋、Cu2＋、Fe3＋均完全反应，铁能被磁铁吸引是铁的一种重要的物理性质。
10．某物质溶于盐酸后，再向溶液中滴加KSCN溶液，结果溶液颜色无变化，然后加入新制的氯水后溶液呈红色，则这种物质是(　　)
A．FeCl3 B．FeCl2
C．Fe2O3 D．Fe3O4
【答案】　B
【点拔】　FeCl3、Fe2O3、Fe3O4溶于盐酸后，都能产生Fe3＋，滴加KSCN溶液时，溶液颜色都会变为红色。只有FeCl2遇KSCN溶液不变色。
11．某溶液中有Fe3＋、Mg2＋、Fe2＋和Al3＋四种阳离子，若向其中加入过量的氢氧化钠溶液，搅拌后，再加入过量的盐酸，溶液中大量减少的阳离子是(　　)
A．Fe3＋ B．Mg2＋
C．Fe2＋ D．Al3＋
【答案】　C
【点拔】　Fe3＋的变化过程为：Fe3＋→Fe(OH)3→Fe3＋；Mg2＋的变化过程为：Mg2＋→Mg(OH)2→Mg2＋；Fe2＋的变化情况为：Fe2＋→Fe(OH)2→Fe(OH)3→Fe3＋；Al3＋的变化情况为：Al3＋→AlO→Al3＋。
12．将1.12g铁粉加入25mL 2mol/L的氯化铁溶液中，充分反应后，下列说法正确的是(　　)
A．铁有剩余，溶液呈浅绿色，Cl－浓度基本不变
B．往溶液中滴入无色KSCN溶液，显红色
C．Fe2＋和Fe3＋的物质的量之比为6?1
D．氧化产物与还原产物的物质的量之比为2?5
【答案】　BC
【点拔】　2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
2mol　56g　　3mol
x　　1.12g　　y
Fe3＋余0.025L×2mol/L－0.04mol＝0.01mol。
13．在高炉中，把Fe2O3还原成铁的还原剂是(　　)
①焦炭　②铁矿石　③CO　④空气　⑤石灰石
A．③ B．①
C．①③⑤ D．①③
【答案】　A
【点拔】　炼铁时，虽然向高炉中加的是焦炭，但焦炭并没有直接去还原Fe2O3，而是首先与O2反应生成CO2，CO2再与焦炭反应生成CO，再利用CO将铁从Fe2O3中还原出来。
二、非选择题
14．(甘肃会宁五中2009－2010学年度第一学期期末质检试卷)某待测液中可能含有Ag＋、Fe3＋、K＋、Ba2＋、Fe2＋等离子，进行如下实验：
(1)加入过量的稀盐酸，有白色沉淀生成。
(2)过滤，在滤液部加入过量的稀硫酸，又有白色沉淀生成。
(3)过滤，取少量滤液，滴入2滴KSCN溶液，没有明显的现象出现。
(4)在步骤(3)中的溶液中，继续滴加氯水，溶液立即变红。根据实验现象回答：待测液中一定含有________离子，一定不含有________离子，还有一种离子不能确定是否存在，如存在这种离子，要确认这种离子的实验方法是(填写实验名称和观察到的现象，不要求写实验操作过程)____________________________________________________。
【答案】　Ag＋、Ba2＋、Fe2＋；Fe3＋　焰色反应，产生紫色火焰(透过蓝色钴玻璃观察)
15．由铁和氧化铁组成的混合物与稀H2SO4作用，固体溶解，所得溶液中不含Fe3＋，且生成的Fe2＋与H2的物质的量之比为4:?1。则反应物中Fe2O3、Fe、H2SO4的物质的量之比为________。
【解析】　依题意确定终态，即溶液中只有FeSO4，且FeSO4与逸出的H2的物质的量之比为4?1，则可写出总化学方程式：Fe2O3＋2Fe＋4H2SO4===4FeSO4＋H2↑＋3H2O，得结果为1:?2:?4。
【答案】　1:?2:?4
16．除去下列物质中所含有的杂质(括号内为杂质)，将选用的试剂或分离方法填在题后的横线上，并写出有关反应的化学方程式(有离子方程式的，写出其离子方程式)。
(1)Fe2O3[Fe(OH)3]
_________________________________________________________________________；
(2)Fe2O3(Al2O3)
________________________________________________________________________；
(3)FeCl2(FeCl3)
________，________________________________________________________________；
(4)FeCl2(CuCl2)
________，________________________________________________________________；
(5)Fe(Al)
________，________________________________________________________________；
【答案】　(1)加热　2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O
(2)加入过量的NaOH溶液，过滤
Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O
(3)加足量铁粉，过滤　2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
(4)加足量铁粉，过滤　Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋
(5)加入过量NaOH溶液，过滤
2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO2＋3H2↑
17．A、B、C是中学化学常见的单质，B、C是气体。甲、乙两化合物在常温下分别为黑色晶体和无色液体。这些化合物和单质之间存在如下的关系。
据此判断
(1)若金属元素A有可变化合价，则金属单质A的化学式为________。甲的化学式为________。
(2)根据金属活动性顺序判断单质A和单质C活动性强弱：A________C(填“＞”、“＜”或“＝”)。
【解析】　金属元素A有可变化合价，一般为铁，有＋2和＋3价，可以作为本题的突破口。金属A与气体单质B点燃可化合生成甲，可推知B为氧气，从而推出甲是Fe3O4。气体单质C将单质A还原出来，可推知C为具有还原性的氢气，甲与C发生的反应为：Fe3O4＋4H23Fe＋4H2O。A与乙发生的反应为：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。根据金属活动性顺序判断活动性强弱：Fe＞H2。
【答案】　(1)Fe　Fe3O4　(2)＞
18．用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。
方法一：用不含Fe3＋的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。
(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入________。
(2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用________的方法。
(3)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是___________________________________。
方法二：在右图所示装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。
(1)在试管Ⅰ里加入的试剂是______。
(2)在试管Ⅱ里加入的试剂是______。
(3)为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是____________________________。
(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是______________________。
【解析】　制备氢氧化亚铁是中学化学实验中实验条件要求比较严格的实验。中学化学教材对制备氢氧化亚铁的装置作过介绍。实验时要求用“新制备的硫酸亚铁溶液”，“将滴管尖端插入试管内溶液液面以下，慢慢挤出NaOH溶液”等，这些都是保证生成的氢氧化亚铁不被空气中氧气氧化的基本条件。但是仅有这些条件显然不够。在中学化学教学中，化学教师为培养学生严谨的科学态度，激发学生学习化学的兴趣，曾对这个实验条件进行挖掘，如在硫酸亚铁的液面上覆盖一层苯等。
本题是对高中化学教材中氢氧化亚铁制备的实验条件进行挖掘和创新而得。题目指出可用两种方法制得白色的Fe(OH)2沉淀。方法一：用不含Fe3＋的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。题目就这种制备方法提出相关的问题：(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需要加入什么？(2)除去蒸馏水中的O2常采用什么方法？(3)用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液，让学生说出这种操作的理由。方法二：在图示装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。题目就这种制备方法提出：(1)在试管Ⅰ里加入的试剂是什么？(2)在试管Ⅱ里加入的试剂是什么？(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，塞紧塞子后的实验步骤是什么？(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是什么？
从方法一到方法二，问题情境由熟悉到陌生，思维由表面到深层。究竟试管Ⅰ和Ⅱ中放什么物质，学生要以实验目的“制得白色的氢氧化亚铁沉淀”为引导，认真思考题目所给的试剂，想办法创造条件尽量减少生成的Fe(OH)2与空气的接触。经历一番深思，才能发现试管Ⅰ应放稀硫酸和铁屑；试管Ⅱ应放NaOH溶液；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，塞紧塞子后应检验试管Ⅱ出口处排出的氢气的纯度，等排出的H2纯净时，再夹紧止水夹；由于试管Ⅰ中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ，且外界的空气不容易进入，因此生成的Fe(OH)2沉淀就能较长时间保持白色。
【答案】　方法一：(1)稀H2SO4、铁屑　(2)煮沸
(3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2
方法二：(1)稀H2SO4、铁屑　(2)NaOH溶液
(3)检验试管Ⅱ出口处排出的氢气的纯度。当排出的H2纯净时，再夹紧止水夹，此时试管Ⅰ内继续产生H2，压强增大，把试管Ⅰ中溶液压入试管Ⅱ中
(4)试管Ⅰ中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ，且外界空气不容易进入
19．向一定物质的量的Fe3O4和Fe的混合物中加入50mL 2mol/L H2SO4，恰好使之完全溶解，并放出448mL(标况)的气体。在所得溶液中加入KSCN溶液，不变红色，则用足量的CO在高温下与相同质量的此混合物充分反应，能得到多少克铁？
【解析】　应先求出Fe3O4和Fe的物质的量。
设此混合物中Fe3O4和Fe的物质的量分别为x、y。
Fe3O4＋4H2SO4===FeSO4＋Fe2(SO4)3＋4H2O
1　　　　4　　　　　　　　　　1
x　　　　4x　　　　　　　　　　x
n(H2)＝＝0.02mol
Fe　＋　H2SO4===FeSO4＋H2↑
1 　 1 1
0．02mol 0.02mol 0.02mol
所得溶液加入KSCN溶液不变红色，表明发生以下反应：
Fe＋Fe2(SO4)3===3FeSO4
1　　　　1
x　　　　x
得
解得
Fe3O4＋4CO3Fe＋4CO2
1mol　　　　　3mol
0．02mol　　　0.06mol
故能得Fe的质量为
m(Fe)＝56g/mol×(0.04mol＋0.06mol)＝5.6g。
解答本题还可用质量守恒定律和电荷守恒，使运算过程简化，据Fe3O4和Fe溶于H2SO4后全部转化为FeSO4，则n(Fe2＋)＝n(SO)＝n(Fe)＝2mol/L×0.05L＝0.1mol，m(Fe)＝56g/mol×0.1mol＝5.6g。
【答案】　5.6g
20．(甘肃会宁五中2009－2010学年度第一学期期末质检试卷)已知有以下物质相互转化
试回答：
(1)写出E的化学式________，H的化学式________。
(2)写出由E转变成F的化学方程式：
________________________________________________________________________。
(3)检验G溶液中的金属阳离子的方法是：_________________________________
________________________________________________________________________；
向G溶液加入A的有关离子反应方程式：
________________________________________________________________________。
(4)写出A在一定条件下与水反应的化学方程式：
________________________________________________________________________。
【答案】　(1)Fe(OH)2　AgCl
(2)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
(3)取少量G溶液于试管中，向试管中滴加少量KSCN溶液，若出现红色，则证明溶液中有Fe3＋
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
课件61张PPT。铁是人体内需要的微量元素。一般人的体内含铁量为4.2～6.1g，相当于一个小铁钉的重量，约占人体体重的0.004%，血红蛋白中的铁是体内氧的输送者。
铁是目前应用最广泛的金属材料，铁的化合物在生产、生活中有着广泛的应用，如Fe2O3用作油漆和涂料的颜料，FeSO4可作为人体补铁剂，也可用作食品抗氧化剂。常见的含铁化合物还有哪些？它们有何性质和用途？ 纯净的铁制品是闪闪发光的银白色，纳米状态的还原铁粉呈黑色，含有铁离子的血红蛋白是鲜红色，纯净的氧化铁是红色，铁锈是红棕色，三氯化铁固体是棕黄色，三氯化铁溶液是黄色，硫酸亚铁晶体是绿色，硫酸亚铁溶液是浅绿色，氢氧化铁是红褐色，氢氧化亚铁是白色，四氧化三铁和氧化亚铁是黑色。让我们共同学习铁的重要化合物，了解更多的铁的奥秘。●梳理导引
1．铁在地壳中含量仅次于________、__________和________，居第________位，主要化合价为__________和________。
2．铁的氧化物有：FeO：______粉未，Fe2O3：______粉未，俗称______________，Fe3O4：____________晶体，俗称__________。FeO和Fe2O3是______________性氧化物(填“酸”“碱”或“两”)。它们与盐酸反应的离子方程式为________________、____________________。 3．向FeCl3溶液中滴加NaOH溶液，得到________色的Fe(OH)3沉淀，反应的离子方程式为_______________。向FeSO4溶液中滴加NaOH溶液，生成__________沉淀，迅速变成________，最终变成________色。反应的离子方程式和化学方程式为_________________________________、
____________________________________________。4．向FeCl3溶液中滴加KSCN溶液，溶液变为______色，向FeCl2溶液中滴加KSCN溶液，不变色，再滴加几滴氯水，溶液为________色。Fe2＋与Fe3＋在一定条件下可相互转化，写出Fe3＋与Fe反应及Fe2＋与Cl2反应的离子方程式_________________________________________________、
_____________________________________________。
参考答案：
1．氧　硅　铝　四　＋2　＋3
2．黑色　红棕色　铁红　具有磁性的黑色　磁性氧化铁　碱
FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O
Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O
3．红褐　Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓　白色　灰绿色　红褐
Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
4．红　红　2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ ●问题探究
1．Fe3O4是铁的一种氧化物，它还有哪几种表示方法？
提示：Fe3O4不是一般的氧化物，有的为了便于理解和记忆，把Fe3O4写成Fe2O3·FeO的形式，这样得到的铁的化合价为＋2价和＋3价。Fe3O4是一种铁酸盐，组成为Fe(FeO2)2。 2．在无线电工业上常用FeCl3溶液来刻蚀铜板，制造印刷线路，你知道这是利用了Fe3＋的什么性质吗？
提示：利用了Fe3＋的强氧化性，
2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
3．如何检测某溶液中含有Fe2＋不含Fe3＋？
提示：向待则溶液中加入KSCN溶液，溶液不变红，然后通入Cl2，溶液变红，则证明原溶液中无Fe3＋，有Fe2＋。
●细品教材
FeO、Fe2O3、Fe3O4比较表 ●典例精析
【例1】　下列物质的主要成分不正确的是 (　　)
A．赤铁矿∶Fe2O3　　　　 B．铜绿∶CuO
C．磁铁矿∶Fe3O4 D．铝土矿∶Al2O3
【解析】　常见矿物质的主要成分，及某些化学物质的俗称与化学式要能对应。铜绿的化学式是Cu2(OH)2CO3。
【答案】　B【例2】　由FeO、Fe2O3和Fe3O4组成的混合物，测得混合物中铁元素与氧元素的质量比为21?8，则此混合物中FeO、Fe2O3、Fe3O4的物质的量之比为 (　　)
A．1?2?1
B．2?1?1
C．1?1?1
D．1?1?3：：：：：：：：：【答案】　CD ：：：：：：【点拔】　本题给出了由三种铁的氧化物组成的混合物中的铁与氧的质量比，要求出三种铁的氧化物的物质的量之比。在求解时，先算出铁原子与氧原子的个数比，在此基础上结合三种氧化物的组成进行分析和推理，找出符合题意的关系。
下列物质中，常用来制造油漆的颜料的是 (　　)
A．FeO　　 B．Fe2O3　　
C．Fe3O4　　 D．Fe(OH)3
【答案】　B
【点拔】　Fe2O3俗称铁红，可用作红色颜料
有0.4g铁的氧化物，用足量的CO在高温下将其还原，把生成的CO2全部通入过量的澄清石灰水中，得到0.75g固体沉淀物。求这种铁的氧化物的化学式。
【答案】　解：设铁的氧化物的化学式为FexOy，根据题意有：
1．铁的氢氧化物——氢氧化亚铁与氢氧化铁2.铁的氢氧化物制备与性质探究
(1)实验步骤：取两支试管，分别加入少量FeCl3溶液、FeSO4溶液，各滴入NaOH溶液适量。
(2)实验现象：盛FeCl3溶液的试管中，生成红褐色的Fe(OH)3沉淀；盛FeSO4的试管中，先生成白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，最后变成红褐色。
(3)实验结论：Fe(OH)3(氢氧化铁)和Fe(OH)2(氢氧化亚铁)分别可用相应的可溶性盐与可溶性碱反应制得。 (3)制备Fe(OH)2时，需注意以下实验条件：
①Fe2＋必须是新制的并放入Fe粉以防Fe2＋被氧化成Fe3＋；②除去溶液中溶解为O2，其方法是加热NaOH溶液；③滴管末端插入试管内的液面以下；④必要时可在液面上加植物油或苯进行液封。●典例精析
【例3】　在如图装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备Fe(OH)2：
(1)在试管Ⅰ里加入的试剂是______。
(2)在试管Ⅱ里加入的试剂是______。
(3)为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是_________。
(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是______________________。 【解析】　制备Fe(OH)2时要注意防止氧化，本题是对Fe(OH)2的制备进行了设计，提供了H2这样一个还原性氛围，同时利用压强差将产生的FeSO4溶液压入到NaOH溶液中。
(1)用于制备FeSO4溶液，加入的是稀H2SO4和铁屑。反应为：Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑
(2)加入与FeSO4溶液反应的NaOH溶液。 (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，此时在试管Ⅰ中发生反应Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑，产生的H2把试管Ⅰ和Ⅱ中的空气排出，检验试管Ⅱ出口处排出的氢气的纯度。当排出的H2纯净时，再夹紧止水夹。此时产生的H2使试管Ⅰ中压强增大，使其中的溶液进入试管Ⅱ，发生反应FeSO4＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋Na2SO4，生成白色Fe(OH)2沉淀。 (4)试管Ⅰ和试管Ⅱ中充满了H2，且外界空气不容易进入，这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色。
【答案】　(1)稀H2SO4、铁屑　(2)NaOH溶液
(3)检验试管Ⅱ出口处排出H2的纯度，当排出H2纯净时，再夹紧止水夹
(4)试管Ⅰ中反应生成的H2充满试管Ⅰ和试管Ⅱ，且外界空气不容易进入
如图，当容器A中反应开始后，分别进行下列操作，请回答有关问题： (1)若弹簧夹C打开，B容器中有什么现象：
____________________________________________。
(2)若弹簧夹C关闭一会儿，容器A中的反应还在进行时，B容器中的现象：__________________________，
写出B容器中有关反应的化学方程式：
________________________________________。
(3)若先打出弹簧夹C一段时间，容器A中的反应还在进行时，再关闭弹簧夹C一会儿，B容器中的现象：__________________________________。【解析】　此题是一道综合性和实验操作的复合实验题，因此，在解答该题时必须明确：当氢氧化钠中空气未排尽时，氢氧化钠与硫酸亚铁反应的产物氢氧化亚铁只能短暂存在，但当通入氢气一段时间后，即认为其中的空气已排净，生成的Fe(OH)2能较长时间存在。【答案】　(1)容器B中的导管口有气泡冒出
(2)容器A中溶液进入容器B，容器B中有白色沉淀生成，沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色
2NaOH＋FeSO4===Fe(OH)2↓＋Na2SO4
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3↓
(3)开始时容器B中的导管口有气泡冒出，弹簧夹关闭后容器A中溶液进入容器B，有白色沉淀生成
●细品教材
1．Fe、Fe2＋、Fe3＋之间的三角转化
Fe的化合价为0，是最低价态，单质铁只表现还原性，Fe2＋中铁的化合价为＋2价，处于中间价态，Fe2＋既有氧化性，又有还原性，Fe3＋中铁的化合价为＋3价，为最高价态，Fe3＋只具有氧化性。 (1)观察法：Fe3＋盐溶液呈棕黄色，Fe2＋盐溶液呈浅绿色。
(2)SCN－法：滴入KSCN或其他可溶性硫氰化物溶液，呈红色者是Fe3＋溶液，不变红者是Fe2＋溶液。
(3)碱液法：分别加入碱液(氨水亦可)，生成红褐色沉淀者是Fe3＋溶液，先生成白色沉淀，又迅速转变为灰绿色，最后变为红褐色者是Fe2＋溶液。
(4)H2S法：分别通入H2S或加入氢硫酸，有黄色沉淀析出(或变浑浊)者是Fe3＋溶液，无此现象者是Fe2＋溶液。 (5)淀粉KI法：能使淀粉碘化钾试纸变蓝的溶液是Fe3＋，无此现象者是Fe2＋。
(6)KMnO4(溴水)法：分别加入少量酸性KMnO4溶液(或溴水)，能使之褪色者是Fe2＋溶液，不能使之褪色者是Fe3＋溶液。
(7)铜片法：分别加入铜片，溶液逐渐变为蓝绿色者是Fe3＋溶液，不变色者是Fe2＋溶液。 3．铁离子和亚铁离子的检验
(1)Fe2＋的检验：加碱溶液或者先加KSCN溶液，再通入Cl2。加碱溶液：灰白色↓→灰绿色↓→红褐色↓
Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
先加KSCN溶液，再通入Cl2：无明显现象→血红色溶液
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3 (2)Fe3＋的检验：加KSCN溶液或加碱溶液。
加KSCN溶液：溶液变血红色，
Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3
加碱溶液：有红褐色沉淀，
Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓ ●典例精析
【例4】　(甘肃会宁五中2009－2010学年度第一学期期末质检试卷)在FeCl3和CuCl2混合液中，加入过量的铁粉，充分反应后，溶液中的金属离子主要是 (　　)
A．Fe2＋　　　　　　　　B．Fe3＋和Fe2＋
C．Cu2＋和Fe2＋ D．Cu2＋【解析】　在FeCl3和CuCl2混合液中加入铁粉，则铁首先与Fe3＋反应：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，Fe3＋完全反应后Cu2＋可继续反应：Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋。铁粉过量，则溶液中Fe3＋和Cu2＋均完全反应，溶液中离子主要是Fe2＋。
【答案】　A【例5】　铁和氧化铁的混合物共Amol，加盐酸后固体全部溶解，共收集到Bmol H2，且溶液中加入KSCN溶液不显红色，则原混合物中铁的物质的量为 (　　)【解析】　根据题意知：Fe和Fe2O3的混合物与盐酸再加入KSCN不显红色，这说明无Fe3＋，且放出H2B mol。所发生反应的方程式为：
Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O ①
Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑ ②
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ ③
根据①与③写出总方程式为
Fe2O3＋Fe＋6HCl===3FeCl2＋3H2O
1mol　1mol
则Fe的物质的量为 (A＋B)mol。
【答案】　D【点拔】　解题时要注意隐含信息的“挖掘”。如本题中“加入KSCN不显红色”，说明溶液中无Fe3＋，进一步说明Fe除与H＋反应外，还与Fe3＋反应。
(甘肃会宁五中2009－2010学年度第一学期期末质检试卷)随着人们生活节奏的加快，方便的小包装食品已被广泛接受。为了延长食品的保质期，防止食品受潮及富脂食品氧化变质，在包装袋中应放入的化学物质是 (　　)
A．无水硫酸铜、蔗糖　　　　
B．生石灰、硫酸亚铁
C．食盐、硫酸亚铁
D．生石灰、食盐【解析】　防止食品受潮应加入干燥剂，常用生石灰或硅胶；防止富脂食品氧化应加入还原剂，容易与O2反应，可选用还原铁粉、硫酸亚铁等。
【答案】　B
将铁粉、铜粉、FeCl3溶液和CuCl2溶液，混合于某容器中充分反应(假定容器不参与反应)，试判断下列情况下溶液中存在的金属离子和金属单质。
(1)若铁粉有剩余，则容器中不可能有________；
(2)若氯化铜有剩余，则容器中还可能有________；
(3)若氯化铁和氯化铜都有剩余，则容器中不可能有________，一定有________。
(4)若氯化铁有剩余，则容器中不可能有________。【解析】　该题属物质共存问题，解答本题应首先弄清物质间可能发生的反应，凡相互间能发生反应的物质就不可能(大量)共存。该题涉及的反应有：
①Fe＋2FeCl3===3FeCl2
②Fe＋CuCl2===Cu＋FeCl2
③Cu＋2FeCl3===2FeCl2＋CuCl2
(1)若铁粉有剩余，则容器中就不可能有Fe3＋、Cu2＋，因为它们能发生上述①②反应。(2)若CuCl2有剩余，则容器中不可能有Fe，可能有Fe2＋、Fe3＋或Cu、Fe2＋。
(3)若FeCl3和CuCl2均有剩余，则容器中不可能有Fe、Cu，一定有Fe2＋。
(4)若FeCl3有剩余，则容器中不可能有Fe、Cu。
【答案】　(1)Fe3＋、Cu2＋　(2)Fe2＋、Fe3＋或Cu、Fe2＋　(3)Fe、Cu　Fe2＋　(4)Fe、Cu【点拔】　关键是分析清楚反应，根据化学反应确定一定存在的物质和一定不存在的物质。●资料备选
铁的重要化合物相关计算
1．向200mL 0.1mol/L的Fe(NO3)2溶液中加入适量的NaOH溶液，使Fe2＋恰好完全沉淀，过滤，小心加热沉淀，直到水分蒸干，再灼烧到质量不再变化，此时固体的质量为 (　　)
A．1.44g　　 B．1.6g　　
C．2.82g　　 D．4.36g【解析】　在实验过程中发生如下反应：
Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓，加热、灼烧时又会发生下列变化：Fe(OH)2→Fe(OH)3→Fe2O3，所得固体的质量为1.6g。
【答案】　B【点拔】　本题容易误认为生成的Fe(OH)2沉淀在加热过程中会分解生成相应的氧化物FeO，从而计算出固体的质量为：0.1mol/L×0.2L×72g/mol＝1.44g。错误的原因在于忽视了在实验过程中Fe(OH)2接触到空气后会迅速被空气中的O2氧化生成Fe(OH)3。2．把ag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，洗涤、干燥、灼烧，得到红棕色粉末的质量仍为ag，则原合金中铁的质量分数为(　　)
A．70% B．52.4%
C．47.6% D．30%
【答案】　A
【点拔】　变化过程为：
最后得到的红棕色粉末是Fe2O3，其质量为ag，即Al的质量应等于Fe2O3中O的质量，故合金中铁的质量分数就等于Fe2O3中Fe的质量分数。 第3章 第3节
一、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)
1．合金有许多特点，如Na—K合金为液体，而Na和K的单质均为固体。据此试推测生铁、纯铁、碳三种物质中，熔点最低的是(　　)
A．纯铁　　　　　　　　 B．生铁
C．碳 D．无法确定
【答案】　B
【点拔】　合金的熔点一般比组分中各物质的熔点都要低，生铁是铁碳合金，其熔点应比碳和铁的熔点低。
2．用于飞机制造业的重要材料是(　　)
A．Mg—Al合金 B．Cu—Sn合金
C．Al—Si合金 D．不锈钢
【答案】　A
【点拔】　飞机制造所用的材料强度越高、密度越小越好。铝的密度只有2.7g/cm3，Mg、Al都是典型的轻金属。铝合金轻而坚韧可作制造汽车、飞机、火箭的材料。
3．下列关于合金的叙述正确的是(　　)
①具有金属的特性　②通过熔合而成　③含有两种或两种以上的金属(或金属跟非金属)　④一般来说，合金的熔点比各组分的熔点低
A．①② B．③④
C．②③④ D．全部
【答案】　D
【点拔】　合金一般是由两种或两种以上的金属(或金属跟非金属)熔合而成的具有金属特性的物质，其熔点一般低于各成分金属，硬度高于各成分金属。
4．将10g铁碳合金放入氧气中高温灼烧，反应后的气体通入过量石灰水中得到沉淀1.4g。则此铁碳合金是(　　)
A．生铁 B．高碳钢
C．中碳钢 D．低碳钢
【答案】　B
【点拔】　沉淀为CaCO3,1.4g为0.014mol。根据碳守恒，合金中的碳也为0.014mol。
w(C)＝×100%＝1.68%，
所以为高碳钢。
铁碳合金灼烧时，碳生成CO2，铁生成铁的氧化物，利用守恒法得n(C)＝n(CaCO3)，另外还需要了解铁合金中的含碳量。
5．汞合金是目前使用较多的补牙材料。英国《新科学家》杂志最近发表了一篇文章，对汞合金补牙材料的安全性提出了质疑。汞合金补牙材料中除了水银外，还含有锌、锡、铜等金属。下列有关汞合金的说法不正确的是(　　)
A．汞合金是一种具有金属特性的物质
B．汞合金的强度和硬度比锡的大
C．汞合金的熔点比汞的低
D．汞合金的毒性远低于汞的毒性
【答案】　C
【点拔】　合金是金属与金属或与非金属熔合成的具有金属特性的物质，所以A正确；合金一般比成分金属的强度和硬度都大，所以B正确；补牙的结果是得到强度较大的固体，所以汞合金应不是液态，即其熔点不会比汞的低，C不正确。而长期使用中未见中毒现象，说明它比汞的毒性要低。
6．人类历史上大量生产和使用铝、钛、铁、铜四种金属单质的时间顺序是(　　)
A．铜、铁、铝、钛 B．铁、铝、铜、钛
C．铜、铁、钛、铝 D．铁、铜、铝、钛
【答案】　A
【点拔】　活泼性越强的金属在自然界中往往更易以化合态形式存在，且因金属离子得电子能力较弱，往往生产和使用的时间就较晚。Cu、Hg、Au、Sn、Pb等金属都是最早使用的几种金属，它们要么只以化合态存在，要么熔点很低易冶炼，我国劳动人民在春秋晚期就会炼铁，战国时期就会炼钢，铝在自然界中只以化合态存在，且工业上是通过电解氧化铝获得的，在近代发明电以后才实现。铁合金尽管有耐腐蚀，熔点高等优良的性能，但最大的缺点是提炼比较困难，因为钛在高温下可以与氧、碳、氮及其他许多元素化合，故钛使用很晚。
7．铝镁合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工而成为新型建筑装潢材料，主要用于制作空框、卷帘门、防护栏等。下列与这些用途无关的性质是(　　)
A．不易生锈 B．导电性好
C．密度小 D．强度高
【答案】　B
【点拔】　强度高——坚硬；密度小——轻巧；不易生锈——洁净。B项与这些用途无关。
8．纯铁的熔点为1535℃，而高炉中炼铁时铁(含碳量较高的铁的合金)在1200℃左右就熔化了，这是因为(　　)
A．铁的纯度越高，熔点越低
B．合金的熔点比其成分物质的熔点高
C．因为形成了铁碳合金，所以熔点变低
D．在高炉内熔化的过程中发生了化学反应
【答案】　C
【点拔】　多数合金的熔点比成分金属的熔点低。
9．下列说法中，正确的是(　　)
A．铁是人类在生产、生活中最早使用的金属
B．金、银、铜是应用最广泛的金属材料
C．钛被誉为“21世纪的金属”，应用前景很广阔
D．铜是导电性、导热性最好的有色金属
【答案】　C
【点拔】　人类在生产、生活中最早使用的金属是铜而不是铁；应用最广泛的金属材料应是黑色金属材料，即铁、锰、铬以及它们的合金，而不是金、银、铜等有色金属材料；金属钛性能优良、蕴藏量大，应用前景广阔，被誉为是“21世纪的金属”；银的导电性、导热性是金属中最好的，铜的导电性、导热性仅次于银。
10．关于合金性质的说法中，错误的是(　　)
A．多数合金的硬度一般比其各成分金属的硬度高
B．多数合金的熔点一般比其各成分金属的熔点低
C．合金的物理性质一般与其各成分金属的物理性质不同
D．合金的化学性质一般与其各成分金属的化学性质不同
【答案】　D
11．最不适宜于制作炊事用具的金属是(　　)
A．Fe B．Pb
C．Al D．Cu
【答案】　B
【点拔】　Pb是重金属且溶于酸，能使人中毒。
12．金属及其制品在腐蚀介质中很容易被腐蚀，其使用寿命大为降低。因此只有对腐蚀介质中的金属及其制品采取防护措施，才能保证金属工艺设备的安全性和工农业生产的顺利进行。下面对金属及其制品的防护措施中错误的是(　　)
A．铁锅用完后，用水刷去表面的油污，置潮湿处保存
B．通过特殊工艺，增加铝制品表面的氧化膜
C．对于易生锈的铁制品(如防护网)要定期涂刷防护漆
D．把Cr、Ni等金属加入到普通钢里制成不锈钢
【答案】　A
【点拔】　铁锅在潮湿处更易被腐蚀。
13．下列金属中不属于货币金属的是(　　)
A．铁 B．金
C．银 D．铜
【答案】　A
【点拔】　货币金属包括金、银、铜三种。
14．为了避免青铜器生成铜绿，以下方法正确的是(　　)
A．将青铜器放出银质托盘上
B．将青铜器保存在干燥的环境中
C．将青铜器保存在潮湿的空气中
D．在青铜器的表面覆盖一层防渗的高分子膜
【答案】　BD
二、非选择题
15．铜是生命必要的元素，也是人类最早使用的金属之一。铜的生产和使用对国计民生各个方面产生了深远的影响。在化学反应中，铜元素可表现为0价、＋1价、＋2价。
(1)在西汉古籍中曾有记载：曾青得铁则化为铜[即：曾青(CuSO4)跟铁反应生成铜]，试写出该反应的离子方程式：
________________________________________________________________________。
(2)尽管铜比铁较为稳定，但铜器表面经常会生成铜锈[即：铜绿，化学式Cu2(OH)2CO3]，其中生成铜绿的反应物除铜外还有O2、CO2和H2O。试写出保护铜制品的方法：
________________________________________________________________________。
(3)铜钱在历史上曾经是一种广泛流通的货币。试从物理性质和化学性质的角度分析为什么铜常用于制造货币(铜的熔点是1183.4℃，铁的熔点是1534.8℃)：______________。
【解析】　湿法炼铜我们在初中学过，防止铜器的生锈由防止铁生锈类比得出，根据铜的一些性质就可以回答出本题来。
【答案】　(1)Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu　(2)干燥空气中保存　(3)铜的化学性质比较稳定，不易被腐蚀，铜的熔点比较低，容易冶炼铸造成型
【点拔】　铜的有关知识在高考中常考，涉及到的计算题、化学方程式的书写相对较多。
16．运用化学知识可将铜变“银币”，“银币”变“金币”。过程如下：
(1)取银白色金属Zn的粉末，投入NaOH溶液，加热，发生反应Ⅰ：Zn溶于NaOH得到无色透明的溶液Na2ZnO2，同时放出H2。
(2)把铜币投入热的Na2ZnO2溶液中，片刻，发生反应Ⅱ：铜币变成“银币”。
(3)把“银币”从溶液中取出，用蒸馏水冲洗干净，并用细软的纸擦干，用坩埚钳夹住，在酒精灯火焰上加热，发生反应Ⅲ：“银币”变成了与金的色泽几乎完全一样的“金币”。
请填空回答：“银币”成分是__________________；“金币”成分是____________________。
【答案】　表面覆盖一层锌的铜币　铜与锌的合金(黄铜)
【解析】　在实验过程中将铜币投入到热的Na2ZnO2溶液中时，发生反应在铜币的表面析出金属锌，从而呈银白色；再将覆盖有锌的铜币在酒精灯上加热时，外层的锌与内层的铜作用形成铜锌合金，即黄铜，与金的颜色相似。
17．古代的药金外观与金相似，常被误认为是金子，其冶炼方法如下：将碳酸锌、赤铜(Cu2O)、木炭混合加热到800℃，得到金光闪闪的药金。
(1)药金的主要成分是
________________________________________________________________________。
(2)有关冶炼的化学方程式是
________________________________________________________________________。
【答案】　(1)铜锌合金
(2)ZnCO3ZnO＋CO2↑
2Cu2O＋C4Cu＋CO2↑
2ZnO＋C2Zn＋CO2↑
【点拨】　本题的反应原理是碳酸锌分解、木炭还原氧化亚铜和氧化锌。金属的成分可由元素守恒法得到。
18．含镁3%～5%的铝镁合金，现已成为轮船制造、化工生产、机械制造等行业的重要原材料。现有一块已知质量的铝镁合金，欲测定其中镁的质量分数，几位同学设计了不同实验方案。
实验设计①：
铝镁合金测定生成气体的体积
实验设计②：
铝镁合金测定生成气体的体积
实验设计③：
铝镁合金溶液过滤，测定沉淀的质量
(1)上述实验方案中，各发生了哪些化学反应？请尝试写出有关反应的化学方程式。
________________________________________________________________________
(2)上述各实验方案能否测出合金中镁的质量分数？请说明理由。
________________________________________________________________________
【解析】　结合镁、铝的化学性质逐步分析所发生的化学反应。方案①可以利用合金的总质量与氢气的总质量列方程求得；方案②可用氢气的体积求得铝的质量，然后求得镁的质量；方案③可由
Mg(OH)2沉淀的质量直接求得镁的质量。
【答案】　(1)①2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，
Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑；
②2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑；
③除①中反应外还有
MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaCl，
AlCl3＋3NaOH===Al(OH)3↓＋3NaCl，
Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O。
(2)理论上都能测出合金中Mg的质量分数。①可利用合金的总质量与氢气的总质量列联立方程求镁的总质量；②可由氢气的体积求得铝的质量，然后求得镁的质量；③可由Mg(OH)2沉淀的质量直接求得镁的质量。
19．铁是地壳中含量很丰富的元素，也是生物体内所必需的元素。自然界中的铁矿石主要有赤铁矿和磁铁矿，金属铁是在高炉中冶炼的，高炉炼铁除了加入铁矿石外，还需加入焦炭和石灰石。请填空：
(1)写出赤铁矿主要成分的化学式
________________________________________________________________________。
(2)写出赤铁矿被还原成铁的化学方程式：
________________________________________________________________________。
(3)写出焦炭在高炉中参与反应的两个化学方程式：
________________________________________________________________________。
(4)写出CaCO3所参与反应的两个化学方程式：
________________________________________________________________________。
【答案】　(1)Fe2O3
(2)Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
(3)C＋O2CO2　CO2＋C2CO
(4)CaCO3CaO＋CO2↑
CaO＋SiO2CaSiO3
【点拨】　赤铁矿的主要成分是Fe2O3，在高炉中主要发生Fe2O3的还原反应，还原剂主要是CO，其次是C。除铁矿石外，加入石灰石的作用是除去杂质SiO2。另外从炉底鼓入空气的作用是与碳反应产生CO。
课件51张PPT。第三节　用途广泛的金属材料(1课时) 战国时期，相传越人造出“干将”、“莫邪”等宝剑，那真是锋利无比、“削铁如泥”头发放在剑刃上，吹口气就会断成两截。科学研究表明，这类“宝剑”中含有钨、钼等元素。你能揭开古代宝剑“削铁如泥”的秘密吗？在生产和生活中，金属材料是非常重要的。环顾我们身边，很多物品都是由金属材料制成的，特别是合金材料，因为具有更优良的特性而得到更加广泛的应用。你身边有哪些合金？这些合金有哪些优良的性质？在生活中哪些用途？ ●梳理导引
1．金属材料包括________和________。___________________________________________________叫做合金。合金属于________物(填“混合”或“纯净”)。合金跟它的成分金属相比，具有耐腐蚀、机械强度高、熔点低等优良性能。
2．铜合金主要有________(含______)、________(含________)以及________(含________)等。3．(1)碳素钢包括低碳钢(含碳量________)、中碳钢(含碳量________)和高碳钢(含碳量________)，含碳量越高，________高但________差。
(2)合金钢是在碳素钢中加入____________________等合金元素制成的钢，如锰钢(合金元素________)、不锈钢(合金元素________)、硅钢(合金元素________)、钨钢(合金元素________)等。
4．(1)选择材料时，常常要考虑以下几个方面：
________________________________________________________________________________________。
(2)废旧金属的最好的处理方法是________，这种处理方法的意义有____________________________。参考答案：
1．纯金属　它们的合金　两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合在一起而形成的具有金属特征的物质　混合
2．青铜　铜、锡、铅　黄铜　铜、锌、锡、铅、铝　白铜　铜、镍、锌、锰
3．(1)＜0.3%　0.3%～0.6%　＞0.6%　硬度　韧性　(2)铬、锰、钨、镍、钼、钴、硅　锰　铬、镍　硅　钨
4．(1)主要用途、外观、物理性质、化学性质、价格、加工难度、日常维护，对环境的影响等
(2)回收利用　减少垃圾量，防止污染环境，缓解资源短缺的问题●问题探究
1．合金是不是多种金属简单混合形成的，为什么？
提示：不是，合金是在金属中加热熔合某些金属或非金属制得的具有金属特征的材料。
2．列举生活中使用合金的几个实例。
提示：门窗使用的铝合金；医疗器械使用的不锈钢等。3．合金性质是各成分金属性质的加和吗？
提示：合金具有良好的物理、化学性能或机械性能，在许多方面不同于各成分金属，不是简单加和；但一般认为在化学性质上，合金体现的是各成分金属的化学性质。 4．某家庭准备装修窗户(计划使用10年)，可供使用的材料有：木材、钢铁、铝合金、塑钢，请你调查每种材料的性能、价格、制造或安装成本、利弊等进行综合分析。比较，试着提一个你认为切实可行的选择方案。
提示：该活动可以按教科书提示，针对“如何选用材料”进行交流。也可以针对自己家庭或某一单位的装潢根据教科书提示的几个方面进行调查，写出调查报告，同学们再对学校某会议室提出装潢意见。比一比谁的装潢设计最合理、最美观、最有创意。
●细品教材
1．铜合金
铜合金的主要类型有青铜、黄铜和白铜等。
(1)青铜：它是我国使用最早的合金，距今已有三千多年的历史。青铜主要含有铜和锡。1939年在河南安阳殷墟出土的商代后期制作的司母戊鼎，含铜84.8%、锡11.6%、铅2.8%。青铜具有良好的强度和塑性，易加工、耐腐蚀。 (2)黄铜：主要含有铜和锌，有良好的强度和塑性，易加工、耐腐蚀。
(3)白铜：主要含有铜和镍，不易产生铜绿，但导电、导热性能差。
铜在干燥的空气中化学性质稳定，但在潮湿的空气中易形成铜绿——碱式碳酸铜。2．钢
钢是用量最大、用途最广的合金，按其化学成分，可以分为两大类：碳素钢和合金钢。
(1)碳素钢俗称普通钢。碳素钢又分为低碳钢(含碳量低于0.3%)、中碳钢(含碳量为0.3%～0.6%)和高碳钢(含碳量高于0.6%)。含碳量越低，钢的韧性越大；含碳量越高，钢的硬度越大。因此，低碳钢和中碳钢常用来制造机械零件和钢管等；高碳钢常用来制造刀具、量具和模具等。(2)合金钢是在碳素钢中加入一种或几种其他元素而形成的具有特殊性能的钢。
①锰钢：主要加入金属锰，它的韧性好、硬度大，主要用于制造钢轨、轴承、挖掘机的铲斗和坦克等。
②不锈钢：主要加入铬和镍等，它的抗腐蚀性好，主要用于制造医疗器械、容器和炊具等。
③硅钢：主要加入硅等，这种钢的导磁性能好，主要用于制造变压器、发电机和电动机中的铁芯等。
④钨钢：主要加入钨，这种钢的特点是耐高温、硬度大、主要用于制造刀具。 3．铝合金
(1)组成元素
镁铝合金：含有10%～30%的Mg
硬铝：含Cu　4%、Mg　0.5%、Mn　0.5%、Si　0.7%
硅铝合金：含Si元素13.5%
(2)主要性质
镁铝合金：强度和硬度都比纯铝和纯镁大
硬铝：强度和硬度都比纯铝大
硅铝合金：凝固时收缩率很小(3)主要用途
镁铝合金：火箭、飞机、轮船等制造业
硬铝：火箭、飞机、轮船等制造业
硅铝合金：适用铸造
4．钛合金
钛的合金具有密度小、强度高、耐腐蚀、耐高温等优点，主要用于飞机、火箭、导弹、人造卫星、宇宙飞船等尖端领域。5．金属材料的分类温馨提示：(1)有些金属并不是银白色，如金是黄色，铜是紫红色等。(2)室温下只有汞(俗名水银，元素符号Hg)是液态，其他金属都是固体。(3)延性最好的是铂(Pt)，展性最好的是金(Au)，导电性最好的是银(Ag)，密度最大的是金(Au)，最稳定的金属单质是金。●典例精析
【例1】　所谓合金，必须是 (　　)
①通过熔合而成　②由两种或两种以上金属(或金属与非金属)组成　③耐腐蚀　④耐高温　⑤具有金属特征　
⑥铸造性能好
A．①②④　　　　　　　 B．①②③④⑤⑥
C．①②⑤ D．②③⑤【解析】　本题考查合金的定义。
【答案】　C【例2】　下列说法正确的是 (　　)
A．青铜是我国使用最早的合金，也是目前使用最广泛的合金
B．不管哪种铜合金都含有铜元素，所以它们的性质也和金属铜一样
C．我们日常生活中用到的铜合金制品主要是黄铜制的
D．各种铜合金都有良好的导电、导热性 【解析】　熟练掌握各种常见铜合金的成分、性能和应用，是解答本题的关键。可结合现实生活中的亲身体验去掌握本知识点。我们目前使用最广泛的合金是铁合金，A错。合金因其构成元素及其配比的不同，性质各异，B错。黄铜的性质使其宜于制造日用品，C对。白铜的导电、导热性很差，D错。
【答案】　C 我国在春秋战国时期，就懂得将白口铁褪火处理得到相当于铸钢的武器(如锋利的宝剑)，这一技术要比欧洲早近两千年，那么白口铁褪火处理的主要作用是 (　　)
A．除硫、磷杂质
B．适当降低了含碳量
C．渗进合金元素
D．改善表面的结构性质
【答案】　B【点拔】　高温下生铁中的杂质碳一部分与空气中氧气反应生成二氧化碳气体，从而降低了含碳量。
铝硅合金(含碳15.5%)在凝固时收缩率很小，因而这种合金适合铸造。现有下列3种晶体：
①铝、②硅、③铝硅合金，它们的熔点从低到高的顺序是 (　　)
A．①②③ B．②①③
C．③②① D．③①②
【答案】　D【点拔】　根据合金的特性，合金的熔点一般比它的各成分熔点低。另外，铝的熔点不高而晶体硅的熔点很高。
●细品教材
1．家庭装修，在选择金属材料时，应该考虑的主要因素是美观度、价格、日常维修等。
2．稀土元素是镧系元素及稀土类元素群的总称。包括原子序数57～71(从镧到镥，称为镧系元素)的15种元素以及钪和钇，共有17种元素。稀土元素能与其他元素组成品种繁多、功能千变万化，用途各异的新型材料。如在合金中加入适量稀土金属就会大大改善合金的性能，被称为“冶金工业的维生素”；稀土金属可以制造引火合金、永磁材料等，也被应用于医药及农业等领域，而被称为“神奇的新材料宝库”。3．正确选用金属材料
在进行金属材料选择时，常常要考虑以下几个方面：主要用途、 性质(密度、硬度、强度、导电性)化学性质(对 的作用，耐 性)、价格等方面。外观、物理水腐蚀●典例精析
【例3】　铝镁合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工而成为新型建筑装潢材料，主要用于制作窗框、卷帘门、防护栏等。下列与这些用途无关的性质是 (　　)
A．不易生锈 B．导电性好
C．密度小 D．强度高
【解析】　导电性与装饰材料无关。
【答案】　B【点拔】　学习化学知识的目的在于应用，要结合日常生活中的知识学习化学。【例4】　金属活动性的强弱与人类开发利用这些金属单质的时间顺序有着某种内在联系。由此推断，下列金属中人类开发利用最晚的是 (　　)
A．Cu B．Fe
C．Zn D．Al
【解析】　金属越活泼，越难制得单质，开发利用越晚。
【答案】　D
选择不锈钢作为家用炊具，主要是因为 (　　)
A．耐酸碱腐蚀、不易生锈、美观、导热性能好
B．含铁元素，是人体必须的微量元素
C．价格比纯铁制品便宜
D．更容易加工成型
【答案】　A
钛和钛的合金被誉为“21世纪最有发展前景的金属材料”，它们具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工，尤其是钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”。根据它们的主要性能，下列用途不切合实际的是 (　　)
A．用来做保险丝
B．用于制造航天飞机
C．用来制造人造骨
D．用于家庭装修，做钛合金装饰门【解析】　本题考查合金材料的用途与性能之间的关系，解答关键是读懂题中的信息。
【答案】　A
●细品教材
合金成分的测定分为定性和定量两个过程，可通过观察法大致判断金属的种类，也可能过测定合金的密度对金属的种类作一大致判断。通过加酸、加碱验证离子的种类，对合金的成分作出精确判断，再通过沉淀、气体的测量即可实现定量测定。●典例精析
【例5】　由两种金属单质组成的混合物60g，与足量的盐酸反应产生的氢气在标准状况下为22.4L，则下列混合物的组合可能是 (　　)
A．锌和镁　　　　　　　　B．铁和铝
C．铝和镁 D．铁和镁【解析】　A、B、C、D四项中分别为Mg、Al、Fe、Zn 4种金属中的两两组合，首先看一种金属是否可能，另一种与其组合须符合什么条件。
【答案】　A【例6】　在标准状况下进行甲、乙、丙三次实验，每次实验均取30mL相同浓度的盐酸，并加入同一种镁、铝合金粉末，产生气体。有关数据列表如下：
依据表中数据计算：
(1)盐酸的物质的量浓度为________________。
(2)合金中，镁与铝物质的量之比为__________。
【解析】　题中3次实验的盐酸的量相同，随金属质量增多，气体体积有所变化，根据表格中的数字信息，可知甲中盐酸过量，丙中金属过量。【答案】　(1)1mol·L－1　(2)1?1 ：【点拔】　解答本题时应首先根据表中数据信息判断每一次实验中金属和盐酸的相对量的情况，然后确定计算依据进行计算。
合金是不同种金属(也包括非金属)在熔化状态下形成的一种具有金属特性的熔合物，下表中金属难与表中其他金属形成二元合金的元素是 (　　)A.Fe B．Zn
C．Ag D．W
【答案】　BD
【点拔】　形成合金的二种金属必须在某一温度范围时都呈液态，这是熔合的基本条件。表中锌的沸点低于其他金属的熔点，在其他金属熔化时，锌已成气态。而金属W的熔点比其他金属的沸点都高，当W熔化时，其他金属也成为气态。
现有一块铝铁合金，欲测定其铝的质量分数，切下Wg合金，溶于盐酸中，再加入过量NaOH溶液，滤出沉淀，将沉淀在空气中充分灼烧，最后得到Wg红棕色粉末。则此合金中铝的质量分数约为 (　　)
A．20% B．30%
C．70% D．80%【解析】　铝铁合金的转化，最终以Fe2O3形式存在，即m(Al、Fe)＝m(Fe2O3)。
【答案】　B●资料备选
19世纪中叶，俄军驻守在彼得堡。冬天来临的时候，军队换装，发棉衣服时发现，成千上万套的棉衣服上，所有的扣子都没有了。俄皇大发雷霆，要把负责监制军服的大臣问罪。大臣明明知道，所有军服都是钉子扣子的，可为什么都丢了呢？他觉得十分奇怪，便要求作一次调查，俄皇同意了。于是这位大臣来到装军服的仓库查看，他拿过几套衣服一看，果真没有扣子。但是，在钉扣子的地方，却有一小堆灰色的粉末。这是怎么回事呢？难道扣子会化了吗？他问下属，扣子是用什么做的？下属说，是锡。这件事被一位科学家知道了，他对愁眉苦脸的大臣说：“包上这些粉末，跟我去见皇帝，我会帮助你。”两人见了皇帝，科学家告诉皇帝：“锡怕冻，一冻就化了。俄皇不信，科学家拿出几枚扣子放到皇宫的院子中，冻了两夜，端到皇帝面前，手一碰，扣子竟变成了粉末。于是，俄皇赦免了那个大臣。”
原来，锡一遇低温，它的晶体就会改变成为粉末，这种现象叫“锡疫”。一般情况下，只要在摄氏13.2℃以下，锡就会变成粉末。当时是彼得堡的初冬，气温很低，锡扣子当然都“化” 了。 不想，多少年后，又发生了一场悲剧。1912年，一支外国探险队到南极探险。他们所用的汽油桶都是用锡焊成的。在南极冰天雪地里，焊缝的锡都变成了粉末，结果汽油都漏走了，致使这支探险队在南极全军覆没！同学们，由此可见认识物质的性质并正确地使用对我们的生活、生产是多么重要啊！课件38张PPT。章末专题复习
一、金属单质及其重要化合物的转化关系
1．钠及其重要化合物的转化关系2．铝及其重要化合物的转化关系 二、焰色反应
1．焰色反应的实验操作
2．掌握两种金属及其离子的焰色反应
(1)钠或钠离子——焰色反应呈黄色
(2)钾或钾离子——焰色反应呈紫色(透过蓝色钴玻璃观察)。
钠及其化合物(Na2O、Na2O2、NaOH、Na2CO3、NaHCO3)的性质是高考考查的核心内容。常考查以下几个方面：(1)钠与水(或盐溶液)反应的原理和现象，
(2)Na2O2与H2O、CO2反应，(3)NaOH的有关性质，
(4)Na2CO3、NaHCO3在与酸反应的原理、快慢及消耗酸的量(或生成CO2的量)大小比较。考题除在选择题中对这些知识直接考查外，还利用这些知识结合其他元素及其化合物为载体，编制推断题、简答题和计算题。 【例1】　将等物质的量的Na2O和Na2O2分别投入到足够量且等质量的水中，得到溶质质量分数分别为a%和b%的两种溶液，则a和b的关系是 (　　)
A．a＝b　　　　　　 B．a＞b
C．a＜b D．无法确定
【解析】　Na2O＋H2O===2NaOH,2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑。等物质的量的Na2O和Na2O2与水反应时，生成等质量的NaOH，耗去了等质量的水，剩余水的质量相等，则溶液的质量分数相等。
【答案】　A【例2】　(2009·全国理综Ⅰ卷·11)为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度，现将W1g样品加热，其质量变为W2g，则该样品的纯度(质量分数)是
(　　)【解析】　设样品中含NaHCO3的质量为x。
【解析】　A
近年来高考中，铝及其化合物的内容逐渐增多，如它们在离子共存、离子方程式、物质的鉴别与推断等题型中都大量出现。此外它们与酸反应的定量计算，Al3＋与OH－，AlO与H＋的相对量对反应产物、现象的影响和计算。Al2O3、Al(OH)3等的性质在无机推断题中的应用也常出现。预计在今后这部分还会增加图像的考查。
学习时，要牢固掌握铝的性质及铝三角之间的转化关系。【例3】　某混合物A，含有KAl(SO4)2、Al2O3和Fe2O3，在一定条件下可实验下图所示的物质之间的变化：据此判断：
(1)固体B所含物质的化学式为________。
(2)固体E所含物质的化学式为________。
(3)反应①的离子方程式为______________________。
【解析】　铝及其化合物的性质与一般活泼金属元素的性质有差异之处，这是因为铝的金属性不强，已表现出一定的非金属性，考生要紧紧围绕这一中心，展开思路，那么困难就迎刃而解了。加入水后，沉淀是Al2O3、Fe2O3，Al2O3是两性氧化物，溶于NaOH溶液生成NaAlO2，
NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3， 2Al(OH)3 Al2O3＋3H2O；KAl(SO4)2溶于氨水，
Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH，溶液中的离子组成(NH4)2SO4、K2SO4，从而得出正确答案。【答案】　(1)Al2O3　(2)(NH4)2SO4、K2SO4
【点拔】　此题应注意利用Al(OH)3、Al2O3的两性来分析推断。【例4】　根据下图的化学反应框图解图。(1)单质F是________，溶液H中所含的主要离子是
______________________________________。
(2)写出下列反应的化学方程式：
C＋L―→F＋E：________________________；
B―→F＋H：__________________________。
(3)写出下列反应的离子方程式：
E＋Cl2―→G：__________________________；
G＋C―→E：______________________________；
D―→H：__________________________________。
(4)由C―→E＋F若改用浓酸，则不能选用的浓酸是(写化学式)________________________________。【解析】　解答此类问题，一般地可以从正、逆双向思维入手。找到“突破口”，然后依图示逐渐扩展，直到“破译”整个网络，得到全部答案。若从正向思维开始。由化合物A、单质B反应生成单质C和化合物D出发，这种两种固体之间发生的反应，在中学学过的不多，印象最深当属“铝热法”，鉴于B还可以跟强碱溶液反应，可合理地假定单质B为铝，那么A应是一种不太活泼金属的氧化物，如铁的氧化物。也可从逆向思维开始。单质C与酸反应说明单质可能是金属；溶液E与Cl2反应及溶液G与单质C反应，说明为氧化还原反应，并且说明单质为变价金属，即为铁。
1.铁及其化合物间的转化2．铁及其化合物的知识在高考及统考试题中屡见不鲜，主要考查：①铁的合金及钢铁的腐蚀与防护；②Fe的化合物的生成条件及Fe、Fe2＋、Fe3＋三种价态的相互转化规律；③Fe2＋、Fe3＋的检验，铁及其化合物的颜色、Fe3＋的氧化性；④铁及化合物在社会生活中的实际应用。
近几年高考试题和统考题对这部分的内容考查主要以选择题、填空题、推断题、实验题的形式出现，几乎每年都是出题的热点，特别是Fe2＋、Fe3＋的相互转化及Fe(OH)2、Fe(OH)3的制备等，学习时应重点对待。 【例5】　向15g铁和氧化铁的固态混合物中，放入一定物质的量浓度的稀硫酸150mL，固体全部溶解，同时放出气体(标准状况下)1.68L；再向所得溶液中滴入KSCN溶液，未见颜色变化。为了中和过量的硫酸，且使Fe2＋完全转化为Fe(OH)2，共消耗3mol/L的NaOH溶液200mL，则原硫酸溶流的物质的量浓度为 (　　)
A．1.5mol/L　　　　　 B．2mol/L
C．2.5mol/L D．3mol/L
【答案】　B【例6】　往CuO和Fe粉的混合物中，加入一定量的稀硫酸，并微热，当反应停止后，滤出不溶物，并向滤液中插入一枚铁钉，片刻后，取出铁钉，发现铁钉并无任何变化。根据上述现象，确定下面结论正确的是(　　)
A．不溶物一定是铜
B．不溶物一定含铜，但不一定含铁
C．不溶物一定是铁
D．溶液中一定含有 ，但不一定含有
【答案】　B
1.突破点
(1)特殊颜色
①焰色反应：Na＋(黄色)、K＋(紫色)
②有色溶液③有色固体
红色：Cu、Fe2O3(红棕色)
红褐色：Fe(OH)3
绿色：Cu2(OH)2CO3、FeSO4·7H2O
蓝色：Cu(OH)2、CuSO4·5H2O
黑色：CuO、FeO、MnO2、炭黑
浅黄色：Na2O2、AgBr
白色：Fe(OH)2、CaCO3、BaSO4、AgCl、Al(OH)3、
Mg(OH)2(2)特殊性质
①在一定条件下能漂白有色物质的淡黄色固体只有Na2O2。
②遇SCN－显红色的只有Fe3＋。
③常见的可溶于NaOH溶液的白色沉淀有Al(OH)3，可溶于NaOH溶液的金属氧化物有Al2O3。
④不溶于水又不溶于稀盐酸或稀硝酸的化合物有：BaSO4(白色)、AgCl(白色)。(3)特征反应
①能与强碱反应产生气体的物质：活泼的金属，如Na、Al、Zn等；不稳定的弱酸盐，如碳酸盐、碳酸氢盐等。
②能与强碱反应产生气体的物质：单质，如Al等；盐类，如铵盐等。
③既能与强酸又能与强碱溶液反应的物质：金属单质，如Al等；两性氧化物，如Al2O3等；两性氢氧化物，如Al(OH)3等；弱酸的铵盐，如NH4HCO3、(NH4)2CO3等；弱酸的酸式盐，如NaHCO3等。④能与水反应产生气体的物质：活泼的金属单质，Na、K、Mg(加热)、Fe(高温生成Fe3O4)等；金属过氧化物，如Na2O2等。(4)特殊的转换关系
②三角转换2.方法
由于无机推断题综合性强，涉及面广，按以下步骤分析题目，往往能迅速理清思想，高效解题。
审题→挖掘、筛选信息→联系已学知识→寻找突破点→推理判断→得出结论→正向求证【例7】　A、B、C、D、E五种化合物，均含有某种常见元素，它们的转化关系如图所示，其中A为澄清溶液，C为难溶的白色固体，E则易溶于水，若取A溶液灼烧，焰色反应为浅紫色(透过蓝色钴玻璃)。(1)写出化学式：A__________，B____________，
C____________，D____________，E____________。
(2)写出下列反应的离子方程式：
A→B_______________________________________
A→D_______________________________________
【例8】　有A、B、C、D四种物质的溶液，在进行焰色反应实验时，火焰都呈黄色，它们之间可发生如图所示的转化，则这四种物质分别为：A___________________________________________。
B__________________________________________。
C__________________________________________。
D__________________________________________。
有关反应的离子方程式：
①______________________________________；
②______________________________________；
③______________________________________；
④______________________________________；
⑤______________________________________。第3章
章末综合检测
(90分钟，100分)
一、选择题(每小题只有1个选项符合题意，每小题3分共54分)
1．(2009·全国理综Ⅱ卷·8)下列叙述中正确的是(　　)
A．向含有CaCO3沉淀的水中通入CO2至沉淀恰好溶解，再向溶液中加入NaHCO3饱和溶液，又有CaCO3沉淀生成
B．向Na2CO3溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸，生成CO2与Na2CO3的物质的量之比为1?2
C．等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应，在同温同压下，生成的CO2体积相同
D．向Na2CO3饱和溶液中通入CO2，有NaHCO3结晶析出
【答案】　D
【点拔】　A项，CaCO3与CO2、H2O反应生成Ca(HCO3)2，与NaHCO3不反应。B项，向Na2CO3溶液中滴加等物质的量的HCl时，发生反应：CO＋H＋===HCO，不生成CO2。C项等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量的盐酸反应时，NaHCO3产生的CO2多。D项中向饱和Na2CO3溶液中通入CO2时，会发生反应：Na2CO3＋CO2＋H2O＝2NaHCO3↓反应中消耗水，生成的NaHCO3溶解度小，质量多，故NaHCO3会结晶析出。
2．下列关于铁的叙述正确的是(　　)
①铁能被磁铁吸引，但纯铁易被腐蚀　②在人体内的血红蛋白中含有铁元素　③铁位于元素周期表中第四周期第ⅧB族　④铁能在氧气中剧烈燃烧，但不能在水蒸气中燃烧　⑤铁与强氧化剂硝酸反应的产物仅是Fe(NO3)3　⑥不能通过化合反应制得FeCl2和Fe(OH)3
A．①③　　 B．②④　　
C．②⑤　　 D．④⑥
【答案】　B
【点拔】　当铁中含有杂质时，在潮湿的空气中会发生电化学腐蚀反应，所以，纯铁的抗腐蚀能力较强；铁位于元素周期表的第Ⅷ族，而不是第ⅧB族；铁在氧气中能发光、发热、剧烈燃烧，而与水蒸气反应则不会发光，看不到燃烧现象；铁与强氧化剂反应，能被氧化为Fe3＋，但若铁过量，则Fe3＋被Fe还原为Fe2＋，所以，Fe与HNO3反应的产物可能因铁过量而生成Fe(NO3)2；FeCl2、Fe(OH)3都可通过化合反应Fe＋2FeCl3===3FeCl2,4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3制得。
3．(甘肃会宁五中2009－2010学年度第一学期期末质检试卷)下列各组中两种物质作用时，反应条件或反应物用量改变，对生成物没有影响的是(　　)
A．Na与O2 B．Na2O2与CO2
C．NaOH溶液与CO2 D．AlCl3溶液与NaOH溶液
【答案】　B
【点拔】　Na2O2与CO2的反应与反应条件或反应物用量无关，反应为：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2。A中Na与O2常温生成Na2O，点燃生成Na2O2；NaOH与CO2反应，CO2少量生成Na2CO3，CO2过量生成NaHCO3；AlCl3溶液中加入NaOH溶液，NaOH少量生成Al(OH)3沉淀，NaOH过量生成Na[Al(OH)4]。
4．铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时，反应中消耗的HCl和NaOH物质的量之比为(　　)
A．1:?1 B．3:?1
C．2:?1 D．1:?3
【答案】　B
【点拔】　由两个反应方程式可直接推得。
5．一块表面已被缓慢氧化的金属钠，其质量为10.8g，投入100g水中，收集到氢气0.2g。则原来钠块表面被氧化的钠的质量是(　　)
A．6.2g B．4.6g
C．7.8g D．10.6g
【答案】　B
【点拔】　产生0.2g H2需Na 4.6g，则Na2O质量为10.8g－4.6g＝6.2g，由4Na＋O2===2Na2O可知被氧化的Na质量为4.6g。
6．(标准状况)将相同质量的Na、Mg、Al、Zn、Fe分别投入足量的稀盐酸中，产生H2的体积由多到少的顺序排列正确的是(　　)
A．Zn＞Fe＞Na＞Mg＞Al
B．Al＞Mg＞Na＞Fe＞Zn
C．Na＞Mg＞Al＞Fe＞Zn
D．Fe＞Zn＞Mg＞Al＞Na
【解析】　方法Ⅰ：设五种金属质量均为1g，放入足量盐酸中。则：
2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑
46g　　　　　　　　22.4L
1g　　　　　　　　L
Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑
24g　　　　　　　　22.4L
1g　　　　　　　　L
2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑
54g　　　　　　　　3×22.4L
1g　　　　　　　　L
Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑
65g　　　　　　　22.4L
1g　　　　　　　　L
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
56g　　　　　　　　22.4L
1g　　　　　　　　L
因为＞＞＞＞
所以Al＞Mg＞Na＞Fe＞Zn
方法Ⅱ(排除法)：计算Na、Mg、Al即可得出答案。
方法Ⅲ(摩尔电子质量法)：
等质量金属与足量酸反应，金属的相对原子质量与反应后金属化合价的比值越小，生成氢气越多。反应中，转移1mol电子，需金属质量越小，等质量金属与酸反应生成H2越多。
因为＞＞＞＞
所以Al＞Mg＞Na＞Fe＞Zn
【答案】　B
7．2.3g钠在干燥的空气中被氧化后，可得3.5g固体，因此可判断其氧化产物为(　　)
A．Na2O2 B．Na2O
C．Na2O和Na2O2 D．无法确定
【答案】　C
【点拔】　2.3g Na的物质的量为0.1mol，被完全氧化成Na2O，物质的量为0.05mol，质量为3.1g；被完全氧化为Na2O2，物质的量为0.05mol，质量为3.9g。
8．下列各金属的混合物2.5g和足量的盐酸反应，放出的H2在标准状况下体积为2.24L，其中可能的是(　　)
A．Zn和Fe B．Mg和Zn
C．Al和Mg D．Cu和Fe
【答案】　B
【点拔】　由Zn～H2，Fe～H2，Al～H2，Mg～H2知，生成＝0.1mol H2所需Zn：0.1mol，
Fe：0.1mol，Mg：0.1mol，Al：mol。质量分别为：
Zn：6.5g，Fe：5.6g，Mg：2.4g，Al：1.8g。
9．有两个无标签的试剂瓶，分别盛有Na2CO3、NaHCO3固体，有四位同学为鉴别它们采用了以下不同方法，其中可行的是(　　)
A．分别将它们配制成溶液，再加入澄清石灰水
B．分别将它们配制成溶液，再加入NaOH溶液
C．分别将它们配制成溶液，再进行焰色反应
D．分别加热，再用澄清石灰水检验是否有气体产生
【答案】　D
【点拔】　A选项都产生沉淀；B选项都没有明显现象；C选项焰色反应都呈黄色；加热只有碳酸氢钠会分解产生二氧化碳气体。
10．在一定条件下，将钠与氧气反应的生成物1.5g溶于水，所得溶液恰好能被80mL浓度为0.50mol/L的HCl溶液中和，则该生成物的成分是(　　)
A．Na2O B．Na2O2
C．Na2O和Na2O2 D．Na2O2和NaO2
【答案】　C
【点拔】　根据题给条件n(Na)＝n(NaOH)＝
n(HCl)＝80×10－3L×0.50mol/L＝0.04mol，若生成Na2O，其质量为×0.04mol×62g/mol＝1.24g，若生成物为Na2O2，其质量为
×0.04mol×78g/mol＝1.56g，而实际质量是1.5g，故应该是Na2O和Na2O2的混合物。
11．下列有关金属铝及其化合物的叙述正确的是(　　)
A．铝在常温下不能与氧气反应
B．铝不能与氯气反应
C．铝既能溶于酸，又能溶于碱
D．氧化铝只能与酸反应，不能与碱反应
【答案】　C
【点拔】　4Al＋3O22Al2O3，A错；2Al＋3Cl2===2AlCl3，B错；氧化铝是两性氧化物，既能与酸反应又能与碱反应，D错。
12．铁、稀盐酸、澄清石灰水、氯化铜溶液是中学化学中常见物质，四种物质间的反应关系如图所示。图中两圆相交部分(A、B、C、D)表示物质间的反应，其中对应的离子方程式书写正确的是(　　)
A．OH－＋HCl===H2O＋Cl－
B．Ca(OH)2＋Cu2＋===Ca2＋＋Cu(OH)2
C．Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋
D．Fe＋2H＋===Fe3＋＋H2↑
【答案】　C
【点拔】　A项应为OH－＋H＋===H2O；B项：2OH－＋Cu2＋===Cu(OH)2↓；C项正确，D项：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。
13．相同质量的下列物质分别与足量的AgNO3溶液反应，生成沉淀最多的是(　　)
A．NaCl B．CaCl2
C．FeCl2 D．ZnCl2
【答案】　B
【点拔】　设“1”法：沉淀为AgCl，求生成1mol AgCl时，所需四种备选物质的质量。根据Cl原子守恒：
NaCl～AgCl↓　　　　　　CaCl2～AgCl↓
58．5　　　　　　　　　　55.5
FeCl2～AgCl↓　　ZnCl2～AgCl↓
63．5　　　　　　　　　　68
所需质量最少者生成沉淀最多。
本题也可用常规方法，设各种物质的质量均为m，再求生成的沉淀的质量。
14．硫酸铁和硫酸亚铁的混合物中，若其中铁元素的质量分数为a%，则其中硫元素的质量分数为(　　)
A．(100－3a)% B.%
C.% D.(100－a)%
【答案】　B
【点拔】　Fe2(SO4)3、FeSO4中w(S)?w(O)都等于1?2，所以混合物中
w(S)＝[1－w(Fe)]×＝(1－a%)×
＝%。
15．下列各组物质能相互反应得到Al(OH)3的是(　　)
A．Al跟NaOH溶液共热
B．Al(NO3)3跟过量的NaOH溶液
C．Al2O3和水共热
D．Al2(SO4)3和过量的氨水
【答案】　D
【点拔】　铝跟氢氧化钠溶液、铝盐与过量的氢氧化钠溶液反应都是得到偏铝酸钠；C项不反应。
16．下列各组物质相互反应后，再向得到的溶液中滴入KSCN试剂，溶液变成红色的是(　　)
A．氯水和氯化亚铁溶液
B．铁屑和氯化铜溶液
C．铁屑和过量稀硫酸
D．过量铁屑和氯化铁溶液
【答案】　A
【点拔】　2Fe2＋＋Cl2===2Cl－＋2Fe3＋；
Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3(红色)。
17．向硫酸铜溶液中加入一小块金属钠后，观察到的现象有(　　)
①钠浮于液面上　②熔化成小球　③发出嘶嘶的响声，放出气体　④钠周围蓝色沉淀部分变黑　⑤有蓝色沉淀产生　⑥析出大量红色的铜　⑦小球在溶液中沉浮　⑧小球在液面上游动、逐渐变小，直至消失
A．①②③④⑤⑥ B．①②③④⑤⑧
C．①②③⑥⑧ D．②⑥⑦
【答案】　B
【点拔】　Na的密度比水小，与水反应生成H2和NaOH并放热，使低熔点的Na熔化并被H2推动着无规则游动；NaOH与CuSO4反应得到Cu(OH)2蓝色沉淀，同时，部分Cu(OH)2受热分解生成黑色的CuO。
18．要从含Al3＋、Fe3＋、Ba2＋、Ag＋的溶液中分别沉淀出Fe3＋、Ba2＋、Ag＋，加入试剂的顺序正确的是(　　)
A．盐酸、稀硫酸、NaOH溶液
B．NaOH溶液、盐酸、稀硫酸
C．盐酸、稀硫酸、氨水
D．盐酸、氨水、稀硫酸
【答案】　A
【点拔】　要使离子依次沉淀，必须满足每加一种试剂只沉淀一种离子。Cl－只与Ag＋反应，SO可与Ba2＋、Ag＋反应，而NaOH或NH3·H2O可与Al3＋、Fe3＋、Ag＋反应，所以试剂加入顺序应为：盐酸→稀硫酸→过量NaOH溶液。
二、非选择题(本题包括7个小题共46分)
19．(6分)将4.6g钠和95.4g水、6.2g氧化钠和93.8g水、7.8g过氧化钠和92.2g水分别混合，所得溶液的质量分数分别用a、b、c表示，那么其大小关系是：________________________。若用0.1mol·L－1盐酸中和所得溶液，消耗盐酸的体积分别用a、b、c表示，其大小关系是________________________。
【答案】　c＞a＞b　a＝b＝c
【点拔】　A、B、C中，n(NaOH)＝0.2mol，A中生成0.2g H2，反应后溶液的质量为99.8g。B中m(溶液)＝100g，C中生成O2 1.6g，m(溶液)＝98.4g，因此质量分数的大小关系为c＞a＞b。
20．(8分)粉末状试样A是由等物质的量的MgO和Fe2O3组成的混合物。进行如下实验：
①取适量A进行铝热反应，产物中有单质B生成。(提示：铝与氧化铁发生的反应称为铝热反应)
②另取20g A全部溶于0.15L 6.0mol·L－1盐酸中，得溶液C。
③将①中得到的单质B和溶液C反应，放出气体1.12L(标准状况下)，同时生成溶液D，还残留固体B。
④用KSCN溶液检验时，溶液D不变色。
(1)反应①的产物中的单质B是________。
(2)②所发生各反应的化学方程式是：
________________________________________________________________________。
(3)若溶液D的体积仍为0.15L，则该溶液中
c(Mg2＋)为________，c(Fe2＋)为________。
【答案】　(1)Fe
(2)Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O
MgO＋2HCl===MgCl2＋H2O
(3)0.67mol·L－1　2.3mol·L－1
【点拔】　MgO、Fe2O3等物质的量混合后，取适量发生铝热反应，生成单质Fe。MgO、Fe2O3溶于适量盐酸中得MgCl2和FeCl3；此混合液中剩余的盐酸与Fe反应产生H2，残留固体B为Fe，此时溶液中铁的存在形态只有Fe2＋。
21．(8分)铝粉与某些金属氧化物组成的混合物叫铝热剂，铝热剂在高温下发生的反应叫铝热反应。如：2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3，反应发生时放出大量的热。仔细阅读上述信息回答下列问题：
(1)“铝热反应”属于四种基本反应类型中的
________________________________________________________________________反应。
(2)信息中的“某些”指________(填“比铝活泼的”“比铝不活泼的”或“任意”)。
(3)试写出铝粉与MnO2发生的铝热反应方程式
________________________________________________________________________。
(4)题给的铝热反应可用于野外焊接钢轨，试证明其基本原理________________________________________________________________。
【解析】　(1)据反应物和生成物的特点可看出应属于置换反应。(2)置换反应原理是活泼金属置换出较不活泼的金属。(3)生成产物为Mn和Al2O3。(4)利用反应放出的大量的热使金属熔化。
【答案】　(1)置换　(2)比铝不活泼的
(3)4Al＋3MnO22Al2O3＋3Mn
(4)反应放出的大量热将生成的金属铁熔化流入裂缝中将钢轨焊接在一起。
22．(6分)“套管实验”是将一支较小的试管装入另一试管中，经组装来完成原来需要两只或更多试管进行的实验。因其有许多优点，近年来被广泛开发并应用于化学实验中。下面这个实验为“套管实验”，实验装置如下图，小试管中部有沾上无水硫酸铜粉末的脱脂棉。请观察实验装置，分析实验原理，并回答下列问题：
(1)整个实验过程中，能观察到的现象为
①烧杯A中________；②小试管中________；
③烧杯B中____________________________；
(2)实验结束时，在操作上要特别注意的问题是
________________________________________________________________________；
(3)写出实验过程中发生反应的化学方程式
________________________________________________________________________。
【答案】　(1)①有气泡冒出　②脱脂棉变蓝，试管内壁有水珠产生　③有气泡产生，澄清石灰水变浑浊　(2)先将导气管从A、B的烧杯中取出，再停止加热
(3)①CuSO4＋5H2O===CuSO4·5H2O
②2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O
③CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O
【点拔】　(1)①实验开始时，导气管中有气泡冒出；②脱脂棉变成蓝色，试管内壁有水珠产生；③导气管中有气泡产生，澄清石灰水变浑浊。
(2)先将导气管从A、B的烧杯中取出，再停止加热，以防倒吸。
23．(6分)以下一些氧化物和单质之间可发生如下图所示的反应。
其中，氧化物(Ⅰ)是红棕色固体、氧化物(Ⅱ)、(Ⅲ)、(Ⅳ)在反应条件下都是气体。
(1)氧化物(Ⅰ)的化学式(分子式)是________。氧化物(Ⅱ)的化学式(分子式)是__________。
(2)反应①的化学方程式是__________________。
反应②的化学方程式是______________________。
反应③的化学方程式是______________________。
【解析】　氧化物(Ⅰ)为红棕色固体，故其为Fe2O3；又知Fe2O3＋氧化物(Ⅱ)―→单质(Ⅰ)＋氧化物(Ⅳ)，故氧化物(Ⅱ)为CO，氧化物(Ⅳ)为CO2。又知CO＋氧化物(Ⅲ)―→CO2＋单质(Ⅱ)，故氧化物(Ⅲ)为H2O，单质(Ⅱ)为H2，单质(Ⅲ)为C，单质(Ⅰ)为Fe。
【答案】　(1)Fe2O3　CO
(2)①Fe2O3＋3CO＋2Fe＋3CO2
②CO＋H2O(g)CO2＋H2
③H2O＋CH2＋CO(如写可逆号，同样给分)
24．(河南实验中学2009－2010学年度高一月考，23)(6分)取4.6g的钠投入水中，完全反应后，溶液的体积为1L，问：(1)生成的气体体积在标准状况下为多少L?
(2)所得溶液溶质的物质的量浓度是多少？
【解析】　2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
2×23g 2mol 22.4L
4.6g x y
由题意的：＝，＝
解之，得：x＝0.2mol，y＝2.24L
所以，所得溶液的物质的量浓度为c(NaOH)＝＝0.2mol·L－1。
【答案】　(1)2.24L　(2)0.2mol·L－1
25．(6分)如右图是测定镁粉(含铝粉)的纯度的实验装置。所用的NaOH浓度为4.5mol·L－1。
不同时间电子天平的读数如下表所示：
实验操作
时间/min
电子天平的读数/g
烧杯＋NaOH溶液
120
烧杯＋NaOH溶液＋样品
0
135.6
1
135.1
2
134.7
3
134.4
4
134.4
(1)试计算样品中镁的质量分数。
(2)反应后溶液(溶液的体积变化忽略)的c(OH－)。
【解析】　(1)设镁、铝混合物中铝的物质的量为x
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2mol　　　　　　　　　　　　　　3mol
x　　　　　　　　　　＝0.6mol
x＝0.4mol
由题意知：所加镁、铝混合物质量为
135．6g－120g＝15.6g
w(Mg)＝×100%
＝30.77%
(2)c(OH－)＝
＝0.5mol·L－1
【答案】　(1)30.77%　(2)0.5mol·L－1