课件48张PPT。第1课时 金属与非金属、水、酸的反应 课件37张PPT。第2课时 铝与氢氧化钠溶液的反应
物质的量在化学方程式计算中的应用 课件49张PPT。第1课时 钠的重要化合物 课件42张PPT。第2课时 铝的重要化合物 课件47张PPT。第3课时 铁的重要化合物 课件31张PPT。第三节 用途广泛的金属材料 第1课时 金属与非金属、水、酸的反应
课程目标
1．了解常见金属的活动性顺序。
2．掌握钠、铝、铁、铜等金属与氧气的反应，了解常见金属与非金属的反应。
3．掌握钠、铁与水(酸)的反应，了解金属的通性。
图说考点
[新知预习]
一、金属的通性
1．金属的存在及含量
(1)存在：
①形式：绝大多数金属以?化合态的形式存在于自然界中，只有极少数金属如金、铂等以?游离态的形式存在。
②原因：多数金属的化学性质?比较活泼。
(2)含量：
金属在自然界中的含量(在下面的横线上填上相应的元素名称)
2．单质的物理性质
(1)共性：
①颜色：除了铜、金外，大多数为?银白色，有金属光泽。
②状态：常温下，大部分金属是固态，唯一呈液态的是汞。
③三性：金属具有良好的导电性、导热性、延展性。
(2)差异：密度、硬度、熔点差别较大。
二、金属与非金属的反应
1．钠与氧气的反应
条件
常温
加热或点燃
实验
操作
实验
现象
新切开的钠具有银白色金属光泽，在空气中很快变暗
钠先熔化成银白色小球，然后剧烈燃烧，火焰呈黄色，生成淡黄色固体
实验
结论
①钠的物理性质：
钠是银白色金属，硬度小，熔点低，通常保存在石蜡或煤油中
②钠与氧气的反应(写出反应的化学方程式)：
常温下： 4Na＋O2===2Na2O
加热时： 2Na＋O2Na2O2
2．铝与氧气的反应
实验操作
实验材料
实验现象
实验原理
①空气中久置的铝箔
铝箔熔化，失去光泽，熔化的铝
并不滴落
构成铝表面氧化膜的Al2O3熔点很高(比铝高)，包在铝的外面，使液态铝不能滴落
②用砂纸仔细打磨的铝箔
铝箔熔化，失去光泽，熔化的铝
不能滴落
发生反应： 4Al＋3O22Al2O3，生成的Al2O3包在铝的外面，使液态铝不能滴落
三、金属与水、酸的反应
1．金属与水的反应
(1)钠与水的反应：
实验操作
实验现象
结论或解释
①钠浮在水面上
①钠的密度比水小
②钠熔成小球
②钠熔点较低，且反应放热
③小球在水面上迅速游动，逐渐变小，最后消失
③反应产生的气体推动小球运动
④与水反应发出“嘶嘶”声
④钠与水剧烈反应，反应放热并生成气体
⑤反应后溶液的颜色逐渐变红
⑤有NaOH生成
化学方程式
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
离子方程式
2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑
(2)铁与水的反应：
实验
装置
气体
检验
用火柴点燃肥皂泡，听到爆鸣声，证明生成了H2
化学
方程式
3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2
实验
结论
铁不能与冷水、热水反应，但高温条件下能与水蒸气反应
操作
要领
①先加热湿棉花部位，待形成水蒸气后再加热铁粉，以防止发生倒吸；
②最初排出的是空气，应加热一会后，再将导管插入到肥皂水中；
③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；
④实验结束时，先将导气管撤出，再移去酒精灯，以防止倒吸
2.金属与酸的反应
通常情况下，位于金属活动性顺序中氢以前的金属能与非氧化性酸反应生成H2。
举例：
(1)Mg与稀硫酸的反应(离子方程式)： Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑。
(2)Al与稀硫酸的反应(离子方程式)： 2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑。
(3)Fe与稀硫酸的反应(离子方程式)： Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。
[即时性自测]
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”
(1)自然界中金属都是以化合态形式存在的。( )
(2)自然界中金属都以固态形式存在。 ( )
(3)钠与O2反应时，条件不同，产物也不同。 ( )
(4)铝抗腐蚀能力较强的主要原因是铝与氧气反应使表面生成致密的氧化膜。( )
(5)金属单质发生化学反应时表现还原性。 ( )
(6)Fe与水蒸气反应生成Fe(OH)3。( )
答案：(1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)√ (6)×
2．下列说法正确的是( )
A．金属的化学性质都很活泼
B．自然界中无金属单质
C．金属在自然界中的含量比非金属高
D．镁是银白色金属
答案：D
3．金属钠投入水中发生剧烈反应，并有氢气生成，装运金属钠的包装箱应贴的图标是( )
答案：C
4．下列关于铝的叙述中，不正确的是( )
A．铝是地壳里含量最多的金属元素
B．在常温下，铝不能与氧气反应
C．铝是一种比较活泼的金属
D．在化学反应中，铝容易失去电子，是还原剂
答案：B
5．下列有关铁与水反应的说法中正确的是( )
A．在任何条件下，铁与水均能发生反应
B．在高温时，铁与水蒸气反应生成氢氧化铁和H2
C．在高温时，铁与水蒸气反应生成氧化铁和H2
D．在高温时，铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和H2
答案：D
提升点一 金属的化学性质
[例1] 下列关于金属元素特征的叙述正确的是( )
A．金属元素的原子只有还原性，离子只有氧化性
B．金属元素在化合物中一定显正价
C．金属单质都可以和酸反应置换出氢气
D．金属元素的单质在常温下均为固体
【解析】 金属单质在反应中只能失去电子，但处于中间价态的金属离子既有氧化性又有还原性，如亚铁离子既有氧化性又有还原性，A错误；因金属元素在反应中失去电子，则化合价一定升高，所以金属元素在化合物中一定显正价，B正确；排在氢后面的金属与稀硫酸等不反应，无法置换出氢气，C错误；金属单质Hg在常温下为液体，D错误。
【答案】 B
[提升1] 下列关于金属的说法中正确的是( )
A．金属在常温下都能与氧气反应
B．常温下，与氧气反应的金属均可形成致密的氧化膜，阻止金属继续被氧化
C．铁能置换出CuSO4溶液中的铜，故银也能置换出CuSO4溶液中的铜
D．金属活动性顺序中，排在氢之前的金属与盐酸都能发生置换反应
解析：金、铂性质非常稳定，不能与氧气、盐酸等反应，A项错误；像铁这类金属形成的氧化膜疏松，B项错误；Ag的活动性比Cu的弱，Ag不能与CuSO4反应，C错误；活泼金属均能与盐酸发生置换反应产生H2，D项正确。
答案：D
1．通常情况下，金属元素原子在化学反应中易失去电子，表现出较强的还原性。
2．金属元素只表现出正化合价，故金属单质不表现氧化性。
[关键能力]
金属的化学通性
金属活动性顺序
K Ca Na Mg Al
Zn Fe Sn Pb
(H)
Cu Hg Ag
Pt Au
失电子能力
空气中与氧气的反应
易被氧化
常温时能被氧化
加热时能被氧化
不能被氧化
与Cl2、S等反应
生成相应的氯化物、硫化物
与酸的反应
能置换出酸(一般指盐酸或稀硫酸)中的氢
不能置换出酸中的氢
反应剧烈
反应程度依次减弱
与盐的反应
位于金属活动性顺序前面的金属可以将后面的金属从其盐溶液中置换出来(K、Ca、Na除外)
提升点二 钠、铝与氧气的反应
[例2] 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)，下列有关叙述中正确的是( )
A．表面迅速变暗是因为钠与空气中的氧气反应生成了过氧化钠
B．“出汗”是因为生成的氢氧化钠吸收空气中的H2O在表面形成了溶液
C．最后变成碳酸钠粉末
D．该过程中的所有化学反应均为氧化还原反应
【解析】 钠露置在空气中表面迅速变暗，是因为Na与O2反应生成了Na2O，Na2O与水反应生成NaOH，NaOH又吸收空气中的H2O和CO2，生成Na2CO3·10H2O，Na2CO3·10H2O逐渐风化脱水，最后变成Na2CO3粉末，该过程中只有钠的氧化是氧化还原反应，C项正确。
【答案】 C
[提升2] 下列关于金属性质的叙述中正确的是( )
A．钠与氧气反应时，产物是由O2的用量决定的
B．铝箔在空气中受热可以熔化且会发生剧烈燃烧
C．金属与非金属发生反应时，被氧化的一定是金属
D．铁丝不论在空气中还是纯氧中都不会燃烧
解析：Na与O2的反应产物是由反应条件决定的，常温下生成Na2O，点燃时生成Na2O2，与O2的用量无关，A错误；铝箔在空气中受热可熔化，但由于表面形成熔点很高的Al2O3，故不会燃烧，B错；铁丝可在纯氧中燃烧生成Fe3O4，D项错误；金属与非金属单质反应时，金属只能失电子被氧化，C正确。
答案：C
金属元素金属性越强越易与氧气化合，反应也越剧烈。但要注意某些金属表面有保护膜生成，会阻止反应的发生。
[关键能力]
钠露置在空气中的变化过程分析
金属钠长期露置于空气中最终完全转变为Na2CO3粉末，此过程中的主要变化与现象有：
银白色金属钠?Na?表面变暗?生成Na2O?出现白色固体?生成NaOH?表面变成溶液?NaOH潮解?白色块状物质?生成Na2CO3·10H2O?白色粉末状物质?生成Na2CO3?
发生的主要变化的化学方程式为：
①4Na＋O2===2Na2O
②Na2O＋H2O===2NaOH
④2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O, Na2CO3＋10H2O===Na2CO3·10H2O
⑤Na2CO3·10H2O===Na2CO3＋10H2O,
提升点三 金属与水、酸、碱和盐溶液的反应
[例3] 将一小块金属钠投入盛有5 mL饱和澄清石灰水的试管中，不可能观察到的现象是( )
A．有气体产生
B．有沉淀产生
C．有银白色金属产生
D．金属钠熔化成闪亮的小球在液面上游动
【解析】 该反应中除Na与H2O反应现象A、D外，还会产生Ca(OH)2沉淀，B项所述现象也会出现。
【答案】 C
[提升3] 不能正确表示下列反应的离子方程式的是( )
A．钠与水反应：2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑
B．钠与CuSO4溶液反应：2Na＋Cu2＋===Cu＋2Na＋
C．钠与盐酸反应：2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑
D．钠跟氯化钾溶液反应：2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑
解析：B中钠与CuSO4溶液反应的实质是钠与水反应生成的氢氧化钠再与CuSO4反应，总化学方程式：2Na＋2H2O＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋H2↑＋Na2SO4。
答案：B
金属单质与水反应的三种类型：
(1)K、Ca、Na等金属和冷水作用，生成可溶性碱和H2。
(2)Al与冷水很难反应，与沸水能反应。(即铝在除掉氧化膜后，在加热条件下能与水反应。)
(3)Zn、Fe和高温水蒸气反应，生成不溶性氧化物和H2。
[关键能力]
1．钠与酸反应
2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑ 2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑
钠与酸电离出的H＋反应，所以比水反应更剧烈。
2．钠与盐溶液的反应
钠与盐溶液反应时，首先与水反应生成NaOH，然后NaOH与盐发生复分解反应(若氢氧化钠不与盐反应，则只有钠与水的反应)。
如Na与CuSO4溶液的反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
2NaOH＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4
总反应式为：2Na＋2H2O＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑。
1．下列有关钠的物理性质叙述正确的是( )
①银白色金属 ②质软，可以用小刀切割 ③熔点较低
④密度比水小 ⑤热和电的良导体
A．①②④ B．②③⑤
C．①③④ D．①②③④⑤
解析：将钠放入水中，钠会熔成小球，说明钠的熔点低，钠能浮在水面上，说明其密度比水小，钠是金属，是热和电的良导体，D项正确。
答案：D
2．金属钠在水中能浮在水面上，在煤油中能沉在油层下，煤油的密度是0.8 g·cm－3，可推测钠的密度(g·cm－3)( )
A．大于1.0
B．小于0.8
C．介于0.8～1.0之间
D．不能确定
答案：C
3．下列说法中，错误的是( )
A．钠在空气中加热时，先熔化，再燃烧，燃烧所得产物为Na2O2
B．镁因在空气中形成一层致密的氧化膜保护了里面的镁，故镁不需要像钠一样做特殊保护
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，故铁制品往往需要加保护层
解析：
答案：C
4．将适量金属钠投入下列溶液中，有气体放出，但无沉淀生成的是( )
A．盐酸
B．饱和氢氧化钠溶液
C．FeCl3溶液
D．CuSO4溶液
解析：钠与水溶液反应均放出氢气；A项，发生反应为2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑，只有气体无沉淀；B项，NaOH溶液是饱和溶液，投入钠后，消耗水，析出氢氧化钠晶体；C项，钠与水反应生成的氢氧化钠还能进一步与FeCl3反应产生氢氧化铁沉淀；D项，钠与水反应生成的氢氧化钠还能进一步与CuSO4反应产生氢氧化铜沉淀。
答案：A
5．某化学兴趣小组利用如图装置进行“铁与水反应”的实验，并检验产物的性质，请回答下列问题：
(1)A装置的作用是________，B中反应的化学方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)D的作用是
________________________________________________________________________。
(3)E中的现象是
________________________________________________________________________。
(4)A、B两个装置中应先点燃________处的酒精(喷)灯，点燃E处酒精灯之前应进行的操作是________________________________________________________________________。
解析：
(1)B中进行的反应是3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，故A为提供水蒸气的装置。
(2)D的作用是除去未反应的水蒸气，干燥H2。
(3)E中反应为H2＋CuOCu＋H2O，故黑色粉末变红，同时硬质玻璃管右端会有水珠生成。
(4)应先点燃A处，若先点燃B处，B中的Fe会与空气中O2反应生成Fe2O3，点燃E处酒精灯前要收集H2，检验纯度。
答案：
(1)产生水蒸气 3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2
(2)吸收未反应的水蒸气
(3)黑色固体变为红色，右端管壁有水珠生成
(4)A 收集H2，并检验其纯度
练后感悟
K、Ca、Na等金属在空气中易被氧化，生成的氧化物会与空气中的CO2、水蒸气继续反应；Mg、Al与氧气反应生成致密的氧化膜，能保护内层金属；Fe表面形成的氧化物疏松，不能保护内层铁，形成铁锈(Fe2O3·nH2O)；铜在空气中形成铜锈[Cu2(OH)2CO3]。
课时作业12 金属与非金属、水、酸的反应
授课提示：对应学生用书105页
[练基础]
1．下列关于钠的说法不正确的是( )
A．金属钠和氧气反应，条件不同，产物不同
B．钠长期置于空气中，表面不能形成致密氧化膜
C．钠与水反应时，钠熔成小球在水面四处游动
D．由于钠比较活泼，所以它能从溶液中置换出金属活动性顺序表中钠后面的金属
解析：钠不能从盐溶液中置换出金属。
答案：D
2．下列说法正确的是( )
A．铝的导电、导热性较好
B．铝制容器可盛放FeSO4溶液
C．镁最外层有2个电子，反应中易失去电子，表现氧化性
D．铝在常温和加热条件下与O2反应的产物不同
答案：A
3．下列关于钠的性质叙述中，不正确的是( )
A．切下一小块钠，投入水中，钠熔成小球，说明钠与水反应有热量放出
B．从钠能与水反应可推知钠也能与盐酸反应
C．钠在空气中燃烧生成氧化钠
D．切开一块钠，呈银白色，很快变暗，说明钠常温下能与氧气反应
解析：钠在空气中燃烧时发生反应：2Na＋O2Na2O2，故C选项错误。
答案：C
4．对于金属的下列叙述不正确的是( )
A．在点燃Mg、Al之前，应先用砂纸打磨，除去表面的氧化膜
B．用砂纸打磨的铝条，放在酒精灯上加热至熔化，铝不会滴落下来
C．金属都能与O2在加热条件下反应
D．金属元素在自然界中多以化合态的形式存在，因为它们大多有较强的还原性
解析：加热铝条至熔化，由于铝条表面的Al2O3熔点较高，铝条不会滴落下来；惰性金属与O2不易发生反应，如Au。
答案：C
5．将一小块金属钠投入到CuSO4溶液中，不可能观察到的现象是( )
A．溶液中有蓝色沉淀生成
B．有气体生成
C．有红色物质析出
D．钠熔成小球浮游在液面上
解析：钠投入到CuSO4溶液中首先与水反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，此时钠熔化成闪亮的小球浮游在液面上，有气体生成；生成的NaOH与CuSO4发生复分解反应，产生蓝色絮状沉淀；A、B、D项所指的现象均能观察到，但钠不能将铜置换出来。
答案：C
6．下列说法正确的是( )
A．钠保存在煤油里的原因之一是它极易与氧气反应
B．铝在空气中很容易燃烧
C．镁表面的氧化膜疏松，不能保护内层金属
D．铁锈的主要成分是Fe3O4
解析：铝在空气中易与O2反应生成Al2O3，但不易燃烧，B选项错误；Mg与O2反应生成致密的MgO薄膜，能保护其内层金属，C选项错误；铁锈的主要成分是Fe2O3·nH2O，而非Fe3O4，D选项错误。
答案：A
7．2.3 g纯净的金属钠在干燥的空气中被氧化后得到3.5 g固体，由此判断其产物是( )
A．只有Na2O B．只有Na2O2
C．Na2O和Na2O2 D．无法确定
解析：若2.3 g钠全部生成Na2O，质量为3.1 g；若2.3 g钠全部生成Na2O2，质量为3.9 g，因为3.1 g<3.5 g<3.9 g，故氧化产物应为Na2O和Na2O2的混合物。
答案：C
8．下列关于金属性质的叙述中，正确的是( )
A．1 mol Na与足量盐酸反应消耗的HCl比1 mol Na在空气中久置后再与足量盐酸反应消耗的HCl少
B．打磨的铝箔加热至熔化时，铝会滴落
C．点燃镁之前，应先用砂纸打磨
D．铁只能与氧气反应，与氯气不反应
解析：1 mol Na最多消耗1 mol HCl，生成1 mol NaCl,1 mol Na在空气中久置转化为Na2CO3，Na2CO3与HCl反应，最终生成NaCl，由Na＋守恒知需1 mol HCl，A项不正确；铝易与O2反应生成Al2O3，Al2O3熔点较高，铝不会滴落，B项不正确；铁能与O2和Cl2反应，D项错误。
答案：C
9．向一小烧杯中分别加入等体积的水和煤油，片刻后再向该烧杯中轻缓地加入一绿豆大小的金属钠，可能观察到的现象符合图中的( )
答案：A
[提素养]
10．把金属钠投入到下列物质的溶液中，溶液质量减轻的是( )
A．HCl B．Na2SO4 C．FeCl3 D．NaOH
解析：金属钠投入溶液中，由于Na变为离子形式溶于溶液，会使溶液质量增加；但是钠与水、与酸(H＋)反应放出H2，都使溶液质量减轻；且钠与水反应生成的碱还有可能和盐的离子生成难溶的碱导致溶液质量减轻，溶液质量是否减轻，就要看这一增一减的净结果。A中2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑，H＋换成Na＋，溶液质量增加；B中Na与水反应，H2O中H＋换成Na＋，溶液质量增加；C中6Na＋6H2O＋2FeCl3===2Fe(OH)3↓＋6NaCl＋3H2↑，显然溶液质量减轻；D中2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，溶液质量增加。
答案：C
11．等质量的两块钠，第一块在足量氧气中加热，第二块在氧气中常温下充分反应，则下列说法正确的是( )
A．第一块钠失去电子多
B．两块钠失去电子一样多
C．第二块钠的反应产物质量最大
D．两块钠的反应产物质量一样大
解析：
答案：B
12．将4.6 g金属钠投入到足量水中，得a g溶液；将4.8 g金属镁投入到足量盐酸中，得b g溶液，假设水的质量与盐酸的质量相等，则反应后两溶液的质量关系式为( )
A．a＝b B．a>b C．a解析：溶液的质量等于金属和水或酸的质量之和减去放出H2的质量。
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
46 2
4.6 g 0.2g
a g＝4.6 g＋m(H2O)－0.2＝4.4 g＋m(H2O)
Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑
24 2
4.8 g 0.4 g
b g＝4.8 g＋m(HCl)－0.4 g＝4.4 g＋m(HCl)
因为m(H2O)＝m(HCl)，所以a＝b.
答案：A
13．Mg、Al、Fe三种金属分别与同浓度、同体积的稀盐酸反应时，放出H2的质量相等，则下列说法中正确的是( )
A．三种金属的物质的量相等
B．三种金属均过量
C．三种金属的质量相等
D．盐酸均过量
解析：根据反应的化学方程式：
Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑
2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑
等质量的三种金属与酸反应产生H2的量不等；等物质的量的三种金属与酸反应产生H2的量也不等；若三种金属均过量，则产生的H2的量由盐酸决定。
答案：B
14．金属活动性顺序是学习化学的重要工具，在工农业生产和科学研究中有着重要应用。
常见的金属活动性顺序如下：
(1)解释不能用铁制容器配制CuSO4溶液的原因(用化学方程式表示)：
________________________________________________________________________。
(2)验证镁比锌的金属活动性强，应选用的溶液是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)从金属活动性顺序中你还能获得哪些信息？(写出一条即可)
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)在金属活动性顺序中铜排在铁后面，故铁能与CuSO4溶液发生置换反应。(2)验证镁比锌的金属活动性强，可以用镁置换锌的方法，也可以使镁和锌分别与同浓度的酸溶液反应，观察反应时的剧烈程度。
答案：
(1)Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu
(2)稀盐酸(或稀硫酸、ZnCl2溶液等)
(3)在金属活动性顺序中，位于前面的金属通常能够把后面的金属从它们的盐溶液中置换出来(或在金属活动性顺序中，排在H前面的金属能与非氧化性酸反应置换出H2，合理即可)
15．A、B、C是中学化学中常见的三种物质，它们之间的相互转化关系如下(部分反应条件及产物略去)：
(1)若A是一种金属，C是淡黄色固体，则B的化学式为________，A→C反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)若A是一种非金属，其常见的单质为黑色固体，C是最主要的温室气体，则C的化学式为________，B→C反应的化学方程式为____________________________。A和C是否能反应？________(填“能”或“不能”)，若能，写出反应的化学方程式：______________________________。(若不能，此空不填)
解析：
(1)根据C为淡黄色固体，推知C为Na2O2，则B为Na2O，A为Na，A→C的反应为2Na＋O2Na2O2。
(2)根据C是最主要的温室气体，推知C为CO2，则A为C，B为CO，A与C能反应，化学方程式为C＋CO22CO。
答案：
(1)Na2O 2Na＋O2Na2O2
(2)CO2 2CO＋O22CO2 能 C＋CO22CO
16．现用金属钠和空气制备纯度较高的Na2O2，可利用的装置如图所示。回答下列问题(注：Na2O2可以与H2O、CO2发生反应)：
(1)装置Ⅳ中盛放的药品是________，其作用是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)若规定气体的气流方向从左到右，则组合实验装置时各件仪器的正确连接顺序为________(按从左到右顺序写明仪器的编号Ⅰ、Ⅱ……)，各仪器接口的连接顺序是：空气进入________，________接________，________接________，________接________(填字母序号)。
(3)装置Ⅱ的作用为
________________________________________________________________________。
(4)操作中通空气和加热的顺序为
________________________________________________________________________。
解析：用金属钠和空气制备纯度较高的Na2O2的过程中，要避免生成的Na2O2与空气中的水蒸气和二氧化碳发生反应，在制取过程中导入空气时要除去这两种杂质，且最后要防止外界空气中的水蒸气和二氧化碳进入反应装置。
答案：
(1)氢氧化钠溶液 吸收导入的空气中的二氧化碳
(2)Ⅳ、Ⅲ、Ⅰ、Ⅱ h g f e a b c
(3)防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置Ⅰ
(4)先通一段时间的空气后再加热装置Ⅰ
第1课时 钠的重要化合物
课程目标
1．了解氧化钠、过氧化钠的主要性质和用途。
2．掌握Na2CO3、NaHCO3的主要性质和用途。
3．了解焰色反应的概念及应用。
图说考点,
[新知预习]
一、氧化钠和过氧化钠
1．过氧化钠与水反应的实验
实验操作
实验现象
实验结论
a.滴入水后产生大量气泡
b．带火星的木条复燃
c．试管外壁发热
d．向溶液中滴入酚酞溶液，溶液变红
过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，反应的化学方程式为
2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
2.氧化钠与过氧化钠的性质比较
物质名称
氧化钠(Na2O)
过氧化钠(Na2O2)
组成结构
由Na＋与O2－构成，＝
由Na＋与O构成，＝
氧元素的价态
?－2
－1
颜色、状态
白色固体
淡黄色固体
与H2O反应
的化学方程式
Na2O＋H2O===2NaOH
2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
与CO2反应
的化学方程式
Na2O＋CO2===Na2CO3
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
用途
用于制备氢氧化钠等
可作漂白剂(漂白织物等)、强氧化剂、供氧剂(用于呼吸面具和潜水艇中产生氧气)
二、碳酸钠和碳酸氢钠
1．组成
物质名称
碳酸钠
碳酸氢钠
化学式
Na2CO3
NaHCO3
组成离子
Na＋、CO
Na＋、HCO
阳离子与阴离子个数比
2:1
1:1
俗名
纯碱、苏打
小苏打
2.化学性质
(1)热稳定性
Na2CO3性质稳定，NaHCO3不稳定，易分解，反应方程式为2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O。
(2)与酸(足量盐酸)反应(写出相应的离子方程式)
①Na2CO3： CO＋2H＋===CO2↑＋H2O；
②NaHCO3： HCO＋H＋===CO2↑＋H2O。
(3)与碱(氢氧化钠)反应：
①Na2CO3与NaOH不反应。
②NaHCO3： NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O。
三、焰色反应
1．定义
很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色。
2．操作
3．几种金属的焰色
(1)钠元素的焰色反应呈黄色。
(2)钾元素的焰色反应呈浅紫色(透过蓝色的钴玻璃观察)。
4．应用
(1)检验金属元素的存在，如鉴别NaCl和KCl溶液。
(2)利用焰色反应制节日烟火。
[即时性自测]
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”
(1)过氧化钠会因为空气中的氧气而易变质。( )
(2)2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，是水作还原剂的氧化还原反应。( )
(3)在过氧化钠与水的反应中，每生成0.1 mol氧气，转移电子的数目为0.4NA。( )
(4)NaHCO3溶液中加入稀HCl：CO＋2H＋===CO2↑＋H2O。( )
(5)Na2O2溶于水产生O2：Na2O2＋H2O===2Na＋＋2OH－＋O2↑。( )
(6)用如图装置(夹持、加热装置已略)进行实验，由②中澄清石灰水变浑浊，可证明①中NaHCO3固体受热分解。( )
(7)分别加热Na2CO3和NaHCO3固体，试管内壁均有水珠，两种物质均受热分解。( )
(8)灼烧白色粉末，火焰呈黄色，证明原粉末中有Na＋，无K＋。( )
答案：(1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)√ (7)× (8)×
2．Na2O和Na2O2在下列哪一点性质上是相似的( )
A．颜色 B．水溶液的酸碱性
C．氧化性 D．漂白性
答案：B
3．下列物质露置于干燥的空气中，不发生变化的是( )
A．Na2O B．Na2O2 C．NaHCO3 D．Na2CO3·10H2O
答案：C
4．为了验证NaHCO3固体中是否含有Na2CO3，下列实验及判断中正确的是( )
A．加热，观察是否有气体放出
B．溶于水后加BaCl2溶液，看有无沉淀
C．溶于水后加石灰水，看有无沉淀
D．取固体试样加盐酸，看是否有气泡产生
解析：对上述物质加热，只能证明有NaHCO3，而不能证明含有Na2CO3；NaHCO3与Na2CO3都能与石灰水反应产生沉淀，都能与盐酸反应产生气泡而无法鉴别。
答案：B
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．该物质一定含钠元素
C．该物质一定是金属钠
D．该物质肯定不含钾元素
答案：B
提升点一 Na2O2的性质应用
[例1] 对于反应：2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，下列说法中正确的是( )
A．Na2O2是氧化剂，H2O是还原剂
B．Na2O2既是氧化剂，又是还原剂
C．该反应中电子转移的数目为4e－
D．每有18 g H2O与足量Na2O2反应，则固体增重4 g
【解析】 在Na2O2与H2O的反应中，Na2O2中－1价氧元素原子之间发生电子转移，Na2O2既是氧化剂又是还原剂，电子转移的数目为2e－。根据元素守恒，固体增重质量等于参加反应的水中氢元素的质量，即18 g H2O参加反应，固体增重2 g。
【答案】 B,,[提升1] 200 ℃时CO2和水蒸气的混合气体共23.2 g与足量的Na2O2充分反应后，固体质量增大了7.2 g，则原混合气体的物质的量为( )
A．0.2 mol B．0.6 mol C．0.8 mol D．1.0 mol
解题导引：本题适合采用差量法计算。
解析：设原混合气体中CO2、H2O的物质的量分别为x mol、y mol。
2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2 Δm
2 mol 56 g
x mol 28x g
2H2O(g)＋2Na2O2===4NaOH＋O2 Δm
2 mol 4 g
y mol 2y g
则：44x＋18y＝23.2 28x＋2y＝7.2
解得：x＝0.2 y＝0.8
所以原混合气体的总物质的量为0.2 mol＋0.8 mol＝1.0 mol。
答案：D
反应顺序：
一定量的Na2O2与一定量的CO2和H2O(g)的混合气体反应，可看作Na2O2先与CO2反应，CO2反应完全后，Na2O2再与H2O发生反应
[关键能力]
Na2O2与CO2、H2O反应的4个重要关系
2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2 2H2O＋2Na2O2===4NaOH＋O2↑
物质的
量关系
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或二者的混合物与放出O2的物质的量之比均为2:1
气体体
积关系
同温(大于100 ℃)、同压下，若CO2和水蒸气的混合气体(或单一气体)通过足量Na2O2时，气体体积的减少量或原混合气体(或单一气体)体积的即为生成氧气的体积
电子转
移关系
当Na2O2与CO2或H2O反应时，每产生1 mol O2转移2 mol e－。如：
固体质
量关系
①2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 Δm(固体)
2×78 g 2 mol 2×106 g 56 g
(2 mol CO的质量)
即：发生反应①时，固体增加的质量等于与CO2等物质的量的CO的质量。
②2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ Δm(固体)
2×78 g 2 mol 4×40 g 4 g
(2 mol H2的质量)
即：发生反应②时，固体增加的质量等于与H2O等物质的量的H2的质量
这4个重要关系，即是对应量的计算原理和方法。
提升点二 Na2CO3和NaHCO3的性质应用
[例2] 现有两瓶无标签的无色溶液，分别装有Na2CO3溶液和NaHCO3溶液，用下列试剂或方法能将两者区分的是( )
①Ca(OH)2 ②盐酸 ③CaCl2 ④NaOH ⑤加热
A．①③ B．①④ C．②③ D．②⑤
【解析】 ①④都是碱，加入Na2CO3、NaHCO3中，现象相同(①都有沉淀、④都无明显现象)，所以①④不能区分。②向Na2CO3溶液和NaHCO3溶液中加盐酸，产生气泡速率快的是NaHCO3溶液，产生气泡速率慢的是Na2CO3溶液，可以区分。③加入CaCl2时，Na2CO3溶液中有沉淀生成，而NaHCO3溶液中无沉淀生成，可以区分。⑤加热法，因两者都是溶液，加热都不分解，故无法区分。
【答案】 C
[提升2] 某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体，用不同的方法做了以下实验，如图Ⅰ～Ⅳ所示。
(1)图Ⅰ、Ⅱ所示实验中能够达到实验目的的是(填装置序号)________。
(2)图Ⅲ、Ⅳ所示实验均能鉴别这两种物质，其反应的化学方程式为________________________________________________________________________
__________________；与实验Ⅲ相比，实验Ⅳ的优点是(填选项字母)________。
A．Ⅳ比Ⅲ复杂
B．Ⅳ比Ⅲ安全
C．Ⅳ比Ⅲ操作简便
D．Ⅳ可以做到用一套装置同时进行两个实验，而Ⅲ不行
(3)若用实验Ⅳ验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性，则试管B中装入的固体最好是(填化学式)________。
(4)将碳酸氢钠溶液与澄清石灰水混合并充分反应，
①当石灰水过量时，其离子方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；②当碳酸氢钠与氢氧化钙的物质的量之比为2:1时，所得溶液中溶质的化学式为________，请设计实验检验所得溶液中溶质的阴离子
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
互滴法检验Na2CO3和稀盐酸：
(1)盐酸逐滴加入到Na2CO3溶液中。
①现象：开始无明显现象，后有无色气体放出。
②原理：CO＋H＋===HCO(无明显现象)，
HCO＋H＋===CO2↑＋H2O(无色气体放出)。
(2)Na2CO3溶液逐滴加入到稀盐酸中。
①现象：有无色气体放出。
②原理：CO＋2H＋===CO2↑＋H2O。
解析：
(1)图Ⅰ不能达到实验目的，因为无论是碳酸钠还是碳酸氢钠均可以与盐酸反应产生二氧化碳，使澄清石灰水变浑浊；图Ⅱ可以达到实验目的，因为等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量的稀盐酸反应，生成的二氧化碳气体的量不同，可根据气球膨胀程度判断。
(2)图Ⅲ、Ⅳ所涉及反应的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑、Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O，实验Ⅳ的优点是用一套装置可同时做两个实验。
(3)试管B中装入碳酸氢钠，试管A中装入碳酸钠，这样直接加热的碳酸钠，温度高，不分解，不能使澄清石灰水变浑浊，而间接加热的碳酸氢钠分解，使澄清石灰水变浑浊，表明碳酸氢钠不稳定。
(4)①石灰水过量时，离子方程式为Ca2＋＋OH－＋HCO===CaCO3↓＋H2O；②2NaHCO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，则其中的溶质是碳酸钠；要检验CO，可以取少量上层清液(或过滤后的滤液)于洁净的试管中，加入适量氯化钙溶液，振荡，若有白色沉淀生成，则证明溶液中含有CO。
答案：
(1)Ⅱ
(2)2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑、CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O D
(3)NaHCO3
(4)①Ca2＋＋OH－＋HCO===CaCO3↓＋H2O
②Na2CO3 取少量上层清液(或过滤后的滤液)于洁净的试管中，加入适量氯化钙溶液，振荡，若有白色沉淀生成，则证明溶液中含有CO
[关键能力]
Na2CO3和NaHCO3的鉴别、除杂
1．鉴别
方法
原理
结论
加热法
2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O
Na2CO3受热不分解
加热有气体产生的是NaHCO3，无变化的是Na2CO3
沉淀法
CO＋Ca2＋===CaCO3↓ CO＋Ba2＋===BaCO3↓
HCO与Ca2＋、Ba2＋不反应
有沉淀生成的是Na2CO3，无变化的是NaHCO3
与盐酸反应
的剧烈程度
Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑
NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑
生成气体剧烈的是NaHCO3，相对不剧烈的是Na2CO3
盐酸逐滴
加入时的
现象
CO＋H＋===HCO
HCO＋H＋===CO2↑＋H2O
逐滴加入盐酸立即产生气体的是NaHCO3，开始不产生气体，滴加一会才产生气体的是Na2CO3
互滴法是指当两种物质反应时有两个不同的反应过程，且这两个过程的现象各不相同，则可以通过滴加顺序不同，利用产生现象的不同进行鉴别。
2.除杂
混合物(括号内为杂质)
除杂方法或试剂
Na2CO3固体(NaHCO3)
加热
NaHCO3溶液(Na2CO3)
通入足量CO2气体
Na2CO3溶液(NaHCO3)
加入适量NaOH溶液
1．下列叙述中正确的是( )
A．过氧化钠是淡黄色固体，久置于空气中变成白色氢氧化钠固体
B．过氧化钠中阴、阳离子比例为1:2
C．用过氧化钠漂白织物、麦秆等日久又逐渐变成黄色
D．Na2O与Na2O2都能和水反应生成碱，它们都是碱性氧化物
解析：过氧化钠久置于空气中变成白色碳酸钠固体，A错误；过氧化钠漂白是由于它的氧化性将有色物质永久漂白，C错误；碱性氧化物与酸反应生成盐和水，Na2O2与酸反应生成盐、水和氧气，不是碱性氧化物，属于过氧化物，D错误。
答案：B
2．在一定条件下，使CO和O2的混合气体26 g充分反应，所得混合物在常温下跟足量的Na2O2固体反应，结果固体增重14 g，则原混合气体中O2和CO的质量比可能是( )
A．9:4 B．1:1 C．7:6 D．6:7
解析：由反应2CO＋O22CO2,2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2可推得CO＋Na2O2===Na2CO3，所以固体增加的质量为原来CO的质量。则原混合气体中CO为14 g，O2为12 g，＝。
答案：D
3．关于Na2CO3和NaHCO3的说法正确的是( )
A．它们的物质的量相等时，跟足量的盐酸反应，在相同状况时放出的CO2体积相同
B．它们的物质的量相等时，跟足量的盐酸反应，所消耗盐酸的物质的量相同
C．它们的质量相等时，在水中电离出相同数目的Na＋
D．它们的质量相等时，与足量盐酸反应产生物质的量相等的CO2
解析：A项，根据碳元素的守恒，产生的二氧化碳应相等；B项，根据化学方程式，消耗盐酸为2:1；C项，质量相等时，物质的量不等，电离出的Na＋的数目仍然不等；D项，应是物质的量相等时，产生等量的二氧化碳。
答案：A
4．有两试管分别装有Na2CO3和NaHCO3溶液，下列操作或判断正确的是( )
方案
操作
判断
A
分别加入澄清石灰水
产生沉淀者为Na2CO3
B
分别加入等浓度的稀盐酸
反应较剧烈者为Na2CO3
C
分别加入CaCl2溶液
产生沉淀者为Na2CO3
D
逐滴加入等浓度的盐酸
立即产生气泡者为Na2CO3
解析：A项，有关反应为Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH，Ca(OH)2＋2NaHCO3===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O。两者产生白色沉淀现象相同，A不正确；B项，滴加等浓度的稀盐酸时，NaHCO3溶液反应更剧烈，B不正确；C项，Na2CO3与CaCl2反应生成CaCO3白色沉淀，NaHCO3与CaCl2不反应，C正确；D项，逐滴加入盐酸时，NaHCO3立即产生气泡，Na2CO3开始无明显现象，后有无色气体放出，D不正确。
答案：C
5．节目焰火表演，精彩纷呈，让人惊叹不已。下列关于焰色反应的说法正确的是( )
A．焰色反应是金属化合物的性质
B．NaCl与Na2CO3灼烧时火焰颜色相同
C．焰色反应均应透过蓝色钴玻璃观察
D．所有金属及其化合物灼烧时火焰均有颜色
解析：A中焰色反应是金属元素的性质；C中只有观察K的火焰颜色时要透过蓝色钴玻璃；D中不是所有的金属元素灼烧时火焰都有颜色(如铂、铁等)。
答案：B
6．如图表示A～E五种物质间的相互转化关系，其中A为淡黄色固体，B为单质。回答下列问题：
(1)写出各物质的化学式：A____________，B____________，C____________，D____________，E____________。
(2)写出B→C、D→E反应的离子方程式：
B→C：
________________________________________________________________________；
D→E：
________________________________________________________________________。
解析：A是淡黄色固体，可知是Na2O2，B是单质可制取A，知B是Na，A与CO2反应生成D，知D为Na2CO3；B与Cl2反应生成E，知E为NaCl；Na2O2、Na都能生成C，知C为NaOH。
答案：
(1)Na2O2 Na NaOH Na2CO3 NaCl
(2)2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑
CO＋2H＋===CO2↑＋H2O(答案合理即可)
练后感悟
Na2CO3、NaHCO3的转化
Na2CO3NaHCO3
①Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3
②2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑
③NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O
课时作业14 钠的重要化合物
授课提示：对应学生用书109页
[练基础]
1．近来网络上流传“小苏打能饿死癌细胞”。下列关于小苏打的叙述准确的是( )
A．化学式为Na2CO3
B．受热不分解
C．属于盐
D．与盐酸不反应
解析：小苏打是碳酸氢钠的俗称，化学式为NaHCO3，A项错误；NaHCO3是可溶性碳酸氢盐，受热易分解，B项错误；NaHCO3是碳酸氢盐，属于盐类，C项正确；NaHCO3能和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，D项错误。
答案：C
2．下列叙述正确的是( )
①Na2O与Na2O2都能和水反应生成碱，它们都是碱性氧化物
②Na2O与CO2发生化合反应生成Na2CO3，Na2O2与CO2发生置换反应生成O2
③Na2O是淡黄色物质，Na2O2是白色物质
④Na2O2可作供氧剂，而Na2O不可
⑤Na2O2和Na2O焰色反应均为黄色
A．都正确 B．②③④⑤
C．②③⑤ D．④⑤
答案：D
3．用光洁的铂丝蘸取某无色溶液在无色火焰上灼烧，直接观察时看到火焰呈黄色，下列判断正确的是( )
A．只含Na＋
B．一定含Na＋，可能含有K＋
C．既含有Na＋，又含有K＋
D．可能含有Na＋，可能还含有K＋
解析：钠的焰色是黄色，钾的焰色是紫色，观察钾的焰色时需要透过蓝色钴玻璃，以滤去黄色光的干扰，该实验中没有透过蓝色钴玻璃观察说明一定含Na＋，不能确定是否含K＋。
答案：B
4．关于Na2CO3和NaHCO3性质的说法错误的是( )
A．热稳定性：NaHCO3B．与同浓度盐酸反应的剧烈程度：NaHCO3C．相同温度时，在水中的溶解性：NaHCO3D．等物质的量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量盐酸反应产生的CO2质量相同
解析：NaHCO3与同浓度盐酸的反应比Na2CO3更剧烈，B错误。
答案：B
5．除去NaHCO3溶液中混有的少量Na2CO3可采取的方法是( )
A．通入二氧化碳气体
B．加入氢氧化钡溶液
C．加入澄清石灰水
D．加入稀盐酸
解析：A项，因为CO2能和Na2CO3溶液发生如下反应：Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3，故可用来除去NaHCO3溶液中混有的少量Na2CO3。而Ba(OH)2、Ca(OH)2和盐酸都能与NaHCO3、Na2CO3反应。
答案：A
6．向紫色石蕊溶液中加入过量Na2O2粉末，振荡，正确的叙述是( )
A．最后溶液变蓝色
B．溶液先变蓝色最后褪色
C．溶液仍为紫色
D．因为Na2O2与石蕊发生氧化还原反应而无气泡产生
解析：氧化还原反应是一个比较慢的过程，而酸碱之间的反应较快。紫色石蕊溶液中加入过量Na2O2粉末，首先会与水反应生成NaOH和H2O2，H2O2部分分解生成O2，生成的NaOH使紫色石蕊溶液变蓝色；H2O2有强氧化性，会慢慢将有机色素氧化为无色物质，所以最后溶液变为无色。
答案：B
7．下列对于过氧化钠的叙述中，正确的是( )
A．过氧化钠能与酸反应生成盐和水，所以过氧化钠是碱性氧化物
B．过氧化钠能与水反应，所以过氧化钠可以作很多气体的干燥剂
C．过氧化钠与水反应时，过氧化钠是氧化剂，水是还原剂
D．Na2O2与CO2反应时，1 mol Na2O2转移1 mol电子
答案：D
[提素养]
8．有两个无标签的试剂瓶，分别装有Na2CO3和NaHCO3固体，有4位同学为鉴别它们采用了以下不同的方法，其中不可行的是( )
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CaCl2溶液
C．分别加热，再检验是否有使澄清石灰水变浑浊的气体产生
D．分别配成溶液，再逐滴加入同浓度的盐酸，观察产生气泡的快慢
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CaCl2与NaHCO3不反应，与Na2CO3反应产生CaCO3沉淀；C项加热时，只有NaHCO3受热分解，2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，产生的CO2能使澄清石灰水变浑浊，故可用来鉴别；D项NaHCO3与盐酸反应速率比Na2CO3快。
答案：A
9．过量的NaHCO3与Na2O2混合，在密闭容器中充分加热后，最后排出气体，残留的物质应是( )
A．Na2O和Na2O2
B．Na2O2和Na2CO3
C．Na2CO3
D．Na2O
解析：在题中所给出的两种物质中NaHCO3是过量的，两种混合物在密闭容器中加热所发生的化学反应为2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2,2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O。因NaHCO3是过量的，又充分加热，有足够的CO2使Na2O2最终全部转化为Na2CO3，过量的NaHCO3也完全分解成Na2CO3，而Na2CO3稳定，受热不易分解，故最后排出产生的气体后，残留的固体是Na2CO3。
答案：C
10．用1 L 1.0 mol·L－1的NaOH溶液吸收0.8 mol CO2，所得溶液中CO和HCO的物质的量浓度之比是( )
A．1:3 B．1:2
C．2:3 D．3:2
解析：设生成Na2CO3、NaHCO3的物质的量分别为x、y
由Na元素守恒，得2x＋y＝1 mol，
由C元素守恒，得x＋y＝0.8 mol，
解得x＝0.2 mol，y＝0.6 mol，故选A。
答案：A
11．把过氧化钠投入含有HCO、Cl－、Mg2＋、Na＋的水溶液中，离子数目不变的是( )
A．HCO B．Cl－ C．Mg2＋ D．Na＋
解析：过氧化钠先和水反应生成氢氧化钠和氧气，氢氧化钠在水溶液中能电离出自由移动的氢氧根离子和钠离子，氢氧根离子能和镁离子反应生成氢氧化镁沉淀，氢氧根离子和碳酸氢根离子反应生成水和碳酸根离子，所以发生反应的离子方程式为：2Na2O2＋2H2O===4Na＋＋4OH－＋O2↑，2OH－＋Mg2＋===Mg(OH)2↓，HCO＋OH－===H2O＋CO，溶液中离子数目减少的为HCO、Mg2＋，增加的为Na＋，不变的为Cl－。
答案：B
12．纯碱和小苏打都是白色晶体，在日常生活中都可以找到。若要用家庭小实验，下面的鉴别方法可行的是( )
A．分别放在炒锅中加热，观察是否有残留物
B．分别用干净铁丝蘸取样品在煤气炉的火焰上灼烧，观察火焰颜色
C．将样品溶解，分别加入澄清石灰水，观察是否有白色沉淀
D．在水杯中各盛相同质量的样品，分别加入等体积、等浓度的白醋，观察反应的剧烈程度
答案：D
13．“神舟”号载人航天器中，宇航员所在的返回舱都是密封的，宇航员吸入氧气，呼出二氧化碳，如果二氧化碳浓度过大，会使宇航员困乏，呼吸频率加快，严重的会窒息，为使二氧化碳浓度降低而保持舱内氧气的适当比例，可以在返回舱内放入( )
A．Na2O2 B．Na2CO3
C．NaOH D．氧气瓶
解析：由于2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，因此Na2O2有能使CO2浓度降低而保持舱内氧气适当比例的作用，应选择A项。
答案：A
14．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个化学反应中，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)若反应④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②④两反应，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，反应④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↓
15．下图为几种物质的转化关系，其中A为金属，B为淡黄色固体粉末，每一物质均含有A元素。
(1)写出下列物质的化学式：
B________，C________，E________，F________。
(2)写出下列各步反应的化学方程式：
C→E____________________________________________________________________；
C→F____________________________________________________________________；
F→C____________________________________________________________________。
解析：推断题的关键是找突破口，根据A为金属，B为淡黄色固体粉末，可知A为Na，B为Na2O2，前后联系，可知其他物质。
由钠的性质，可知，D、E分别为Na2O、NaCl、NaOH中的一种，由Na2O2的性质可知，C必为Na2CO3，则F为NaHCO3，由Na2CO3→E可知，E为NaOH或NaCl，由D→C知，E为NaOH时，D只能为Na2O；当E为NaCl时，D可以为Na2O或NaOH。
答案：(1)Na2O2 Na2CO3 NaOH(或NaCl) NaHCO3
(2)Na2CO3＋Ba(OH)2===BaCO3↓＋2NaOH(或Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O)(答案合理即可) Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3
2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O
16．如图所示为两个实验装置(铁架台等辅助仪器已略去)。
回答下列问题：
(1)实验甲在加热过程中能观察到有白色沉淀生成的是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)烧杯，该烧杯中发生反应的离子方程式是____________________________________，通过实验甲可比较出________(填“Na2CO3”或“NaHCO3”)较稳定。
(2)实验乙用来验证Na2O2与CO2的反应，观察到的实验现象：包有Na2O2的棉花燃烧。写出Na2O2与CO2发生反应的化学方程式______________________，棉花燃烧说明该反应的特点是________________________________________________________________________。
(3)取10.0 g碳酸钠和碳酸氢钠的混合物加热，将生成的CO2通入足量澄清石灰水中完全吸收，测得生成沉淀4.0 g。则原混合物中碳酸钠的质量分数为________。
解析：(1)NaHCO3受热易分解产生CO2：2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，使澄清石灰水变浑浊；而Na2CO3较稳定，受热不分解。
(2)Na2O2与CO2反应产生O2，并放出大量的热：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，故能使棉花燃烧。
(3)NaHCO3与CaCO3存在如下关系：
2NaHCO3 ～ CaCO3
168 g 100 g
m(NaHCO3) 4.0 g
m(NaHCO3)＝6.72 g
则m(Na2CO3)＝10.0 g－6.72 g＝3.28 g，其质量分数为×100%＝32.8%。
答案：
(1)Ⅱ Ca2＋＋2OH－＋CO2===CaCO3↓＋H2O Na2CO3
(2)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 Na2O2与CO2反应放出O2并产生大量的热
(3)32.8%
第2课时 铝与氢氧化钠溶液的反应
物质的量在化学方程式计算中的应用
课程目标
1．掌握铝与强酸、强碱反应的性质。
2．掌握物质的量与其他物理量的换算关系。
3．掌握物质的量在化学方程式计算中的应用。
4．了解化学计算中的常用方法。
图说考点,
[新知预习]
1．铝与强酸和强碱的反应
铝与盐酸反应
铝与氢氧化钠溶液反应
实验
操作
实验
现象
铝片?逐渐溶解，有无色气泡冒出，将点燃的木条放在试管口有?爆鸣声
化学
方程式
?2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
?2Al＋2H2O＋2NaOH===2NaAlO2＋3H2↑
离子
方程式
?2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑
?2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
结论
铝既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应，都产生?氢气
2.物质的量在化学方程式计算中的应用
化学方程式
2CO＋O22CO2
化学计量数之比
?2：1：2
物质微粒数之比
?2：1：2
扩大NA倍之后
2NA：NA：2NA
物质的量之比
2_mol：1_mol：2_mol
标准状况下体积之比
44.8_L：22.4_L：44.8_L
相同状况下体积之比
2：1：2
结论：
化学方程式中化学计量数之比＝各物质的物质的量之比＝各物质微粒数目之比。
[即时性自测]
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”
(1)等质量的Al与足量的盐酸、NaOH溶液充分反应，生成的H2的物质的量相同。( )
(2)同浓度同体积的盐酸、NaOH溶液与足量Al充分反应，生成的H2的物质的量相同。( )
(3)化学方程式4Na＋O2===2Na2O可表示4 mol钠原子和1 mol氧气分子反应生成2 mol氧化钠。( )
(4)根据离子方程式Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑可知1 g镁与足量氢离子反应可生成1 mol氢气。( )
(5)化学反应前后物质的质量和物质的量均不变。( )
答案：(1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)×
2．对于铝和烧碱溶液的反应，下列说法不正确的是( )
A．铝是还原剂
B．H2O是氧化剂
C．该反应说明所有金属都能与碱反应
D．铝与碱或酸反应都能产生氢气
答案：C
3．物质在发生化学反应时( )
A．它们的质量一定相等
B．它们的物质的量一定相等
C．它们的质量比等于化学方程式中化学计量数之比
D．它们的物质的量之比等于化学方程式中化学计量数之比
解析：发生化学反应时各物质的物质的量之比等于化学方程式中的化学计量数之比。
答案：D
4．足量下列物质与相同质量的铝反应，放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是( )
A．氢氧化钠溶液
B．稀硫酸
C．盐酸
D．氢氧化钡溶液
解析：铝与盐酸、氢氧化钠溶液反应的离子方程式分别为2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑，2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑，即Al～3H＋，Al～OH－，可知1 mol Al需NaOH：1 mol，稀H2SO4：mol，HCl：3 mol，Ba(OH)2：0.5 mol。故应选D。
答案：D
5．向500 mL NaOH溶液中投入10.8 g Al，两者恰好完全反应，计算：
(1)Al的物质的量。
(2)参加反应的NaOH的物质的量和NaOH溶液中溶质的物质的量浓度。
(3)生成的H2在标准状况下的体积。
解析：
(1)Al的摩尔质量是27 g·mol－1，n(Al)＝＝0.4 mol。
(2)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2 2
0.4 mol n(NaOH)
＝，n(NaOH)＝0.4 mol，
c(NaOH)＝＝0.8 mol·L－1。
(3)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2 mol 3×22.4 L
0.4 mol V(H2)
V(H2)＝＝13.44 L。
答案：
(1)0.4 mol
(2)0.4 mol 0.8 mol·L－1
(3)13.44 L
提升点一 铝与酸、碱的反应
[例1] 有关Al与NaOH溶液反应的说法中，正确的是( )
A．铝是还原剂，其氧化产物是H2
B．NaOH是氧化剂，其还原产物是H2
C．铝是还原剂，H2O和NaOH都是氧化剂
D．H2O是氧化剂，Al被氧化
【解析】 Al与NaOH溶液的反应过程如下：2Al＋6H2O===2Al(OH)3＋3H2↑，Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O。H2O中的氢元素由＋1价变为0价，H2O得电子，是氧化剂，H2是还原产物；Al元素的化合价由0价变为＋3价，化合价升高被氧化，Al是还原剂，NaAlO2是氧化产物。
【答案】 D
[提升1] 称取两份铝粉，第一份加入足量的浓NaOH溶液，第二份加入足量的盐酸，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
解析：不论是与NaOH溶液反应，还是与盐酸反应，均是Al失去电子，还原产物都是H2，且都有如下关系：2Al～6e－～3H2，由化学方程式可知，2 mol Al生成3 mol H2，只要在酸碱足量的情况下，生成H2的多少决定于参加反应的铝的多少。生成相同质量的H2，消耗铝的质量相同。
答案：D
铝与氢氧化钠溶液反应的实质：
由以上分析可知，铝与氢氧化钠溶液反应的实质是铝与水的反应，其生成物再与氢氧化钠反应。
[关键能力]
铝与酸、碱反应生成H2的量的关系
1．反应原理
反应原理
2．铝与盐酸或氢氧化钠溶液反应中四种“量”的关系
(1)等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，消耗盐酸和氢氧化钠的物质的量之比为3?1。
(2)等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生H2的体积比为1:1。
(3)足量的铝分别与等物质的量浓度、等体积的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生H2的体积比为1:3。
(4)若产生的氢气的体积比：<<1，则必定是铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足；铝与氢氧化钠溶液反应时，铝不足而氢氧化钠过量。
提升点二 物质的量在化学方程式计算中的应用
[例2] 标准状况下，3.25 g锌与足量的盐酸反应生成x L氢气，下列比例式正确的是( )
A．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
1 mol 1 mol
3.25 g x L
B．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
65 g 22.4 L
3.25 g x L
C．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
1 mol 2 g
0.05 mol x L
D．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
65 g 2 g
3.25 g x L
【解析】 比例式应注意单位要“上下一致，左右相当”。
【答案】 B
注意：
①化学方程式所表示的是纯净物质之间量的关系。
②单位问题：上下一致，左右相当。即“纵向一定同，横向可不同”。
[提升2] 10 g Mg、Al合金与足量100 mL NaOH溶液反应产生H2的体积为6.72 L(标准状况下)，求：
(1)合金中Al的质量分数；
(2)生成物NaAlO2的物质的量浓度(假设溶液体积不变)。
解析：n(H2)＝＝＝0.3 mol
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2 2 3
n(Al) n(NaAlO2) 0.3 mol
(1)n(Al)＝＝0.2 mol
m(Al)＝0.2 mol×27 g·mol－1＝5.4 g
铝的质量分数＝×100%＝54%。
(2)n(NaAlO2)＝＝0.2 mol，c(NaAlO2)＝＝＝2 mol/L。
答案：(1)54% (2)2 mol/L
[关键能力]
根据化学方程式计算的基本步骤
1．下列有关厨房铝制品的使用中，你认为合理的是( )
A．盛放食醋
B．烧煮开水
C．用金属丝擦洗表面的污垢
D．用碱水洗涤
解析：食醋中含有的醋酸呈酸性，能与铝发生反应而腐蚀；用金属丝擦洗时会破坏铝表面覆盖的氧化铝层，使铝裸露在外继续被腐蚀；而用碱水洗涤也同样不行，因为铝能跟碱反应而被腐蚀。
答案：B
2．除去镁粉中的少量铝粉，可选用( )
A．硫酸 B．氨水
C．盐酸 D．氢氧化钠溶液
答案：D
3．在500 mL NaOH溶液中加入足量铝粉，反应完全后共收集到标准状况下的气体33.6 L，该NaOH溶液的浓度为( )
A．1.0 mol·L－1 B．2.0 mol·L－1
C．1.5 mol·L－1 D．3.0 mol·L－1
答案：B
4．铝、钠混合物投入足量的水中，充分反应后，得到澄清溶液，并收集到4.48 L H2(标准状况)，若钠的物质的量为0.1 mol，则铝的物质的量为( )
A．0.2 mol B．0.1 mol
C．0.05 mol D．0.025 mol
解析：0.1 mol Na产生H2的物质的量为0.05 mol，生成0.1 mol NaOH，而反应共释放H2为4.48 L/22.4 L·mol－1＝0.2 mol，因此Al与NaOH反应放出0.15 mol H2，
2Al ～ 3H2
2 3
x 0.15 mol
x＝0.1 mol。
答案：B
5．有一镁铝合金，根据某同学的操作，回答下列问题：
(1)将合金与过量NaOH溶液反应，所得溶液中不存在的离子是________。
A．Na＋ B．Mg2＋ C．OH－ D．AlO
(2)将合金溶于过量的盐酸中，充分反应后，溶液中新生成的离子是________________。
解析：
(1)将镁铝合金加入NaOH溶液中，只有Al发生反应2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，镁不反应，溶液中不存在Mg2＋。
(2)将镁铝合金加入过量盐酸中，Mg与盐酸反应Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑，Al与盐酸反应2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，则溶液中新生成的离子为Mg2＋、Al3＋。
答案：(1)B (2)Mg2＋、Al3＋
练后感悟
铝与盐酸、氢氧化钠溶液反应定量分析：
反应物的量
产生H2的体积关系
等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应
＝1
足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应
＝
一定量的铝分别与不足量的盐酸和过量的氢氧化钠溶液反应(盐酸、氢氧化钠的物质的量相等)
<<1
课时作业13 铝与氢氧化钠溶液的反应
物质的量在化学方程式计算中的应用
授课提示：对应学生用书107页
[练基础]
1．下列反应没有氢气生成的是( )
A．单质钠投入水中
B．铝投入到氢氧化钠溶液中
C．铜块放入稀硫酸中
D．往铁粉中通入水蒸气，并高温加热
解析：A项，发生反应2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑；B项，发生反应2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑；C项，铜与稀硫酸不反应，不会生成氢气；D项，发生反应3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。
答案：C
2．等量镁铝合金粉末分别与足量下列四种物质充分反应，放出氢气最多的是( )
A．NaOH溶液 B．稀硫酸 C．蔗糖溶液 D．NaCl溶液
答案：B
3．用等质量的金属钠进行下列实验，产生氢气最多的是( )
A．将钠放入足量的稀盐酸中
B．将钠放入足量的稀硫酸中
C．将钠放入足量的硫酸氢钠溶液中
D．将钠用铝箔包好，并刺穿一些小孔，放入足量的水中
解析：A、B、C三项中都是钠与酸反应放出氢气；而D项中除了Na与水反应放出H2外，铝还会与生成的NaOH溶液反应放出一定量的氢气。
答案：D
4．将铝投入到一定量的NaOH溶液中，充分反应后，有2 mol的电子发生转移，则参加反应的铝的物质的量为( )
A． mol B．1 mol C．2 mol D． mol
解析：铝在参加反应时1 mol Al可失去3 mol电子，因此有2 mol电子转移时需Al的物质的量为 mol。
答案：D
5．将5.4 g Al投入到200 mL 2.0 mol·L－1的某溶液中有氢气产生，充分反应后有金属剩余，该溶液可能为( )
A．NaOH溶液 B．Ba(OH)2溶液
C．H2SO4溶液 D．HCl溶液
解析：5.4 g Al的物质的量为＝0.2 mol；0.2 mol Al能分别与0.2 mol NaOH、0.1 mol Ba(OH)2、0.3 mol H2SO4、0.6 mol HCl完全反应放出H2，只有盐酸的量不足。
答案：D
6．甲、乙两个烧杯中分别盛有100 mL 4.0 mol·L－1的盐酸和100 mL 4.0 mol·L－1 NaOH溶液，向两个烧杯中均加入5.4 g铝粉，在相同状况下产生气体的体积比为( )
A．1:1 B．2:3
C．3:2 D．3:1
解析：铝与盐酸、氢氧化钠溶液反应的化学方程式分别是2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，而今，n(HCl)＝0.4 mol，n(NaOH)＝0.4 mol，n(Al)＝0.2 mol，因此，甲烧杯中盐酸不足，铝过量，乙烧杯中铝不足，氢氧化钠过量，甲烧杯中产生氢气0.2 mol，乙烧杯中产生氢气0.3 mol，故选B。
答案：B
7．将钠和铝的混合物0.2 mol溶于足量的盐酸中，产生3 136 mL(标准状况下)氢气，则钠和铝的物质的量之比为( )
A．1:3 B．3:1 C．4:1 D．1:4
解析：3 136 mL标准状况下H2的物质的量为
＝0.14 mol。
设混合物中钠和铝的物质的量分别为x、y
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
则解之得
故Na和Al的物质的量之比为4:1。
答案：C
[提素养]
8．质量比为2:3的金属铝分别与足量稀硫酸和NaOH溶液反应，则产生H2的体积比是( )
A．1:2 B．1:3 C．2:3 D．3:2
解析：因为稀硫酸和NaOH溶液是足量的，因此铝无论是与H2SO4反应生成H2，还是与NaOH溶液反应生成H2，H2的量都是由铝的量决定的。
答案：C
9．铁粉可与高温水蒸气反应，若反应后得到的干燥固体质量比反应前铁粉的质量增加了32 g，则参加反应的铁粉的物质的量是( )
A．0.5 mol B．1 mol
C．1.5 mol D．2 mol
解析：
3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 Δm
3 mol 64 g
n(Fe) 32 g
＝，解得n(Fe)＝1.5 mol。
答案：C
10．把足量的铁粉投入到硫酸和硫酸铜的混合溶液中，充分反应后，剩余金属粉末的质量与原加入铁粉的质量相等，则原溶液中H＋与SO的物质的量浓度之比为( )
A．1:4 B．2:7
C．1:2 D．3:8
解析：设原溶液中H2SO4和CuSO4的物质的量分别为x、y。
Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑ Δm(固体质量减少)
56 g 1 mol 56 g
x 56x
Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu Δm(固体质量增加)
56 g 1 mol 64 g 8 g
y 8y
因为固体在反应前后质量相等，所以Δm(减)＝Δm(增)
56x＝8y，
＝＝＝，
则＝＝
答案：A
11．在杠杆的两端分别挂着质量相同的铝球和铁球，此时杠杆平衡。然后将两球分别浸没在溶液质量相等的稀烧碱溶液和硫酸铜溶液中一段时间，如图所示。下列说法正确的是( )
A．铝球表面有气泡产生，且有白色沉淀生成，杠杆不平衡
B．铝球表面有气泡产生，溶液澄清；铁球表面有红色物质析出，溶液蓝色变浅，杠杆右边下沉
C．反应后去掉两烧杯，杠杆仍平衡
D．右边球上出现红色，左边溶液的碱性增强
解析：左边烧杯中，发生2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，右边烧杯中发生Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu，所以出现B项中的现象。
答案：B
12．某无色溶液放入铝片后有氢气产生，在该溶液中下列离子一定可以大量存在的是( )
A．HCO B．Mg2＋ C．Cl－ D．CO
解析：该溶液能与铝反应放出氢气，说明该溶液可能呈酸性，也可能呈碱性。A项中HCO不能在酸性或碱性溶液中大量存在；B项中Mg2＋不能在碱性溶液中大量存在；D项中CO不能在酸性溶液中大量存在。
答案：C
13．某无色透明溶液能与金属铝反应放出H2。试判断下列离子：Mg2＋、Cu2＋、Ba2＋、H＋、Ag＋、SO、SO、HCO、OH－、NO，哪些能大量存在于此溶液中？
(1)当生成Al3＋时，能大量存在的是____________________。
(2)当生成AlO时，能大量存在的是
________________________________________________________________________。
解析：无色溶液则一定无Cu2＋，当生成Al3＋时，为强酸性溶液，且反应放出H2，阴离子只能有SO，则一定无SO、HCO、NO、OH－、Ba2＋、Ag＋。当生成AlO时，为碱性溶液，阳离子只能有Ba2＋，则一定无Mg2＋、Ag＋、HCO、H＋、SO、SO。
答案：(1)H＋、Mg2＋、SO (2)OH－、Ba2＋、NO
14．完成下面有关钠、镁、铝的计算及判断。
(1)取w g钠、镁、铝分别与足量盐酸反应，在相同条件下产生氢气的体积之比是________。
(2)取0.1 mol钠、镁、铝分别与足量盐酸反应，在相同条件下产生氢气的体积之比是________。
(3)若产生相同体积(同温同压)的氢气，所需钠、镁、铝三种金属的物质的量之比是
________________________________________________________________________；
质量之比是________。
(4)若将0.2 mol钠、镁、铝分别投入10 mL 1 mol·L－1盐酸中，在标准状况下产生氢气体积的大小顺序是
________________________________________________________________________。
解析：
(1)利用电子守恒，产生氢气的体积之比即为金属转移的电子数之比：::。
(2)0.1 mol钠、镁、铝分别与足量盐酸反应，金属转移的电子物质的量之比为(0.1 mol×1) : (0.1 mol×2) : (0.1 mol×3)，所以相同条件下产生氢气的体积之比为1:2:3。
(3)与前两问恰好反过来，氢气的体积相等，转移的电子数相等，即金属失去的电子数相等。
(4)Mg、Al过量应以HCl的量计算生成的气体的体积(转移电子为0.01 mol)，Na也过量但过量的钠可以与水反应(共转移电子0.2 mol)。
答案：
(1) : :
(2)1:2:3
(3)1: :(或6:3:2) 23:12:9
(4)V(Na)>V(Al)＝V(Mg)
15．某学习小组用下图所示装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量。
(1)A中试剂为________。
(2)实验前，先将铝镁合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是
________________________________________________________________________。
(3)将药品和水装入各仪器中，连接好装置后，需进行的操作还有①记录C的液面位置；②将B中剩余固体过滤、洗涤、干燥、称重；③待B中不再有气体产生并恢复至室温后，记录C的液面位置；④由A向B中滴加足量试剂；⑤检查气密性，上述操作的顺序是________________(填序号)；记录C的液面位置时，除视线平视外，还应
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)B中发生反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。
(5)若实验用铝镁合金的质量为a g，测得氢气体积为b mL(已换算为标准状况)，B中剩余固体的质量为c g，则铝的相对原子质量为________。
(6)实验过程中，若未洗涤过滤所得的不溶物，则测得铝的质量分数将________(填“偏大”、“偏小”或“不受影响”)。
解析：
(1)铝镁合金中二者与酸都反应，但铝与碱反应而镁不与碱反应，所以A中的试剂应选择NaOH溶液。
(2)实验之前，将合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是除去合金表面的氧化物保护膜。
(3)实验装置包括反应装置和排液量气装置，注意气密性检查应该在装药品之前。
(5)铝的相对原子质量可利用产生的氢气求解，M＝＝＝。
(6)如果在实验过程中未洗涤固体，则残留物质量偏大，铝的质量偏小，则测得铝的质量分数结果偏小。
答案：
(1)NaOH溶液
(2)除去铝镁合金表面的氧化膜
(3)⑤①④③② 使D和C中的液面相平
(4)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
(5) (6)偏小
16．把1.1 g铁、铝混合物溶于200 mL 5 mol·L－1盐酸中，反应后盐酸的浓度变为4.6 mol·L－1(溶液体积变化忽略不计)。求：
(1)反应中消耗HCl的物质的量；
(2)该混合物中铝、铁的物质的量。
解析：(1)消耗HCl的物质的量：0.2 L×5 mol·L－1－0.2 L×4.6 mol·L－1＝0.08 mol。
(2)设Al、Fe的物质的量分别为x、y。
2Al ＋ 6HCl===2AlCl3＋3H2↑
2 mol 6 mol
x 3x
Fe ＋ 2HCl===FeCl2＋H2↑
1 mol 2 mol
y 2y
解得：x＝0.02 mol，y＝0.01 mol
答案：(1)0.08 mol
(2)Al：0.02 mol；Fe：0.01 mol
第2课时 铝的重要化合物
课程目标
1．掌握铝的重要化合物的主要性质及应用。
2．了解铝的化合物相互转化的关系及图像。
3．了解两性氧化物和两性氢氧化物的概念。
图说考点,
[新知预习]
一、氧化铝
1．物理性质
色态
溶解性
熔点
硬度
白色固体
难溶
很高
很大
2.化学性质
Al2O3是两性氧化物，与强酸或强碱溶液都能反应生成盐和水。
3．用途
(1)冶炼金属铝的原料；(2)良好的耐火材料。
二、氢氧化铝
1．物理性质
(1)色态：白色胶状物质；(2)溶解性：不溶于水。
2．化学性质
实验
反应
现象
离子方程式
a
生成白色胶状物质
Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH
b
白色胶状物质消失
Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
c
白色胶状物质消失
Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O
Al(OH)3是两性氢氧化物，难溶于水。Al(OH)3不稳定，受热分解为Al2O3和H2O，反应方程式为2Al(OH)3Al2O3＋3H2O。
3．用途
(1)能凝聚水中的悬浮物，并能吸附色素，可用来净水。
(2)利用其弱碱性，可作胃酸中和剂。
三、硫酸铝钾
(1)电离方程式： KAl(SO4)2===K＋＋Al3＋＋2SO
(2)十二水合硫酸铝钾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O，俗名明矾，是一种无色晶体，可溶于水，可用作净水剂。
[即时性自测]
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”
(1)Al2O3熔点高，可用作耐高温材料。( )
(2)把氯化铝溶液滴入浓氢氧化钠溶液中，产生大量白色沉淀。( )
(3)制备Al(OH)3悬浊液：向1 mol·L－1AlCl3溶液中加过量的6 mol·L－1NaOH溶液。( )
(4)氢氧化铝可作胃酸的中和剂。( )
(5)明矾作净水剂，明矾起还原作用。( )
答案：(1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)×
2．下列有关铝的化合物的叙述中，不正确的是( )
A．Al(OH)3可用作耐火材料
B．Al(OH)3能与盐酸反应得到AlCl3
C．Al2O3能与NaOH溶液反应得到NaAlO2
D．向明矾溶液中滴加过量氨水可得白色胶状沉淀
解析：Al(OH)3受热即可分解，不能作耐火材料，Al2O3可作耐火材料，A错误；Al(OH)3属于两性氢氧化物，能与盐酸反应生成AlCl3，B正确；Al2O3属于两性氧化物，能与NaOH溶液反应得到NaAlO2，C正确；明矾溶液中存在Al3＋，Al3＋与氨水反应得到Al(OH)3白色胶状沉淀，D正确。
答案：A
3．实验室需要使AlCl3溶液中的Al3＋全部沉淀出来，适宜用的试剂是( )
A．NaOH溶液
B．Ba(OH)2溶液
C．盐酸
D．氨水
答案：D
4．铝、氧化铝、氢氧化铝和可溶性铝盐分别与过量强碱溶液反应，下列对其生成物的说法中正确的是( )
A．都有H2O生成
B．都有H2生成
C．都有AlO生成
D．都有Al3＋生成
答案：C
5．分析下图中各物质的转化关系。
(A)(溶液B)(无色溶液C)(白色沉淀D)
已知A是地壳中含量最高的金属元素的单质。
(1)写出B、D的化学式：B________；D________。
(2)写出下列离子方程式：
A→B：
________________________________________________________________________；
C→D：
________________________________________________________________________。
解析：因为A是地壳中含量最高的金属元素的单质，则A为Al，B为NaAlO2，C为AlCl3，D为Al(OH)3。
答案：(1)NaAlO2 Al(OH)3
(2)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH
提升点一 含铝化合物的转化
[例1] 下列各组物质，不能按 (“→”表示反应一步完成)所示关系转化的是( )
选项
a
b
c
A
Al2O3
NaAlO2
Al(OH)3
B
AlCl3
Al(OH)3
NaAlO2
C
Al
Al(OH)3
Al2O3
D
MgCl2
Mg(OH)2
MgO
【解析】 Al2O3和NaOH反应生成NaAlO2，NaAlO2和适量的稀盐酸反应生成Al(OH)3，Al(OH)3受热分解得Al2O3，A符合；AlCl3和氨水反应生成Al(OH)3，Al(OH)3和NaOH反应生成NaAlO2，NaAlO2和过量盐酸反应生成AlCl3，B符合；Al不能一步生成Al(OH)3，C不符合；MgCl2和NaOH反应生成Mg(OH)2，Mg(OH)2受热分解得MgO，MgO和盐酸反应生成MgCl2，D符合。
【答案】 C
[提升1] A、B、C、D、E五种化合物，均含有常见元素，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，焰色反应为紫色(透过蓝色钴玻璃)，F与盐酸、NaOH溶液反应均生成氢气。
(1)写出下列物质的化学式：A________，C________，D________，E________。
(2)写出下列反应的离子方程式：
A→B：
________________________________________________________________________。
F→E：
________________________________________________________________________。
解析：分析时应以B物质作为突破口：
所以：A→B的反应为KAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋KHCO3
F→E的反应为2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
答案：
(1)KAlO2 Al2O3 AlCl3 NaAlO2
(2)AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO 2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
[关键能力]
“铝三角”的理解
①Al3＋―→Al(OH)3
②Al(OH)3―→Al3＋[Al(OH)3溶于强酸溶液] Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
③Al3＋―→AlO(可溶性铝盐与过量的强碱溶液反应) Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O
④AlO―→Al3＋(偏铝酸盐与足量的强酸反应) AlO＋4H＋===Al3＋＋2H2O
⑤AlO―→Al(OH)3
⑥Al(OH)3―→AlO[Al(OH)3溶于强碱溶液]
Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O
与强酸、强碱均能反应的物质：
①某些金属单质，如Al；
②两性氧化物，如Al2O3；
③两性氢氧化物，如Al(OH)3；
④多元弱酸的酸式盐，如NaHCO3；
⑤弱酸的铵盐，如(NH4)2CO3、NH4HCO3。
提升点二 生成Al(OH)3沉淀的图像分析
[例2] 下列图像中，横坐标表示加入溶液的体积，纵坐标表示产生沉淀的质量，回答下列问题：
(1)表示向AlCl3溶液中逐渐滴加NaOH溶液的是________ ；
(2)表示向NaAlO2溶液中逐渐滴加稀盐酸的是________；
(3)表示向AlCl3溶液中逐渐滴加氨水的是________。
【解析】 (1)此时发生的离子反应为Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O，所以①符合；(2)此时发生的离子反应为AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓，Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O，所以⑤符合；(3)此时发生的离子反应为Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH，所以⑥符合。
【答案】 (1)① (2)⑤ (3)⑥
图像“五看”分析法
①看面：弄清横、纵坐标轴及坐标含义。
②看线：弄清线的走向、变化趋势及线的陡与平。
③看点：弄清曲线上点的含义、特殊点，如曲线的起点、交点、拐点、最高点、最低点等。
④看量的变化：滴加的顺序及用量，加入酸或碱能否溶解Al(OH)3，多种沉淀产生时，仔细分析相关量。
⑤看是否要作辅助线。
[提升2] 向1.0 mol/L的甲溶液中逐滴加入1.0 mol/L的乙溶液，产生Al(OH)3沉淀的质量(用y轴表示)与所加入乙溶液的体积(用x轴表示)的关系如下图所示，符合图中关系的是下列各组溶液中的( )
A
B
C
D
甲
AlCl3
NaOH
NaAlO2
HCl
乙
NaOH
AlCl3
HCl
NaAlO2
解析：向HCl中逐滴滴入NaAlO2，发生的反应为：AlO＋4H＋===Al3＋＋2H2O、3AlO＋Al3＋＋6H2O===4Al(OH)3↓，现象为：开始生成的白色沉淀振荡后消失，随后生成的白色沉淀不溶解，两次滴入的NaAlO2溶液的体积比为1:3。
答案：D,
[关键能力]
有关Al(OH)3沉淀的图像分析及有关计算
操作
NaOH溶液AlCl3溶液
盐酸NaAlO2溶液
现象
立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失
反应
①Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓
②Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O
①H＋＋AlO＋H2O===Al(OH)3↓
②Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
图像
解释
x＝n(OH－)/n(Al3＋)
①当0②当x＝3时，沉淀的量最多
③当3x＝n(H＋)/n(AlO)
①当0②当x＝1时，沉淀的量最多
③当11．下列物质中，既能溶于强酸溶液又能溶于强碱溶液的氧化物是( )
A．MgO B．Al2O3
C．CO2 D．Al(OH)3
答案：B
2．镁、铝、铜三种金属粉末混合物，加入过量盐酸充分反应，过滤后向滤液中加入过量烧碱溶液，再过滤，滤液中存在的离子有( )
A．AlO B．Cu2＋ C．Al3＋ D．Mg2＋
答案：A
3．如图表示AlCl3溶液与NaOH溶液相互滴加过程中微粒数量的关系曲线。判断下列说法不正确的是( )
A．A线表示Al3＋的物质的量的变化
B．x表示NaOH的物质的量
C．C线表示Al(OH)3的物质的量的变化
D．D线表示Al(OH)3的物质的量的变化
解析：AlCl3溶液与NaOH溶液混合有两种方式：向AlCl3溶液中缓慢滴加NaOH溶液，开始有沉淀生成，后沉淀溶解，且生成沉淀与沉淀溶解消耗的NaOH的物质的量之比为3:1，对比本题中图像，则x表示NaOH的物质的量，B项正确；另一种方式是向NaOH溶液中缓慢滴加AlCl3溶液，开始没有沉淀，后有沉淀生成，与本题图示情况不符。
答案：D
4．回答下列问题：
(1)氢氧化铝可以治疗胃酸过多，利用了Al(OH)3的________性质，实验室需要使AlCl3溶液中的Al3＋全部沉淀下来，适宜选用的试剂是________(填字母)。
a．NaOH溶液 b．Ba(OH)2溶液 c．盐酸 d．氨水
(2)实验室常用Al2(SO4)3与氨水反应制备Al(OH)3，用离子方程式表示不选用NaOH溶液的理由：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)向明矾的溶液中逐滴滴入氢氧化钠溶液的离子方程式为
________________________________________________________________________。
答案：(1)弱碱 d
(2)Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O
(3)Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O
5．已知单质A、B、C和甲、乙、丙、丁四种化合物有如图的转化关系，C为密度最小的气体，甲是一种高熔点的物质，丙常温下是一种液体。
根据以上转化关系回答：
(1)写出下列物质的化学式：
A ________；B________；乙________。
(2)A原子的原子结构示意图为________。
(3)写出下列变化的方程式：
①A与NaOH溶液反应的化学方程式
________________________________________________________________________。
②甲与NaOH溶液反应的离子方程式
________________________________________________________________________。
解析：本题主要考查铝的化合物之间的相互转化关系，从物质A作为突破口，A与NaOH反应放出H2，判断A是Al；由C＋B→水，判断B为O2；由A＋B→甲，判断甲为Al2O3；其余则容易判断：乙为NaAlO2，丁为Al(OH)3。
答案：(1)Al O2 NaAlO2
(2)
(3)①2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
②Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O
练后感悟
氢氧化铝两性的重要作用
①用过量的NaOH溶液检验Al3＋的存在。
②用过量的NaOH溶液鉴别Al3＋、Mg2＋。
③采用互滴法鉴别Al3＋与OH－，AlO与H＋。
④用过量的NaOH溶液和相应酸分离Al3＋与Mg2＋(或Fe3＋)。
⑤用过量的NaOH溶液除杂：如Fe(Al)、Fe2O3(Al2O3)等。
课时作业15 铝的重要化合物
授课提示：对应学生用书111页
[练基础]
1．下列有关金属铝及其化合物的叙述中正确的是( )
A．铝在常温下不能与氧气反应
B．铝不能与氯气反应
C．铝既能溶于强酸溶液，又能溶于强碱溶液
D．氧化铝只能与酸反应，不能与碱反应
答案：C
2．下列关于Al2O3的说法正确的是( )
A．Al2O3也可通过分解反应制得
B．Al2O3加热分解为铝和氧气
C．Al2O3非常致密，所以可用铝制容器盛盐酸和NaOH溶液等
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
答案：A
3．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
答案：D
4．将金属钠投入AlCl3溶液中，下列有关叙述一定正确的是( )
A．最后一定有沉淀生成，且有气体放出
B．溶液最后一定澄清，且有气体放出
C．一定有气体放出
D．一定无气体放出
解析：金属钠投入氯化铝溶液中发生反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，故一定产生气体。如果生成的氢氧化钠较少，则与氯化铝反应生成氢氧化铝沉淀，但是若氢氧化钠过量，则生成的氢氧化铝沉淀又会溶解消失。
答案：C
5．下列操作中最终可以得到Al(OH)3的是( )
A．Al2O3和水混合加热
B．Al和水反应
C．过量的NaOH溶液加入到AlCl3溶液中
D．过量的氨气通入到AlCl3溶液中
解析：Al2O3和Al都不能和水反应，过量的NaOH溶液与AlCl3反应生成NaAlO2、NaCl和H2O。
答案：D
6．下列各种物质既能与强酸反应，又能与强碱反应的是( )
①Al ②AlCl3 ③Na2CO3 ④Al2O3 ⑤NaHCO3
A．①③⑤ B．②③④
C．①③④ D．①④⑤
解析：Al与酸反应生成铝盐和H2，与碱反应生成偏铝酸盐和H2；Al2O3显两性；NaHCO3是一个二元弱酸的酸式盐，它与强酸反应生成CO2，与强碱反应生成正盐。
答案：D
7．关于明矾的下列说法错误的是( )
A．明矾的化学式为KAl(SO4)2
B．明矾是纯净物
C．明矾可用于净水
D．明矾中存在K＋和Al3＋两种阳离子
解析：明矾的化学式是KAl(SO4)2·12H2O，A选项错误。
答案：A
[提素养]
8．下列离子在加入金属钠后的溶液中仍能大量存在的是( )
A．Al3＋ B．AlO C．H＋ D．HCO
答案：B
9．下列离子方程式书写错误的是( )
A．铝粉投入到NaOH溶液中：2Al＋2H2O＋2OH－===2AlO＋H2↑
B．Al(OH)3溶于NaOH溶液中：Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O
C．Al(OH)3溶于盐酸溶液中：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
D．Al2O3粉末溶于NaOH溶液中：Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O
答案：A
10．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．新制的氧化铝溶于氢氧化钠溶液：Al2O3＋OH－===2AlO＋H2O
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
解析：电荷不守恒，A错误；原子及电荷都不守恒，B错误；NaOH过量，产物应为AlO，C错误。
答案：D
11．向用HCl酸化过的AlCl3溶液中逐滴滴入NaOH溶液，图中能正确表示这个反应的是( )
解析：向AlCl3溶液中逐滴滴入NaOH溶液，先生成白色沉淀，再加入NaOH溶液，沉淀逐渐溶解，最后完全消失，生成1 mol Al(OH)3需3 mol NaOH，溶解1 mol Al(OH)3需1 mol NaOH。NaOH的用量应是3:1，A、B错误，用盐酸酸化过的AlCl3溶液中含有酸，加入NaOH溶液先中和溶液中的酸，然后才生成Al(OH)3沉淀，故C也是错误的。
答案：D
12．在硝酸铝和硝酸镁的混合溶液中，逐滴加入稀氢氧化钠溶液，直至过量。下列表示氢氧化钠加入量(x)与溶液中沉淀物的量(y)的关系示意图中正确的是( )
解析：在硝酸铝和硝酸镁的混合溶液中，逐滴加入稀氢氧化钠溶液，会生成氢氧化铝和氢氧化镁的白色沉淀，随着氢氧化钠的加入，沉淀量会逐渐增加，当达到最大沉淀量后，继续滴加氢氧化钠溶液，则生成的氢氧化铝会与过量的氢氧化钠反应(表现出氢氧化铝的两性)，使沉淀量逐渐减少，当氢氧化铝全部溶解后，沉淀量不再变化。
答案：C
13．如下六个图中，横坐标为某溶液中加入某物质的物质的量，纵坐标为生成沉淀的物质的量，将图中的字母代号填入下表。
溶液
加入的物质
字母代号
①饱和石灰水
通过量CO2
②AlCl3溶液
通过量NH3
③MgCl2、AlCl3混合溶液
逐滴滴加NaOH溶液至过量
④AlCl3溶液
逐滴滴加NaOH溶液至过量
⑤含少量HCl的AlCl3溶液
逐滴滴加NaOH溶液至过量
⑥向NaAlO2溶液中
通入CO2至过量
答案：B C A E F C
14．某铝合金中含有元素镁、铜，为了测定该合金中铝的含量，设计了如图所示实验，请回答有关问题：
(1)称取样品a g，称量时使用的主要仪器的名称是________。
(2)实验操作①的名称为________。
(3)物质A是________(写化学式，下同)，物质B是________。
(4)向滤液1中加足量氢氧化钠溶液时，所发生反应的离子方程式有
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)若物质B的质量为b g，则原样品中铝的质量分数为________。
解析：(4)铝、镁能和盐酸反应分别生成氯化铝和氯化镁，而铜和盐酸不反应，所以滤液1中含有MgCl2、AlCl3和过量的HCl。由于氢氧化铝能溶于强碱溶液，所以向滤液1中加足量氢氧化钠溶液，有关反应的离子方程式为H＋＋OH－===H2O、Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓、Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O。(5)由2Al～Al2O3可知，m(Al)＝×27×2 g＝ g，则原样品中铝的质量分数为×100%。
答案：
(1)托盘天平 (2)过滤 (3)Mg(OH)2 Al2O3
(4)H＋＋OH－===H2O，Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O
(5)×100%
15．铝土矿(主要成分为Al2O3，含有少量杂质)是提取铝的原料。提取铝的工艺流程如下：
(1)请用离子方程式表示以上工艺流程中第①步反应：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)写出以上工艺流程中第③步反应的化学方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)若第①步加入的是盐酸，则发生反应的离子方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：
(1)Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O
(2)NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3
(3)Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O
16．将一定质量的镁铝合金投入100 mL一定浓度的盐酸中，合金完全溶解。向所得溶液中滴加浓度为5 mol·L－1的NaOH溶液，生成的沉淀跟加入的NaOH溶液的体积关系如图。求：
(1)合金中Mg的质量；
(2)所用盐酸的物质的量浓度。
解析：
(1)m[Mg(OH)2]＝11.6 g，
n(Mg)＝n[Mg(OH)2]＝＝0.2 mol，
m(Mg)＝0.2 mol×24 g·mol－1＝4.8 g。
(2)当沉淀达最大值时，溶液中溶质为NaCl，
此时n(HCl)＝n(NaOH)，
0．1 L·c(HCl)＝0.160 L×5 mol·L－1，
c(HCl)＝8 mol·L－1
答案：(1)4.8 g (2)8 mol·L－1
17．向50 mL 1 mol·L－1的Al2(SO4)3溶液中加入100 mL KOH溶液，充分反应得到3.9 g沉淀，求KOH溶液的物质的量浓度。
解析：方法一：根据Al3＋的物质的量与沉淀Al(OH)3的物质的量比较可推测KOH的两种情况：①加入氢氧化钾不足量时，n(KOH)＝3n[Al(OH)3]＝3×＝0.15 mol，c(KOH)＝＝1.5 mol·L－1。
②当Al(OH)3部分溶解时，n(KOH)＝4n(Al3＋)－n[Al(OH)3]＝0.4 mol－0.05 mol＝0.35 mol，c(KOH)＝＝3.5 mol·L－1。
方法二：用图像法求解，如下图所示，当生成沉淀0.05 mol时，①需KOH 0.15 mol；②需KOH 0.35 mol。
答案：1.5 mol·L－1或3.5 mol·L－1
第3课时 铁的重要化合物
课程目标
1．了解铁的氧化物的性质及应用。
2．了解Fe(OH)2、Fe(OH)3的制备原理及化学性质。
3．掌握Fe2＋、Fe3＋间的相互转化以及Fe3＋、Fe2＋的检验方法。
4．了解Cu的化合物的性质及用途。
图说考点
[新知预习]
1．铁的存在
铁在地壳中含量仅次于氧、硅和铝，居第四位，主要以＋2价和＋3价化合物的形式存在。
2．铁的氧化物
(1)物理性质
氧化物
FeO
Fe2O3
Fe3O4
颜色状态
?黑色粉末
?红棕色粉末
?黑色晶体
铁的价态
?＋2
?＋3
?＋2、＋3
溶解性
都不溶于水
(2)化学性质
①稳定性： Fe2O3、Fe3O4较稳定； FeO不稳定，受热能氧化为Fe3O4。
②与酸反应：FeO、Fe2O3都是碱性氧化物，都能与酸反应生成盐和水。分别写出它们与盐酸反应的离子方程式： FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O、Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O。
3．铁的氢氧化物的制备
实验操作
实验现象
结论(用方程式表示)
试管中有红褐色沉淀产生
Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
试管中先生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色
Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色)、
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
4.铁的氢氧化物的化学性质
氢氧化铁和氢氧化亚铁都为不溶性碱，它们具有的性质是
(1)能与酸反应，它们分别与盐酸反应的离子方程式是Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O， Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O。
(2)不稳定，受热易分解，其化学方程式分别为
①Fe(OH)3：2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O，
②Fe(OH)2：Fe(OH)2FeO＋H2O(隔绝空气)。
5．铁盐和亚铁盐
(1)Fe2＋和Fe3＋的检验：
(2)Fe2＋与Fe3＋的转化：
①实验及现象：
溶液由棕黄色→浅绿色→溶液无明显变化→溶液变成红色。
②反应的离子方程式：
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。
③结论：
Fe3＋Fe2＋。
(3)铁盐的净水作用：
向混有少量泥沙的浑浊水加入少量Fe2(SO4)3，浑浊水会变澄清。
6．铜盐
(1)物理性质：
①铜元素的焰色反应为绿色。
②硫酸铜、氯化铜、硝酸铜等铜盐均能溶于水；铜绿的主要成分是Cu2(OH)2CO3，其难溶于水。
(2)化学性质：
①铜的化学性质不活泼，使用铜器皿比较安全。
②铜盐属于重金属盐，都有毒，原因是铜离子能与蛋白质作用，使蛋白质变性而失去生理活性。
[即时性自测]
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”
(1)Fe3O4中化合价有＋2和＋3价为混合物。( )
(2)FeO在空气中加热生成Fe2O3。( )
(3)磁铁矿的主要成分为Fe3O4。( )
(4)FeO和Fe2O3均为碱性氧化物。( )
(5)Fe2＋可以被Cl2氧化为Fe3＋，说明Fe2＋具有氧化性。( )
(6)向溶液中加KSCN溶液，溶液变红色，说明溶液中不含Fe2＋。( )
答案：(1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)× (6)×
2.下列物质的主要成分正确的是( )
A．赤铁矿：Fe3O4
B．铜绿：Cu2(OH)2CO3
C．磁铁矿：Fe2O3
D．明矾：2KAl(SO4)2
答案：B
3．下列物质的颜色按白、淡黄、红棕、黑顺序排列的是( )
A．FeO Fe2O3 Al2O3 Na2O2
B．Al2O3 Na2O2 Fe2O3 CuO
C．Fe(OH)3 Na2O FeCl3 Cu(OH)2
D．Fe(OH)2 Al2O3 Na2O2 FeO
答案：B
4．下列关于Fe2＋和Fe3＋的叙述中，错误的是( )
A．Fe2＋的水溶液为浅绿色
B．Fe3＋的水溶液为黄色
C．Fe3＋具有氧化性，Fe2＋具有还原性
D．Fe3＋溶液中滴入含SCN－的溶液，立即出现红色沉淀
解析：Fe3＋溶液中滴入含SCN－的溶液，生成红色可溶性物质，不是红色沉淀。
答案：D
5．证明某溶液中只含有Fe2＋而不含有Fe3＋的实验方法是( )
A．先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后显红色
B．只需滴加KSCN溶液
C．先滴加KSCN溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色
D．滴加酸性高锰酸钾溶液后溶液褪色
答案：C
提升点一 “铁三角”的应用
[例1] 已知下述三个实验均能发生化学反应：
①
②
③
将铁钉放入硫酸铜溶液中
向硫酸亚铁溶液中滴入几滴氯水
将铜丝放入氯化铁溶液中
下列判断正确的是( )
A．实验①中铁钉只作还原剂
B．实验②中Fe2＋既显氧化性又显还原性
C．实验③中发生的是置换反应
D．上述实验证明氧化性：Fe3＋＞Fe2＋＞Cu2＋
【解析】 实验①中铁钉作还原剂，氧化性Cu2＋＞Fe2＋；实验②中Fe2＋只表现还原性，实验③中反应为：2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2不是置换反应，分析可知，氧化性：Fe3＋＞Cu2＋，综上可知氧化性Fe3＋＞Cu2＋＞Fe2＋，故A正确，B、C、D错误。
【答案】 A
[提升1] 已知A是一种常见金属，F是一种红褐色沉淀。试根据图中转化关系，回答下列问题。
(1)写出A、C、F、G的化学式：
A．________；C.________；F.________；G.________。
(2)检验D中阳离子的方法为
________________________________________________________________________。
(3)保存C溶液时要加固体A的原因是
________________________________________________________________________。
(4)写出下列转化的离子方程式：
①D→C：____________________；②C→D：____________________。
(5)写出E→F的化学方程式：
________________________________________________________________________。
解析：根据F是红褐色沉淀知F是Fe(OH)3，从而推知A为Fe，B为Fe3O4，C是FeCl2，D是FeCl3，E为Fe(OH)2，F为Fe(OH)3，G为Fe2O3，X为H2。
答案：
(1)Fe FeCl2 Fe(OH)3 Fe2O3
(2)取D溶液少许于试管中，加入几滴KSCN溶液，溶液变红色，证明含Fe3＋
(3)防止Fe2＋被O2氧化
(4)①2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ ②2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
(5)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
与Fe3＋、Fe2＋有关的离子共存问题：
①Fe3＋与I－、S2－、HS－、SO、HSO等因发生氧化还原反应而不能大量共存。
②Fe2＋与MnO(H＋)、NO(H＋)、ClO－等因发生氧化还原反应而不能大量共存。
[关键能力]
三种价态铁元素之间的转化
1．Fe只有还原性，可以被氧化成＋2价或＋3价的铁：
如Fe＋2H＋===H2↑＋Fe2＋ 2Fe＋3Cl22FeCl3
3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2
2．Fe2＋既有氧化性又有还原性：
如2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
Zn＋Fe2＋===Fe＋Zn2＋
3．Fe3＋具有较强的氧化性，可被还原为＋2价或0价的铁：
如2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2
提升点二 Fe2＋、Fe3＋的检验
[例2] 要证明某溶液中不含有Fe3＋而可能含有Fe2＋，进行如下实验操作时最佳顺序为( )
①加入足量氯水 ②加入足量KMnO4溶液 ③加入少量NH4SCN溶液
A．①③ B．③② C．③① D．①②③
【解析】 加入NH4SCN无红色物质产生证明无Fe3＋，再加氯水，若有Fe2＋，则Fe2＋可被氧化为Fe3＋，使溶液变红色；KMnO4酸性溶液也能氧化Fe2＋，但KMnO4本身为紫红色，加入足量酸性KMnO4后，使Fe3＋与NH4SCN反应后溶液的颜色不易被观察。
【答案】 C,
切记：
特定离子的特征性质和特征现象。
[提升2] 某溶液中可能存在Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋，加入NaOH溶液，开始时有白色絮状沉淀生成，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，下列结论正确的是( )
A．一定有Fe2＋，一定没有Fe3＋、Mg2＋
B．一定有Fe3＋，可能有Fe2＋，一定没有Mg2＋
C．一定有Fe3＋，一定没有Fe2＋、Mg2＋
D．一定有Fe2＋，可能有Mg2＋，一定没有Fe3＋
答案：D
[关键能力]
Fe2＋、Fe3＋的检验方法
(1)直接观察颜色
(2)利用氢氧化物沉淀的颜色
(3)利用显色反应
(4)利用Fe2＋的还原性
(5)利用Fe3＋的氧化性
除杂问题(括号内为杂质)：
①FeCl3溶液(FeCl2)：加足量氯水或H2O2或通入足量Cl2。
②FeCl2溶液(FeCl3)：加足量铁粉，充分反应后过滤。
③FeSO4溶液(CuSO4)：加足量铁粉，充分反应后过滤。
④Fe粉(铝)、Fe2O3(Al2O3)：加足量NaOH溶液，充分反应后过滤。
1．下列物质反应后一定有＋3价铁生成的是( )
A．过量的Fe与Cl2反应
B．Fe与过量稀硫酸反应
C．FeCl3溶液中加入过量Fe
D．足量Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中
解析：A中的Cl2氧化性强，它能将铁氧化为＋3价，由于不是在溶液中反应，因此过量的铁不会将氯化铁还原；B中Fe与稀硫酸反应只能生成Fe2＋；C在溶液中Fe3＋被Fe还原为Fe2＋；D中首先发生Fe与盐酸反应生成FeCl2、Fe2O3与盐酸反应生成FeCl3的反应，但题中未给出反应物间相对量的关系，若铁是足量的，则能将生成的FeCl3全部还原为FeCl2。
答案：A
2．把表面有氧化物的相同大小的铜片和铁片一起放入盐酸中，充分反应后，所得溶液中的金属离子为( )
A．Fe3＋和Cu2＋
B．Fe2＋和Cu2＋
C．Fe2＋和Fe3＋
D．Fe2＋
解析：本题涉及的物质的性质有：CuO与盐酸的反应，Fe、Fe2O3与盐酸的反应，Fe3＋与Fe、Cu的反应，Fe与Cu2＋的反应等。表面氧化物较少，溶于盐酸后，生成的Fe3＋和Cu2＋较少，分别被Fe还原为Fe2＋和Cu，Cu与盐酸不反应，Fe与盐酸反应生成Fe2＋。
答案：D
3．向某溶液中加入含Fe2＋的溶液后，无明显变化。当再滴入几滴新制氯水后，混合溶液变成红色，则下列结论错误的是( )
A．该溶液中一定含有SCN－
B．氧化性：Fe3＋>Cl2
C．Fe2＋与SCN－不能形成红色物质
D．Fe2＋被氧化为Fe3＋
解析：溶液中的Fe2＋与加入的新制氯水发生反应：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，故氧化性：Fe3＋答案：B
4．有NaCl、FeCl2、FeCl3、MgCl2、AlCl3五种溶液，只用一种试剂就可以把它们鉴别开来，这种试剂是( )
A．盐酸 B．烧碱溶液
C．氨水 D．KSCN溶液
解析：NaOH与上述五种溶液混合时，其中NaCl无明显现象，在FeCl2中先出现白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色；而FeCl3中只出现红褐色沉淀现象；在MgCl2中只出现白色沉淀现象，而AlCl3中先出现白色沉淀，后沉淀消失。
答案：B
5．化合物A、B组成元素相同，且B为白色。C是一种与B含有相同价态该金属元素的硫酸盐，向C中加入适量的NaOH溶液，可观察到生成的沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色沉淀A，加热A可得红棕色粉末D。回答下列问题：
(1)写出各物质的化学式：A________、B________、C________、D________。
(2)写出B转化为A的化学方程式：
________________________________________________________________________。
写出A受热分解的化学方程式：
________________________________________________________________________。
解析：解答本题的关键是抓住C与NaOH溶液反应的特征现象，确定A是Fe(OH)3，C是FeSO4，B为Fe(OH)2，D为Fe2O3。
答案：(1)Fe(OH)3 Fe(OH)2 FeSO4 Fe2O3
(2)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O
练后感悟
制备Fe(OH)2的注意问题
(1)Fe2＋极易被氧化，所以FeSO4溶液要现制现用。
(2)为了防止Fe2＋被氧化，配制FeSO4溶液的蒸馏水和NaOH溶液要煮沸，尽可能除去O2。
(3)为了防止滴加NaOH溶液时带入空气，可将吸有NaOH溶液的长滴管伸入到FeSO4溶液的液面下，再挤出NaOH溶液。
(4)为防止Fe2＋被氧化，还可以向盛有FeSO4溶液的试管中加入少量的煤油或其他密度小于水而不溶于水的有机物，以隔绝空气。
课时作业16 铁的重要化合物
授课提示：对应学生用书113页
[练基础]
1．下列关于铁矿石说法正确的是( )
A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4
B．铁矿石的主要成分与铁锈的主要成分相同
C．磁铁矿粉末溶于盐酸后，加入KSCN溶液，溶液变红色
D．FeO俗称铁红
解析：赤铁矿的主要成分是Fe2O3，A选项错误；铁锈的主要成分是Fe2O3，但铁矿石的主要成分并不一定都是Fe2O3，B选项错误；铁红是Fe2O3，D选项错误。
答案：C
2．下列物质不能通过化合反应得到的是( )
A．Al(OH)3 B．Fe(OH)3 C．Al2O3 D．Fe3O4
解析：不溶于水的氧化物，不能与水反应制取相应的氢氧化物，如Fe2O3不溶于水，不能与水化合生成Fe(OH)3，但反应4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3为化合反应。
答案：A
3．在含有1 mol FeSO4的溶液中投入一小块金属钠，反应完全后，滤出沉淀并洗涤，然后在空气中灼烧沉淀得到的固体物质是( )
A．FeO B．Fe C．Fe(OH)3 D．Fe2O3
解析：金属钠投入溶液生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠与FeSO4溶液反应生成Fe(OH)2，在空气中灼烧沉淀时，首先Fe(OH)2被氧化为Fe(OH)3，Fe(OH)3再分解生成Fe2O3和水。
答案：D
4．将下列四种化合物溶于稀盐酸，滴加硫氰化钾溶液，没有颜色变化，再加氯水即呈现红色的是( )
A．FeO B．Fe2O3
C．FeCl3 D．Fe2(SO4)3
解析：题述现象说明化合物中含有Fe2＋。
答案：A
5．下列离子方程式正确的是( )
A．将氨水滴入到FeCl3溶液中 Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
B．氧化铁与盐酸反应 Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O
C．向FeCl3溶液中加入铁粉 Fe＋Fe3＋===2Fe2＋
D．向氯化亚铁溶液中通入Cl2 Fe2＋＋Cl2===Fe3＋＋2Cl－
解析：A项在书写离子方程式时，弱电解质NH3·H2O不能拆写成离子的形式；C项离子方程式中除遵循元素守恒外，电荷也必须守恒，正确的离子方程式应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋；D项只符合元素守恒，不符合电荷守恒，正确的离子方程式应为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。
答案：B
6．当向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉，反应结束后，烧杯底部不可能出现的是( )
A．有铜无铁 B．有铁无铜
C．有铁有铜 D．无铁无铜
解析：向盛有FeCl3溶液的烧杯中同时加入Fe粉和Cu粉，由于Fe的还原性比Cu强，Fe3＋首先与Fe反应，如果Fe3＋有剩余，剩余的Fe3＋再与Cu反应，Fe粉未反应完时铜粉就不会被氧化。所以不可能出现烧瓶中有铁无铜的现象，故选B。
答案：B
7．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，则反应后溶液中存在较多的阳离子是( )
A．Cu2＋ B．Fe3＋ C．Fe2＋ D．H＋
解析：因所剩固体能被磁铁吸引，说明Fe有剩余，2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，Cu2＋＋Fe===Cu＋Fe2＋，2H＋＋Fe===Fe2＋＋H2↑，即Fe3＋、Cu2＋、H＋等可与Fe反应，不可能存在较多。
答案：C
[提素养]
8．有关铁的化合物的说法中，错误的是( )
A．Fe(OH)2是一种黑色固体，不稳定，在空气中易被氧化转变为红褐色
B．由图示操作可制取Fe(OH)2
C．Fe3O4、Fe(OH)3都可以由化合反应制得
D. Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明，能发生丁达尔效应
解析：Fe(OH)2是一种白色固体，A错误；煤油能减少FeSO4溶液与氧气接触，可以避免试管中部分氧气对氢氧化亚铁的氧化，B正确；铁在氧气中燃烧可生成Fe3O4，可通过化合反应：4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3制取Fe(OH)3，C正确；Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明，能发生丁达尔效应，D正确。
答案：A
9．铁屑溶于过量的稀H2SO4，过滤后向滤液中加入适量的硝酸，再加入过量的氨水，有红褐色的沉淀生成。过滤、加热沉淀物至质量不再发生变化，得到红棕色的残渣。上述沉淀和残渣分别是( )
A．Fe(OH)3；Fe2O3
B．Fe(OH)2；FeO
C．Fe(OH)2；Fe(OH)3、Fe3O4
D．Fe2O3；Fe(OH)3
答案：A
10．把铁粉、铜粉置于FeCl3溶液中，充分反应后加入KSCN不显红色，下列情况不能成立的是( )
A．铁不剩余，Cu剩余
B．铁、铜均剩余
C．铁剩余，含Cu2＋
D．铜剩余，含Fe2＋
解析：因还原性：Fe>Cu，FeCl3溶液中加入铁粉、铜粉时，依次发生反应：
Fe＋2FeCl3===3FeCl2，Cu＋2FeCl3===2FeCl2＋CuCl2
有以下情况：①Fe、Cu均剩余，溶液中只有Fe2＋；
②只有Cu剩余，溶液中只有Fe2＋或含Fe2＋、Cu2＋；
③Fe、Cu均不剩余，Fe3＋恰好反应，溶液中有Fe2＋、Cu2＋；
④Fe、Cu均不剩余，Fe3＋剩余，溶液中有Fe3＋、Fe2＋、Cu2＋。C项Fe剩余，则溶液中不可能含有Cu2＋。
答案：C
11．下列说法正确的是( )
A．铜的化学性质活泼，不宜用铜制作盛食品的器皿
B．铜的导电能力不如铝
C．由于Cu2＋有氧化性，所以用CuSO4来配制农药
D．因为Cu2＋能使蛋白质变性，所以铜盐溶液有毒
解析：金属铜的化学性质比较稳定，所以使用铜器皿比较安全；铜属于重金属，铜盐有毒，因Cu2＋会与蛋白质作用，使蛋白质变性。
答案：D
12．某同学对未知物A盐的水溶液进行了鉴定，实验过程及现象如下图所示：
现对A、B、C、D做出的如下推断中，不正确的是( )
A．A盐一定是FeCl3
B．白色沉淀B可能是AgCl
C．C中一定含Fe3＋
D．无法确定A中是否含有Fe2＋
解析：因为A中加入了硝酸酸化的AgNO3溶液，HNO3可以把Fe2＋氧化成Fe3＋，所以A盐也可能为FeCl2。
答案：A
13．回答下列问题：
(1)实验室在配制FeSO4溶液时，为防止FeSO4被氧化而变质，常在溶液中加入少量的________。
(2)亚硝酸盐会使Fe2＋转变成Fe3＋，生成高铁血红蛋白而丧失与O2结合的能力。服用维生素C可缓解亚硝酸盐的中毒，这说明维生素C具有________(填字母)。
a．酸性 b．碱性
c．氧化性 d．还原性
(3)在含有1 mol FeSO4的溶液中投入一小块金属钠，反应完全后，滤出沉淀并洗涤，然后在空气中灼烧沉淀得到的固体物质是
________________________________________________________________________。
(4)Fe3O4与稀盐酸反应的化学方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：
(1)铁粉 (2)d (3)Fe2O3
(4)Fe3O4＋8HCl===FeCl2＋2FeCl3＋4H2O
14．A、B、C、D、E分别是铁或铁的化合物。其中D是一种红褐色沉淀。其相互反应关系如图所示：
根据如图所示变化，按要求回答下列问题：
(1)写出A、E的化学式：
A________，E________。
(2)写出其中几步反应的化学方程式：
C→B：
________________________________________________________________________；
B→D：
________________________________________________________________________；
E→A：
________________________________________________________________________。
(3)B中加入NaOH溶液，看到的现象是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：解答该题的关键是D，因为D为红褐色沉淀，可知D是Fe(OH)3，则E是Fe2O3，A是Fe，B是FeCl3，C是FeCl2。
答案：
(1)Fe Fe2O3
(2)2FeCl2＋Cl2===2FeCl3(合理即可)
FeCl3＋3NaOH===Fe(OH)3↓＋3NaCl(合理即可)
Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2(或Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3)
(3)出现白色沉淀，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色
15．根据下列实验装置和操作，回答有关问题。
按图中所示装置，用两种不同的操作分别进行实验，观察B容器中的现象。
(1)先夹紧止水夹a，再使A容器中开始反应。实验中B容器中观察到的现象是____________________；
B容器中发生反应的离子方程式是
________________________________________________________________________。
(2)打开止水夹a，使A容器开始反应一段时间后再夹紧止水夹a，实验中观察到的现象是________。
B容器中发生反应的离子方程式是
________________________________________________________________________。
解析：此题是一道关于制备Fe(OH)2的创新实验题。制备Fe(OH)2可有多种不同的方法，但有一共同的特点就是在操作时防止与空气接触，这样才能得到白色的Fe(OH)2沉淀。本题中当NaOH中空气未排尽时，NaOH与FeSO4反应的产物Fe(OH)2只能短暂存在，但当通入H2一段时间后，即认为空气已排净，生成的Fe(OH)2能较长时间存在。
答案：
(1)容器A中的溶液进入B容器中，有白色沉淀生成，沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色 2OH－＋Fe2＋===Fe(OH)2↓、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 (2)a打开时，观察到B容器中导管口有气泡产生，再夹紧a时，溶液进入B容器中产生白色沉淀，且长时间不变色 2OH－＋Fe2＋===Fe(OH)2↓
16．某化学兴趣小组利用下列试剂：铁粉、锌粉、0.1 mol·L－1 FeCl3溶液，0.1 mol·L－1 FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水，探究Fe2＋、Fe3＋的氧化性、还原性，并利用实验结论解决一些问题。
(1)用所给试剂写出体现Fe2＋具有还原性的反应的化学方程式
________________________________________________________________________。
(2)设计实验方案，完成下列表格。
探究内容
实验方案
实验现象
探究Fe3＋具有氧化性
取少量0.1 mol·L－1 FeCl3溶液，往溶液中加入足量铁粉，再加入少量KSCN溶液
加入铁粉后，溶液颜色变为______。加入KSCN溶液后，溶液________
(3)该兴趣小组为说明“Fe2＋具有氧化性”，提出了向FeCl2溶液中加入锌粉，观察实验现象的方案，该反应的离子方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)某反应中反应物与生成物有Fe3＋、Mn2＋、H＋、MnO、H2O和一种未知离子X，已知MnO在反应中得到电子，则X离子是________。
解析：
(1)在反应中Fe2＋作还原剂，体现其还原性，因此应选择氧化剂，所以选用氯水，反应为2FeCl2＋Cl2===2FeCl3。
(2)向FeCl3溶液中加入铁粉，发生的反应为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，所以溶液由棕黄色变为浅绿色。向FeCl2的溶液中滴加硫氰化钾溶液不变红。
(3)向FeCl2的溶液中加入锌粉，离子反应为Zn＋Fe2＋===Fe＋Zn2＋。
(4)已知MnO得电子，故MnO是氧化剂，Mn2＋为还原产物，则题目提供的Fe3＋是氧化产物，故还原剂为Fe2＋。即X为Fe2＋。
答案：
(1)2FeCl2＋Cl2===2FeCl3
(2)浅绿色 不变色
(3)Fe2＋＋Zn===Zn2＋＋Fe
(4)Fe2＋
第三节 用途广泛的金属材料
课程目标
1．了解合金的定义及特性。
2．了解铜合金和钢的分类、组成及用途。
3．了解合理选择金属材料的方法及重要意义。
图说考点,
,
[新知预习]
一、常见合金的重要应用
1．合金
(1)定义：由两种或两种以上的金属与金属(或?非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。
(2)性质：合金具有许多优良的物理、化学或机械性能，在许多方面不同于各成分金属。
①硬度：合金的硬度一般大于成分金属。
②熔点：合金的熔点多数低于成分金属。
2．常见的合金
(1)铜合金
铜合金
(2)钢——用量最大、用途最广的合金
二、正确选用金属材料
1．金属材料的分类
2．正确使用金属材料
[即时性自测]
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”
(1)合金一定是不同金属熔合而成的具有金属特性的化合物。( )
(2)生铁的熔点比铁低，但机械强度和硬度比铁高。( )
(3)青铜比纯铜的硬度低。( )
(4)铝合金的熔点比纯铝的高。( )
(5)合金中不可能含有非金属元素。( )
(6)合金中的金属元素以化合物的形式存在。( )
(7)合金中各元素的含量一定，所以合金是纯净物。( )
(8)金与黄铜的颜色很相近，可以用稀H2SO4鉴别。( )
(9)对于废旧金属，我们应该加以回收利用。( )
答案：(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)× (7)× (8)√ (9)√
2．制造货币，应该根据下列哪些性质而选材( )
A．从化学性质来看，金属材料化学性质应稳定
B．从物理性质来看，金属材料应有较低的熔点
C．从物理性质来看，金属材料应对强度、硬度无要求
D．制造货币的金属本身的价值应高于货币的面值
答案：A
3．下列有关金属的说法中，正确的是( )
①不锈钢抗腐蚀性较好
②钛合金可用于飞机、火箭的制造
③司母戊鼎是铁合金
④缺钙会引起骨质疏松，缺铁会引起贫血
⑤青铜、不锈钢都是合金
⑥形成合金时金属与金属之间发生了化学反应
A．①②④⑤ B．②③④⑤⑥
C．①③④⑤ D．①②③④⑤⑥
答案：A
4．把以下左栏列举的金属的用途与右栏列举的有关金属的主要性质用线连起来
①金可制成比纸还薄的金箔 a导电性好
②生活中用铁锅做饭 b还原性强
③用铁回收照相定影废液中的银 c延展性好
④用铜制作印刷电路 d导热性好
⑤用铝合金做门窗框架 e强度硬度大
⑥用铝做高压电线、电缆 f耐腐蚀
⑦用青铜做雕像 g质软且轻
答案：①—c ②—d ③—b ④—a ⑤—e ⑥—g ⑦—f
提升点 合金的性能与金属材料的选用
合金古已有之，关注合金的前世今生，了解中华文明中的合金发展历程。
[例] 合金是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。
(1)下列物质不属于合金的是( )
A．明矾 B．硬铝 C．生铁 D．青铜
(2)根据下表中四种金属的熔、沸点：
金属
Na
Cu
Al
Fe
熔点/℃
97.8
1 083
660
1 535
沸点/℃
883
2 567
2 467
2 750
其中不能形成合金的是( )
①Cu与Na ②Fe与Cu ③Fe与Na ④Al与Na
A．①② B．①③ C．①④ D．②④
(3)某合金与铁的物理性质的比较如下表所示：
硬度
(金刚石为10)
导电性
(银为100)
某合金
2 500
3.00
7.4
2.3
铁
1 535
7.86
4.5
17
已知该合金耐腐蚀，强度大。从以上性能看，该合金不适合作( )
A．导线 B．门窗框 C．炉具 D．飞机外壳
【解析】 根据题给合金的概念，不难判断出问题(1)的答案；对于问题(2)，要在充分理解合金概念中的“熔合”二字的基础上，认真分析表中的数据，从而得出正确的答案。(1)A属于化合物；硬铝中含铝、镁、硅等，生铁中主要含铁、碳，青铜中含有铜、锡，它们都属于合金。(2)当一种金属的熔点超过另一种金属的沸点时，它们就不可能熔合在一起而形成合金。(3)从表格中总结，该合金具有密度小、机械性能好的特点，所以适合作飞机外壳、门窗框。由于熔点较高，所以适合作炉具。但是导电性不好，所以不适宜作导线。
【答案】
(1)A (2)B (3)A
[提升1] 合金相对于纯金属制成的金属材料来说优点是( )
①合金的硬度一般比它的各成分金属的大
②一般合金的熔点比它的各成分金属的更低
③改变原料的配比，改变生成合金的条件，可得到具有不同性能的合金
④合金比纯金属的导电性更强
⑤合金比纯金属的应用范围更广泛
A．①②③⑤ B．②③④ C．①②④ D．①②④⑤
解析：合金具有许多优良的物理、化学或机械性能，在许多方面优于它的各成分金属。例如，合金的硬度一般比各成分金属的硬度大，多数合金的熔点比各成分金属的熔点低，但合金的导电性比纯金属弱。
答案：A
(1)一种金属的熔点高于另一种金属的沸点时则不能形成合金。
(2)金属与非金属形成合金时：部分不活泼非金属与金属可形成合金，活泼非金属与活泼金属则不能形成合金。
[提升2] 用于火箭发动机、航天飞机制动闸的金属，要有良好的热学性能，如熔点高、比热高、热导率高、适宜的热膨胀率等优异性能。根据下表数据，用于制造制动闸的最佳金属材料为( )
金属
熔点
(℃)
比热
(J·g－1·K－1)
热导率
(W·m－1·K－1)
热膨胀率
(25 ℃)α(×106)
A
418
0.106
75.37
11.76
B
923
0.243
153.66
24.3
C
933
0.215
221.91
23.6
D
1 550
0.436
146.5
11.6
答案：D
[关键能力]
选择金属材料应考虑的因素
1．主要用途：材料的用途与材料的性能有很密切的关系。
2．外观：不仅要材料本身外观美，还要使材料的外观与周边环境相协调。
3．物理性质：物理性质包括密度、硬度、强度、伸缩性、导电导热性、被水浸润性等。
4．化学性质：化学性质主要包括在空气、水、阳光、酸、碱、盐等的环境里的化学稳定性。这些性质会影响到材料的使用寿命。
5．价格：考虑价格时要把对材料的基本需求和材料的基本性能放在前面。
6．加工难度：考虑加工难度时要将材料的性质与加工的技术、设备相结合。
7．日常维护：金属材料耐腐蚀性相对较弱，在选金属材料时必须要考虑到使用后的日常维护问题。
8．对环境的影响：一是要考虑到在使用材料的过程中，它的反光性、放射性、产生的噪音等对环境的不利影响；二是要考虑到材料的废弃物对环境有哪些不利影响。要尽量做到避免有关的不利影响。,
1．下列对合金的说法正确的是( )
A．合金中至少含有两种金属元素
B．合金中的金属元素以化合物的形式存在
C．黄铜是纯净物
D．合金中也可含非金属元素
解析：掌握合金的概念要把握几个重点：①组成元素：金属与金属或金属与非金属，一定含有金属元素，可能含有非金属元素；②特性：具有金属特性；③合金为混合物。A项错，合金未必含有两种或两种以上的金属元素；B项合金是熔合而成的，保持着金属特性，金属元素一般以单质形式存在；C项中的黄铜是一种铜合金，是混合物。
答案：D
2．联合国卫生组织认为我国的铁锅是一种理想的炊具而向世界推广。其主要原因是( )
A．升热慢，退热也慢，保温效果好
B．烹饪的食物中含有丰富的“铁质”
C．生产过程简单，价格便宜
D．生铁中含有碳元素，因而含有对人体有益的有机物
答案：B
3．用于制造飞机的材料应具备高比强度(断裂强度/密度)，还应具备密度小、质地轻的特点。以波音747为例，机身每减轻1 kg，因耗油减少，一年可获利2 000美元。你认为下列材料中可用于飞机制造业的是( )
A．Mg-Al合金
B．黄铜(Cu-Zn合金)
C．Na-K合金
D．生铁(Fe-C合金)
解析：黄铜、生铁密度较大，且生铁易断裂；Na-K合金熔点低，常温下为液体，选项B、C、D不正确。
答案：A
4．不锈钢通常不与酸、碱、盐反应，是因为加入了( )
A．Ni和Cr B．Ni和Au
C．Cr和Au D．Cr和Pt
解析：不锈钢中添加的合金元素主要是Ni和Cr，Ni、Cr元素的加入使不锈钢在多种酸、碱、盐溶液中也能具有很好的化学稳定性和耐腐蚀性。
答案：A
5．阅读材料，回答下列问题。
近年来，科研人员研究得到一种新型材料——泡沫铝。它是把发泡剂加到熔融铝合金中制成的，其优点是硬度大，密度小(为0.16～0.5 g/cm3)，比木材还轻，可浮于水面，又有很大刚性，且隔音、保温，是一种良好的建筑材料和轻质材料，近几年可大批量投放市场。
(1)下列关于泡沫铝的说法中错误的是________(填字母序号，下同)。
A．泡末铝是铝单质泡沫
B．泡沫铝是一种合金
C．泡末铝是一种优质的建筑材料和轻质材料
D．泡沫铝可用于飞机制造
(2)铝制成铝箔用于食品包装，是利用它的________。
A．金属光泽 B．延展性
C．导电性 D．导热性
(3)铝在空气中会被氧化生成一层致密的氧化膜而对内部铝起保护作用，但这层氧化膜遇到强酸或强碱溶液都会溶解，请写出：
①氧化膜与盐酸反应的离子方程式：
____________________________________________________________________。
②氧化膜与氢氧化钠溶液反应的离子方程式：
____________________________________________________________________。
解析：
(1)根据信息可知，泡沫铝是一种合金，是混合物；泡沫铝是一种优质的建筑材料和轻质材料；由于泡沫铝有很大刚性，密度小，且隔音、保温，故泡沫铝可用于飞机制造。
(2)铝制成铝箔用于食品包装，利用的是铝的延展性。
(3)Al2O3与盐酸、氢氧化钠溶液反应的离子方程式分别为Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O、Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O。
答案：(1)A (2)B (3)①Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O ②Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O
练后感悟
用途广泛的稀土金属
稀土元素包括原子序数从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、超导材料和纳米材料等等。
课时作业17 用途广泛的金属材料
授课提示：对应学生用书115页
[练基础]
1．下列关于合金的叙述中正确的是( )
A．合金是由两种或多种金属熔合而成的
B．日常生活中用到的五角硬币属于铜合金
C．合金在任何情况下都比单一金属性能优良
D．钢不属于合金
解析：合金是金属与金属或金属与非金属熔合而成的，A项错误；在机械加工时，合金的性能一般较单一金属优良，但并不是任何情况下都是，如纯铝导电性比铝合金要强，C项错误；钢是铁碳合金，D项错误。
答案：B
2．下列说法中不正确的是( )
A．人类历史上使用最早的合金是青铜
B．钢属于铁合金
C．目前世界上使用量最大的合金是铝合金
D．目前世界上用途最广的是合金钢
解析：目前世界上使用量最大的合金是铁合金。
答案：C
3．由于铝制品对大脑发育有不良影响，厨具中铝制品已逐步被不锈钢代替，不锈钢的组成是( )
A．含铁、锌、铜的合金
B．含铁、镁、铝的合金
C．含铁、铬、镍的合金
D．普通钢表面镀镍
答案：C
4．铝镁合金坚硬、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：合金材料在日常生活中使用很广泛，铝镁合金在家居装潢中经常会用到。铝镁合金强度高，制成窗框、卷帘门、防护栏等坚硬牢固；密度小，同体积下比较轻，方便运输、搬运；不容易生锈，制成的装潢材料经久耐用；只有导电性与这方面的用途无关。
答案：B
5．纯铁的熔点为1 535 ℃，而高炉中炼铁时生铁(含碳量较高的铁合金)在1 200 ℃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．形成了铁碳合金，所以熔点变低
D．在高炉中熔化的过程发生了化学反应
解析：合金的熔点比成分金属的低。
答案：C
6．铝硅合金(Si的质量分数为13.5%)在凝固时收缩率很小，因而这种合金适合铸造。有下列三种晶体：①铝，②硅，③铝硅合金，它们的熔点由低到高的顺序是( )
A．①③② B．③①②
C．③②① D．②①③
解析：合金的熔点一般比其各成分金属的熔点都要低，所以最低的是铝硅合金。硅晶体是熔点极高的晶体。
答案：B
7．为了避免青铜器生成铜绿，下列说法中不正确的是( )
A．将青铜器密封在玻璃容器中
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
解析：铜绿是生活中的常见现象，其反应原理为2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3，故青铜器生成铜绿需要与空气接触、有水参与。
答案：C
[提素养]
8．现代建筑的门窗框架，常用电解加工成古铜色的硬铝。取硬铝样品进行如下实验：
(硅可与氢氧化钠溶液反应：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑)由此推知硬铝的组成是( )
A．Al、Mg、Si、Zn B．Al、Cu、Mg、Si
C．Al、Fe、C、Cu D．Al、Si、Zn、Na
答案：B
9．将10 g铁碳合金放入O2中高温灼烧，反应后的气体通入到过量石灰水中得沉淀1.4 g。则此铁碳合金是( )
A．生铁 B．高碳钢 C．中碳钢 D．低碳钢
解析：n(CaCO3)＝＝0.014 mol，
由碳元素守恒，得铁碳合金中碳单质的物质的量也为0.014 mol，
m(C)＝0.014 mol×12 g·mol－1＝0.168 g，
故w(C)＝×100%＝1.68%，
所以该铁碳合金属于高碳钢。
答案：B
10．某金属(或合金)与盐酸反应时，生成H2的质量与消耗金属质量的关系如下图所示，此金属可能是( )
A．纯锌 B．纯铁 C．镁铝合金 D．铜铁合金
解析：由题图可知，金属质量为30 g时，产生氢气的质量为1 g。用极值法：假设每一种金属的质量都为30 g，然后分别计算出产生氢气的质量。A项纯锌产生氢气的质量小于1 g；B项纯铁产生氢气的质量大于1 g；C项镁产生氢气的质量大于1 g，铝产生氢气的质量大于1 g，所以镁、铝按一定比例组成的合金产生氢气的质量不可能为1 g；D项铁产生氢气的质量大于1 g，铜不产生氢气，所以铜、铁按一定比例组成的合金产生氢气的质量可能为1 g。
答案：D
11．放在手心就能熔化的稀有金属镓，其沸点为2 403 ℃，更奇妙的是镓熔化后在－120 ℃仍不易凝固；在常温下几乎不与氧气和水反应，但能溶于强酸和强碱；与其他金属熔合可改善合金性能；与硫、硒等非金属化合可生成优质的半导体材料。下列有关镓的性质和用途的叙述错误的是( )
A．镓的熔点高
B．镓的性质与铝类似
C．镓能够与盐酸反应生成气体
D．镓可与多种金属形成合金
解析：从题给信息可知镓的熔点低但沸点很高，这说明它很易与其他金属熔合在一起形成合金。
答案：A
12．钛和钛的合金被誉为“21世纪最有发展前景的金属材料”，它们具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工，尤其是钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”。根据它们的主要性能，下列用途不切合实际的是( )
A．用来做保险丝
B．用于制造航天飞机
C．用来制造人造骨
D．用于家庭装修，做钛合金装饰门
解析：由于钛和钛的合金密度小、可塑性好，因此可用于航天领域，B正确；由于钛和钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”，可与人体的组织相容，不引起排异反应，因此可以用来制造人造骨，C正确；由于其密度小、可塑性好、易于加工，因此可用于家庭装修，做钛合金装饰门，D正确；只有A错误，由于其熔点高，不适合做保险丝。
答案：A
13．选用金属材料时，以下方面需要考虑的是( )
①主要用途 ②物理性质、化学性质 ③价格 ④加工难度
⑤日常维护 ⑥对环境的影响
A．①②③ B．③④⑤
C．①⑤⑥ D．①②③④⑤⑥
解析：本题错选A、B、C的原因是对金属材料的选用要考虑的问题了解不全面。在选用材料时要综合考虑所选材料的性能、价格、加工难度、日常维护、对环境的影响等因素，从众多材料中选取合适者。
答案：D
14．某课外活动小组，收集了一种合金进行研究。
(1)外观暗灰色，表面光滑；
(2)在酒精灯上灼烧，火焰呈绿色；合金片熔化，但不滴落；
(3)取刮去表皮的金属10.0 g，放入足量H2SO4中，收集到标准状况下的H2 9.96 L；
(4)另取刮去表皮的金属10.0 g，放入足量NaOH溶液中，也收集到标准状况下的H2 9.96 L。试据此判断，合金中一定含有的元素是________(写元素符号)；下列元素可能含有的是________(填选项编号)。
a. Ag b. Mg
c. Na d. Fe
如果该合金中，只含两种元素，它们的质量比是________。
解析：焰色反应呈绿色，表明此合金中含有铜。相等质量的合金分别与H2SO4溶液、NaOH溶液反应，放出等体积的H2，表明该合金中含有铝，且不含其他比铜活泼的金属，否则与酸反应放出H2多。
2Al ～ 3H2
54 g 67.2 L
m(Al) 9.96 L
m(Al)≈8.0 g，则m(Cu)＝10.0 g－8.0 g＝2.0 g
m(Cu):m(Al)＝1:4
答案：Cu、Al a m(Cu):m(Al)＝1:4
15．Ⅰ.已知合金A由两种常见金属组成。为测定其组成，某同学的实验流程如图所示
请回答：
(1)过程②中分离C和E的化学实验基本操作是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)溶液H中所含的阳离子有
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(用离子符号表示)。
(3)为测定合金的组成，若需要称量沉淀F的质量，则F需要洗涤，如何证明沉淀F是否洗涤干净？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
Ⅱ.A为两种金属组成的合金，发生如下图所示的变化：
试填写以下空白：
(1)合金A由________和________组成。
(2)写出下列变化的离子方程式。
C→E ______________________________________________________________；
D→F ______________________________________________________________。
解析：Ⅰ.(1)分离固体与溶液采用过滤的方法。(2)溶液H中加入过量氨水生成沉淀F，说明F是氢氧化物沉淀，再由E加适量盐酸生成F，F在过量盐酸中不沉淀而生成溶液H，说明F是Al(OH)3，F溶于过量盐酸，所得溶液中的阳离子是Al3＋和H＋。(3)若沉淀F未洗涤干净，则表明会有沾附的氯离子，可向最后一次洗涤液中加入少量硝酸银溶液进行检验。
答案：Ⅰ.(1)过滤
(2)Al3＋、H＋
(3)取最后一次洗涤液，加入少量硝酸银溶液，若产生白色沉淀，则沉淀没有洗涤干净，若无沉淀产生，则表明沉淀已经洗涤干净
Ⅱ.(1)Al Fe
(2)Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O
Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
