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文檔簡介
金屬及其化合物
第1講趙、鉛及其化合物
課程標(biāo)準(zhǔn)知識建構(gòu)
1.結(jié)合真實情景中的應(yīng)用實例或通過實
驗探究了解鈉、鎂、鋁及其重要化合物的
.化物「一
主要性質(zhì)。?NjO
年」鹽「AS?
2.了解鈉、鎂、鋁及其重要化合物在生
堿金屬毓.黑;°L''AJH/
產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。
1--------NaOH-------------------_1_________
3.了解鈉、鎂、鋁及其重要化合物的制
備方法。
雙基過關(guān)夯實必備知識
一'金屬鈉
1.鈉的物理性質(zhì)
顏色密度熔點(diǎn)硬度
銀白色,有金屬光比水的小,比煤油質(zhì)地柔軟,可以用
低于100℃
澤的大小刀切割
2.鈉的化學(xué)性質(zhì)
從原子結(jié)構(gòu)認(rèn)識鈉的還原性:
(1)與非金屬單質(zhì)反應(yīng)
常溫:4Na+O2=2Na2。
①。A
?加熱:2Na+O23=Na2O2
占,厥
②CL:2Na+C12E^=2NaCl(黃色火焰,白煙)
③S:2Na+S=Na2s(研磨爆炸)
(2)與水反應(yīng)
①離子方程式:2Na+2H2O=2Na++2OFT+H2t。
②鈉與滴加酚獻(xiàn)的水反應(yīng)的現(xiàn)象及解釋
—密度比水小
卡,牙?—熔點(diǎn)低,反應(yīng)放熱
1\俞一生成HA使鈉受力不均衡
@-反應(yīng)劇烈.產(chǎn)生氣體
—生成NaOH
(3)與鹽酸反應(yīng)
離子方程式:2Na+2H-=2Na++H2T。
(4)鈉與鹽反應(yīng)
①鈉與鹽溶液反應(yīng)
如Na投入CuSO4溶液中,反應(yīng)的離子方程式為2Na+2H2O+Cu2+=2Na+
+CU(OH)2I+H2t。
②鈉與熔融鹽反應(yīng):
熔融
4Na+TiCl4^^Ti+4NaClo
3.鈉的制取及保存
市或)一電解熔融紙化鈉:2NaCl(熔做)典工2Na+Cl』
保存尸密封保存,通常保存在煤油或石蠟油中
4.鈉的用途
制取3等化合物,的蠹翁用于原子反應(yīng)
雅墨露二認(rèn)作強(qiáng)還原札冶煉鈦等金屈
【診斷1】判斷下列說法是否正確,正確的打J,錯誤的打X。
(1)金屬鈉在石棉網(wǎng)上加熱時,先熔化成銀白色小球,然后劇烈燃燒,產(chǎn)生
黃色火焰()
(2)金屬鈉著火時,可用泡沫滅火器滅火()
(3)鈉表面自然形成的氧化層能夠保護(hù)內(nèi)層金屬不被空氣氧化()
(4)金屬鈉具有強(qiáng)還原性,可與TiC14溶液反應(yīng)制取金屬Ti()
(5)根據(jù)反應(yīng)Na+KCl遛速NaCl+Kf知,Na的金屬性強(qiáng)于K()
(6)實驗完畢后剩余的金屬鈉不能隨意丟棄,應(yīng)放回原試劑瓶()
答案(1)V(2)X(3)X(4)X(5)X(6)V
二、氧化鈉和過氧化鈉
1.氧化鈉與過氧化鈉的比較
化學(xué)式NazONa?02
電子式Na+[:():]2-Na+Na+[:():():]2-Na+
氧元素化合價-2-1
色、態(tài)亙色固體淡黃色固體
陰、陽離子個數(shù)比1:21:2
是否為堿性氧化物星不是
2Na2O2+2H2O=4NaOH
與水反應(yīng)Na2O+H2O=2NaOH
+。2」
2Na2O2+2co2=2Na2cO3
與CO2反應(yīng)NazO+C02=Na2co3
+O2
2Na2O2+4HCl=4NaCl+
與鹽酸反應(yīng)Na2O+2HCl=2NaCl+H2O
2H2。+。2t
用途氧化劑、供氧劑、漂白劑
2.金屬鈉露置在空氣中會發(fā)生一系列變化,其過程:
銀白色金屬鈉色表面變暗W出現(xiàn)白色固體接著表面變潮濕」如白
色塊狀固體色白色粉末狀物質(zhì)。請寫出上述各步反應(yīng)的化學(xué)方程式:
①4Na+O2=2Na2O;
②NazO+H2O=2NaOH;
③2NaOH+CO2+9H2<J=Na2cCh?1OH2O;
④Na2co3-10H2O=Na2co3+IOH2O。
【診斷2】判斷下列說法是否正確,正確的打錯誤的打X。
(1)氧化鈉、過氧化鈉均為離子化合物()
(2)1molNa2O2固體中含離子總數(shù)為4NA()
(3)7.8g過氧化鈉含有的共用電子對數(shù)為0.2NA()
(4)Na2(D2與C02反應(yīng)時有單質(zhì)。2生成,該反應(yīng)屬于置換反應(yīng)()
答案(1)V(2)X(3)X(4)X
三、碳酸鈉和碳酸氫鈉
1.物理性質(zhì)和用途
名稱碳酸鈉碳酸氫鈉
化學(xué)式Na2cChNaHCCh
俗名純堿或蘇打小蘇打
水溶性易溶于水易溶于水,溶解度比Na2c03小
水溶液酸堿性堿性堿性
用于玻璃、肥皂、合成洗滌滅火器、治療胃酸過多、發(fā)酵粉
主要用途
齊h造紙等工業(yè)中的主要成分之一
2.化學(xué)性質(zhì)(書寫化學(xué)方程式或現(xiàn)象)
過量鹽酸
Na£O,+2HCl=2NaQ+H2O+COj
Ca(OH艱容液
Na2cOyNa2cO3+Ca(OHb-CaCCU+2NaOH
Ba。?溶液
Na2cOj+BaC12=BaCOj+2NaCl
遺覽NaHCQ,+HCluNaCl+HzO+CCM
過呈
Ca(OH).,.HCQ,+OH+Ca"=CaCOj+H:;O
溶液
函7一Ca(OH),少量Ca"+2OtT+2HCO:,「CaCO,|
NaHCO,-
反應(yīng)+COj+2H,O
BaCl?稀溶液,無明顯現(xiàn)象
受熱分解“2NaHCO,=^=Na2co,,+Hq+CO/
3.相互轉(zhuǎn)化
①CO2+H2O;②適量H'
Na2cO3①固體加熱;②適量OH.NaHCOa
【診斷3】判斷下列說法是否正確,正確的打J,錯誤的打X。
(1)蘇打是面包發(fā)酵粉的主要成分之一()
(2)相同溫度下溶解度:小蘇打〈蘇打,熱穩(wěn)定性:Na2c03>NaHC03()
(3)在酒精燈加熱條件下,Na2co3、NaHCCh固體都會分解()
(4)向Na2c03飽和溶液中通入足量C02,會有NaHCCh晶體析出()
(5)用酚釀溶液可鑒別飽和食鹽水和飽和碳酸鈉溶液()
(6)將稀鹽酸滴入碳酸鈉與氫氧化鈉的混合溶液中,立即產(chǎn)生氣泡()
答案(l)x(2)V(3)X(4)J(5)V(6)X
四、堿金屬焰色試驗
1.堿金屬的相似性和遞變性(由Li-Cs)
一一相似性遞變性
電子層數(shù)逐漸增多
原子結(jié)構(gòu)最外層均有1個電子核電荷數(shù)逐漸增大
原子半徑逐漸增大
具有較強(qiáng)的金屬性,最高
元素性質(zhì)金屬性逐漸增強(qiáng)
正價均為+1價
(除Cs外)都呈銀白色,密密度總體上增大,熔、沸
物理性質(zhì)
單質(zhì)性質(zhì)度較小,熔、沸點(diǎn)較低點(diǎn)逐漸降低
化學(xué)性質(zhì)都具有較強(qiáng)的還原性還原性逐漸增強(qiáng)
2.堿金屬的特殊性
(1)堿金屬的密度一般隨核電荷數(shù)的增大而增大,但鉀的密度比鈉的小。
⑵堿金屬一般都保存在煤油中,但由于鋰的密度小于煤油的密度而將鋰保
存在石蠟中。
(3)堿金屬跟氫氣反應(yīng)生成的堿金屬氫化物都是離子化合物,其中氫以PT形
式存在,顯一1價,堿金屬氫化物是強(qiáng)還原劑。
-占燃,占燃一
(4)與02反應(yīng)4口+02今冬三2U20、2Na+Ch3三Na2O2,K、Rb、Cs與O2
反應(yīng)生成結(jié)構(gòu)更復(fù)雜的物質(zhì)。
3.焰色試驗
(1)焰色試驗
某些金屬或它們的化合物在灼燒時都會使火焰呈現(xiàn)出特征顏色,屬于物理變
化,是元素的性質(zhì)。
(2)焰色試驗的操作
..酒精燈小名蘸取4+7加蝌酒精燈汨宛小匕二名用煎酸酒精燈下臺
鉗絲對影無色--->付測物對德觀察火焰顏色潦茶拓絲平版無色
(3)常見金屬元素的焰色
金屬元素鈉鉀(透過黃鈣鍬銅
色鉆玻璃)
焰色黃色紫色磚紅色黃綠色綠色
【診斷4】判斷下列說法是否正確,正確的打J,錯誤的打X。
(1)1A族元素又稱堿金屬元素()
(2)堿金屬元素Li、Na、K都可保存在煤油中()
(3)焰色試驗是一種復(fù)雜的化學(xué)變化()
(4)鈉、氧化鈉、碳酸鈉的焰色試驗均顯黃色()
(5)鈉的還原性比鉀的弱,但工業(yè)上制取鉀可用Na和熔融KC1在高溫下反應(yīng)
制備()
(6)Li在空氣中加熱可快速反應(yīng)生成口2。2()
答案(1)X(2)X(3)X(4)V(5)V(6)X
五'鎂'鋁
1.鎂
(1)位置和結(jié)構(gòu):鎂位于元素周期表的第三周期HA族,原子結(jié)構(gòu)示意圖為
(2)化學(xué)性質(zhì)
性質(zhì)化學(xué)(離子)方程式
,占燃
與非金屬反應(yīng)2Mg+O2=^^2MgO
(02、N2),占燃
3Mg+N2合&Mg3N2
與沸水反應(yīng)Mg+2H2O-^^Mg(OH)2+H2t
與酸(IT)反應(yīng)Mg+2H+=M*+HLt
,占燃,
與C02反應(yīng)2Mg-CO23^2MgO+C
(3)鎂的用途
①鎂合金用于制造火箭、導(dǎo)彈和飛機(jī)的部件;
②鎂用于制造信號彈和焰火。
【特別提醒】
①M(fèi)g在空氣中燃燒得到的固體物質(zhì)主要為MgO和少量Mg3N2及C的混合
物。
②Mg著火后,不可用C02滅火,應(yīng)用沙土蓋滅。
2.海水提鎂
(1)工藝流程
I貝殼瞥?[石石當(dāng)乳I
|海水I1,入T沉:池|過渡TMg(OH)J
(2)基本步驟及主要反應(yīng)
制石灰乳CaCO3=^^CaO+CO2t,CaO+H2O=Ca(OH)2
2+2+
沉淀Mg+Ca(OH)2=Mg(OH)2+Ca
酸化Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O
蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶析出MgCl2-6H2O
脫水在氯化氫氣流中使MgCl2-6H2O脫水制得無水氯化鎂
電解電解熔融氯化鎂制得鎂
3.鋁
(1)原子結(jié)構(gòu)與物理性質(zhì)
(2)化學(xué)性質(zhì)
寫出圖中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式:
房曜*形成致密的氧化膜
①A1-4A1+3O?里2AIQ,
,占燃
②2A1+3c123^2AlCb
平迎一常溫下,遇冷的濃硫酸或濃硝酸鈍化
A便一
非氣化性酸OAILIUI
③一?豌,…?2AU6H-2A1+3HJ
④2A1+20H+2H20=2A10:r+3H2t
⑤2Al+Fe2O3魚辿AbO3+2Fe(鋁熱反應(yīng))
(3)制備
鋁土礦矍組AI2O3曳鰥Al,
反應(yīng)原理:2Al2。3(熔融);,^^4A1+3O2t。
【特別提醒】
工業(yè)上冶煉鋁用電解熔融AI2O3而不用AlCh,原因是AlCb為共價化合物,
液態(tài)不導(dǎo)電。
【診斷5】判斷下列說法是否正確,正確的打J,錯誤的打X。
(1)鋁在自然界中有游離態(tài)和化合態(tài)兩種形式()
(2)MgO與A1粉的混合物也可稱為鋁熱劑()
(3)冶煉鋁時常用焦炭作還原劑()
(4)鋁與少量NaOH溶液反應(yīng)得到鋁鹽,與足量NaOH溶液反應(yīng)生成偏鋁酸
鹽()
(5)相同質(zhì)量的鎂條分別在足量的C02和02中完全燃燒,所得固體的質(zhì)量相
同()
(6)工業(yè)上制造鎂粉時,可將鎂蒸氣在N2中冷卻()
答案(1)X(2)X(3)X(4)X(5)X(6)X
六'鎂'鋁的重要化合物
1.氧化鎂和氫氧化鎂
(1)氧化鎂:白色粉末狀固體,難溶于水,屬于堿性氧化物,與鹽酸反應(yīng)的
離子方程式為:MgO+2H-=Mg2++H2。。
(2)氫氧化鎂:白色固體,難溶于水,中強(qiáng)堿,與鹽酸反應(yīng)的離子方程式為:
Mg(OH)2+2H.=Mg2++2H2O。
【特別提醒】
氫氧化鎂溶解度小于碳酸鎂,能發(fā)生反應(yīng)MgCO3+H2O0=Mg(OH)2+
C02t,鎂元素在水垢中的存在形式是Mg(0H)2。
2.氧化鋁和氫氧化鋁
名稱氧化鋁氫氧化鋁
物理性質(zhì)白色固體,熔點(diǎn)很高白色膠狀物質(zhì),難溶于水
與酸A12O3+6H,=2A13++A1(OH)3+3H'=AP'+
反應(yīng)3H2。3H2O
與堿AI2O3+20H=2A10z+AI(OH)3+OH--AIO)+
化學(xué)性質(zhì)
反應(yīng)H2O2H2O
2Al(OH)3-^-AbO3+
加熱不分解
3H2。
①AU卡與氨水反應(yīng)
②A102■溶液中通入C02
制備方法A1(OH)3加熱分解
③可溶性鋁鹽和偏鋁酸鹽
水溶液中混合
①作耐火材料
主要用途①制藥②凈水作用
②冶煉鋁的原料
3.常見的鋁鹽——日月磯
(1)明磯的化學(xué)式為KA1(SO4)2」2H2O,屬于復(fù)鹽。
(2)明磯凈水的原理
明磯溶于水時發(fā)生電離,電離方程式為KA1(SO4)2=K'+AF++2SO區(qū)其
中AF+發(fā)生水解反應(yīng),產(chǎn)生A1(OH)3膠體,其吸附能力很強(qiáng),可以吸附水中的雜
質(zhì)并形成沉淀,使水澄清。
【診斷6】判斷下列說法是否正確,正確的打錯誤的打X。
(DAI2O3的熔點(diǎn)高,可作耐高溫材料,實驗室可用氧化鋁用期熔化NaOH、
Na2co3固體等()
(2)氫氧化鋁具有弱堿性,可用于制胃酸中和劑()
(3)將氯化鋁溶液滴入濃NaOH溶液中,產(chǎn)生大量白色沉淀()
(4)明磯可作凈水劑,起到殺菌消毒的作用()
(5)強(qiáng)酸性溶液中鋁元素以AF+形式存在,強(qiáng)堿性溶液中鋁元素以A1O2形式
存在()
(6)A1O5、HCO5在水溶液中因發(fā)生相互促進(jìn)水解反應(yīng)而不能大量共存()
(7)A1O5與NH:在水溶液中因發(fā)生相互促進(jìn)水解反應(yīng)不能大量共存()
答案(1)X(2)V(3)X(4)X(5)V(6)X(7)V
重難突破培育關(guān)鍵能力
考點(diǎn)一鈉的性質(zhì)及應(yīng)用
【典例1】(2020.河南信陽高三模擬)向分別盛有100mL水、100mL0.1
molL-i鹽酸、100mLO.OlmolL^NaOH溶液的X、Y、Z三個燒杯中各投入0.05
molNa0下列有關(guān)說法正確的是()
A.三個燒杯中均先發(fā)生的離子反應(yīng)為2Na+2H2O=2Na++2OEF+H2t
B.三個燒杯中鈉均在液面上劇烈反應(yīng),且X燒杯中的反應(yīng)最劇烈
C.三個燒杯反應(yīng)后,溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度相同
D.三個燒杯反應(yīng)后,生成的氣體的質(zhì)量一定相同
答案D
解析鈉與鹽酸反應(yīng)時鈉先與H+反應(yīng),離子方程式表示為2Na+2H'==2Na
1+H2f,A錯誤;三個燒杯中,Y燒杯中的氫離子濃度最大,反應(yīng)最劇烈,B
錯誤;100mL水、100mL0.1molL-i鹽酸、100mLO.OlmoU的NaOH,X、
Y、Z三個燒杯各投入0.05mol鈉,反應(yīng)后的溶液中溶質(zhì)及其物質(zhì)的量分別為:
X中0.05molNaOH、Y中:0.01mol-L1NaCl和0.04molNaOH、Z中0.051mol
NaOH,溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度不相同,C錯誤;因向三個燒杯中加入鈉的物質(zhì)的
量相同且鈉全部反應(yīng),故生成H2的量相同,D正確。
/------------------名師點(diǎn)撥------------------
鈉與水、酸、鹽溶液反應(yīng)的本質(zhì)均是與H+的反應(yīng),反應(yīng)順序是:有酸酸在
前,無酸水為先。
【對點(diǎn)練1】(鈉與水溶液的反應(yīng))將金屬鈉放入盛有下列溶液的小燒杯中,
既有氣體又有白色沉淀產(chǎn)生的是(填序號)。
①M(fèi)gSCU溶液②BaCb溶液③飽和澄清石灰水
④Ca(HCO3)2溶液⑤CuS04溶液⑥飽和食鹽水
⑦濃鹽酸
答案①③④⑥
2+
角翠析2Na+2H2O=2NaOH+H2t,①中Mg+20H=Mg(OH)2I;(3)
中反應(yīng)消耗水,溶液溫度升高,Ca(0H)2的溶解度降低,析出Ca(0H)2,產(chǎn)生白
色沉淀;④中Ca2++HCO3+0H-=CaC03I+H2O或Ca2++2HCO3+20H-
=CaC03I+COM+2H2O;⑤中生成的Cu(0H)2是藍(lán)色沉淀,不符合題意。⑥
中水減少析出NaCL
【對點(diǎn)練2】(鈉與氧氣的反應(yīng))下列敘述正確的是()
A.切開的金屬Na暴露在空氣中,光亮表面逐漸變暗:2Na+O2==Na2O2
B.一定條件下,2.3g的Na完全與02反應(yīng)生成3.6g產(chǎn)物,失去的電子數(shù)
為O.INA
C.鈉在空氣中受熱時,熔化為銀白色的小球,產(chǎn)生黃色的火焰,生成白色
粉末
D.鈉在空氣中長期放置,最終主要生成物為碳酸鈉
答案BD
解析鈉在通常條件下反應(yīng)生成氧化鈉,點(diǎn)燃條件生成過氧化鈉,故A錯
誤;2.3g鈉的物質(zhì)的量為0.1mol,而鈉無論反應(yīng)后產(chǎn)物是什么,鈉元素反應(yīng)后
一定變?yōu)?1價,故0.1mol鈉失去O.INA個電子,故B正確;鈉在空氣中加熱,
生成了淡黃色的過氧化鈉,故C錯誤;鈉在空氣中長期放置,開始生成氧化鈉,
最終變成碳酸鈉,故D正確。
【對點(diǎn)練3】(鈉與鹽的反應(yīng))為探究鈉與鹽反應(yīng)的規(guī)律,某實驗小組同學(xué)設(shè)
計了下列兩組實驗:
實驗1:如圖1,在蒸發(fā)皿中放一小塊鈉,加熱至熔化時,用玻璃棒蘸取少
量無水CuSCU與熔化的鈉接觸。
鈉
CuSO,溶液
圖2
現(xiàn)象:瞬間產(chǎn)生耀眼的火花,同時有紅色物質(zhì)生成。
實驗2:如圖2,向盛有CuSO4溶液的小燒杯中加入一小塊鈉。
現(xiàn)象:鈉浮在水面上,熔化成液態(tài)鈉球并四處游動,生成藍(lán)色沉淀。
問題:(1)實驗2中反應(yīng)的離子方程式為
⑵比較實驗1、實驗2可知Na與CuSO4反應(yīng)生成Cu的實驗條件為
2+
答案(1)2Na+Cu+2H2O=2Na^+Cu(OH)2I+H2t(2)加熱且無水
/---歸納總結(jié)---------------->
(1)鈉與氧氣的反應(yīng)
①鈉與氧氣反應(yīng)的產(chǎn)物與反應(yīng)溫度有關(guān),加熱或點(diǎn)燃產(chǎn)物是過氧化鈉。
②不管生成氧化鈉還是過氧化鈉,金屬鈉失電子均變?yōu)?1價的陽離子,因
而等量的鈉完全反應(yīng)失去的電子數(shù)相同。
(2)通常鈉不能從鹽溶液中置換出金屬,若鹽為熔融狀態(tài),鈉可以置換出較
不活潑的金屬。
(3)鈉失火的處理:用干燥的沙土蓋滅,不能用水或泡沫滅火器滅火。
考點(diǎn)二氧化鈉和過氧化鈉的性質(zhì)和應(yīng)用
【典例2](2020.河北唐山市區(qū)縣聯(lián)考)對于鈉的含氧化合物的說法正確的
是()
A.7.8gNazCh固體中含離子總數(shù)為0.3NA
B.NazCh、NazO組成元素相同,與CCh反應(yīng)產(chǎn)物也相同
C.NazCh與H2。反應(yīng)時,H2。既不是氧化劑又不是還原劑
D.氧化鈉、過氧化鈉均為離子化合物,僅含離子鍵
答案AC
解析過氧化鈉的電子式為Na+[:():():]2-Na+,1molNa?。?中含有3mol
7.8g
離子,7.8g過氧化鈉中含有離子為78g/HolX3=0.3mol,故A正確;Na2O2>
Na2O都是由Na元素和O元素組成,Na2O2與CO?反應(yīng):2Na2Ch+
2co2=2Na2co3+O2,NazO為堿性氧化物,與C02H/S:Na2O+CO2=Na2CO3,
產(chǎn)物不相同,故B錯誤;NazCh與H2O反應(yīng):2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2t,
Na2O2既是氧化劑又是還原劑,H20既不是氧化劑又不是還原劑,故C正確;氧
化鈉、過氧化鈉為離子化合物,氧化鈉只含有離子鍵,過氧化鈉含有離子鍵和非
極性共價鍵,故D錯誤。
------------------名師點(diǎn)撥------------------
過氧化鈉的氧化性和還原性
(1)氧化性:如
(2)還原性:遇KMnCU等更強(qiáng)的氧化劑時,表現(xiàn)出還原性,氧化產(chǎn)物為02。
(3)氧化性與還原性:遇CO2、H2。、H+則發(fā)生自身的氧化還原反應(yīng)(歧化反
應(yīng))。
【對點(diǎn)練4](氧化鈉與過氧化鈉的性質(zhì))下列判斷正確的是()
A.可用水來確定某NazO粉末中是否含有NazCh
B.可用CO2來確定某NazO粉末中是否含有NazCh
C.可利用在空氣中加熱的方法除去Na2O中的Na2O2
D.將足量的NazCh、NazO分別加到酚酬試液中,最終溶液均為紅色
答案A
解析C02、H20與Na2O2、NazO均能反應(yīng),但與Na2O2反應(yīng)時能產(chǎn)生氣體,
不過因氧氣是無色無味的氣體且C02也是無色無味的氣體,故C02與NazCh的
反應(yīng)無明顯的現(xiàn)象產(chǎn)生,水與NazCh反應(yīng)則會因產(chǎn)生氣泡而有明顯的現(xiàn)象,故A
項正確,B項錯誤;在空氣中加熱Na2O2與Na2O的混合物,NazO會轉(zhuǎn)化為Na2O2,
故C項錯誤;D項中兩種氧化物加到酚猷試液中后,均先與試液中的水反應(yīng)生
成堿而使試液變?yōu)榧t色,但因Na2O2具有漂白性,最后又會將變成紅色的溶液漂
白,D項錯誤。
【對點(diǎn)練5】(Na2O2的性質(zhì))結(jié)合過氧化鈉的性質(zhì),完成下列填空:
(1)用雙線橋分析Na2O2與水反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目:
反應(yīng)時,生成0.1mol氧氣時,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0
⑵NazCh加入酚酸溶液中的現(xiàn)象
(3)在酸性高鎰酸鉀溶液中加入足量Na2O2粉末,現(xiàn)象為
得2£
Z2\I
答案(1)2Naz(),+2H,()^4Na()H+Oj
失2e-
0.2NA或1.204X1023
(2)酚酰試液先變紅后褪色,同時產(chǎn)生氣泡
(3)溶液褪色,并產(chǎn)生無色氣體
【對點(diǎn)練6](Na2O2反應(yīng)的定量分析)(2020?安徽省黃山高三模擬)在一密閉
容器中有CO、H2、O2共16.5g和足量的NazCh,用電火花引燃,使其完全反應(yīng),
NazCh增重7.5g,則原混合氣體中O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是()
A.54.5%B.40%
C.36%D.33.3%
答案A
解析CO、H2、02完全反應(yīng)后生成的二氧化碳、水與過氧化鈉反應(yīng)生成碳
酸鈉、氫氧化鈉,所以過氧化鈉固體增重的質(zhì)量等于CO、H2的質(zhì)量,所以原混
合氣體中CO、H2的質(zhì)量之和為7.5g,則02的質(zhì)量是16.5g—7.5g=9.0g,所
以原混合氣體中。2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是耨占X100%p54.5%。
/------------------歸納總結(jié)------------------
Na2Ch與H2。、CO2反應(yīng)的定量關(guān)系
電子轉(zhuǎn)移當(dāng)Na2O2與CO2、H2。反應(yīng)時,物質(zhì)的量的關(guān)系為2Na2O2?
關(guān)系02?2e,〃(e)=〃(Na2O2)=2〃(O2)
CO2、水蒸氣(或兩混合氣體)通過足量Na2O2時,氣體體積的
氣體體積減少量是原來氣體體積的;,等于生成氧氣的體積,即△/=
變化關(guān)系
V(02)=:V(混合)
C02、水蒸氣分別與足量Na2O2反應(yīng)時,固體相當(dāng)于吸收了C02
固體質(zhì)量
中的“C0”、水蒸氣中的“H2”,所以固體增加的質(zhì)量△〃z(CO)=
變化關(guān)系
1
28gmor'X/j(CO2),△加(H2)=2g-mol_XH(H2O)
考點(diǎn)三碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質(zhì)及應(yīng)用
【典例3]某校化學(xué)課外小組為了鑒別碳酸鈉和碳酸氫鈉兩種白色固體,
用不同的方法做了以下實驗,如下圖I?IV所示。
(1)只根據(jù)圖I、II所示實驗,能夠達(dá)到實驗?zāi)康牡氖?填裝置序號)。
⑵圖III、IV所示實驗均能鑒別這兩種物質(zhì),其反應(yīng)的化學(xué)方程式為
與實驗III相比,實驗IV的優(yōu)點(diǎn)是(填字母)。
A.w比m復(fù)雜
B.IV比III安全
c.w比in操作簡便
D.iv可以做到用一套裝置同時進(jìn)行兩個對比實驗,而in不行
(3)若用實驗IV驗證碳酸鈉和碳酸氫鈉的穩(wěn)定性,則試管B中裝入的固體最
好是(填化學(xué)式)。
答案(1)11(2)2NaHCO3=^=Na2CO3+H2O+CO2t,CO2+Ca(OH)2=
CaCO3I+H2OD(3)NaHCO3
解析(1)圖I不能達(dá)到實驗?zāi)康?,因為無論碳酸鈉還是碳酸氫鈉均可以與
鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳,二氧化碳?xì)怏w與澄清石灰水作用變渾濁;圖H可以鑒別,
因為等質(zhì)量的碳酸鈉和碳酸氫鈉與足量的稀鹽酸反應(yīng),生成二氧化碳?xì)怏w的量不
同,可根據(jù)氣球膨脹程度來判斷。(2)圖III、IV所涉及的化學(xué)方程式為
2NaHCO3=^=Na2CO3+H2O+CO2t、C02+Ca(OH)2=CaCO3I+H2O,實驗
W的優(yōu)點(diǎn)是可同時做對比實驗。(3)試管B裝入碳酸氫鈉,試管A裝入碳酸鈉,
直接加熱的碳酸鈉,溫度高,不分解,不能使澄清石灰水變渾濁,而間接加熱的
碳酸氫鈉分解,使澄清石灰水變渾濁,表明了碳酸氫鈉比碳酸鈉易分解,碳酸鈉
比碳酸氫鈉穩(wěn)定。
-----------------名師點(diǎn)撥---------------->
Na2co3、NaHCCh的鑒別方法
(1)利用熱穩(wěn)定性不同
【對點(diǎn)練7](碳酸鈉與碳酸氫鈉的性質(zhì)比較)下列說法正確的是()
A.NaHCCh的熱穩(wěn)定性比Na2cCh差
B.等質(zhì)量的Na2c03、NaHCCh分別與足量的鹽酸反應(yīng),前者產(chǎn)生的C02
多
C.足量的Na2c03和NaHCCh分別與等物質(zhì)的量的鹽酸反應(yīng),兩者產(chǎn)生的
C02一樣多
D.等物質(zhì)的量的Na2c03和NaHCCh分別與足量鹽酸反應(yīng),前者消耗的鹽
酸多
答案AD
解析由于2NaHCO3=^=Na2CO3+CO2t+H2O,故熱穩(wěn)定性:NaHC03<
Na2co3,A項正確;分別取Na2co3、NaHCCh各106g,與足量鹽酸反應(yīng),Na2co3
53
生成ImolCCh,NaHCCh生成套molC02,B項錯誤;足量的Na2co3溶液與鹽
酸發(fā)生反應(yīng)Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3,而足量NaHCCh與鹽酸發(fā)生反應(yīng):
NaHCO3+HCl=NaCl+CO2t+H2O,C項錯誤。
【對點(diǎn)練8](侯氏制堿法X2020.湖南衡陽市高三聯(lián)考)用如圖所示的實驗裝
置模擬侯氏制堿法的主要反應(yīng)原理。下列說法正確的是()
A.侯氏制堿法中可循環(huán)利用的氣體為NH3
B.先從a管通入NH3,再從b管通入C02
C.為吸收剩余的NH3,c中應(yīng)裝入堿石灰
D.反應(yīng)后冷卻,瓶中析出的晶體主要是純堿
答案B
解析侯氏制堿法中可循環(huán)利用的氣體是CO2,A項錯誤;NH3在水中的溶
解度極大,為了防止倒吸,應(yīng)先從a管通入NH3,再從b管通入CO2,B項正確;
堿石灰(主要成分是NaOH和CaO)不能吸收NH3,C項錯誤;反應(yīng)后冷卻,瓶中
析出的晶體主要是NaHCCh,將其加熱得到純堿(Na2co3),D項錯誤。
一,知識拓展,一
侯氏制堿法
(1)反應(yīng)原理
①產(chǎn)生NaHCCh的反應(yīng):NH3+NaCl+C02+H2O=NaHCO3I+NH4CI0
②產(chǎn)生Na2co3的反應(yīng):2NaHCO3=^=Na2CO3+CO21+H2O0
(2)工藝流程
(3)循環(huán)利用的物質(zhì)是C02、飽和食鹽水。
考點(diǎn)四鎂、鋁的性質(zhì)及應(yīng)用
【典例4]鋁是一種既能與酸(非氧化性酸)反應(yīng)又能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)放出
H2的金屬,就鋁的這一特殊性質(zhì)回答下列問題:
(1)等質(zhì)量的兩份鋁分別與足量的鹽酸、氫氧化鈉溶液反應(yīng),所得H2的體積
之比是o
(2)足量的兩份鋁分別投入到等體積、等物質(zhì)的量濃度的鹽酸和氫氧化鈉溶
液中,產(chǎn)生H2的體積之比是o
(3)足量的兩份鋁分別投入到等體積、一定物質(zhì)的量濃度的HC1、NaOH溶液
中,二者產(chǎn)生的H2相等,則HC1和NaOH的物質(zhì)的量濃度之比是。
(4)甲、乙兩燒杯中各盛有100mL3moiL?的鹽酸和NaOH溶液,向兩燒杯
中分別加入等質(zhì)量的鋁粉,反應(yīng)結(jié)束后,測得生成的氣體體積比為叭甲):H乙)
=1:2,則加入鋁粉的質(zhì)量為(填字母)。
A.5.4gB.3.6g
C.2.7gD.1.8g
答案(1)1:1(2)1:3(3)3:1(4)A
解析(1)根據(jù)化學(xué)方程式:2Al+6HCl=2AlC13+3H2t、2Al+2NaOH+
2H2O=2NaAlO2+3H2t,得Al與H2的關(guān)系式均為2Al?3H2,故只要參加反
應(yīng)的Al的量相等,所得H2的量必相等。(2)因為在反應(yīng)中A1過量,產(chǎn)生的H2
由HC1和NaOH的量決定。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)中的關(guān)系式:6HC1?3H2、2NaOH?
3H2,故當(dāng)HCkNaOH物質(zhì)的量相等時,二者產(chǎn)生七的體積比為1:3。(3)因
為鋁足量且產(chǎn)生H2的量相等,根據(jù)關(guān)系式〃(HC1):〃(NaOH)=3:1,又因為兩
溶液體積相等,故物質(zhì)的量濃度c(HCl):c(NaOH)=〃(HCl):〃(NaOH)=3:1。
(4)其反應(yīng)原理分別為2Al+6HCl=2AlCh+3H2t,2A1+2NaOH+
2H20=2NaA102+3H2t??梢姰?dāng)參加反應(yīng)的HC1和NaOH的物質(zhì)的量相等時,
產(chǎn)生H2的體積比是1:3,而題設(shè)條件體積比為1:2,說明投入的鋁粉對鹽酸來
說是過量的,而對于NaOH來說是不足的。
2A1+6HC1=2AlCh+3H2t
6mol3mol
3mol-L-IX0.1L0.15mol
則Al與NaOH反應(yīng)生成的H2為0.15molX2=0.3moL
2Al+2NaOH+2H20=2NaA102+3H2f
2X27g3mol
5.4g0.3mol
即投入的鋁粉為5.4g。
------------------名師點(diǎn)撥------------------>
鋁與酸或堿反應(yīng)生成H2的量的關(guān)系
2Al+6HC1=2AlCh+3H2t
2A1+2NaOH+2H20=2NaA102+3H2t
(1)等質(zhì)量的鋁與足量的鹽酸、氫氧化鈉溶液分別反應(yīng):
①產(chǎn)生H2的物質(zhì)的量相等。
②消耗丁、OH一的物質(zhì)的量之比為“(H+):〃(OH[=3:lo
(2)足量的鋁分別與等物質(zhì)的量的HC1和NaOH反應(yīng):
①消耗A1的物質(zhì)的量之比為1:3。
②生成H2的物質(zhì)的量之比為1:3o
(3)一定量的鋁分別與一定量的鹽酸、氫氧化鈉溶液反應(yīng):
若產(chǎn)生氫氣的體積比為;<泮曙<1,則必定
JVNaOH(tl2)
①鋁與鹽酸反應(yīng)時,鋁過量而HC1不足。
②鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)時,鋁不足而NaOH過量。
【對點(diǎn)練9](鋁與NaOH溶液的反應(yīng))(2020.廣東廣州市高三期末)對于A1
與重氫氧化鈉(NaOD)的水溶液反應(yīng),下列說法正確的是()
A.生成的氫氣中只含有D2
B.生成的氫氣中含有H2、HD、D2
C.生成的氫氣中只含有H2
D.以上判斷都不正確
答案B
解析根據(jù)鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成溶于水的偏鋁酸鈉和氫氣(2A1+
2H2O+2Na0H==2NaA102+3H2t),A1與重氫氧化鈉(NaOD)的水溶液反應(yīng)的過
程中,水是氧化劑,金屬鋁是還原劑,Al先與HzO反應(yīng)生成A1(OH)3,然后A1(OH)3
與重氫氧化鈉反應(yīng)生成NaAKh和HDO,有了HDO,則A1與NaOD的水溶液反
應(yīng)生成的氫氣中含有H2、HD、D2,故選B。
【對點(diǎn)練10】(鎂鋁的性質(zhì))將等物質(zhì)的量的鎂和鋁混合,取等質(zhì)量該混合
物四份,分別加到足量的下列溶液中,充分反應(yīng)后,放出氫氣最多的是()
A.3molL-1HC1B.4mol-L^'HNO3
C.8molL-1NaOHD.18mol-L_1H2SO4
答案A
解析A中Mg、Al與鹽酸反應(yīng)均生成H2;B中Mg、Al和HNCh反應(yīng)不生
成H2;C中Mg與NaOH不反應(yīng),Al與NaOH溶液反應(yīng)生成H2;D中鋁遇濃
H2s04鈍化,無H2生成。
------------------歸納總結(jié)------------------
既能與酸反應(yīng)又能與堿反應(yīng)的物質(zhì)
①弱酸的鐵鹽,如:NH4HCO3、CH3coONFU、(NH02S等;②弱酸的酸式
鹽,如:NaHCCh、KHS、NaHSCh等;③氨基酸;④鋁及鋁的氧化物、氫氧化
物。
考點(diǎn)五鎂、鋁重要化合物的性質(zhì)及應(yīng)用
【典例5】(2020.湖南益陽市高三期末)鋁土礦(主要含AI2O3、Fe2O3和SiCh
等)是工業(yè)制備金屬鋁的主要原料,提取鋁的一種工藝流程如圖所示,下列說法
正確的是()
(NH,),SO,(NH,),CO;,(NHjm,
鋁土礦水浸網(wǎng)一T沉鋁一母液
|氣呵|富集渣||沉亨||沉河
吸收Fe2O3AlA-^^-Al
A.焙燒時發(fā)生了氧化還原反應(yīng)
B.氣體a最好用NaOH溶液吸收
C.富集渣含有SQ,沉淀1為Fe2(CO3)3
D.母液可循環(huán)再利用或制化肥
答案D
解析焙燒是加入硫酸鍍,硫酸鐵屬于強(qiáng)酸弱堿鹽,顯酸性,會將氧化鋁轉(zhuǎn)
化成鋁離子,氧化鐵轉(zhuǎn)化為鐵離子,沒有化合價的變化,不屬于氧化還原反應(yīng),
故A錯誤;氣體a是氨氣,最好用硫酸來吸收,故B錯誤;富集渣含有二氧化
硅,F(xiàn)e2(CO3)3易水解,沉淀1是Fe(OH)3,故C錯誤;母液中含有大量的硫酸較,
硫酸錠可返回焙燒工序循環(huán)使用或制作氮肥,故D正確。
—,知識拓展—
由鋁土礦冶煉鋁的流程
鋁土礦主要成分AI2O3,含有少量SiCh、Fe2O3等雜質(zhì)
方案一:堿溶法
①、③中相關(guān)反應(yīng)為:
①AI2O3+2OH=2A1O2+H2O,
SiO2+2OH=SiOt+H2O。
(3)A1O2+CO2+2H2O=A1(OH)3I+HCO3,
SiOs+2CO2+2H2O=H2SiO3I+2HCO5。
(實際生產(chǎn)中,硅元素轉(zhuǎn)化為硅鋁酸鈉沉淀)
方案二:酸溶法
3通CO?
②加過量
NaOH溶
液.加熱_儂囂立
,,的反應(yīng)條r{Ii麗11加熱TA1Q]
鋁_*
“加濾液|件.
土
一(甲)過。洗俅_________
礦
UNaHCOj
①②中相關(guān)反應(yīng)為:
3+
①AI2O3+6H=2A1+3H2O,
3+
Fe2O3+6H=2Fe4-3H20o
②AP++40H=A102+2H2O,
3+
Fe+3OH==Fe(OH)3I。
【對點(diǎn)練11】(鋁及其化合物的轉(zhuǎn)化)(2020.福建泉州市高三一模)鋁在酸性
或堿性溶液中均可與NO5發(fā)生氧化還原反應(yīng),轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示:
鵬夜卜-------r-~
|A1+NO:;|O2
|B鼎卜--------——d堿&氣體D|
下列說法錯誤的是()
A.B溶液含A13+
B.A溶液和B溶液混合無明顯現(xiàn)象
C.D與F反應(yīng)生成鹽
D.E排入大氣中會造成污染
答案AB
解析根據(jù)圖像可知,A1在酸性條件下與硝酸根離子反應(yīng)生成硝酸鋁、NO
和水,則溶液A為硝酸鋁,氣體C為NO;氣體E則為二氧化氮,F(xiàn)為硝酸;鋁
在堿性條件下與硝酸根離子反應(yīng)生成偏鋁酸根和氨氣,則溶液B含偏鋁酸根,
氣體D為氨氣,A說法錯誤;硝酸鋁溶液和偏鋁酸根溶液混合時,發(fā)生相互促
進(jìn)水解,產(chǎn)生氫氧化鋁沉淀,B說法錯誤;D、F分別為氨氣、硝酸,可反應(yīng)生
成硝酸錠,屬于鹽類,C說法正確;E為二氧化氮,有毒,排入大氣中會造成污
染,D說法正確。
【對點(diǎn)練12】(氫氧化鋁的制備)(2020.安徽省十校聯(lián)盟線上聯(lián)檢)某興趣小
組計劃用Al、稀H2so4、NaOH溶液制備1molAl(OH)3。設(shè)計如下三種方案:
方案I:向A1中加入NaOH溶液,至A1剛好完全溶解,得溶液①。向溶
液①中加硫酸至剛好沉淀完。過濾、洗滌、干燥。
方案H:向A1中加入硫酸,至A1剛好完全溶解,得溶液②。向溶液②中加
NaOH溶液至剛好沉淀完。過濾、洗滌、干燥。
方案in:將AI按一定比例分為兩份,按前兩方案先制備溶液①和溶液②。
然后將兩溶液混和。過濾、洗滌、干燥。
下列說法不正確的是()
A.三種方案轉(zhuǎn)移電子數(shù)一樣多
B.方案IH所用硫酸的量最少
C.方案HI比前兩個方案更易控制酸堿的加入量
D.采用方案in時,用于制備溶液①的A1占總量的0.25
答案D
解析三種方案中,消耗A
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