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学案13 钠的其它常见化合物 碱金属元素
[考纲要求]　1.从原子的核外电子排布，理解ⅠA族元素(单质、化合物)的相似性和递变性。2.了解Na2CO3和NaHCO3的性质、转化和制法。
知识点一　钠的其它常见化合物
1．氢氧化钠(NaOH)
(1)物理性质：NaOH的俗名为烧碱、火碱或苛性钠；它是一种____色____体，____溶于水并放出大量的热，有________性；易吸收空气中的水分而________。
(2)化学性质
具有碱的通性
①能使酸碱指示剂变色。
②与强酸反应的离子方程式为：____________________________________________。
③与酸性氧化物、两性氧化物反应：
如与Al2O3反应的离子方程式为：
________________________________________________________________________。
④与盐反应
如与NH、Cu2＋反应的离子方程式分别为：
________________________________________________________________________；
________________________________________________________________________。
如与HCO反应的离子方程式为：
________________________________________________________________________。
⑤与单质反应
如与Al、Si反应的离子方程式分别为：
________________________________________________________________________；
________________________________________________________________________。
(3)NaOH的制取
①土法制碱：Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH；
②现代工业制碱：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。
(4)NaOH在有机反应中的应用
提供碱性环境，如：卤代烃的水解和消去反应，酯类的水解和油脂的皂化。
问题思考
1．实验室称量NaOH固体时应注意什么问题？
　
2．盛放NaOH溶液等碱性溶液的试剂瓶为什么不用磨口玻璃塞？
　
　
2．碳酸钠和碳酸氢钠的比较
问题思考
3．向饱和Na2CO3溶液中通入过量的CO2，可观察到什么现象？为什么？
　
　
知识点二　碱金属元素
1．碱金属元素
Li、Na、K的原子结构示意图分别为________、________、________。
(1)相同点：最外层都是____个电子。
(2)不同点：从Li到Cs电子层数__________，原子半径__________。
2．碱金属元素性质的相似性
(1)单质均呈________色(Cs除外)，有金属光泽，硬度____，密度________，熔点________，有良好的导电性和导热性；
(2)最高正价均为____价；
(3)均为活泼金属，氧化物对应的水化物均为____；
(4)单质均能与非金属单质发生反应；
(5)单质均能和水发生反应：2M＋2H2O===2MOH＋H2↑(M代表碱金属)。
3．碱金属元素性质的递变性(按原子序数递增的顺序)
(1)单质的熔、沸点呈现________趋势；
(2)元素的金属性逐渐________，单质的还原性逐渐________；
(3)与O2反应的产物越来越复杂，反应程度越来越___________________________；
(4)与水反应的程度越来越________，产物的碱性逐渐________。
知识点三　焰色反应
1．焰色反应的概念
某些金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特殊的颜色，其属于________变化， 属于元素的性质。
2．焰色反应的操作
铂丝无色待测物观察火焰颜色铂丝无色。
3．常见元素的焰色
钠元素____色；钾元素____色(透过____________观察)；铜元素________色。
问题思考
4．做焰色反应实验时，为什么用稀盐酸洗涤铂丝而不用稀硫酸？
　
　
一、Na2CO3和NaHCO3的鉴别方法
1．根据热稳定性不同
　
　
2．根据和酸反应生成气体的速率不同鉴别
　
　
3．根据阴离子不同用盐溶液鉴别
　
　
4．根据溶液的酸碱性鉴别
　
　
典例导悟1 (2011·山东青岛统考)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)只根据图Ⅰ、Ⅱ所示实验，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(填选项序号)________。
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对比实验，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______________________________
________________________________________________________________________。
二、CO2与NaOH溶液反应的计算
思维模型
典例导悟2　标准状况下，将3.36 L CO2气体通入200 mL 1.00 mol·L－1 NaOH溶液中，充分反应后溶液中c(CO)与c(HCO)的比值为(不考虑CO、HCO的水解)(　　)
A．1∶1 B．1∶2 C．2∶1 D．1∶3
听课记录：　
三、Na2CO3、NaHCO3与盐酸的反应
1．盐酸逐滴加入Na2CO3溶液
(1)现象：开始无明显现象，后有无色气体放出。
(2)反应：无明显现象时反应的离子方程式：CO＋H＋===HCO，无色气体放出时反应的离子方程式：HCO＋H＋===CO2↑＋H2O。
2．Na2CO3溶液逐滴加入稀盐酸中
(1)现象：有无色气体放出。
(2)反应的离子方程式：CO＋2H＋===CO2↑＋H2O。
3．碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的基本图象的归纳总结
(1)向Na2CO3中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图1所示；
(2)向NaHCO3中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图2所示；
(3)向NaOH、Na2CO3的混合物中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图3所示(设NaOH、Na2CO3的物质的量之比x∶y＝1∶1，其他比例时的图象略)；
(4)向Na2CO3、NaHCO3的混合物中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图4所示(设Na2CO3、NaHCO3的物质的量之比m∶n＝1∶1，其他比例时的图象略)。
典例导悟3 取等物质的量浓度的NaOH溶液两份A和B，每份10 mL，分别向A、B中通入不等量的CO2，再继续向两溶液中逐滴加入0.1 mol·L－1的盐酸，标准状况下产生的CO2的体积与所加盐酸体积之间的关系如下图所示，试回答下列问题：
(1)原NaOH溶液的物质的量浓度为______________。
(2)曲线A表明，原NaOH溶液中通入CO2后，所得溶液中的溶质成分是________，其物质的量之比为__________________________________________________________。
(3)曲线B表明，原NaOH溶液中通入CO2后，所得溶液加盐酸后产生CO2气体体积(标准状况)的最大值为________mL。
题组一　钠的重要化合物
1．(2010·安徽理综，13) 将0.01 mol下列物质分别加入100 mL蒸馏水中，恢复至室温，所得溶液中阴离子浓度的大小顺序是(溶液体积变化忽略不计)(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
①Na2O2　 ②Na2O　 ③Na2CO3　 ④NaCl
A．①>②>③>④ B．①>②>④>③
C．①＝②>③>④ D．①＝②>③＝④
2．(2009·全国理综Ⅱ，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饱和溶液中通入足量CO2，有NaHCO3结晶析出
题组二　碱金属单质及其化合物
3．(2010·上海，11)将0.4 g NaOH和1.06 g Na2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加0.1 mol·L－1稀盐酸。下列图象能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系的是(　　)
4．判断正误
(1)Li在氧气中燃烧主要生成Li2O2(　　)
(2010·全国理综Ⅰ－7A)
(2)K与水反应比Li与水反应剧烈。(　　)
(2010·重庆理综－8C)
题组一　Na2CO3、NaHCO3
1．现有25 mL 2 mol·L－1 Na2CO3溶液和75 mL 1 mol·L－1的稀盐酸。①将Na2CO3溶液缓慢滴到稀盐酸中；②将稀盐酸缓慢滴到Na2CO3溶液中，两操作的现象及结果(标准状况下)是(　　)
A．现象相同，所得气体的体积相等
B．现象相同，所得气体的体积不等
C．现象不同，所得气体的体积相等
D．现象不同，所得气体的体积不等
2．(2011·安阳模拟)把7.4 g Na2CO3·10H2O和NaHCO3组成的混合物溶于水，配成100 mL溶液，其中c(Na＋)＝0.6 mol·L－1，若把等质量的混合物加热到恒重时，残留物的质量为(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A．3.18 g B．2.12 g C．5.28 g D．4.22 g
3．(2010·海南，15)
A是自然界存在最广泛的ⅡA族元素，常以化合物F存在。从单质A起始发生的一系列化学反应可由右图表示：
请回答下列问题：
(1)A与水反应的化学方程式为_____________________________________________，E与水反应的化学方程式为_______________________________________________；
(2)F的化学式为____________，G和D的电子式分别为____________和____________；
(3)D与H反应可能生成的盐有________(填化学式)；
(4)实际生产中，可由F为原料制备单质A，简述一种制备方法
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
题组二　焰色反应
4．用光洁的铂丝蘸取某无色溶液在无色火焰上灼烧，直接观察到火焰呈黄色。下列判断正确的是(　　)
A．只含有Na＋
B．一定含有Na＋，可能含K＋
C．既含有Na＋，又含K＋
D．可能含有Na＋，可能含有K＋
题组三　碱金属元素的结构与性质递变规律
5．以下各项叙述中错误的是(　　)
A．原子半径由小到大的顺序是LiB．同一种碱金属元素的离子半径比原子半径小
C．碱金属单质的密度比较为LiD．碱金属离子的氧化性比较为Li＋6．以下对锂、钠、钾、铷、铯的叙述中不正确的是(　　)
①氢氧化物中碱性最强的是氢氧化铯　②单质熔点最高的是铯　③它们都是热和电的良导体　④它们的密度依次增大，且都比水密度小　⑤它们的还原性依次增强
⑥对应离子的氧化性依次增强
A．①③ B．②⑤ C．②④⑥ D．①③⑤
题组四　实验探究
7．(2010·昆明模拟)我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”曾为世界制碱工业作出了突出贡献。以NaCl、NH3、CO2等为原料先制得NaHCO3，进而生产出纯碱。有关反应的化学方程式为：NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3；NH4HCO3＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl；2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O。
Ⅰ.原理分析
碳酸氢铵与饱和食盐水反应，能析出碳酸氢钠晶体的原因是________。
a．碳酸氢钠难溶于水
b．碳酸氢钠受热易分解
c．碳酸氢钠的溶解度相对较小，在溶液中首先结晶析出
Ⅱ.实验探究
(1)一位同学将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠，实验装置如下图所示(图中夹持、固定用的仪器未画出)。
回答下列有关问题：
①乙装置中的试剂是________；
②丁装置中稀硫酸的作用是________；
③实验结束后，分离出NaHCO3晶体的操作是________(填分离操作的名称)。
(2)另一位同学用图中戊装置(其他装置未画出)进行实验。
①实验时，须先从____________管通入____________气体，再从____________管中通入__________气体。
②有同学建议在戊装置的b导管下端连接己装置，理由是
________________________________________________________________________。
(3)请再写出一种实验室制取少量碳酸氢钠的方法：______________________________
________________________________________________________________________。
学案13　钠的其他常见化合物　碱金属元素
【课前准备区】
知识点一
1．(1)白　固　易　强腐蚀　潮解
(2)②OH－＋H＋===H2O
③Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O
④NH＋OH－??NH3·H2O
Cu2＋＋2OH－===Cu(OH)2↓
HCO＋OH－===CO＋H2O
⑤2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
Si＋2OH－＋H2O===SiO＋2H2↑
2.
俗名 纯碱或苏打 小苏打
物理性质 色态 白色晶体 细小白色晶体
水溶性 易溶于水，溶液呈碱性 易溶于水(但比Na2CO3溶解度小)，溶液呈碱性
稳定性 稳定，但结晶碳酸钠(Na2CO3·10H2O)易风化 不稳定，受热易分解
化学性质 与H＋反应 CO＋2H＋===H2O＋CO2↑ HCO＋H＋===H2O＋CO2↑
与碱反应[Ca(OH)2] 与OH－不反应，但Ca2＋＋CO===CaCO3↓ Ca2＋＋OH－＋HCO=== CaCO3↓＋H2O(碱过量) Ca2＋＋2OH－＋2HCO===CaCO3↓＋CO＋2H2O(碱不足)
与盐反应 CaCl2 Ca2＋＋CO===CaCO3↓ 不反应
硫酸铝 2Al3＋＋3CO＋3H2O===2Al(OH)3↓＋3CO2↑ 3HCO＋Al3＋=== Al(OH)3↓＋3CO2↑
主要用途 玻璃、造纸、制皂、洗涤 发酵、医药、灭火器
相互转化
知识点二
1.　　
(1)1
(2)依次增多　依次增大
2．(1)银白　小　较小　较低
(2)＋1
(3)碱
3．(1)减小　(2)增强　增强　(3)剧烈　(4)剧烈　增强
知识点三
1．物理
3．黄　紫　蓝色钴玻璃　黄绿
问题思考
1．应置于玻璃器皿中快速称量。
2．以NaOH溶液为代表的碱性溶液中的OH－可与磨口玻璃塞中裸露的SiO2反应，生成Na2SiO3，使瓶塞和瓶体粘连在一起不易打开。
3．溶液中将析出白色晶体(沉淀)。原因是：发生Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3↓，①NaHCO3的溶解度比Na2CO3小，②生成的NaHCO3的质量比消耗的Na2CO3的大(即106 g Na2CO3生成168 g NaHCO3)，即溶质增加，③反应消耗了水，即溶剂减少，因此出现沉淀，主要原因是①。
4．铂丝在使用前要用稀盐酸将其表面物质洗净，然后在火焰上灼烧至无色，这是因为金属氯化物在灼烧时易挥发，若用稀H2SO4洗涤铂丝，则由于硫酸盐的熔、沸点较高而难以挥发，会造成对后面实验的干扰。
【课堂活动区】
一、1.
2．(1)
(2)向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸，开始无气泡产生；而向盐酸中滴加Na2CO3溶液开始就有气泡产生。
3．
4．
典例导悟
1．(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(或过滤后的滤液或所得溶液)于洁净(若无“洁净”也可)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
解析　(1)图Ⅰ不能达到实验目的，因为无论碳酸钠还是碳酸氢钠均可以与盐酸反应产生二氧化碳，二氧化碳气体与澄清石灰水作用变浑浊，故不可以；图Ⅱ可以鉴别，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所涉及的化学方程式为：2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，实验Ⅳ的优点是可同时做对比实验。
(3)试管B装入碳酸氢钠，试管A装入碳酸钠，这样直接加热的碳酸钠，温度高，不分解，不能使澄清石灰水变浑浊，而间接加热的碳酸氢钠分解，使澄清石灰水变浑浊，表明了碳酸氢钠很不稳定。
(4)①石灰水过量时，碳酸氢根全部反应，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。
2．B　[n(CO2)＝＝0.150 mol
n(NaOH)＝0.200 L×1.00 mol·L－1＝0.200 mol
2NaOH　　＋　　CO2　===　Na2CO3＋H2O
0．200 mol 0.100 mol 0.100 mol
此时过量CO2：0.150 mol－0.100 mol＝0.050 mol，进一步与Na2CO3反应：
Na2CO3　＋　CO2　＋　H2O===2NaHCO3
0．050 mol 0.050 mol 0.100 mol
＝＝＝。]
3．(1)0.75 mol·L－1　(2)Na2CO3、NaOH
1∶3　(3)112
解析　(1)产生的气体体积保持不变时，溶液中的溶质是氯化钠，所以有下式成立：n(NaCl)＝n(NaOH)＝n(HCl)＝0.1 mol·L－1×0.075 L＝0.007 5 mol，故c(NaOH)＝0.007 5 mol/0.01 L＝0.75 mol·L－1。
(2)当所加盐酸的体积从60 mL到75 mL时，有气体生成，则发生反应：NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑，此反应消耗盐酸15 mL，则反应Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl也消耗盐酸15 mL，则60 mL－15 mL＝45 mL盐酸只能与氢氧化钠反应了，故原NaOH溶液中通入CO2后的溶质为氢氧化钠和碳酸钠，根据盐酸的量可以计算出它们的物质的量之比为3∶1。
(3)当所加盐酸的体积从25 mL到75 mL时发生反应：
NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑
1 mol 22 400 mL
0．1×(0.075－0.025) mol　　 V
解得：V＝112 mL。
【课后练习区】
高考集训
1．C　[根据化学反应方程式或原子守恒知0.01 mol的Na2O2和Na2O分别与H2O反应都生成0.02 mol NaOH，因此①、②中阴离子浓度相等；③中碳酸根水解使得阴离子浓度稍大于④。因此C正确。]
2．D　[CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2，前半句正确，加入NaHCO3饱和溶液后，没有沉淀产生，A错误；向Na2CO3溶液中滴加等物质的量的稀盐酸，发生反应为Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3，没有CO2生成，B错误；等质量的NaHCO3和Na2CO3，与足量盐酸反应，产生的CO2体积不同，NaHCO3生成的CO2更多些，C错误；溶解度：Na2CO3>NaHCO3，向Na2CO3饱和溶液中通入足量CO2后溶液中有NaHCO3晶体析出，D正确。]
3．C　[滴加盐酸先发生反应OH－＋H＋===H2O，再发生反应CO＋H＋===HCO，最后发生反应：HCO＋H＋===CO2↑＋H2O；因n(OH－)＝n(CO)＝0.01 mol，故加入0.02 mol HCl后开始有气体生成，故C正确。]
4．(1)×　(2)√
考点集训
1．D
2．A　[将Na2CO3·10H2O和NaHCO3加热至恒重时物质为Na2CO3，n(Na2CO3)＝n(Na＋)＝×0.6 mol·L－1×0.1 L＝0.03 mol，所以m(Na2CO3)＝0.03 mol×106 g·mol－1＝3.18 g。]
3．(1)Ca＋2H2O===Ca(OH)2＋H2↑
NaH＋H2O===NaOH＋H2↑
(2)CaCO3　
(3)Na2CO3、NaHCO3
(4)CaCO3高温加热分解生成CaO，CaO经电解生成单质Ca
4．B　5.D　6.C
7．Ⅰ.c　Ⅱ.(1)①饱和碳酸氢钠溶液　②吸收未反应的NH3　③过滤　(2)①a　NH3　b　CO2　②增大CO2气体与溶液接触的面积，提高CO2在溶液中的吸收率　(3)往烧碱溶液中通入过量CO2(或往饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2等)
解析　Ⅱ(1)甲装置是CO2的发生装置，由于盐酸易挥发，故生成的CO2气体中会含有HCl气体，乙装置的作用是除去CO2中的HCl气体，所以乙装置中的试剂是饱和碳酸氢钠溶液，丙是制备碳酸氢钠的发生装置，丁的作用是吸收多余的NH3，防止其污染环境。从溶液中分离出NaHCO3晶体的方法是过滤。(2)实验时必须制取含氨的饱和NaCl溶液，然后使之与CO2反应。因为NH3极易溶于水，CO2在水中的溶解度不大，故先从a导管通入NH3，后从b导管通入CO2。己装置中有多孔球泡，增大CO2气体与溶液的接触面积，提高了CO2在溶液中的吸收率。
(3)此题是开放性试题，制备少量碳酸氢钠的方法：①用碳酸氢铵与适量的饱和食盐水反应；②往烧碱溶液中通入过量CO2；③往饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2等。第三章　常见的金属及其化合物
学案12 钠及其氧化物
[考纲要求]　1.了解金属钠及其重要氧化物的性质及有关计算。2.以实验探究、框图推断考查钠及其重要氧化物的综合应用。
知识点一　钠
1．物理性质
颜色 密度 熔点
比水__，比煤油__ ____100℃
2.化学性质
Na与水(滴有酚酞)反应的现象及解释：
问题思考
1．在烧杯中加入水和苯(苯的密度为0.88 g·cm－3，与水互不相溶，且不与钠反应)各50 mL，将一小粒金属钠(密度为0.97 g·cm－3)投入烧杯中，观察到的现象可能是什么？
　
　
　
2．钠分别与水和酸反应时，哪一个更剧烈些？钠与稀酸反应时是先与H2O反应还是先与酸电离出的H＋反应？
　
　
　
3．将一小块钠投入到CuSO4溶液中，可观察到的现象是什么？并写出相关的化学方程式。
　
　
　
3．制备：电解熔融氯化钠
化学方程式：_____________________________________________________________。
4．钠的保存
实验室中通常把少量钠保存在________中，目的是防止Na与空气中的______和______发生反应。
5．钠的用途
①制__________用于原子反应堆里的导热剂。
②作________剂来制取稀有金属。
③制作高压钠灯。
知识点二　钠的氧化物
请完成下列表格
氧化钠和过氧化钠的比较
物质 氧化钠(Na2O) 过氧化钠(Na2O2)
色态
类别
电子式
氧的价态
生成条件
热稳定性
与水反应的方程式
与CO2反应的方程式
与酸反应的方程式(HCl)
主要用途
问题思考
4．Na2O2中，阴、阳离子个数比是多少？它是碱性氧化物吗？
　
　
　
一、钠及其氧化物与溶于水的有关问题
探究点一　Na2O、Na2O2与H2O的反应
等物质的量的Na2O和Na2O2分别投入等量且足量的水中，所得溶液的物质的量浓度有什么关系？二者溶液的质量差是否相等？
　
　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
典例导悟1　往甲、乙、丙、丁四个烧杯内分别放入0.1 mol的钠、氧化钠、过氧化钠和氢氧化钠，然后各加入100 mL 的水，搅拌，使固体完全溶解。则甲、乙、丙、丁溶液中溶质的质量分数大小的顺序是(　　)
A．甲<乙<丙<丁 B．丁<甲<乙＝丙
C．甲＝丁<乙＝丙 D．丁<甲<乙<丙
听课记录：　
　
二、过氧化钠性质的有关问题
探究点二　过氧化钠的强氧化性
比较下列两组反应，回答有关问题。
一组：①Na2O2＋CO2　　　 　②Na2O2＋SO2
二组：③Na2O2＋FeCl3(溶液) ④Na2O2＋FeCl2(溶液)
问题：(1)写出①、②两反应的化学方程式。
(2)判断③、④反应中可能发生的现象，为什么？
(3)Na2O2在什么情况下表现强氧化性？
　
　
　
典例导悟2　(1)写出CO2和Na2O2反应的化学方程式：
________________________________________________________________________。
(2)某学生判断SO2和Na2O2反应能生成硫酸钠，你认为他的判断合理吗？__________，简要说明理由：____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)该同学无法断定反应中是否有氧气生成，拟使用如图所示装置进行实验(图中铁架台等装置已略去)。
装置中B的作用是______________________________________________________
________________________________________________________________________，
D的作用是_____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)为确认反应产物，该同学设计了以下实验步骤，你认为应进行的操作按顺序排列是(选填序号)________。
A．用带火星的细木条靠近干燥管口a，观察细木条是否着火燃烧
B．将C装置中反应后的固体物质溶于适量水配成溶液
C．在配成的溶液中加入用硝酸酸化的硝酸钡溶液，观察是否有沉淀生成
D．在配成的溶液中先加入盐酸，再加入氯化钡溶液，观察是否有气泡或沉淀生成
听课记录：　
　
探究点三　Na2O2与CO2、H2O的反应
1．写出Na2O2分别与CO2、H2O反应的化学方程式。
　
　
2．根据以上两个反应，探究反应中存在的定量关系。
(1)物质的量关系
　
(2)气体体积关系
　
　
(3)电子转移关系
　
(4)固体质量关系
　
　
(5)先后顺序关系
　
　
题组一　钠的性质
　　　　　　　　　　　　　　　　
1．判断正误
Na的金属活动性比Mg强，故可用Na与MgCl2溶液反应制取Mg(　　)
(2009·重庆理综－6B)
2．(2009·上海，10)9.2 g金属钠投入到足量的重水中，则产生的气体中含有(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A．0.2 mol中子 B．0.4 mol电子
C．0.2 mol质子 D．0.4 mol分子
3．(2007·江苏，24)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去氧化膜、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1.12 L氢气(标准状况)，此时测得铝箔质量比反应前减少了0.27 g，水槽和容器内溶液的总体积为2.0 L，溶液中NaOH的浓度为0.050 mol·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。
　
　
　
　
题组二　过氧化钠
4．判断正误
(1)Na2O2的电子式为 (　　)
(2010·课标全国卷－7A)
(2)由短周期元素组成的中学常见无机物A、B、C、D、E、X存在如下图的转化关系(部分生成物和反应条件略去)。
若D为CO，C能和E反应，则A一定为Na2O2，其电子式为 (　　)
(2009·北京理综－12C)
5．(2008·北京理综，7)1 mol过氧化钠与2 mol碳酸氢钠固体混合后，在密闭容器中加热充分反应，排出气体物质后冷却，残留的固体物质是(　　)
A．Na2CO3
B．Na2O2　Na2CO3
C．NaOH　Na2CO3
D．Na2O2　NaOH　Na2CO3
6．(1)[2010·四川理综－26(5)]H(Na2S2)与Na2O2的结构和化学性质相似，其水溶液显黄色，写出H的溶液与稀硫酸反应产生的现象为____________________________________。
(2)将足量的Na2O2投入到含有下列离子的溶液中：NO、S2－、HCO、CO、Na＋，设反应完毕后，无固体析出，则数目减少的离子有__________，数目增多的离子有________，数目不变的离子是________。
题组一　钠的性质
1、（2011·菏泽模拟）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
2．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．将钠放入足量的氯化钠溶液中
D．将钠用铝箔包好，并刺一些小孔，放入足量的水中
3．(2010·郑州联考)金属钠与下列溶液反应时，既有白色沉淀析出又有气体逸出的是(　　)
A．BaCl2溶液　　　　　　 B．K2SO4溶液
C．FeCl3溶液 D．Ca(HCO3)2溶液
4．下列说法正确的是(　　)
A．2 mol 钠与过量盐酸反应生成NA个H2分子
B．少量金属钠加到冷水中，反应的离子方程式是：Na＋2H2O===Na＋＋OH－＋H2↑
C．用镊子从煤油中取出金属钠，切下绿豆大小的钠，小心放入装满水的烧杯中
D．为测定熔融NaOH的导电性，可在瓷坩埚中熔化NaOH固体后进行测量
题组二　钠的氧化物的性质
5．为了使宇航员在飞船中得到一个稳定的、良好的生存环境，一般在飞船内安装盛有Na2O2或K2O2颗粒的装置，它的用途是产生氧气。下列关于Na2O2的叙述正确的是(　　)
A．Na2O2中阴、阳离子的个数比为1∶1
B．Na2O2分别与水及CO2反应产生相同量的O2时，需要水和CO2的质量相等
C．Na2O2分别与水及CO2反应产生相同量的O2时，转移电子的物质的量相等
D．Na2O2的漂白原理与SO2的漂白原理相同　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
6．在一定温度下，向饱和烧碱溶液中放入一定量的过氧化钠，充分反应后恢复到原来温度，下列说法正确的是(　　)
A．溶液中Na＋浓度增大，有O2放出
B．溶液中的pH不变，有H2放出
C．溶液中的Na＋数目减小，有O2放出
D．溶液中的pH增大，有O2放出
7．在一定条件下，将钠与氧气反应的生成物1.5 g溶于水，所得溶液恰好能被80 mL浓度为0.50 mol·L－1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
8．(2011·武汉调研)一定量的NaHCO3和Na2O2混合，在密闭容器中充分混合加热后，最后排出气体，得残留固体40.8 g，残留固体恰好与1 L 1 mol·L－1的稀盐酸溶液完全反应，下列说法正确的是(　　)
A．40.8 g固体物质为Na2CO3
B．40.8 g固体物质为NaOH和Na2O2混合物
C．40.8 g固体物质为0.2 mol NaOH和0.4 mol Na2CO3混合物
D．40.8 g固体物质为0.1 mol NaOH、0.2 mol Na2CO3、0.2 mol Na2O2混合物
9.下图表示有关物质(均由短周期元素形成)之间的转化关系，其中A为常见的金属单质，B为非金属单质(一般是黑色粉末)，C是常见的无色无味液体，D是淡黄色的固体化合物。(反应条件图中已省略。)
(1)A、B、C、D代表的物质分别为________、_______________、________、________(填化学式)；
(2)反应①中的C、D均过量，该反应的化学方程式是_________________________
________________________________________________________________________；
(3)反应②中，若B与F的物质的量之比为4∶3，G、H分别是________、________(填化学式)；
(4)反应③中产物K的化学式为__________；
(5)反应④的离子方程式为_____________________________________________
________________________________________________________________________。
题组三　实验探究
10．探究式课堂教学由于注重知识的形成过程而很好地体现了新课改的理念。某班在学习“过氧化钠的性质”时，该班同学进行了以下两个实验：
(1)提出问题
实验一的CO2能灭火，实验二的CO2为何能“点火”？
(2)假设与猜想
①Na2O2与CO2发生了反应，可能有Na2CO3生成；
②棉花燃烧，说明该反应放热，使温度达到棉花的着火点；
③剧烈燃烧，反应中可能有__________生成。
(3)设计并进行实验，观察、解释和结论
请你帮助他们完成下表：
(4)类比推理
Na2O2与H2O反应后应该有NaOH和O2生成。则向包有Na2O2的棉花上滴两滴水，棉花也应剧烈燃烧；向生成的溶液中滴入酚酞应该变红色。
(5)实验与解释
①向小烧杯(底部垫砂)中包有Na2O2的脱脂棉上滴两滴水， 发现有气泡产生，杯底发热，但棉花没有燃烧，其原因可能是____________________________________________；
②向烧杯中的溶液滴入酚酞，溶液变红色，振荡后红色消失，其原因可能是______
________________________________________________________________________。
(6)联想与启示
保存Na2O2的注意事项为_______________________________________________。
学案12　钠及其氧化物
【课前准备区】
知识点一
1．银白色　小　大　低于
2．Na2O　Na2O2
2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑
2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑
2Na＋2C2H5OH―→2C2H5ONa＋H2↑
2Na＋2H2O＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑
2Na＋2H2O＋Cu2＋===Cu(OH)2↓＋2Na＋＋H2↑
钠的密度比水小　钠的熔点低，该反应是放热反应　反应生成了碱
3．2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑
4．煤油　O2　H2O
5．①钠钾合金　②还原
知识点二
物质 氧化钠(Na2O) 过氧化钠(Na2O2)
色态 白色固体 淡黄色固体
类别 碱性氧化物 过氧化物(非碱性氧化物)
电子式
氧的价态 －2 －1
生成条件 常温 加热或点燃
热稳定性 不稳定(加热时被空气氧化) 稳定
与水反应的方程式 Na2O＋H2O===2NaOH 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
与CO2反应的方程式 Na2O＋CO2===Na2CO3 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2　Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O
与酸反应的方程式(HCl) Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O 2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋2H2O＋O2↑
主要用途 用于制取少量Na2O2 强氧化剂、漂白剂、供氧剂
问题思考
1．钠在苯与水的界面处反应，并不断的上下跳动，直至钠粒消失。
2．和水反应的实质是和水电离出的H＋反应置换H2，而酸溶液中由酸电离出的c(H＋)远大于水，故与酸的反应更剧烈。钠与稀酸反应时也先和酸电离出的H＋反应，若钠过量，再和水反应。
3．钠浮在溶液的液面上，很快熔化成闪亮的小球，小球迅速地向四处游动，并发出“嘶嘶”的响声，越来越小，最后消失；整个过程中，钠球所到之处伴随有蓝色的沉淀产生(并可能有黑色的沉淀生成)。
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
CuSO4＋2NaOH===Cu(OH)2↓＋Na2SO4
(Cu(OH)2CuO＋H2O)
4．1∶2；不是碱性氧化物，Na2O2与酸反应除生成盐和水外还生成O2。
【课堂活动区】
一、探究点一
根据反应：Na2O＋H2O===2NaOH　Δm
62 g 18 g 80 g 62 g
2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑　Δm
2×78 g　　　　　　　 　32 g 　124 g
结论：①当二者物质的量相等时，溶液的质量差相等。
②Na2O与Na2O2物质的量相等时，所得NaOH相等，同时消耗的水也相等，溶剂也相等，故二者物质的量浓度、质量分数均相等。
二、探究点二
(1)①2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
②2Na2O2＋2SO2===2Na2SO4
(2)③、④反应均会有红褐色沉淀生成并有气体放出，④中气体明显少于③中气体，因为FeCl3与NaOH反应生成Fe(OH)3，Fe(OH)3是不溶性的红褐色沉淀，④中Fe2＋具有强还原性易被Na2O2氧化并生成Fe(OH)3，Na2O2与溶液中的水剧烈反应也会有O2产生。
(3)Na2O2与水反应发生自身氧化还原反应放出O2，在遇到有还原性物质时会表现出强氧化性。
探究点三
1．2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
2．(1)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)若CO2和水蒸气的混合气体(或单一气体)通过足量Na2O2，气体体积的减少量等于原混合气体体积的，也等于生成氧气的量。
(3)当Na2O2与CO2、H2O反应时，物质的量关系为2Na2O2～O2～2e－。
(4)相当于固体(Na2O2)只吸收了CO2中的“CO”或H2O中的“H2”，可以看作发生相应的反应：Na2O2＋CONa2CO3、Na2O2＋H22NaOH(实际上两反应均不能发生)。
凡分子组成符合(CO)m·(H2)n的物质，W g 该物质在O2中完全燃烧，将其产物(CO2和水蒸气)通过足量的Na2O2后，固体增重必为W g。或是由C、H、O三种元素组成的物质，只要C、O原子个数比为1∶1，即可满足该条件。
中学阶段常见的符合这一关系的物质有：
a．无机物：H2、CO及H2和CO的混合气体；
b．有机物：CH3OH(甲醇)、HCHO(甲醛)、CH3COOH(乙酸)、HCOOCH3(甲酸甲酯)、C6H12O6(葡萄糖)等。
(5)一定量的Na2O2与一定量的CO2和H2O(g)的混合物的反应，可视作Na2O2先与CO2反应，待CO2反应完全后，Na2O2再与H2O发生反应。
典例导悟
1．B　[(1)甲、丁相比：
甲：Na→NaOH　　消耗H2O，溶剂减少
丁：NaOH无反应　　溶剂不变
故NaOH的质量分数：甲>丁。
(2)乙、丙相比：
故乙、丙溶液完全等同。
(3)乙、丙与甲相比
甲：Na　　乙：Na2O　　丙：Na2O2
当它们物质的量相等时，Na(甲)所得NaOH是乙、丙(Na2O、Na2O2)所得物质的量的，它们所消耗的水相等，故溶剂相等，因此甲的质量分数比乙、丙小。]
2．(1)2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2
(2)合理　由于过氧化钠具有强氧化性，能将＋4价的硫氧化为＋6价的硫而生成硫酸钠
(3)干燥SO2气体，防止水蒸气进入C装置与Na2O2反应
防止空气中的水蒸气进入C装置与Na2O2反应生成氧气，同时吸收过量SO2气体，便于氧气的检验和防止污染空气
(4)ABD
【课后练习区】
高考集训
1．×　2.B
3．(1)①2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
②Na2O＋H2O===2NaOH
③2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
(2)89%
解析　(1)①2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
②Na2O＋H2O===2NaOH
③2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
(2)n(Al)＝＝0.010 mol
根据反应③可得由铝消耗NaOH的物质的量为n(NaOH)＝0.010 mol
生成的氢气的物质的量为n(H2)＝0.015 mol
那么由金属钠生成的氢气的物质的量为n(H2)＝－0.015 mol＝0.035 mol
根据反应①可得金属钠的物质的量为n(Na)＝2×0.035 mol＝0.070 mol
又因为反应后溶液中的NaOH的物质的量为n(NaOH)＝2.0 L×0.050 mol·L－1＝0.10 mol
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＋)＝0.10 mol＋0.010 mol＝0.11 mol
n(Na2O)＝＝0.020 mol
该钠块中钠元素的质量分数为：×100%≈89%。
4．(1)×　(2)√
5．A
6．(1)溶液由黄色变为无色，产生浅黄色沉淀和(臭鸡蛋气味)气体　(2)S2－、HCO、(H＋)　Na＋、CO、OH－　NO
解析　(1)H即Na2S2溶液与稀H2SO4反应，可根据2Na2O2＋2H2SO4===2Na2SO4＋2H2O＋O2 ↑推知：Na2S2＋H2SO4===Na2SO4＋H2S↑＋S↓。
(2)S2－被氧化，HCO与OH－反应生成CO，故减少的是S2－和HCO，增多的是Na＋、CO、OH－，NO数目无变化。
考点集训
1．D　2.D　3.D　4.A　5.C　6.C　7.C　8.D
9．(1)Al　C　H2O　Na2O2
(2)2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
(3)CO2　CO　(4)Na2CO3
(5)CO2＋AlO＋OH－＋H2O===CO＋Al(OH)3↓
解析　框图中的所有物质均由短周期元素组成。B为非金属单质(一般是黑色粉末)可判断B可能为碳；C为常见的无色无味液体，则C可能是H2O；D是淡黄色的固体化合物，则D为Na2O2；反应①中Na2O2与H2O反应生成NaOH和O2；常见金属A与NaOH溶液能反应，则A为Al。根据反应①可判断E、F一种是H2另一种是O2；根据反应③，C不与H2反应，可与O2反应，可判断E是H2，F是O2；当n(C)∶n(O2)＝4∶3反应时，生成物为CO2与CO的混合气体，CO2与Na2O2、NaAlO2反应，CO与Na2O2、NaAlO2不反应，可判断G是CO2，H为CO。因为反应①中的H2O、Na2O2均过量，所以溶液甲是NaOH与NaAlO2的混合溶液。
10．(2)③氧气(或O2)
(3)Ⅰ：Na2O2过量(或CO2不足)，瓶中CO2少O2多，Na2O2部分发生反应
Ⅱ：该反应为放热反应
Ⅲ：澄清石灰水　澄清石灰水变浑浊
(5)①Na2O2部分变质或滴入的水太少
②生成的NaOH使酚酞变红色，但Na2O2有强氧化性将酚酞氧化而褪色
(6)要用塑料袋(或塑料桶)密封存放在干燥的阴暗处，远离可燃物专题学案17　数形结合思想的应用
一、有关反应产物的判断
　两种物质间发生两个或两个以上的连续反应或并列反应时，可先根据题目写出有关反应的化学方程式，确定物质间量的关系，然后根据所给反应物的量的关系在数轴上的位置确定产物。
典例导悟1 试分析一定量的CO2气体，通入一定体积一定物质的量浓度的NaOH溶液中，所得产物与其物质的量之间的关系。
已知：反应①：2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O
反应②：NaOH＋CO2===NaHCO3
(1)画出数轴。
(2)判断反应产物并完成下述表格：
反应情况 生成物
<1∶2
＝1∶2 CO2与NaOH恰好按①反应 Na2CO3
<<1
＝1∶1 恰好发生反应② NaHCO3
>1∶1
听课记录：　
　
　
变式演练　(2011·山东济宁模拟)将某些化学知识用数轴表示，具有直观形象、简明易记的优点。下列用数轴表示的化学知识中不正确的是(　　)
A．分散系的分类
B．AlCl3和NaOH溶液反应后铝元素的存在形式
C．Fe在Cl2中的燃烧产物
D．CO2与NaOH溶液的反应产物
二、有关Al(OH)3相关沉淀的图象及计算
1．把强碱溶液逐滴加入到铝盐(Al3＋)溶液中至过量
(1)现象：先有白色沉淀，然后沉淀逐渐溶解。
(2)画出图象并写出有关反应的离子方程式。
　
　
　
2．把铝盐(Al3＋)逐滴加入到强碱溶液中至过量
(1)现象：先无明显现象，然后逐渐产生大量的白色沉淀。
(2)画出图象并写出有关反应的离子方程式。
　
　
　
3．在AlO溶液中逐滴加入强酸至过量
(1)现象：先生成白色沉淀，随后沉淀逐渐溶解。
(2)画出图象并写出有关反应的离子方程式。
　
　
　
4．在强酸溶液中逐滴加入AlO至过量
(1)现象：反应一段时间后逐渐产生白色沉淀。
(2)画出图象并写出有关反应的离子方程式。
　
　
　
5．明矾溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至过量
(1)现象：先有白色沉淀生成然后部分沉淀溶解。
(2)画出图象并写出有关反应的离子方程式。
　
　
6．向含Mg2＋和Al3＋混合液中，滴入强碱溶液至过量
渐多→渐多→最多→减少→不变
(2)画出图象并写出有关反应的离子方程式。
　
　
　
典例导悟2　某无色溶液中，已知含有H＋、Mg2＋、Al3＋等阳离子，逐滴加入NaOH(溶液)，则消耗NaOH(溶液)体积(x轴)和生成沉淀量(y轴)之间的函数关系，可用下图表示，则下列图中正确的是(　　)
听课记录：　
　
　
典例导悟3　将0.1 mol的镁、铝混合物溶于100 mL 2 mol·L－1的H2SO4溶液中，然后再滴加1 mol·L－1的NaOH溶液。请回答：
(1)若在滴加NaOH溶液的过程中，沉淀质量m随加入NaOH溶液的体积V变化的关系如右图所示。当V1＝160 mL时，则金属粉末中n(Mg)＝________ mol，V2＝________ mL。
(2)若在滴加NaOH溶液过程中，欲使Mg2＋、Al3＋刚好沉淀完全，则滴入NaOH溶液的体积V(NaOH)＝____mL。
(3)若混合物仍为0.1 mol，其中Mg粉的物质的量分数为a ，用100 mL 2 mol·L－1 的H2SO4溶解此混合物后，再加入450 mL 1 mol·L－1 的NaOH溶液，所得沉淀中无Al(OH)3。满足此条件的a的取值范围是________。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1．将Na2O2逐渐加入到含有Al3＋、Mg2＋、NH的混合液中并微热，产生沉淀和气体的物质的量(mol)与加入Na2O2的物质的量(mol)的关系如下图所示，则原溶液中Al3＋、Mg2＋、NH的物质的量分别为(　　)
A．2 mol、3 mol、8 mol
B．3 mol、2 mol、8 mol
C．2 mol、3 mol、4 mol
D．3 mol、2 mol、4 mol
2．(2011·浙江绍兴联考)有MgCl2、Al2(SO4)3的混合溶液，向其中不断加入NaOH溶液，得到沉淀的物质的量与加入NaOH溶液体积的关系如下图所示，则溶液中MgCl2与Al2(SO4)3的物质的量浓度之比为(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A．1∶1 B．2∶3 C．3∶2 D．2∶1
3．将一定质量的Mg和Al混合物投入500 mL稀硫酸中，固体全部溶解并产生气体。待反应完全后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液的体积关系如下图所示。则下列说法正确的是(　　)
A．Mg和Al的总质量为8 g
B．硫酸的物质的量浓度为5 mol·L－1
C．生成的H2在标准状况下的体积为11.2 L
D．NaOH溶液的物质的量浓度为5 mol·L－1
1．钠及其重要化合物的关系
2．铝及其重要化合物的转化关系
3．铁及其重要化合物的转化关系
4．铜及其重要化合物的转化关系
专题学案17　数形结合思想的应用
专题探究区
二1.A→B：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓
B→D：Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O
2．A→B：Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O
或Al3＋＋4OH－===[Al(OH)4]－
B→C：Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓
3．A→B：AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓
B→D：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
4．A→B：4H＋＋AlO===Al3＋＋2H2O
B→C：Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓
5．O→A：2KAl(SO4)2＋3Ba(OH)2===2Al(OH)3↓＋3BaSO4↓＋K2SO4
A→B：2Al(OH)3＋K2SO4＋Ba(OH)2===BaSO4↓＋2KAlO2＋4H2O
6．①Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓
②Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓
③Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O
典例导悟
1 (1)
(2)
反应情况 生成物
<1∶2 NaOH过量，只发生反应① Na2CO3(余NaOH)
＝1∶2 CO2与NaOH恰好按①反应 Na2CO3
<<1 ①②两个反应均有 NaHCO3、Na2CO3
＝1∶1 恰好发生反应② NaHCO3
>1∶1 发生反应②，CO2剩余 NaHCO3
2　B　[与OH－反应的能力应是H＋>Al3＋>Mg2＋(同浓度下)。此题解法为化学问题形象数学化(量化)。注意：Al3＋——Al(OH)3——AlO图形是非等腰三角形。]
3　(1)0.06　440　(2)400
(3)≤a<1
解析　(1)由图象可知V1 mL NaOH溶液是与过量H2SO4反应的，则与Mg、Al反应的H2SO4为：0.2 mol－0.16 mol×＝0.12 mol，设0.1 mol的Mg、Al混合物中Mg、Al的物质的量分别为x、y。则有方程组：
　解得
当加入V2 mL NaOH溶液时，得到Mg(OH)2沉淀和NaAlO2，关系式为：Mg2＋～2OH－，Al3＋～4OH－得V2＝160 mL＋×103mL·L－1＝440 mL。
(2)当Mg2＋、Al3＋刚好沉淀完全时，溶液中只有Na2SO4，关系式2NaOH～H2SO4得V(NaOH)＝ ＝ 400 mL。
(3)当所得沉淀无Al(OH)3时，NaOH溶液过量，反应后生成的溶质为Na2SO4、NaAlO2，则根据Na元素守恒有n (NaOH)＝0.45 L×1 mol·L－1≥0.1 L×2 mol·L－1×2＋0.1×(1－a)mol。解得a≥，则满足此条件的a的取值范围是≤a<1。
变式演练　C
专题集训区
1．C　2.A
3．D　[由图可知，固体中含有0.15 mol的Mg和0.2 mol的Al，所以总质量为9 g；与硫酸反应生成的氢气的体积应为(0.15 mol＋0.3 mol)×22.4 L·mol－1＝10.08 L；在加入240 mL NaOH溶液时，Al(OH)3恰好全部转化为NaAlO2，所以氢氧化钠溶液的浓度为＝5 mol·L－1。]学案15　铁、铜及其重要化合物
[考纲要求]　1.了解铁、铜及其化合物的主要性质及应用。2.以Fe2＋、Fe3＋为例理解变价金属元素的氧化还原反应。
知识点一　铁的化学性质
用化学方程式或离子方程式表示下列变化
问题思考
1．铁在有关的反应中，其产物价态为什么不同？有什么规律？
　
　
　
知识点二　铁的重要化合物
1．铁的氧化物
铁元素的主要化合价为＋2价和＋3价，通常可以形成三种氧化物[氧化铁(Fe2O3)、氧化亚铁(FeO)、四氧化三铁(Fe3O4)]。
三种氧化物性质的比较如下表：
2.铁的氢氧化物和盐类
(1)用化学方程式或离子方程式表示下列变化
①________________________________________________________________________
②________________________________________________________________________
③________________________________________________________________________
④________________________________________________________________________
⑤________________________________________________________________________
⑥________________________________________________________________________
⑦________________________________________________________________________
(2)以上反应属于氧化还原反应的是______，说明＋2价Fe与＋3价Fe之间在氧化剂、还原剂的作用下可以________，Fe3＋具有________性，Fe2＋具有________性。Fe(OH)2不稳定，
容易被空气中的_________________________________________________________。
(3)反应②、④说明Fe(OH)2、Fe(OH)3具有____性，能与____反应生成盐和水。
(4)反应③、⑤说明了Fe(OH)3、Fe(OH)2的_________________________________。
(5)FeCl2、FeCl3的水溶液显____性，说明了Fe2＋、Fe3＋具有________性。
(6)检验溶液中是否会有Fe3＋的方法是：向溶液中加入________溶液，现象是________________________________________________________________________。
(7)Fe(OH)2、Fe(OH)3的颜色分别是________、_______________________________，
Fe2＋、Fe3＋在水溶液中的颜色分别是__________、_____________________________。
问题思考
2．怎样保存铁盐和亚铁盐？
　
　
3．教材中有关Fe(OH)2的制备方法，实际上只能瞬间观察到的白色Fe(OH)2沉淀(几乎分辨不出来)。为什么不能容易观察到白色的Fe(OH)2沉淀呢？可采取哪些措施使Fe(OH)2沉淀能够维持较长时间不被氧化呢？
　
　
知识点三　铜及其化合物
1．单质铜
(1)物理性质：________色固体，具有良好的延展性、导____性和导____性。
(2)化学性质
①与非金属反应：在加热条件下，与______反应生成____色的______，与Cl2反应生成________。
②与盐溶液的反应：与AgNO3、Hg(NO3)2发生置换反应；与FeCl3反应生成________和________。
③与稀硝酸、浓硝酸、浓硫酸反应生成Cu2＋和NO、NO2、SO2等。
2．氧化铜和氧化亚铜
名称 氧化铜 氧化亚铜
颜色
与酸反应(H＋) Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O
与H2反应
3.氢氧化铜
(1)物理性质：____色____溶于水的固体。
(2)化学性质：Cu(OH)2属于________性，能与____反应生成盐和水。
一、Fe3＋的检验
1．如何证明一瓶FeSO4溶液是否变质？
　
　
2．用NaOH溶液和苯酚溶液是否能证明FeSO4溶液是否复原？
　
　
3．有两瓶显黄色的溶液，它们是溴水和FeCl3溶液。
(1)如何鉴别它们？(至少说出两种方案)
　
　
(2)用铁片(或铁粉)能否鉴别？
　
　
典例导悟1　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
听课记录：　
　
　
二、Fe(OH)2的制备原理和方法
　制备原理：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓
成功关键：①溶液中不含Fe3＋和O2等氧化性物质。
②制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭的隔绝空气的体系中。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
典例导悟2　用下面三种方法均可制得Fe(OH)2白色沉淀。
方法一　用不含Fe3＋的FeSO4溶液与不含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溶液时还需要加入__________。
(2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用________的方法。
(3)生成Fe(OH)2白色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　在如图所示的装置中，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Fe(OH)2白色沉淀，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，理由是_____________________
________________________________________________________________________。
方法三　利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀，如右图所示，已知两电极的材料分别为石墨和铁。
(1)a电极的材料应为__________，电极反应式为______________________________。
(2)电解液c可以是__________(填编号)。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A．纯水 B．NaCl溶液
C．NaOH溶液 D．CuCl2溶液
(3)d为苯，其作用是________________，在加入苯之前对电解液c应作何简单处理？________________________________________________________________________。
(4)为了在较短时间内看到白色沉淀，可采取的措施是
________(填编号)。
A．改用稀H2SO4作电解液
B．适当增大电源的电压
C．适当减小两极间的距离
D．适当降低电解液的温度
(5)若c用Na2SO4溶液，当电解一段时间后看到白色Fe(OH)2沉淀，再反接电源电解，除了电极上看到气泡外，另一明显现象为__________________________________________
________________________________________________________________________。
题组一　Fe及其化合物
1．判断正误
(1)向含有少量FeCl3的MgCl2溶液中加入足量Mg(OH)2粉末，搅拌一段时间后过滤，目的是除去MgCl2溶液中少量的FeCl3(　　)
(2010·江苏－10B)
(2)相同条件下，溶液中Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋的氧化性依次减弱(　　)
(2010·江苏－8D)
(3)铁溶于稀硝酸，溶液变黄：3Fe＋8H＋＋2NO===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O(　　)
(2010·北京理综－10C)
(4)用FeCl3溶液腐蚀铜线路板：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋(　　)
(2010·天津理综－5A)
(5)向氢氧化亚铁中加入足量的稀硝酸：Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O(　　)
(2010·四川理综－9B)
2．(2010·安徽理综，12)
上图是三种稀酸对Fe－Cr合金随Cr含量变化的腐蚀性实验结果，下列有关说法正确的是(　　)
A．稀硝酸对Fe－Cr合金的腐蚀性比稀硫酸和稀盐酸的弱
B．稀硝酸和铁反应的化学方程式是：Fe＋6HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋3NO2↑＋3H2O
C．Cr含量大于13%时，因为三种酸中硫酸的氢离子浓度最大，所以对Fe－Cr合金的腐蚀性最强
D．随着Cr含量增加，稀硝酸对Fe－Cr合金的腐蚀性减弱
3．(2010·全国理综Ⅰ，8)能正确表示下列反应的离子方程式的是(　　)
A．将铁粉加入稀硫酸中：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑
B．将磁性氧化铁溶于盐酸：Fe3O4＋8H＋===3Fe3＋＋4H2O
C．将氯化亚铁溶液和稀硝酸混合：Fe2＋＋4H＋＋NO===Fe3＋＋2H2O＋NO↑
D．将铜屑加入Fe3＋溶液中：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
题组二　Fe2＋、Fe3＋的检验及相互转化
4．(2010·福建理综，25改编)工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸。为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某学习小组进行了以下探究活动：
(1)将已去除表面氧化物的铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中，10分钟后移入硫酸铜溶液中，片刻后取出观察，铁钉表面无明显变化，其原因是________________________________。
(2)另称取铁钉6.0 g放入15.0 mL浓硫酸中，加热，充分反应后得到溶液X并收集到气体Y。
甲同学认为X中除含Fe3＋外还可能含有Fe2＋。若要确认其中的Fe2＋，应选用________(选填序号)。
a．KSCN溶液和氯水 b．铁粉和KSCN溶液
c．浓氨水 d．酸性KMnO4溶液
题组三　铜及其化合物
5．(2010·北京理综，11)自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO4溶液，向地下深层渗透，遇到难溶的ZnS或PbS，慢慢转变为铜蓝(CuS)。下列分析正确的是(　　)
A．CuS的溶解度大于PbS的溶解度
B．原生铜的硫化物具有还原性，而铜蓝没有还原性
C．CuSO4与ZnS反应的离子方程式是Cu2＋＋S2－===CuS↓
D．整个过程涉及的反应类型有氧化还原反应和复分解反应
6．(2010·课标全国卷，26)物质A～G有下图所示转化关系(部分反应物、生成物没有列出)。其中A为某金属矿的主要成分，经过一系列反应可得到B和C。单质C可与E的浓溶液发生反应，G为红色沉淀。
请回答下列问题：
(1)写出下列物质的化学式：B________、E__________、G________；
(2)利用电解可提纯C物质，在该电解反应中阳极物质是________，阴极物质是________，电解质溶液是_______________________________________________________________；
(3)反应②的化学方程式是________________________________________________。
题组一　铁及其化合物
1．在火星上工作的美国“勇气号”、“机遇号”探测车的一个重要任务就是收集有关Fe2O3及硫酸盐的信息，以证明火星上存在或曾经存在过水，以下叙述正确的是(　　)
A．铝热剂就是单指Fe2O3和铝粉的混合物
B．检验从火星上带回来的红色物质是否是Fe2O3的操作步骤为：样品―→粉碎―→加水溶解―→过滤―→向滤液中滴加KSCN溶液
C．分别还原a mol Fe2O3所需H2、Al、CO的物质的量之比为3∶2∶3
D．明矾属硫酸盐，含结晶水，是混合物
2．(2011·广州模拟)将1.12 g铁粉加入25 mL 2 mol·L－1的氯化铁溶液中，充分反应后，其结果是(　　)
A．铁粉有剩余，溶液呈浅绿色，Cl－基本保持不变
B．往溶液中滴入无色KSCN溶液，显红色
C．Fe2＋和Fe3＋物质的量之比为5∶1
D．氧化产物和还原产物的物质的量之比为2∶5
题组二　Fe2＋、Fe3＋的检验及相互转化
3．某同学设计下列方案对A盐的水解液进行鉴定：
由此得出的结论中，不正确的是(　　)
A．D溶液中存在Fe(SCN)3
B．滤液中有Fe3＋
C．B为AgBr
D．A一定为无氧酸盐FeBr2
4．FeCl3可通过多种途径转化成FeCl2。
(1)在FeCl3溶液中加入适量氢碘酸，发生反应的离子方程式为
________________________________________________________________________。
(2)工业上常将无水FeCl3在氮气作保护气下加热至300～350℃，通入干燥H2而制得FeCl2。该反应的化学方程式为_________________________________________________。
(3)工业上另一种制备FeCl2的方法是：将无水的FeCl3与适量氯苯(C6H5Cl)，在130℃持续加热约3小时，可发生如下反应：
2FeCl3＋C6H5Cl2FeCl2＋C6H4Cl2＋HCl
根据有机反应规律，该反应中氯苯发生的是________(填有机反应类型)。
(4)根据上述三个反应，下列有关说法正确的是________(填序号)。
①反应(1)中，氢碘酸既表现了酸性，又表现了还原性
②反应(3)中，HCl为氧化产物
③上述三个反应中，FeCl2均为还原产物
(5)请另写一个FeCl3转化成FeCl2的化学方程式：
________________________________________________________________________。
题组三　铜及其化合物
5．(2010·金华期末)下列实验中，金属或固体可以完全溶解的是(　　)
A．在H2O2溶液中加入少量MnO2粉末
B．镀锌铁皮加入足量的NaOH溶液中
C．1 mol铜片与含2 mol H2SO4的浓硫酸共热
D．常温下，1 mol铜片投入含4 mol HNO3的浓硝酸中
6．足量铜与一定量浓硝酸反应得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，这些气体与1.68 L O2(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5 mol·L－1 NaOH溶液至Cu2＋恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是(　　)
A．60 mL B．45 mL C．30 mL D．15 mL
7.(2008·北京理综，28)由Fe2O3、Fe、CuO、C、Al中的几种物质组成的混合粉末，取样品进行下列实验(部分产物略去)：
(1)取少量溶液X，加入过量的NaOH溶液，有沉淀生成。取上层清液，通入CO2，无明显变化，说明样品中不含有的物质是(填写化学式)__________。
(2)Z为一种或两种气体：
①若Z只为一种气体，试剂a为饱和NaHCO3溶液，则反应I中能同时生成两种气体的化学方程式是___________________________________________________________；
②若Z为两种气体的混合物，试剂a为适量水，则Z中两种气体的化学式是__________。
(3)向Y中通入过量氯气，并不断搅拌，充分反应后，溶液中的阳离子是(填写离子符号)________________________________________________________________________。
(4)取Y中的溶液，调pH约为7，加入淀粉KI溶液和H2O2，溶液呈蓝色并有红褐色沉淀生成。当消耗2 mol I－时，共转移3 mol电子，该反应的离子方程式是_____________
________________________________________________________________________。
(5)另取原样品，加入足量稀硫酸充分反应。若溶液中一定不会产生Y中的红色固体，则原样品中所有可能存在的物质组合是(各组合中的物质用化学式表示) ________________。
题组四　实验探究
8．(2008·广东，21)某种催化剂为铁的氧化物。化学兴趣小组在实验室对该催化剂中铁元素的价态进行探究：将适量稀硝酸加入少许样品中，加热溶解；取少许溶液，滴加KSCN溶液后出现红色。一位同学由此得出该催化剂中铁元素价态为＋3的结论。
(1)请指出该结论是否合理并说明理由_____________________________________
________________________________________________________________________。
(2)请完成对铁元素价态的探究：
限选实验仪器与试剂：烧杯、试管、玻璃棒、药匙、滴管、酒精灯、试管夹；3 mol·L－1 H2SO4、3% H2O2、6 mol·L－1 HNO3、0.01 mol·L－1 KMnO4、NaOH稀溶液、0.1 mol·L－1 KI、20% KSCN、蒸馏水。
①提出合理假设
假设1：_______________________________________________________________；
假设2：_________________________________________________________________；
假设3：________________________________________________________________。
②设计实验方案证明你的假设
③实验过程
根据②的实验方案进行实验。请在下表中写出实验操作步骤、预期现象与结论。
实验操作 预期现象与结论
步骤1：
步骤2：
步骤3：
……
学案15　铁、铜及其重要化合物
【课前准备区】
知识点一
(1)①3Fe＋2O2Fe3O4
②2Fe＋3Cl22FeCl3
③Fe＋SFeS
(2)④3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2↑
(3)⑤Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
⑥Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O
知识点二
1.
名称(俗名) 氧化亚铁 氧化铁(铁红) 四氧化三铁(磁性氧化铁)
颜色 黑色 红棕色 黑色
溶解性 都不溶于水，但溶于酸溶液
与H＋反应 FeO＋2H＋=== Fe2＋＋H2O Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O
与CO反应 FeO＋CO Fe＋CO2 Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 Fe3O4＋4CO3Fe＋4CO2
空气中的稳定性 不稳定，空气中加热，生成Fe3O4 稳定 稳定
2.(1)①4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
②Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O
③Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓
④Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
⑤Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
⑥2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
⑦2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋
(2)①、⑥、⑦　相互转化　氧化　还原　O2氧化生成Fe(OH)3
(3)碱　酸　(4)制备方法　(5)酸　水解
(6)KSCN　溶液显红色
(7)白色　红褐色　浅绿色　棕黄色
知识点三
1．(1)紫红　热　电
(2)①O2　黑　CuO　CuCl2　②CuCl2　FeCl2
2.
名称 氧化铜 氧化亚铜
颜色 黑色 红色
与酸反应(H＋) CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O
与H2反应 CuO＋H2Cu＋H2O Cu2O＋H22Cu＋H2O
3.(1)蓝　不　(2)弱碱　酸
问题思考
1．由于铁是变价金属元素，它与氧化性不同的氧化剂反应时，其产物中铁元素的化合价不同：
(1)Fe被弱氧化剂如S、I2、H＋、Fe3＋、Cu2＋等氧化为Fe2＋；
(2)Fe被强氧化剂如Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4(△)等氧化为Fe3＋。
2．亚铁盐溶液中加少量铁屑以防止Fe2＋被氧化，滴入少量相应的酸溶液以防止Fe2＋水解。铁盐溶液中加入少量相应的酸溶液以防止Fe3＋水解。
3．Fe(OH)2极易被氧化，转化为Fe(OH)3。要想长时间观察到白色沉淀的生成，关键是降低反应体系中氧气的存在量和操作过程中氧气的引入量。就教材中的实验来说，常采用的方法有：
(1)采用新制备的纯亚铁盐溶液(Fe2＋易被空气中的氧气氧化成Fe3＋)；
(2)将溶解亚铁盐的蒸馏水煮沸(除去溶解在蒸馏水中的氧气)；
(3)将碱直接加到亚铁盐溶液的底部(使Fe(OH)2与空气隔离)；
(4)在亚铁盐溶液液面上加隔氧剂(如加入苯等密度比水小，而又不溶于水的有机溶剂)。
【课堂活动区】
一、1.用洁净的试管取少量(1～2mL)的样品溶液，向其中滴入KSCN溶液(或NH4SCN溶液)1～2滴，若溶液立即显红色证明该溶液已被氧化。
2．NaOH不能证明，因为OH－与Fe2＋反应生成的Fe(OH)2能够迅速被氧化为Fe(OH)3，不易观察现象。苯酚溶液能证明，因为Fe3＋与苯酚发生显色反应。
3．(1)①用KSCN溶液或苯酚溶液
②用NaOH或其它碱溶液
③用AgNO3溶液
④用铜片
⑤用苯或CCl4
(2)不能，因为二者均与Fe反应生成Fe2＋
典例导悟
1．C　[在该溶液中先加入少量NH4SCN溶液，溶液不变红色，无Fe3＋存在，再加入氯水，将Fe2＋氧化成Fe3＋，溶液变为红色。KMnO4溶液呈紫红色，溶液颜色变化不明显，所以这儿不用KMnO4溶液。]
2．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而被氧化
方法二　(1)稀H2SO4和铁屑　(2)NaOH溶液　(3)检验试管Ⅱ出口处排出的H2的纯度，当排出的H2已经纯净时再夹紧止水夹　(4)试管Ⅰ中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ，故外界O2不易进入
方法三　(1)Fe　Fe－2e－===Fe2＋　(2)BC
(3)隔绝空气，防止生成的Fe(OH)2被氧化
加热煮沸，排出溶解的O2　(4)BC　(5)白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色
解析　方法一　Fe2＋易水解，要加入稀H2SO4防止其水解；Fe2＋易被空气中的O2氧化，要加铁粉，将被氧化生成的Fe3＋还原成Fe2＋。气体的溶解度是随温度升高而降低的，所以煮沸后的蒸馏水中溶解的O2变少。
方法二　两支试管，试管Ⅱ是开口式，无法用产生的气体将试液压入试管Ⅰ中，所以制取FeSO4应在试管Ⅰ中，而在试管Ⅱ中盛不含O2的NaOH溶液。当Fe与稀H2SO4放入试管Ⅰ后，产生的H2可以从试管Ⅰ内短管处排出，从而排尽试管Ⅰ内空气。再经过止水夹通入试管Ⅱ中，排尽试管Ⅱ内空气。然后关闭止水夹，试管Ⅰ内产生的H2无法逸出，造成管内压强增大，将试管Ⅰ内FeSO4溶液通过长导管压入试管Ⅱ内，在此过程中，液体都处于H2环境，从而避免了被空气中的O2氧化，使得Fe(OH)2能保存更长时间。
方法三　电解时阳极Fe－2e－===Fe2＋，阴极上2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，或电解质溶液能直接提供OH－。当Fe2＋与OH－接触时Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓，当电解液选用NaOH溶液时，在阳极处立即产生白色沉淀，当选其他溶液时，只有迁移后两者相遇时才能产生沉淀(大约在电池中部)；当反接电源后，阳极4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，产生的O2立即把Fe(OH)2氧化为Fe(OH)3。
【课后练习区】
高考集训
1．(1)√　(2)√　(3)×　(4)√　(5)×
2．D　[根据图可知，Cr的含量不同，三种酸对Fe－Cr合金的腐蚀性不同，当w(Cr)较小时，稀硝酸对其腐蚀性最强，A不正确；铁与稀硝酸反应生成的是NO而不是NO2，B错；三种酸的质量分数相同，盐酸中的氢离子浓度最大，C错；根据图中稀HNO3的曲线变化，可知D正确。]
3．D
4．(1)铁钉被钝化　(2)d
5．D
6．(1)SO2　浓H2SO4　Cu2O
(2)粗铜　精铜　CuSO4溶液
(3)Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O
解析　(1)由G为红色沉淀及F转化为G的条件可知，G为Cu2O，则C为Cu，E为浓硫酸或者硝酸，结合题中所给的信息可知，矿物A应为Cu2S，则B为SO2，D为SO3，E为浓硫酸而不是硝酸，F为CuSO4。(2)用电解法提纯金属铜的方法是将粗铜作为电解池的阳极，精铜作为电解池的阴极，一般用CuSO4溶液作电解质溶液。(3)反应②的化学方程式：Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O。
考点集训
1．C
2．B　[n(Fe)＝1.12 g/(56 g·mol－1)＝0.02 mol，n(Fe3＋)＝0.025 L×2 mol·L－1＝0.05 mol，由反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋可知Fe3＋过量，加入KSCN显红色。溶液中n(Fe2＋)＝3n(Fe)＝0.06 mol，溶液中n(Fe3＋)＝0.05 mol－2n(Fe)＝0.01 mol，即Fe2＋和Fe3＋的物质的量之比为6∶1；氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2。]
3．D　[根据B、D现象可确定A是由Fe3＋和Br－或由Fe2＋和Br－组成的盐。]
4．(1)2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2
(2)2FeCl3＋H22FeCl2＋2HCl
(3)取代反应　(4)③　(5)2FeCl3＋Fe===3FeCl2(其他答案合理均可)
5．D　[MnO2作催化剂，反应前后保持不变，故不溶；铁与NaOH溶液不反应，故不能完全溶解；1 mol铜片与含2 mol H2SO4的浓硫酸共热理论上恰好完全反应，但随着反应的进行硫酸变稀，反应不再进行。]
6．A
7．(1)Al
(2)①C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O
②NO、CO2　(3)Cu2＋、Fe3＋、H＋
(4)2Fe2＋＋3H2O2＋4I－===2Fe(OH)3↓＋2I2
(5)CuO、C或CuO、C、Fe2O3
8．(1)不合理。实验设计不合理，因为硝酸会氧化催化剂中可能存在的二价铁，所以从实验结果只能判断样品溶解后的溶液中存在三价铁而不能确定样品中铁元素的价态
(2)①催化剂中铁元素全部为＋3价
催化剂中铁元素全部为＋2价
催化剂中铁元素同时存在＋2价与＋3价
③
实验操作 预期现象与结论
步骤1：用滴管取一定量3 mol·L－1 H2SO4于试管中，加热煮沸数分钟以除去溶于其中的氧
步骤2：用药匙取少量样品于试管中，用滴管加入适量除氧的3 mol·L－1 H2SO4并加热，充分反应后得A溶液 固体溶解，溶液颜色有变化
步骤3：取少许A溶液于试管中，滴加1～2滴20%KSCN溶液，振荡 (1)若溶液不呈红色，则假设2成立(2)若溶液呈红色，则假设1或假设3成立
步骤4：另取少许A溶液于试管中，滴加1～2滴0.01 mol·L－1 KMnO4溶液，振荡 结合步骤3中的(2)：(1)若溶液呈紫红色，则假设1成立(2)若溶液紫红色褪去，则假设3成立学案16 用途广泛的金属材料
[考纲要求]　1.了解金属的通性及冶炼方法。2.了解合金的概念及重要应用。
知识点一　金属的性质
1．金属的物理性质
金属具有共同的物理性质(金属光泽、导电性、传热性、延展性等)。大多数金属单质呈________色，但________等少数金属有特殊颜色。除____外，常温下金属都是固体。不同的金属，密度相差较大，其中密度最小的金属是____(0.534 g·cm－3)，常见金属中密度最大的是____(Pt，俗称白金，21.45 g·cm－3)。金属中硬度最大是____(Cr)。金属的熔、沸点相差也很大，__________的熔点都低于水的沸点(100℃)，而熔点最高的____达到3 410 ℃。
金属可分成重金属和轻金属(以单质密度________g·cm－3为界)、有色金属和黑色金属(冶金工业中常用，铁、铬、锰是黑色金属)、常见金属和稀有金属(根据含量)等。
2．金属的化学性质
金属原子的最外层电子数一般______个，在化学反应中易失电子，因而常做________，表现出较强的还原性，其主要表现为：
(1)易与O2、Cl2、Br2等非金属反应；
(2)大多数能与H2O反应；
(3)大多数能与酸反应；
(4)一般能与盐溶液发生反应。
问题思考
1．怎样判断金属活动顺序？金属性与电子得失的多少有关吗？
　
　
　
2．金属的冶炼与其单质的使用早晚与什么有关？
　
　
知识点二　合金
1．合金的定义
合金是指两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有________特性的物质。
2．合金的性能
合金具有许多优良的物理、化学和机械性能，在许多方面不同于它的各成分金属。
(1)多数合金的熔点比它的各成分金属的熔点____。
(2)合金的硬度一般比它的各成分金属的硬度____。
问题思考
3．合金是混合物，还是化合物？能否用实验来验证？
　
　
　
3．常见的合金
(1)我国最早使用的合金是________，铜合金的种类很多，除青铜外，常见的还有________(含Zn及少量Sn、Pb、Al等)和________(含Ni、Zn、Mn)。
(2)铁的合金有生铁和钢，其中____是用量最大、用途最广泛的合金。根据化学成分，可以把钢分为两大类：________和________。其中碳素钢又可分为低碳钢(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%)，合金钢可用于制不锈钢及各种特种钢。
(3)镁铝合金的强度大、硬度大，密度小，常用于飞机、火箭、轮船等制造业。
4．正确选用金属材料
在进行金属材料的选择时，常常要考虑以下几个方面：
(1)主要用途、外观(即实用美观)。
(2)价格、加工难度、日常维修、环境保护、物尽其用等。
(3)物理性质，如密度、硬度、强度、导热性等；化学性质，如对水的作用，耐腐蚀性等。
一、金属的活动顺序表的应用
　常见金属的活动顺序为：
金属在__________中失去电子生成阳离子的能力依次________，对应阳离子得电子能力依次增强。
该规律有多种应用，归纳如下：
1．判断金属与酸能否发生置换反应
排在____前边的金属可与非氧化性酸发生置换氢的反应。
2．判断金属与盐溶液能否发生置换反应
排在前边的较活泼的金属能把排在后边的金属从其____溶液中置换出来，生成________和________。
3．判断金属与水能否发生置换反应
(1)极活泼金属(K、Ca、Na)可与____水发生置换氢的反应；
(2)活泼金属(Mg、Al)可与____水发生置换氢的反应；
(3)较活泼金属(Zn、Fe)与水蒸气在高温下反应，可置换水中的氢生成氢气，但生成的氢氧化物受热分解，最后得到金属氧化物；
(4)排在氢后边的金属与水不反应。
4．判断原电池正、负极及电极反应
由两种金属构成的原电池电极，位于金属活动顺序表前面的金属为____极。
(1)负极反应：电极金属____电子被________，形成金属阳离子进入溶液。
(2)正极反应：溶液中微粒(酸性条件下为H＋，中性条件下为H2O和O2)在____极上得到电子被还原。
5．判断金属在自然界的存在状态
6．判断金属氢氧化物的热稳定性强弱
金属活动顺序表中越位于前面的金属，其氢氧化物越________，越________分解，越后面的金属氢氧化物越易分解，极不活泼的金属Pt、Au甚至无氢氧化物。
7．判断金属的冶炼方法
金属冶炼是金属离子得到电子，被还原成金属原子的过程。金属活动顺序表中的不同金属，因金属离子结合电子能力不等，所以冶炼方法不同。
二、金属的冶炼
1．冶炼原理
金属的冶炼是利用__________反应原理，在一定条件下，用________法把金属离子________成金属单质。
2．金属冶炼的步骤
大多数金属矿石里含有杂质，其冶炼过程一般可分为三个步骤：第一步是__________，除去杂质，提高矿石中有用成分的含量；第二步是________，利用____________反应原理，在一定条件下，用还原剂把金属矿石中的金属离子还成金属单质；第三步是________，采用一定的方法，提炼纯金属。
3．金属的冶炼方法
4.金属的回收和资源保护
一方面矿产资源日渐减少，另一方面废旧金属作为一种固体废弃物，会污染环境，应把废旧金属回收利用，其中大部分可以重新制成金属或其化合物再用。
典例导悟1　冶炼金属一般有下列方法：①焦炭法②水煤气(或氢气，或一氧化碳)法③活泼金属置换法④电解法。四种方法在工业上均有应用。
(1)请对下表中的金属冶炼方法进行分析，从上述四种方法中选择相应的序号填入下表中空格。
火烧孔雀石炼铜 湿法炼铜 铝热法炼铬 从光卤石中炼镁
火烧孔雀石炼铜所发生反应的化学方程式(写主要的两个)：______________________、
________________________________________________________________________。
(2)请再举出使用上述方法冶炼金属的例子各一个(用化学方程式表示)：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________；
④________________________________________________________________________。
三、铝热反应
1．本质
利用铝的还原性，将难熔金属从其氧化物中置换出来：
________________________________________________________________________。
2．实验(以Al和Fe2O3的反应为例)
(1)实验步骤
①把两张圆形滤纸分别折叠成漏斗状，套在一起使四周都有四层。把内层滤纸取出，在其底部剪一个孔，用水润湿，再套回架在铁圈上的玻璃漏斗上(如图所示)，下面放置一盛沙子的蒸发皿。
②把5 g干燥的氧化铁粉末和2 g铝粉混合均匀，放在纸漏斗上，上面加少量氯酸钾固体并在混合物中间插一根镁条。
③用燃着的小木条点燃镁条，观察发生的现象。
(2)实验现象：当外露部分镁条刚刚燃毕时，纸漏斗内的混合物____________，发出__________，产生大量的烟。纸漏斗被烧破，有____________________落入蒸发皿内的细沙上，液珠冷却后变为__________。
(3)实验结论：在高温下，铝与氧化铁反应，放出_____________________________，
化学方程式：___________________________________________________________
________________________________________________________________________。
3．反应特点
在高温下进行，反应迅速，放出大量的热。新生成的金属单质呈液态且易与________分离。
4．应用
(1)在生产上，可用于________等。
(2)在冶金工业上用于__________________。
5．铝热剂
(1)在铝热反应中，反应混合物(铝、金属氧化物)称为________。
(2)能与Al组成铝热剂的金属氧化物常见的有_______________、______、________、________、________等。
典例导悟2　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；
②另取20 g A全部溶于0.15 L 6.0 mol·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1.12 L(标况)气体，同时生成溶液D，还残留有固体物质B；
④用KSCN溶液检验时，溶液D不变色。
请填空：
(1)①中引发铝热反应的实验操作是________，产物中的单质B是________。
(2)②中所发生的各反应的化学方程式是
________________________________________________________________________。
(3)③中所发生的各反应的离子方程式是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)若溶液D的体积仍视为0.15 L，则该溶液中c(Mg2＋)为__________，c(Fe2＋)为__________。
1．判断正误
(1)电解熔融氯化镁制取金属镁(　　)
(2010·上海－8A)
(2)电解饱和氯化镁溶液，可制得金属镁(　　)
(2009·上海－5D)
(3)目前我国流通的硬币是由合金材料制造的(　　)
(2009·广东理基－23A)
(4)生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次增加(　　)
(2009·广东理基－23B)
2．(2008·重庆理综，27)
某学习小组用如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)检查气密性，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”)。
题组一　金属与合金
1．(2011·哈尔滨调研)下列说法正确的是(　　)
A．所有不锈钢都只含有金属元素
B．我国流通的硬币材质是金属单质
C．广东打捞的明代沉船上存在大量铝制餐具
D．镁合金的硬度和强度均高于纯镁
2．合金比纯金属制成的金属材料的优点是(　　)
①合金的硬度一般比它的各成分金属的大　②一般地，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，得到有不同性能的合金　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
3．金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的运用。下列关于金属的一些说法不正确的是(　　)
A．合金的性质与其成分金属的性质不完全相同
B．工业上金属Mg、Al都是用电解熔融的氯化物制得的
C．金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子
D．越活泼的金属越难冶炼
4．(2011·沈阳统考)“隐形衣”被评为2008年十大科学发现，隐形衣的核心材料是“元材料”，“元材料”一般是将聚合材料和微小的锡卷或金属丝混合制成，从而使电磁辐射的路径弯曲。下列说法不正确的是(　　)
A．聚合材料属于高分子材料
B．合金也是重要的材料，其组成中只有金属(两种或几种金属)
C．金属能够拉成金属丝说明金属具有延展性
D．利用金属氧化物冶炼金属必须利用氧化还原反应
5．(2010·邢台高三期末)近年来，科技人员又研究得到一种新型材料——泡沫铝。它是由发泡剂加到熔融或固体粉末的铝合金(合金是指金属跟其他金属或非金属所组成的具有金属特性的物质)中而制成的，其优点是硬度高，密度小(约为0.16～0.5 g·cm－3)，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，近几年就可大批量投放市场。下列关于泡沫铝的说法错误的是(　　)
A．泡沫铝是纯净物
B．泡沫铝是一种合金
C．泡沫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
题组二　金属的冶炼
6．下列金属冶炼的反应原理，错误的是(　　)
A．2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑
B．MgO＋H2Mg＋H2O
C．Fe3O4＋4CO3Fe＋4CO2
D．2HgO2Hg＋O2↑
7．(2011·西安联考)下列说法中不正确的是(　　)
A有些活泼金属如铝可作高温还原法的还原剂
B．用电解熔融NaCl的方法来冶炼金属钠
C．可用焦炭或一氧化碳还原氧化铝的方法来冶炼铝
D．回收旧金属可以重新制成金属或它们的化合物
8．下列制备金属单质的方法或原理正确的是(　　)
A．在高温条件下，用H2还原MgO制备单质Mg
B．在通电条件下，电解熔融Al2O3制备单质Al
C．在通电条件下，电解饱和食盐水制备单质Na
D．加强热，使CuO在高温条件下分解制备单质Cu
9.在一定条件下可实现如下图所示物质之间的变化：
请填写下列空白：
(1)孔雀石的主要成分是CuCO3·Cu(OH)2(碱式碳酸铜)，受热易分解。图中的F是
________。
(2)写出明矾与过量NaOH溶液反应的离子方程式____________________________
________________________________________________________________________。
(3)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1 mol D同时生成________ mol E。
题组三　实验探究
10．某兴趣活动小组对金属及其化合物作如下研究：
(1)下表为“铝与氯化铜溶液反应”实验报告的一部分：
实验步骤 实验现象
将打磨过的铝片(过量)放入一定浓度的CuCl2溶液中 产生气泡，析出疏松的红色固体，溶液逐渐变为无色
反应结束后分离出溶液备用
红色固体用蒸馏水洗涤后，置于潮湿空气中 一段时间后固体由红色变为绿色[视其主要成分为Cu2(OH)2CO3]
按反应类型写出实验中发生反应的化学方程式各一个(是离子反应的只写离子方程式)
置换反应：___________________________________________________________；
化合反应：_____________________________________________________________。
(2)用石墨作电极，电解上述实验分离出的溶液，两极产生气泡。持续电解，在阴极附近的溶液中还可以观察到的现象是_______________________________________________
________________________________________________________________________。
解释此现象的离子方程式是______________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)工业上可用铝与软锰矿(主要成分为MnO2)反应来冶炼金属锰。
①用铝与软锰矿冶炼锰的原理是(用化学方程式表示)
________________________________________________________________________。
②MnO2在H2O2分解反应中作催化剂。若将适量MnO2加入到酸化后的H2O2溶液中，MnO2溶解产生Mn2＋，该反应的离子方程式是____________________________________
________________________________________________________________________。
学案16　用途广泛的金属材料
【课前准备区】
知识点一
1．银白　金、铜　汞　锂　铂　铬　钠、钾、铷、铯　钨
4．5
2．小于4　还原剂
知识点二
1．金属
2．(1)低　(2)大
3．(1)青铜　黄铜　白铜
(2)钢　碳素钢　合金钢
问题思考
1．(1)金属与水或酸的反应越剧烈，该金属越活泼；
(2)金属对应的最高价氢氧化物的碱性越强，该金属越活泼；
(3)一种金属能从另一种金属的盐溶液中将其置换出来，则该金属活泼性比另一种金属强；
(4)两金属能构成原电池时，一般作负极的金属比作正极的金属更活泼；
(5)在电解过程中，一般来说，先得电子的金属阳离子对应的金属单质的活泼性比后得电子的金属阳离子对应的金属单质的活泼性弱。
与得失电子多少无关。
2．与金属活泼性有关，金属越活泼被发现的越晚，越难冶炼。
3．合金属于混合物，金属与金属或金属与非金属形成合金时，一般认为没有发生化学反应，各成分的化学性质没有发生改变。如钢的电化学腐蚀中，镁作负极被氧化，而其中的碳作正极。
【课堂活动区】
一、化学反应　减弱
1．H　
2．盐　新盐　新金属
3．(1)冷　(2)热
4．负　(1)失　氧化　(2)正
5．化合态　游离态　化合态
6．稳定　不易
二、1.氧化还原　还原　还原
2．矿石的富集　冶炼　氧化还原　精炼
三、1.2mAl＋3MnOmmAl2O3＋3nM
2．(2)立即剧烈反应　耀眼的光芒　红热状态的液珠落　黑色固体
(3)大量的热　Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3
3．Al2O3
4．(1)焊接钢轨　(2)冶炼难熔金属
5．(1)铝热剂　(2)Fe2O3　Fe3O4　Cr2O3　MnO2　V2O5
典例导悟
1．(1)①　③　③　④
Cu2(OH)2CO32CuO＋CO2↑＋H2O
C＋2CuO2Cu＋CO2↑
(2)①Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
②3H2＋WO3W＋3H2O
③3MnO2＋4Al3Mn＋2Al2O3
④2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑
解析　选择金属的冶炼方法，要依据金属的活动性及金属在自然界中的存在状态。孔雀石的主要成分是Cu2(OH)2CO3，火烧时易分解，木柴或煤中有碳，能还原出Cu。
2．(1)加少量KClO3，插上镁条并将其点燃　Fe
(2)Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O；
MgO＋2HCl===MgCl2＋H2O
(3)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑；Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋
(4)0.67 mol·L－1　2.3 mol·L－1
解析　此题将实验操作与元素化合物知识巧妙结合在一起考查，增大了试题的容量，增强了试题的测试能力。
(1)铝热反应是指单质Al和某些金属氧化物发生的反应，反应过程中放出大量热，但该反应需要较高的温度才能引发。在混合物上加少量KClO3并插上Mg条，点燃Mg条后放出热量，使KClO3分解放出O2，进一步加剧Mg的燃烧，可在短时间内使混合物温度迅速升高，引发反应。发生的反应为Fe2O3＋2AlAl2O3＋2Fe，所以产物中单质B为Fe。
(2)Fe2O3和MgO都是碱性氧化物，能和酸反应生成盐和水。Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O；MgO＋2HCl===MgCl2＋H2O。
(3)混合物中只有Fe2O3能和Al发生铝热反应，生成Fe单质。C溶液中有反应的FeCl3，还有未反应的HCl。发生的离子反应为：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑；Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。
(4)假设步骤②用去的20 g固体中，MgO的物质的量为x，Fe2O3的物质的量为y，则40x＋160y＝20。发生的反应有：MgO＋2HCl===MgCl2＋H2O；Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O。
因为步骤③中Fe有剩余，说明经此步骤HCl全部消耗了。步骤②剩余HCl的物质的量可根据步骤③中产生的气体确定为0.1 mol，所以又有：2x＋6y＋0.1＝0.9，
解得：x＝0.1 mol，y＝0.1 mol。
根据MgO～MgCl2的关系，溶液中MgCl2的浓度为：
0．1 mol÷0.15 L＝0.67 mol·L－1。
步骤④说明溶液中没有Fe3＋，也就是溶质为FeCl2和MgCl2。根据Cl－不变的关系，可知MgCl2和FeCl2的总的物质的量等于＝0.45 mol，所以，FeCl2的浓度为：＝2.3 mol·L－1。
【课后练习区】
高考集训
1．(1)√　(2)×　(3)√　(4)√
2．(1)NaOH溶液　(2)除去铝镁合金表面的氧化膜
(3)⑤①④③②　使D和C的液面相平
(4)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
(5)　(6)偏小
解析　(1)观察实验装置图可知是用量气法完成实验目的，故A中应盛NaOH溶液，在B中发生2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑的反应。
(2)目的是除去铝镁合金表面的氧化膜。
(3)正确顺序应为⑤①④③②；为使C中气体的压强与外界大气压相等，还应使D与C的液面相平。
(5)据2Al　　　～　　　3H2
2 mol 3 mol
　　
得M(Al)＝
(6)据w(Al)＝×100%的计算公式可知未洗涤不溶物会造成铝的质量分数偏小。
考点集训
1．D　[A项不锈钢都含有C等非金属元素；流通硬币材质是合金，明代还没有铝制品，B、C错；D项一般来说合金熔点比成分金属低，硬度、强度比成分金属大。]
2．A　[合金的机械性能比各成分金属的大，故①正确；根据教材知识，②③是正确的；合金的电阻率比纯金属要大，故④是错误的；合金由于性能好而应用更广泛，⑤是正确的。]
3．B
4．B　[合金是两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的材料，其中可能含有非金属，如钢铁中含有碳、硅等非金属。]
5．A　[由题意可知，泡沫铝是一种合金，属于混合物，故A错误。]
6．B　[钠、镁等活泼金属不能用普通还原剂还原出来，只能用电解熔融物的方法制取，故A正确，B错误；而铁为中等活泼的金属可以用常用还原剂还原，故C正确；不活泼的金属可以用加热分解化合物的方法来制备，故D正确。]
7．C
8．B　[制备单质Mg应该用电解熔融MgCl2的方法；制备单质Na采用电解熔融NaCl的方法；制备单质Cu用热还原法。]
9．(1)CO2
(2)Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O
(3)2Al＋3CuO3Cu＋Al2O3　(4)0.75
解析　明矾是KAl(SO4)2·12H2O，它与足量的NaOH反应时，实质是Al3＋与足量OH－的反应，生成物A是NaAlO2、Na2SO4、K2SO4的混合液。孔雀石是Cu2(OH)2CO3，受热分解Cu2(OH)2CO32CuO＋H2O＋CO2↑，而F与NaAlO2作用可产生Al(OH)3沉淀。F必为CO2；沉淀为Al(OH)3，受热分解得B为Al2O3，Al2O3电解：2Al2O34Al＋3O2↑，则D为Al，E为O2。铝与氧化铜的反应为铝热反应。
10．(1)2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑
或2Al＋3Cu2＋===2Al3＋＋3Cu
2Cu＋O2＋H2O＋CO2===Cu2(OH)2CO3
(2)先有白色沉淀生成，后沉淀逐渐溶解至消失
Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，
Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O
(3)①3MnO2＋4Al高温,3Mn＋2Al2O3
②MnO2＋H2O2＋2H＋===Mn2＋＋O2↑＋2H2O
解析　(1)由CuCl2溶液中Cu2＋的水解使溶液呈酸性，所以会有2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑，也有2Al＋3Cu2＋===2Al3＋＋3Cu；单质铜在潮湿空气中由红色变为绿色，化学方程式可写出：
2Cu＋O2＋H2O＋CO2===Cu2(OH)2CO3。
(2)用石墨作电极，电解AlCl3溶液，电解的方程式为：
2AlCl3＋6H2O2Al(OH)3↓＋3H2↑＋3Cl2↑
持续电解，电解水，阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
从而使阴极区OH－浓度增大，所以会看到有白色沉淀生成，后沉淀逐渐溶解至消失。
(3)①类似于铝热反应。
②根据题意可写出离子方程式：MnO2＋H2O2＋2H＋===Mn2＋＋O2↑＋2H2O。学案14　铝及其重要化合物
[考纲要求]　了解铝及其重要化合物的主要性质和应用。
知识点一　铝的化学性质
1．铝与氧气反应
用坩埚钳夹住一小块铝箔，在酒精灯上加热至之熔化，会看到的现象是
________________________________________________________________________
_______________，原因是_______________________________________________
________________________________________________________________________，
反应的化学方程式是______________________________________________________。
2．铝与酸的反应
铝与稀硫酸反应的离子方程式为：___________________________________________。
3．铝与强碱的反应
铝与NaOH溶液反应的离子方程式为：_______________________________________
________________________________________________________________________。
4．铝热反应
Al与Fe2O3共热的化学方程式为：_________________________________________
________________________________________________________________________。
问题思考
1．铝是活泼金属，为什么铝制品常用来作为各种材料、具有一定的防腐蚀能力？
　
　
2．铝与酸、碱反应的实质是什么？氧化剂是什么？
　
　
　
知识点二　铝的重要化合物
1．氧化铝和氢氧化铝的比较
问题思考
3．既能与酸反应，又能与碱反应的氧化物，一定是两性氧化物吗？
　
　
　
2．常见的铝盐
(1)硫酸铝钾是由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的复盐。
(2)明矾的化学式为：________________，它是____色晶体，____溶于水，水溶液pH____7(填“<”、“>”或“＝”)。明矾可以净水，其净水的原因是：___________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
一、铝与酸、碱的反应
1．等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，所得H2的体积之比是多少？为什么？
　
　
　
2．足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的盐酸、氢氧化钠溶液中，产生H2的体积关系是什么？为什么？
　
　
　
3．足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的HCl、NaOH溶液中，二者产生的H2相等，则HCl和NaOH的物质的量浓度是什么关系？为什么？
　
　
　
典例导悟1　(2011·太原调研)等体积、等物质的量浓度的硫酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯中，各加等质量的铝，生成氢气的体积比为5∶6，则甲、乙两烧杯中的反应情况可能分别是(　　)
A．甲、乙中都是铝过量
B．甲中铝过量、乙中碱过量
C．甲中酸过量、乙中铝过量
D．甲中酸过量、乙中碱过量
听课记录：　
　
　
变式演练　甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol·L－1的盐酸和NaOH溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后，测得生成的气体体积比为V(甲)∶V(乙)＝1∶2，则加入铝粉的质量为(　　)
A．5.4 g B．3.6 g C．2.7 g D．1.8 g
二、Al(OH)3沉淀生成的计算
1．Al3＋与OH－反应生成Al(OH)3沉淀的定量计算规律
可溶性铝盐与强碱溶液混合时，二者相对量的大小要影响产物的生成：
强碱不足量时(反应①)：____________________________________________________；
强碱足量时(反应②)：______________________________________________________；
综合上述两式可得(反应③)：________________________________________________。
设Al3＋、OH－的物质的量分别为n(Al3＋)、n(OH－)，最终生成Al(OH)3的质量为m[Al(OH)3]，借助数轴讨论如图所示：
2．强酸与AlO反应的定量计算规律
强酸不足量时(反应①)：___________________________________________________；
强酸足量时(反应②)：_____________________________________________________；
综合上述两式可得(反应③)：________________________________________________。
结果如下：
典例导悟2　实验室用铝屑、烧碱和稀H2SO4为原料制取一定量的Al(OH)3。可分别用如下的转化关系表示两种方法：
①AlAl3＋Al(OH)3
②AlAlOAl(OH)3
(1)上述哪一种方法比较节约试剂？(提示：试从每生产 2 mol Al(OH)3所耗费的试剂用量予以说明)
(2)从操作难易的角度分析，上述两种方法存在的明显缺点是什么？若原料相同，请设计一种更为节约试剂的方法(以方程式表示，并说明其可以最节约试剂的根据)。
题组一　Al及其化合物的性质
1．判断正误
(1)铝制容器可盛装浓H2SO4(　　)
(2010·重庆理综－8A)
(2)用氢氧化钠溶液除去铝表面的氧化膜：Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O(　　)
(2010·江苏－3B)
(3)用氨水鉴别Al3＋、Mg2＋、Ag＋(　　)
(2010·天津理综－3A)
(4)向明矾溶液中加入过量的氢氧化钡溶液：Al3＋＋2SO＋2Ba2＋＋4OH－===2BaSO4↓＋AlO＋2H2O(　　)
(2010·四川理综－9A)
(5)Y(即Al)的最高价氧化物的水化物能溶于稀氨水(　　)
(2010·上海－20C)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
2．(2008·广东，6)相同质量的下列物质分别与等浓度的NaOH溶液反应，至体系中均无固体物质，消耗碱量最多的是(　　)
A．Al B．Al(OH)3 C．AlCl3 D．Al2O3
3．(2009·上海，15)镁和铝分别与等浓度、等体
积的过量稀硫酸反应，产生气体的体积(V)与时间(t)关系如上图。反应中镁和铝的(　　)
A．物质的量之比为3∶2
B．质量之比为3∶2
C．摩尔质量之比为2∶3
D．反应速率之比为2∶3
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
4．(2009·四川理综，11)向m g镁和铝的混合物中加入适量的稀硫酸，恰好完全反应生成标准状况下的气体b L。向反应后的溶液中加入c mol·L－1氢氧化钾溶液V mL，使金属离子刚好沉淀完全，得到的沉淀质量为n g。再将得到的沉淀灼烧至质量不再改变为止，得到固体
p g。则下列关系不正确的是(　　)
A．c＝ B．p＝m＋
C．n＝m＋17Vc D.m5．[2010·山东理综－29(1)]对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。以下为铝材表面处理的一种方法：
①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，其原因是____________________(用离子方程式表示)。为将碱洗槽液中的铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的________。
a．NH3 b．CO2 c．NaOH d．HNO3
②以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为________。取少量废电解液，加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因是________________________________________________________________________。
6．(2009·福建理综，24)从铝土矿(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)中提取氧化铝的两种工艺流程如下：
请回答下列问题：
(1)流程甲加入盐酸后生成Al3＋的离子方程式为________________________________
________________________________________________________________________。
(2)流程乙加入烧碱后生成SiO的离子方程式为____________________________
________________________________________________________________________。
(3)验证滤液B中含Fe3＋，可取少量滤液并加入________(填试剂名称)。
(4)滤液E、K中溶质的主要成分是__________(填化学式)，写出该溶液的一种用途：
________________________________________________________________________。
(5)已知298 K时，Mg(OH)2的溶度积常数Ksp＝5.6×10－12 mol3·L－3，取适量的滤液B，加入一定量的烧碱达到沉淀溶解平衡，测得pH＝13.00，则此温度下残留在溶液中的c(Mg2＋)＝__________。
题组二　Al3＋、AlO、Al(OH)3相互转化的图象
7．(2010·南京模拟)将物质X逐渐加入(或通入)Y溶液中，生成沉淀的量与加入X的物质的量关系如图所示，符合图示情况的是(　　)
A B C D
X CO2 HCl NaOH AlCl3
Y Ca(OH)2 NaAlO2 AlCl3 NaOH
题组一　铝的性质
1．若在加入铝粉能放出氢气的溶液中，分别加入下列各组离子，可能大量共存的是(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　
A．NH NO CO Na＋
B．Na＋ Ba2＋ Mg2＋ HCO
C．NO Ca2＋ K＋ Cl－
D．NO K＋ AlO H＋
2．(2011·合肥统考)将总物质的量为n mol的钠和铝(其中钠的物质的量分数为x )投入到一定量的水中充分反应，金属没有剩余，共收集到标准状况下的气体V L。下列关系式中正确的是(　　)
A．x＝　　　　　　 B．0C．V＝33.6n(1－x) D．11.2n　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
3．把铝粉和Fe3O4粉末配成铝热剂，分成两等份，一份在高温下恰好完全反应后，再与足量盐酸反应，另一份直接放入足量的烧碱溶液中充分反应；前后两种情况下生成的气体质量比是(　　)
A．1∶1 B．9∶8 C．3∶4 D．4∶3
4．(2011·湖北黄冈模拟)两个烧杯中加入同体积浓度均为2 mol·L－1的H2SO4，置于天平两端，调平天平后分别加入10.8 g的Al和Mg，则反应完毕后，天平(　　)
A．可能加Mg的一端下倾
B．可能加Al的一端下倾
C．不可能保持平衡
D．无法判断
5．用含少量镁粉的铝粉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
A．①⑥⑤③ B．②③④③
C．②③⑤③ D．①③⑤③
题组二　铝的重要化合物
6．(1)将350 mL 1 mol·L－1 NaOH溶液逐滴滴入100 mL 1 mol·L－1 AlCl3溶液中。
(2)将100 mL 1 mol·L－1 AlCl3溶液逐滴滴入350 mL 1 mol·L－1 NaOH溶液中，结果是(　　)
A．现象相同，生成Al(OH)3的量相同
B．现象不同，生成Al(OH)3的量相同
C．现象相同，生成Al(OH)3的量不同
D．现象不同，生成Al(OH)3的量不同
7．(2009·江苏，5)化学在生产和日常生活中有着重要的应用。下列说法不正确的是(　　)
A．明矾水解形成的Al(OH)3胶体能吸附水中悬浮物，可用于水的净化
B．在海轮外壳上镶入锌块，可减缓船体的腐蚀速率
C．MgO的熔点很高，可用于制作耐高温材料
D．电解MgCl2饱和溶液，可制得金属镁
8．下列各反应的离子方程式中，错误的是(　　)
A．硫酸铝溶液中加入过量的氨水：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH
B．铁片放入过量的稀硝酸中：3Fe＋8H＋＋2NO===3Fe2＋＋2NO2↑＋4H2O
C．将铝片放入过量NaOH溶液中：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
D．偏铝酸钠与过量盐酸反应：AlO＋4H＋===Al3＋＋2H2O
9．下列操作所得物质为纯净物的是(　　)
A．将一块带有氧化膜的铝片与过量的浓NaOH溶液完全反应后，取澄清溶液将其蒸干，得纯净的NaAlO2固体
B．向NaAlO2溶液中加入过量的AlCl3溶液，将所得沉淀过滤洗涤，加热灼烧去掉水分，可得纯净的Al(OH)3固体
C．把铝块与适量的稀盐酸完全反应，将所得溶液蒸干，可得AlCl3固体
D．把AlCl3溶液与足量氨水反应，将沉淀过滤、洗涤、灼烧去掉水分可得Al2O3固体
10.A、B、C、D、E五种化合物均含有某种短周期常见元素，它们的转化关系如图所示，其中A为澄清溶液，C为难溶于水的白色固体，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)。
(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：________________________________________________________________。
题组三　实验探究
11．(2010·南京模拟)电解法冶炼铝的原料是Al2O3，可由自然界中铝土矿获得，其生产过程可表示为：铝土矿(主要成分Al2O3，杂质SiO2、Fe2O3)―→Al(OH)3―→Al2O3―→Al。
从铝土矿到Al(OH)3的转化有两种方案：
方案1：
方案2：
(1)过滤①、②的滤渣成分分别是________(填字母代号，下同)；过滤④、⑤的滤渣成分分别是__________。
A．Al2O3　 B．SiO2 　C．Fe2O3　 D．Al(OH)3
E．H2SiO3　F．Fe(OH)3
(2)“Al(OH)3―→Al”的一般的生产方法是__________(填字母代号)。
A．蒸发　B．灼烧　C．热还原　D．溶解　E．过滤　F．电解
学案14　铝及其重要化合物
【课前准备区】
知识点一
1．铝箔熔化，失去光泽，但熔化的铝并不滴落　铝箔加热时与O2发生反应生成氧化膜，使内部的铝被Al2O3包裹着，所以熔化的铝不易滴下　4Al＋3O22Al2O3
2．2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑
3．2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑。
4．2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe
知识点二
1.
化学性质 与酸反应 Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
与碱反应 Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O
加热 不分解 2Al(OH)3Al2O3＋3H2O
2.(2)KAl(SO4)2·12H2O　白　易　<　Al3＋＋3H2O??Al(OH)3(胶体)＋3H＋，Al(OH)3胶体吸附水中杂质形成沉淀而净水
问题思考
1．因为铝易与空气中的氧气反应生成保护膜，保护着内部金属不易被腐蚀。
2．铝与酸、碱反应的实质都是： Al3＋，2H＋H2，只不过碱中的H＋来源于水的电离，氧化剂分别为酸和水。
3．不一定是。两性氧化物是指既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氧化物。所以，判断两性氧化物不仅要看与酸、碱的反应，还要看生成物的类型。
【课堂活动区】
一、1.1∶1(或相等)
根据方程式：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑得Al与H2的关系式均为2Al～3H2，故只要参加反应的Al相等，所得H2必相等。
2．1∶3　因为在反应中Al过量，产生的H2由HCl和NaOH的量决定。根据化学反应中的关系式：6HCl～3H2；2NaOH～3H2，故当HCl、NaOH物质的量相等时，二者产生H2的体积比为1∶3。
3．3∶1　因为铝足量且产生H2相等，根据2中的关系式n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1，又因为二溶液体积相等，故物质的量浓度c(HCl)∶c(NaOH)＝n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1。
二、1.Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓
Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O
Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O
2．AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓
Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
AlO＋4H＋===Al3＋＋2H2O
典例导悟
1．B　[由题意知n(H2SO4)＝n(NaOH)，设均为1 mol。当Al均不足，H2SO4和NaOH均过量时，生成H2相等，即1∶1；当Al均过量时分别生成2 g和3 g H2，即体积比2∶3。因>＝，故甲中铝过量，乙中铝不足(即碱过量)。]
2．(1)②法比①法节约试剂。每制备 2 mol Al(OH)3 ①法消耗 2 mol Al,3 mol H2SO4,6 mol NaOH，②法消耗2 mol Al，2 mol NaOH，1 mol H2SO4，所以②法比较节约试剂。
(2)由于Al(OH)3既能与H2SO4反应又能与NaOH反应所以在上述两种方法中第二步骤操作的用量都难以控制。
2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
Al2(SO4)3＋6NaAlO2＋12H2O===8Al(OH)3↓＋3Na2SO4
故每生成2 mol Al(OH)3，需要2 mol Al，0.75 mol H2SO4，1.5 mol NaOH，可见比①②两法更节约试剂。
解析　(1)反应过程中所涉及的化学方程式为：
①2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑
Al2(SO4)3＋6NaOH===2Al(OH)3↓＋3Na2SO4
②2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2NaAlO2＋2H2O＋H2SO4===2Al(OH)3↓＋Na2SO4
由化学方程式可分别得出两种方法的关系式：
①法2Al～3H2SO4～6NaOH～2Al(OH)3
②法2Al～2NaOH～H2SO4～2Al(OH)3
所以制备2 mol Al(OH)3①法消耗2 mol Al,3 mol H2SO4, 6mol NaOH；
②法消耗2 mol Al,2 mol NaOH, 1mol H2SO4。
故②法比较节约试剂
(2)根据Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓
可采用以下转化关系：
→2 mol Al(OH)3
变式演练
A　[其反应原理分别为：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。可见当参加反应的HCl和NaOH的物质的量一样多时，产生H2的体积比是1∶3，而题设条件体积比为1∶2，说明此题投入的铝粉对盐酸来说是过量的，而对于NaOH来说是不足的。
2Al＋6HCl　　　===　　　2AlCl3＋3H2↑
6 mol 3 mol
3 mol·L－1×0.1 L 0.15 mol
则Al与NaOH反应生成的H2为0.15 mol×2＝0.3 mol。
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2×27 g 3 mol
5．4 g 0.3 mol
即投入的铝粉为5.4 g。]
【课后练习区】
高考集训
1．(1)√　(2)√　(3)×　(4)√　(5)×
2．A　3.A　4.C
5．①2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑　b
②2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋ 6H＋
HCO与H＋反应使H＋浓度降低，产生Al(OH)3沉淀
解析　碱洗时，部分除去了氧化膜的Al与NaOH溶液反应放出了H2，若将溶液中AlO转化为Al(OH)3沉淀应向溶液中通入CO2，加HNO3，如若过量会造成沉淀溶解。铝作阳极失去电子最终形成Al2O3，所以阳极电极反应式为：2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋，在废电解液中加入NaHCO3，会使溶液中H＋浓度降低而生成Al(OH)3沉淀。
6．(1)Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O
(2)SiO2＋2OH－===SiO＋H2O
(3)硫氰化钾(或苯酚溶液等合理答案均可)
(4)NaHCO3　制纯碱(或做发酵粉等合理答案均可)
(5)5.6×10－10 mol·L－1
解析　铝土矿中的成分能与HCl反应的有Al2O3、Fe2O3、MgO，不反应的是SiO2，所以固体A为SiO2，滤液B中有Al3＋、Fe3＋、Mg2＋，再加入过量烧碱，Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O，Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓，Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，沉淀C为Fe(OH)3、Mg(OH)2混合物，滤液D为NaAlO2、NaOH(过量)，NaAlO2能与CO2反应，NaAlO2＋2H2O＋CO2===Al(OH)3↓＋NaHCO3，滤液E为NaHCO3，沉淀F为Al(OH)3，Al(OH)3灼烧得到Al2O3。铝土矿中能与NaOH溶液反应的有Al2O3、SiO2，其余均不反应，所以固体X为Fe2O3、MgO，Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O，SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O。(5)题中应用Ksp的有关计算，Ksp＝c(Mg2＋)·c2(OH－)，c(OH－)＝1.0×10－1 mol·L－1，所以c(Mg2＋)＝ mol·L－1＝＝5.6×10－10 mol·L－1。
7．C　[A项，由Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O，CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2可知，其图象应为图1；B项，由HCl＋NaAlO2＋H2O===Al(OH)3↓＋NaCl，Al(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2O可知其图象应为图2；D项，由AlCl3＋4NaOH===NaAlO2＋3NaCl＋2H2O,3NaAlO2＋AlCl3＋6H2O===4Al(OH)3↓＋3NaCl可知，其图象应为图3。
　　
图1　　 　　　　　图2　　　　　　图3]
考点集训
1．C
2．D　[该题中涉及的化学方程式为：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。由题意，金属没有剩余可知x必大于或等于0.5，即0.5≤x<1。根据电子得失守恒得：×22.4＝V(H2)，当x＝0.5时，V(H2)＝22.4n，当x＝1时，V(H2)＝11.2n，则11.2n3．C
4．A　[此题未说明稀H2SO4的体积，分下列三种情况讨论：(1)加入稀H2SO4过量，Al、Mg都已反应完毕，按化学反应方程式计算，加入Al、Mg每端增加的质量：
2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑　 　Δm
54g　　　　　　　　　 6 g 　　　48 g
10．8 g　　　　　　　　　　　　　　m(Al)
m(Al)＝9.6 g
Mg＋H2SO4===MgSO4＋H2↑　　Δm
24 g　　　　　　　　 2 g　　　22 g
10．8 g　　　　　　　　　　　m(Mg)
m(Mg)＝9.9 g
加入Mg的一端增加的质量多，往下倾。
(2)加入稀H2SO4对Al和Mg都不足，两金属都有剩余。因稀H2SO4都完全反应，且加稀H2SO4物质的量一定，则产生的H2的量也相同，故天平保持平衡。
(3)若加入H2SO4的量能使Mg完全反应，反应放出H2后，溶液增重9.9 g，不能使Al完全反应，Al有剩余，加入Al的一端增加的质量小于9.6 g，故天平向加入Mg的一端下倾。]
5．B　6.B　7.D　8.B　9.D
10．(1)KAlO2　Al(OH)3　Al2O3　AlCl3　NaAlO2
(2)AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO
AlO＋4H＋===Al3＋＋2H2O
解析　本题的突破口应在B、C两物质上，只要推断出B、C，其他物质的推断就很容易了。在短周期元素的化合物中，既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应的，必为两性物质，又因为BC，故可知C为Al2O3，B为Al(OH)3，依次推出D是AlCl3，A与过量CO2反应生成Al(OH)3，且A溶液的焰色反应为紫色，则A为KAlO2，E为NaAlO2。相应的化学反应方程式也不难写出。
11．(1)B、F　C、E　(2)B、F

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