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高中化学必修一专题3.1
金属的化学性质
第一课时
钠的性质
目标导学

1．了解金属的通性
2．掌握金属钠的物理性质，掌握其化学性质。
温故知新
1．金属元素的存在
人类已经发现的一百多种元素中，大约4/5是金属元素。多数金属的化学性质比较活泼，因此，地球上绝大多数金属元素是以
形式存在。
（1）化合态：
、
、
。(举例说明)
（2）游离态：
。(举例说明)
（3）地壳中含量最多的金属元素是
，第二位是
，第三位是
，第四位是
。
2．金属有许多物理通性，如
、
、
、
、
等。
3．初中所学内容填写化学反应方程式：
举例写反应的化学方程式
金属与氧气反应
金属与盐置换反应
金属与酸反应
知识精讲
一、金属的通性
（一）物理通性
1．状态：常温下除汞是液体外，其他是固体；
2．颜色、光泽：绝大多数金属都是银白色，具有金属光泽，少数金属是特殊颜色如铜是紫红色，金是金黄色。
3．良好的导电、导热性
4．延展性：延性——拉成细丝的性质，展性——压成薄片的性质。
【主动探究】分析下面一些化学反应的图片，写出化学方程式，是离子反应的写出离子方程式，是氧化还原反应的指出氧化剂和还原剂。
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铝与硫酸铜反应
镁条燃烧
铜丝与硝酸银溶液反应
镁条和盐酸
（1）铝与硫酸铜反应：
2Al
+
3CuSO4=Al2(SO4)3
+
3Cu
2Al
+
3Cu2+=2Al3+
+
3Cu
CuSO4是氧化剂，Al是还原剂
（2）镁条燃烧：
2Mg
+
O22MgO
O2是氧化剂，Mg是还原剂
（3）铜丝与硝酸银溶液反应：
Cu
+
2AgNO3
=
Cu(NO3)2
+
2Ag
Cu
+
2Ag+
=
Cu2++
2Ag
AgNO3是氧化剂，Cu是还原剂
（4）镁条和盐酸：
Mg
+
2HCl
=
MgCl2
+
H2↑
Mg
+
2H+
=
Mg2+
+
H2↑
HCl是氧化剂，Mg是还原剂
根据以上四个实验可以得到如下化学通性。
（二）化学通性
金属单质易失电子，表现还原性，M
-
ne-
=
Mn+
1．易与氧气反应，得到氧化物
2．活动性排在氢前的金属元素与酸反应得到盐和氢气
K
Ca
Na
Mg
A
( http: / / www.21cnjy.com )l
Zn
Fe
Sn
Pb
(H)
Cu
Hg
Ag
Pt
Au
3．与盐反应，置换出活动性较弱的金属单质
二、钠
1．物理性质
颜色：银白色，有金属光泽；
密度：ρ(H2O)>ρ(Na)>ρ(煤油)；
熔点、沸点：熔点为98
℃、沸点为883
℃；
导电、导热性：具有良好的导电性和导热性。
硬度：质地柔软，可以用小刀切割。（金属钠的切割方法：虑纸吸干煤油——小刀切割——切外皮露出庐山真面目。）
【实验3-1】
（1）用镊子夹取煤油中的钠（切不可用手接触钠，注意安全），用滤纸吸干表面的煤油，放在玻璃片上，观察。
（2）用小刀将钠从中间切开，观察钠的颜色、光泽，切割时感受钠的硬度，并注意观察切面的变化。
（3）观察完毕，将剩余的钠全部放回原试剂瓶中。
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2．化学性质
（1）与非金属单质的反应
①Na与O2点燃发生反应的化学方程式为：2Na＋O2Na2O2。
【实验3-2】把一小块金属钠放在坩埚里，加热，有什么现象？
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实验现象：钠受热先熔化成银白色的小球，接着燃烧起来，火焰呈黄色，最后生成淡黄色固体（Na2O2）。
②Na在常温下露置于空气中的化学方程式为：4Na＋O2
=
2Na2O
③Na与S的反应为：2Na＋S
=
Na2S（研磨）
④Na与Cl2的反应为：2Na＋Cl22NaCl
（2）与水的反应
化学方程式为：2Na
+
2H2O
=
2NaOH
+
H2↑
【实验3-3】在容器中加一些水，滴入几滴酚酞溶液，然后把一小块钠放入水中，有什么现象？
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实验现象：
a．“浮”：将钠投入水中，钠浮在水面上。说明钠的密度比水小。
b．“熔”：钠熔化成小球。说明钠的熔点低。且该反应是放热反应。
c．“游”：小球在水面上四处游动，并伴有嘶嘶声。说明有气体生成。
d．“响”：反应剧烈
e．“红”：反应后的溶液能使酚酞变红。说明反应生成了碱。
离子方程式为：2Na＋2H2O=2Na+＋2OH-＋H2↑。其中，Na做还原剂，H2O做氧化剂。
（3）与盐酸反应
钠跟盐酸、稀硫酸等非氧化性酸反应时，反应现
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离子方程式：2Na＋2H+=2Na+＋H2↑。
（4）与CuSO4溶液反应
Na与CuSO4溶液反应的过程
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Na与水反应现象相似
实验现象
产生的气体可以燃烧，并产生黄色的火焰（反应较与水反应剧烈）
有蓝色沉淀生成
因为硫酸铜溶液里的每个Cu2+都是被若干个
( http: / / www.21cnjy.com )水分子包围着的，钠在CuSO4溶液里直接接触到的微粒是水分子，这样钠先与水反应生成NaOH，生成的NaOH再跟CuSO4反应，而不能认为发生的是钠与铜的置换反应。
上述反应过程的化学方程式为：
2Na
+
2H2O
=
2NaOH
+
H2↑
2NaOH
+
CuSO4
=
Cu(OH)2↓+
Na2SO4
总反应化学方程式为：2Na
+
2H2O
+
CuSO4
=
Cu(OH)2↓+
Na2SO4
+
H2↑
与钠跟CuSO4溶液反应类似的还有：FeCl3溶液、MgSO4溶液等。
若盐为熔融状态，钠可以置换出较不活泼的金属，如：4Na＋TiCl44NaCl＋Ti。
3．制备：
钠最早是在1807年电解氢
( http: / / www.21cnjy.com )氧化钠制得的。这个原理应用于工业生产，约在1891年才获得成功。而电解氯化钠制钠的工业方法直到1921年才实现。目前世界上钠的工业生产多数用电解氯化钠的方法，只有少数仍沿用电解氢氧化钠的方法。
电解氯化钠时需要熔融态的氯化钠，化学方程式为：2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑。
4．钠的保存
密封保存，通常实验室中通常把少量钠保存在煤油或石蜡油中保存，目的是防止Na与空气中的O2和水蒸气发生反应。
5．钠的用途
（1）制取Na2O2等化合物；
（2）钠、钾合金(液态)可用于原子反应堆的导热剂；
（3）用作电光源，制作高压钠灯。高压钠
( http: / / www.21cnjy.com )灯发出的黄光能够穿透云雾，常用于道路和广场的照明，而且在不降低照度水平的情况下能减少能源消耗，降低对环境的污染，正逐渐取代高压汞灯。钠灯还可以用于冲洗相片的暗室，因为这种黄光不会使相纸曝光；
（4）冶炼某些金属：金属钠具有强的还原性，用于冶炼钾、锆、铌、钛、钽等金属，如4Na＋TiCl44NaCl＋Ti；
（5）制造钠的化合物。
实验探究
例．现用金属钠和空气制备纯度较高的Na2O2，可利用的装置如下。回答下列问题：Na2O2可以与H2O、CO2反应)
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（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
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，各仪器接口的标号字母（a、b……）顺序是：空气进入
，
接
，
接
，
接
。
（3）装置Ⅱ的作用
。
（4）操作中通空气和加热的顺序为
。
思维训练
1.
基础练习:
思维的准确性训练(Accuracy
of
thinking
training)
1．金属钠在氧气中燃烧所产生的现象
( http: / / www.21cnjy.com )是
(
)
A．黄烟，生成白色固体
B．黄雾，生成淡黄色固体
C．黄色火焰，生成淡黄色固体
D．黄色火焰，生成白色固体
2．以下说法错误的是
(
)
A．钠在常温下就容易被氧化
B．钠受热后能够着火燃烧
C．钠在空气中缓慢氧化能自燃
D．钠在氧气中燃烧更为剧烈
3．在地壳中含量最多的元素
( http: / / www.21cnjy.com )是
(
)
A．铁
B．氧
C．硅
D．铝
4．将钠放置在空气中，是生成白色的Na2O还是淡黄色的
Na2O2，主要取决于下列因素中的
(
)
A．反应温度
B．空气的量
C．钠粒的大小
D．钠的形状
5．在实验室中，用镊子从
( http: / / www.21cnjy.com )煤油中取出一小块金属钠，然后用滤纸将表面的煤油吸干，再用小刀切开观察。在这一实验过程中不能得出的钠的物理性质是
(
)
A．钠在常温下是固体
B．钠的熔点很低
C．钠具有银白色的金属光泽
D．金属钠很软
1．某学生将一小块钠投入滴有酚酞的水中。此实验能证明钠下面性质中的
(
)
①钠的密度比水的小
②钠的熔点较低
③钠与水反应时放出热量
④钠与水反应后溶液是呈碱性
A．①④
B．①②④
C．①③④
D．①②③④
2．下列关于金属Na的叙述中，说法正确
( http: / / www.21cnjy.com )的是
(　　)
A．Na在空气中燃烧，发出黄色火花
B．Na在空气中燃烧，产物是Na2O
C．Na是银白色金属，硬度大，熔点高
D．Na、K合金可作原子反应堆的导热剂
3．金属钠是一种活泼金属，除了具有金属
( http: / / www.21cnjy.com )的一般性质外，还具有自己的特性。下列关于钠的叙述中，正确的是
(
)
A．钠是银白色金属，熔点低，硬度大
B．钠放置在空气中，会迅速被氧化而生成淡黄色的氧化钠
C．在氧气中加热时，金属钠剧烈燃烧，发出黄色火焰
D．金属钠着火可以用泡沫灭火器或用干燥的沙土灭火
4．4.6
g纯净金属钠在干燥空气中被氧化后，得到7.0
g固体，由此可判断其氧化产物是
(　　)
A．只有Na2O
B．只有Na2O2
C．Na2O2和Na2O
D．无法确定
5．下列叙述不正确的是
(　　)
A．切开的金属Na暴露在空气中，光亮的表面逐渐变暗，发生的反应为2Na＋O2=Na2O2
B．4.6gNa与O2完全反应，生成7g产物时失去电子的物质的量为0.2mol
C．Na与稀硫酸反应的离子方程式为2Na＋2H+=2Na+＋H2↑
D．将少量Na投入到CuSO4溶液中，既有沉淀生成又有气体放出
思维的广阔性训练(Width
of
thinking
training)
1．金属钠分别与下列溶液反应时，既有气体放出又有白色沉淀生成的是
(
)
A．盐酸
B．氯化钠
C．氯化铜
D．氯化镁
2．实验室中保存少量的金属钠，下列对容器和隔离剂的选择中，正确的是
(
)
A．细口瓶，煤油
B．广口瓶，煤油
C．细口瓶，汽油
D．广口瓶，汽油
3．在实验室里做钠与水反应的实验时，用到
( http: / / www.21cnjy.com )的仪器是
(
)
a．试管夹
b．镊子
c．小刀
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d．试管
e．滤纸
f．研钵
g．烧杯
h．坩埚
i．石棉网
j．玻璃片
k．药匙
l．燃烧匙
A．a
b
d
i
B．c
e
f
k
C．f
g
h
l
D．b
c
e
g
j
4．取一块金属钠放在燃烧匙里加热，观察
( http: / / www.21cnjy.com )到下列实验现象：①金属先熔化　②在空气中燃烧，放出紫色火花　③燃烧后生成白色固体　④燃烧时火焰呈黄色　⑤燃烧后生成淡黄色固体物质。其中描述正确的是
(　　)
A．
①②
B．①②③
C．
④⑤
D．
①④⑤
5．9.2
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
思维的灵活性训练(Flexibility
of
thinking
training)
1．将6g钠和3.2g硫粉迅速混合，放在石棉网上加热，反应后所得固体物质的成分是
(
)
A．Na2O和S
B．Na2O和Na2O2
C．Na2O和Na2S
D．Na2O2和Na2S
2．在托盘天平两端的烧杯中加入
( http: / / www.21cnjy.com )同浓度同体积的足量盐酸，当向两个烧杯中分别加入0.1
mol两种金属充分反应后，将游码向某一端移动0.2
g，天平才能平衡，则这两种金属是
(
)
A．Mg和Al
B．Al和Fe
C．Fe和Cu
D．Na和Mg
3．钠与水反应的现象与钠的下列性质无关
( http: / / www.21cnjy.com )的是
(　　)
A．钠的熔点
B．钠的密度
C．钠的硬度
D．钠的还原性
4．金属钠是一种活泼金属，除了具有金属的一
( http: / / www.21cnjy.com )般性质外，还具有自己的特性。下列关于钠的叙述中，正确的是
(
)
A．钠是银白色金属，熔点低，硬度大
B．钠放置在空气中，会迅速被氧化而生成淡黄色的氧化钠
C．在氧气中加热时，金属钠剧烈燃烧，发出黄色火焰
D．金属钠着火可以用水灭火
5．下列有机溶剂中不可用于贮存金属钠的是
(
)
A．煤油
B．苯
C．四氯化碳
D．石蜡油
2.
能力拓展
思维的批判性训练(Critical
thinking
training)
1．将一小块金属钠久置于空气
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(
)
A．①②③④
B．④③②①
C．②③④①
D．①③④②
2．若m
g
Na在足量氯气中燃烧，生
( http: / / www.21cnjy.com )成固体的质量为(m＋3.55
g)，则m
g
Na与氧气反应，生成固体的质量为
(　　)
①(m＋0.8
g)　②(m＋1.0
g)　③(m＋1.2
g)
④(m＋1.6
g)　⑤(m＋1.4
g)
A．①④
B．①⑤
C．③④
D．①②③④⑤
3．在下列物质的转化过程中，钠元素发生还原反应的是
(　　)
A．NaCl→Na
B．Na→Na2O2
C．Na→NaOH
D．NaOH→Na2SO4
4．下列有关钠离子与钠原子的叙述中，不正确的是
(　　)
A．原子核内所含质子数目相同
B．含钠离子的溶液无色，而钠原子聚集呈银白色
C．钠离子和钠原子相差一个电子层
D．钠离子与钠原子均具有较强的还原性
5．下列叙述正确的是
(
)
A．金属单质在氧化还原反应中总是作还原剂
B．非金属单质在氧化还原反应中总是作氧化剂
C．钠原子在氧化还原反应中失去1个电子，而铝原子失去3个电子，所以钠的还原性小于铝
D．金属元素被还原时一定生成金属单质
思维的深刻性训练(Thinking
profundity
training)
1．某同学将金属钠露置于空气中，观察到下
( http: / / www.21cnjy.com )列现象：银白色变灰暗变白色出现液滴白色固体，根据钠及其化合物的性质分析，下列说法正确的是
(　　)
A．①发生了氧化还原反应
B．①变灰暗色是因为生成了过氧化钠
C．③是碳酸钠吸收空气中的水蒸气形成了溶液
D．④只发生物理变化
2．等质量的两块钠，第一块在足量氧气中加热，第二块与足量氧气(常温)充分反应，则下列说法正确的是
(　　)
A．第一块钠失去电子数多
B．两块钠失去电子数一样多
C．第二块钠的反应产物质量较大
D．两块钠的反应产物质量一样大
3．在烧杯中加水和苯(密度：0.88
g/c
( http: / / www.21cnjy.com )m3)各50
mL。将一小粒金属钠(密度：0.97g/cm3)投入烧杯中。观察到的现象可能是
(　　)
A．钠在水层中反应并四处游动
B．钠停留在苯层中不发生反应
C．钠在苯的液面上反应并四处游动
D．钠在苯与水的界面处反应并可能上、下跳动
4．下列实验操作中，溶液里无固体析出
( http: / / www.21cnjy.com )的是
(
)
A．MgCl2溶液中加入Na的小颗粒
B．Ca(OH)2饱和溶液中加入Na的小颗粒
C．KNO3稀溶液中加入Na的小颗粒
D．CuSO4中加入Na的小颗粒
5．将4.6
g钠投入到95.4
g水中，所得溶液中溶质的质量分数
(　　)
A．等于4.6%　　　　
B．等于8%
C．大于8%　　　　　D．小于8%
思维的逻辑性训练(Logical
thinking
training)
1．钡和钠相似，也能形成O22-的过氧化物，则下列叙述错误的是
(　　)
A．过氧化钡的化学式是Ba2O2
B．1
mol过氧化钠或过氧化钡跟足量水反应都生成0.5
mol氧气
C．过氧化钡是离子化合物
D．过氧化钠和过氧化钡都是强氧化剂
2．将4.6
g金属钠投入到足量水中，
( http: / / www.21cnjy.com )得到a
g溶液；将4.8
g金属镁投入到足量盐酸中，得到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为
(　　)
A．a＝b
B．a＞b
C．a＜b
D．无法判断
3．将金属钠投入到下列物质的溶液中，有气体放出，且溶液质量减轻的是
(　　)
A．HCl
B．K2SO4
C．CuCl2
D．NaOH
4．已知煤油的密度是0.8
g·cm-3，试根据金属钠的保存方法和金属钠与水反应的现象推断金属钠的密度
(
)
A．小于0.8
g·cm-3
B．大于1.0
g·cm-3
C．介于0.8～1.0
g·cm-3
D．无法推测
5．某化学教师为“氯气与金属钠反应
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)
A．钠着火燃烧产生苍白色火焰
B．反应生成的大量白烟是氯化钠晶体
C．管中部塞一团浸有NaOH溶液的棉球是用于吸收过量的氯气，以免其污染空气
D．管右端棉球处颜色变化可判断氯气是否被碱液完全吸收
思维的独创性训练(Originality
of
thinking
training)
1．在一定条件下，钠与O2反应可生成
( http: / / www.21cnjy.com )1.5
g固体，若将相同质量的钠与80
mL
0.50
mol/L的盐酸反应，钠恰好完全转化生成NaCl，则1.5
g固体的成分是
(
)
A．Na2O
B．Na2O2
C．Na2O和Na2O2
D．Na2O2和NaO2
2．下列关于金属的说法中，正确的是
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(　　)
A．各种金属都能与盐酸发生置换反应
B．根据金属与酸反应置换氢的难易可比较金属的活泼性
C．金属都是银白色
D．金属都具有较高的熔点
3．下列有关金属元素性质的叙
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(　　)
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化合价
C．金属元素在自然界中全部以化合态存在
D．金属元素的单质在常温下均为固体
4．近期《美国化学会志》报
( http: / / www.21cnjy.com )道，中国科学家以二氧化碳为碳源，金属钠为还原剂，在470℃、80MPa下合成出了金刚石，具有深远的意义。下列说法错误的是
(
)
A．由二氧化碳合成金刚石是氧化还原反应
B．该反应中二氧化碳完全被还原为金刚石
C．钠被氧化最终生成碳酸钠
D．钠被氧化最终生成碳酸钠
5．向分别盛有100mL水、100mL0.
( http: / / www.21cnjy.com )1mol·L－1盐酸、100mL0.01mol·L－1硫酸铜溶液的X、Y、Z三个烧杯中各投入0.05molNa。下列有关说法正确的是
(　　)
A．三个烧杯中均会发生的离子反应为2Na＋2H2O=2Na+＋2OH－＋H2↑
B．三个烧杯中钠均在液面上剧烈反应，且X烧杯中反应最剧烈
C三个烧杯反应后，生成的溶质的物质的量浓度相同
D．三个烧杯反应后，生成的气体的质量一定相同
知识拓展
两个创新实验报告
1．收集并检验钠与水反应放出的气体
（1）实验过程：①②③④⑤
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收集并检验Na与水反应生成的气体
（2）反应原理：2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑，2H2＋O22H2O．
（3）注意事项：
①试管内要装满水，不要留有气泡，以防点燃时发生爆炸；
②钠不要太大，用刺有小孔的铝箔包住．包裹时不要用手触摸金属钠；
③试管中气体集满后，不要急于从水中取出试管，应待钠反应完毕后再取试管，以避免在取试管时，皮肤蘸上钠而灼伤；
④试管从取出到移近火焰过程中要始终倒立，点燃时可将试管微微倾斜。
（4）实验现象：试管内气体被点燃发出尖锐的爆鸣声。
（5）实验结论：钠与水反应剧烈，生成碱放出氢气。
2．钠和氧气的反应
（1）实验过程：①②③④⑤⑥⑦
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钠与氧气的反应
（2）反应原理：2Na＋O2Na2O2，2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑
（3）注意事项：
①玻璃管中装的钠不能太大，太大反应太剧烈，会将玻璃管炸裂；
②反应开始时，即钠熔成小球后要稍稍倾斜玻璃管，但是角度不能太大，以防止钠从玻璃管中脱出，并能保证空气疏通从而观察到明显现象；
③在取钠时要将其表面的氧化物用小刀除去，用纯钠进行实验。因为表面被氧化的钠在受热熔化后，钠表面会有一层黑色而影响实验现象的观察；
④加热时间不能太长，否则钠与O2迅速反应、燃烧起来，现象就不是很明显了；
⑤盛Na2O2的小试管要干燥。
（4）实验现象：钠熔成小球，先变成白色后变成淡黄色固体，淡黄色固体遇水放出使带火星木条复燃的气体。
（5）实验结论：钠熔点低，与O2加热反应生成Na2O2，Na2O2遇水生成O2。
答案：
温故知新
答案：
1．化合态
（1）NaCl
CaCO3
Fe2O3
（2）铂
金
（3）铝
铁
钙
钠
2．常温下呈固态（除汞外）
银白色
有金属光泽
不透明
有延展性
3．
举例写反应的化学方程式
金属与氧气反应
2Cu+O22CuO
金属与盐置换反应
Fe+CuCl2=FeCl2+Cu
金属与酸反应
Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
实验探究
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思维训练
1.基础练习:
思维的准确性训练(Accuracy
of
thinking
training)
题号
答案
解析
1
C
钠在氧气中燃烧，产生黄色火焰，生成淡黄色的过氧化钠。
2
C
钠的化学性质活泼，在空气中容易被氧化，但不能自燃。
3
B
地壳中含量最多的金属元素是铝，含量最多的元素是氧。
4
A
钠与氧气在常温下反应生成氧化钠，加热条件下反应生成过氧化钠。
5
B
从取出钠到切割的过程中，没有体现出“钠的熔点低”这一物理性质。
题号
答案
解析
1
D
钠与水反应时，钠熔化成闪亮的小球，在水面四处游动，同时溶液使酚酞变红，体现了①②③④四点性质。
2
D
Na燃烧，火焰为黄色，产物为Na2O2；Na的硬度小，熔点低。
3
C
( http: / / www.21cnjy.com )
4
C
若钠全部生成氧化钠，则得到6.2
g，若全部被氧化成过氧化钠，则得到7.8
g，故氧化产物中两者都有。
5
A
A项错，常温下切开的金属Na暴露在空气中，光
( http: / / www.21cnjy.com )亮的表面逐渐变暗是因为生成Na2O；B项正确，由题意知虽然生成Na2O2和Na2O的混合物，但是Na的物质的量为0.2mol，故失去电子的物质的量仍为0.2mol；C项正确，Na与稀H2SO4反应的本质是与H+的反应，H2SO4是强酸；D项正确，Na与水反应放出气体，生成的NaOH与硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀。
思维的广阔性训练(Width
of
thinking
training)
题号
答案
解析
1
D
金属钠与盐酸、NaCl溶液反应，只生成H2；与CuCl2溶液反应，生成H2和Cu(OH)2蓝色沉淀。
2
B
固体保存在广口瓶中，液体保存在细口瓶中，汽油易挥发，煤油不易挥发，钠是固体，所以应保存在广口瓶的煤油中。
3
D
做钠与水反应的实验时，用镊子取钠、用小刀切割、用滤纸吸干表面的煤油、在烧杯中反应、钠放在玻璃片上切割。
4
D
钠的熔点较低，只有97.81℃，受热时立即熔化。钠是一种很活泼的金属，受热时与氧气化合生成Na2O2，呈淡黄色。
5
B
由化学反应方程式：2Na＋2D2O=2NaO
( http: / / www.21cnjy.com )D＋D2↑，可知9.2
g金属钠完全反应产生0.2
mol
D2，一个D原子中含1个质子、1个电子、1个中子，故0.2
mol
D2中就含有0.4
mol质子、电子和中子。
思维的灵活性训练(Flexibility
of
thinking
training)
题号
答案
解析
1
D
3.2g硫粉的物质的量为0.1mol，需要4.6g的钠就可以反应生成Na2S，过量的钠与氧气反应生成Na2O2。
2
A
( http: / / www.21cnjy.com )
3
C
从钠与水反应的现象：浮在水面——密度比水小；熔成小球——熔点低；产生气体——还原性；酚酞变红——生成NaOH(还原性)进行分析即可。
4
C
钠硬度小，A错；钠在空气中放置被氧化为氧化钠，B错；金属钠着火后用沙土扑灭，D错。
5
C
钠的密度小于四氯化碳，会浮在其表面，不能起到保护作用。
2.能力拓展
思维的批判性训练(Critical
thinking
training)
题号
答案
解析
1
C
钠在空气中的变化过程是先生成氧化钠、氧化钠吸水变成氢氧化钠、氢氧化钠吸收空气中的二氧化碳变成碳酸钠粉末。
2
D
由题可知，Na的质量为2.3
( http: / / www.21cnjy.com )
g，物质的量为0.1
mol，与O2反应可能生成(m＋0.8
g)Na2O，也可能生成(m＋1.6
g)Na2O2，也可能既生成Na2O，又生成Na2O2质量在两者之间。
3
A
钠元素发生还原反应时，化合价降低，只有A符合题意。
4
D
Na原子有还原性，Na+无还原性。
5
A
金属单质在氧化还原反应中只能失电
( http: / / www.21cnjy.com )子，作还原剂，A正确；H2在氧化还原反应中可作还原剂，B错误；金属还原性的强弱决定于失电子的难易，而不在于失电子的多少，C错误；Fe3+可被还原为
Fe2+，D错误。
思维的深刻性训练(Thinking
profundity
training)
题号
答案
解析
1
A
①变灰暗是因为钠与氧气反应生成了氧化钠，发
( http: / / www.21cnjy.com )生了氧化还原反应，A正确，B错误；③是氢氧化钠吸收空气中的水蒸气形成了溶液，C错误；④中氢氧化钠与空气中的CO2反应生成了碳酸钠，发生了化学变化，D错误。
2
B
根据电荷守恒，不论燃烧还是缓慢氧化，最
( http: / / www.21cnjy.com )终都是a―→a，故二者失去的电子数一样多；但燃烧时生成Na2O2，而常温时生成Na2O，故第一块钠反应的产物质量大。
3
D
( http: / / www.21cnjy.com )
4
C
A选项MgCl2＋2NaOH=Mg
( http: / / www.21cnjy.com )
(OH)2↓＋2NaCl；B选项
Ca(OH)2微溶于水，Na跟H2O反应消耗了H2O，同时增大了溶液中OH-的浓度，使得饱和Ca(OH)2溶液中析出Ca(OH)2；
D选项有Cu(OH)2析出。
5
C
设生成NaOH的质量为x，生成H2的质量为y2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑46
g
36
g
80
g
2
g4.6
g
x
y＝　　　x＝8
g＝
y＝0.2
g则此时NaOH的质量分数为：w(NaOH)＝×100%＝8.02%
思维的逻辑性训练(Logical
thinking
training)
题号
答案
解析
1
A
过氧化钡的化学式是BaO2。
2
A
( http: / / www.21cnjy.com )
3
C
Na投入A、B、D三溶液中只与水
( http: / / www.21cnjy.com )反应产生H2，溶液质量增加；Na投入CuCl2溶液中，Na先与水反应生成NaOH，NaOH再与CuCl2反应生成Cu(OH)2沉淀，故溶液质量减轻。
4
C
钠的密度比煤油大，比水要小，所以介于0.8～1.0
g·cm-3之间。
5
A
A项错误，钠燃烧的火焰颜色为黄色；B项
( http: / / www.21cnjy.com )正确，通入氯气，钠着火燃烧，生成大量白烟，反应为2Na＋Cl22NaCl，生成的大量白烟是氯化钠晶体；C项正确，浸有NaOH溶液的棉球是用于吸收过量的氯气，以免其污染空气，Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O；D项正确，若氯气完全被吸收，则棉球颜色不会变蓝，若吸收不完全，Cl2＋2KI=2KCl＋I2，I2会使淀粉变蓝。
思维的独创性训练(Originality
of
thinking
training)
题号
答案
解析
1
C
由题给信息可知最后所得溶液为NaC
( http: / / www.21cnjy.com )l溶液，根据溶液中的电荷守恒及反应前后元素原子个数守恒可知n(Na+)=n(Cl-)=n(HCl)=0.50
mol/L×0.08
L=0.04
mol，若Na的氧化物为Na2O，应为0.02
mol×62
g/mol＝1.24
g；若为Na2O2，应为0.02
mol×78
g/mol=1.56
g。现为1.5
g，介于1.24
g与1.56
g之间，应为二者的混合物。
2
B
在金属活动顺序表中，排在氢之前的金属
( http: / / www.21cnjy.com )可与盐酸发生置换反应，A错；金属与酸反应置换氢的难易可比较金属的活泼性，B正确；大多数金属为银白色，但铜为紫红色，金为黄色，C错；金属的熔点有的较高，有的较低，如Na、K、Hg等都是熔点较低的金属。
3
B
A选项有些金属离子处于中间价态，既有氧
( http: / / www.21cnjy.com )化性，又有还原性，如Fe2+；B选项金属元素在化合物中只显正价，无负价；C选项有些不活泼金属如Au在自然界中以单质形态存在；D选项汞在常温下为液态。
4
B
由题意反应为：3CO2＋4Na=C＋2Na2CO3，注意CO2＋4Na=C＋2Na2O，生成的Na2O又会与CO2反应）
5
D
( http: / / www.21cnjy.com )
第二课时
铝的性质
目标导学

1．了解铝的主要化学性质；
2．知道铝的氧化膜对内部金属的保护作用。
温故知新
1．请写出铝的原子结构示意图。
2．请写出铝与盐酸反应的化学方程式。
知识精讲
三、铝
1．物理性质：银白色有金属光泽的固体，有良好的延展性、导电性和传热性等，密度较小，质地柔软。2．化学性质：
（1）铝与O2反应：
【科学探究】
( http: / / www.21cnjy.com )
探究内容
用坩锅钳夹住一小块铝箔在酒精灯上加热至熔化，轻轻晃动。
再取一块铝箔，用砂纸仔细打磨，除去表面的保护膜，再加热至熔化。
实验现象
铝箔发红卷缩，熔化不滴落。
铝箔发红卷缩，很快就变暗，失去光泽，熔化不滴落。
现象解释
铝表面的氧化膜保护了铝。
( http: / / www.21cnjy.com )构成薄膜的氧化铝(Al2O3)的熔点（2050℃）高于铝的熔点（660℃），包在铝的外面，使熔化了的铝不会滴落下来。
铝很活泼，除去原来的氧化膜后，很快又会生成一层新的氧化膜。
结论
4Al＋3O22Al2O3
在纯氧中的现象：剧烈燃烧，发出耀眼的白光，见下图，发生的反应方程式为Al+3O22Al2O3。
( http: / / www.21cnjy.com )
（2）铝与Cl2反应：2Al＋3Cl22AlCl3
（3）铝与S反应：2Al+3SAl2S3
（4）铝与非氧化性酸反应：
2Al
+
6HCl
=2Al
Cl3
+
3H2↑
2Al
+
3H2SO4
=Al2(SO4)3
+
3H2↑
（5）铝与氧化性酸反应：遇冷的浓硫酸或浓硝酸钝化。在加热条件下与浓硫酸、浓硝酸反应但无H2产生（此知识在第四章学习硫酸、硝酸时详细研究）。
（6）铝与氢氧化钠溶液的反应
铝和碱溶液反应，不是直接和碱反应，而是铝先和强碱溶液中的水反应生成Al(OH)3，然后Al(OH)3再和强碱反应生成偏铝酸盐。
2Al＋6H2O=2Al(OH)3
( http: / / www.21cnjy.com )＋3H2↑，Al(OH)3＋NaOH=2NaAlO2＋2H2O，因此发生的反应为2Al＋2H2O＋2NaOH=2NaAlO2＋3H2↑，其中氧化剂是H2O，而不是NaOH和H2O。
3．制备：工业上采用电解法
2Al2O34Al＋3O2↑
4．用途：纯铝用作导线，铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等。
实验探究
例．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。
( http: / / www.21cnjy.com )
（1）A中试剂为
。
（2）B中发生反应的化学方程式为
。
（3）若实验用铝镁合金的
( http: / / www.21cnjy.com )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
。
（4）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”)。
思维训练
1.
基础练习:
思维的准确性训练(Accuracy
of
thinking
training)
1．下列关于铝单质的叙述中正确的是
( http: / / www.21cnjy.com )
(　　)
A．由于铝在空气中不会锈蚀，所以铝制品的使用寿命都很长
B．由于铝具有强还原性，所以常用铝来冶炼某些高熔点金属
C．常温下，铝被浓硫酸钝化，所以可用浓硫酸除去铝表面的铜镀层
D．由于铝的导电性能比铜强，所以常用铝制造电线、电缆
2．铝是一种低毒金属元素，它并非
( http: / / www.21cnjy.com )人体需要的微量元素，食用后不会导致急性中毒，但食品中铝的含量超过国家标准就会对人体造成危害。下列关于铝元素的说法正确的是
(
)
A．铝在空气中不易氧化是因为其性质不活泼
B．氢氧化铝可与胃酸反应，常用作中和胃酸的药物
C．明矾可用于饮用水的杀菌消毒
D．硫酸铝铵常用作面粉膨化剂，该物质不溶于水
3．下列操作能观察到白色沉淀的是
( http: / / www.21cnjy.com )
(　　)
①将少量氨水滴入氯化铝溶液中　②将少量NaOH溶液滴入氯化铝溶液中　③将少量氯化铝溶液滴入氨水中　④将少量氯化铝溶液滴入氢氧化钠溶液中
A．①②③　　　
B．①③④
C．②④
D．①②③④
4．下列关于铝的叙述中，不
( http: / / www.21cnjy.com )正确的是
(　　)
A．铝是地壳中含量最多的金属元素
B．常温下，铝能与NaCl溶液发生置换反应
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
5．有关铝及其化合物的说法错误
( http: / / www.21cnjy.com )的是
(　　)
A．用于熔化烧碱的坩埚，可用Al2O3这种材料制成
B．铝能在空气中稳定存在是因为其表面覆盖着一层氧化铝薄膜
C．氧化铝是一种难熔物质，是一种较好的耐火材料
D．氢氧化铝能中和胃酸，可用于制胃药
1．Al溶于NaOH溶液中，4
mol
Al失去的电子全被水获得。作为氧化剂的H2O的物质的量为
(　　)
A．1
mol　　　
B．3
mol
C．4
mol
D．6
mol
2．下列关于金属铝的叙述中，说法不正确的是
( http: / / www.21cnjy.com )
(　　)
A．Al是地壳中含量最多的金属元素
B．Al是比较活泼的金属，在化学反应中容易失去电子，表现还原性
C．铝箔在空气中受热可以熔化，且发生剧烈燃烧
D．铝箔在空气中受热可以熔化，由于氧化膜的存在，熔化的Al并不滴落
3．某无色溶液中加入铝片后有氢气产生，则下列离子在该溶液中肯定能大量共存的是
(　　)
A．Na+
B．Mg2+
C．CO
D．MnO
4．下列各组溶液，只用试管和胶头滴管，不用任何试剂就可以鉴别的是
(　　)
A．KOH和Al2(SO4)3
B．稀H2SO4和NaHCO3
C．CaCl2和Na2CO3
D．Ba(OH)2和NaHSO4
5．下列各组反应中能得到
( http: / / www.21cnjy.com )Al(OH)3的是
(　　)
A．Al2O3加到热水中
B．向NaAlO2溶液中加入过量盐酸
C．将Na投入到NaAlO2溶液中
D．在AlCl3溶液中滴几滴NaOH溶液
思维的广阔性训练(Width
of
thinking
training)
1．下列有关Al与NaO
( http: / / www.21cnjy.com )H溶液反应的说法中，正确的是
(　　)
A．铝是还原剂，其氧化产物是NaAlO2
B．NaOH是氧化剂，其还原产物是H2
C．Al是还原剂，H2O和NaOH都是氧化剂
D．水是氧化剂，铝被还原
2．铝在人体内积累可使人慢性中毒，1
( http: / / www.21cnjy.com )989年世界卫生组织正式将铝定为“食品污染源之一”而加以控制。铝在下列使用场合须加以控制的是
(　　)
①糖果香烟内包装　②电线电缆　③牙膏皮　④氢氧化铝胶囊(作内服药)　
⑤用明矾净水　⑥用明矾和小苏打混合物作食品膨化剂　⑦制造炊具和餐具
⑧制防锈漆
A．①③④⑤⑥⑦
　　　　B．
②③④⑤⑥
C．②③⑤⑦⑧
D．全部
3．小明家中收藏了一件200年前的铝制佛像，该佛像至今仍保存完好。该佛像未锈蚀的主要原因是(
)
A．铝不易发生化学反应
B．铝不易被氧化
C．铝的氧化物容易发生还原反应
D．铝易被氧化，但氧化生成的氧化铝具有保护内部铝的作用
4．用含有少量镁的铝片制取纯净的氢氧化铝，下述操作步骤中最恰当的组合是
(　　)
①加盐酸溶解　
②加过量烧碱溶液溶解
( http: / / www.21cnjy.com )　
③过滤
④通入过量CO2生成Al(OH)3沉淀　
⑤加入盐酸生成Al(OH)3沉淀　
⑥加入过量烧碱溶液生成Al(OH)3沉淀
A．①⑤⑥③
　　　　
B．②③⑥③
C．②③④③
D．
②③⑤③
5．用一张已除去表面氧化膜的铝箔紧紧包裹
( http: / / www.21cnjy.com )在试管外壁，如图所示，将试管浸入硝酸汞溶液中，片刻后取出，然后置于空气中，不久铝箔表面生出“白毛”，红墨水柱右端上升，根据实验现象判断下列说法错误的是
(
)
( http: / / www.21cnjy.com )
A．实验中发生的反应都是氧化还原反应
B．铝是一种较活泼的金属
C．铝与氧气反应放出大量的热量
D．铝片上生成的白毛是氧化铝和氧化汞的化合物
思维的灵活性训练(Flexibility
of
thinking
training)
1．取一块用砂纸打磨过的铝箔在空气中加热至熔化，下列说法中不正确的是
(　　)
A．铝失去了光泽
B．剧烈燃烧，火星四射
C．熔化的铝不滴落
D．在加热熔化过程中生成了氧化铝
2．下列关于铝的叙述中，不正确的是
( http: / / www.21cnjy.com )
(　　)
A．铝是地壳中含量最多的金属元素
B．常温下，铝能与NaCl溶液发生置换反应
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
3．除去镁粉中混有的少量铝粉，可选用的试剂是
(　　)
A．稀盐酸
B．稀硫酸
C．氢氧化钠溶液
D．氨水
4．向某溶液中投入铝片后有大量H2放出，则溶液中一定不能大量存在的离子是
(　　)
A．Cl-
B．H+
C．OH-
D．HCO
5．在某无色溶液中缓慢地滴入N
( http: / / www.21cnjy.com )aOH溶液直至过量，产生沉淀的质量与加入的NaOH溶液体积的关系如图所示，由此确定，原溶液中含有的阳离子是
(　　)
( http: / / www.21cnjy.com )
A．H+、Mg2+、Al3+
B．Mg2+、Al3+、Fe2+
C．H+、Ba2+、Al3+
D．只有Mg2+、Al3+
2.
能力拓展
思维的批判性训练(Critical
thinking
training)
1．甲、乙两烧杯中各盛有100
m
( http: / / www.21cnjy.com )L
3
mol/L的盐酸和NaOH溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后测得生成的气体体积比为甲∶乙=1∶2，则加入铝粉的质量为
(　　)
A．5.4
g
B．3.6
g
C．2.7
g
D．1.6
g
2．Mg、Al组成的混合物与足量盐酸反应，产生标准状况下的氢气4.48
L，下列推断中不正确的是
(
)
A．参加反应的Mg、Al共0.2
mol
B．参加反应的HCl为0.4
mol
C．Mg、Al在反应中共失去0.4
mol电子
D．若与足量的稀硫酸反应能产生0.2
mol
H2
3.
铝、氧化铝、氢氧化铝和
( http: / / www.21cnjy.com )可溶性铝盐与过量强碱溶液的反应，其生成物有一定的规律，下列说法中正确的是
(
)
A．都有H2O生成
　　　
B．都有H2生成
C．都有AlO生成
D．都有Al3+生成
4．“易拉罐饮料中铝含量比瓶装饮料高3～6倍
( http: / / www.21cnjy.com )，铝元素的过量摄入对人体是有害的，世界卫生组织把铝确定为食品污染物，许多发达国家已限制易拉罐的生产，若经常饮用易拉罐饮料，不利于人体健康。”以下是几位同学看了这条信息作出的分析，你认为这些分析中正确的是
(
)
A．易拉罐壳是由某种含铝化合物制成的，所以会有部分铝化合物溶解在内装的饮料中
B．易拉罐壳的主要成分是铝合金，常温下铝易与水反应使内装饮料中铝量增大
C．汽水类饮料显酸性，所以这类易拉罐内所装的饮料中会含有一定量的铝离子
D．铝表面易形成保护膜，铝质易拉罐不会使饮料中铝含量增多，这则报道有误
5．除去镁粉中的少量铝粉，可选用
(
)
A．硫酸
B．氢氧化钠溶液
C．水
D．盐酸
思维的深刻性训练(Thinking
profundity
training)
1．有关Al与NaOH溶液反应的说法中，正确
( http: / / www.21cnjy.com )的是
(
)
A．Al是还原剂，NaOH及H2O均是氧化剂
B．还原产物是H2，且由H2O还原所得的H2与由NaOH还原所得的H2物质的量之比为2:1
C．反应中NaOH是氧化剂，NaAlO2是氧化产物
D．此反应中，只有水是氧化剂，NaOH既不是氧化剂也不是还原剂
2．用铝箔包裹0.1
mol金
( http: / / www.21cnjy.com )属钠，用针扎出一些小孔，放入水中，完全反应后用排水集气法收集产生的气体，则收集到的气体为(标准状况)
(
)
A．O2和H2的混合气体
B．1.12
L
H2
C．大于1.12
L
H2
D．小于1.12
L
H2
3．铝、钠混合物投入足量的水中，充分反应后，
( http: / / www.21cnjy.com )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
4．有100
mL
MgC
( http: / / www.21cnjy.com )l2和AlCl3的混合液，其中c(Mg2+)=0.2
mol·L-1，c(Cl-)=1.3
mol·L-1，要使Mg2+完全转化为Mg(OH)2且与Al3+恰好分离，至少需要2
mol·L-1
NaOH溶液的体积为
(
)
A．80
mL　　　　
B．100
mL
C．120
mL　　　　
D．110
mL
5．向20
mL
1
mol·L-1
( http: / / www.21cnjy.com )的Al2(SO4)3溶液中加入30
mL
KOH溶液，充分反应得到0.78
g沉淀，则KOH溶液的物质的量浓度是
(
)
A．1
mol·L-1或3
mol·L-
( http: / / www.21cnjy.com )1
B．3
mol·L－1或5
mol·L-1
C．1
mol·L-1或5
mol
( http: / / www.21cnjy.com )·L-1
D．3
mol·L－1或7
mol·L-1
思维的逻辑性训练(Logical
thinking
training)
1．将2.3g钠投放到97.7g水
( http: / / www.21cnjy.com )中，所得溶液中溶质质量分数为
(
)
A．2.3%　　　　　　　　B．小于2.3%
C．4%
D．大于4%
2．在500
mL
NaOH
( http: / / www.21cnjy.com )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
B．2.0
mol/L
C．1.5
mol/L
D．3.0
mol/L
3．将5.4
g
Al投入到200.
( http: / / www.21cnjy.com )0
mL
2.0
mol/L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．HNO3溶液
B．Ba(OH)2溶液
C．H2SO4溶液
D．HCl溶液
4．a
g钠、铝的混合物，放入b
g水中，反应停止后剩余固体c
g，则反应后溶液中的溶质为
(
)
A．NaOH
B．NaAlO2
C．NaOH和NaAlO2
D．无法确定
5．将a
mol钠和a
mol铝一同投入m
g足量水中，所得溶液密度为d
g·mL－1，该溶液中溶质质量分数为
(
)
A．%　
B．%
C．%
D．%
思维的独创性训练(Originality
of
thinking
training)
1．在杠杆的两端分别挂着质量相同的铝
( http: / / www.21cnjy.com )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
(
)
( http: / / www.21cnjy.com )
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
2．铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠
( http: / / www.21cnjy.com )溶液反应，当两个反应放出的气体在相同状况下体积相同时，反应中消耗的HCl和NaOH的物质的量之比为
(
)
A．1∶1　　　　　　　B．2∶1
C．3∶1
D．1∶3
3．等体积的AlCl3和NaOH两种
( http: / / www.21cnjy.com )溶液混合后，沉淀物中含铝元素的质量与溶液中含铝元素的质量相等，则AlCl3和NaOH两种溶液的物质的量浓度之比为
(
)
A．1∶3或2∶3
B．2∶3或2∶7
C．1∶4或2∶3
D．1∶3或2∶7
4．将一定量的铝钠合金置于水中，合
( http: / / www.21cnjy.com )金全部溶解，得到20
mL
c(OH-)=1
mol·L-1的溶液，然后向溶液中滴加1
mol·L－1的盐酸至沉淀质量最大，消耗盐酸40
mL，则该合金中钠的质量为
(
)
A．0.46
g
B．0.69
g
C．0.92
g
D．0.23
g
5．等体积、等物质的量浓度
( http: / / www.21cnjy.com )的盐酸、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∶7，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
知识拓展
一、铝与酸或碱反应生成H2的量的关系
1．原理：
2Al
+
6HCl
=
2AlCl3
+
3H2↑
2Al～6HCl～3H2↑～6e-
2Al
+
2NaOH
+
2H2O
=
2NaAlO2
+
3H2↑
2Al～2NaOH～3H2↑～6e-
2．规律
（1）等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比=1∶1。
（2）足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比为=1∶3。
（3）一定量的铝分别和一定量的盐酸和氢氧化钠反应，若产生氢气的体积比为<<，
则必定是：
①铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足。
②铝与氢氧化钠反应时，铝不足而氢氧化钠过量。
解题时应充分利用上述过量关系可以快速求解。
3．提示：
（1）1
mol
Al不论和H+还是和OH-完全反应均生成3
g(1.5
mol)H2。
（2）1
mol
Al和H+完全反应消耗3
mol
H+，而1
mol
Al和OH-完全反应消耗1
mol
OH-。
二、金属冶炼的早晚与金属活动性的强弱有关
( http: / / www.21cnjy.com )
上图纵轴表示时间，横轴表示不同金
( http: / / www.21cnjy.com )属。由图可以看出金属冶炼的早晚与金属活动性的强弱有关。越不活泼的金属发现的时间越早，越活泼的金属发现的历史越短。
答案：
温故知新
1．
2．2Al
+
6HCl
=2AlCl3
+
3H2↑
实验探究
答案：
（1）NaOH溶液
（2）2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑
（3）33600(a-c)/b
（4）偏小
思维训练
1.基础练习:
思维的准确性训练(Accuracy
of
thinking
training)
题号
答案
解析
1
B
铜在加热的条件下才能与浓硫酸反应，加热时浓硫酸能与氧化铝反应；铜的导电性能比铝强。
2
B
( http: / / www.21cnjy.com )
3
A
氢氧化铝可溶解于过量的强碱NaOH溶液中，所以④中得不到沉淀。
4
B
根据金属活动性顺序，前面的金属可以把后面的金属从其化合物溶液中置换出来，钠比铝活泼。
5
A
A项，Al2O3与NaOH加热时发生反应Al2O3＋2NaOH=2NaAlO2＋H2O。
题号
答案
解析
1
D
4
mol
Al失去的电子数为12
( http: / / www.21cnjy.com )
mol，根据电子守恒可知，1
mol
H2O被还原，得到2
mol电子，所以转移12
mol电子，需6
mol水作氧化剂。
2
C
铝箔在空气中不能剧烈燃烧。
3
A
无色溶液排除MnO；加入铝片产生H2可能是酸溶液，也可能是碱溶液，碱溶液中Mg2+不能存在；酸溶液中CO不能存在。
4
A
向KOH溶液中滴加Al2(SO4)3
( http: / / www.21cnjy.com )，开始无沉淀生成，后有沉淀生成且沉淀不溶解；向Al2(SO4)3中滴加KOH现象是：先生成白色沉淀后沉淀溶解。
5
D
( http: / / www.21cnjy.com )
思维的广阔性训练(Width
of
thinking
training)
题号
答案
解析
1
A
在Al与NaOH溶液反应中，铝是还原剂，水是氧化剂，NaOH既不是氧化剂也不是还原剂，NaAlO2是氧化产物，氢气是还原产物。
2
A
与食品有关的应控制使用铝的用量。
3
D
铝是一种较活泼的金属，在常温下，铝能与空气里的氧气反应，生成一层致密而坚固的氧化物薄膜，从而保护内部的金属Al不被继续氧化。
4
C
利用铝既能与酸反应，又能与碱反应的
( http: / / www.21cnjy.com )特点，先加入过量烧碱溶液溶解，过滤除去镁，氢氧化铝不与弱酸反应，所以通入过量CO2可以得到Al(OH)3沉淀，过滤即可得到氢氧化铝沉淀。
5
D
铝是一种活泼金属，当表面的氧化铝保护膜
( http: / / www.21cnjy.com )被破坏后，铝在空气中极易与氧气反应生成Al2O3，该反应是放热反应，从而使反应体系的温度升高，压强增大，红墨水柱右端上升，铝浸入硝酸汞溶液中，发生反应2Al＋3Hg2+
=
2Al3+＋3Hg，生成的汞覆盖在铝箔表面，汞不活泼，很难与氧气反应生成氧化汞。
思维的灵活性训练(Flexibility
of
thinking
training)
题号
答案
解析
1
B
打磨掉氧化膜的铝，迅速被O2氧化
( http: / / www.21cnjy.com )为Al2O3，铝失去了光泽，由于Al2O3的熔点比铝高，当加热到铝熔化时，Al2O3薄膜依然完好，熔化的铝不滴落，由于Al2O3薄膜的生成，里面熔化的铝不与O2接触，不能剧烈燃烧，火星四射。
2
B
钠比铝活泼，铝不能置换出钠。
3
C
Mg、Al都是较活泼的金
( http: / / www.21cnjy.com )属，与盐酸、稀硫酸均发生反应，但与氨水都不反应，Al能与NaOH溶液反应，而Mg不能，故可用NaOH溶液除去Al杂质。
4
D
( http: / / www.21cnjy.com )
5
A
首先由溶液为无色可排除B项；一开始加入NaOH无沉淀生成，证明溶液中有H+存在，排除D项；C项加过量NaOH后无沉淀生成；故答案为A。
2.能力拓展
思维的批判性训练(Critical
thinking
training)
题号
答案
解析
1
A
等质量的铝粉分别与足量的HCl和NaOH
( http: / / www.21cnjy.com )溶液反应时，放出H2的体积关系为甲∶乙=1∶1。因2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑，故等物质的量的HCl和NaOH分别与足量的铝粉反应，放出H2的体积关系为甲∶乙=1∶3。本题中产生的H2的体积比甲∶乙=1∶2，说明铝粉的量对盐酸来说是过量的，对NaOH来说是不足的。于是根据0.3
mol
HCl产生H2为0.15
mol，可知铝与NaOH反应产生的H2为0.3
mol，进而求出放入的铝片应为0.2
mol，即5.4
g。
2
A
反应的实质为：Mg＋2H+
=M
( http: / / www.21cnjy.com )g2+＋H2↑，2Al＋6H+=2Al3+＋3H2↑，n(H2)==0.2
mol，则参加反应的n(H+)=0.4
mol。若换成稀H2SO4，同样产生0.2
mol
H2。依据得失电子守恒，由2H+―→H2得电子总数为0.2
mol×2=0.4
mol，故C正确。0.2
mol
Mg提供0.4
mol电子，0.2
mol
Al则提供0.6
mol电子，0.2
mol
Mg、Al混合物提供的电子数大于0.4
mol小于0.6
mol，A不正确。
3
C
2Al＋2NaOH＋2H2O
=
( http: / / www.21cnjy.com )
2NaAlO2＋3H2↑，Al2O3＋2NaOH
=
2NaAlO2＋H2O，Al(OH)3＋NaOH=NaAlO2＋2H2O，Al3+＋4OH-
=AlO＋2H2O，据此可知C项正确。
4
C
汽水显酸性，铝易与酸反应
( http: / / www.21cnjy.com )生成铝离子，C项正确；A项。易拉罐壳是由铝合金制成，而不是铝的化合物，合金属于混合物；B项，铝在常温下不易与水反应；D项，氧化铝、铝都溶于酸性物质。
5
B
铝与NaOH溶液反应而镁不与NaOH溶液反应，所以用NaOH溶液可以除去镁粉中的少量铝粉。
思维的深刻性训练(Thinking
profundity
training)
题号
答案
解析
1
D
在Al与NaOH溶液反应中，铝是还原剂，水是氧化剂，NaOH既不是氧化剂也不是还原剂，NaAlO2是氧化产物，H2是还原产物。
2
C
( http: / / www.21cnjy.com )
3
B
0.1
mol
Na产生H2为
( http: / / www.21cnjy.com )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　　～　　3H22　　　　　　
3x　　　　　0.15
mol
x=0.1
mol
4
A
溶液中阳离子为Mg2+、Al3
( http: / / www.21cnjy.com )+，阴离子只有Cl－。根据电荷守恒：2×0.2＋3×c(Al3+)=1.3
c(Al3+)=0.3
mol·L－1。要使Mg2+和Al3+恰好分离，即Mg2+转化Mg(OH)2，而生成的Al(OH)3又恰好溶解。n(NaOH)＝2n(Mg2+)＋4n(Al3+)=(2×0.02＋4×0.03)mol=0.16
molV===0.08
L
5
C
解本题时要明确：生成的Al(OH)
( http: / / www.21cnjy.com )3沉淀可溶于过量的KOH溶液，所以分两种情况(KOH不足或过量)来讨论。从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不足量时，n(KOH)=3n[Al(OH)3]；②KOH过量时，n(KOH)=4n(Al3+)－n[Al(OH)3]。解题过程可分以下两步进行。（1）求Al3+和Al(OH)3沉淀的物
( http: / / www.21cnjy.com )质的量：n(Al3+)=0.02
L×1
mol·L-1×2=0.04
mol，n[Al(OH)3]=0.78
g/78
g·mol-1=0.01
mol。（2）当KOH不足时：n(KOH)=3n[Al(OH)3]=0.03
mol，c(KOH)=0.03
mol/0.03
L=1
mol·L-1；当KOH过量时：n(KOH)=4n(Al3+)－n[Al(OH)3]=0.16mol－0.01mol=0.15
mol，c(KOH)=0.15
mol/0.03
L=5
mol·L－1。
思维的逻辑性训练(Logical
thinking
training)
题号
答案
解析
1
D
设生成NaOH的质量为x，则：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
2×23
2×40
2.3g
xX==4g
w(NaOH)=×100%=×100%>4%。
2
B
　因为铝粉过量，依据反应方程式：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2
mol
3×22.4
L
n(NaOH)
33.6
L所以n(NaOH)=1.0
mol，c(NaOH)=＝2.0
mol/L。
3
D
( http: / / www.21cnjy.com )
4
B
Na与H2O反应生成NaOH，Al与N
( http: / / www.21cnjy.com )aOH溶液反应生成NaAlO2，由于反应后还有c
g
Al剩余，说明生成的NaOH不足以完全溶解铝，故反应后溶液中的溶质为NaAlO2。
5
C
由　2Na　
～
　2NaOH　
～　
H2↑a
mol　　　　a
mol　　　　a/2
mol2Al　
～　2NaOH　～　2NaAlO2　～　3H2↑a
mol　　　　a
mol　　　　a
mol　　　　3a/2
mol得溶液的质量为50a＋m－(＋a)×2=46a＋m所以w(NaAlO2)=×100%=%。
思维的独创性训练(Originality
of
thinking
training)
题号
答案
解析
1
B
左边Al球与NaOH溶液反应，产生H2，
( http: / / www.21cnjy.com )但没有白色沉淀生成，A项错误；由于NaOH消耗，左边碱性减弱，D项错误；铁球与CuSO4反应，在铁球表面生成红色Cu，由于右边烧杯总质量不变，左边总质量减小，所以杠杆右边下沉，B项正确。左、右两烧杯质量减少量不等，杠杆不会平衡，D项错误。
2
C
2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑　　6
mol　　
3
mol2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑2
mol　　　　　　　
3
moln(HCl)∶n(NaOH)=6∶2=3∶1。
3
B
溶液中铝元素的存在形式可以是
( http: / / www.21cnjy.com )Al3+或AlO。故当溶液中Al3+与Al(OH)3物质的量之比为1∶1时，n(Al3+)∶n(OH-)=2∶3；当溶液中AlO与Al(OH)3的物质的量之比为1∶1时，n(Al3+)∶n(OH－)=2∶7。
4
C
( http: / / www.21cnjy.com )
5
B
因为等量的铝分别与足量的
( http: / / www.21cnjy.com )盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生H2的体积比为1∶1，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，而今产生H2的体积比：<<1，所以反应的情况为：铝过量，盐酸不足；铝不足，氢氧化钠过量。
第三课时
铁的性质
目标导学

1．掌握铁的化学性质及化学方程式；
2．初步学会设计铁与水蒸气反应的实验装置。
温故知新
1．根据金属活动性顺序，推测铁能否与酸反应？
2．铁元素的主要化合价为＋2价和＋3价，Fe单质通常与哪些氧化剂反应生成＋2价？写出有关反应的化学方程式或离子方程式。
3．铁元素在自然界中的存在形式有________。_______只有从太空中掉下的陨石中才能发现。
知识精讲
四、铁
1．物理性质：银白色，有金属光泽、质软；
( http: / / www.21cnjy.com )密度是7.86g/cm3，熔点1535℃，沸点2750℃；具有良好的延性和展性；是电和热的导体具有能被磁铁吸引的特性，纯铁有很强的抗腐蚀能力。
2．化学性质：铁是较活泼的金属，发生化学反应时可生成＋2、＋3两种价态的化合物。
（1）铁与氧气的反应
现象：剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体物质。
反应方程式：3Fe+2O2Fe3O4
( http: / / www.21cnjy.com )
( http: / / www.21cnjy.com )
在常温下，铁在干燥的空气中很难跟氧气发生化学反应；在潮湿的空气中，能跟氧气发生化学反应，生成铁锈。铁与氧气的反应，条件不同，生成物也不同。
（2）铁与氯气的反应
现象：铁在氯气中燃烧，生成棕黄色的烟。
反应方程式：2Fe
+
3Cl22FeCl3
（注意：常、低温下，Fe与Cl2不易发生反应，故可用钢瓶盛贮液氯。）
（3）铁与硫单质的反应
反应方程式：Fe
+
SFeS
（4）铁与水的反应
【科学探究】按图组装实验装置进行实验：
( http: / / www.21cnjy.com )
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操作要领
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。
加热最初排出的是空气，应加热一会儿后，再将导管插入到肥皂水中。
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。
实验结束时，先将导气管撤出，再移去酒精灯，以防止倒吸。
反应方程式：3Fe＋4H2O(g)
Fe3O4＋4H2
（5）铁与非氧化性酸的反应
现象：金属逐渐溶解，有大量气泡产生，溶液变为浅绿色。
反应方程式：Fe+2
HCl=FeCl2+H2↑
Fe
+H2SO4(稀)=FeSO4+H2↑
（6）铁与氧化性酸反应：遇冷的浓硫酸或浓硝酸钝化。在加热条件下与浓硫酸、浓硝酸反应但无H2产生。与稀硝酸在常温下可以发生如下反应：
①
HNO3
(稀)过量时生成Fe3+：Fe＋4HNO3(稀)=Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O。
②
铁粉过量时生成Fe2+：3Fe＋8HNO3
(稀)=3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
（7）铁跟硫酸铜的反应
现象：铁丝表面上覆盖了一层红色的铜，蓝色硫酸铜溶液逐渐变成浅绿色的FeSO4溶液。
反应方程式：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
（8）铁跟氯化铁的反应
反应方程式：Fe＋2FeCl3=
3FeCl2
3．铁的冶炼：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
实验探究
例．某研究小组为了探究“铁与水蒸气”能否发生反应及反应的产物，进行了下列实验：
（1）用如图所示实验装置，在硬质玻璃管
( http: / / www.21cnjy.com )中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热，并通入水蒸气，就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”(石棉绒是耐高温材料，不与水反应)。
( http: / / www.21cnjy.com )
反应一段时间后，有肥皂泡吹起时，用点燃
( http: / / www.21cnjy.com )的火柴靠近肥皂泡，当
时实验现象)，说明“铁与水蒸气”能够进行反应。写出铁与水蒸气反应的化学方程式
。
（2）为了研究一定时间内铁粉的转
( http: / / www.21cnjy.com )化率，他们设计了如下实验：准确称量一定质量的铁粉进行反应，收集并测量反应后生成气体的体积，计算出铁粉的转化率。
①收集并测量气体体积应选图中的________装置。
( http: / / www.21cnjy.com )
②称取0.24
g铁粉与适
( http: / / www.21cnjy.com )量石棉绒混合，然后加热至无气体放出。若室温下氢气密度约为0.088
g/L，最好选用______规格的量筒(选填字母序号)。
A．100
mL
B．200
mL
C．500
mL
D．1
000
mL
③实验收集的气体体积为V
L，则铁粉的转化率为_____________。
思维训练
1.
基础练习:
思维的准确性训练(Accuracy
of
thinking
training)
1．下列关于铁的说法正确的是
( http: / / www.21cnjy.com )
(
)
A．纯铁为灰黑色，所以铁属于黑色金属
B．铁在硫蒸气中燃烧生成Fe2S3
C．纯铁的抗腐蚀能力非常强，铁在干燥的空气里不易被氧化
D．铁的化学性质比较活泼，它能和水蒸气反应生成H2和Fe(OH)3
2．铁在一定条件下与O2、水蒸气反应的
( http: / / www.21cnjy.com )共同产物是
(
)
A．FeO　　　　
B．Fe
( http: / / www.21cnjy.com )2O3
C．Fe3O4
D．Fe(OH)2
3．铁粉可与高温水蒸气反
( http: / / www.21cnjy.com )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
4．下列关于金属元素的叙述正确的是
(
)
A．金属元素单质只有还原性，其离子只有氧化性
B．金属元素的单质在常温下均为固体
C．金属元素在不同化合物中化合价均相同
D．绝大部分金属元素的单质为电的良导体
5．下列化合物中，不能由单质直
( http: / / www.21cnjy.com )接化合而得到的是
(
)
A．FeCl2
B．FeS
C．Fe3O4
D．FeCl3
1．若18g某金属与足量盐酸充分反应，放出22.4L(标准状况)H2，则该金属是
(
)
A．Al
B．Mg
C．Fe
D．Zn
2．铁在一定条件下与O2、水蒸气反应的共
( http: / / www.21cnjy.com )同产物是
(
)
A．FeO
B．Fe2O3
C．Fe3O4
D．Fe(OH)2
3．将铁片放入下列溶液中，铁片溶解，溶液质量减轻的是
(
)
A．稀硫酸
B．硫酸铜溶液
C．稀盐酸
D．AlCl3溶液
4．下列关于金属性质的叙述中正确
( http: / / www.21cnjy.com )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
5．将11.5
g钠、9
g铝、28
g铁分别投入200
mL
1
mol·L－1的盐酸中，结果正确的是
(
)
A．钠与盐酸反应最剧烈，产生的气体最多
B．铝与盐酸反应的速率仅次于钠，但产生的气体最多
C．铁与盐酸反应产生的气体比钠多
D．反应结束时产生的气体一样多
思维的广阔性训练(Width
of
thinking
training)
1．下列金属单质中，不能从
( http: / / www.21cnjy.com )溶液中置换出铜的是
(
)
A．Zn
B．Al
C．Na
D．Fe
2．下列叙述正确的是
(
)
A．Na2O2、MgBr2、FeCl3等物质均可经化合反应一步得到
B．金属铁与铝的性质相似，可与氢氧化钠溶液反应
C．人类历史上大量生产和使用铝、钛、铁、铜四种金属单质的时间先后顺序为铜、铁、钛、铝
D．硫酸钡和氨气因溶解能力差别较大，所以分别属于弱电解质和强电解质
3．将铁片放入下列溶液中，铁片溶解，溶液质量减小的是
(
)
A．稀硫酸
B．硫酸铜溶液
C．稀盐酸
D．氯化铝溶液
4．在雷达的微波过滤器里使用
( http: / / www.21cnjy.com )的铁氧磁性体为钇铁石榴石（Y3Fe5O12），其中Y最高正价为+3价。下列有关叙述中正确的是
(
)
A．可表示为3YO3·3FeO·Fe2O3
B．可表示为Y3O5·Fe3O4·Fe2O3
C．其中钇、铁化合价均为+3价
D．其中钇、铁化合价均有+2、+3价
5．搜狐网报道：中国每年要进口5亿吨左右的
( http: / / www.21cnjy.com )铁矿石，占世界海上铁矿石贸易量的一半以上，随着全球铁矿石价格的上涨，中钢协与澳大利亚必和必拓公司谈判陷入困境。关于铁矿石的说法正确的是
(
)
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
思维的灵活性训练(Flexibility
of
thinking
training)
1．下列有关铁与水反应的说法
( http: / / www.21cnjy.com )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氢气
C．在高温时，铁与水蒸气反应生成氧化铁和氢气
D．在高温时，铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气
2．下列铁的化合物中含铁量最高
( http: / / www.21cnjy.com )的是
(
)
A．Fe2O3
B．Fe3O4
C．FeO
D．FeS2
3．下列反应没有氢气生成的是
( http: / / www.21cnjy.com )
(
)
A．单质钠投入水中
B．铝投入到氢氧化钠溶液中
C．氧化钠投入水中
D．往铁粉中通入水蒸气，并高温加热
4．将28
g铁粉放入100
mL
0.1
mol/L的CuSO4溶液中，充分反应后析出的铜的质量为
(
)
A．32
g
B．6.4
g
C．0.64
g
D．3.2
g
5．a
g铁粉与含有H2SO4的CuSO4
( http: / / www.21cnjy.com )溶液完全反应后，得到a
g铜，则参与反应的CuSO4与H2SO4的物质的量之比为
(
)
A．1∶7
B．7∶1
C．7∶8
D．8∶7
2.
能力拓展
思维的批判性训练(Critical
thinking
training)
1．下列关于铁与水反应的描述中，不
( http: / / www.21cnjy.com )正确的是
(
)
A．铁与水蒸气反应的产物是黑色的Fe2O3
B．红热的铁能与水蒸气反应，放出的气体点燃时能发出爆鸣声
C．铁与水蒸气的反应是氧化还原反应
D．常温下，Fe与H2O不反应，但在空气中的O2、CO2、H2O共同作用下能发生反应
2．某权威刊物中有这样一段描述：“在所
( http: / / www.21cnjy.com )有元素中，铁的原子核是最稳定的，因此，铁在一些大而重的红热巨星的核心堆积……结果，在宇宙的重元素中铁是相当丰富的，在地球上铁也是丰富的。”对该段文字的正确理解是
(
)
A．铁的化学性质很稳定
B．铁的化合物性质很稳定
C．铁的氧化物很稳定
D．铁元素很难因发生核聚变而变成其他元素
3．在Mg、Al、Cu、Fe四种
( http: / / www.21cnjy.com )元素中，每种元素都有某些方面不同于其他三种元素。若从中选出铁元素，则选择的理由正确的是
(
)
A．在冷的浓硫酸、浓硝酸中发生钝化
B．在不同化合物中能显示不同的化合价
C．能与盐酸反应产生氢气，不能与氢氧化钠溶液反应产生氢气
D．能被磁铁吸引
4．等物质的量的铁分别与足量的盐酸、
( http: / / www.21cnjy.com )水蒸气在一定条件下充分反应，则在相同的条件下，产生氢气的体积比是
(
)
A．1∶1
B．3∶4
C．2∶3
D．4∶3
5．下列说法中，错误的是
( http: / / www.21cnjy.com )
(
)
A．钠在空气中燃烧时，先熔化，再燃烧，最后所得产物为Na2O2
B．镁因在空气中形成一层致密的氧化膜保护了里面的镁，故镁不需要像钠似的特殊保护
C．铝制品在生活中非常普遍，是因为铝不活泼
D．铁因在潮湿的空气中生成的氧化膜疏松多孔，不能保护内层金属，故铁制品往往需要涂保护层
思维的深刻性训练(Thinking
profundity
training)
1．红珊瑚栖息于200～2000
m的海域，
( http: / / www.21cnjy.com )产于台湾海峡、南中国海，它与琥珀、珍珠被统称为有机宝石。在中国，珊瑚是吉祥的象征，一直用来制作珍贵的工艺品。红珊瑚是无数珊瑚虫分泌的石灰质大量堆积形成的干支状物，其红色是因为在海底长期积淀某种元素，该元素是
(
)
A．Na
B．Fe
C．Si
D．Cu
2．将适量铁粉投入三氯化铁溶液中，完全
( http: / / www.21cnjy.com )反应后，溶液中的Fe3+和Fe2+浓度相等，则已反应的Fe3+和未反应的Fe3+的物质的量之比是
(
)
A．2∶3
B．1∶2
C．1∶1
D．3∶2
3．对于反应a
A＋b
B=c
C＋d
D
( http: / / www.21cnjy.com )（A、B、C、D表示物质的化学式，a、b、c、d为化学方程式中的化学计量数），下列说法不正确的是
(
)
A．如果质量为m1的A与质量为m2的B恰好完全反应，则生成的C、D的质量之和一定等于(m1＋m2)
B．参加反应的A和B中的原子总数一定等于生成的C和D的原子总数
C．(a＋b)不一定等于(c＋d)
D．A和B中的元素种类，不一定等于C和D中的元素种类
4．已知在温度低于570
℃时，还原铁粉与水
( http: / / www.21cnjy.com )蒸气反应的产物是FeO，高于570
℃时，生成Fe3O4。老师用如图所示实验装置，完成了还原铁粉与水蒸气反应的演示实验。
( http: / / www.21cnjy.com )
甲同学为探究实验后试管内的固体含有哪些物质，进行了下列实验：
实验编号
实验操作
实验现象
①
取少量黑色粉末放入试管中，加入盐酸，微热
黑色粉末逐渐溶解，溶液呈浅绿色；有少量气泡产生
②
向试管中滴加几滴KSCN溶液，振荡
溶液没有出现血红色
根据上述实验，下列说法不正确的是
( http: / / www.21cnjy.com )
(
)
A．试管内的固体一定含有铁粉
B．试管内的固体一定不含有Fe3O4
C．不能确定试管内的固体一定含有FeO
D．可通过将试管内固体彻底还原，分析其质量减小的方法来确定是否含有Fe3O4
5．医疗上颇为流行的“理
( http: / / www.21cnjy.com )疗特效热”，就是利用铁缓慢氧化放出均匀、稳定的热，使患处保持温热状态。若56g铁粉完全氧化成氧化铁，需消耗氧气的质量为
(
)
A．24g　　　
B．32g
C．21g
D．16g
思维的逻辑性训练(Logical
thinking
training)
1．在AgNO3、Cu(NO3)2和Z
( http: / / www.21cnjy.com )n(NO3)2混合溶液中，加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，在滤渣中加入稀盐酸，有气体产生。则下列结论正确的是
(
)
A．滤液中一定有Fe(NO3)3
B．滤渣只含Ag和Cu，一定无Zn
C．滤渣中一定有Ag、Cu和Fe，一定无Zn
D．滤渣中一定有Ag、Cu、Fe和Zn
2．实验室拟用一定量的铁与足
( http: / / www.21cnjy.com )量的稀H2SO4及足量的CuO制备单质铜，有人设计以下两种方案：①FeH2Cu　
②CuOCuSO4Cu
若按实验原则进行操作，则两者制得单质铜的量的比较中，正确的是
(
)
A．①多
B．②多
C．相等
D．无法判断
3．将1.12
g铁粉加入到25
mL
2
mol·L－1的氯化铁溶液中，充分反应后的结果与下列叙述不相符的是(
)
A．铁粉完全溶解，溶液中Cl－浓度基本不变
B．氧化产物和还原产物的物质的量之比为1∶2
C．Fe2＋和Fe3＋的物质的量之比为6∶1
D．反应后，铁粉仍有剩余
4．将铁加入到100mL
( http: / / www.21cnjy.com )某浓度的盐酸中恰好完全反应，反应后生成的气体为VL(标准状况下)，将铝加入到100mL
2mol/L
NaOH溶液中恰好完全反应，充分反应后生成的气体为3VL。下列说法正确的是
(
)
A．原铁和铝的物质的量相等
B．原盐酸的浓度为2mol/L
C．铁加入盐酸中的离子方程式为：2Fe＋6H+=3Fe3+＋3H2↑
D．盐酸与NaOH溶液的物质的量浓度之比为1∶3
5．把足量的铁粉投入到硫
( http: / / www.21cnjy.com )酸和硫酸铜的混合溶液中，充分反应后，残余固体的质量与原来加入的铁粉质量相等，则原溶液中H+和SO的物质的量之比为
(
)
A．1∶4
B．2∶7
C．1∶2
D．8∶31
思维的独创性训练(Originality
of
thinking
training)
1．下列叙述正确的是
(
)
A．金属单质在氧化还原反应中总是作还原剂
B．非金属单质在氧化还原反应中总是作氧化剂
C．钠原子在氧化还原反应中失去1个电子，而铝原子失去3个电子，所以钠的还原性小于铝
D．铝放置在空气中不容易生锈，而铁容易生锈，说明铁比铝更活泼
2．下列反应的离子方程式书写正确的是
( http: / / www.21cnjy.com )
(
)
A．钠与冷水反应：Na＋2H2O=Na+＋2OH-＋H2↑
B．金属铝溶于氢氧化钠溶液：Al＋2OH-=AlO＋H2↑
C．金属铝溶于盐酸中：2Al＋6H+=2Al3+＋3H2↑
D．铁跟稀硫酸反应：2Fe＋6H+=2Fe3+＋3H2↑
3．等物质的量的常见金属A、B、C分别与足量
( http: / / www.21cnjy.com )的稀盐酸反应，所得氢气的体积依次为VA、VB、VC，已知VB=2VC，且VA=VB＋VC，则在金属C的生成物中，该金属的化合价为
(
)
A．＋1
B．＋2
C．＋3
D．＋4
4．Mg、Zn、Al、Fe
( http: / / www.21cnjy.com )四种金属单质分别与足量的稀硫酸作用，放出H2的物质的量如图所示，y轴表示H2的量，则①②③④所表示的金属分别是
(
)
( http: / / www.21cnjy.com )
A．Al、Mg、Fe、Zn
B．Fe、Zn、Mg、Al
C．Mg、Al、Zn、Fe
D．Zn、Fe、Mg、Al
5．为了探究铁及其化合物的
( http: / / www.21cnjy.com )氧化性和还原性，某同学设计如下实验方案，其中符合实验要求且完全正确的是
(
)
实验操作
实验现象
离子反应
实验结论
A
在氯化亚铁溶液中滴加新制氯水
浅绿色溶液变成棕黄色溶液
2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
Fe2+具有还原性
B
在氯化亚铁溶液中加入锌片
浅绿色溶液变成无色溶液
Fe2+＋Zn=
Fe＋Zn2+
Zn具有还原性
C
在氯化铁溶液中加入铁粉
棕黄色溶液变成浅绿色溶液
Fe3+＋Fe=2Fe2+
铁单质具有还原性
D
在氯化铁溶液中加入铜粉
蓝色溶液变成棕黄色溶液
2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
Fe3+具有氧化性
知识拓展
1．铁的几种特性
（1）铁是活泼金属，却有游离态铁存在（陨石中）。铁能被磁体吸引，在磁场作用下，铁自身也能产生磁性。
（2）铁比铜活泼，但
Fe3+的氧化性比Cu2+强。
（3）铁化学性质比较活泼，但铁制容器常温时可以盛放浓H2SO4、浓HNO3和干燥液氯，因铁发生钝化。
2．化学实验设计
（1）化学实验设计的原则
科学性：即实验原理、实验方法、操作程序要科学合理．
安全性：实验操作要尽量避免有危险性的操作，尽量避免与有毒物质接触．
环保性：有毒物质必须处理，以防污染环境．
可行性：设计的实验方案要切实可行，所选用的药品，仪器在现有条件下能得到满足．
简约性：实验设计应尽可能装置简单、步骤简要、药品节约、需时不多、现象明显．
（2）化学实验设计的一般思路
分析实验目的，选择并确定实验原理．
据实验目的和原理，提出实验方案．
根据原理及程序，确定药品，选择仪器，确定操作步骤．
分析实验成败关键，审视细枝末节，修改完善程序．
结果处理：分析现象、处理数据，评价实验误差．
答案：
温故知新
答案：
1．铁能与酸反应，如稀盐酸、稀硫酸
2．Fe→Fe2+：铁与盐酸、稀硫酸，不活泼
( http: / / www.21cnjy.com )金属的盐溶液(如CuSO4溶液)反应，都可实现这种转化。2H+＋Fe=Fe2+＋H2↑，Cu2+＋Fe=
Fe2+＋Cu。
3．游离态、化合态
游离态
实验探究
答案：（1）肥皂泡破裂，有爆鸣声
3Fe＋4H2O(g)
Fe3O4＋4H2
（2）①B
　②B
　③7.7V×100%
( http: / / www.21cnjy.com )
思维训练
1.基础练习:
思维的准确性训练(Accuracy
of
thinking
training)
题号
答案
解析
1
C
A选项纯铁为银白色，A错；B选项铁在硫蒸气中燃烧生成FeS，B错；D选项3Fe＋4H2O(g)
Fe3O4＋4H2，D错
2
C
铁在O2中燃烧生成Fe3O4，铁与水高温时生成Fe3O4和H2。
3
C
3Fe＋4H2O(g)
Fe3O4＋4H2　Δm3
mol　　　　
64
gn(Fe)　　　　
32
g=，解得n(Fe)＝1.5
mol。
4
D
A中Fe2+既有氧化性，又有还原性；B中水
( http: / / www.21cnjy.com )银(汞)在常温下为液体；C中对于过渡金属元素有变价，不同化合物化合价不尽相同，如＋3价的Fe和＋2价的Fe。
5
A
Fe与Cl2反应生成FeCl3。
题号
答案
解析
1
A
n(H2)==1mol，产生1mol
H
( http: / / www.21cnjy.com )2反应中转移2mol电子，根据反应方程式关系可得反应消耗Al、Mg、Fe、Zn的质量分别为：18g、24g、56g、65g。
2
C
铁在氧气中点燃生成Fe3O4，与H2O(g)在高温下反应也生成Fe3O4。
3
B
( http: / / www.21cnjy.com )
4
C
Na与O2的反应产物是由反应条件决定的，常
( http: / / www.21cnjy.com )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。
5
A
11.5
g钠、9
g铝、28
g铁
( http: / / www.21cnjy.com )对于200
mL
1
mol·L-1的盐酸均过量，所以后两者生成的气体均为0.1mol，剩余的钠还与水反应，所以产生的气体最多；钠也比铝、铁活泼，反应最剧烈。
思维的广阔性训练(Width
of
thinking
training)
题号
答案
解析
1
C
虽然钠比铜活泼，但与盐溶液反应时，钠先与水反应生成氢氧化钠，氢氧化钠再和盐反应。
2
A
钠与氧气加热生成Na2O2，Mg与B
( http: / / www.21cnjy.com )r2反应生成MgBr2，Fe与Cl2反应生成FeCl3，A正确；金属铁不与氢氧化钠溶液反应，B错误；C项人类使用这四种金属的先后顺序为铜、铁、铝、钛；硫酸钡属于强电解质，氨气属于非电解质，D错误。
3
B
( http: / / www.21cnjy.com )
4
C
设铁的化合价为x，据化合价代数和为零的原则有(+3)×3+5x+(－2)×12=0，解得x=+3。
5
C
赤铁矿的主要成分是Fe2O
( http: / / www.21cnjy.com )3，Fe2O3俗称铁红，铁矿石主要有磁铁矿（Fe3O4）、赤铁矿（Fe2O3），而铁锈的主要成分为Fe2O3·xH2O。
思维的灵活性训练(Flexibility
of
thinking
training)
题号
答案
解析
1
D
在高温时，铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气3Fe＋4H2O(g)
Fe3O4＋4H2
2
C
A选项
Fe∶O
=
2∶3，B选项
( http: / / www.21cnjy.com )Fe∶O=3∶4，C选项
Fe∶O=1:1，D选项将Fe∶S=1:2，转换成Fe∶O=1∶4（硫的原子量是氧的2倍），以此得改写后的化学式分别为：FeO1.5、FeO1.33、FeO、FeO4，含铁量最高，也即含氧量最低，因此可得正确答案为C。
3
C
A项，发生反应2Na＋2H2O
=
2Na
( http: / / www.21cnjy.com )OH＋H2↑；B项，发生反应2Al＋2NaOH＋2H2O
=
2NaAlO2＋3H2↑；C项，Na2O与H2O反应生成NaOH；D项，发生反应3Fe＋4H2O(g)
Fe3O4＋4H2。
4
C
n(Fe)==0.5
mol，n(CuSO4)=0.100
L×0.1
mol/L=0.01
mol，由CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu可知Fe过量，所以应按CuSO4的量计算：n(Cu)=n(CuSO4)=0.01
mol。m(Cu)=0.01
mol×64
g·mol－1=0.64
g。
5
B
设参与反应的CuSO4和H2SO4的物质的量分别为x、y，则根据相应的化学方程式得：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cux
x
xFe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑y
y又根据题意，固体的质量不变，故有：(x＋y)·56
g·mol－1=64
g·mol－1·x=a
g
解得=。
2.能力拓展
思维的批判性训练(Critical
thinking
training)
题号
答案
解析
1
A
铁与水蒸气反应的化学方程式为：3Fe＋4H
( http: / / www.21cnjy.com )2O(g)
Fe3O4＋4H2，生成黑色的Fe3O4，A项错误；H2在不纯的氧气中点燃时能发出爆鸣声，B项正确；该反应为氧化还原反应，C项正确；常温下，铁在潮湿的空气中被缓慢氧化，D项正确。
2
D
( http: / / www.21cnjy.com )
3
D
A项Fe、Al在冷的浓硫酸、浓硝酸中均
( http: / / www.21cnjy.com )发生钝化；B项Fe、Cu均有可变化合价；C项Fe、Mg均与盐酸反应产生氢气而不与NaOH溶液反应；只有D项能“被磁铁吸引”是金属铁的特性。
4
B
由化学方程式得如下关系：Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑　①1
mol　　　　　　　V
L3Fe＋4H2O(g)===Fe3O4＋4H2　②3
mol　　　　　　　　　4V
L①式中3
mol
Fe产生3V
L
H2，②式3
mol
Fe产生4V
L
H2，故氢气的体积比为3∶4。
5
C
钠与氧气反应时，条件不同，产物就不
( http: / / www.21cnjy.com )同，钠在加热或点燃条件下的产物为Na2O2，故A项正确。镁表面能生成致密的氧化膜，保护内层金属，而钠易被氧化需特殊保护，故B项正确。铁锈疏松多孔，故铁制品需涂保护层，故D项正确。铝表面能生成致密的氧化膜，保护内层金属，但铝的化学性质比较活泼，如常温下能与盐酸、氢氧化钠溶液反应，故C项错误。
思维的深刻性训练(Thinking
profundity
training)
题号
答案
解析
1
B
根据平常对各元素的化合物性质的了解得知，铁的化合物多数有颜色，红色的比较多。
2
A
发生的反应为：2Fe3+＋Fe=3Fe2
( http: / / www.21cnjy.com )+，设溶液反应后Fe2+的物质的量为3
mol，则反应掉Fe3+
2
mol，剩余Fe3+为3
mol，所以已反应的Fe3+和未反应的Fe3+的物质的量之比是2∶3。
3
D
化学反应中的守恒既包括质量守恒，也包括元素种类守恒，原子个数守恒，故D错误。
4
B
由加入盐酸溶解时有少量气泡
( http: / / www.21cnjy.com )产生，说明黑色粉末中含有铁粉，则铁粉能与三价铁离子反应生成二价铁离子，故不能确定黑色粉末是否含有Fe3O4，B项错误。
5
A
由反应Fe→Fe2O3知Fe2O3中O质量为1.5mol×16g/mol＝24g，则知消耗O2质量为24g。
思维的逻辑性训练(Logical
thinking
training)
题号
答案
解析
1
C
依金属活动性顺序表知，铁能置换
( http: / / www.21cnjy.com )出银、铜但不能置换出锌，故滤渣中能与盐酸反应生成氢气的一定是铁，铁过量，则AgNO3、Cu(NO3)2与铁反应完全，溶液中不能存在Fe(NO3)3。
2
B
①中在H2还原CuO之前应先通入一段时间的H2，故②中制得的单质铜较多。
3
D
( http: / / www.21cnjy.com )
4
B
Al与NaOH溶液的反应
( http: / / www.21cnjy.com )为2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑2mol
2mol
3moln(Al)
0.1L×2mol/L
n(H2)列比例＝，解得n(H2)＝0.3mol＝，解得n(Al)＝0.2mol由Al与NaOH溶液反应生成的气体为3VL，得＝0.3mol，则V＝2.24L。再根据反应Fe＋2HCl＝FeCl2＋H2↑，可求出反应的Fe的物质的量为0.1mol，HCl的物质的量为0.2mol，则c(HCl)＝＝2mol/L，B正确；由上述数据分析知铁、铝物质的量不等，A错；Fe与盐酸反应生成Fe2+，C错；盐酸与NaOH溶液的物质的量浓度之比为1∶1，D错。
5
A
由题可知反应的铁粉与生成的铜质量相等又H2SO4～Fe，CuSO4～Fe～Cu有[n(H2SO4)＋n(CuSO4)]×56＝64n(CuSO4)n(H2SO4)/n(CuSO4)=1/7
→n(H+)/n(SO42-)=1/4
思维的独创性训练(Originality
of
thinking
training)
题号
答案
解析
1
A
( http: / / www.21cnjy.com )
2
C
A中，电荷不守恒，正确的离子方程式为：2Na
( http: / / www.21cnjy.com )＋2H2O=2Na+＋2OH-＋H2↑；B中，不符合反应实际，正确的离子方程式为：2Al＋2OH-＋2H2O=2AlO＋3H2↑；D中，稀H2SO4与Fe反应只会生成Fe2+：Fe＋2H+
=
Fe2+＋H2↑。
3
A
VB=2VC，VA=VB＋VC=
( http: / / www.21cnjy.com )3VC，根据得失电子守恒，A失去的电子为C的3倍，金属最外层电子一般<4，故A的化合价为C的3倍，C的化合价只能为＋1价。
4
A
当产生1
mol
H2时所需4种金属的质量如下：Al
～
H2、
Mg
～
H2、
Fe
～
H2、　Zn
～
H218
g　
1
mol　
24
g　1
mol
56
g　1
mol
65
g　
1
mol结合图象知①②③④分别是Al、Mg、Fe、Zn。
5
A
实验目的是探究铁及其化合物的性质，B项
( http: / / www.21cnjy.com )，结论应是Fe2+具有氧化性，锌具有还原性虽正确，但不符合实验要求；C项，离子反应中电荷不守恒，正确的离子方程式为2Fe3+＋Fe
=
3Fe2+；D项，溶液颜色由棕黄色变成浅绿色。
硫酸铜溶液
投入Na，并与水剧烈
反应，Na熔成小球
Na燃烧，并有
沉淀物生成
生成大量的
沉淀物生成

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