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第三章 第1讲
(本栏目内容在学生用书中以活页形式分册装订！)
一、选择题
1．把一小块金属钠放入下列溶液中，既能产生气体又会出现白色沉淀的是
(　　)
A．稀硫酸　　　　　　　　　 B．氢氧化钾稀溶液
C．硫酸铜溶液 D．氯化镁溶液
【解析】　A、B项中只产生气体，C项中既产生气体又产生蓝色沉淀。
【答案】　D
2．观察是研究物质性质的一种基本方法。一同学将一小块金属钠露置于空气中，观察到下列现象：银白色变灰暗变白色出现液滴白色固体，下列说法正确的是
(　　)
A．①发生了氧化还原反应
B．②变白色是因为生成了碳酸钠
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
【解析】　①4Na＋O2===2Na2O，属于氧化还原反应，故A项正确；②Na2O＋H2O===2NaOH，故B项错误；③中因NaOH易潮解，吸收空气水蒸气，表面形成溶液，故C项错误；④中发生反应2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O，故D项错误。
【答案】　A
3．所谓合金就是不同种金属(也包括一些非金属)在熔化状态下形成的一种熔合物或冷却后的固体。下表中金属难与表中其他金属形成二元合金的元素是(多选)
(　　)
Fe Cu Zn Ag Au W
熔点/℃ 1 535 1 083 419.5 960.8 1 063 3 380
沸点/℃ 2 750 2 595 907 2 212 2 707 5 627
A.Fe B．Zn
C．Ag D．W
【解析】　若形成合金则需要两种金属有共同的熔化状态。而B的熔点过低，D的熔点过高，难以与其他金属形成共熔物(即合金)。
【答案】　BD
4．下列反应的离子方程式书写正确的是
(　　)
A．钠和冷水反应：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↑
【解析】　A中电荷数不平衡；B中反应原理错误，铝与强碱溶液反应的本质是水作氧化剂；D不符合反应事实。
【答案】　C
5．下列叙述中，正确的是
(　　)
A．常温下铝跟浓硫酸、浓硝酸、浓盐酸都不反应
B．两份相同质量的铝粉，分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生的氢气的质量前者多
C．工业上常利用铝热反应来冶炼难熔金属，如Cr、V、W等
D．铝的活泼性比钠弱，故可用金属钠将铝从它的盐溶液中置换出来
【解析】　浓硫酸、浓硝酸常温下使铝钝化，其钝化过程发生的是氧化还原反应，而铝与浓盐酸可反应产生氢气；由Al与盐酸、氢氧化钠溶液反应的方程式易知相同质量的Al与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生的H2的质量相等；钠投入到铝的盐溶液中，其实质是先与水反应生成碱。
【答案】　C
6．将1.12 g铁粉加入25 mL 2 mol·L－1氯化铁溶液中，充分反应后，其结果是
(　　)
A．铁有剩余，溶液呈浅绿色，Cl－浓度基本不变
B．往溶液中滴入无色KSCN溶液，显红色
C．Fe2＋和Fe3＋的物质的量之比为5∶1
D．氧化产物和还原产物的物质的量之比为2∶5
【解析】　n(Fe)＝＝0.02 mol，n(Fe3＋)＝25 mL×10－3 L·mL－1×2 mol·L－1＝0.05 mol，由反应：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋可知Fe3＋过量，加入KSCN溶液，溶液显红色，溶液中n(Fe2＋)＝3n(Fe)＝0.06 mol，溶液中n(Fe3＋)＝0.05 mol－2n(Fe)＝0.01 mol，氧化产物与还原产物物质的量之比为1∶2。
【答案】　B
7．铜、银、金是人类认识最早的三种金属，因为很早就被人们用作钱币，因而有“货币金属”之称。由于铁的金属性比铜、银、金强，相对而言，人类认识铁稍晚。某研究性学习小组为了证明铁的金属活动性比铜强，他们设计了如下方案：
①铁片置于硫酸铜溶液中有铜析出。
②铁、铜和氯气反应分别生成FeCl3和CuCl2。
③足量的铁粉和铜粉分别与浓硫酸反应生成FeSO4和CuSO4。
④铜片置于FeCl3溶液中铜片逐渐溶解。
⑤把铁片和铜片置于盛有稀硫酸的烧杯中，并且导线连接，铁片上无气泡产生，而铜片上有气泡产生。
⑥把铁片和铜片置于盛有浓硝酸的烧杯中，并用导线连接，铁片上有气泡产生，而铜片上无气泡产生。
以上设计合理的有
(　　)
A．两种方案 B．三种方案
C．四种方案 D．五种方案
【解析】　①铁置换铜，由氧化还原方程式可知还原性Fe>Cu；②金属的活泼性与得失电子的数目没有直接的关系，故不能据此判断；③与浓硫酸反应也无法比较铁和铜的活动性；④据此反应只能判断Cu的还原性强于Fe2＋，但不能判断Fe和Cu的还原性；⑤铁、铜与稀硫酸组成原电池，铁作为负极，证明金属活泼性铁比铜强；⑥铁、铜与浓HNO3组成原电池，Fe发生钝化，所以Fe做正极，不能说明铁比铜活泼。故①、⑤两种方案合理。
【答案】　A
8．将10 g铁碳合金放入氧气中高温灼烧，反应后的气体通入过量石灰水中得到沉淀1.4 g。则此铁碳合金是
(　　)
A．生铁　　　　　　　　　 B．高碳钢
C．中碳钢 D．低碳钢
【解析】　铁碳合金灼烧时，碳生成CO2，铁生成铁的氧化物，利用守恒法得n(碳)＝n(CaCO3)，另外还需要了解铁合金中的含碳量。沉淀为CaCO3,1.4 g 为0.014 mol。根据碳守恒，合金中的碳也为0.014 mol。w(C)＝×100%＝1.68%，所以为高碳钢。
【答案】　B
9．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，则加入铝粉质量为
(　　)
A．5.4 g　　　　　　　　　　 B．3.6 g
C．2.7 g D．1.8 g
【解析】　其反应原理为：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。
【答案】　A
二、非选择题
10．为确定某铝热剂(含氧化铁和铝)的组成，分别进行下列实验。
(1)若取a g样品，向其中加入足量的NaOH溶液，测得生成的气体(标准状况，下同)体积为b L。
反应的化学方程式是________________________________________________；样品中铝的质量为________g。
(2)若取a g样品将其点燃，恰好完全反应，该反应的化学方程式是________________________________，氧化铁与铝的质量比是__________。
(3)待(2)中反应产物冷却后，加入足量盐酸，测得生成的气体体积为c L，该气体与(1)中所得气体的体积比c∶b＝_________________________________________________。
【解析】　(1)铝热剂中的铝与NaOH反应，铝与氢气的关系式为：
2Al　　　～　　　 3H2
2×27 g 3×22.4 L
m(Al) b L
所以：m(Al)＝g＝g
(2)根据反应：2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3。氧化铁与铝的质量比为：m(Fe2O3)∶m(Al)＝160∶54＝80∶27。
(3)在铝热反应后的生成物中加入足量盐酸，Al2O3、Fe均与盐酸发生反应，但盐酸与Fe反应才放出气体。
Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，要知道放出多少气体，必须知道铁的质量或Fe2O3的质量，但题目要求是Al、Fe与盐酸反应产生H2体积比，只要知道铝热剂中Al与Fe元素的物质的量之比即可求出。
2Al　　～　　Fe2O3　　～　　2Fe
↓ ↓
3H2 2H2
b c
故b∶c＝3∶2。
【答案】　(1)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑　
(2)2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe　80∶27
(3)2∶3
11．Fe和Al是两种常见的金属，将它们按一定的质量比组成混合物。
(1)取一定质量的该混合物，向其中加入足量的NaOH溶液，生成气体的体积在标准状态下为a L，则反应的离子方程式为
________________________________________________________________________；
混合物中Al的物质的量为________________(用含字母的数学式表示)。
(2)另取相同质量的该混合物，向其中加入足量的稀硫酸，固体全部溶解，生成气体的体积在标准状况下为b L，则反应中转移电子的物质的量为________；混合物中Fe的质量为________(用含字母的数学式表示)。
(3)向(2)所得的溶液中加入过量的氢氧化钠溶液，将产生的沉淀过滤、洗涤、干燥、燃烧后得到一种固体，经称量发现该固体的质量和原混合物的质量恰好相等，则原混合物中铝的质量分数为________。
【解析】　(1)考查了铝可与强碱溶液反应这一特殊性质。发生的反应为：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，产生的a L气体全部是金属铝与氢氧化钠溶液反应生成的。根据反应方程式得金属铝的物质的量为 mol×＝ mol。
(2)根据每生成1 mol H2转移2 mol电子知，生成b L氢气转移电子的物质的量为：mol×2＝ mol。
根据反应方程式2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑和2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑知，相同质量的铝与足量的NaOH溶液、稀硫酸反应时产生的氢气的量相同，所以混合物中金属铁产生的氢气的量为：(b－a)L，所以混合物中金属铁的质量为： mol×56 g·mol－1＝ g。
(3)根据题意知，最后所得的固体为Fe2O3，再根据质量守恒定律知：Fe2O3中氧元素的质量与原金属混合物中铝的质量相等，则原混合物中铝的质量分数为：×100%＝30%。
【答案】　(1)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
mol　(2) mol　 g　(3)30%
12．钠在空气中燃烧(如下图1)生成的固体物质中除有黄色粉末外，还有黑色固体物质——碳。
(1)请假设黑色固体物质可能产生的原因是：
假设_____________________________________________________________________；
假设_____________________________________________________________________；
假设_____________________________________________________________________。
(2)为确认以上其中一种假设的正误，某同学进行如下推断：由于金属钠与氧的结合能力比碳强，因此黑色碳可能是二氧化碳与金属钠发生置换反应而生成。该同学设计实验如下：
用打孔器钻取一段金属钠，取中间一小块钠放在充满二氧化碳气体的硬质玻璃(如图2)中加热，观察到钠燃烧发出黄色火焰，并有黄色固体和黑色固体生成，生成的黄色固体立即变成白色。
请回答下列问题：
①用打孔器取金属钠的原因是_______________________________。
②产生以上现象的化学反应方程式为
________________________________________________________________________
________________________________。
【解析】　(1)根据反应的条件及反应环境可知生成的黑色物质只能是碳单质。产生碳单质的原因可能是含碳物质的不完全燃烧，也可能是空气中的CO2与Na发生置换反应。
(2)要想证明黑色的碳是由CO2与钠发生置换反应而生成的，首先要排除含碳物质的不完全燃烧，以及所取的钠表面残留的煤油。
【答案】　(1)①金属钠上有没擦干净的煤油，不完全燃烧生成的碳　②酒精不完全燃烧生成的碳　③酒精燃烧产生的二氧化碳(或空气中的二氧化碳)与金属钠反应生成的碳
(2)①取得较纯的Na
②2Na＋CO2C＋Na2O2、2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2或Na2O2＋2Na2Na2O
13．(2010年莱芜质检)铝镁合金已经成为轮船制造、化工生产等行业的重要材料。研究性学习小组的三位同学为测定某含镁3%～5%的铝镁合金(不含其他元素)中镁的质量分数，设计下列三种不同实验方案进行探究，请回答下列问题：
[探究一]
实验方案：铝镁合金测定剩余固体质量
实验中发生反应的化学方程式：____________________________________________
____________________________。
实验步骤：
(1)称取5.4 g铝镁合金粉末样品投入V mL 2.0 mol/L NaOH溶液中，充分反应，NaOH溶液的体积V≥________。
(2)过滤、洗涤、干燥、称量固体，该步骤中若未洗涤固体，测得镁的质量分数将________(填“偏高”或“偏低”)。
[探究二]
实验方案：铝镁合金测定生成气体的体积
实验装置：
问题讨论：
(1)某同学提出该实验装置不够完善，应在A、B之间添加一个干燥、除酸雾的装置。你的意见是________(填“需要”或“不需要”)。
(2)为使测定结果尽可能精确，实验中应注意的问题是(写出两点)：
①________________________________；
②________________________________________________________________________
________________________________________。
[探究三]
实验方案：称量x g铝镁合金粉末，放在如下图所示装置的惰性电热板上，通电使其充分灼烧。
问题讨论：
(1)欲计算Mg的质量分数，该实验中还需要测定的数据是
______________________。
(2)若用空气代替O2进行实验，对测定结果是否有影响？
________(填“是”或“否”)。
【解析】　[探究一]　(1)利用NaOH将Al反应，余下的为Mg。合金质量5.4 g，Al的最小质量为5.4 g×95%，Al与NaOH按1∶1反应，
V(NaOH)＝＝＝0.095 L，即95 mL，Al的最大质量为5.4×97% V(NaOH)＝97 mL。
所以V(NaOH)≥97 mL。
(2)若不洗涤沉淀，杂质附着在Mg上，使结果偏高。
[探究二]　(1)酸雾可溶于水，不需要加除酸雾装置。
(2)注意量气装置的使用：①要检查气密性；②读数时一定要保证B、C装置中液面相平。
[探究三]　(1)利用合金与O2充分反应后增加的质量和合金反应前的质量可以推算出Mg、Al各自的质量。(2)如果用空气代替O2，空气中N2、CO2会与Mg反应：N2＋3MgMg3N2，CO2＋2Mg2MgO＋C，对实验造成影响。
【答案】　[探究一]　2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
(1)97 mL　(2)偏高
[探究二]　(1)不需要　(2)①检查装置的气密性　②合金完全溶解(或加入足量盐酸，或调整量气管C的高度，使C中液面与B中液面相平等合理答案均可)
[探究三]　(1)灼烧后固体的质量　(2)是
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一、金属及其化合物的相互转化
1．钠及其重要化合物的转化关系
2．铝及其重要化合物的转化关系
3．铁及其重要化合物的转化关系
二、金属材料
章末高效整合
本章知识网络①
NH3+H20 +C02
HC
CH3COoNa
Na2o
N
a2
CH3COOH
C
H20
CO2
CO2+H20
Nac
N
Naoh
Na2cO3
NaHCO3
(熔融)电解
点
Ca(oH2
CL
2
y Naclo
HCI
CO2
Na2O2
HCI
N△ A1O2 CO2H或适量B
邮9
O2点燃(或Fe2O3高温)
AL
Al2O3
Al(OH)
熔融)电解
AlCI3
Fe2( so4)3
Fe302
Fe(scn)3
Fe203
△
H2SOz
Cl2、点燃
Naoh
Fe so
Fecl3
Fe(on)3
HCI
正叶
Naoh
FeS
Feom hci
FeCl2
HCI
Fe(oH)2
单质
钢
黑色金属材料
碳素钢中碳钢
高碳钢
属材料
轻金属:铝合金、镁合金等
金属
有色金属材料{高熔点金属
稀土金属
贵金属
PISI
(单元质量检测
27经
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第三章 第2讲
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一、选择题
1．下列反应中，其产物的颜色按红、红褐、淡黄、蓝色顺序排列的是
(　　)
①金属钠在纯氧中燃烧　②FeSO4溶液中滴入NaOH溶液，并在空气中放置一段时间　③FeCl3溶液中滴入KSCN溶液
④无水硫酸铜放入医用酒精中
A．②③①④　　　　　　 B．③②①④
C．③①②④ D．①②③④
【解析】　产物及颜色分别为：①Na2O2——淡黄色；
②Fe(OH)3——红褐色；③Fe(SCN)3——红色；
④CuSO4·5H2O——蓝色。
【答案】　B
2．2005年度诺贝尔生理学或医学奖授予巴里·马歇尔和罗宾·沃伦，以表彰他们发现了幽门螺杆菌以及该细菌对消化性溃疡病的致病机理。下列物质适合胃溃疡严重的病人使用的是
(　　)
A．胃舒平[主要成分是Al(OH)3]
B．苏打(主要成分是Na2CO3)
C．小苏打(主要成分是NaHCO3)
D．碳酸钡粉末
【解析】　胃溃疡严重的病人胃黏膜已腐烂，如果服用苏打或小苏打会产生大量气体，加剧胃黏膜表面穿孔，使病情更加严重；碳酸钡虽能中和胃酸，但是生成的钡离子有毒并且产生气体。
【答案】　A
3．为除去括号内的杂质，所选用的试剂或方法不正确的是
(　　)
A．Na2CO3溶液(NaHCO3)，选用适量NaOH溶液
B．NaHCO3溶液(Na2CO3)，应通入过量的CO2气体
C．Na2O2粉末(Na2O)，将混合物在空气中加热
D．Na2CO3溶液(Na2SO4)，加入适量的Ba(OH)2溶液，过滤
【解析】　Ba(OH)2＋Na2SO4===BaSO4↓＋2NaOH，虽除去了Na2SO4但又增加了新的杂质NaOH。
【答案】　D
4．等物质的量的N2、O2、CO2混合气体通过Na2O2后，体积变为原体积的(同温同压)，这时混合气体中N2、O2、CO2物质的量之比为
(　　)
A．3∶4∶1 B．3∶3∶2
C．6∶7∶3 D．6∶9∶0
【解析】　设等物质的量的N2、O2、CO2三种气体在通过Na2O2前的体积皆为，则其中只有CO2与Na2O2反应，由题意：
2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2　　体积差(ΔV)
2 1 1
x x
知通过Na2O2后三者的体积比：V(N2)∶V(O2)∶V(CO2)＝∶∶＝3∶4∶1。
【答案】　A
5．(2010年肇庆质检)下列各种物质既能与强酸溶液反应又能与强碱溶液反应的是
(　　)
①Al　②AlCl3　③NaAlO2　④Al(OH)3　⑤Al2O3　⑥NaHCO3
A．①②③④⑤⑥ B．①③④⑤
C．④⑤ D．①④⑤⑥
【解析】　下表中，“√”表示能反应，“?”表示不能反应
① ② ③ ④ ⑤ ⑥
强酸 √ × √ √ √ √
强碱 √ √ × √ √ √
【答案】　D
6．某溶液中有NH、Mg2＋、Fe2＋和Al3＋四种阳离子，若向其中加入过量的NaOH溶液，微热并搅拌，再加入过量盐酸，溶液中大量减少的阳离子是
(　　)
A．NH和Fe2＋ B．Al3＋和NH
C．Al3＋和Fe2＋ D．Mg2＋和Al3＋
【解析】　溶液中加入过量NaOH溶液，微热，再加入过量盐酸，发生下列反应：NH＋OH－NH3↑＋H2O(使NH大量减少)；Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O(Mg2＋不变)；Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O(使Fe2＋变为Fe3＋而大量减少)；Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O，AlO＋4H＋===Al3＋＋2H2O(Al3＋不变)。
【答案】　A
7．在FeCl3和CuCl2的混合溶液中加入铁屑，反应结束后滤出固体物质，滤液中的阳离子可能是
(　　)
①有Fe2＋　②Fe2＋和Fe3＋　③Fe2＋和Cu2＋　④Cu2＋和Fe3＋
A．①③ B．②④
C．①④ D．②③
【解析】　题中“滤出固体”说明是单质Cu或Cu、Fe的混合物，则溶液一定没有Fe3＋，一定有Fe2＋，可能有Cu2＋。
【答案】　A
8．下列各组物质的稀溶液相互反应，无论是前者滴入后者，还是后者滴入前者，反应现象都相同的是
(　　)
A．NaHSO4和Ba(OH)2 B．AlCl3和NaOH
C．NaAlO2和H2SO4 D．Na2CO3和盐酸
【解析】　若AlCl3溶液滴入NaOH溶液中：Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O，Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓，所以现象为先无沉淀，后产生沉淀；若NaOH溶液滴入AlCl3溶液中：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O，所以现象为先产生沉淀，后沉淀溶解，故现象不同，B项不正确。若NaAlO2溶液滴入H2SO4溶液中：AlO＋4H＋===Al3＋＋2H2O，Al3＋＋6H2O＋3AlO===4Al(OH)3↓，所以现象为先无沉淀生成，后产生沉淀；若H2SO4溶液滴入NaAlO2溶液中：AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓，Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O，所以现象为先产生沉淀，后沉淀溶解，故现象不同，C项不正确。若盐酸滴入Na2CO3溶液中：CO＋H＋===HCO，HCO＋H＋===H2O＋CO2↑，所以现象为先无气体，后产生气体；若Na2CO3溶液滴入盐酸中：CO＋2H＋===H2O＋CO2↑，立即产生气体，直至反应结束，故现象不同，D项不正确。
【答案】　A
9．(2010年威海质检)已知A、B、C是单质且C是绿色植物光合作用的产物之一，X、Y是化合物，它们之间的转化关系如右图(反应条件略)：
下列A、B间的对应关系，不正确的是
(　　)
A．A是铝，B是铁 B．A是碳，B是硅
C．A是氢气，B是铜 D．A是钠，B是氢气
【解析】　由题意知C为O2。对于A项A为Al，B为铁，则X为Fe3O4，Y为Al2O3，符合框图关系；对于B项，A为C，B为Si时，X为SiO2，Y为CO符合框图转化关系；对于C项为符合转化关系；对于D项不符合转化关系。
【答案】　D
10．(2009年北京高考)由短周期元素组成的中学常见无机物A、B、C、D、E、X存在如下图所示的转化关系(部分生成物和反应条件略去)。
下列推断不正确的是
(　　)
A．若X是Na2CO3，C为含极性键的非极性分子， 则A一定是氯气，且D和E不反应
B．若A是单质，B和D的反应是OH－＋HCO===H2O＋CO，则E一定能还原Fe2O3
C．若D为CO，C能和E反应，则A一定为Na2O2，其电子式是
D．若D为白色沉淀，与A摩尔质量相等，则X一定是铝盐
【解析】　A项，当A为NO2时，3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，HNO3与Na2CO3反应产生CO2，CO2＋Na2CO3＋H2O===2NaHCO3，也符合框图；B项，由B和D的反应可知，B为强碱，则A为Na等非常活泼的金属，E为H2，X为CO2等酸性气体；C项，此时B为O2，X为C，C为CO2，CO2可与E(NaOH)反应；D项，短周期元素形成白色沉淀有Mg(OH)2、Al(OH)3，且A与D的摩尔质量相等，则由Al(OH)3为78 g/mol，推知A为Na2O2，B为NaOH，X为铝盐：4OH－＋Al3＋===AlO＋2H2O，Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓。
【答案】　A
11．(2009年全国卷Ⅰ)为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度，现将w1 g样品加热，其质量变为w2 g，则该样品的纯度(质量分数)是
(　　)
A. B.
C. D.
【解析】　设样品中含NaHCO3 x g，
2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O　Δm
2×84 106 62
x w1－w2
x＝(g)，
则Na2CO3的质量分数为：＝。
【答案】　A
12．某稀溶液中含有Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3，若向其中逐渐加入铁粉，溶液中Fe2＋浓度和加入铁粉的物质的量之间的关系如下图所示。则稀溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3物质的量浓度之比为
(　　)
A．1∶1∶1　　　　　　　 B．1∶3∶1
C．3∶3∶8 D．1∶1∶4
【解析】　据氧化性由强到弱的顺序HNO3>Fe3＋>Cu2＋，可知随铁粉的增加，反应的方程式分别为：
4HNO3＋Fe===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O
4 mol　1 mol　　1 mol
2Fe(NO3)3＋Fe===3Fe(NO3)2
2 mol　　　1 mol 　3 mol
Cu(NO3)2＋Fe===Fe(NO3)2＋Cu
1 mol　　　1 mol　 1 mol
所以原溶液中，Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3的物质的量之比为：(2 mol－1 mol)∶1 mol∶4 mol＝1∶1∶4。
【答案】　D
二、非选择题
13．今用铝、稀硫酸和氢氧化钠溶液为原料，实验室制备一定量的氢氧化铝。可分别采用如下化学方程式表示的两种方法：
①2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑
Al2(SO4)3＋6NaOH===2Al(OH)3↓＋3Na2SO4
②2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2NaAlO2＋H2SO4＋2H2O===2Al(OH)3↓＋Na2SO4
(1)请问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)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)。
【答案】　(1)第②种方法比较节约试剂。从化学方程式可看出，同样是制备2 mol的Al(OH)3，方法①所需原料为：2 mol Al,3 mol H2SO4,6 mol NaOH；而方法②所需原料为：2 mol Al，1 mol H2SO4, 2 mol NaOH。
(2)①2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑
②2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
③Al2(SO4)3＋6NaAlO2＋12H2O===8Al(OH)3↓＋3Na2SO4
由方程式看出，制备8 mol的Al(OH)3，所需原料为8 mol Al，3 mol H2SO4,6 mol NaOH。制备2 mol Al(OH)3所需量为：2 mol Al， mol H2SO4，mol NaOH，其用量为最少。
14．用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。
方法一：用不含Fe3＋的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。
(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入______________________。
(2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用____________的方法。
(3)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是什么？
________________________________________________________________________。
方法二：在如图装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。
(1)在试管Ⅰ里加入的试剂是________________________________________________。
(2)在试管Ⅱ里加入的试剂是____________。
(3)为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是什么？________________________________________________________。
(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是什么？______________________________________________________________________________。
【解析】　方法一：(1)加入还原性铁粉是为了防止Fe2＋被氧化；加入稀H2SO4的目的是抑制Fe2＋的水解。
(2)加热煮沸是利用了气体的溶解度随着温度的升高而降低的规律。
方法二：主要用制取的H2将试管中的空气排净，然后让Fe2＋与OH－接触，没有O2，Fe(OH)2当然能保存一段时间。
【答案】　方法一：(1)少量的铁粉和稀H2SO4
(2)加热煮沸
(3)防止NaOH吸收空气中的O2避免Fe(OH)2沉淀接触O2
方法二：(1)铁屑、稀H2SO4
(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且外界空气不容易进入
15．用脱脂棉包住约0.2 g过氧化钠粉末，置于石棉网上，往脱脂棉上滴水，可观察到脱脂棉剧烈燃烧起来。
(1)由实验现象所得出的有关Na2O2和H2O反应的结论是：
a．有氧气生成；_______________________________________________________。
(2)写出Na2O2和H2O反应的化学方程式并标明电子转移数目：________________________________________________________________________。
(3)某学校研究性学习小组拟用如下图装置进行实验，以证明上述结论。
①用以验证结论a的实验操作方法及现象是________________________________
________________________________。
②用以验证结论b的实验操作方法及现象是________________________________
________________________________。
(4)该研究性学习小组的同学认为Na2O2和H2O反应可生成H2O2，现请你设计一个简单的实验以证明Na2O2和足量的H2O充分反应后的溶液中有H2O2存在。(只要求列出实验所用的试剂及观察到的现象)
试剂：______________。
现象：__________________________。
【解析】　检验O2常用使带火星木条复燃的方法。要证明反应放热，观察装置可以推测锥形瓶的作用，得出利用锥形瓶内空气膨胀来证明反应放热。要证明Na2O2与H2O反应后溶液中存在H2O2，必须依据H2O2的氧化性，找一种能与H2O2反应且有明显现象的试剂。
【答案】　(1)该反应是放热反应
(3)①将带火星的木条靠近导管口p处，木条复燃
②将导管q放入水槽中，反应过程中有气泡冒出
(4)Na2S溶液　溶液变浑浊(淡黄色)
(有色布条，布条褪色等合理答案均可)
16．某溶液中可能含有Fe2＋、Mg2＋、Cu2＋、NH、Al3＋，当加入一种淡黄色固体并加热溶液时，有刺激性气体放出并有白色沉淀生成，加入淡黄色固体的物质的量(横坐标)与析出白色沉淀和产生气体的物质的量(纵坐标)的关系如下图所示，可推知溶液中含有的离子是______________，它们的物质的量浓度之比为________，所加的淡黄色固体是(化学式)________。
【解析】　解答此题的关键是：①淡黄色固体能与NH产生刺激性气味气体的一定是Na2O2，②两条线中上边一条为气体变化量随Na2O2的加入变化曲线，折点是NH反应完全点，下边一条为沉淀量与Na2O2加入量关系曲线，明显看出原溶液中含有Mg2＋和Al3＋(Fe2＋、Cu2＋生成有色沉淀)。
【答案】　Mg2＋、Al3＋、NH　1∶1∶3　Na2O2
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3章章末高效整合
(本栏目内容在学生用书中以活页形式分册装订！)
(60分钟，100分)
一、选择题(本题包括12小题，每小题4分，共48分)
1．下列反应中，过氧化钠既不作氧化剂也不作还原剂的是
(　　)
A．2Na2O2＋2H2O=== 4NaOH＋O2↑
B．2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
C．Na2O2＋H2SO4(稀)===Na2SO4＋H2O2
D．Fe2O3＋3Na2O2(熔融)===2Na2FeO4＋Na2O
【解析】　本题从氧化还原反应理论的角度考查了Na2O2的性质。Na2O2中氧的化合价为－1，Na2O2和水、二氧化碳反应时，Na2O2中氧的化合价既降低又升高，Na2O2既作氧化剂又作还原剂，D选项Na2O2中氧的化合价降低，仅作氧化剂，故C正确。
【答案】　C
2． 镁、铝、铁、铜四种金属粉末混合物，加入过量盐酸充分反应，过滤后向滤液中加入过量烧碱溶液，再过滤，滤液中存在的离子有
(　　)
A．Cu2＋　　　　　　　　　 B．AlO
C．Al3＋ D．Mg2＋
【解析】　Mg、Al、Fe、Cu四种金属粉末混合物加入过量盐酸时，Cu不反应，再向滤液中加入过量NaOH溶液时，得到Mg(OH)2沉淀、Fe(OH)2[也应有Fe(OH)3]沉淀，而Al3＋最终变为AlO。
【答案】　B
3．等量镁铝合金粉末分别与下列4种过量的溶液充分反应，放出氢气最多的是
(　　)
A．2 mol·L－1H2SO4溶液 B．18 mol·L－1H2SO4溶液
C．6 mol·L－1KOH溶液 D．3 mol·L－1HNO3溶液
【解析】　Mg、Al都可与稀H2SO4反应放出H2，但与浓H2SO4，Al、Mg虽反应但不产生H2。与KOH只有Al反应。HNO3为强氧化性酸，与HNO3反应，不会产生H2。
【答案】　A
4．下列变化可通过一步实验直接完成的是
(　　)
A．Al(OH)3―→Al2O3 B．Al2O3―→Al(OH)3
C．Al―→Al(OH)3 D．SiO2―→H2SiO3
【解析】　A项，2Al(OH)3Al2O3＋3H2O；
B项，至少两步才可实现：Al2O3―→Al3＋―→Al(OH)3；
C项，至少两步才可实现：Al―→Al3＋―→Al(OH)3；
D项，至少两步才可实现：SiO2―→SiO―→H2SiO3。
【答案】　A
5．(2010年金华质检)跟Na、Na2O、Na2O2、NaOH、Na2CO3、NaHCO3六种物质都能发生反应的是
(　　)
A．H2O B．CO2
C．H2SO4 D．Ca(OH)2
【解析】　下表中“×”表示不发生反应，“√”表示能发生反应：
Na Na2O Na2O2 NaOH Na2CO3 NaHCO3
H2O √ √ √ × × ×
CO2 × √ √ √ √ ×
H2SO4 √ √ √ √ √ √
Ca(OH)2 × × × × √ √
【答案】　C
6．铁屑溶于过量的稀硫酸，过滤后向滤液中加入适量硝酸，再加入过量的氨水，有红褐色沉淀生成。过滤、加热沉淀物至质量不再发生变化，得到红棕色的残渣。上述沉淀和残渣分别为
(　　)
A．Fe(OH)3；Fe2O3
B．Fe(OH)2；FeO
C．Fe(OH)2、Fe(OH)3；Fe3O4
D．Fe2O3；Fe(OH)3
【解析】　FeFe2＋Fe3＋Fe(OH)3Fe2O3。
【答案】　A
7．(2010年西城区抽检)下表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及两者间是否具有因果关系的判断都正确的是
(　　)
选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ 判断
A 碳酸钠溶液可用于治疗胃酸过多 Na2CO3可与盐酸反应 Ⅰ对，Ⅱ对，有
B 向Na2O2的水溶液中滴入酚酞变红色 Na2O2与水反应生成氢氧化钠 Ⅰ对，Ⅱ错，无
C 金属钠具有强还原性 高压钠灯发出透雾性强的黄光 Ⅰ对，Ⅱ对，有
D 过氧化钠可用作航天员的供氧剂 Na2O2能与CO2和H2O反应生成O2 Ⅰ对，Ⅱ对，有
【解析】　A项中Ⅰ错误，治疗胃酸过多应用NaHCO3，Ⅱ对；B项中Ⅰ、Ⅱ均正确，两者存在因果关系；C项中Ⅰ、Ⅱ均正确，但两者无因果关系。
【答案】　D
8．我国南方某些地区的井水取出久置后，井水由澄清透明变成有少量红褐色絮状沉淀积于缸底，水面浮着一层“锈皮”。下列有关说法错误的是
(　　)
A．南方井水中含有较多的Fe3＋，可用KSCN溶液加以检验
B．井水中生成的红褐色絮状沉淀应是由Fe3＋水解生成的
C．水面浮着的“锈皮”主要成分为Fe2O3
D．可用明矾作净水剂将井水进行净化
【解析】　据“井水由澄清透明变成有少量红褐色沉淀积于缸底”知，红褐色沉淀成分为Fe(OH)3，由反应Fe3＋＋3H2O??Fe(OH)3＋3H＋生成，则原井水中有Fe3＋，“锈皮”成分亦为Fe(OH)3；明矾[KAl(SO4)2·12H2O]中的Al3＋可水解成Al(OH)3，具有较强吸附性，作净水剂。
【答案】　C
9．同物质的量浓度同体积的Na2CO3和NaHCO3溶液中，分别加入等体积等浓度的盐酸，结果是
(　　)
A．Na2CO3产生的CO2多 B．NaHCO3产生的CO2多
C．NaHCO3的反应速率快 D．二者产生CO2一样多
【解析】　Na2CO3需结合2个H＋放出CO2，NaHCO3只需结合一个H＋放出CO2。所以NaHCO3反应产生气体更剧烈。但由于Na2CO3、NaHCO3及盐酸的量不确定，所以产生的CO2的量难以确定。
【答案】　C
10．在硝酸铝和硝酸镁的混合溶液中，逐滴加入稀氢氧化钠溶液，直至过量。下列表示氢氧化钠加入量(x)与溶液中沉淀物的量(y)的关系示意图中，正确的是
(　　)
【解析】　Mg(OH)2不溶于NaOH溶液，而Al(OH)3能溶于NaOH溶液。
【答案】　C
11．下列物质发生反应时其离子方程式正确的是
(　　)
A．铁与三氯化铁溶液反应：Fe＋Fe3＋===2Fe2＋
B．足量的氯气通入溴化亚铁溶液中：2Fe2＋＋4Br－＋3Cl2===2Fe3＋＋2Br2＋6Cl－
C．Fe与氢碘酸反应：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑
D．Fe(OH)2与稀硝酸反应：Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O
【解析】　A项没有配平，应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋；C项应为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑；D项中NO在酸性环境中有强氧化性，将＋2价铁氧化为＋3价铁，应为Fe3＋生成。
【答案】　B
12．(2010年长春质检)在Fe2(SO4)3溶液中，加入a g铜，完全溶解后，再加b g铁，充分反应后得到c g残余固体，且a>c，则下列说法正确的是
(　　)
A．残余固体是铜和铁
B．最后得到的溶液中一定含有Cu2＋
C．将残余固体加入到稀硫酸中，有气泡产生
D．最后得到的溶液中可能含有Fe3＋
【解析】　由于a>c，Cu没有完全析出，溶液中有Cu2＋；因为有金属剩余，溶液中不可能还有Fe3＋，有Cu2＋存在也不会有Fe单质存在。
【答案】　B
二、非选择题(本题包括4小题，共52分)
13．(12分)铁是人体必需的微量元素，治疗缺铁性贫血的常见方法是服用补铁药物。“速力菲”(主要成分：琥珀酸亚铁，呈暗黄色)是市场上一种常见的补铁药物。该药品不溶于水但能溶于人体中的胃酸。某同学为了检测“速力菲”药片中Fe2＋的存在，设计并进行了如下实验：
(1)试剂1是________，加入新制氯水后溶液中发生的离子反应方程式是________________________________________________________________________，
________________________________________________________________________。
(2)加入KSCN溶液后，在未加新制氯水的情况下，溶液中也产生了红色，其可能的原因是________________________________________________________________________。
(3)在实验中发现放置一段时间，溶液的颜色会逐渐褪去。为了进一步探究溶液褪色的原因，你认为产生该现象的原因可能有哪些？请设计实验进行验证。
【解析】　本实验其实是借助于补铁药物来考查Fe2＋的检验，背景虽新，但知识点并不陌生，难度也较小。首先明确关于Fe2＋的有关知识：具有还原性，易被氧化，遇KSCN溶液不显色。然后分析给定的实验方案：药品碾碎并加入试剂1后得到了淡绿色溶液，这应是含Fe2＋的溶液，该溶液加入KSCN溶液后呈现淡红色，说明里面含有Fe3＋，即该试剂已部分被氧化，再加入新制氯水，由于新制氯水具有强氧化性，不难想到此步是将Fe2＋氧化成Fe3＋，因此证明药物“速力菲”中确实含有Fe2＋。最令人疑惑不解的是最后一步：为什么红色溶液放置一段时间后又会褪色？题目在此处又一次进行了探究性设计：红色产生的原因是Fe3＋与SCN－结合生成Fe(SCN)3，现在颜色重新褪去，原因不外乎三个：①Fe3＋被还原剂还原(因未再加入还原剂，此猜想可不必验证)；②新制氯水具有漂白作用，将溶液漂白；③新制氯水具有强氧化性，将SCN－氧化。为得到最后的结论，可向褪色后的溶液中再加入KSCN溶液，如果溶液变红色，说明是原因③所致；如果溶液不变红色，说明是原因②所致。
【答案】　(1)稀盐酸(或稀硫酸)　2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－　Fe3＋＋3SCN－ Fe(SCN)3
(2)该药品中部分Fe2＋被氧化成Fe3＋
(3)原因：①新制氯水将溶液漂白而褪色，
②新制氯水将SCN－氧化。
实验方法：取褪色后的溶液再加入KSCN溶液，若溶液又变红说明原因③所致；若溶液不变红变说明原因②所致。
14．(14分)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为难溶的白色固体，E则易溶于水。若取A溶液灼烧，焰色反应为浅紫色(透过蓝色钴玻璃)。
(1)写出化学式：A________，B__________，C__________，
D______，E________。
(2)写出下列反应的离子方程式：
A→B：____________________________________________________________________。
A→D：________________________________。
【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溶液的焰色反应为浅紫色，则A为KAlO2，E为NaAlO2。
【答案】　(1)KAlO2　Al(OH)3　Al2O3　AlCl3　NaAlO2
(2)AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO
AlO＋4H＋===Al3＋＋2H2O
15．(14分)有A、B两种常见化合物组成混合物，其焰色反应均为黄色，其相互转化关系如图(其他物质均略去)。
根据以上关系，回答下列问题：
(1)写出A、B、C、D的化学式：A_______，B__________，
C________，D________。
(2)写出混合物中加水反应的化学方程式：_____________________________________
__________________________________。
(3)加热后，若只得到一种固体化合物，则A与B的物质的量之比的最大值为________。(填数字)
【解析】　A、B均为钠的化合物，加热、加水、加酸均能产生气体，加热产生气体C，猜测可能含有碳酸钠或碳酸氢钠，加H2SO4产生气体C、D，猜测有Na2O2，C为O2，D为CO2，加水后通入CO2生成B，可推测B为NaHCO3，A为Na2O2，加热NaHCO3分解产生的CO2、H2O(g)都能与Na2O2反应，但可认为CO2优先反应：
2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑
2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2
要只生成Na2CO3，≤。
【答案】　(1)Na2O2　NaHCO3　O2　CO2
(2)2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
NaOH＋NaHCO3===Na2CO3＋H2O
(3)
16．(12分)向20 mL某物质的量浓度的AlCl3溶液中滴入2 mol·L－1NaOH溶液时，得到的Al(OH)3沉淀质量与所滴加NaOH溶液的体积(mL)关系如下图所示，试回答下列问题：
(1)图中A点表示的意义是_________________________________________________
________________________________________________________________________
__________________________。
(2)图中B点表示的意义是_________________________________________________
________________________________________________________________________
____________________________。
(3)上述两步反应用总的离子方程式可表示为：_______________________________
__________________________________。
(4)若溶液中有Al(OH)3沉淀0.39 g，则此时用去NaOH溶液的体积为________________。
【解析】　由图可知：随着NaOH溶液的加入，AlCl3溶液中发生Al3＋―→Al(OH)3―→AlO的转化。故A点表示得到Al(OH)3沉淀量的最大值，B点表示Al(OH)3完全溶解，涉及的离子反应为：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O。总的离子反应方程式为：Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O。要生成0.39 g Al(OH)3沉淀时有两种情况：
①AlCl3过量，此时n[Al(OH)3]＝n(OH－)，即：＝×2 mol·L－1×V×10－3L·mL－1，解得V＝7.5 mL。②当NaOH相对过量时，NaOH使Al3＋全部生成Al(OH)3后，又使沉淀部分溶解，此时n[Al(OH)3]＝4n(Al3＋)－n(OH－)，即：＝4×－2 mol·L－1×V′×10－3L·mL－1，解得V′＝17.5 mL。
【答案】　(1)生成Al(OH)3沉淀量的最大值
(2)Al(OH)3沉淀完全溶解于NaOH溶液成为NaAlO2溶液　(3)Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O
(4)7.5 mL或17.5 mL
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第2讲　几种重要的金属化合物
最新展示 1.掌握Na2O和Na2O2的性质及重要应用。
2.掌握Al2O3和Al(OH)3的两性。
3.了解铁的氧化物、氢氧化物的性质；理解铁盐与亚铁盐间的转化。
热点定位 1.Na2O2、Na2CO3、NaHCO3的性质及有关计算。
2.Al2O3、Al(OH)3的两性及Al3＋、Al(OH)3、AlO2-间的转化关系。
3.Fe(OH)2的制备，Fe2＋、Fe3＋的检验及Fe2＋与Fe3＋的转化。
一、钠的重要化合物
1．钠的氧化物
名称 氧化钠 过氧化钠
化学式
氧元素化合价
颜色状态
Na2O
－2
Na2O2
－1
白色固体
淡黄色固体
名称 氧化钠 过氧化钠
生成条件
热稳定性
与水反应
与CO2反应
与酸(盐酸)反应
常温
加热或点燃
不稳定
稳定
Na2O＋H2O===
2NaOH
2Na2O2＋2H2O===
4NaOH＋O2↑
Na2O＋CO2===
Na2CO3
2Na2O2＋2CO2===
2Na2CO3＋O2
Na2O＋2HCl===
2NaCl＋H2O
2Na2O2＋4HCl===
4NaCl＋2H2O＋O2↑
2.碳酸钠和碳酸氢钠
1．利用澄清石灰水能否直接鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液？用盐酸呢？
【提示】　Na2CO3、NaHCO3与澄清石灰水均反应生成白色沉淀：Na2CO3＋Ca(OH)2===2NaOH＋CaCO3↓
2NaHCO3＋Ca(OH)2===Na2CO3＋CaCO3↓＋2H2O
故不能用澄清石灰水鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液。
将盐酸逐滴滴入Na2CO3溶液中，开始一段时间内无气体生成：Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl；当Na2CO3全部转化为NaHCO3后再滴入盐酸有气体生成：HCO3-＋H＋===CO2↑＋H2O。故用盐酸可以鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液。
二、铝的重要化合物
1．氧化铝
(1)化学性质
(2)用途
熔点很高，是一种比较好的 ；还可制作各种宝石。
耐火材料
2．氢氧化铝
(1)化学性质
(2)制备方法
常用铝盐溶液[如Al2(SO4)3]与氨水反应制备Al(OH)3，离子方程式为：
。
(3)明矾净水原理
明矾的化学式为 ，其净水的原理用离子方程式表示为：
。
Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4+
KAl(SO4)2·12H2O
Al3＋＋3H2O?? Al(OH)3(胶体)＋3H＋
2．既能与酸反应又能与碱反应的物质是否属于两性物质？
【提示】　Al2O3、Al(OH)3、氨基酸既能与酸又能与碱反应，属于两性物质；而Al、弱酸的铵盐、弱酸的酸式盐虽既能与酸反应又能与碱反应，但不属于两性物质。
三、铁的重要化合物
1．铁的氧化物
氧化亚铁(FeO) 氧化铁(Fe2O3) 四氧化三铁(Fe3O4)
俗名
色态
铁元素价态 ＋2 ＋3
与盐酸的反应生成的离子
铁红
磁性氧化铁
黑色粉末
红色粉末
黑色晶体
＋2、＋3
Fe2＋
Fe3＋
Fe2＋和Fe3＋
2.铁的氢氧化物
氢氧化物 氢氧化亚铁 氢氧化铁
化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3
颜色状态
溶解性 难溶于水 难溶于水
稳定性 很不稳定，易被氧化 稳定
与H＋反应
转化关系
白色固体
红褐色固体
Fe(OH)2＋2H＋===
Fe2＋＋2H2O　
Fe(OH)3＋3H＋
=== Fe3＋＋3H2O
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=== 4Fe(OH)3
3.铁盐和亚铁盐
(1)亚铁盐
含有Fe2＋的溶液呈 色，Fe2＋既有 性，也有
性，与Zn、Cl2反应的离子方程式分别为：
。
氧化
还原
Zn＋Fe2＋===Zn2＋＋Fe，2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
浅绿
(2)铁盐
①氧化性
含有Fe3＋的溶液呈 色，Fe3＋具有氧化性，与Cu、I－反应的离子方程式分别为：
。
。
②检验：待测液中滴加 溶液，溶液变 色，说明溶液中含有Fe3＋，离子方程式为：
。
2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2
KSCN
红
Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3
黄
1．(2009年海南高考)除去NaHCO3溶液中混有的少量Na2CO3可采取的方法是 (　　)
A．通入二氧化碳气体　　　　　
B．加入氢氧化钡溶液
C．加入澄清石灰水
D．加入稀盐酸
【解析】　通入足量的CO2，可以把Na2CO3转化成NaHCO3，即把杂质转化为所需要的物质。
【答案】　A
2．(2008年广东高考)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．Al2O3 B．Al(OH)3
C．AlCl3 D．Al
【解析】　四个选项中各种物质与NaOH溶液反应最终均生成NaAlO2，D项中Al的物质的量最多，消耗碱量最多。
【答案】　D
3．(2009年四川高考)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 (　　)
【解析】　根据题意，反应过程如下：
【答案】　C
4．(2007年江苏高考)某合金(仅含铜、铁)中铜和铁的物质的量之和为y mol，其中Cu的物质的量分数为a，将其全部投入50 mL b mol·L－1的硝酸溶液中，加热使其充分反应(假设NO是唯一的还原产物)。下列说法正确的是(多选) (　　)
A．若金属有剩余，在溶液中再滴入硫酸后，金属又开始溶解
B．若金属全部溶解，则溶液中一定含有Fe3＋
C．若金属全部溶解，且产生336 mL气体(标准状况)，则b＝0.3
D．当溶液中金属离子只有Fe3＋、Cu2＋时，则a和b的关系为b≥80y
【答案】　AD
一、过氧化钠的强氧化性及有关计算
1．过氧化钠的强氧化性
由于过氧化钠有强氧化性，当过氧化钠与具有还原性的物质发生反应时，可以把还原性物质氧化。
(1)Na2O2与SO2反应：Na2O2＋SO2===Na2SO4。
(2)Na2O2与FeCl2溶液反应：Na2O2投入FeCl2溶液中，可以将Fe2＋氧化为Fe3＋，同时产生Fe(OH)3沉淀。
(3)Na2O2与Na2SO3溶液反应：Na2O2投入Na2SO3溶液中，可以将
(4)Na2O2与H2S反应：Na2O2投入氢硫酸中，可以将H2S氧化为单质硫，产生淡黄色沉淀。
(5)Na2O2与品红溶液反应：Na2O2投入品红溶液中，因其具有强氧化性，可以使品红溶液褪色，即具有漂白性。
2．Na2O2与某些氧化物反应的规律与特例
(1)Na2O2与CO2、H2O反应的重要关系
2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2①
2H2O＋2Na2O2===4NaOH＋O2↑②
①物质的量关系
无论是CO2或H2O的单一物质还是二者的混合物，通过足量的Na2O2时，CO2或H2O与放出O2的物质的量之比都为2∶1。
②电子转移关系
当Na2O2与CO2、H2O反应时，每产生1 mol O2转移2 mol e－。
③先后顺序关系
Na2O2与一定量CO2和H2O(g)的混合物的反应，可视作Na2O2先与CO2反应，待CO2反应完成后，Na2O2再与H2O发生反应。
④气体体积关系——气体体积差量法
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2　气体体积差 ΔV
2 1 1
2Na2O2＋2H2O(g)===4NaOH＋O2　气体体积差 ΔV
2 1 1
由此可见，气体体积关系：CO2和水蒸气的混合气体或单一气体通过足量Na2O2时，气体的体积变为原来的1/2，即为生成O2的体积。ΔV＝ V(CO2)＝V(O2)，ΔV＝
V(H2O)＝V(O2)。
⑤固体质量关系——固体质量差量法
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2　固体质量差Δm
156 g 212 g 212 g－156 g＝56 g
2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑　固体质量差Δm
156 g 160 g 160 g－156 g＝4 g
由此可见，每有2 mol CO2参与反应，固体增重为56 g，相当于2 mol CO的质量；每有2 mol H2O参与反应，固体增重为4 g，相当于2 mol H2的质量。即CO2、H2O(g)分别与足量Na2O2反应，固体增重分别相当于等物质的量的CO、H2的质量。
(2)Na2O2与酸性氧化物反应的特例
一般情况下，Na2O2和Na2O与酸性氧化物反应的区别在产物上，Na2O2与酸性氧化物反应的产物多了O2。但是当酸性氧化物具有还原性，如SO2与Na2O2反应时，会发生反应Na2O2＋SO2===Na2SO4。
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
【名师解析】　Na2O2与NaHCO3的混合物受热分解时，首先是NaHCO3分解
2NaHCO3 Na2CO3＋H2O＋CO2↑，
2 mol 1 mol 1 mol 1 mol
产生的CO2和H2O各为1 mol，并可分别与Na2O2反应，2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2,2H2O＋2Na2O2===4NaOH＋O2↑，但由于H2O与Na2O2反应生成NaOH，而CO2又可与NaOH反应生成Na2CO3和水，故可认为CO2先与Na2O2反应，只有CO2反应完全后，水才参与反应，所以根据题目数据有：
2CO2　＋　2Na2O2===2Na2CO3　＋　O2
1 mol 1 mol 1 mol mol
Na2O2恰好与生成的CO2完全反应，H2O没能参与反应，故最后残留固体只有Na2CO3。
【答案】　A
【拓展训练】　1.在溶液中加入足量Na2O2后仍能大量共存的离子组是 (　　)
【解析】　溶液中加入Na2O2后呈碱性，且Na2O2本身有氧化性。A项，NH4+与OH－反应而不能大量共存；C项，HCO3-与OH－反应生成正盐而不能大量共存；D项，Na2O2与SO 因发生氧化还原反应而不能大量共存。
【答案】　B
2．取a g某物质在氧气中完全燃烧，将其产物跟足量的过氧化钠固体完全反应，反应后固体的质量恰好也增加了a g。下列物质中不能满足上述结果的是 (　　)
A．H2 B．CO
C．C6H12O6 D．C12H22O11
【解析】　若将H2按上述过程实验，发生反应：
2H2＋O2===2H2O①
2H2O＋2Na2O2===4NaOH＋O2↑②
将①＋②得2H2＋2Na2O2===4NaOH，可知a g H2经上述过程，恰好能使Na2O2固体质量增加a g。A能满足上述结果。
若将CO按上述过程实验，发生反应：
2CO＋O2===2CO2③
2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2④
将③＋④得2CO＋2Na2O2===2Na2CO3，可知a g CO经上述过程，恰好能使Na2O2固体质量增加a g。B能满足上述结果。
综上还可得出，只要某物质的组成符合(CO)m(H2)n，就能满足上述实验结果。C可以看成(CO)6(H2)6，能满足结果。D可以看成(CO)11(H2)11C，不能满足结果。
【答案】　D
二、关于Na2CO3、NaHCO3的问题分析与计算
1．鉴别
2．转化
3．与足量盐酸反应的比较
(1)速率：由于Na2CO3需逐步结合两个H＋才放出CO2，故NaHCO3与盐酸反应放出CO2的速率快。
(2)耗酸量：等质量的Na2CO3与NaHCO3前者耗酸多，等物质的量时前者耗酸多。
(3)CO2的生成量：等物质的量时产生的CO2相等，等质量时NaHCO3产生的CO2多。
4．差量法在NaHCO3分解计算中的应用
在化学反应中，根据质量守恒定律，反应物和生成物按一定的质量比发生反应。在具体的一个反应中，还可以根据需要进行某些特定的组合，即反应方程式中某些项目进行加减组合。如碳酸氢钠固体的分解反应，产物中的二氧化碳是气体，水是液体，若讨论固体质量的变化，可以是前后固体质量的差值，也可以是非固体物质质量的和，将非固体物质中的比例关系合并为一个比例量，与原方程式中各种量成比例关系。具体如下：
2NaHCO3 Na2CO3＋CO2↑＋H2O　Δm(固)
2×84 g 106 g 44 g 18 g 62 g
其固体差量可用下列两种方法得出：
(2NaHCO3～Na2CO3)或(CO2＋H2O)
(2×84 g～106 g) (44 g＋18 g)
有50 mL NaOH溶液，向其中逐渐通入一定量的CO2，随后向溶液中逐滴加入0.1 mol/L的盐酸，产生的CO2气体体积(标准状况下)与所加入的盐酸的体积之间的关系如图所示：
试分析向NaOH溶液中通入CO2气体后，所得溶液中的溶质是什么？其物质的量之比是多少？产生的CO2气体体积(标准状况)是多少？
【思路点拨】　解答本题应抓住以下三点：
(1)NaOH溶液与CO2反应因量的不同，产物不同。
(2)滴加盐酸时的反应顺序为：
NaOH―→Na2CO3―→NaHCO3。
【尝试解答】　加入盐酸50 mL时开始产生CO2气体，至反应完毕又消耗25 mL盐酸，根据反应：Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl①，NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑②，可知滴入盐酸至50 mL时开始发生反应②，根据耗酸量可知NaHCO3的物质的量。开始加入盐酸无气体放出，说明溶质可能为NaOH与Na2CO3或Na2CO3或NaHCO3与Na2CO3的混合物。若溶质为Na2CO3，则Na2CO3转化为NaHCO3消耗盐酸的量与NaHCO3生成CO2消耗的盐酸的量应相等；若溶质为Na2CO3与NaHCO3的混合物，则全部转化为NaHCO3时消耗的盐酸的量应小于
NaHCO3生成CO2消耗盐酸的量，因此溶质为NaOH和Na2CO3的混合物，Na2CO3与盐酸反应转化为NaHCO3应消耗25 mL盐酸，则与NaOH反应的盐酸也应是25 mL。由此得知该情况下所得溶液中的溶质为NaOH和Na2CO3，且物质的量之比为1∶1，产生CO2的体积为0.1 mol/L×0.025 L ×22.4 L·mol－1＝0.056 L
【答案】　NaOH和Na2CO3　1∶1　0.056 L
三、Al3＋、Al(OH)3、AlO2-间的转化及Al(OH)3的制取
1．Al3＋、Al(OH)3、AlO2-间的转化关系
2．Al3＋、Al(OH)3、AlO2-间的转化图象
①向AlCl3溶液中滴入NaOH溶液
A―→B　Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓
B―→C　Al(OH)3＋OH－===AlO2-＋2H2O
②向NaOH溶液中滴入AlCl3溶液
A―→B　4OH－＋Al3＋===AlO2-＋2H2O
B―→C　3AlO＋Al3＋＋6H2O===4Al(OH)3↓
③向盐酸中滴入NaAlO2溶液
A―→B　4H＋＋AlO2-===Al3＋＋2H2O
B―→C　Al3＋＋3AlO2-＋6H2O===4Al(OH)3↓
④向NaAlO2溶液中滴加盐酸
A―→B　AlO2-＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓
B―→C　Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
3．Al(OH)3的实验室制法
【应用指南】　当溶液中有多种离子时要考虑离子之间的反应顺序，如向含有H＋、NH4+、Mg2＋、Al3＋的混合溶液中逐滴加入NaOH，先与H＋反应，再与Mg2＋、Al3＋生成沉淀，再与NH4+反应，最后再溶解Al(OH)3沉淀。
将物质X逐渐加入Y溶液中，生成沉淀物质的量n2与所加X的物质的量n1的关系如下图所示，符合下图所示情况的是 (　　)
A B C D
X NaOH AlCl3 HCl NaAlO2
Y AlCl3 NaOH NaAlO2 HCl
【思路点拨】　本题考查了铝的相关图象。分析图象时应注意三点：一是明确反应原理和反应规律；二是弄清图象横纵坐标、点(原点、交点、转折点、终点)、曲线走向的含义；三是将定性描述及定量计算相结合。
【尝试解答】　A项，随着NaOH溶液的加入，先后发生以下两个反应：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓(沉淀物质的量由0增至最大值)；Al(OH)3＋OH－===AlO2-＋2H2O(沉淀物质的量由最大值降为0)。两个反应中消耗的NaOH物质的量之比为3∶1，图象应为图甲，与正文图不符。
B项，随着AlCl3溶液的加入，先后发生以下两个反应：Al3＋＋4OH－===AlO2-＋2H2O(不产生沉淀)，Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓(沉淀物质的量由0增至最大值)。两个反应中消耗AlCl3物质的量之比为3∶1，图象应为图乙。
C项，随着盐酸的加入，先后发生以下两个反应：
H＋＋AlO2-＋H2O===Al(OH)3↓(沉淀物质的量由0增至最大值)；3H＋＋Al(OH)3===Al3＋＋3H2O(沉淀物质的量由最大值降为0)。两个反应中消耗盐酸物质的量之比为1∶3，符合题意。
D项，随着NaAlO2溶液的加入先发生以下反应：AlO2-＋4H＋===Al3＋＋2H2O(不产生沉淀)；待盐酸耗尽发生Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓的反应(沉淀物质的量由0增至最大值)。两个反应消耗NaAlO2物质的量之比为1∶3，图象应为图丙。
【答案】　C
四、Fe、Fe2＋、Fe3＋间的转化
1．Fe、Fe2＋、Fe3＋间的转化关系
(1)Fe―→Fe2＋
铁与氧化性比较弱的非金属(如S、I2)，非氧化性酸(如盐酸、稀H2SO4)，不活泼金属的盐溶液(如CuSO4溶液)，FeCl3溶液反应，都可实现这种转化。例如：Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4；Fe＋2FeCl3===3FeCl2；Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。
(2)Fe―→Fe3＋
铁与强氧化剂，如Cl2、H2O2、KMnO4(H＋)、HNO3、浓H2SO4在一定条件下反应都会实现这种转化。例如：
2Fe＋3Cl2 2FeCl3。
(3)Fe2＋―→Fe
比较活泼的金属(如Al、Zn)、CO、H2、C等能从亚铁化合物中置换出铁来。例如：FeCl2＋Zn===ZnCl2＋Fe；FeO＋H2 Fe＋H2O。
(4)Fe2＋―→Fe3＋
亚铁盐与强氧化剂反应，如Cl2、Br2、HNO3、浓硫酸、KMnO4(H＋)、H2O2等。例如：2FeCl2＋Cl2===2FeCl3。
(5)Fe3＋―→Fe2＋
铁盐溶液与比较强的还原剂反应，如Fe、Cu、碘化物、硫化物等。例如：
2Fe3＋＋S2－===2Fe2＋＋S↓；2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋；2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋；2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2。
(6)Fe3＋―→Fe
可通过较强还原剂实现，如Al、Zn、CO、H2等。例如Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2；Fe2O3＋2Al 2Fe＋Al2O3；2FeCl3＋3Zn===2Fe＋3ZnCl2。
2．Fe2＋和Fe3＋的检验
(1)观察法：Fe3＋盐溶液呈棕黄色，Fe2＋盐溶液呈浅绿色。
(2)SCN－法：滴入KSCN或其他可溶性硫氰化物溶液，呈红色者是Fe3＋溶液，不变红的再通入Cl2变红的是Fe2＋溶液。
(3)碱液法：分别加入碱液(氨水亦可)，生成红褐色沉淀者是Fe3＋溶液，先生成白色沉淀，又迅速转变为灰绿色，最后变为红褐色者是Fe2＋溶液。
(4)淀粉KI法：能使淀粉碘化钾试纸变蓝的溶液是Fe3＋。
将Fe粉、Cu粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液和CuCl2溶液混合于某容器中充分反应(假定容器不参与反应)，试判断下列情况下溶液中存在的金属离子和金属单质。
(1)若铁粉有剩余，则容器中不可能有______________。
(2)若氯化铜有剩余，则容器中还可能有________________________________________________________________________。
(3)若氯化铁和氯化铜都有剩余，则容器中不可能有________，一定有________。
(4)若氯化铁有剩余，则容器中不可能有____________。
【名师解析】　该题属物质共存问题，解答该题应首先弄清物质间可能发生的反应，凡相互间能发生反应的物质，就不可能(大量)共存。该题涉及的反应有：
①Fe＋2FeCl3===3FeCl2
②Fe＋CuCl2===Cu＋FeCl2
③Cu＋2FeCl3===2FeCl2＋CuCl2
(1)若Fe粉有剩余，则容器中就不可能有Fe3＋、Cu2＋，因为它们能发生上述①②反应。
(2)若CuCl2有剩余，则容器中不可能有Fe，可能有Fe3＋；一定有Fe2＋。
(3)若FeCl3和CuCl2均有剩余，则容器中不可能有Fe、Cu，一定有Fe2＋。
【答案】　(1)Fe3＋、Cu2＋
(2)Fe2＋、Fe3＋或Cu、Fe2＋
(3)Fe、Cu　Fe2＋
(4)Fe、Cu
【拓展训练】　3.某学生设计了如下图所示的方法，鉴定盐A的组成成分。由此分析，下列结论中正确的是
(　　)
A．A中一定有Fe3＋　　　　
B．C中一定有Fe3＋
C．B为AgI沉淀
D．A一定为FeBr2溶液
【解析】　B一定为AgBr，A中一定含有Br－；C中一定含有Fe3＋；Fe2＋、Fe3＋二者至少有一种存在于A中。
【答案】　B
1．在下列物质的溶液中分别加入一定量的Na2O2固体，不会出现浑浊现象的是 (　　)
A．饱和H2S溶液　　　　　 B．Ca(HCO3)2溶液
C．Na2SO3稀溶液 D．饱和CaCl2溶液
【解析】　H2S能被Na2O2氧化为S单质，而使溶液变浑浊，A不正确；Na2O2与H2O生成的NaOH与Ca(HCO3)2反应生成CaCO3沉淀，故B不正确；由于Ca(OH)2的溶解度较小，向饱和CaCl2溶液中加Na2O2会生成Ca(OH)2沉淀，故D不正确。
【答案】　C
2．(2010年泰安质检)医疗上用的抑酸剂是为了减少胃内的盐酸而使用的药物，抑酸剂种类很多。双羟基铝碳酸钠是医疗上常用的一种抑酸剂，其化学式是NaAl(OH)2CO3。关于该物质的说法正确的是 (　　)
A．该物质属于两性氧化物
B．该物质是Al(OH)3和Na2CO3的混合物
C．1 mol NaAl(OH)2CO3最多可消耗3 mol H ＋
D．该药剂不适合于胃溃疡患者服用
【解析】　据双羟基铝碳酸钠的化学式可知其不属于氧化物，也不是Al(OH)3和Na2CO3的混合物，而是一种化合物，A、B项均不正确。
NaAl(OH)2CO3＋4HCl===NaCl＋AlCl3＋3H2O＋CO2↑可知C项不正确；由于反应时有CO2气体放出，故该药剂不适合于胃溃疡患者服用，D项正确。
【答案】　D
3．下列各组离子一定能大量共存的是 (　　)
【解析】　Fe3＋与SCN－发生络合反应不能大量共存；强碱性的溶液中，OH－与NH4+、Al3＋不能大量共存；强酸性溶液中，NO3-具有强氧化性，与强还原性的Fe2＋发生氧化还原反应。
【答案】　B
4．用下列装置不能达到有关实验目的的是 (　　)
A．用甲图装置证明ρ(煤油)<ρ(钠)<ρ(水)
B．用乙图装置制备Fe(OH)2
C．用丙图装置制取金属锰
D．用丁图装置比较NaHCO3和Na2CO3的热稳定性
【解析】　丁装置中NaHCO3和Na2CO3的位置放错了，不能说明Na2CO3的热稳定性强。
【答案】　D
5．有一透明溶液，已知其中可能含有Fe3＋、Mg2＋、Cu2＋、Al3＋、NH4+，加入一种淡黄色粉末固体时，加热有刺激性气味的混合气体放出，同时生成白色沉淀。当加入0.4 mol淡黄色粉末时，产生气体0.3 mol，继续加入淡黄色粉末时，产生无刺激性气味的气体，且加入淡黄色粉末时产生白色沉淀的量如下图所示。
根据题意回答下列问题：
(1)淡黄色粉末为____________(填名称)。
(2)溶液中肯定有______________离子，肯定没有__________离子。
(3)溶液中离子的物质的量之比为________________________________________________________________________。
(4)写出下列反应方程式：
①淡黄色粉末与水反应的化学方程式：____________________________________。
②刺激性气味的气体产生的离子方程式：______________________________________。
③沉淀部分减少时的离子方程式：________________________________________________。
【解析】　淡黄色粉末一定是Na2O2，产生有刺激性气味的气体和白色沉淀，则一定含有NH4+，不含Cu2＋、Fe3＋。由反应图象知肯定含有Mg2＋和Al3＋。由产生沉淀的物质的量可知含有Mg2＋ 0.2 mol；含Al3＋ 0.1 mol；因有关系式：2Na2O2～O2，所以0.4 mol Na2O2共产生O2 0.2 mol，则产生NH3 0.1 mol。所以溶液中NH4+、Mg2＋、Al3＋的物质的量之比为0.1 mol∶0.2 mol∶0.1 mol＝1∶2∶1。
【答案】　(1)过氧化钠
(2)NH4+、Mg2＋、Al3＋　Cu2＋、Fe3＋
(3)c(NH4+)∶c(Mg2＋)∶c(Al3＋)＝1∶2∶1
(4)①2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
②NH4+＋OH－ NH3↑＋H2O
③Al(OH)3＋OH－===AlO2-＋2H2O
6．某厂的酸性工业废水中含有一定量的Fe3＋、Cu2＋、Au3＋等离子。有人设计了如下图所示的工艺流程，利用常用的酸、碱和工业生产中的废铁屑，从废水中回收金，并生产一定量的铁红和氧化铜。
填写下面空白。
(1)图中标号处需加入的相应物质分别是①________、②________、③________、④________、⑤________；
(2)写出①处发生反应的离子方程式________________________________________________________________________；
写出③处发生反应的化学方程式____________________________；
(3)铁红的化学式为________；分别写出铁红和氧化铜在工业上的一种主要用途：铁红__________；氧化铜______________。
【解析】　从题中给出信息可知，首先分离的应是铁元素，所加最佳试剂应是铁粉，E溶液含Fe2＋，铁红成分为Fe2O3，可联想到高中重要反应2Fe(OH)3 Fe2O3＋3H2O，试剂⑤应为可溶性碱(NaOH或氨水)；当加入过量铁粉后，所得A应为固体Fe、Cu、Au的混合物，此时，只需加入稀硫酸(试剂②)后过滤可得Cu、Au混合物B，再加入稀硝酸试剂③可使Cu、Au得到分离，Cu(NO3)2加可溶性碱后加热得到CuO。
【答案】　(1)①铁屑　②稀硫酸　③稀硝酸　④氢氧化钠　
⑤氢氧化钠
(2)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑、2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、
Cu2＋＋Fe===Cu＋Fe2＋、2Au3＋＋3Fe===2Au＋3Fe2＋
3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
(3)Fe2O3　用做红色涂料　用做制造铜盐的原料(共57张PPT)
第1讲　金属的化学性质、金属材料
最新展示 1.了解常见金属的活动顺序。
2.了解常见金属的主要性质及其应用。
3.了解金属在元素周期表中的位置及其性质递变的规律。
4.了解合金的概念及重要应用。
热点定位 1.应用金属活动顺序表分析金属单质的化学性质。
2.金属与水、酸、盐反应的计算。
3.铝与碱反应的计算。
4.常见铁、铜、铝合金主要性能及应用。
一、金属元素概述
1．存在
自然界中，金属大多数以 态存在。在地壳中含量最多的金属是 。
2．物理性质
多数金属具有金属光泽，具有 性、 性和 性。导电性最好的金属是 ，延展性最好的金属是 ，常温下仅有汞为液体。
化合
铝
导热
导电
延展
银
金
3．结构特点
金属原子的最外层电子数一般少于 个，在化学反应中易 电子，表现出 性，常作 。
4
失
还原
还原剂
二、金属的化学性质
1．金属与非金属单质(O2、Cl2、S等)反应
(1)与氧气反应
(2)与Cl2、S反应
2．金属与水反应
(1)钠与水反应
①化学方程式 ，离子方程式 。
②钠与水(加入酚酞)反应的现象及解释
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑
现象 解释
浮
熔
游、嘶
红
ρ(Na)<ρ(H2O)
反应放热且钠的熔点低
反应生成气体
反应生成碱性物质
1．钠着火能否用泡沫灭火器灭火，为什么？一般用什么方法灭火？
【提示】　不能用泡沫灭火器灭火，原因是：(1)钠跟水剧烈反应且产生可燃性气体(H2)，可能引起爆炸；
(2)钠燃烧生成Na2O2，而Na2O2与CO2反应生成O2使燃烧更剧烈。一般用沙土盖灭。
(2)镁与水反应
镁与热水缓慢反应的化学方程式为： .
(3)铝不与水反应
(4)铁与水反应
Mg＋2H2O===
Mg(OH)2＋H2↑
3．金属与酸反应
(1)较活泼金属(Al、Zn、Fe等)与非氧化性酸反应，其离子方程式依次为：
。
。
。
(2)金属与氧化性酸反应
2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑
Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
4．金属间的置换反应
写出下列反应的离子方程式或化学方程式
Fe与CuSO4溶液反应： ；
Al与FeCl2溶液反应： ；
Cu与AgNO3溶液反应： ；
Al与Fe2O3反应： 。
5．铝与氢氧化钠溶液的反应
化学方程式为：
。
离子方程式为：
。
Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu
2Al＋3Fe2＋===3Fe＋2Al3＋
Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag
2Al＋Fe2O3 2Fe＋Al2O3
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
2．探究将去除表面氧化膜的铝放入FeCl3溶液中可能发生的化学反应，写出相关离子方程式。
【提示】　Al＋3Fe3＋===Al3＋＋3Fe2＋
2Al＋3Fe2＋===2Al3＋＋3Fe
2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑
三、常见金属材料
1．(2007年广东高考)把铝条放入盛有过量稀盐酸的试管中，不影响氢气产生速率的因素是 (　　)
A．盐酸的浓度　　　　 B．铝条的表面积
C．溶液的温度 D．加少量Na2SO4固体
【解析】　反应物的浓度、反应的温度、反应接触面积等均影响反应速率，加Na2SO4(固体)不影响反应物浓度。
【答案】　D
2．(2009年上海高考)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)关系如下图。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
【解析】　由关系式：Mg～H2,2Al～3H2，可知产生等量H2时，消耗Mg、Al的物质的量之比为3∶2，故A项正确。二者质量之比为4∶3，摩尔质量之比为24∶27＝8∶9，反应速率之比为3∶2。
【答案】　A
3．(2009年上海高考)实验室将9 g铝粉跟一定量的金属氧化物粉末混合形成铝热剂。发生铝热反应之后，所得固体中含金属单质为18 g，则该氧化物粉末可能是(多选) (　　)
A．Fe2O3和MnO2 B．MnO2和V2O5
C．Cr2O3和V2O5 D．Fe3O4和FeO
【答案】　AD
4．(2007年全国卷Ⅱ)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
【解析】　钠与氧气反应的产物可能是Na2O，也可能是Na2O2，还可能是二者的混合物。与水反应生成NaOH，由题意知n(Na＋)＝n(Cl－)＝n(HCl)＝0.08 L×0.50 mol·L－1＝0.04 mol。若只生成Na2O，则n(Na2O)＝0.02 mol，m(Na2O)＝62 g·mol－1×0.02 mol＝1.24 g；若只生成Na2O2，m(Na2O2)＝78 g·mol－1×0.02 mol＝1.56 g。现在1.24 g<1.5 g<1.56 g，故生成物应是Na2O、Na2O2二者的混合物。以上是利用平均值与极值的方法解题。
【答案】　C
5．(2009年广东高考)出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有Cu2(OH)3Cl覆盖在其表面。下列说法正确的是(多选) (　　)
A．锡青铜的熔点比纯铜高
B．在自然环境中，锡青铜中的锡可对铜起保护作用
C．锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快
D．生成Cu2(OH)3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程，但不是化学反应过程
【解析】　A项，合金的熔点低于各成分金属的熔点。B项，活泼金属作负极，活泼金属易腐蚀。D项，电化学腐蚀过程一定是化学反应过程。
【答案】　BC
一、钠与酸、碱、盐水溶液的反应
1．钠与酸的反应
钠与稀硫酸、盐酸等非氧化性酸反应时，首先是钠直接跟H＋反应，过量的钠再与水反应，而不能认为是钠先跟水反应，生成的NaOH再跟酸中和。
由于酸中的H＋的浓度比水中的大得多，所以Na与酸的反应比与水的反应剧烈得多。
钠投入酸中(HCl)：2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑
2．钠跟碱溶液的反应
实际是钠跟水反应。
3．钠跟盐溶液的反应
(1)NaCl溶液：实际是与水反应。反应的化学方程式为：
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
(2)CuSO4溶液：因为钠与水剧烈反应，故钠先与水反应，生成的NaOH再跟CuSO4反应，而不能认为发生钠置换铜的反应。
上述反应的化学方程式为：
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
2NaOH＋CuSO4=== Cu(OH)2↓＋Na2SO4
总反应式为：2Na＋CuSO4＋2H2O===Cu(OH)2↓＋H2↑＋Na2SO4
(3)NaHSO4溶液：因NaHSO4完全电离：NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO ，而使溶液显强酸性，即盐电离产生的H＋浓度远大于水中H＋浓度，此时钠直接与盐反应。
2Na＋2NaHSO4===2Na2SO4＋H2↑
(4)通常钠不能从盐溶液中置换出金属，若盐为熔融状态，钠可以置换出较不活泼的金属，如4Na＋TiCl4
4NaCl＋Ti。
【应用指南】　(1)在考虑钠与酸、碱、盐水溶液反应的问题时，注意钠与水反应的同时，还要考虑生成的NaOH与溶液中溶质的化学反应。
(2)分析钠与酸、碱、盐水溶液反应的计算问题时，生成H2的量均按钠计算。将使计算简单，迅速准确。
将钠、镁、铝各0.3 mol分别放入100 mL 1 mol·L－1的盐酸中，同温同压下产生的气体体积比是
(　　)
A．1∶2∶3 B．6∶3∶2
C．3∶1∶1 D．1∶1∶1
【思路点拨】　Na不但能与盐酸反应，还能与水反应，故钠可以完全反应，Mg和Al只能与盐酸反应，因此必须考虑酸是否过量问题，根据各物质的物质的量不难判断，对Mg、Al来说，盐酸不足，所以氢气的体积分别根据Na和盐酸计算，即钠完全反应，Mg和Al则是盐酸完全反应。
【尝试解答】　由题意知：钠、镁、铝的物质的量均为0.3 mol，n(HCl)＝0.1 L×1 mol·L－1＝0.1 mol。
经分析知，钠、镁、铝与盐酸反应时，金属均过量，盐酸不足。
当钠与盐酸反应时，产生H2的量以钠为准进行计算：
2Na　　　～　　　 H2↑
2 mol 1 mol
0．3 mol n(H2)
n(H2)＝0.15 mol
当镁、铝分别与盐酸反应时，产生H2的量以盐酸为准进行计算：
2HCl　　　～ H2↑
2 mol 1 mol
0．1 mol n′(H2)
n′(H2)＝0.05 mol
【答案】　C
二、金属与酸反应规律
1．定性规律
按金属活动性顺序表K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb(H)、Cu、Hg、Ag、Pt、Au可分为五种情况：
(1)K→Pb和非氧化性酸(如盐酸、稀硫酸等)发生置换反应，产生H2逸出。如Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑。
(2)K→Pb和强氧化性酸(如硝酸、浓硫酸等)发生氧化还原反应，不能生成H2。如3Zn＋4H2SO4(浓) 3ZnSO4＋4H2O＋S↓。
(3)Al、Fe单质遇强氧化性浓硝酸、浓硫酸，在常温下发生钝化，形成极薄的氧化膜，保护金属不再与浓酸继续反应。
(4)Cu→Ag和强氧化性酸发生氧化还原反应，如Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2H2O＋2NO2↑。
2．定量规律
(1)金属与酸反应失去电子的物质的量等于产生的氢原子的物质的量。
(2)当参加反应的金属与产生氢气的质量差相等时，则反应后两溶液增加的质量相等。
(3)相同物质的量的金属与足量的酸反应产生氢气的量之比等于反应后对应金属呈现的化合价之比。
(4)相同质量的金属与足量的酸反应产生氢气的量之比等于对应金属失去1 mol电子时质量的倒数比。
(5)若产生相同量的氢气，所需金属的物质的量之比等于反应后对应金属呈现的化合价的倒数比。
(6)若产生相同量的氢气，所需金属的质量比等于金属失去1 mol电子时的质量比。
【应用指南】　有关金属与酸反应的常用计算方法有：
(1)守恒法
守恒法是化学计算中常用的方法，包括元素守恒(质量守恒)、电荷守恒、电子得失守恒等。
(2)平均值法
①摩尔电子质量：某物质在反应中转移1 mol电子的质量。
②平均摩尔电子质量：两种或两种以上物质的混合物在反应中转移1 mol电子的质量。
两种金属混合物粉末15 g，与足量的盐酸反应时生成标准状况下11.2 L氢气，符合上述情况的金属混合物是 (　　)
A．Mg、Fe　　　　　　　　　　 B．Zn、Ag
C．Al、Zn D．Mg、Al
【思路点拨】　求出提供1 mol e－需混合物的质量―→各金属与H＋反应时提供1 mol e－所需质量―→利用平均值思想作出判断。
【尝试解答】　n(H2)＝ ＝0.5 mol，混合物与H＋反应时提供e－为：n(e－)＝0.5 mol×2＝1 mol，即提供1 mol e－需混合物15 g。与H＋反应时提供1 mol e－所需各金属的质量分别为：Mg—12 g、Fe—28 g、Zn—32.5 g、Al—9 g、Ag—无穷大。由于A项：12 g<15 g<28 g，C项：9 g<15 g<32.5 g。故选A、C。
【答案】　AC
【拓展训练】　把足量的铁粉投入到硫酸和硫酸铜的溶液中，充分反应后，剩余金属粉末的质量与加入铁粉的质量相等，则原溶液中H＋与Cu2＋的物质的量之比是
(　　)
A．1∶4 B．2∶7
C．1∶2 D．3∶8
【解析】　设原溶液中H＋、Cu2＋物质的量分别为x、y
由Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu
再由题意知：生成铜的质量等于反应掉Fe的质量，即
x·56 g·mol－1＋56 g·mol－1·y＝64 g·mol－1 ·y
x∶y＝2∶7
【答案】　B
1．下列有关金属的叙述正确的是 (　　)
A．金属元素的原子只有还原性，离子只有氧化性
B．金属元素在化合物中一定显正价
C．金属元素在不同化合物中的化合价均相同
D．酸根离子中一定不含金属原子
【解析】　金属元素的原子只有还原性，显正价，但金属离子不一定只有氧化性，如Fe2＋既有氧化性又有还原性，故A项错误，B项正确；Fe、Cu等金属为变价金属，Fe有＋2、＋3价，Cu有＋1、＋2价，C项错误；AlO、MnO等酸根离子中含有金属离子，D项错误。
【答案】　B
2．认识反应条件对化学反应的影响，对学好化学具有重要意义。下列说法正确的是 (　　)
A．镁在空气或氧气中燃烧的产物一定只有MgO
B．钠在敞口容器中长期存放或在空气中燃烧的产物一定是Na2O2
C．铁溶解在过量的硝酸中，产生气体H2，溶液中含有Fe2＋
D．铝的化学性质活泼，但在空气中可以稳定存在
【解析】　Mg在空气中燃烧可以与O2、N2、CO2等反应，其产物有MgO、C、Mg3N2等，A错误；钠在空气中长期放置可生成Na2CO3，B错误；Fe与过量HNO3反应，由于HNO3具有强氧化性，应生成Fe3＋和NO或NO2气体，而不生成Fe2＋和H2，C错误；铝会被空气中的氧气氧化，生成一层致密的氧化物薄膜，可防止铝进一步被氧化，故D正确。
【答案】　D
3．现代建筑的门窗架常用电解加工成的古铜色硬铝制造。取硬铝样品进行如下实验(每一步试剂均过量)，由此可以推知硬铝的组成可能为(提示：Si＋2OH－＋H2O===SiO＋2H2↑) (　　)
A．Al、Mg、Si、Zn　　　　　　　
B．Al、Fe、Zn、Na
C．Al、Na、Cu、Fe
D．Al、Cu、Mg、Si、Mn
【解析】　通过反应①知合金中必须含有排在金属顺序中H之前的金属和H之后的金属；由反应②知合金中必须含有Si及排在金属活动顺序表H之后的金属或其他非金属。
【答案】　D
4．镁、铝、铁三种金属的混合物跟足量的稀硫酸充分反应，在标准状况下得到H2 2.8 L，则混合物中三种金属的物质的量之和可能为 (　　)
A．0.25 mol B．0.10 mol
C．0.15 mol D．0.20 mol
【解析】　假设全为＋2价金属，则
M　　　～　　　　 H2
0.125 mol 0.125 mol
假设全为＋3价金属，则
2M　　　～　　　 3H2
0.125 mol
既然是混合物，其物质的量之和应介于两者之间，
【答案】　B
5．将铁粉投入到盛有Cu2＋、Ag＋、Fe3＋的溶液中，反应完毕时，若烧杯底部有铁粉剩余，溶液中一定不含的金属离子是__________，若烧杯中没有铁粉剩余，则溶液中一定含有的金属离子是________，若溶液中不含有Cu2＋时，则一定不含有的金属离子还有______________。
【解析】　因为在Cu2＋、Ag＋、Fe3＋中三种离子的氧化性顺序为Ag＋>Fe3＋>Cu2＋，当加入铁粉时，按Ag＋、Fe3＋、Cu2＋的顺序反应，当铁粉剩余时，Ag＋、Fe3＋、Cu2＋将全部反应；若铁粉无剩余时，溶液中一定含有的离子只有Fe2＋；溶液中不含Cu2＋时，因为Fe3＋、Ag＋的氧化性比Cu2＋强，所以一定不再有Fe3＋和Ag＋。
【答案】　Ag＋、Fe3＋、Cu2＋　Fe2＋　Ag＋、Fe3＋
6．由短周期元素组成的单质A、B、C和甲、乙、丙、丁四种化合物有下图所示的转化关系，已知C是密度最小的气体，甲是电解质。
根据图示转化关系回答：
(1)写出下列物质的化学式：
A________，B________，乙________，丁________。
(2)组成单质A的元素在周期表中的位置是____________________，丙的电子式是__________。
(3)写出下列变化的方程式：
①A与NaOH溶液反应的化学方程式：____________________________；
②乙与过量CO2反应的离子方程式：___________。
【解析】　关键是找出解题突破口，由C是密度最小的气体可知C为H2，单质A与NaOH溶液反应生成H2，则A为Al或Si，若A为Al，则乙为NaAlO2，甲为Al2O3，丙为H2O，丁为Al(OH)3，B为O2；若A为Si，则乙为Na2SiO3，甲为SiO2，丙为H2O，丁为H2SiO3，B为O2，似乎都符合题意，但题设关键一点即甲为电解质，从而排除Si的可能性，确定A为金属Al。
【答案】　(1)Al　O2　NaAlO2　Al(OH)3
(3)①2Al＋2NaOH＋2 H2O===2NaAlO2＋3H2↑
②AlO2-＋2H2O＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO3-

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