第5章鈉、鎂、鋁及其化合物,考點12鈉及其重要化合物,考法1單質鈉的性質與應用考法2Na2O2的結構與性質考法3Na2CO3、NaHCO3的鑒別和除雜考法4Na2CO3、NaHCO3的有關計算,(1)物理性質,顏色狀態(tài)：銀白色固體,密度：比水小，比煤油大,硬度：較小,熔點：較低，低于100,1.鈉的重要性質和用途,(2)化學性質,與非金屬單質(如O2、Cl2)的反應：,與水的反應：2Na+2H2O=2NaOH+H2,與酸的反應：2Na+2H+=2Na+H2,與鹽的反應：2Na+2H2O+CuSO4=Cu(OH)2+Na2SO4+H2,與羥基化合物的反應：2Na+2C2H5OH2C2H5ONa+H2,1.鈉的重要性質和用途,(3)工業(yè)制備,(4)保存通常保存在煤油中。,(5)鈉的用途制鈉鉀合金，用于原子反應堆的導熱劑。作還原劑來制取活潑金屬。制作高壓鈉燈。,1.鈉的重要性質和用途,2.氧化鈉和過氧化鈉,3碳酸鈉和碳酸氫鈉,4.Na2CO3溶液與鹽酸的互滴反應,酸不足時：Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3(無氣泡)酸過量時：NaHCO3+HCl=NaCl+CO2+H2O(有氣泡),2HCl+Na2CO3=2NaCl+CO2+H2O,(2)向Na2CO3溶液中逐滴加入鹽酸：,【注意】不同的滴加順序產(chǎn)生不同的現(xiàn)象，據(jù)此，不用其他試劑就可鑒別這兩種溶液。,考法1單質鈉的性質與應用,1.鈉在空氣中的變化過程,因此，把鈉久置在空氣中，最終變成Na2CO3粉末。,【注意】鈉保存時應隔絕空氣和水。,鈉跟酸反應時，按用量分兩種情況來考慮：(1)若酸過量，則只考慮鈉與酸的反應。(2)若鈉過量，鈉首先與酸反應，剩余的鈉再與水反應。,2.鈉和酸的反應,考法1單質鈉的性質與應用,【注意】Na與酸的反應比與水的反應劇烈得多。,考法1單質鈉的性質與應用,【注意】鈉不能從鹽溶液中置換出金屬；若鹽為熔融狀態(tài)，鈉可以置換出較不活潑的金屬。,(1)與NaCl、Na2SO4、NaNO3溶液反應：實質是與水反應。,(2)與CuSO4溶液反應：鈉先與水反應，生成的NaOH再與CuSO4反應。,3.鈉與鹽溶液反應,(3)與鋁鹽溶液反應：要考慮鈉與鋁鹽的量的問題。,(4)與NaHCO3溶液反應：鈉先與水反應，生成的NaOH再與NaHCO3反應。,(5)與NH4Cl溶液反應：鈉先與水反應，生成的NaOH再與NH4Cl反應。,A,例1,浙江選考化學2016年4月8，2分下列有關鈉及其化合物的說法不正確的是()A.電解飽和食鹽水可制取金屬鈉B.鈉與氧氣反應的產(chǎn)物與反應條件有關C.氧化鈉與水反應生成氫氧化鈉D.鈉可以從四氯化鈦中置換出鈦,【解析】電解飽和食鹽水得到的是NaOH、H2和Cl2，A錯誤；鈉與氧氣常溫下反應生成Na2O，加熱條件下反應生成Na2O2，B正確；氧化鈉是堿性氧化物，與水反應生成氫氧化鈉，C正確；鈉具有強還原性，可從四氯化鈦中置換出鈦，D正確。,考法2Na2O2的結構與性質,電子式為，陰、陽離子個數(shù)比是12。,2.Na2O2與CO2、H2O反應的四個考查角度,(1)從氧化還原角度Na2O2與H2O、CO2反應均有O2生成，在反應中Na2O2既表現(xiàn)氧化性又表現(xiàn)還原性。2mol的Na2O2不論與H2O還是與CO2反應均生成1mol的O2，轉移2mol電子。,1.Na2O2的結構,(2)從物質的量的角度2molNa2O2不論與H2O還是與CO2反應均生成1molO2，消耗2mol的H2O或2molCO2。若CO2和水蒸氣的混合氣體(或單一氣體)通過足量的Na2O2，氣體體積減小的量等于原混合氣體體積的1/2，且等于生成氧氣的體積。,考法2Na2O2的結構與性質,2.Na2O2與CO2、H2O反應的四個考查角度,(3)從反應先后順序的角度Na2O2與水蒸氣、CO2混合氣體反應時，應視為首先與CO2反應，再與水蒸氣反應。,(4)從質量的角度1molNa2O2與足量CO2、H2O分別完全反應時相當于吸收了28gCO、2gH2。,考法2Na2O2的結構與性質,2.Na2O2與CO2、H2O反應的四個考查角度,考法2Na2O2的結構與性質,3.Na2O2的強氧化性與還原性,從元素化合價角度分析Na2O2的性質,(1)強氧化性的五個表現(xiàn),(2)遇KMnO4等強氧化劑時，表現(xiàn)出還原性，氧化產(chǎn)物為O2。,(3)遇CO2、H2O、H則發(fā)生自身的氧化還原反應。,例2,B,考法3Na2CO3、NaHCO3的鑒別和除雜,1.Na2CO3、NaHCO3的鑒別,2.Na2CO3、NaHCO3的除雜,考法3Na2CO3、NaHCO3的鑒別和除雜,C,例3,1.CO2與NaOH溶液反應產(chǎn)物的確定,(1)數(shù)軸法，生成Na2CO3和NaHCO3，可用數(shù)軸表示如下：,(2)極值法若給出CO2和NaOH反應后產(chǎn)物的質量，可用極值法。依據(jù)CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O、CO2+NaOH=NaHCO3確定產(chǎn)物。,考法4Na2CO3、NaHCO3的有關計算,2.Na2CO3、NaHCO3含量的測定,考法4Na2CO3、NaHCO3的有關計算,寧夏石嘴山三中2017屆月考將0.4gNaOH和1.06gNa2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加0.1molL-1的稀鹽酸。下列圖像能正確表示加入鹽酸的體積和生成CO2的物質的量的關系的是（）,【解析】滴加鹽酸先發(fā)生反應：OH-+H+=H2O，再發(fā)生反應：CO32-+H+=HCO3-，最后發(fā)生反應：HCO3-+H+=CO2+H2O，故B錯誤；因n(OH-)n(CO32-)0.01mol，故加入0.02molHCl后開始有氣體生成，故C正確。,例4,C,考點13堿金屬及其化合物的綜合,考法5堿金屬的“一般性”與“特殊性”考法6鈉及其化合物的綜合推斷,1.同族元素相似性的應用,(1)單質的物理性質都有金屬通性；與其他金屬相比，都有輕、低(熔沸點)、軟三大特點。,(2)單質的化學性質元素的最高價都是+1價；單質都是典型的活潑金屬，相應的堿都為強堿；單質都能與“非金屬、水、酸、鹽”反應。,(3)堿金屬的氧化物與Na2O的性質相似，過氧化物與Na2O2的性質相似。,(4)堿金屬的氫氧化物與NaOH性質相似，都是可溶性強堿；都具有堿的通性。,(5)堿金屬的鹽類與鈉鹽、鉀鹽相似，一般都易溶；KHCO3與NaHCO3相似，受熱易分解。,2.焰色反應,(1)定義：很多金屬或它們的化合物在灼燒時都會使火焰呈現(xiàn)特殊的顏色，這叫作焰色反應。(2)操作步驟：洗燒蘸燒觀。,(3)實驗注意事項火焰：火焰本身要為無色火焰。蘸待測物的金屬絲：用鉑絲效果最好。洗、燒：每次實驗前，鉑絲都要蘸稀鹽酸在火焰上燒至無色。蘸：用鉑絲所蘸取的一般是溶液而不是粉末。觀：觀察鉀的焰色時，要透過藍色鈷玻璃。,2.焰色反應,(4)常見物質的焰色,(5)應用：鑒別一些金屬元素；用相應的化合物制煙火。,(1)堿金屬的密度一般隨核電荷數(shù)的增大而增大，但鉀的密度比鈉的密度小。(2)堿金屬一般都保存在煤油中，但鋰保存在液態(tài)石蠟中。(3)堿金屬在空氣或氧氣中燃燒時，一般能生成過氧化物,甚至生成比過氧化物更復雜的氧化物，而鋰只生成氧化鋰。,考法5堿金屬的“一般性”與“特殊性”,考法5堿金屬的“一般性”與“特殊性”,(4)堿金屬所形成的鹽一般都易溶于水，且酸式鹽比正鹽溶解度大(但NaHCO3的溶解度比Na2CO3小)，但碳酸鋰卻微溶于水。(5)堿金屬跟氫氣反應生成的堿金屬氫化物都是離子化合物，且是強還原劑。(6)堿金屬都可以在氯氣中燃燒，鉀、銣、銫能跟液溴反應，而堿金屬跟碘分子只有在加熱時才反應。,考法6鈉及其化合物的綜合推斷,考法6鈉及其化合物的綜合推斷,【解析】鋰和鉀位于元素周期表同一主族，同主族元素從上至下，元素的金屬性逐漸增強，元素的金屬性越強，對應單質的還原性越強；同主族元素從上至下，原子半徑逐漸增大，金屬鍵逐漸減弱，熔、沸點降低。,海南三亞2017模擬鋰和鉀兩種元素相比較，下列說法正確的是（）A.鋰的還原性比鉀的弱B.鋰原子的半徑比鉀的大C.鋰的金屬性比鉀的強D.鋰單質的熔點比鉀的低,A,例5,福建三明2016模擬最近，德國科學家實現(xiàn)了銣原子氣體超流體態(tài)與絕緣態(tài)的可逆轉換，該成果將在量子計算機研究方面帶來重大突破。已知銣是第37號元素，質量數(shù)是85。根據(jù)材料回答下列問題：(1)銣37Rb位于元素周期表的第_周期第_族。(2)關于銣的結構和性質，判斷正確的是(填序號)。與水反應比鈉劇烈它的原子半徑比鈉小它的氧化物暴露在空氣中易吸收CO2它的陽離子最外層電子數(shù)和鎂原子相同它是還原劑,例6,(3)氫化銣與水反應可放出氫氣，則下列敘述正確的是_(填序號)。A氫化銣溶于水顯酸性B氫化銣中氫離子被還原為氫氣C氫化銣與水反應時，水是還原劑D氫化銣中氫離子核外有兩個電子(4)現(xiàn)有銣和另一種堿金屬形成的合金50g，當它與足量水反應時，放出標準狀況下的氫氣22.4L，這種堿金屬可能是_(填序號)。ALiBNaCKDCs,例6,例6,考點14鎂、鋁的性質及冶煉,考法7鎂、鋁的工業(yè)制備考法8鋁與酸或堿反應生成H2的量的關系,銀白色金屬，熔、沸點較高，質軟，密度較小。,1.鎂、鋁的物理性質,2.鎂、鋁的化學性質,3.鎂、鋁的冶煉,1.從海水中提取鎂,(2)主要化學反應,(1)流程,考法7鎂、鋁的工業(yè)制備,2.工業(yè)煉鋁,(1)提取純凈的Al2O3,(2)電解,用冰晶石(Na3AlF6)作助熔劑，以降低Al2O3的熔點，化學方程式為,考法7鎂、鋁的工業(yè)制備,安徽化學201512，6分某同學將光亮的鎂條放入盛有NH4Cl溶液的試管中，有大量氣泡產(chǎn)生。為探究該反應原理，該同學做了以下實驗并觀察到相關現(xiàn)象，由此得出的結論不合理的是(),例8,【解析】氯化銨溶液中，NH4+水解使溶液顯酸性，活潑金屬鎂與H+反應生成H2，H2燃燒的火焰呈淡藍色，同時NH4+水解平衡右移，產(chǎn)生的NH3可以使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍，水溶液的pH不斷增大至8.6時還有氣體生成，證明在弱堿性環(huán)境中Mg可繼續(xù)被氧化，A、B、C合理；弱堿性溶液中Mg是被H+氧化，而不是OH-氧化了Mg，D不合理。,D,例8,重慶理綜20138題節(jié)選合金是建造航空母艦的主體材料。(1)航母升降機可由鋁合金制造。鋁元素在周期表中的位置為。工業(yè)煉鋁的原料由鋁土礦提取而得，提取過程中通入的氣體為。Al-Mg合金焊接前用NaOH溶液處理Al2O3膜，其化學方程式為。焊接過程中使用的保護氣為(填化學式)。(2)航母艦體材料為合金鋼。艦體在海水中發(fā)生的電化學腐蝕主要為。航母用鋼可由低硅生鐵冶煉而成，則在煉鐵過程中為降低硅含量需加入的物質為。,例9,【解析】(1)鋁土礦的主要成分是氧化鋁。提取鋁的過程是氧化鋁與氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉，再向溶液中通入二氧化碳，生成氫氧化鋁沉淀，加熱使沉淀分解可得到氧化鋁，最后電解熔融氧化鋁得到鋁。(2)在海水中，合金鋼、海水構成原電池，發(fā)生吸氧腐蝕。在煉鐵時加入氧化鈣或碳酸鈣，可以降低硅含量。,【答案】(1)第三周期第A族CO2Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2OAr(2)吸氧腐蝕CaCO3或CaO,例9,(3)一定量的鋁分別與一定量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應。若產(chǎn)生氫氣的體積比為，則必定有：鋁與鹽酸反應時，鋁過量而鹽酸不足；鋁與氫氧化鈉溶液反應時，鋁不足而氫氧化鈉溶液過量。,1.鋁與酸、堿反應中比例關系,2.鋁與酸、堿反應生成氫氣的規(guī)律分析,(2)足量的鋁分別與相同體積、相同物質的量濃度的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應，產(chǎn)生氫氣的體積比為13。,考法8鋁與酸或堿反應生成H2的量的關系,(1)等量鋁分別與足量鹽酸和氫氧化鈉溶液反應，產(chǎn)生氫氣的體積比為11。,高考題匯編下列說法正確的是()A.用坩堝鉗夾住一小塊經(jīng)砂紙仔細打磨過的鋁箔在酒精燈上加熱，熔化后的液態(tài)鋁滴落下來課標理綜2015B.Al、鹽酸、NaOH溶液三者之間兩兩均能發(fā)生反應江蘇化學2014C.鋁與Fe2O3發(fā)生鋁熱反應后固體物質增重課標理綜2014D.常溫下，相同的鋁片中分別加入足量的濃、稀硝酸，濃硝酸中鋁片先溶解完安徽理綜2014,例7,【解析】加熱時，因為鋁箔表面生成致密的Al2O3薄膜，且Al2O3的熔點很高，把熔化的液態(tài)鋁包裹在里面，不會滴落下來，A錯誤；Al既能與強酸反應又能與強堿反應，B正確；鋁與Fe2O3發(fā)生鋁熱反應生成Al2O3和鐵，固體質量不會增加，C錯誤；常溫下，鋁在濃HNO3中發(fā)生鈍化，D錯誤。,B,例7,考點15鎂、鋁的重要化合物,考法9鋁及其化合物的性質及其相互轉化關系考法10鎂及其化合物的相互轉化關系,1.MgO和Al2O3,2.Mg(OH)2和Al(OH)3,3.Mg2+、Al3+和AlO-2,（1）Mg2+、Al3+和AlO-2的鑒別,3.Mg2+、Al3+和AlO-2,1.鋁及其化合物的轉化關系圖,考法9鋁及其化合物的性質及其相互轉化關系,考法9鋁及其化合物的性質及其相互轉化關系,2.與鋁相關的框圖題中常見的突破口,（1）與強酸、強堿都反應的金屬，一般是鋁。（2）與強酸、強堿都反應的氧化物，一般是Al2O3。（3）與強酸、強堿都反應的氫氧化物，一般是Al(OH)3。（4）工業(yè)產(chǎn)量居第二位的金屬是鋁。（5）地殼中含量最高的金屬元素是鋁元素。,考法9鋁及其化合物的性質及其相互轉化關系,3.常見的與強酸、強堿溶液都反應的物質,（1）單質：Al。（2）兩性氧化物：Al2O3。（3）兩性氫氧化物：Al（OH）3。（4）弱酸弱堿鹽：（NH4）2CO3、CH3COONH4等。（NH4）2CO32HCl=2NH4ClCO2H2O（NH4）2CO32NaOHNa2CO32NH32H2O（5）弱酸的酸式鹽：NaHCO3等。NaHCO3HCl=NaClCO2H2ONaHCO3NaOH=Na2CO3H2O（6）氨基酸。,例10,例10,【解析】根據(jù)流程圖，鋁與氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉，在偏鋁酸鈉溶液中通入過量二氧化碳反應生成氫氧化鋁膠狀沉淀和碳酸氫鈉，洗滌后得到氫氧化鋁，灼燒氫氧化鋁得到氧化鋁；氫氧化鋁用H2SO4溶液溶解后與K2SO4溶液混合，結晶析出明礬晶體；氫氧化鋁膠狀沉淀用鹽酸溶解，生成氯化鋁溶液，在氯化氫氣流中蒸發(fā)得到氯化鋁晶體。(1)步驟中鋁與NaOH反應的化學方程式為2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2；步驟中NaAlO2溶液與過量CO2反應生成Al(OH)3和HCO3-。(2)坩堝洗凈后，需要擦干，否則灼燒時容易引起坩堝炸裂，A錯誤；為了得到純Al2O3，需灼燒至恒重，使氫氧化鋁完全分解，B正確；若用坩堝鉗移動灼熱的坩堝，需預熱坩堝鉗，防止坩堝遇冷炸裂，C正確；熱的坩堝取下后放在石棉網(wǎng)上冷卻待用，不能直接放在桌面上，D正確；灼燒后應冷卻后稱重，E錯誤。,例10,(3)步驟在培養(yǎng)規(guī)則明礬大晶體過程中，需要在高于室溫1020的溫度下配制明礬飽和溶液，選取規(guī)則明礬小晶體并懸掛在溶液中央，自然冷卻至室溫，讓明礬小晶體逐漸長大，故正確的排序為。(4)通入HCl可以抑制AlCl3水解，增大了溶液中Cl-的濃度，可以降低AlCl3的溶解度，使其以AlCl36H2O晶體形式析出。步驟中抽濾時，由于溶液顯強酸性，會腐蝕濾紙，因此需要用玻璃纖維替代濾紙，洗滌時，為減少AlCl36H2O晶體的損失，根據(jù)AlCl36H2O易溶于水、乙醇及乙醚，應該選擇飽和氯化鋁溶液進行洗滌。AlCl36H2O晶體受熱容易分解，為得到純凈的AlCl36H2O，可以采用濾紙吸干的方式干燥晶體。,例10,【答案】（1）2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2AlO2-+CO2+2H2OAl(OH)3+HCO3-（2）BCD（3）（4）降低AlCl3溶解度，使其以AlCl36H2O晶體形式析出強酸性環(huán)境會腐蝕濾紙飽和氯化鋁溶液用濾紙吸干,例10,1.鎂及其化合物的轉化關系圖,2.與鎂相關的框圖題的突破口,考法10鎂及其化合物的相互轉化關系,（1）鎂能和二氧化碳發(fā)生燃燒反應，因此鎂燃燒不能用二氧化碳滅火器滅火。（2）鎂在空氣中燃燒能發(fā)出耀眼的白光，用于制煙花和照明彈。（3）金屬鎂與冷水反應很緩慢，與沸水能迅速反應。（4）若某金屬能與非金屬氣體單質A化合生成B，B與水反應生成兩種堿，則該金屬為Mg，A為N2，B為Mg3N2。,考點16有關鋁及其化合物的圖像和計算,考法11有關鋁、鎂圖像的綜合考查考法12Al3+形成Al(OH)3沉淀的計算,有關鋁及其化合物的常見圖像和計算,向AlCl3和HCl混合液中滴加NaOH溶液，由圖可知n(HCl)n(AlCl3)=21。,向MgCl2和AlCl3混合液中滴加NaOH溶液，由圖可知n(MgCl2)n(AlCl3)=11。,考法11有關鎂、鋁圖像的綜合考查,向HCl、MgCl2和AlCl3混合液中滴加NaOH溶液，由圖可知n(HCl)n(AlCl3)n(MgCl2)=211。,向NH4Cl、MgCl2和AlCl3混合液中滴加NaOH溶液，由圖可知n(NH4Cl)n(AlCl3)n(MgCl2)=211。,考法11有關鎂鋁圖像的綜合考查,安徽理綜201413，6分室溫下，在0.2molL-1Al2(SO4)3溶液中，逐滴加入1.0molL-1NaOH溶液，實驗測得溶液pH隨NaOH溶液體積變化曲線如圖，下列有關說法正確的是（）a點時，溶液呈酸性的原因是Al3+水解，離子方程式為Al3+3OH-=Al(OH)3B.a-b段，溶液pH增大，Al3+濃度不變C.b-c段，加入的OH-主要用于生成Al(OH)3沉淀D.d點時，Al(OH)3沉淀開始溶解,例11,【解析】A項，Al3+水解的離子方程式為Al3+3H2O=Al(OH)33H+，錯誤；B項，ab段，溶液pH增大，H+濃度減小，鋁離子的水解平衡正向移動，Al3+濃度減小，錯誤；C項，bc段，發(fā)生反應Al3+3OH-=Al(OH)3，故bc段，加入的OH-主要用于生成Al(OH)3沉淀，正確；D項，d點時，再滴加NaOH溶液，溶液的pH突增，說明沉淀已經(jīng)溶解完畢，錯誤。,C,例11,相關反應為Al3+3OH-=Al(OH)3Al(OH)3+OH-=AlO-2+2H2O,當OH-少量時，只發(fā)生反應，以OH-的量為準進行計算：nAl(OH)3=1/3n(OH-),當OH-過量時，nAl(OH)3=4n(Al3+)-n(OH-),適用范圍：4n(Al3+)n(OH-)3n(Al3+),考法12Al3+形成Al(OH)3沉淀的計算,D,后續(xù)更加精彩,