第三章第三章 金屬及其化合物金屬及其化合物第第 課時(shí)課時(shí) 1.金屬鈉的變質(zhì)過程：銀白色（Na）變暗（Na2O）白色固體（NaOH）液滴（NaOH濃稠溶液）白色固體（Na2CO3xH2O）白色粉末（Na2CO3）。鈉的化合物鈉的化合物 過氧化鈉過氧化鈉 2.Na2O2與CO2、H2O（g）的反應(yīng) （1）CO2、H2O（g）的混合氣體與少量Na2O2反應(yīng)時(shí)優(yōu)先與CO2反應(yīng)。 （2）凡分子組成符合（CO）m（H2）n的物質(zhì)，Wg該物質(zhì)在O2中完全燃燒，將其產(chǎn)物（CO2和水蒸氣）通過足量的Na2O2后，Na2O2固體必增重為Wg。 （3）質(zhì)量差量和氣體體積差量計(jì)算 2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2 156 2 212 1 固體質(zhì)量差 氣體體積差 56（即228） 1 2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2 156 2 160 1 固體質(zhì)量差 氣體體積差 4（即22） 1 由此可見：CO2、H2O（g）分別與足量Na2O2固體反應(yīng)， 固體的質(zhì)量差分別相當(dāng)于等物質(zhì)的量CO、H2的質(zhì)量。 CO、H2燃燒后的產(chǎn)物通過足量的Na2O2后，固體增加的質(zhì)量即CO、H2的質(zhì)量。 體積變?yōu)樵瓉淼囊话耄ㄒ嗉瓷蒓2的量）。 在一密閉容器中有HCHO、H2、O2共16.5 g,用電火花引燃燒，使其完全燃燒，再將燃燒后的氣體用Na2O2充分吸收，Na2O2增重8.5 g,則原混合氣體中O2的物質(zhì)的量是（ ） A.0.5 mol B.0.25 mol C.0.27 mol D.0.52 mol 凡滿足(CO)m(H2)n通式的物質(zhì)最終可被Na2O2完全吸收，(16.5-8.5)/32=0.25 mol。B 某在一定的溫度下，向飽和的燒堿溶液中加入一定量的過氧化鈉，充分反應(yīng)后恢復(fù)到原來溫度，下列說法正確的是( ) A溶液中Na濃度增大，有O2放出 B溶液中OH總數(shù)不變，有O2放出 C溶液中pH增大，有O2放出 D溶液中Na總數(shù)減少，有O2放出D 溫度不變，則氫氧化鈉溶解度不變，飽和溶液的濃度不變，Na、OH濃度不變，A、C錯(cuò)。過氧化鈉與水反應(yīng)消耗水，溶液總量減少，溶液中的Na和OH數(shù)目減少，B錯(cuò)，D正確。 在強(qiáng)酸性溶液中，鋁元素總是以Al3+形式存在；在強(qiáng)堿性溶液中，鋁元素以AlO-2形式存在。鋁及鋁元素的主要化合物的關(guān)系如下圖：Al2O3、Al(OH)3 具有典型的兩性， 其應(yīng)用如下： 鋁及其化合物鋁及其化合物 （1）制取Al(OH)3 Al3+3NH3H2O Al(OH)3+3NH+4 AlO-2+CO2+2H2O Al(OH)3 +HCO-3 Al3+3AlO-2+6H2O 4Al（OH）3 （2）離子共存問題 與Al3+不能大量共存的離子有OH-、S2-、AlO-2、HCO-3、ClO-、CO2-3等。 例如：Al3+3ClO-+3H2O Al(OH)3 +3HClO Al3+3HCO-3 Al（OH）3+3CO2 與AlO-2不能大量共存的離子有H+、NH4+、Al3+、Fe3+、HCO3-、HSO3-等。 例如： AlO2-+NH4+H2O Al(OH)3+NH3 3AlO2-+Fe3+6H2O 3Al(OH)3 + Fe(OH)3 AlO-2+HCO-3+H2O Al(OH)3+CO32- 將3.36 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氨氣通入75 mL 2 molL1的AlCl3溶液中，得到白色沉淀a g。繼續(xù)向上述反應(yīng)后未過濾的濁液中加入V mL 5 molL1的NaOH溶液后，混合體系中沉淀的質(zhì)量仍然為a g。則下列對于a、V值的說法正確的是( ) Aa為3.9 Ba為7.8 CV為100 DV為80 加入的加入的NaOH溶液將溶液將NH4轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為NH3，將將Al3轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為Al(OH)4(即即AlO2 )，即，即A （2009山東）金屬鋁的生產(chǎn)是以Al2O3為原料，在熔融狀態(tài)下進(jìn)行電解： 2Al2O3 4Al+3O2 請回答下列問題： （1）冰晶石（Na3AlF6）的作用是 。750 970 通電，通電，Na3AlF6降低降低Al2O3的熔化溫度的熔化溫度 （2）電解生成的金屬鋁是在熔融液的 （填“上層”或“下層”）。 （3）陰極和陽極均由 材料做成；電解時(shí)不斷消耗的電極是 （填“陽極”或“陰極”）。 （4）鋁是高耗能產(chǎn)品，廢舊鋁材的回收利用十分重要。在工業(yè)上，最能體現(xiàn)節(jié)能減排思想的是將回收鋁做成 （填代號）。 a.冰晶石 b.氧化鋁 c.鋁錠 d.硫酸鋁下層下層碳素（或石墨）碳素（或石墨）陽極陽極c 解圖象計(jì)算題重在根據(jù)相關(guān)物質(zhì)性質(zhì)，分析性質(zhì)與圖象中“起點(diǎn)”、“拐點(diǎn)”、“終點(diǎn)”的對應(yīng)關(guān)系，進(jìn)而建立“點(diǎn)”與“數(shù)”的對應(yīng)關(guān)系，獲得正確答案，識別下列有關(guān)鋁的化合物基本的圖象，有利于解綜合題。 在含1mol Al3+的可溶性鋁鹽溶液中逐滴加入NaOH溶液至過量。 在含1mol OH-的強(qiáng)堿性溶液中逐滴加入鋁鹽溶液至過量。有關(guān)鋁的圖像題有關(guān)鋁的圖像題 在含1mol AlO2-的偏鋁酸鹽溶液中逐滴加入稀鹽酸至過量。 在含1mol H+的強(qiáng)酸性溶液 中逐滴加入偏鋁 酸鹽溶液至過量。 將一定質(zhì)量的MgAl合金投入100 mL一定物質(zhì)的量濃度的某HCl溶液中，充分反應(yīng)。向反 應(yīng)后的溶液中逐滴加 入一定物質(zhì)的量濃度 的NaOH溶液，生成 沉淀的質(zhì)量與所加 NaOH溶液的體積關(guān) 系如下圖。回答下列 問題： （1）原Mg-Al合金的質(zhì)量是 ，合金中Mg與Al的物質(zhì)的量之比是 ； （2）原HCl溶液的物質(zhì)的量濃度是 ； （3）所加NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度是 。 由圖象可知溶于NaOH溶液的沉淀為7.8 g，即0.1 mol Al(OH)3，不溶于NaOH溶液的Mg(OH)2沉淀為5.8 g，即0.1 mol Mg(OH)2。 Al(OH)3+OH- AlO2-+2H2O 1 mol 1 mol 0.1 mol c(NaOH)(140-120)10-3L 得c(NaOH)=5 molL-1 由圖象中A點(diǎn)為沉淀量最大，溶液中只含NaCl，n（Na+）=n（Cl-）， 故c（HCl）100 mL10-3LmL-1=5 molL-1120 mL10-3LmL-1 n（HCl）=6 molL-1 原合金中n（Al）=n（Mg）=0.1 mol,故物質(zhì)的量之比為1 1。 總質(zhì)量為：0.1 mol 27 gmol-1+0.1 mol 24 gmol-1=5.1 g。 答案: （1）5.1 g ；1 1 （2）6 molL-1 （3）5 molL-1 準(zhǔn)確稱取6 g鋁土礦樣品(含Al2O3、Fe2O3、SiO2)放入盛100 mL某濃度H2SO4溶液的燒杯中,充分反應(yīng)后過濾，向?yàn)V液中加入10 molL1的NaOH溶液，產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量W與加入NaOH溶液的體積V的關(guān)系如圖所示。求： (1)H2SO4溶液的物質(zhì)的量濃度是多少？ (2)若A2.3 mL，鋁土礦中Al2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？ 分析圖象時(shí)要緊緊抓住起點(diǎn)(A點(diǎn))、拐點(diǎn)(B點(diǎn)、C點(diǎn))，把隱含因素挖掘出來，使整個(gè)過程清晰、連續(xù)地展現(xiàn)在眼前。 弄清OA、O到35、45時(shí)沉淀的組成和質(zhì)量。OA段意味著H2SO4過量，O到35時(shí)的B點(diǎn)沉淀最多，有Al(OH)3、Fe(OH)3，C點(diǎn)僅剩下Fe(OH)3。 加入10 mL 10 molL1 NaOH溶液，即把Al(OH)3全部AlO2。 (1)B點(diǎn)時(shí)沉淀最多，溶液為Na2SO4溶液，據(jù)電荷守恒，n(Na)2n(SO42)。又據(jù)元素守恒，n(Na)n(NaOH)10molL1 0.035L，n(SO42)n(H2SO4)c(H2SO4) 0.1 L，所以c(H2SO4)1.75 molL1。 (2)沉淀Al3所耗OH的量，是使Al(OH)3溶解所耗OH的3倍，即沉淀Al3所耗NaOH為30 mL。 1.（2009上海）實(shí)驗(yàn)室將9 g鋁粉跟一定量的金屬氧化物粉末混合形成鋁熱劑。發(fā)生鋁熱反應(yīng)之后，所得固體中含金屬單質(zhì)為18 g，則該氧化物粉末可能是（ ） A.Fe2O3和MnO2 B.MnO2和V2O5 C.Cr2O3和V2O5 D.Fe3O4和FeOAD 2.（2009寧夏）下圖表示有關(guān)物質(zhì)（均由短周期元素形成）之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，其中A為常見的金屬單質(zhì)， B為非金屬單質(zhì)) 一般是黑色粉末)， C是常見的無色無 味液體，D是淡黃 色的固體化合物。 (反應(yīng)條件圖中已 省略。) （1）A、B、C、D代表的物質(zhì)分別為 、 、 、 (填化學(xué)式)； （2）反應(yīng)中的C、D均過量，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是 ；AlCH2ONa2O22H2O+Na2O2 2NaOH+O22Al+2NaOH+2H2O2 NaAlO2+3H2 （3）反應(yīng)中，若B與F物質(zhì)的量之比為4 3，G、H分別是 、 （填化學(xué)式）； （4）反應(yīng)產(chǎn)物中K的化學(xué)式為 . （5）反應(yīng)的離子方程式為 . 。CO2CONa2CO3AlO-2+CO2+H2O+OH- Al（OH）3+CO2-3 D是淡黃色的固體化合物是本題的突破口，根據(jù)中學(xué)化學(xué)知識基本鎖定Na2O2，能與水和CO2反應(yīng)，但是題目另一信息C是常見的無色無味液體說明C是水，則G為CO2；再依據(jù)K能溶于水，說明K為Na2CO3，F(xiàn)為O2;題給信息黑色單質(zhì)B與氧氣（F）反應(yīng)得到G（CO2），說明B為C（碳）；依據(jù)F（O2）與E反應(yīng)生成C（水）可知E為氫氣，再根據(jù)金屬A與堿性溶液反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，可得到A為Al。 一、選擇題（每題7分，共49分） 1.將表面已完全鈍化的鋁條，插入下列溶液中，不會發(fā)生反應(yīng)的是（ ） A.稀硝酸 B.稀鹽酸 C.硝酸銅 D.氫氧化鈉C 2.下列物質(zhì)中既能跟稀鹽酸反應(yīng)，又能跟氫氧化鈉溶液反應(yīng)且屬于兩性化合物的是( ) NaHCO3(NH4)2SAl2O3 Al(OH)3 Al A B C D全部A 3.1 mol過氧化鈉與2 mol碳酸氫鈉固體混合后，在密閉容器中加熱充分反應(yīng)，排出氣體物質(zhì)后冷卻，殘留的固體物質(zhì)是（ ） A.Na2CO3 B.Na2O2 Na2CO3 C.NaOH Na2CO3 D.Na2O2 NaOH Na2CO3A 4.向10 mL 0.2 molL1硫酸鋁溶液中逐滴加入未知濃度的NaOH溶液，當(dāng)加入15 mL與35 mL NaOH溶液時(shí)所得Al(OH)3沉淀的質(zhì)量相等，則NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為( ) A0.2 molL1 B0.4 molL1 C0.6 molL1 D0.8 molL1 B 5.在一定溫度下，向飽和的燒堿溶液中加入一定量的Na2O2，充分反應(yīng)后，恢復(fù)到原來的溫度，下列說法中正確的是（ ） A.溶液的pH不變，有H2放出 B.溶液的pH增大，有O2放出 C.溶液中c（Na+）增大，有O2放出 D.溶液中Na+數(shù)目減少，有O2放出D 6.在10 mL 0.01 molL1的純堿溶液中，不斷攪拌并逐滴加入1.2 mL 0.05 molL1鹽酸，完全反應(yīng)后，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下生成二氧化碳的體積為( ) A1.344 mL B2.240 mL C0.672 mL D0 mLD 7.海洋中有豐富的食品、礦產(chǎn)，能源、藥物和水產(chǎn)資源等（如下圖所示），下列有關(guān)說法正確的是（ ） A.大量的氮、磷廢水排入海洋，易引發(fā)赤潮 B.第步中結(jié)晶出的MgCl26H2O可在空氣中受熱分解制無水MgCl2 C.在第步中溴元素均被氧化 D.第步中除去粗鹽中的SO42-、Ca2+、Mg2+、Fe3+等雜質(zhì)，加入的藥品順序?yàn)椋篘a2CO3溶液NaOH溶液BaCl2溶液過濾后加鹽酸A 二、非選擇題（有4小題，共51分） 有一透明溶液，可能含有Al3、Fe3、K、NH4、Mg2和Cu2等離子中的一種或幾種?，F(xiàn)加入Na2O2粉末只有無色無味的氣體放出，并同時(shí)析出白色沉淀。如加入Na2O2的量與生成白色沉淀的量之間的關(guān)系用上圖來表示。試推斷： (1)原溶液中一定含有_。 (2)一定不含有_。 (3)可能含有_。 (4)為了進(jìn)一步確定可能含有的離子，應(yīng)增加的實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象為_Al3和和Mg2NH4、Fe3和和Cu2K 用灼燒過的鉑絲蘸取用灼燒過的鉑絲蘸取反應(yīng)后的溶液，放在酒精燈火焰上灼燒，并反應(yīng)后的溶液，放在酒精燈火焰上灼燒，并通過藍(lán)色鈷玻璃觀察。如火焰呈紫色，說明通過藍(lán)色鈷玻璃觀察。如火焰呈紫色，說明原溶液中一定含有原溶液中一定含有K，否則不含，否則不含K 9.（12分）鎂及其合金是一種用途很廣的金屬材料，目前世界上60%的鎂是從海水中提取的。某學(xué)校課外興趣小組從海水曬鹽后的鹽鹵（主要含Na+、Mg2+、Cl-、Br-等）中模擬工業(yè)生產(chǎn)來提取鎂，主要過程如下： 回答下列問題： （1）工業(yè)上從鹽鹵中獲取Mg（OH）2用石灰乳而不用NaOH溶液的原因是 。 。 （2）從過程得到的Mg（OH）2沉淀中混有少量的Ca（OH）2，除去少量Ca（OH）2的方法是先將沉淀加入到盛有 . 溶液的燒杯中，充分?jǐn)嚢韬蠼?jīng) 、 （填操作方法）可得純凈的Mg(OH)2。石灰乳原料石灰乳原料豐富，成本低豐富，成本低MgCl2（或氯（或氯化鎂）化鎂）過濾過濾洗滌洗滌 (3)下圖是該興趣小組設(shè)計(jì)進(jìn)行過程的實(shí)驗(yàn)裝置圖： 其中裝置A的作用 。 （4）寫出過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式 。是制備干燥的是制備干燥的HCl氣體氣體MgCl2(熔融熔融) Mg+Cl2電解電解 10.(18分)某?；瘜W(xué)興趣小組為了提高化學(xué)知識的運(yùn)用能力，更好的運(yùn)用圖象解決問題，在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行了如下探究實(shí)驗(yàn)：向含有AlCl3、FeCl3、BaCl2的混合溶液A中滴加含Na2SO4、NaOH的混合溶液B，經(jīng)過測定該小組繪制出沉淀的物質(zhì)的量與所加溶液B體積的關(guān)系如圖所示，請根據(jù)圖象回答有關(guān)問題： (1)分析不同階段發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)： Oa： ab： bc：Fe33OH Fe(OH)3；Al33OH Al(OH)3；Ba2SO42 BaSO4；Al(OH)3OH AlO22H2O；Ba2SO42 BaSO4Al(OH)3OH AlO22H2O (2)原混合溶液中A中AlCl3、FeCl3、BaCl2的物質(zhì)的量分別為n(AlCl3)_；n(FeCl3)_；n(BaCl2)_。 (3)B溶液中NaOH、Na2SO4的物質(zhì)的量濃度分別為c(NaOH)_；c(Na2SO4)_。0.2 mol0.1 mol1 mol10 mol/L10 mol/L Oa階段沉淀的物質(zhì)的量不斷增加，發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為：Fe33OH Fe(OH)3、Al33OH Al(OH)3、Ba2SO42_ BaSO4；ab段沉淀的物質(zhì)的量保持不變，說明生成的沉淀和溶解的沉淀的物質(zhì)的量相等，即Ba2SO42 BaSO4與Al(OH)3OH AlO22H2O的沉淀生成、溶解速率相等； bc段沉淀的物質(zhì)的量開始減少，發(fā)生的反應(yīng)為Al(OH)3OH AlO22H2O；最終剩余的1.1 mol沉淀為Fe(OH)3和BaSO4的和。根據(jù)bc段加入10 mL B溶液減少0.1 mol沉淀知10 mL B溶液中n(NaOH)0.1 mol，因?yàn)锳l(OH)3從a點(diǎn)開始溶解，故nAl(OH)30.2 mol，其他量易推知。 11.(9分)某一樣品中只含Na2CO310H2O和NaHCO3，為測定樣品中Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，請從下圖中選用適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)裝置，設(shè)計(jì)一個(gè)最簡單的實(shí)驗(yàn)，測定樣品中Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。請?zhí)顚懴铝锌瞻住?(1)應(yīng)選用的裝置是_(只寫裝置的標(biāo)號，裝置不重復(fù)作用)；所選裝置的連接順序是(填接口的字母)_ 接_，_接_，_接_。 (2)停止加熱時(shí)，正確的操作是_。BFEHGI(J)先將連接裝置的橡皮管卸下后再撤酒先將連接裝置的橡皮管卸下后再撤酒精燈精燈 (3)實(shí)驗(yàn)裝置中盛堿石灰的U形管的作用是_。 (4)取W g樣品實(shí)驗(yàn)，經(jīng)測定W g樣品在加熱時(shí)，可得a g CO2，則W g樣品中所含Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 _。防止防止Ba(OH)2吸收空氣中的吸收空氣中的CO2，造成實(shí)，造成實(shí)驗(yàn)誤差驗(yàn)誤差 根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康目梢苑治龀銎浞磻?yīng)原理就是利用碳酸氫鈉受熱分解產(chǎn)生的二氧化碳來計(jì)算。因樣品為固體，故選。