钠镁铝的性质Word文件下载.docx
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白色固体
淡黄色固体
电子式
结构
存在O2－离子
存在O22－离子（过氧离子）
属类
碱性氧化物
盐（不属于碱性氧化物）过氧化物
稳定性
不稳定
稳定
性质
与水的反应
Na2O＋H2O＝2NaOH
2Na2O2＋2H2O＝4NaOH＋O2↑
与H＋反应
Na2O＋2H＋＝2Na＋＋H2O
2Na2O2＋4H＋＝4Na＋＋2H2O＋O2↑
与CO2反应
生成相应的碳酸盐
生成碳酸钠和氧气
氧化性、漂白性
无
有强氧化性和漂白性
用途
呼吸面具、潜水艇中的氧气来源，用作强氧化剂，具有漂白性
3、氢氧化钠（NaOH）俗称火碱、烧碱、苛性钠，主要物理性质：
白色固体，易吸收空气中的水而潮解，易溶解于水，并且放出大量的热，水溶液有涩味，有强碱性。
主要化学性质：
一元强碱，具有碱的通性。
如：
NaOH与酸、酸性氧化物、两性物质、某些盐反应，还可以提供碱性环境发生无机和有机反应，如卤代烃的水解和消去反应，酯类的水解，油脂的皂化反应等。
4、碳酸钠和碳酸氢钠的比较：
名称
碳酸钠
碳酸氢钠
化学式
Na2CO3
NaHCO3
俗名
纯碱或苏打
小苏打
水溶液酸碱性
碱性
水溶性
易溶于水，溶解度大于NaHCO3
可溶于水，溶解度小于Na2CO3
鉴别方法
加CaCl2溶液，产生白色沉淀
先加CaCl2溶液，无沉淀产生，再加酸，产生无色无味的气体
与盐酸反应的速率和方程式
Na2CO3＋2HCl＝2NaCl＋H2O＋CO2↑
逐滴加入时，则开始无气泡，后有气体逸出
NaHCO3＋HCl＝NaCl＋H2O＋CO2↑
反应剧烈，迅速产生气体
热稳定性
稳定，受热不分解
不稳定，受热易分解
相互转化
加热时2NaHCO3＝Na2CO3＋H2O＋CO2↑，溶液中Na2CO3＋H2O＋CO2＝2NaHCO3
说明：
1、钠的性质很活泼，能与空气中的氧气和水反应，因此少量钠必须保存在煤油中，而大量钠，则必须保存在密闭容器中；
2、钠与氧气反应时，条件不同产物不一样。
露置于空气中生成Na2O，而在空气中燃烧时，则生成Na2O2；
3、Na2O2具有强氧化性和漂白性，其漂泊原理与新制氯水的漂白原理相似，都是利用强氧化性使有色物质被氧化而褪色；
4、钠与水、酸、盐溶液反应，实质上是钠原子与水或酸电离出的H＋的反应，所以H＋浓度不同，反应的剧烈程度不同。
金属活动顺序表中氢后面的金属阳离子的氧化性强于H＋，但其反应速率远小于钠与H＋的反应速率，故钠投入盐溶液中首先是与水反应，然后再分析NaOH是否与盐发生复分解反应。
如果是铝盐溶液还要考虑钠与铝的量的问题，因过量的NaOH能溶解Al（OH）3。
5、钠的用途：
工业上用钠作强还原剂来冶炼金属；
钠－钾合金（液态）用作原子反应堆的导热剂；
在电光源上，用钠制造高压钠灯。
6、Na2O2具有强氧化性，它不仅能与H2O、CO2反应，还能与几乎所有的常见气态非金属氧化物反应，在与高价非金属氧化物反应时，过氧化钠既作氧化剂又是还原剂，产物一般为高价含氧酸盐和O2；
在与低价的氧化物反应时，一般反应生成高价含氧酸盐。
7、盛NaOH的试剂瓶需用橡皮塞，不能用玻璃塞，因为玻璃可与碱溶液反应，从而使瓶口和瓶塞粘在一起，不易打开；
NaOH的碱性很强，贮存时若未密闭，表层易变质生成碳酸钠；
称量NaOH要放在烧杯里，动作要迅速，不能放在量筒、量杯、纸上称量；
不慎将浓NaOH沾在皮肤上，应先用大量水冲洗，然后再涂上硼酸稀溶液；
在实验室里常用NaOH溶液吸收Cl2，在工业上常用NaOH溶液吸收NO和NO2的尾气，以消除污染；
实验室制取少量的NaOH溶液可在饱和碳酸钠溶液中撒入石灰粉末、加热、过滤。
8、往Na2CO3溶液中逐滴滴加盐酸，先无气体放出，后有气体产生，反应方程式为：
Na2CO3＋HCl＝NaHCO3＋NaCl、NaHCO3＋HCl＝NaCl＋H2O＋CO2↑
往NaHCO3溶液中逐滴滴加盐酸，迅速产生气体，方程式为：
因此，利用两者的这一性质，可采用互滴的方法来鉴别Na2CO3和NaHCO3；
9、碳酸氢钠和碳酸钠的制法：
A、制取NaHCO3的方法
①减压低温蒸干NaHCO3溶液。
NaHCO3遇热易分解，其水溶液加热更易分解，所以不可能采用常压下蒸发溶剂的方法制得NaHCO3晶体。
②往饱和Na2CO3溶液中通入CO2，过滤得到晶体。
Na2CO3+C02+H2O=2NaHCO3
B、制取NaCO3的方法
往饱和食盐水中依次通入足量的NH3、CO2（氨碱法），利用NaHCO3的溶解性小于NH4HCO3的溶解性原理，使NaHCO3从溶液中析出（依次通入CO2、NH3至饱和行吗?
）：
NH3＋H2O＋CO2＝NH4HCO3
NH4HCO3＋NaCl＝NaHCO3↓＋NH4Cl；
2NaHCO3＝Na2CO3＋H2O＋CO2↑（制纯碱的工业方法）
［例1］某干燥粉末可能由Na2O、Na2O2、Na2CO3、NaHCO3、NaCl中的一种或几种组成。
将该粉末与足量的盐酸反应有气体X逸出，X通过足量的NaOH溶液后体积缩小（同温、同压下测定）。
若将原来混合粉末在空气中用酒精灯加热，也有气体放出，且剩余固体的质量大于原混合粉末的质量。
下列判断正确的是：
A.粉末中一定有Na2O、Na2O2、NaHCO3
B.粉末中一定不含有Na2CO3和NaCl
C.粉末中一定不含有Na2O和NaCl
D.无法肯定粉末里是否含有Na2CO3和NaCl
解析：
与盐酸反应产生气体的物质可能为Na2O2（生成O2）、Na2CO3和NaHCO3（生成CO2），气体X通过NaOH溶液后体积缩小（而不是气体全部消失），说明X由O2和CO2组成，原粉末中Na2O2、Na2CO3和NaHCO3至少有一种一定存在。
将原混合粉末加热，有气体放出，说明混合物中一定有NaHCO3，但NaHCO3受热分解会使混合粉末质量减少，而实际剩余固体的质量却增加了，原因只能是发生了反应：
2Na2O＋O2＝2Na2O2。
综上分析，混合物中一定有Na2O、Na2O2、NaHCO3，无法确定混合物中是否有Na2CO3和NaCl。
故答案为A、D。
答案：
AD
［例2］在一定条件下，将钠与氧气反应的生成物1.5g溶于水，所得溶液恰好能被80mL浓度为0.50mol/L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
HCl为0.04mol。
钠的氧化物若为Na2O，应为0.02mol×
62g·
mol－1＝1.24g；
若为Na2O2，应为0.02mol×
78g·
mol－1＝1.56g。
因1.5g介于1.24～1.56之间，应为二者的混合物
C
［例3］纯碱是一种重要的化工原料。
目前制碱工业主要有“氨碱法”和“联合制碱法”两种工艺。
请按要求回答问题：
（1）“氨碱法”产生大量CaCl2废弃物，请写出该工艺中产生CaCl2的化学方程式：
________；
（2）写出“联合制碱法”有关反应的化学方程式：
____________________________；
______________________________________。
（3）CO2是制碱工业的重要原料，“联合制碱法”与“氨碱法”中CO2的来源有何不同？
____________________________________________________________________________；
（4）绿色化学的重要原则之一是提高反应的原子利用率。
根据“联合制碱法”的总反应，列出计算原子利用率的表达式：
原子利用率（%）=________________________________________。
（1）“氨碱法”中产生的NH4Cl与Ca（OH）2作用生成CaCl2：
2NH4Cl＋Ca（OH）2
2NH3↑＋CaCl2＋2H2O。
（2）“联合制碱法”又称“侯氏制碱法”是向饱和食盐水中通入过量的NH3气体，再向其中通入过量的CO2，发生反应的方程式为：
NH3＋CO2＋H2O＋NaCl（饱和）＝NaHCO3↓＋NH4Cl；
2NaHCO3
Na2CO3＋CO2↑＋H2O；
（3）“氨碱法”的CO2来源于石灰石煅烧，“联合制碱法”的CO2来源于合成氨工业的废气。
（4）由于“联合制碱法”总反应可看作是：
2NH3＋2NaCl＋CO2＋H2O＝Na2CO3＋2NH4Cl，所以：
原子利用率（%）=
×
100%=
100%；
（1）2NH4Cl＋Ca（OH）2
（2）NH3＋CO2＋H2O＋NaCl（饱和）＝NaHCO3↓＋NH4Cl；
（4）原子利用率（%）＝
［例4］下图中A至F是化合物，G是单质。
写出A、B、E、F的化学式：
A：
____________；
B____________；
E____________；
F____________。
试题中包含着多条信息，若是一条、一条地单独分析，似乎找不到明显的突破口，这里要求解题者先弄清每条信息的含义，再综合起来，就可确定推断的范围。
在此基础上进行验证。
从题示条件可得出下列结论：
（1）固体A可分解为三种物质，可能是多元弱酸盐之类的物质；
（2）A的分解产物C、D都可跟化合物E反应产生单质G，像是过氧化物跟水、二氧化碳等之间的反应；
（3）A和B可互相转化，可能是某种多元酸、多元酸盐之间的关系。
综合起来，可推测A是碳酸氢钠、碳酸氢钾等，E是过氧化钠、过氧化钾等。
代入题给反应进行验证很吻合。
所以答案可确定为：
A为NaHCO3，B为Na2CO3，E为Na2O2，F为NaOH；
也可能是KHCO3，K2CO3，K2O2，KOH。
A为NaHCO3，B为Na2CO3，E为Na2O2，F为NaOH；
［例5］在隔绝空气的条件下，某同学将一块部分被氧化的钠块用一张已除去氧化膜、并用针刺一些小孔的铝箔包好，然后放入盛满水且倒置于水槽中的容器内。
待钠块反应完全后，在容器中仅收集到1.12L氢气（标准状况），此时测得铝箔质量比反应前减少了0.27g，水槽和容器内溶液的总体积为2.0L，溶液中NaOH的浓度为0.050mol·
L－1（忽略溶液中离子的水解和溶解的氢气的量）。
（1）写出该实验中发生反应的化学方程式。
（2）试通过计算确定该钠块中钠元素的质量分数。
（1）Na2O＋H2O＝2NaOH，2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑，
2Al＋2NaOH＋2H2O＝2NaAlO2＋3H2↑。
（2）n（NaOH余）＝2.0L×
0.05mol·
L－1＝0.1mol，
n（H2）＝
＝0.05mol，n（Al）＝
＝0.01mol＝n（NaAlO2），
由电子守恒知：
n（Na）＋3n（Al）＝2n（H2），即：
n（Na）＋3×
0.01mol＝2×
0.05mol，得：
n（Na）＝0.07mol。
由钠守恒知：
n（NaAlO2）＋n（NaOH）＝n（Na）＋2n（Na2O），即：
0.01mol＋0.1mol＝0.07mol＋2n（Na2O），
得：
n（Na2O）＝0.02mol。
w（Na）=
≈89%。
2Al＋2NaOH＋2H2O＝2NaAlO2＋3H2↑
（2）89%
（二）镁、铝及其化合物的性质：
1、镁和铝的性质：
镁和铝都属于密度小，熔点较低，硬度较小的银白色金属，但它们的熔沸点都比同周期的钠的熔沸点高，硬度大，其中铝的熔沸点比镁和钠都大。
镁和铝元素原子的最外层电子数分别为2和3，都容易失去电子，在化学反应中显还原性。
（1）跟O2及其它非金属反应：
常温下，在空气中都因生成氧化膜，具有抗腐蚀能力.
2Mg＋O2
2MgO 3Mg＋N2
Mg3N2 Mg＋Br2
MgBr2
2Al＋3S
Al2S3 4Al＋3O2
2Al2O3
（2）跟某些氧化物：
2Mg＋CO2
2MgO＋C；
2Al＋Fe2O3
2Fe＋Al2O3（铝热反应）
（3）跟水反应
Mg＋2H2O
Mg（OH）2＋H2↑（冷水慢，沸水快）
铝与水一般不反应，只有氧化膜被破坏后才可能缓慢发生反应。
（4）跟酸的反应：
Mg＋2H＋＝Mg2＋＋H2↑（比铝与酸反应快）
2Al＋6H＋＝2Al3＋＋3H2↑（常温下，在浓H2SO4、浓HNO3中钝化）
（5）跟碱反应
2Al＋2NaOH＋2H2O＝2NaAlO2＋3H2↑
2、镁和铝的化合物：
氧化镁和氧化铝
MgO
Al2O3
物理性质
白色粉末、熔点高
白色固体、熔点高
类别
两性氧化物
跟水的反应
MgO＋H2O＝Mg（OH）2↓（缓慢）
不反应
跟酸反应
MgO＋2H＋＝Mg2＋＋H2O
Al2O3＋6H＋＝2Al3＋＋3H2O
跟碱反应
Al2O3＋2OH－＝2AlO2－＋H2O
耐火材料
冶炼铝，耐火材料
氢氧化镁和氢氧化铝
Mg（OH）2
Al（OH）3
白色粉末难溶于水
白色固体，难溶于水
弱碱
两性氢氧化物
Mg（OH）2＋2H＋＝Mg2＋＋2H2O
（可溶于NH4Cl等强酸弱碱盐）
Al（OH）3＋3H＋＝Al3＋＋3H2O
Al（OH）3＋OH－＝AlO2－＋2H2O
受热分解
MgO＋H2O
2Al（OH）3
Al2O3＋3H2O
实验室制法
可溶性镁盐加NaOH溶液
Mg2＋＋2OH－＝Mg（OH）2↓
可溶性铝盐加氨水
Al3＋＋3NH3·
H2O＝Al（OH）3↓＋3NH＋4
1、铝与强碱溶液反应的实质
反应过程：
2Al＋6H2O＝2Al（OH）3↓＋3H2↑；
2Al（OH）3＋2NaOH＝2NaAlO2＋4H2O
总反应式：
2Al＋2H2O＋2NaOH＝2NaAlO2＋3H2↑
Al与水很难反应，且生成的Al（OH）3附在Al的表面，阻止了Al继续反应，但强碱NaOH能溶解Al（OH）3，故可促使Al与强碱溶液反应，而弱碱如氨水，不溶解Al（OH）3，故Al在弱碱溶液中不反应。
2、Al（OH）3的两性：
Al（OH）3在溶液中同时发生酸式电离和碱式电离.
Al（OH）3＝H3AlO3
HAlO2＋H2O
Al3＋＋3OH－
AlO2－＋H＋
若向此溶液中加入酸，因H＋与OH－结合生成水，反应向碱式电离方向进行，此时Al（OH）3是碱性；
若加入碱，因OH－与H＋结合生成水，故向酸式电离方向进行，这时Al（OH）3显酸性。
3、铝盐溶液与强碱溶液的反应：
（1）向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液
①现象：
白色沉淀
沉淀增加
减少
消失
②有关反应：
Al3＋＋3OH－＝Al（OH）3↓；
（2）向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液
沉淀
立刻消失，沉淀
沉淀量不变
②有关反应：
Al3＋＋4OH－＝AlO2－＋2H2O；
Al3＋＋3AlO2－＋6H2O＝4Al（OH）3↓
4、铝热反应：
铝和金属氧化物所形成的混合物称为铝热剂，在引燃剂（KClO3与镁条或KClO3、蔗糖和浓硫酸存在时）发生氧化还原反应，冶炼高熔点金属。
如冶炼金属：
铁、钨、铜等，也可用来焊接钢轨；
5、MgCl2、AlCl3都属于强酸弱碱盐，其水溶液均水解显酸性，因此欲制得无水物，均必须在HCl气流中蒸发结晶。
否则，均水解得到相应的氢氧化物，加热后分解得到相应的氢化物；
6、金属镁的冶炼可电解熔融的制取：
MgCl2＝Mg＋Cl2；
而固体AlCl3属于分子晶体，熔融状态不能导电，因此金属铝的冶炼，只能通过电解熔融Al2O3的方法制取：
2Al2O3＝4Al＋3O2↑，但由于Al2O3的熔点很高，为了使其在较低的温度下熔化，可加入冰晶石（Na3AlF6）
［例1］由海水制备无水氯化镁，主要有以下步骤：
①在一定条件下脱水干燥；
②加熟石灰；
③加盐酸；
④过滤；
⑤浓缩结晶。
其先后顺序正确的是:
A、②④⑤③①
B、③②④①⑤
C、③④②⑤①
D、②④③⑤①
海水中存在着丰富的镁，均以Mg2＋的形式存在，可以用碱将Mg2＋沉淀析出，
Mg2＋＋2OH－＝Mg（OH）2↓过滤后，用盐酸溶解产生的Mg（OH）2，并在HCl气流中蒸发结晶，就可以得到无水氯化镁，故本题的答案为②④③⑤①
D
［例2］两个烧杯加入同体积的浓度为2mol／L的H2SO4，置于天平两端，调平天平后分别加入10.8g的A1和Mg，则反应完毕后，天平：
A、可能加Mg一端下倾 B、可能加Al一端下倾
C、可能仍保持天平平衡 D、无法判断
此题未说明稀H2SO4的体积，分下列三种情况讨论：
（1）加入稀H2SO4过量，Al、Mg都已反应完毕，按化学反应方程式计算，加入Al、Mg每端增加的重量：
2Al＋3H2SO4＝A12（SO4）3＋3H2↑
△w
54g
6g
48g
10.8g
m（A1）
m（A1）=9.6g
Mg＋H2SO4＝MgSO4＋H2↑
24g
2g
22g
m（Mg）
m（Mg）=9.9g
则加入Mg一端增加质量多，往下倾。
（2）加入稀H2SO4对Al和Mg都不足，两金属都有剩余。
因加稀H2SO4物质的量一定，则产生的H2的量也相同，故天平保持平衡。
（3）若加入H2SO4的量能使Mg完全反应，反应放出H2后，溶液增重9.9g，使Mg不能完全反应，Al有余，加入Al的一端增加质量小于9.6g，故天平向加入Mg的一端下倾。
A、C。
［例3］向100mL2mol·
L－1的AlCl3溶液中，逐滴加入NaOH溶液100mL时产生沉淀为7．8g，则加入NaOH溶液的物质的量浓度是：
A、1mol·
L－1
B、1.5mol·
L－1 C、3mol·
D、7mol·
L－1
7.8gAl（OH）3的物质的量为0.1mol。
AlCl3逐滴加入NaOH溶液有关反应为：
Al3＋＋3OH一＝Al（OH）3↓ A1（OH）3＋OH一＝A1O2－＋2H2O
（1）NaOH不足
设参加反应的NaOH的物质的量为n（NaOH）
Al3＋＋3OH一＝Al（OH）3↓
3
1
n（NaOH）
0.1mol 则n（NaOH）＝0.3mol
c（NaOH）＝0.3mol／0.1L＝3mol·
（2）NaOH过量
Al3＋全部沉淀为Al（OH）3，过量的NaOH溶解部分的Al（OH）3，只余0.1molAl（OH）3沉淀。
设使Al3＋全部沉淀需NaOH的物质的量为n1（NaOH）
溶解部分Al（OH）3需NaOH的物质的量为n2（NaOH）
Al3＋＋3OH－＝Al（OH）3↓
1
3
1
0.2moln1（NaOH）0.2mol n1（NaOH）=0.6mol
Al（OH）3＋OH－＝A1O2－＋2H2O
0.1moln2（NaOH） n2（NaOH）＝0.1mol
c（NaOH）＝0．7mol／0.1L＝7mol·
CD
［例4］A、B、C、D、E、F是中学化学中的常见物质，它们之间的转化关系如图所示．其中A、B为单质，F为白色沉淀，D为气体．
（1）若D的水溶液显弱酸性，则A是_____，B是_____，C是_____，D是_____，E是_____，F是_____．
（2）若D的水溶液显弱碱性，则A是_____，B是_____，C是_____，D是_____，E是_____，F是_____．
E与NaOH溶液反应生成白色沉淀F，则F必为氢氧化物，常见的白色氢氧化物沉淀有Mg（OH）2和Al（OH）3。
进一步推知E为MgCl2或AlCl3，B为Mg或Al，A为非金属单质．又因C能与H2O反应同时生成Al（OH）3或Mg（OH）2，则C与H2O的反应是水解反应．显碱性的气体常见的只有NH3，可确定C为Mg3N2，A为N2，B为Mg。
当D为酸性气体时，且是水解产生的，则C同样是与Mg3N2相类似的盐，常见的为A12S3，推知A为S，B为A1．
答案：
（1）A．S
B．Al
C．A12S3
D．H2S
E．AlCl3
F．Al（OH）3
（2）A．N2
B．Mg
C．Mg3N2
D．NH3
E．MgCl2
F．Mg（OH）2
［例5］向明矾［KAl（SO4）2·
12H2O］溶液中逐滴加入
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