钠镁铝及其化合物的相关计算.docx

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钠镁铝及其化合物的相关计算

知识点归纳：

一、钠原子结构

从钠的原子核外电子排布看，其最外电子层上只有一个电子，因此，极易将这一电子失去，而达到稳定结构，形成+1价的钠阳离子（Na+）。

即金属钠的原子结构决定了其性质的活泼。

因其易失电子被氧化，故金属钠是还原剂。

钠的物理性质

钠是银白色金属，质软（可用刀切割），密度小（0.97g/cm3），熔点低，是电和热的良导体。

钠的化学性质

由于钠原子最外层只有一个电子，所以钠的化学性质极活泼，具有强还原性，是强还原剂，具有金属的典型性质。

1.与非金属反应

（1）与氧气的反应

常温下能与空气中的氧气化合，表面变暗。

4Na+O2=2Na2O

在空气或氧气中燃烧，发出黄色火焰，生成淡黄色固体。

（2）与硫反应

2Na+S=Na2S（研磨易爆炸）

（3）与氯气反应（发出黄色火焰，产生白烟）

2.与水反应

钠与水反应的实验现象及现象解释如下：

现象

解释

浮在水面上

钠的密度比水小

熔成闪亮小球

反应放热、熔点低

迅速四处游动

钠受气体推动而游动

发出嘶嘶响声

产生气体及其燃烧

反应后滴入酚酞试液显红色

生成NaOH显碱性

注：

钠与水反应在钠的周围有白雾生成，此白雾是氢气燃烧产生的水蒸气。

钠与水反应的化学方程式为：

2Na+2H2O=2NaOH+H2↑

该反应的实质是钠原子与水电离出的H+发生氧化还原反应，其离子方程式为：

2Na+2H2O=2Na++2OH－+H2↑

注：

钠与水反应的现象可概括为“浮、熔、游、响、红”，并结合钠的性质进行记忆。

3.与酸反应

钠与酸反应比与水反应更加激烈，极易爆炸。

钠与盐酸反应2Na+2HCl=2NaCl+H2↑

钠与稀硫酸反应2Na+H2SO4=Na2SO4+H2↑

钠与酸溶液反应的实质是：

钠与酸电离出来的H+直接反应，而不是钠先与水反应，生成的氢氧化钠再和酸溶液反应。

因为钠与水反应时，得电子的是水电离的H+，而酸中H+浓度大于水中H+的浓度。

4.与盐的反应

将一小粒钠投入硫酸铜溶液中，除观察到与水反应相同的现象外，还看到蓝色沉淀生成。

这是因为钠先与水反应，生成的NaOH再与盐CuSO4发生复分解反应生成氢氧化物——Cu（OH）2沉淀。

其反应式为：

2Na+2H2O=2NaOH+H2↑

2NaOH+CuSO4=Cu（OH）2↓（蓝色）+Na2SO4

总反应式：

2Na+2H2O+CuSO4=Cu（OH）2↓+Na2SO4+H2↑

故钠与盐溶液反应，不能置换出盐中的金属。

凡是活动性很强的金属（如K、Ca、Na）与盐溶液反应都与此类似，只有在熔融状态下，才有可能发生金属之间的置换反应。

由于钠的性质十分活泼，所以钠元素以化合态如NaCl、Na2SO4、Na2CO3、NaNO3等形式存在于自然界中。

由于钠很容易与空气或水反应，所以保存钠时应隔绝空气和水。

因为煤油不与钠反应，且煤油的密度小于钠的密度，所以通常将钠保存在煤油里。

虽然汽油的密度也小于钠的密度，但由于汽油易挥发，所以不能用汽油保存钠。

由于四氯化碳的密度大于钠的密度，所以不能用四氯化碳保存钠。

二、镁

镁质软，熔点较低，成银白色。

镁是一种柔软有光泽的金属。

。

具有比较强的还原性,能与热水反应放出氢气，燃烧时能产生眩目的白光，镁与氟化物、氢氟酸和铬酸不发生作用，也不受苛性碱侵蚀，但极易溶解于有机和无机酸中。

1.与非金属单质的反应：

2Mg+O2==2MgO3Mg+N2=Mg3N2

2.与水的反应：

Mg+2H2O=Mg（OH）2+H2（加热）

3.与酸的反应：

Mg+2HCl=MgCl2+H2

4.与氧化物的反应：

2Mg+CO2=2MgO+C（点燃）

三、铝

铝是银白色的轻金属，较软，铝和铝的合金具有许多优良的物理性质，得到了非常广泛的应用。

纯铝的导电性很好，仅次于银、铜，在电力工业上它可以代替部分铜作导线和电缆。

铝是热的良导体，在工业上可用铝制造各种热交换器、散热材料和民用炊具等。

铝有良好的延展性。

和氧气反应、非金属、热水反应、和较不活动金属氧化物反应（铝热反应），和酸反应：

在常温下浓硫酸和浓硝酸可使铝钝化。

盐酸和稀硫酸可跟铝发生置换反应，生成盐并放出氢气。

和碱溶液反应：

主要和NaOH、KOH强碱溶液反应，可看做是碱溶液先溶解掉铝表面氧化铝保护膜铝和水发生置换反应。

典型例题：

例1、将7.8gMgAl合金溶于120ml4mol/LH2SO4中，当合金完全溶解后,再加入120ml8mol/L的NaOH溶液,得到沉淀的质量为21.4g,则加入H2SO4时产生的氢气的物质的量为（）

A、0.4molB、0.6molC、0.8molD、1.0mol

例2、常温下取金属钠、铝、铁各ng，分别加入1mol/L的硫酸VL，要使铝、铁反应后放出等量的氢气，且比钠反应生成的氢气少，V和n的数值大小关系（）

A、n/46

例3、用铝热法从下列氧化物中还原出物质的量相同的金属所消耗的铝最少的是（　）

　A．Fe3O4   B．MnO2   C．V2O5   D．Cr2O3

例4．将0.1molAl投入3mol/LNaOH溶液100mL中，充分反应后再滴加1mol/LH2SO4溶液，若要得到最多沉淀，需要加入1mol/LH2SO4溶液

A．100mLB．150mLC．200mLD．300mL

例5、铜和镁的合金4.6g完全溶解于足量的硝酸后，再加入过量的氢氧化钠溶液，产生9.7g沉淀，则合金与硝酸反应时，放出的气体可能是

A．0.1mol的NOB．0.2mol的NO2和0.05mol的N2O4

C．0.2mol的N2OD．NO、NO2和N2O4各0.1mol

例6．将2.4gFe、Mg合金投入到一定量的稀硝酸中，金属与硝酸恰好完全反应，共收集到标准状况下的气体VL（硝酸被还原成NO），若向反应后的溶液中加入足量的NaOH溶液，待金属元素全部沉淀后，再将沉淀过滤、洗涤、灼烧后称量，质量为3.6g。

则收集到的气体体积V的值不可能为

A．0.64B.0.896C.1.00D．1.12

例7．agMg、Al合金完全溶解在C1mol·L-1、V1LHCl溶液中，产生bgH2。

再向反应后的

溶液中加入C2mol·L-1、V2LNaOH溶液，恰好使沉淀达到最大值，且沉淀质量为dg。

下列关系错误的是

A．B．C1=C2V2/V1

C．铝为（24b-a）/9molD．与金属反应后剩余盐酸为mol

例8、向mg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bL。

向反应后的溶液中加入cmol/L氢氧化钾溶液VmL，使金属离子刚好沉淀完全，得到的沉淀质量为ng。

再将得到的沉淀灼烧至质量不再改变为止，得到固体pg。

则下列关系不正确的是（）。

A.B.

C.n=m+17VcD.p=m

例9、把铝粉与Fe3O4的混合物，分为两等份。

前一份在高温下恰好完全反应，之后将生成物与足量盐酸充分反应；后一份直接加入足量NaOH溶液充分反应。

前后两种情况下生成的气体在同温同压下的体积比是

A.1:

1B.3:

4C.9:

8D.4:

3

例10、自然界中存在一种尖晶石，化学式为MgAl2O4，已知该尖晶石中混有Fe2O3。

现取一定量样品5.68g，恰好与100mL一定浓度的盐酸反应。

该盐酸的浓度可能为

A．2.2mol·L-1B．3.3mol·L-1

C．3.0mol·L-1D．1.8mol·L-1

一、选择题练习

1、将2.3g钠投入97.7g水中，所得溶液的质量分数为（）

A.2.3%B.大于2.3%C.4%D.大于4%

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.Na2OB.Na2O2

C.Na2O和Na2O2D.Na2O2和NaO2

3、有100mL3mol/LNaOH溶液和100mL1mol/LAlCl3溶液，按如下两种方法进行实验：

①将NaOH溶液分多次加到AlCl3溶液中，②将AlCl3溶液分多次加到NaOH溶液中，比较两次实验的结果（）

A．现象相同，沉淀量相等B．现象相同，沉淀量不相等

C．现象不同，沉淀量不等D．现象不同，沉淀量相等

4、将0.1molAl投入3mol/LNaOH溶液100mL中，充分反应后再滴加1mol/LH2SO4溶液，若要得到最多沉淀，需要加入1mol/LH2SO4溶液

A．100mLB．150mLC．200mLD．300mL

5、铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时，反应中消耗的HCl和NaOH物质的量之比为

A．3：

1B．2：

1C．1：

1D．1：

3

6、某溶液中含MgCl2和AlCl3各0.01mol，向其中逐滴滴加1mol/L的NaOH溶液至过量，下列关系图正确的是

A．B.

C．D．

7、取500mLNa2CO3溶液与300mLlmol．L-1盐酸反应，在不断搅拌下将碳酸钠溶液逐滴滴入盐酸中与将盐酸逐滴滴入碳酸钠溶液中，所产生气体的物质的量之比为3：

2。

则碳酸钠溶液的物质的量浓度为

A．0.4mol·L-1B．0.3mol·L-1

C．0.2mol·L-1D．0.5mol·L-1

8、已知Ba（AlO2）2可溶于水。

右图表示的是向A12（SO4）3溶液中逐滴加入Ba（OH）2溶液时，生成沉淀的物质的量y与加人Ba（OH）2的物质的量x的关系。

下列有关叙述正确的是

A．a—b时沉淀的物质的量:

A1（OH）3比BaSO4多

B．c—d时溶液中离子的物质的量：

AlO2－比Ba2+多

C．a—d时沉淀的物质的量：

BaSO4可能小于A1（OH）3

D．d—e时溶液中离子的物质的量：

Ba2+可能等于OH－

9、将9.2gNa和5.4gAl同时放入一定量的水中，充分反应后得到200mL澄清溶液，再向该溶液中缓慢通入标准状况下的HCl气体6.72L，若反应过程中溶液的体积保持不变，则下列结果正确的是

A．最终得到7.8g的沉淀

B．最终得到的溶液中c（Na＋）=c（Cl－）＋c（OH－）

C．反应过程中得到6.72L的气体（标准状况下）

D．最终得到的溶液中c（NaCl）＝1.5mol/L

10、取500mLNa2CO3溶液与300mL1mol·L-1盐酸反应，在不断搅拌下将碳酸钠溶液逐滴滴入盐酸中与将盐酸逐滴滴入碳酸钠溶液中，所产生气体的物质的量之比为3:

2。

则碳酸钠溶液的物质的量浓度为

A．0.4mol·L-1B．0.3mol·L-1

C．0.2mol·L-1D．0.5mol·L-1

11、向15．0mL1．0mol·L-1的（NH4）Al（SO4）2溶液中逐滴加入1．0mol·L-1的NaOH溶液，并不断搅拌。

当生成0．78g沉淀时，所用NaOH溶液的体积可能为

A．30mLB．45mLC．50mLD．65mL

12、现将金属镁和铝的混合物7.5g完全溶解于一定浓度足量的硝酸溶液中，收集反应产生的A气体。

向所得溶液中加入过量烧碱溶液，得到沉淀11.6g。

则气体A的