10金属及其化合物.docx
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10金属及其化合物
专题十、常见的金属及其化合物（上）
考点一 钠的性质及应用
[知识梳理]
1.钠的物理性质
颜色：
密度：
；熔点：
；硬度：
。
2.从钠原子的原子结构认识钠的化学性质——还原性
Na
（1）与非金属单质（如O2、Cl2）的反应
（2）与水反应
①离子方程式：
②与滴加酚酞的水反应的现象及解释
（3）与盐酸反应
离子方程式：
3.钠的制取及保存方法
4.钠的用途
[思考]
1..金属钠露置在空气中会发生一系列变化：
银白色金属钠
3.金属钠着火，不能用H2O、干冰灭火的原因是________________________________，
通常用__________掩埋。
4.与盐溶液的反应
先与水反应生成碱，再考虑碱与盐的反应。
将Na投入CuSO4溶液中，反应的化学方程式为_____________，__________________。
总的离子方程式为______________________________________。
A组练习
1.将一小块金属钠分别投入盛a水、b乙醇、c稀H2SO4的三个小烧杯中，反应速率由快到慢的顺序为______________。
解释反应速率不同的原因：
___________________________。
2.将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中，既有气体，又有白色沉淀产生的是____________。
①MgSO4溶液 ②NaCl溶液 ③Na2SO4溶液 ④饱和澄清石灰水 ⑤Ca（HCO3）2溶液 ⑥CuSO4溶液 ⑦饱和NaCl溶液
3.有人设计出一种在隔绝空气条件下让钠与FeSO4溶液反应的方法以验
证反应实质。
实验时，往100mL大试管中先加40mL煤油，取3粒
米粒大小的金属钠放入大试管后塞上橡皮塞，通过长颈漏斗加入
FeSO4溶液使煤油的液面至胶塞，并夹紧弹簧夹（如图）。
仔细观察，回答下列问题：
（1）如何从试剂瓶中取用金属钠？
剩余的Na能否放回原试剂瓶？
（2）有关钠反应的现象是_____________________________________________。
（3）大试管的溶液中出现的现象：
______________________________________________。
（4）装置中液面的变化：
大试管内______；长颈漏斗内________。
（5）写出钠与硫酸亚铁溶液反应的化学方程式：
____________________________________。
考点二 氧化钠和过氧化钠
[知识梳理]
完成下列表格
化学式
Na2O
Na2O2
氧元素化合价
色、态
阴、阳离子个数比
是否为碱性氧化物
与水反应的化学方程式
与CO2反应的化学方程式
与盐酸反应的化学方程式
[思考]
1.判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”
（1）Na2O2在潮湿的空气中放置一段时间，变成白色粘稠物的原因是2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
（2）2Na2O2＋2H2O―→4NaOH＋O2↑H2O既不是氧化剂也不是还原剂
（3）Na2O2与H2O反应制备O2的离子方程式：
Na2O2＋H2O===2Na＋＋2OH－＋O2↑）
（4）Na2O、Na2O2组成元素相同，与CO2反应产物也相同
（5）Na2O2的电子式为
2.设阿伏加德罗常数的值为NA，下列说法正确的是（ ）
A.1mol钠与氧气反应生成Na2O或Na2O2时，失电子数目均为NA
B.1molNa2O2与足量CO2反应时，转移2NA个电子
C.1mol·L－1的NaOH溶液中含Na＋数目为NA
D.1molNa2O2晶体中含有的阴离子数目为2NA
A组练习
1.比较下列四组反应，回答下列问题。
一组：
①Na2O2＋CO2 ②Na2O2＋SO2
二组：
③Na2O2＋FeCl3（溶液）④Na2O2＋FeCl2（溶液）
三组：
⑤SO2通入品红溶液中，加热 ⑥Na2O2加入到品红溶液中，加热
四组：
⑦NaOH溶液滴入紫色石蕊试液中 ⑧Na2O2固体加入到紫色石蕊试液中
问题：
（1）写出①、②两反应的化学方程式。
（2）判断③、④反应中可能发生的现象，为什么？
（3）判断⑤、⑥反应中可能发生的现象，为什么？
（4）判断⑦、⑧反应中可能发生的现象？
2.某溶液中含有HCO
、SO
、CO
、CH3COO－4种阴离子。
向其中加入足量的Na2O2固体后，溶液中离子浓度基本保持不变的是（假设溶液体积无变化）（ ）
A.CH3COO－B.SO
C.CO
D.HCO
3.往甲、乙、丙、丁四个烧杯内分别放入0.1mol的钠、氧化钠、过氧化钠和氢氧化钠，然后各加入100mL水，搅拌，使固体完全溶解，则甲、乙、丙、丁溶液中溶质的质量分数大小顺序是（ ）
A.甲＜乙＜丙＜丁B.丁＜甲＜乙＝丙C.甲＝丁＜乙＝丙D.丁＜甲＜乙＜丙
4.物质的量相同的N2、O2、CO2混合后，通过Na2O2颗粒一段时间，测得体积变为原混合气体体积的
（同温同压下），此时N2、O2、CO2的物质的量之比为（ ）
A.1∶1∶0B.6∶9∶0C.3∶4∶1D.3∶3∶2
5.取ag某物质在O2中完全燃烧，将生成物与足量Na2O2固体完全反应，反应后，固体质量恰好也增加了ag，下列物质不能满足上述结果的是（ ）
A.H2B.COC.C6H12O6D.C12H22O11
6.1mol过氧化钠与2mol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.Na2CO3B.Na2O2Na2CO3C.NaOHNa2CO3D.Na2O2NaOHNa2CO3
7..
（1）在呼吸面具和潜水艇中可用过氧化钠作为供氧剂。
请选择适当的化学试剂和实验用品，用下图中的实验装置进行试验，证明过氧化钠可作供氧剂。
①A是制取CO2的装置。
写出A中发生反应的化学方程式：
___________________________。
②B中盛饱和NaHCO3溶液，其作用是_____________________________。
③写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式______________________。
④D中盛放的试剂是____________，其目的是__________________。
⑤试管F中收集满气体后，下一步实验操作是___________________________________。
（2）①某学生判断SO2和Na2O2反应能生成硫酸钠，你认为他的判断合理吗？
__________，简要说明理由：
_____________________________________________。
②该同学无法断定反应中是否有氧气生成，拟使用如图所示装置进行实验（图中铁架台等装置已略去）。
装置中B的作用是____________________________________，
D的作用是__________________________________。
③为确认反应产物，该同学设计了以下实验步骤，你认为应进行的操作按顺序排列是________（选填序号）。
A.用带火星的细木条靠近干燥管口a，观察细木条是否着火燃烧
B.将C装置中反应后的固体物质溶于适量水配成溶液
C.在配成的溶液中加入用硝酸酸化的硝酸钡溶液，观察是否有沉淀生成
D.在配成的溶液中先加入盐酸，再加入氯化钡溶液，观察是否有气泡或沉淀生成
考点三 碳酸钠与碳酸氢钠
[知识梳理]
1.性质
2.转化
Na2CO3NaHCO3
[思考]
1.判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”
（1）向NaHCO3溶液中加入过量的澄清石灰水，出现白色沉淀：
2HCO
＋Ca2＋＋2OH－===CaCO3↓＋CO
＋2H2O
（2）NaOH＋NaHCO3===Na2CO3＋H2O可用H＋＋OH－===H2O表示
（3）向Na2CO3溶液中滴入酚酞试液，溶液变红CO
＋H2O
HCO
＋OH－
（4）小苏打与氢氧化钠溶液混合HCO
＋OH－===CO2↑＋H2O
（5）向Na2CO3溶液中加入过量CH3COOH溶液CO
＋2H＋―→CO2↑＋H2O
2.将CO2气体通入到饱和Na2CO3溶液中有何现象？
原因是什么？
3.Na2CO3固体粉末中混有少量NaHCO3，用什么方法除杂？
Na2CO3溶液中混有少量NaHCO3，用什么方法除杂？
NaHCO3溶液中混有少量Na2CO3，用什么方法除杂？
A组练习
1.下列几种试剂能把等物质的量浓度的Na2CO3、NaHCO3鉴别开的是__________。
（1）CaCl2溶液
（2）澄清石灰水 （3）稀盐酸 （4）pH试纸
2.某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体，用不同的方法做了以下实验，如图Ⅰ～Ⅳ所示。
（1）只根据图Ⅰ、Ⅱ所示实验，能够达到实验目的的是_________________（填装置序号）。
（2）图Ⅲ、Ⅳ所示实验均能鉴别这两种物质，其反应的化学方程式为__________________；
与实验Ⅲ相比，实验Ⅳ的优点是________（填选项序号）。
A.Ⅳ比Ⅲ复杂B.Ⅳ比Ⅲ安全C.Ⅳ比Ⅲ操作简便
D.Ⅳ可以做到用一套装置同时进行两个对比实验，而Ⅲ不行
（3）若用实验Ⅳ验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性，则试管B中装入的固体最好是________。
3.
（1）①纯净的Na2CO3ag ②Na2CO3与NaHCO3的混合物ag ③纯净的NaHCO3ag，按要求回答下列问题：
A.分别与盐酸完全反应时，耗酸量从大到小的顺序为__________。
B.分别和盐酸完全反应时，放出CO2气体的量从大到小的顺序为_________________。
C.分别溶于水，再加入足量的澄清石灰水，生成沉淀的质量从大到小的顺序为_________。
D.分别配成等体积的溶液，c（Na＋）的浓度从大到小的顺序为_____________。
（2）将agNa2CO3和NaHCO3的混合物充分加热，其质量变为bg，则Na2CO3的质量分数为______。
（3）若将问题
（1）中的等质量改为等物质的量，回答上述A、B、C、D四问。
4.将0.4gNaOH和1.06gNa2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加0.1mol·L－1稀盐酸。
下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系的是（ ）
5.Na2CO3的制取方法及综合实验探究
（1）我国化学家侯德榜改革国外的纯碱生产工艺，其生产流程可简要表示如下：
①往饱和食盐水中依次通入足量的NH3、CO2（氨碱法），而不先通CO2再通NH3的原因是______________________________________________________________。
②从生产流程图可知，可循环利用的物质是__________。
③写出沉淀池中、煅烧炉中反应的化学方程式________________________________。
（2）如何用CO2和50mL2mol·L－1NaOH溶液制取50mL1mol·L－1Na2CO3溶液？
①写出简要的实验步骤：
_______________________________________。
②写出有关反应的化学方程式：
__________________________________。
6.变量控制思想在实验探究中的应用
设计以下探究实验：
某一研究性学习小组做了以下实验：
常温下，向某纯碱（Na2CO3）溶液中滴入酚酞，溶液呈红色。
[提出问题] 产生上述现象的原因是什么？
[提出猜想]
①甲同学认为是配制溶液所用的纯碱样品中混有NaOH所至。
②乙同学认为是_____________________________________________________。
[设计方案]
请你设计一个简单的实验方案给甲和乙两位同学的说法以评判（包括操作、现象和结论）。
实验操作
预期现象与结论
步骤1：
步骤2：
……
考点四 碱金属元素 焰色反应
[知识梳理]
1.碱金属性质
相似性
递变性（由Li→Cs）
原子结构
最外层均为1个电子
电子层数逐渐_____
核电荷数逐渐
原子半径逐渐
元素性质
都具有较强的金属性，最高正价均为___价
金属性逐渐
单质性质
物理性质
（除Cs外）都呈银白色，密度较小，熔、沸点____
密度逐渐增大（钾反常），熔、沸点逐渐降低
化学性质
都具有较强的_____
还原性逐渐____；与O2反应越来越剧烈，产物越来越复杂
2.焰色反应
（1）焰色反应的概念
某些金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特殊的颜色，其属于变化，属于元素的性质。
（2）焰色反应的操作
铂丝
无色
待测物
观察火焰颜色
铂丝
无色
（3）常见元素的焰色
钠元素；钾元素色（透过观察）；
A组练习
1.下列叙述正确的是（ ）
A.碱金属性质相似均为银白色金属B.随原子序数的增大碱金属的密度依次增大
C.钠可保存在煤油中而锂不能D.碳酸氢盐的溶解度大于其正盐的溶解度
2..金属活动性顺序表中K在Na的前面，K与Na在性质上具有很大的相似性。
下面是根据Na的性质对K的性质的预测，其中不正确的是（ ）
A.K在空气中可以被空气中的氧气氧化B.K可以与乙醇发生反应生成氢气
C.K与水的反应不如钠与水的反应剧烈D.K也可放在煤油中保存
3.焰火“脚印”、“笑脸”、“五环”，让北京奥运会开幕式更加辉煌、浪漫，这与高中化学中“焰色反应”知识相关。
下列说法中正确的是（ ）
A.非金属单质燃烧时火焰均为无色B.所有金属及其化合物灼烧时火焰均有颜色
C.焰色反应均应透过蓝色钴玻璃观察D.NaCl与Na2CO3灼烧时火焰颜色相同
4.某未知溶液X中可能含有K＋、Fe2＋、NH
、Cl－。
检验其中是否含有K＋，通常有如下两套实验方案。
方案1：
焰色反应法
用洁净的玻璃棒蘸取未知液X置于酒精灯外焰上灼烧，观察到火焰呈黄色，则证明其中不含K＋。
对上述实验过程中的错误和疏漏之处加以纠正、补充：
________________________。
方案2：
亚硝酸钴钠法
在CH3COOH酸化的溶液中，K＋与亚硝酸钴钠[Na3Co（NO2）6]反应生成黄色沉淀[K2NaCo（NO2）6]，该原理可用于K＋的检验。
注意：
NH
也能与Na3Co（NO2）6反应生成黄色沉淀，会干扰K＋的检验。
请你利用上述反应原理设计一个实验方案，检验未知溶液X中是否含有K＋：
______________________________________________________________。
考点五 镁及其化合物
[知识梳理]
1.镁的提取
（1）镁的存在：
自然界中的镁主要以的形式存在于地壳和海水中。
（2）镁的提取过程
2.镁的性质
[思考]
1.写出海水中提取镁的化学方程式。
2.写出利用海边大量的贝壳制成石灰乳的化学方程式。
3.为什么要在HCl气流中加热MgCl2·6H2O获得MgCl2?
4..镁在空气中燃烧可能发生哪几个化学反应？
5.冶炼金属镁时为什么电解熔融的MgCl2而不是熔融的MgO?
A组练习
1.某同学通过系列实验探讨Mg及其化合物的性质，操作正确且能达到目的的是（ ）
A.将水加入浓硫酸中得稀硫酸，置镁片于其中探讨Mg的活泼性
B.将NaOH溶液缓慢倒入MgSO4溶液中，观察Mg（OH）2沉淀的生成
C.将Mg（OH）2浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤，洗涤并收集沉淀
D.将Mg（OH）2沉淀转入表面皿中，加足量稀盐酸，加热蒸干得无水MgCl2固体
2.物质的量为0.10mol的镁条在只含有CO2和O2混合气体的容器中燃烧（产物不含碳酸镁），反应后容器内固体物质的质量不可能为（ ）
A.3.2gB.4.0gC.4.2gD.4.6g
3.判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”
（1）饱和NaCl（aq）
NaHCO3
Na2CO3
（2）某钾盐溶于盐酸，产生能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体，则说明该钾盐是K2CO3（3）Na2O2用作呼吸面具的供氧剂涉及氧化还原反应
（4）小苏打的主要成分是碳酸钠
（5）NaHCO3的热稳定性大于Na2CO3
（6）碳酸氢钠溶液中滴入氢氧化钙溶液：
HCO
＋OH－===CO
＋H2O
（7）钠与水反应：
Na＋2H2O===Na＋＋2OH－＋H2↑
4.过氧化钠可作为氧气的来源。
常温常压下二氧化碳和过氧化钠反应后，若固体质量增加了28g，反应中有关物质的物理量正确的是（NA表示阿伏加德罗常数）（ ）
二氧化碳
碳酸钠
转移的电子
①
1mol
NA
②
22.4L
1mol
③
106g
1mol
④
106g
2NA
A.①③B.②④C.①④D.②③
5.两种盐的固体混合物：
①加热时有气体产生，②加水溶解时有沉淀生成，且沉淀溶于稀盐酸。
满足上述条件的混合物是（ ）
①BaCl2和（NH4）2SO3②AgNO3和NH4Cl③FeCl3和NaHCO3④KCl和Na2CO3
A.①④B.②③C.①③D.②④
6.120mL含有0.20mol碳酸钠的溶液和200mL盐酸，不管将前者滴加入后者，还是将后者滴加入前者，都有气体产生，但最终生成的气体体积不同，则盐酸的浓度合理的是（ ）
A.2.0mol·L－1B.1.5mol·L－1C.0.18mol·L－1D.0.24mol·L－1
7.钠是活泼的碱金属元素，钠及其化合物在生产和生活中有广泛的应用。
完成下列计算：
（1）叠氮化钠（NaN3）受撞击完全分解产生钠和氮气，故可应用于汽车安全气囊。
若产生40.32L（标准状况下）氮气，至少需要叠氮化钠________g。
（2）钠钾合金可在核反应堆中用作热交换液。
5.05g钠钾合金溶于200mL水生成0.075mol氢气。
①计算溶液中氢氧根离子的物质的量浓度（忽略溶液体积变化）。
②计算并确定该钠钾合金的化学式。
（3）氢氧化钠溶液处理铝土矿并过滤，得到含铝酸钠的溶液。
向该溶液中通入二氧化碳，有下列反应：
2NaAl（OH）4＋CO2―→2Al（OH）3↓＋Na2CO3＋H2O
已知通入二氧化碳336L（标准状况下），生成24molAl（OH）3和15molNa2CO3，若通入溶液的二氧化碳为112L（标准状况下），计算生成的Al（OH）3和Na2CO3的物质的量之比。
（4）常温下，称取不同氢氧化钠样品溶于水，加盐酸中和至pH＝7，然后将溶液蒸干得氯化钠晶体，蒸干过程中产品无损失。
氢氧化钠质量（g）
氯化钠质量（g）
①
2.40
3.51
②
2.32
2.34
③
3.48
3.51
上述实验①②③所用氢氧化钠均不含杂质，且实验数据可靠。
通过计算，分析和比较上表3组数据，给出结论。
考点六 铝的性质及应用
[知识梳理]
1.铝的结构和存在
铝位于元素周期表，原子结构示意图为________。
铝元素在地壳中含量丰富，仅次于。
自然界中的铝全部以存在。
2.金属铝的物理性质
____色有金属光泽的固体，有良好的延展性、导电性和传热性等，密度较小，质地柔软。
3.金属铝的化学性质
写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：
4..铝的用途
纯铝用作导线，铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等。
[思考]
1.铝的化学性质活泼，为什么日常生活中广泛使用的铝制品通常具有较好的抗腐蚀性能？
2.金属铝是活泼的金属，能与酸反应，为什么能用铝槽储运浓H2SO4或浓HNO3?
A组练习
1.1989年世界卫生组织把铝确定为食品污染源之一，加以控制使用，铝在下列应用时应加以控制的是①制铝合金 ②制电线 ③制炊具 ④明矾净水 ⑤明矾和苏打制食品膨松剂 ⑥用氢氧化铝凝胶制胃舒平药品 ⑦银色漆颜料 ⑧制易拉罐 ⑨包装糖果和小食品（ ）
A.全部B.③⑤⑧⑨C.⑥⑧⑨D.③④⑤⑥⑧⑨
2.下列关于铝的叙述中正确的是（ ）
A.铝还原性强且亲氧性强，所以可通过铝热反应冶炼高熔点金属
B.铝在空气中极易锈蚀，所以铝制品的使用时间很短
C.铝能耐稀硫酸腐蚀，所以运送稀硫酸可用铝制槽车
D.铝的导电性比铜、银更强，所以常用以制造电线、电缆
3.常温下把铝粉加入下列物质中，能产生氢气的是（ ）
A.硫酸钠溶液B.稀硝酸C.浓硫酸D.氯化铵溶液
4.镁、铝都是较活泼的金属，下列描述中正确的是（ ）
A.高温下，镁、铝在空气中都有抗腐蚀性
B.镁、铝都能跟稀盐酸、稀硫酸、强碱反应
C.镁在点燃条件下可以与二氧化碳反应，铝在一定条件下可以与氧化铁发生氧化还原反应
D.铝热剂是镁条、铝粉和氧化铁的混合物
5.将等物质的量的镁和铝混合，取等质量该混合物四份，分别加到足量的下列溶液中，充分反应后，放出氢气最多的是（ ）
A.3mol·L－1HClB.4mol·L－1HNO3C.8mol·L－1NaOHD.18mol·L－1H2SO4
考点七 铝的重要化合物
[知识梳理]
1.氧化铝
（1）物理性质：
白色固体，难溶于水，有很高的熔点。
（2）化学性质
两性氧化物—
2.氢氧化铝
（1）物理性质：
色胶状不溶于水的固体，有较强的性。
（2）化学性质（用化学方程式表示）
Al（OH）3的电离方程式为：
②受热分解：
（3）制备
①向铝盐中加入氨水，离子方程式为
②NaAlO2溶液中通入足量CO2，离子方程式为
③NaAlO2溶液与AlCl3溶液混合：
3.常见的铝盐
（1）硫酸铝钾是由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的复盐。
（2）明矾的化学式为，其净水的原理是________________________，Al（OH）3胶体吸附水中杂质形成沉淀而净水。
A组练习
1.将表面已完全钝化的铝条，插入下列溶液中，不会发生反应的是（ ）
A.稀硝酸B.稀盐酸C.硝酸铜D.氢氧化钠
2.铝、氧化铝、氢氧化铝和可溶性铝盐与过量强碱溶液的反应，其生成物有一定的规律，下列说法中正确的是（ ）
3.下列物质中既能跟稀硫酸反应，又能跟氢氧化钠溶液反应的
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