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第5章钠、镁、铝及其化合物,考点12钠及其重要化合物,考法1单质钠的性质与应用考法2Na2O2的结构与性质考法3Na2CO3、NaHCO3的鉴别和除杂考法4Na2CO3、NaHCO3的有关计算,(1)物理性质,颜色状态：银白色固体,密度：比水小，比煤油大,硬度：较小,熔点：较低，低于100,1.钠的重要性质和用途,(2)化学性质,与非金属单质(如O2、Cl2)的反应：,与水的反应：2Na+2H2O=2NaOH+H2,与酸的反应：2Na+2H+=2Na+H2,与盐的反应：2Na+2H2O+CuSO4=Cu(OH)2+Na2SO4+H2,与羟基化合物的反应：2Na+2C2H5OH2C2H5ONa+H2,1.钠的重要性质和用途,(3)工业制备,(4)保存通常保存在煤油中。,(5)钠的用途制钠钾合金，用于原子反应堆的导热剂。作还原剂来制取活泼金属。制作高压钠灯。,1.钠的重要性质和用途,2.氧化钠和过氧化钠,3碳酸钠和碳酸氢钠,4.Na2CO3溶液与盐酸的互滴反应,酸不足时：Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3(无气泡)酸过量时：NaHCO3+HCl=NaCl+CO2+H2O(有气泡),2HCl+Na2CO3=2NaCl+CO2+H2O,(2)向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸：,【注意】不同的滴加顺序产生不同的现象，据此，不用其他试剂就可鉴别这两种溶液。,考法1单质钠的性质与应用,1.钠在空气中的变化过程,因此，把钠久置在空气中，最终变成Na2CO3粉末。,【注意】钠保存时应隔绝空气和水。,钠跟酸反应时，按用量分两种情况来考虑：(1)若酸过量，则只考虑钠与酸的反应。(2)若钠过量，钠首先与酸反应，剩余的钠再与水反应。,2.钠和酸的反应,考法1单质钠的性质与应用,【注意】Na与酸的反应比与水的反应剧烈得多。,考法1单质钠的性质与应用,【注意】钠不能从盐溶液中置换出金属；若盐为熔融状态，钠可以置换出较不活泼的金属。,(1)与NaCl、Na2SO4、NaNO3溶液反应：实质是与水反应。,(2)与CuSO4溶液反应：钠先与水反应，生成的NaOH再与CuSO4反应。,3.钠与盐溶液反应,(3)与铝盐溶液反应：要考虑钠与铝盐的量的问题。,(4)与NaHCO3溶液反应：钠先与水反应，生成的NaOH再与NaHCO3反应。,(5)与NH4Cl溶液反应：钠先与水反应，生成的NaOH再与NH4Cl反应。,A,例1,浙江选考化学2016年4月8，2分下列有关钠及其化合物的说法不正确的是()A.电解饱和食盐水可制取金属钠B.钠与氧气反应的产物与反应条件有关C.氧化钠与水反应生成氢氧化钠D.钠可以从四氯化钛中置换出钛,【解析】电解饱和食盐水得到的是NaOH、H2和Cl2，A错误；钠与氧气常温下反应生成Na2O，加热条件下反应生成Na2O2，B正确；氧化钠是碱性氧化物，与水反应生成氢氧化钠，C正确；钠具有强还原性，可从四氯化钛中置换出钛，D正确。,考法2Na2O2的结构与性质,电子式为，阴、阳离子个数比是12。,2.Na2O2与CO2、H2O反应的四个考查角度,(1)从氧化还原角度Na2O2与H2O、CO2反应均有O2生成，在反应中Na2O2既表现氧化性又表现还原性。2mol的Na2O2不论与H2O还是与CO2反应均生成1mol的O2，转移2mol电子。,1.Na2O2的结构,(2)从物质的量的角度2molNa2O2不论与H2O还是与CO2反应均生成1molO2，消耗2mol的H2O或2molCO2。若CO2和水蒸气的混合气体(或单一气体)通过足量的Na2O2，气体体积减小的量等于原混合气体体积的1/2，且等于生成氧气的体积。,考法2Na2O2的结构与性质,2.Na2O2与CO2、H2O反应的四个考查角度,(3)从反应先后顺序的角度Na2O2与水蒸气、CO2混合气体反应时，应视为首先与CO2反应，再与水蒸气反应。,(4)从质量的角度1molNa2O2与足量CO2、H2O分别完全反应时相当于吸收了28gCO、2gH2。,考法2Na2O2的结构与性质,2.Na2O2与CO2、H2O反应的四个考查角度,考法2Na2O2的结构与性质,3.Na2O2的强氧化性与还原性,从元素化合价角度分析Na2O2的性质,(1)强氧化性的五个表现,(2)遇KMnO4等强氧化剂时，表现出还原性，氧化产物为O2。,(3)遇CO2、H2O、H则发生自身的氧化还原反应。,例2,B,考法3Na2CO3、NaHCO3的鉴别和除杂,1.Na2CO3、NaHCO3的鉴别,2.Na2CO3、NaHCO3的除杂,考法3Na2CO3、NaHCO3的鉴别和除杂,C,例3,1.CO2与NaOH溶液反应产物的确定,(1)数轴法，生成Na2CO3和NaHCO3，可用数轴表示如下：,(2)极值法若给出CO2和NaOH反应后产物的质量，可用极值法。依据CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O、CO2+NaOH=NaHCO3确定产物。,考法4Na2CO3、NaHCO3的有关计算,2.Na2CO3、NaHCO3含量的测定,考法4Na2CO3、NaHCO3的有关计算,宁夏石嘴山三中2017届月考将0.4gNaOH和1.06gNa2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加0.1molL-1的稀盐酸。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（）,【解析】滴加盐酸先发生反应：OH-+H+=H2O，再发生反应：CO32-+H+=HCO3-，最后发生反应：HCO3-+H+=CO2+H2O，故B错误；因n(OH-)n(CO32-)0.01mol，故加入0.02molHCl后开始有气体生成，故C正确。,例4,C,考点13碱金属及其化合物的综合,考法5碱金属的“一般性”与“特殊性”考法6钠及其化合物的综合推断,1.同族元素相似性的应用,(1)单质的物理性质都有金属通性；与其他金属相比，都有轻、低(熔沸点)、软三大特点。,(2)单质的化学性质元素的最高价都是+1价；单质都是典型的活泼金属，相应的碱都为强碱；单质都能与“非金属、水、酸、盐”反应。,(3)碱金属的氧化物与Na2O的性质相似，过氧化物与Na2O2的性质相似。,(4)碱金属的氢氧化物与NaOH性质相似，都是可溶性强碱；都具有碱的通性。,(5)碱金属的盐类与钠盐、钾盐相似，一般都易溶；KHCO3与NaHCO3相似，受热易分解。,2.焰色反应,(1)定义：很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色，这叫作焰色反应。(2)操作步骤：洗烧蘸烧观。,(3)实验注意事项火焰：火焰本身要为无色火焰。蘸待测物的金属丝：用铂丝效果最好。洗、烧：每次实验前，铂丝都要蘸稀盐酸在火焰上烧至无色。蘸：用铂丝所蘸取的一般是溶液而不是粉末。观：观察钾的焰色时，要透过蓝色钴玻璃。,2.焰色反应,(4)常见物质的焰色,(5)应用：鉴别一些金属元素；用相应的化合物制烟火。,(1)碱金属的密度一般随核电荷数的增大而增大，但钾的密度比钠的密度小。(2)碱金属一般都保存在煤油中，但锂保存在液态石蜡中。(3)碱金属在空气或氧气中燃烧时，一般能生成过氧化物,甚至生成比过氧化物更复杂的氧化物，而锂只生成氧化锂。,考法5碱金属的“一般性”与“特殊性”,考法5碱金属的“一般性”与“特殊性”,(4)碱金属所形成的盐一般都易溶于水，且酸式盐比正盐溶解度大(但NaHCO3的溶解度比Na2CO3小)，但碳酸锂却微溶于水。(5)碱金属跟氢气反应生成的碱金属氢化物都是离子化合物，且是强还原剂。(6)碱金属都可以在氯气中燃烧，钾、铷、铯能跟液溴反应，而碱金属跟碘分子只有在加热时才反应。,考法6钠及其化合物的综合推断,考法6钠及其化合物的综合推断,【解析】锂和钾位于元素周期表同一主族，同主族元素从上至下，元素的金属性逐渐增强，元素的金属性越强，对应单质的还原性越强；同主族元素从上至下，原子半径逐渐增大，金属键逐渐减弱，熔、沸点降低。,海南三亚2017模拟锂和钾两种元素相比较，下列说法正确的是（）A.锂的还原性比钾的弱B.锂原子的半径比钾的大C.锂的金属性比钾的强D.锂单质的熔点比钾的低,A,例5,福建三明2016模拟最近，德国科学家实现了铷原子气体超流体态与绝缘态的可逆转换，该成果将在量子计算机研究方面带来重大突破。已知铷是第37号元素，质量数是85。根据材料回答下列问题：(1)铷37Rb位于元素周期表的第_周期第_族。(2)关于铷的结构和性质，判断正确的是(填序号)。与水反应比钠剧烈它的原子半径比钠小它的氧化物暴露在空气中易吸收CO2它的阳离子最外层电子数和镁原子相同它是还原剂,例6,(3)氢化铷与水反应可放出氢气，则下列叙述正确的是_(填序号)。A氢化铷溶于水显酸性B氢化铷中氢离子被还原为氢气C氢化铷与水反应时，水是还原剂D氢化铷中氢离子核外有两个电子(4)现有铷和另一种碱金属形成的合金50g，当它与足量水反应时，放出标准状况下的氢气22.4L，这种碱金属可能是_(填序号)。ALiBNaCKDCs,例6,例6,考点14镁、铝的性质及冶炼,考法7镁、铝的工业制备考法8铝与酸或碱反应生成H2的量的关系,银白色金属，熔、沸点较高，质软，密度较小。,1.镁、铝的物理性质,2.镁、铝的化学性质,3.镁、铝的冶炼,1.从海水中提取镁,(2)主要化学反应,(1)流程,考法7镁、铝的工业制备,2.工业炼铝,(1)提取纯净的Al2O3,(2)电解,用冰晶石(Na3AlF6)作助熔剂，以降低Al2O3的熔点，化学方程式为,考法7镁、铝的工业制备,安徽化学201512，6分某同学将光亮的镁条放入盛有NH4Cl溶液的试管中，有大量气泡产生。为探究该反应原理，该同学做了以下实验并观察到相关现象，由此得出的结论不合理的是(),例8,【解析】氯化铵溶液中，NH4+水解使溶液显酸性，活泼金属镁与H+反应生成H2，H2燃烧的火焰呈淡蓝色，同时NH4+水解平衡右移，产生的NH3可以使湿润的红色石蕊试纸变蓝，水溶液的pH不断增大至8.6时还有气体生成，证明在弱碱性环境中Mg可继续被氧化，A、B、C合理；弱碱性溶液中Mg是被H+氧化，而不是OH-氧化了Mg，D不合理。,D,例8,重庆理综20138题节选合金是建造航空母舰的主体材料。(1)航母升降机可由铝合金制造。铝元素在周期表中的位置为。工业炼铝的原料由铝土矿提取而得，提取过程中通入的气体为。Al-Mg合金焊接前用NaOH溶液处理Al2O3膜，其化学方程式为。焊接过程中使用的保护气为(填化学式)。(2)航母舰体材料为合金钢。舰体在海水中发生的电化学腐蚀主要为。航母用钢可由低硅生铁冶炼而成，则在炼铁过程中为降低硅含量需加入的物质为。,例9,【解析】(1)铝土矿的主要成分是氧化铝。提取铝的过程是氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠，再向溶液中通入二氧化碳，生成氢氧化铝沉淀，加热使沉淀分解可得到氧化铝，最后电解熔融氧化铝得到铝。(2)在海水中，合金钢、海水构成原电池，发生吸氧腐蚀。在炼铁时加入氧化钙或碳酸钙，可以降低硅含量。,【答案】(1)第三周期第A族CO2Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2OAr(2)吸氧腐蚀CaCO3或CaO,例9,(3)一定量的铝分别与一定量的盐酸和氢氧化钠溶液反应。若产生氢气的体积比为，则必定有：铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足；铝与氢氧化钠溶液反应时，铝不足而氢氧化钠溶液过量。,1.铝与酸、碱反应中比例关系,2.铝与酸、碱反应生成氢气的规律分析,(2)足量的铝分别与相同体积、相同物质的量浓度的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比为13。,考法8铝与酸或碱反应生成H2的量的关系,(1)等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比为11。,高考题汇编下列说法正确的是()A.用坩埚钳夹住一小块经砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热，熔化后的液态铝滴落下来课标理综2015B.Al、盐酸、NaOH溶液三者之间两两均能发生反应江苏化学2014C.铝与Fe2O3发生铝热反应后固体物质增重课标理综2014D.常温下，相同的铝片中分别加入足量的浓、稀硝酸，浓硝酸中铝片先溶解完安徽理综2014,例7,【解析】加热时，因为铝箔表面生成致密的Al2O3薄膜，且Al2O3的熔点很高，把熔化的液态铝包裹在里面，不会滴落下来，A错误；Al既能与强酸反应又能与强碱反应，B正确；铝与Fe2O3发生铝热反应生成Al2O3和铁，固体质量不会增加，C错误；常温下，铝在浓HNO3中发生钝化，D错误。,B,例7,考点15镁、铝的重要化合物,考法9铝及其化合物的性质及其相互转化关系考法10镁及其化合物的相互转化关系,1.MgO和Al2O3,2.Mg(OH)2和Al(OH)3,3.Mg2+、Al3+和AlO-2,（1）Mg2+、Al3+和AlO-2的鉴别,3.Mg2+、Al3+和AlO-2,1.铝及其化合物的转化关系图,考法9铝及其化合物的性质及其相互转化关系,考法9铝及其化合物的性质及其相互转化关系,2.与铝相关的框图题中常见的突破口,（1）与强酸、强碱都反应的金属，一般是铝。（2）与强酸、强碱都反应的氧化物，一般是Al2O3。（3）与强酸、强碱都反应的氢氧化物，一般是Al(OH)3。（4）工业产量居第二位的金属是铝。（5）地壳中含量最高的金属元素是铝元素。,考法9铝及其化合物的性质及其相互转化关系,3.常见的与强酸、强碱溶液都反应的物质,（1）单质：Al。（2）两性氧化物：Al2O3。（3）两性氢氧化物：Al（OH）3。（4）弱酸弱碱盐：（NH4）2CO3、CH3COONH4等。（NH4）2CO32HCl=2NH4ClCO2H2O（NH4）2CO32NaOHNa2CO32NH32H2O（5）弱酸的酸式盐：NaHCO3等。NaHCO3HCl=NaClCO2H2ONaHCO3NaOH=Na2CO3H2O（6）氨基酸。,例10,例10,【解析】根据流程图，铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，在偏铝酸钠溶液中通入过量二氧化碳反应生成氢氧化铝胶状沉淀和碳酸氢钠，洗涤后得到氢氧化铝，灼烧氢氧化铝得到氧化铝；氢氧化铝用H2SO4溶液溶解后与K2SO4溶液混合，结晶析出明矾晶体；氢氧化铝胶状沉淀用盐酸溶解，生成氯化铝溶液，在氯化氢气流中蒸发得到氯化铝晶体。(1)步骤中铝与NaOH反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2；步骤中NaAlO2溶液与过量CO2反应生成Al(OH)3和HCO3-。(2)坩埚洗净后，需要擦干，否则灼烧时容易引起坩埚炸裂，A错误；为了得到纯Al2O3，需灼烧至恒重，使氢氧化铝完全分解，B正确；若用坩埚钳移动灼热的坩埚，需预热坩埚钳，防止坩埚遇冷炸裂，C正确；热的坩埚取下后放在石棉网上冷却待用，不能直接放在桌面上，D正确；灼烧后应冷却后称重，E错误。,例10,(3)步骤在培养规则明矾大晶体过程中，需要在高于室温1020的温度下配制明矾饱和溶液，选取规则明矾小晶体并悬挂在溶液中央，自然冷却至室温，让明矾小晶体逐渐长大，故正确的排序为。(4)通入HCl可以抑制AlCl3水解，增大了溶液中Cl-的浓度，可以降低AlCl3的溶解度，使其以AlCl36H2O晶体形式析出。步骤中抽滤时，由于溶液显强酸性，会腐蚀滤纸，因此需要用玻璃纤维替代滤纸，洗涤时，为减少AlCl36H2O晶体的损失，根据AlCl36H2O易溶于水、乙醇及乙醚，应该选择饱和氯化铝溶液进行洗涤。AlCl36H2O晶体受热容易分解，为得到纯净的AlCl36H2O，可以采用滤纸吸干的方式干燥晶体。,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晶体形式析出强酸性环境会腐蚀滤纸饱和氯化铝溶液用滤纸吸干,例10,1.镁及其化合物的转化关系图,2.与镁相关的框图题的突破口,考法10镁及其化合物的相互转化关系,（1）镁能和二氧化碳发生燃烧反应，因此镁燃烧不能用二氧化碳灭火器灭火。（2）镁在空气中燃烧能发出耀眼的白光，用于制烟花和照明弹。（3）金属镁与冷水反应很缓慢，与沸水能迅速反应。（4）若某金属能与非金属气体单质A化合生成B，B与水反应生成两种碱，则该金属为Mg，A为N2，B为Mg3N2。,考点16有关铝及其化合物的图像和计算,考法11有关铝、镁图像的综合考查考法12Al3+形成Al(OH)3沉淀的计算,有关铝及其化合物的常见图像和计算,向AlCl3和HCl混合液中滴加NaOH溶液，由图可知n(HCl)n(AlCl3)=21。,向MgCl2和AlCl3混合液中滴加NaOH溶液，由图可知n(MgCl2)n(AlCl3)=11。,考法11有关镁、铝图像的综合考查,向HCl、MgCl2和AlCl3混合液中滴加NaOH溶液，由图可知n(HCl)n(AlCl3)n(MgCl2)=211。,向NH4Cl、MgCl2和AlCl3混合液中滴加NaOH溶液，由图可知n(NH4Cl)n(AlCl3)n(MgCl2)=211。,考法11有关镁铝图像的综合考查,安徽理综201413，6分室温下，在0.2molL-1Al2(SO4)3溶液中，逐滴加入1.0molL-1NaOH溶液，实验测得溶液pH随NaOH溶液体积变化曲线如图，下列有关说法正确的是（）a点时，溶液呈酸性的原因是Al3+水解，离子方程式为Al3+3OH-=Al(OH)3B.a-b段，溶液pH增大，Al3+浓度不变C.b-c段，加入的OH-主要用于生成Al(OH)3沉淀D.d点时，Al(OH)3沉淀开始溶解,例11,【解析】A项，Al3+水解的离子方程式为Al3+3H2O=Al(OH)33H+，错误；B项，ab段，溶液pH增大，H+浓度减小，铝离子的水解平衡正向移动，Al3+浓度减小，错误；C项，bc段，发生反应Al3+3OH-=Al(OH)3，故bc段，加入的OH-主要用于生成Al(OH)3沉淀，正确；D项，d点时，再滴加NaOH溶液，溶液的pH突增，说明沉淀已经溶解完毕，错误。,C,例11,相关反应为Al3+3OH-=Al(OH)3Al(OH)3+OH-=AlO-2+2H2O,当OH-少量时，只发生反应，以OH-的量为准进行计算：nAl(OH)3=1/3n(OH-),当OH-过量时，nAl(OH)3=4n(Al3+)-n(OH-),适用范围：4n(Al3+)n(OH-)3n(Al3+),考法12Al3+形成Al(OH)3沉淀的计算,D,后续更加精彩,
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