几种重要的金属化合物

考 点 1 钠 的 化 合 物1 金 属 钠 的 变 质 过 程 ： 银 白 色 (Na)变 暗(Na2O)白 色 固 体 (NaOH)液 滴 (NaOH浓 稠 溶液 )白 色 固 体 (Na2CO3xH2O)白 色 粉 末(Na2CO3)。2 Na2O2与 CO2、 H2O(g)的 反 应(1)CO2、 H2O(g)的 混 合 气 体 与 少 量 Na2O2反 应 时优 先 与 CO2反 应 。 (2)凡 分 子 组 成 符 合 (CO)m(H2)n的 物 质 ， Wg该 物 质 在 O2中 完 全 燃 烧 ， 将 其 产 物 (CO2和 水 蒸 气 )通 过 足 量 的Na2O2后 ， Na2O2固 体 必 增 重 为 Wg。(3)质 量 差 量 和 气 体 体 积 差 量 计 算 由 此 可 见 ： CO2、 H2O(g)分 别 与 足 量Na2O2固 体 反 应 ， 固 体 的 质 量 差 分 别 相 当 于等 物 质 的 量 CO、 H2的 质 量 。 CO、 H2燃 烧后 的 产 物 通 过 足 量 的 Na2O2后 ， 固 体 增 加 的 质量 即 CO、 H2的 质 量 。 体 积 变 为 原 来 的 一 半(亦 即 生 成 O2的 量 )。 例 1 在 一 密 闭 容 器 中 有 HCHO、 H2、 O2共 16.5 g，用 电 火 花 引 燃 烧 ， 使 其 完 全 燃 烧 ， 再 将 燃 烧 后的 气 体 用 Na2O2充 分 吸 收 ， Na2O2增 重 8.5 g， 则原 混 合 气 体 中 O2的 物 质 的 量 是 ( ) A 0.5 mol B 0.25 mol C 0.27 mol D 0.52 mol【 解 析 】 凡 满 足 (CO)m(H2)n通 式 的 物 质 最 终 可被 Na 2O2完 全 吸 收 ， (16.5-8.5)/32=0.25 mol。B 【 点 评 】 过 氧 化 钠 分 别 与 二 氧 化 碳 、水 的 反 应 是 高 考 的 热 点 之 一 ， 既 有 对 反 应原 理 及 应 用 的 定 性 考 查 ， 又 有 多 种 类 型 的定 量 计 算 或 探 究 性 综 合 实 验 题 ， 在 复 习 过程 中 ， 注 意 归 纳 总 结 。 考 点 2 铝 及 其 化 合 物 在 强 酸 性 溶 液 中 ， 铝 元 素 总 是 以 Al3+形 式存 在 ； 在 强 碱 性 溶 液 中 ， 铝 元 素 以 形 式 存在 。 铝 及 铝 元 素 的 主 要 化 合 物 的 关 系 如 下 图 ： 2AlO 32 22 3 33 2 33 3 23AlOH S AlO HCO ClO COAl 3ClO 3H O Al OH 3HClOAl 3HCO Al OH 3CO (2)离 子 共 存 问 题 与 不 能 大 量 共 存 的 离 子 有、 、 、 、 、 等 。 例 如 ： 32 43 3 3AlO H NH AlFe HCO HSO 与 不 能 大 量 共 存 的 离 子 有 、 、 、 、 等 。 例 2 由 短 周 期 元 素 组 成 的 单 质 A、 B、 C和 甲 、 乙 、丙 、 丁 四 种 化 合 物 有 如 图 所 示 的 转 换 关 系 ， 已 知C为 密 度 最 小 的 气 体 ， 甲 是 电 解 质 。根 据 图 示 转 化 关 系 回 答 ：(1)写 出 下 列 物 质 的 化 学 式 ：A_， B_， 乙 _， 丁 _。Al O 2 NaAlO2 Al(OH)3 (2)组 成 单 质 A的 元 素 在 周 期 表 中 的 位 置 是_， 丙 的 电 子 式 是 _。(3)写 出 下 列 变 化 的 方 程 式 ： A与 NaOH溶 液 反 应 的 化 学 方 程 式 ：_； 乙 与 过 量 CO2反 应 的 离 子 方 程 式 ：_。2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 2 2 2 33AlO 2H O CO Al OH HCO 第 三 周 期 第 A族 O . . . . HH 【 解 析 】 关 键 是 找 出 解 题 突 破 口 ， 由 C是 密 度最 小 的 气 体 可 知 C为 H2， 单 质 A与 NaOH溶 液 反 应生 成 H2， 则 A为 Al或 Si， 若 A为 Al， 则 乙 为 NaAlO2，甲 为 Al2O3， 丙 为 H2O， 丁 为 Al(OH)3， B为 O2； 若A为 Si， 则 乙 为 Na2SiO3， 甲 为 SiO2， 丙 为 H2O， 丁为 H2SiO3， B为 O2， 似 乎 都 符 合 题 意 ， 但 题 设 关 键一 点 即 甲 为 电 解 质 ， 从 而 排 除 Si的 可 能 性 ， 确 定 A为 金 属 Al。 【 点 评 】 铝 单 质 既 能 与 酸 反 应 又 能 与 碱 反 应放 出 氢 气 ， 氧 化 铝 的 两 性 、 氢 氧 化 铝 的 两 性 是 解答 推 断 题 的 突 破 口 。 考 点 3 有 关 铝 的 图 象 题 解 图 象 计 算 题 重 在 根 据 相 关 物 质 性 质 ， 分 析性 质 与 图 象 中 “ 起 点 ” 、 “ 拐 点 ” 、 “ 终 点 ” 的对 应 关 系 ， 进 而 建 立 “ 点 ” 与 “ 数 ” 的 对 应 关 系 ，获 得 正 确 答 案 ， 识 别 下 列 有 关 铝 的 化 合 物 基 本 的图 象 ， 有 利 于 解 综 合 题 。 在 含 1mol Al3+的 可 溶 性 铝 盐 溶 液 中 逐 滴 加 入NaOH溶 液 至 过 量 。 在 含 1mol OH-的 强 碱 性 溶 液 中 逐 滴 加 入 铝 盐溶 液 至 过 量 。 在 含 1mol 的 偏 铝 酸 盐 溶 液 中 逐 滴 加 入 稀盐 酸 至 过 量 。 在 含 1molH+的 强 酸 性 溶 液 中 逐 滴 加 入 偏 铝 酸盐 溶 液 至 过 量 。 2AlO 例 3 将 一 定 质 量 的 MgAl合 金 投 入 100 mL一 定物 质 的 量 浓 度 的 某 HCl溶 液 中 ， 充 分 反 应 。 向 反应 后 的 溶 液 中 逐 滴 加 入 一 定 物 质 的 量 浓 度 的NaOH溶 液 ， 生 成 沉 淀 的 质 量 与 所 加 NaOH溶 液 的体 积 关 系 如 下 图 。 回 答 下 列 问 题 ： 5.1 g1 1 6 mol L-15 mol L-1(1)原 Mg-Al合 金 的 质 量 是 _， 合 金 中 Mg与 Al的 物 质 的 量 之 比 是 _；(2)原 HCl溶 液 的 物 质 的 量 浓 度 是 _；(3)所 加 NaOH溶 液 的 物 质 的 量 浓 度 是 _。 【 解 析 】 由 图 象 可 知 溶 于 NaOH溶 液 的 沉 淀 为7.8 g， 即 0.1 mol Al(OH)3， 不 溶 于 NaOH溶 液 的Mg(OH)2沉 淀 为 5.8 g， 即 0.1 mol Mg(OH)2。 由 图 象 中 A点 为 沉 淀 量 最 大 ， 溶 液 中 只 含 NaCl，n(Na+)=n(Cl-)， 故 c(HCl) 100 mL 10-3LmL-1=5 molL-1 20 mL 10-3LmL-1n(HCl)=6 molL-1原 合 金 中 n(Al)=n(Mg)=0.1 mol， 故 物 质 的 量 之比 为 1 1。总 质 量 为 ： 0.1 mol 27 gmol-1+0.1 mol 24 gmol-1=5.1 g。 【 点 评 】 解 答 有 关 Al(OH)3沉 淀 的 图 象 题 ，其 突 破 口 往 往 就 是 沉 淀 量 减 少 的 那 一 段 ，该 段 发 生 的 反 应 为 Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O， 即 沉 淀 减 少 的 物 质 的 量等 于 参 加 该 段 反 应 的 NaOH的 物 质 的 量 。 铝 元 素 的 两 性 主 要 体 现 在 单 质 铝 、 氧化 铝 、 氢 氧 化 铝 三 种 物 质 上 ， 既 能 与 强 酸 反应 也 能 与 强 碱 反 应 ， 而 铝 盐 与 偏 铝 酸 盐 则 没有 两 性 。 铝 盐 (如 AlCl3)只 能 与 碱 反 应 ， 与 酸不 反 应 ， 偏 铝 酸 盐 (如 NaAlO2)只 能 与 酸 反 应 ，与 碱 不 能 反 应 。 2.用 1 L 1.0 mol/L NaOH溶 液 吸 收 0.8 mol CO2， 所得 溶 液 中 的 CO和 的 浓 度 之 比 约 是 ( ) A 1 3 B 1 2 C 2 3 D 3 23HCO1.1 mol过 氧 化 钠 与 2 mol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 Na2CO3 B Na2O2 Na2CO3C NaOH Na2CO3 D Na2O2 NaOH Na2CO3AA 3 .下 列 六 种 物 质 ： Na2O Na2O2 NaCl Na2CO3溶 液 NaOH NaHCO3其 中 不 能 与 CO2反 应 的 是 ( ) A B C D C4. 5.1 g镁 铝 合 金 溶 于 300 mL 2 mol/L的 HCl， 在 标准 状 况 下 放 出 气 体 的 体 积 为 5.6 L。 向 反 应 后 的 溶液 中 加 入 足 量 氨 水 ， 产 生 沉 淀 的 质 量 为 ( ) A 5.1 g B 10.2 g C 13.6 g D 15.3 g C ( ) 2 23 3 4 324 2 2NO HCO SO COSO Na O() 某 溶 液 含 有 ； ； ； 等 五 种 阴 离 子 。 向 其 中 加 入 少 量 的 固体 后 ， 溶 液 中 的 离 子 浓 度 基 本 保 持 不 变 的 是 忽 略溶 液 体 积 的 变 化 A5. A B C D 6.已 知 室 温 下 ， Al(OH)3的 Ksp或 溶 解 度 远 大 于Fe(OH)3。 向 浓 度 均 为 0.1molL 1的 Fe(NO3)3和Al(NO3)3混 合 溶 液 中 ， 逐 滴 加 入 NaOH溶 液 。 下 列示 意 图 表 示 生 成 Al(OH)3的 物 质 的 量 与 加 入 NaOH溶液 的 体 积 的 关 系 ， 合 理 的 是 ( ) B 【 解 析 】本题主要考查化学反应的顺序问题，旨在考查考生运用基础知识解决实际问题的能力。因KspAl(OH)3KspFe(OH)3，因此向混合溶液中滴加NaOH溶液时，首先应生成Fe(OH)3沉淀，当Fe3沉淀完全后，再生成Al(OH)3沉淀，继续滴加NaOH溶液，则Al(OH)3OH=AlO22H2O，故B项图像符合实际情况。 7.现 有 一 包 铝 热 剂 是 铝 粉 和 氧 化 铁 粉 末 的 混 合 物 ， 在 高温 下 使 之 充 分 反 应 ， 将 反 应 后 的 固 体 分 为 两 等 份 ， 进行 如 下 实 验 (计 算 pH时 假 定 溶 液 体 积 没 有 变 化 )： 向 其 中 一 份 固 体 中 加 入 100 mL 2.0 molL-1的 NaOH溶液 ， 加 热 使 其 充 分 反 应 后 过 滤 ， 测 得 滤 液 的 pH=14； 向 另 一 份 固 体 中 加 入 140 mL 4.0 molL-1的 HCl溶 液 ，使 固 体 全 部 溶 解 ， 测 得 反 应 后 所 得 溶 液 中 只 有 H+、 Fe2+和 Al3+三 种 阳 离 子 且 pH=0。(1)计 算 这 包 铝 热 剂 中 铝 的 质 量 和 氧 化 铁 的 质 量 。(2)计 算 实 验 产 生 气 体 的 体 积 (标 准 状 况 )。 【 解 析 】 (1)实 验 中 用 去 n(NaOH)=100 mL (2.0 molL-1-1.0 molL-1)=0.1 mol无 论 是 Al还 是 Al2O3， 与 NaOH溶 液 反 应 后 都 生 成NaAlO2， 铝 热 剂 中n(Al)=n(NaOH) 2=0.2 mol， m(Al)=5.4 g实 验 所 得 溶 液 中 ， 根 据 “ 电 荷 守 恒 ” 有n(H+)+2 n(Fe2+)+3 n(Al3+)=n(Cl-)则 n(Fe2+) 0.14 4.0 1 0.14 1.0 1 3 0.12L mol L L mol L mol =0.06 mol 实 验 中 所 得 H2在 标 准 状 况 下 体 积 为 -12 2 -1 1 3V H =n H 22.4 L mol =n Al -2 21n Fe 22.4 L mol =2.688 L2 22 32 3 2 32 3 1Fe O Fe 2 0.06 2mol Fe O 9.6 g 2Al Fe O =2FeAl O 0.08 mol Al 0.12 mol Fen nm 铝 热 剂 中，(2)根 据 上 述 计 算 结 果 ， 反 应充 分 进 行 后 所 得 固 体 混 合 物 中 含和 。 或 者 取 铝 热 剂 的 一 半 用 “ 电 子 守 恒 ” 计 算 ：0 1 mol Al0.1 mol Al3+ 失 电 子 0.3 mol0 03 mol Fe2O30.06 mol Fe2+ 得 电 子 0.06 mol2n mol H+n mol H2 得 电 子 0.3 mol-0.06 mol=0.24 mol算 出 n(H2)=0.12 mol V(H2)=2.688 L