高中化學人教版本冊總復習總復習 第三章金屬及其化合物

第一節(jié)金屬的化學性質(zhì)1．了解常見金屬的活動性順序。了解金屬的通性。2．了解常見金屬與非金屬的反應。3．掌握鈉與水反應的原理。會描述鈉與水反應的實驗現(xiàn)象。4．了解鋁與酸及NaOH溶液的反應。5．掌握物質(zhì)的量與其他物理量的換算關(guān)系。掌握物質(zhì)的量在化學方程式計算中的應用。了解化學計算中的常用方法。知識一金屬的通性[基礎(chǔ)梳理]1．存在自然界中的金屬元素絕大多數(shù)以化合態(tài)存在，含量最多的金屬元素是Al，其次是Fe。2．物理性質(zhì)具有金屬光澤，不透明，易導電、導熱、有延展性等。3．化學性質(zhì)[牛刀小試]1．判斷正誤(1)金屬都具有銀白色金屬光澤，且易導電，易傳熱。()(2)金屬元素在化合物中只顯正價。()(3)鈉、鋁、鐵等金屬在常溫下能被空氣中的氧氣氧化生成致密的氧化膜，因此具有抗腐蝕性。()(4)自然界中金屬都是以化合態(tài)形式存在的。()(5)鈉與O2反應時，條件不同，產(chǎn)物也不同。()(6)塊狀的金屬單質(zhì)可以用手直接拿。()答案：(1)×(2)√(3)×(4)×(5)√(6)×2．畫出Na、Mg、Al的原子結(jié)構(gòu)示意圖，分析它們的原子結(jié)構(gòu)特點及其與金屬化學性質(zhì)的聯(lián)系。eq\a\vs4\al(答案：)三種金屬原子最外層電子數(shù)目較少，在發(fā)生化學反應時易失去電子，從而表現(xiàn)了較強的還原性。金屬的通性[重點剖析]1．物理性質(zhì)2．化學性質(zhì)通常情況下，金屬原子的最外層電子數(shù)少于4，在化學反應中易失去電子，表現(xiàn)出較強的還原性。(1)與非金屬的反應①與氧氣的反應大多數(shù)金屬和氧氣可直接化合，但活潑性不同的金屬與氧氣的反應情況也不相同。金屬K、Ca、NaMg、AlFe、CuAu、Pt反應情況極易反應較易反應干燥空氣中不易反應不反應②與Cl2、S等反應除能被O2氧化外，大多數(shù)金屬還能被Cl2、S等具有氧化性的物質(zhì)所氧化。(2)與酸的反應(3)與鹽的反應較活潑金屬可將較不活潑金屬從其鹽溶液中置換出來，如Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu。[特別提醒](1)金屬活動性順序表中，鐵與非氧化性酸(如鹽酸或稀硫酸)反應生成Fe2＋而不是Fe3＋。(2)非常活潑的金屬(如Na、K、Ca等)放入鹽溶液中，因與水發(fā)生劇烈反應而不能與鹽發(fā)生置換反應。[典例印證][例題]金屬Ti(鈦)是一種具有許多優(yōu)良性能的較為昂貴的金屬，鈦和鈦合金被認為是21世紀的重要金屬材料。某化學興趣小組在實驗室探究Ti、Mg、Cu的活潑性順序。他們在相同溫度下，取大小相同的三種金屬薄片，分別投入等體積等濃度的足量稀鹽酸中，觀察現(xiàn)象如下：金屬TiMgCu金屬表面現(xiàn)象放出氣泡速率緩慢放出氣泡速率快無變化下列有關(guān)三種金屬的說法正確的是()A．三種金屬的活潑性由強到弱的順序是Ti、Mg、CuB．若鈦粉中混有Mg，提純Ti時可用稀鹽酸除去MgC．用Ti從CuSO4溶液中置換出Cu是工業(yè)制取Cu的很好途徑D．Cu和稀鹽酸不發(fā)生化學反應[解析]Ti在鹽酸中比Mg放出氣泡的速率小，說明Ti、Mg均能與鹽酸反應置換出H2，Ti的金屬活動性比Mg弱，A不正確；由于Ti、Mg均能與稀鹽酸反應，故不能用此法提純金屬鈦，B不正確；Ti是較為昂貴的金屬，用Ti制造Cu成本太高，C不正確；Cu在金屬活動性順序表中排在H的后面，所以Cu不與稀鹽酸發(fā)生反應，D正確。[答案]D判斷金屬活動性常用方法(1)金屬與等濃度的酸反應的程度：反應越劇烈，金屬活動性越強。(2)金屬與鹽溶液的置換反應：活動性較強的金屬一般可把活動性較弱的金屬從其鹽溶液中置換出來。(3)金屬陽離子的氧化性強弱：金屬陽離子的氧化性越強，其單質(zhì)活動性越弱。題組金屬的通性1．金屬材料在人類社會的發(fā)展史上一直發(fā)揮著重要的作用。人類歷史上使用最早的金屬是()A．銅B．鐵C．鋁D．鈦解析：選A人類歷史上使用最早的金屬是銅，如我國早在商代就開始使用青銅器。2．[雙選]下列關(guān)于金屬的敘述中正確的是()A．所有的金屬都是固態(tài)的B．金屬一般具有導電性、導熱性和延展性C．金屬單質(zhì)在化學反應中化合價一定升高，作還原劑D．金屬元素在自然界中都是以化合態(tài)存在的解析：選B、CA項不正確，大多數(shù)金屬在常溫下為固體，個別金屬如汞為液態(tài)；B項正確，金屬易導電、導熱、有延展性；C項正確，金屬單質(zhì)只能失電子，化合價升高作還原劑；D項不正確，絕大多數(shù)金屬元素在自然界中都是以化合態(tài)存在的，極少數(shù)化學性質(zhì)不活潑的金屬以游離態(tài)存在，如Au等。3．金屬活動性順序表是學習化學的重要工具，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學研究中有重要作用。常見的金屬活動性順序如下：eq\o(→,\s\up7(KCaNaMgAlMnZnFeSnPbHCuHgAgPtAu),\s\do5(金屬活動性由強到弱))(1)解釋不能用鐵制容器盛裝硫酸銅溶液的原因(用化學方程式表示)：________________________________________________________________________。(2)驗證鎂比鋅的金屬活動性強，應選用的溶液是________________________________________________________________________。(3)從金屬活動性順序中你還能獲得哪些信息？(寫出一條即可)：________________________________________________________________________。解析：(1)在金屬活動順序表中銅排在鐵后面，鐵能與硫酸銅發(fā)生置換反應。(2)可以用鎂置換鋅的方法，也可以用鎂和鋅與同濃度的酸反應的劇烈程度。(3)從(1)、(2)可以找出置換反應的規(guī)律。答案：(1)Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu(2)稀鹽酸(或稀H2SO4，ZnCl2溶液等)(3)位于氫前面的金屬能置換出酸中的氫；位于前面的金屬可以把位于后面的金屬從它們的鹽溶液中置換出來。(1)絕大多數(shù)金屬在自然界中均以化合態(tài)形式存在。(2)金屬具有良好的導電性、導熱性和延展性。知識二金屬與非金屬的反應[基礎(chǔ)梳理]1．鈉的物理性質(zhì)狀態(tài)顏色硬度密度熔點固態(tài)銀白色質(zhì)軟ρ(煤油)＜ρ(鈉)＜ρ(水)＜100℃2.鈉與氧氣的反應3.鈉的保存方法實驗室保存少量鈉應放入煤油或石蠟中。4．鋁與氧氣的反應[牛刀小試]1．取一小塊金屬鈉，放在燃燒匙里加熱，下列實驗現(xiàn)象描述正確的是()①金屬鈉先熔化②在空氣中燃燒，放出黃色火花③燃燒后得到白色固體④燃燒時火焰為黃色⑤燃燒后生成淺黃色固體物質(zhì)A．①②B．①②③C．①④⑤D．④⑤解析：選C由于金屬鈉的熔點比較低，所以金屬鈉放在燃燒匙中加熱先熔化，然后燃燒生成黃色粉末并且伴有黃色火焰。2．下列敘述中錯誤的是()A．鈉與氧氣在常溫下反應生成氧化鈉B．將鈉置于干燥的氧氣中充分反應，可能有過氧化鈉生成C．鈉易跟氧氣反應，但不能跟其他非金屬反應D．將鈉置于空氣中充分反應，會有碳酸鈉生成解析：選C鈉跟氧氣反應生成氧化鈉，同時放出熱量。在這部分熱量的作用下，鈉跟氧氣反應可能生成過氧化鈉。鈉的金屬性很強，可跟氧氣、氯氣、硫等多種非金屬反應。鈉在空氣中跟氧氣反應生成氧化鈉，氧化鈉跟水反應生成氫氧化鈉，氫氧化鈉吸收二氧化碳生成碳酸鈉。鈉與氧氣的反應[重點剖析]1．金屬鈉露置在空氣中的變化過程4Na＋O2=2Na2ONa2O＋H2O=2NaOH2NaOH＋CO2=Na2CO3＋H2ONa2CO3＋10H2O=Na2CO3·10H2ONa2CO3·10H2O=Na2CO3＋10H2O2．加熱條件下鈉在空氣中的變化(1)實驗及現(xiàn)象：取一小塊金屬鈉放在坩堝中加熱，現(xiàn)象為鈉先熔化后劇烈燃燒，發(fā)出黃色火焰，生成一種淡黃色固體。(2)原因及解釋：鈉與氧氣在加熱條件下劇烈反應生成淡黃色的過氧化鈉?；瘜W反應方程式為2Na＋O2eq\o(=,\s\up7(△))Na2O2(過氧化鈉中氧元素的化合價為－1)。[典例印證][例題1]在實驗室里為了研究鈉的性質(zhì)，做了如下實驗：(1)取用浸沒在煤油中的金屬鈉的操作方法是________________________________________________________________________。(2)在空氣中切開一小塊金屬鈉，可以看到斷面呈現(xiàn)________色，具有________，但斷面很快變________，主要是由于______________________。若把鈉放在石棉網(wǎng)上加熱可觀察到________________________________________________________________________，反應的化學方程式為___________________________________________________________。[解析]取用金屬鈉必須用鑷子，剩余的金屬鈉包括碎屑都必須放入原試劑瓶中。[答案](1)用鑷子取出鈉塊，用濾紙吸干鈉塊表面的煤油，在玻璃片上用小刀切去表面的氧化層，再切下一小粒備用，余下的鈉全部放回試劑瓶中(2)銀白金屬光澤暗鈉被空氣中的氧氣氧化生成白色的氧化鈉鈉熔成小球，發(fā)出黃色火焰，生成淡黃色固體2Na＋O2eq\o(=,\s\up7(△))Na2O2(1)取用鈉時要用鑷子，切不可用手接觸。(2)取用的鈉要用濾紙吸凈其表面的煤油。(3)取用的鈉粒一般為一小塊。(4)切下來未用的鈉要及時放回盛放鈉的試劑瓶中。(5)吸過煤油的濾紙不要亂扔，要妥善處理。鋁與氧氣的反應[重點剖析]在空氣中，活潑金屬鋁易與O2反應，在表面生成一層穩(wěn)定的氧化膜，使鋁具有抗腐蝕性。當將鋁在酒精燈上加熱熔化后，熔化的鋁并不滴落，好像被一層膜包著，說明Al2O3的熔點比鋁的熔點高。鋁表面的氧化膜起著保護內(nèi)部金屬的作用，這也正是鋁雖然活潑，但在空氣中卻能穩(wěn)定存在的原因。[典例印證][例題2]將一塊鋁箔用砂紙打磨表面后，在酒精燈上加熱至熔化，下列說法正確的是()A．熔化的是鋁B．熔化的是Al2O3C．熔化物滴落D．熔化物迅速燃燒[解析]打磨掉氧化膜的鋁又迅速被O2氧化為Al2O3，包裹在Al的表面，保護內(nèi)層的Al不被繼續(xù)氧化；由于Al2O3的熔點比Al高，當加熱至鋁熔化時，Al2O3薄膜依然完好存在，里面熔化的鋁不與O2接觸不能迅速燃燒，也不會滴落。[答案]A(1)常溫下鋁的表面可形成一層致密的氧化膜，起著保護內(nèi)部金屬的作用，所以活潑的鋁在空氣中能穩(wěn)定存在，具有很強的抗腐蝕性。(2)鎂條表面的氧化膜也很致密，所以鎂也有很強的抗腐蝕性。(3)在驗證鎂條、鋁條的性質(zhì)之前都要先用砂紙打磨除去氧化膜。題組一鈉的存在與保存1．從生活常識角度考慮，試推斷鈉元素在自然界中存在的主要形式是()A．NaB．NaClC．NaOHD．Na2O解析：選B結(jié)合生活常識可知鈉元素在自然界中主要以NaCl形式存在。2．已知鈉的密度為g/cm3，結(jié)合下表信息，可知鈉除了保存在煤油中，還可保存在()物質(zhì)密度(g/cm3)水溶性是否與鈉反應外觀苯不溶否無色澄清透明的液體四氯化碳不溶否無色澄清透明的液體A.苯中B．四氯化碳中C．二者都可以D．二者都不行解析：選A可以保存Na的條件：首先密度比鈉小，其次不與鈉反應，綜上所述，苯符合條件，而四氯化碳不符合。題組二鈉與氧氣的反應3．一小塊金屬鈉長時間置于空氣中，可能有下列現(xiàn)象，這些現(xiàn)象出現(xiàn)的先后順序是()①變成白色粉末②變暗③變成白色固體④變成液體A．①②③④B．②③④①C．②③①④D．③②④①解析：選B鈉在空氣中發(fā)生如下變化：Na→Na2O→NaOH→Na2CO3·10H2O→Na2CO3。反應現(xiàn)象為：鈉由銀白色變暗，之后變成白色固體(NaOH)，白色固體潮解變成液體，與空氣中的CO2、H2O結(jié)合形成白色晶體(Na2CO3·10H2O)，最后晶體風化，變成白色粉末(Na2CO3)。4．g純凈的金屬鈉在干燥的空氣中被氧化后得到g固體，由此判斷其產(chǎn)物是()A．只有Na2OB．只有Na2O2C．Na2O和Na2O2D．無法確定解析：選C若g鈉全部生成Na2O，質(zhì)量為g；若g鈉全部生成Na2O2，質(zhì)量為g，因為g<g<g，故氧化產(chǎn)物應為Na2O和Na2O2的混合物。題組三鋁與氧氣的反應5．[雙選]下列關(guān)于金屬鋁的敘述中，說法不正確的是()A．鋁的化學性質(zhì)很活潑，在空氣中極易銹蝕B．鋁是比較活潑的金屬，在化學反應中容易失去電子，表現(xiàn)出還原性C．鋁箔在空氣中受熱可以熔化，且發(fā)生劇烈燃燒D．鋁箔在空氣中受熱可以熔化，由于氧化膜的存在，熔化的鋁并不滴落解析：選A、C盡管鋁的化學性質(zhì)很活潑，但在空氣中易與氧氣反應，生成一層穩(wěn)定的致密氧化膜，故不易被銹蝕，A項錯；B項正確；鋁箔在空氣中受熱可以熔化，但形成的氧化膜使得鋁與氧氣不再反應，因而也就不會燃燒，C項錯；D項正確。(1)鈉與氧氣反應：常溫下：4Na＋O2=2Na2O；加熱時：2Na＋O2eq\o(=,\s\up7(△))Na2O2。(2)鋁在空氣中生成一層致密的氧化膜，保護內(nèi)部金屬不被氧化。(3)金屬鈉通常保存在煤油中。知識三金屬與酸和水的反應[基礎(chǔ)梳理][牛刀小試]1．判斷正誤(1)鈉與酸溶液反應比與水反應更劇烈。()(2)活潑金屬與水反應時，均生成氫氧化物和H2。()(3)鐵和稀H2SO4反應的離子方程式為：2Fe＋6H＋=2Fe3＋＋2H2↑。()答案：(1)√(2)×(3)×2．下列有關(guān)鐵與水反應的說法中正確的是()A．在任何條件下，鐵與水均能發(fā)生反應B．在高溫時，鐵與水蒸氣反應生成氫氧化鐵和氫氣C．在高溫時，鐵與水蒸氣反應生成氧化鐵和氫氣D．在高溫時，鐵與水蒸氣反應生成四氧化三鐵和氫氣解析：選D鐵與水蒸氣反應生成Fe3O4和H2。鈉與水及水溶液的反應[重點剖析]1．與水反應離子方程式：2Na＋2H2O=2Na＋＋2OH－＋H2↑，還原劑：Na，氧化劑：H2O。2．與酸溶液反應(1)鈉與酸反應時先與酸中的H＋反應，離子方程式：2Na＋2H＋=2Na＋＋H2↑。(2)如果鈉過量，鈉把酸消耗盡之后，再與水反應。3．與堿溶液反應實質(zhì)就是鈉與水的反應。4．與鹽溶液反應鈉與鹽溶液反應時先與水反應，它包括兩種情況：(1)如果鹽溶液中的溶質(zhì)與氫氧化鈉不反應，只發(fā)生鈉與水的反應。(2)如果鹽溶液中的溶質(zhì)與氫氧化鈉反應，則會發(fā)生兩個反應，如鈉與硫酸銅溶液的反應：2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑，2NaOH＋CuSO4=Cu(OH)2↓＋Na2SO4。[典例印證][例題1]將一小塊金屬鈉投入CuSO4溶液中，不可能觀察到的現(xiàn)象是()A．溶液中有藍色沉淀生成B．有氣體生成C．有紅色物質(zhì)析出D．鈉熔成小球浮游在液面上[解析]鈉投入CuSO4溶液中首先與水反應：2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑，此時鈉熔化成閃亮的小球浮游在液面上，有氣體生成，生成的NaOH與CuSO4發(fā)生復分解反應，產(chǎn)生藍色絮狀沉淀。A、B、D項所指的現(xiàn)象均能觀察到，但鈉不能將銅置換出來。[答案]C(1)鈉與飽和溶液反應時，若鈉與溶質(zhì)不反應，雖然只是鈉與水反應，但是因水的消耗，會有固體析出。(2)書寫鈉與鹽溶液反應的、化學方程式，可以分步書寫，也可以寫總的化學方程式。鐵與水蒸氣反應[重點剖析]1．實驗裝置2．操作要領(lǐng)(1)先加熱濕棉花部位，待形成水蒸氣后再加熱鐵粉，以防止發(fā)生倒吸；(2)最初排出的是空氣，應加熱一會兒后，再將導管插入到肥皂水中；(3)肥皂水不宜太稀，否則吹起的氫氣泡太小，點燃時難以有較大的爆鳴聲；(4)實驗結(jié)束時，先將導氣管撤出，再移動酒精燈，以防止倒吸。3．氣體檢驗用火柴點燃肥皂泡，聽到爆鳴聲，證明生成了H2。4．實驗結(jié)論鐵不能與冷水、熱水反應，但高溫能與水蒸氣反應，化學反應方程式為3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高溫),\s\do5())Fe3O4＋4H2。[典例印證][例題2]如圖所示，在玻璃管中放入還原鐵粉和石棉絨的混合物，加熱，并通入水蒸氣。用試管收集產(chǎn)生的經(jīng)干燥的氣體，并靠近火焰點燃。(1)所觀察到現(xiàn)象是____________________________________________________，有關(guān)反應的化學方程式是________________________________________________________。(2)干燥管內(nèi)可裝入的試劑是____________，其作用是____________________。干燥管還可用________(裝置)代替。(3)玻璃管中石棉絨的作用是______________________________________________。實驗開始時應先點燃________，實驗結(jié)束時，應先熄滅________。[解析]常溫下Fe不與H2O發(fā)生反應，但在高溫下，F(xiàn)e與H2O(g)反應生成Fe3O4和H2，故Fe是一種較活潑的金屬。因鐵粉和Fe3O4均為黑色，因此實驗過程中固體顏色無明顯變化，但產(chǎn)物H2可用點燃的方法證明。石棉絨成分為硅酸鹽，它耐高溫且性質(zhì)穩(wěn)定，是鐵粉的載體。[答案](1)紅熱的鐵與水蒸氣反應，放出氣體，這種氣體點燃時，能燃燒或發(fā)出爆鳴聲3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up7(△))Fe3O4＋4H2(2)堿石灰(或無水CaCl2、硅膠等)吸收水蒸氣，使收集的氫氣易點燃U形管(3)鐵粉的載體，增大鐵粉與水蒸氣的接觸面積A處酒精燈B處酒精燈本題要注意Fe與H2O(g)反應的條件和產(chǎn)物。實驗時要先加熱燒瓶，產(chǎn)生水蒸氣后再加熱玻璃管，防止鐵粉被空氣中的O2氧化。實驗過程要控制水蒸氣的產(chǎn)生量，水蒸氣量不宜太大，實驗結(jié)束時，撤去酒精燈，不提供高溫條件，反應便自行結(jié)束。題組一鈉與水及水溶液的反應1．在燒杯中加入水和苯(苯的密度為g/cm3，與水互不相溶，且不與鈉反應)各50mL，將一小粒金屬鈉(密度為g/cm3)投入燒杯中，觀察到的現(xiàn)象可能為()A．鈉在水層中反應并四處游動B．鈉停留在苯層中不發(fā)生反應C．鈉在苯的液面上反應并四處游動D．鈉在苯與水的界面處反應并可能上浮下沉解析：選D苯與水互不相溶，且鈉的密度介于苯和水之間；加入鈉后，鈉處在苯與水的中間。由于鈉能與水反應，生成氫氣，氫氣附著在鈉的周圍，浮力增大，鈉上浮進入苯層，氫氣放出后，浮力減小，鈉又回到水層，這樣上浮下沉至反應完全。2．下列關(guān)于鈉的性質(zhì)敘述中，不正確的是()A．切下一小塊鈉，投入水中，鈉熔成小球，說明鈉與水反應有熱量放出B．從鈉能與水反應可推知鈉也能與鹽酸反應C．鈉在空氣中燃燒生成氧化鈉D．切開一塊鈉，呈銀白色，很快變暗，說明鈉常溫下能與氧氣反應解析：選C鈉在空氣中燃燒時發(fā)生反應：2Na＋O2eq\o(=,\s\up7(點燃))Na2O2，故C選項錯誤。3．根據(jù)你對金屬鈉性質(zhì)的了解，回答下列問題：(1)關(guān)于鈉的敘述中，正確的是()A．鈉是銀白色金屬，硬度很大B．將金屬鈉放在石棉網(wǎng)上，用酒精燈加熱后金屬鈉劇烈燃燒，產(chǎn)生黃色火焰，生成過氧化鈉C．金屬鈉在空氣中燃燒，生成氧化鈉D．金屬鈉的熔點很高(2)由于金屬鈉很容易跟空氣中的________、________等物質(zhì)反應，通常將它保存在______里，以使它與______、________等隔絕。(3)將金屬鈉加入CuSO4溶液中會產(chǎn)生藍色沉淀。請解釋這一現(xiàn)象________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：本題考查鈉的有關(guān)性質(zhì)。通過外觀的觀察和鈉與水反應的實驗現(xiàn)象可知，鈉的物理性質(zhì)有銀白色、密度小、熔沸點低、質(zhì)地柔軟、能導電、導熱等。作為活潑的金屬，鈉易與O2、水發(fā)生化學反應。(1)A選項中有關(guān)鈉硬度的描述不正確；C選項中有關(guān)鈉在空氣中燃燒的產(chǎn)物說法有誤；D選項中有關(guān)金屬鈉熔點的描述不符合事實。只有B項正確。(2)由于金屬鈉很活潑，很容易跟空氣中的氧氣、水蒸氣等物質(zhì)反應，因此保存時應隔絕空氣，通常保存在煤油里。鈉的密度大于煤油的密度且鈉與煤油不反應，鈉在煤油中沉在底部而避免了與空氣的接觸。(3)金屬鈉與鹽的水溶液的反應，不可能置換出金屬單質(zhì)。鈉首先要和溶液中的水反應生成NaOH和H2，生成的NaOH再和鹽發(fā)生復分解反應。答案：(1)B(2)氧氣水蒸氣煤油氧氣水蒸氣(3)鈉投入CuSO4溶液中，首先發(fā)生反應2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑，生成的NaOH能與CuSO4反應2NaOH＋CuSO4=Na2SO4＋Cu(OH)2↓，所以會觀察到有藍色沉淀生成。4．將一小塊鈉投入FeCl3溶液中，此時觀察到的現(xiàn)象是________________________________________________________________________，有關(guān)的化學方程式是______________________________________________________________。解析：鈉與鹽溶液反應分兩個過程，一是鈉與水反應，二是NaOH與鹽的反應。答案：鈉浮在液面上，熔成閃亮的小球，四處游動，發(fā)出嘶嘶的響聲，溶液中有紅褐色沉淀析出2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑，3NaOH＋FeCl3=Fe(OH)3↓＋3NaCl或2FeCl3＋3H2O＋6Na=2Fe(OH)3↓＋3H2↑＋6NaCl題組二鐵與水蒸氣的反應5．鐵在一定條件下與O2、水蒸氣反應的共同產(chǎn)物是()A．FeOB．Fe2O3C．Fe3O4D．Fe(OH)2解析：選C鐵在氧氣中點燃生成Fe3O4，與H2O(g)在高溫下反應也生成Fe3O4。6．某化學興趣小組利用如圖所示裝置進行“鐵與水反應”的實驗，并檢驗產(chǎn)物的性質(zhì)，請回答下列問題：(1)A裝置的作用是________，燒瓶底部放碎瓷片的作用是______________________。(2)寫出裝置B中發(fā)生反應的化學方程式________________________________________________________________________，該反應中氧化劑是________，氧化產(chǎn)物是________________________________________。(3)D的作用是_____________________________________________________。(4)E中實驗現(xiàn)象是____________________________________________。(5)A、B兩個裝置中應先點燃________處的酒精(噴)燈，點燃E處酒精燈之前應進行的操作是________________________________________________________________________。解析：(1)B中發(fā)生的反應是3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高溫))Fe3O4＋4H2，故A裝置的作用是為B中的反應提供水蒸氣。(3)D的作用是吸收未反應的水蒸氣，干燥H2。(4)E中的反應為H2＋CuOeq\o(=,\s\up7(△))Cu＋H2O，故實驗現(xiàn)象是黑色固體變?yōu)楣饬恋募t色，且玻璃管內(nèi)壁上有水珠生成。(5)應先點燃A處的酒精燈，排除B中的O2，再點燃B處的酒精噴燈。進行H2還原CuO的實驗前，應先檢驗H2的純度。答案：(1)產(chǎn)生水蒸氣防止加熱時液體暴沸(2)3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高溫))Fe3O4＋4H2H2OFe3O4(3)吸收未反應的水蒸氣，干燥H2(4)黑色固體變?yōu)榧t色，玻璃管內(nèi)壁有水珠生成(5)A收集H2并檢驗其純度(1)鈉與滴有酚酞的水反應現(xiàn)象為浮、熔、游、響、紅，化學方程式為2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑。(2)鈉跟鹽溶液反應，不能置換出金屬單質(zhì)，而是先與水反應生成NaOH和H2。(3)鐵在高溫下與水蒸氣反應生成Fe3O4，化學方程式為3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高溫))Fe3O4＋4H2。知識四鋁與氫氧化鈉溶液的反應[基礎(chǔ)梳理]1．實驗探究鋁與鹽酸、NaOH溶液的反應：2.實驗結(jié)論鋁既能與鹽酸反應又能與NaOH溶液反應。[牛刀小試]判斷正誤(1)鋁和鹽酸、NaOH溶液的反應中，鋁都失去電子。()(2)等體積等濃度的鹽酸、NaOH溶液與過量Al反應，產(chǎn)生H2的物質(zhì)的量相等。()(3)鋁與NaOH溶液反應中，每轉(zhuǎn)移3mole－，就生成molH2。()(4)鋁制容器能用來長期存放酸性或堿性食物。()答案：(1)√(2)×(3)√(4)×鋁與鹽酸、NaOH溶液反應的比較[重點剖析]1．反應原理(1)鋁與鹽酸反應：2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑，Al是還原劑，HCl是氧化劑。(2)鋁跟氫氧化鈉溶液的反應是分步進行的：①2Al＋6H2O=2Al(OH)3＋3H2↑；②Al(OH)3＋NaOH=NaAlO2＋2H2O?？偡磻獮椋?Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑Al是還原劑，H2O是氧化劑。2．“量”的關(guān)系(1)等量的鋁分別與足量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應，消耗HCl和NaOH的物質(zhì)的量之比為3∶1。(2)等量的鋁分別與足量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應，產(chǎn)生H2的體積比為1∶1。(3)足量的鋁分別與等物質(zhì)的量濃度、等體積的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應，產(chǎn)生H2的體積比為1∶3。(4)一定量的鋁分別與一定量的鹽酸、氫氧化鈉溶液反應，若產(chǎn)生氫氣的體積比為1/3<VHCl(H2)/VNaOH(H2)<1，則必定有：①鋁與鹽酸反應時，鋁過量而鹽酸不足。②鋁與氫氧化鈉溶液反應時，鋁不足而氫氧化鈉過量。[特別提醒](1)熟練書寫鋁與鹽酸、氫氧化鈉溶液反應的化學方程式(或離子方程式)或準確寫出相應的關(guān)系式是解答該類題目的前提。(2)鋁與酸、堿溶液反應的實質(zhì)是eq\o(Al,\s\up6(0))→eq\o(Al,\s\up6(＋3))，2eq\o(H,\s\up6(＋1))→H2，故鋁與酸、堿反應時，鋁與氫氣的關(guān)系均為2Al～6e－～3H2，解題時可利用此關(guān)系直接求算。(3)特殊情況分析：若產(chǎn)生H2的體積比：eq\f(1,3)＜eq\f(VHClH2,VNaOHH2)＜1，則必定是鋁與鹽酸反應時，鋁過量而鹽酸不足；鋁與NaOH溶液反應時，鋁不足而NaOH過量。[典例印證][例題]等體積、等物質(zhì)的量濃度的鹽酸、氫氧化鈉溶液分別放在甲、乙兩燒杯中，各加等質(zhì)量的鋁，生成氫氣的體積比為5∶7，則甲、乙兩燒杯中的反應情況可能分別是()A．甲、乙中都是鋁過量B．甲中鋁過量，乙中堿過量C．甲中酸過量，乙中鋁過量D．甲中酸過量，乙中堿過量[解析]因為等量的鋁分別與足量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應，產(chǎn)生H2的體積比為1∶1，足量的鋁分別與等物質(zhì)的量濃度、等體積的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應，產(chǎn)生H2的體積比為1∶3，而今產(chǎn)生H2的體積比：eq\f(1,3)<eq\f(VHClH2,VNaOHH2)<1，所以反應的情況為：甲中鋁過量，鹽酸不足；乙中鋁不足，氫氧化鈉過量。[答案]B(1)根據(jù)鋁與鹽酸、氫氧化鈉溶液反應的化學方程式(或離子方程式)明確相應的關(guān)系式eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Al～3HCl～NaOH～\f(3,2)H2))是解答該類題目的關(guān)鍵。(2)結(jié)合數(shù)軸正確分析“量”的關(guān)系：題組一鋁與酸、堿的反應1．下列金屬中，遇到鹽酸或強堿溶液均能放出H2的是()A．CuB．MgC．FeD．Al解析：選D既能與酸反應又能與堿溶液反應放出H2的為Al。2．質(zhì)量相同的兩份鋁粉，第一份中加入足量的NaOH溶液，第二份中加入足量的鹽酸，在同溫同壓下放出氣體的體積比是()A．1∶2B．2∶1C．1∶4D．1∶1解析：選D由2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑和2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑可知Al與H2的數(shù)量關(guān)系相同，質(zhì)量相同的鋁與足量的酸堿溶液反應生成的H2相同。題組二不同金屬與酸的反應3．等量鎂鋁合金粉末分別與下列四種過量物質(zhì)充分反應，放出氫氣最多的是()A．NaOH溶液B．稀硫酸C．蔗糖溶液D．NaCl溶液解析：選BMg、Al與蔗糖溶液、NaCl溶液不反應，只有Al與NaOH溶液反應，Mg、Al與硫酸均發(fā)生反應。4．取金屬Na、Mg、Al各mol，分別投入均盛有100mLmol/L鹽酸的燒杯中，充分反應后放出H2的體積()A．一樣多B．Na最多C．Mg最多D．無法判斷解析：選Bn(HCl)＝L×mol/L＝mol，對于mol的Mg和Al來說，金屬過量，產(chǎn)生的氫氣：n1(H2)＝eq\f(1,2)n(HCl)＝eq\f(1,2)×mol＝mol，而Na與酸反應后還可與水反應，產(chǎn)生的氫氣n2(H2)＝eq\f(1,2)n(Na)＝eq\f(1,2)×mol＝mol。故選B。(1)鋁是既能與酸反應又能與堿溶液反應生成H2的金屬。(2)在反應2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑中，鋁作還原劑，水作氧化劑。知識五物質(zhì)的量在化學方程式計算中的應用[基礎(chǔ)梳理]1．物質(zhì)的量與各物理量之間的關(guān)系2．化學方程式中化學計量數(shù)與各化學計量間的關(guān)系2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑質(zhì)量之比：46g∶36g∶80g∶2g計量數(shù)之比：2∶2∶2∶1擴大NA倍：2NA∶2NA∶2NA∶NA物質(zhì)的量之比：2mol∶2mol∶2mol∶1mol結(jié)論：化學方程式中化學計量數(shù)之比等于粒子個數(shù)之比，也等于物質(zhì)的量之比，對于氣體參與的反應還等于體積之比。[牛刀小試]1．判斷正誤(1)化學反應前后質(zhì)量守恒，那么物質(zhì)的量也一定守恒。()(2)化學方程式：2H2＋O2eq\o(=,\s\up7(點燃))2H2O的意義為2molH2和1molO2完全反應生成2molH2O。()(3)氣體反應物、生成物的體積之比一定等于化學計量數(shù)之比。()(4)molZn和Fe的混合物與足量稀H2SO4反應，一定生成molH2。()答案：(1)×(2)√(3)×(4)√2．物質(zhì)在發(fā)生化學反應時()A．它們的質(zhì)量一定相等B．它們的物質(zhì)的量一定相等C．它們的質(zhì)量之比等于方程式中化學計量數(shù)之比D．它們的物質(zhì)的量之比等于方程式中化學計量數(shù)之比解析：選D化學方程式中各物質(zhì)的化學計量數(shù)之比等于其物質(zhì)的量之比。應用物質(zhì)的量進行化學方程式計算的基本步驟和類型[重點剖析]1．基本步驟2．計算類型(1)基本計算：已知一種反應物(或生成物)的量求解其他物質(zhì)的有關(guān)量，此時，只要按照化學方程式的量的關(guān)系，列出已知物質(zhì)和待求物質(zhì)的比例式計算便可。(2)混合物反應的計算：設(shè)出混合物中各物質(zhì)的物質(zhì)的量為x、y、z，按照化學方程式的量的關(guān)系，并用x、y、z表示，列出方程組解答。(3)過量計算：給出了兩種反應物的量，求解某產(chǎn)物的量。方法：按照化學方程式的量的關(guān)系進行判斷，哪一種物質(zhì)過量，然后根據(jù)不足的物質(zhì)的量進行求解。[典例印證][例題]向500mLNaOH溶液中投入gAl，二者恰好完全反應后，計算：(1)Al的物質(zhì)的量。(2)參加反應的NaOH的物質(zhì)的量和溶液的物質(zhì)的量濃度。(3)生成標準狀況下H2的體積。[解析]根據(jù)n＝eq\f(mg,Mg·mol－1)，能求出Al的物質(zhì)的量。由反應的化學方程式能求出參加反應的NaOH和生成H2的物質(zhì)的量，則能求出NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度及標準狀況下H2的體積。[答案](1)Al的摩爾質(zhì)量是27g/mol，n(Al)＝eq\fg,27g/mol)＝mol。(2)設(shè)參加反應的NaOH物質(zhì)的量是n。則2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑220．4moln則eq\f(2,mol)＝eq\f(2,n)，n＝mol，c(NaOH)＝eq\fmol,L)＝mol/L。(3)設(shè)生成標準狀況下H2的體積是V。2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑2mol3×L0．4molVV＝eq\fmol×3×L,2mol)＝L。解題過程中的注意事項(1)各種符號的書寫要規(guī)范，大寫字母與小寫字母的意義各不相同。如“M”表示摩爾質(zhì)量，而“m”表示質(zhì)量；“N”表示微粒數(shù)，而“n”表示物質(zhì)的量。(2)設(shè)未知數(shù)直接用各物理量的符號表示，且要注明物質(zhì)(或粒子)的符號。如設(shè)參加反應的鹽酸溶液的體積為V[HCl(aq)]。(3)列比例時注意單位上下一致，左右對應，但單位不要求一致；在比例式中各個量要帶運算單位，未知數(shù)V、c本身就是物理量，帶有單位，不要寫成cmol/L。題組物質(zhì)的量應用于化學方程式的計算1．在500mLNaOH溶液中加入足量鋁粉，反應完全后共收集到標準狀況下的氣體L。該NaOH溶液的濃度為()A．1mol/LB．2mol/LC．mol/LD．3mol/L解析：選Bn(H2)＝eq\fL,L/mol)＝mol，2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑2mol3moln(NaOH)moln(NaOH)＝eq\f(2mol×mol,3mol)＝1mol，c(NaOH)＝eq\f(1mol,L)＝2mol/L。2．現(xiàn)有1L1mol/L的鹽酸與50gNaOH樣品恰好完全反應(雜質(zhì)不與鹽酸反應)，則該樣品中NaOH的含量為多少？解析：n(HCl)＝1L×1mol/L＝1mol，設(shè)樣品中NaOH的質(zhì)量為x，HCl＋NaOH=NaCl＋H2O1mol40g1molxeq\f(1mol,1mol)＝eq\f(40g,x)，x＝eq\f(40g×1mol,1mol)＝40g。NaOH的含量eq\f(40g,50g)×100%＝80%。答案：80%3．g金屬鈉與水反應，得到100mL溶液，試計算：(1)生成的氣體在標準狀況下的體積。(2)反應后所得溶液的物質(zhì)的量濃度。解析：n(Na)＝eq\fg,23g/mol)＝mol，設(shè)生成標準狀況下氣體的體積為V，溶液物質(zhì)的量濃度為c。2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑2mol2molL0．05molL×cVV＝eq\fL×mol,2mol)＝L；c＝eq\f(2mol×mol,2mol×L)＝mol/L。答案：(1)L(2)mol/L4．把g鐵、鋁混合物溶于200mL5mol/L鹽酸中，反應后鹽酸的濃度變?yōu)閙ol/L(溶液體積變化忽略不計)。求：(1)反應中消耗HCl的物質(zhì)的量。(2)該混合物中鋁、鐵的物質(zhì)的量。解析：(1)消耗HCl的物質(zhì)的量：0．2L×5mol/L－L×mol/L＝mol。(2)設(shè)Al、Fe的物質(zhì)的量分別為x、y。2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑2mol6molx3xFe＋2HCl=FeCl2＋H2↑1mol2moly2yeq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(27g/mol×x＋56g/mol×y＝g，,3x＋2y＝mol，))得x＝mol，y＝mol。答案：(1)mol(2)Al,mol；Fe,mol(1)化學方程式中各物質(zhì)的化學計量數(shù)之比等于各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比。(2)在根據(jù)化學方程式計算時，物理量選用的原則是：上下一致，左右相當。[對應學生用書課時達標訓練(六)]一、選擇題1．下面有關(guān)金屬的說法正確的是()A．金屬元素的單質(zhì)在常溫下都是固體B．易失電子的物質(zhì)一定是金屬C．原子核外的最外層只有1個電子的元素一定是金屬元素D．鋁是地殼中含量最多的金屬元素解析：選D金屬常溫下只有汞是液體，其余都是固體，A項錯；大多數(shù)金屬易失電子，但易失電子的不一定是金屬，如H2也是很常見的還原劑，易失電子，所以B項錯；核外最外層只有1個電子的還有H元素等，所以C項錯；地殼中含量居前四位的元素排名為：氧＞硅＞鋁＞鐵，所以D項對。2．金屬鈉是一種活潑金屬，除了具有金屬的一般性質(zhì)外，還具有自己的特性。下列關(guān)于鈉的敘述中，正確的是()A．鈉是銀白色金屬，熔點低，硬度大B．鈉放置在空氣中，會迅速被氧化而生成淡黃色的氧化鈉C．在氧氣中加熱時，金屬鈉劇烈燃燒，發(fā)出黃色火焰D．金屬鈉著火可以用水滅火解析：選CA中，鈉的硬度小，可用小刀切割；B中，放置在空氣中，鈉被緩慢氧化生成白色的Na2O；D中，鈉與水反應產(chǎn)生氫氣，故鈉著火時不能用水滅火。3．除去鎂粉中的少量鋁粉，可選用()A．硫酸B．氨水C．鹽酸D．氫氧化鈉溶液解析：選D鋁粉可以與NaOH溶液反應，而鎂與NaOH溶液不反應。4．將一小塊鈉投入盛有5mL飽和澄清石灰水的試管里，不可能觀察到的現(xiàn)象是()A．鈉熔成小球并在液面上游動B．有氣體生成C．試管底部有銀白色物質(zhì)生成D．溶液變渾濁解析：選C鈉與Ca(OH)2飽和溶液反應時，是鈉與水反應，消耗水生成NaOH，從而有Ca(OH)2固體析出。5．有關(guān)Al與NaOH溶液反應的說法中，正確的是()A．Al是還原劑，NaOH及H2O均是氧化劑B．還原產(chǎn)物是H2，且由H2O還原所得的H2與NaOH還原所得的H2物質(zhì)的量之比為2∶1C．反應中1molAl失去4mol電子D．此反應中，只有水是氧化劑，NaOH既不是氧化劑也不是還原劑解析：選DAl與NaOH溶液反應的分析如下：2Al＋2NaOH＋6H2O=2NaA失去2×3e－，被氧化lO2＋3H得到6×e－，被還原2↑＋4H2O所以反應中，氧化劑是H2O，還原劑是Al，NaOH既不是氧化劑也不是還原劑。6．下列關(guān)于鈉在空氣中的說法或敘述中不正確的是()A．Na在空氣中最終會變成白色粉末B．Na2CO3·10H2O在空氣中風化是化學變化，NaOH固體的潮解是物理變化C．Na在自然界含量最高的化合物是Na2CO3D．Na在空氣中最穩(wěn)定的存在形式是Na2CO3解析：選CA項中Na最終變成Na2CO3粉末，A、D正確；B項中風化是化學變化，潮解是物理變化；C項中Na在自然界含量最高的化合物是NaCl，C錯。7．用打磨掉氧化膜的鋁箔包裝mol金屬鈉，用針扎出一些小孔，放入水中，完全反應后，用排水集氣法收集產(chǎn)生的氣體，則收集到的氣體為(標準狀況)()A．O2和H2的混合氣體B．LH2C．大于LH2D．小于L氣體解析：選C在題中隱蔽著一個至關(guān)重要的條件“鋁箔”。Na與水反應放出H2，并且生成NaOH，鋁能與NaOH溶液反應，也生成H2。mol金屬鈉與水反應生成氫氣mol，生成氫氧化鈉mol，氫氧化鈉與鋁反應生成氫氣和偏鋁酸鈉，故最后收集到的氣體是這兩部分H2的總和，顯然要比Na單獨與水反應產(chǎn)生的H2多。8．將一小塊金屬鈉投入下列溶液中，既能產(chǎn)生氣體又會出現(xiàn)沉淀的是()A．稀硫酸B．稀氫氧化鈉溶液C．硫酸銅溶液D．氯化銨溶液解析：選C鈉與稀硫酸反應的化學方程式為2Na＋H2SO4=Na2SO4＋H2↑，無沉淀生成，A錯誤；鈉與氫氧化鈉溶液反應的實質(zhì)是鈉與水反應，也無沉淀生成，B錯誤；鈉與CuSO4溶液反應時，先與水反應生成NaOH與H2，然后NaOH與CuSO4反應生成Cu(OH)2沉淀，C正確；鈉與NH4Cl溶液反應時，實質(zhì)也是先與水反應，然后生成的NaOH與NH4Cl發(fā)生復分解反應，化學方程式為NH4Cl＋NaOH=NaCl＋NH3·H2O，也無沉淀生成，D錯誤。9．鋁分別與足量的稀鹽酸和氫氧化鈉溶液反應，當兩個反應放出的氣體在相同狀況下體積相等時，反應中消耗的HCl和NaOH的物質(zhì)的量之比為()A．1∶1B．2∶1C．3∶1D．1∶3解析：選C1mol鋁不論跟酸反應還是跟堿反應都失去3mol電子，生成等量的氫氣?，F(xiàn)生成氣體的體積相同，則需要鋁的物質(zhì)的量也相同，由鋁跟鹽酸反應和鋁跟氫氧化鈉溶液反應的生成物AlCl3和NaAlO2可以看出，相同物質(zhì)的量的鋁所消耗HCl和NaOH的物質(zhì)的量之比為3∶1。也可根據(jù)鋁分別與鹽酸和氫氧化鈉反應方程式中的計量數(shù)進行對比得出。10．一定質(zhì)量的鋁鐵合金溶于足量的NaOH溶液中，完全反應后產(chǎn)生L(標準狀況下)氣體；用同樣質(zhì)量的鋁鐵合金完全溶于足量的鹽酸中，在標準狀況下產(chǎn)生L的氣體。該合金中鋁、鐵的物質(zhì)的量之比為()A．1∶1B．2∶5C．3∶2D．3∶5解析：選A將鋁鐵合金溶于NaOH溶液中時，只有鋁參與反應，而鐵不反應，此時生成的L(即mol)氫氣是由反應2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑生成的，故合金中n(Al)＝mol×eq\f(2,3)＝mol；當同樣質(zhì)量的合金與鹽酸反應時，鋁參與反應生成的H2為mol，則由Fe置換出的n(H2)＝mol－mol＝mol，即合金中含F(xiàn)e的物質(zhì)的量也為mol。11．在杠桿的兩端分別掛著質(zhì)量相同的鋁球和鐵球，此時杠桿平衡。然后將兩球分別浸沒在溶液質(zhì)量相等的稀燒堿溶液和硫酸銅溶液中一段時間，如圖所示。下列說法正確的是()A．鋁球表面有氣泡產(chǎn)生，且有白色沉淀生成，杠桿不平衡B．鋁球表面有氣泡產(chǎn)生，溶液澄清；鐵球表面有紅色物質(zhì)析出，溶液藍色變淺，杠桿右邊下沉C．反應后去掉兩燒杯，杠桿仍平衡D．右邊球上出現(xiàn)紅色，左邊溶液的c(OH－)增大解析：選B左邊中的Al球與NaOH溶液反應：2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑，有一部分鋁溶解，并產(chǎn)生氣體，生成NaAlO2易溶于水，消耗掉一部分NaOH，左邊燒杯中溶液的c(OH－)減??；右邊Fe球浸在CuSO4溶液中發(fā)生反應：Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu，鐵球表面有紅色物質(zhì)析出，鐵球質(zhì)量增加，Cu2＋減少，溶液藍色變淺。12．鎂和鋁分別與等濃度、等體積的過量稀硫酸反應，產(chǎn)生氣體的體積(V)與時間(t)關(guān)系如圖。反應中鎂和鋁的()A．物質(zhì)的量之比為3∶2B．質(zhì)量之比為3∶2C．摩爾質(zhì)量之比為2∶3D．反應所用時間之比為3∶2解析：選A由圖示可知Mg、Al與過量稀硫酸產(chǎn)生的H2一樣多，則據(jù)參加反應時Mg～H2,2Al～3H2可知，Mg、Al的物質(zhì)的量之比為3∶2，A正確；其質(zhì)量比為(3×24)∶(2×27)＝4∶3，B錯誤；Mg與Al的摩爾質(zhì)量與反應消耗量無關(guān)，恒為24∶27＝8∶9，C錯誤；由圖示知Mg、Al與稀硫酸反應所用時間比為2∶3，D錯誤。二、非選擇題13.有人設(shè)計了如圖所示的實驗裝置來探究鈉與水反應(鐵架臺等儀器已略)。實驗前在橡膠塞下端打一個小孔穴，將一大小適中的鈉塊固定于針頭下端，向上抽動針頭使鈉塊藏于孔穴內(nèi)。在玻璃反應管內(nèi)裝入適量水(使鈉塊不與水接觸)。實驗時，拔去橡膠乳頭，按住橡膠塞，將針頭緩緩向上拔起，使鈉與水接觸，反應管內(nèi)的液體被產(chǎn)生的氣體壓出，流入置于下方的燒杯中，氣體則被收集在反應管內(nèi)。(1)鈉與水反應的離子方程式為________________________________________________________________________。(2)實驗中“鈉塊熔化為閃亮的小球”說明________________________________________________________________________；向燒杯中的溶液中滴加______________，溶液變紅，說明鈉與水反應生成堿性物質(zhì)。(3)如果實驗前加入反應管內(nèi)水的體積為amL，欲使水最終全部被排出，則所取金屬鈉的質(zhì)量至少為________g(設(shè)當時實驗條件下氣體摩爾體積為VmL/mol)。解析：(3)V(H2)＝V(水)＝amL，(H2)＝eq\f(VH2,VmL/mol)＝eq\f(a,V)mol由2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑2mol1moln(Na)eq\f(a,V)moln(Na)＝2×eq\f(a,V)mol，(Na)＝eq\f(2a,V)mol×23g/mol＝eq\f(46a,V)g答案：(1)2Na＋2H2O=2Na＋＋2OH－＋H2↑(2)鈉與水的反應過程中有熱量放出，Na熔點較低酚酞試液(3)eq\f(46a,V)14．在一定條件下，用普通鐵粉和水蒸氣反應，可以得到鐵的氧化物。該氧化物又可以經(jīng)過此反應的逆反應，生成顆粒很細的鐵粉，這種鐵粉具有很高的反應活性，在空氣中受撞擊或受熱時會燃燒，所以俗稱“引火鐵”。請分別用如圖所示的兩套儀器裝置，制取上述鐵的氧化物和“引火鐵”。實驗中必須使用普通鐵粉和6mol/L的鹽酸，其他試劑自選(裝置中必要的鐵架臺、鐵夾、鐵圈、石棉網(wǎng)、加熱設(shè)備等在圖中均已略去)。填寫下列空白：(1)進行實驗時，試管A中應加入的試劑是________；燒瓶B的作用是________；燒瓶C的作用是________；在試管D中收集得到的是________。(2)實驗時，U形管G中應加入的試劑是________；長頸漏斗H中應加入________。(3)兩套裝置中，在實驗時需要加熱的儀器是(填該儀器對應的字母)________。(4)試管E中發(fā)生的反應的化學方程式是：________________________________________________________________________。(5)為了安全，在E管中反應發(fā)生前，在F出口處必須________________________________________________________________________E管中反應開始后，在F的出口處應____________________________________________________。解析：題目給出兩個看似相同的反應裝置，分別完成哪個反應成為解題關(guān)鍵。右圖有H2發(fā)生裝置，左圖有H2收集裝置，可見鐵粉與水蒸氣的反應由左邊裝置完成，實現(xiàn)“引火鐵”的制取由右邊裝置完成，這樣，問題就可解決了。答案：(1)普通鐵粉(鐵粉)作為水蒸氣發(fā)生器(或用來產(chǎn)生水蒸氣)防止倒吸氫氣(2)固體NaOH(或堿石灰、CaO等堿性固體干燥劑)6mol/L鹽酸(3)A、B、E(4)Fe3O4＋4H2eq\o(=,\s\up7(高溫))3Fe＋4H2O(5)檢驗氫氣的純度點燃氫氣15．(1)分別取Wg鈉、鐵、鋁與足量的鹽酸反應，在相同條件下產(chǎn)生氫氣的體積比是________。(2)分別取mol鈉、鐵、鋁與足量的鹽酸反應，在相同條件下產(chǎn)生氫氣的體積比是________。(3)若產(chǎn)生相同物質(zhì)的量的氫氣，所需鈉、鐵、鋁的質(zhì)量比是________。(4)若產(chǎn)生相同體積(同溫、同壓)的氫氣，所需鈉、鐵、鋁三種金屬的物質(zhì)的量之比是________。(5)分別取mol金屬鈉、鐵、鋁分別投入10mL1mol/L鹽酸中，在標準狀況下產(chǎn)生氫氣體積大小的順序是________________。解析：(1)Wg鈉、鐵、鋁的物質(zhì)的量分別為eq\f(W,23)mol、eq\f(W,56)mol、eq\f(W,27)mol，由鈉、鐵、鋁分別與足量的鹽酸反應的化學方程式：2Na＋2HCl=2NaCl＋H2↑；Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑；2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑，得到關(guān)系式：2Na～H2，F(xiàn)e～H2,2Al～3H2，所以Wg鈉、鐵、鋁生成氫氣的體積比為eq\f(W,46)∶eq\f(W,56)∶eq\f(W,18)＝eq\f(1,23)∶eq\f(1,28)∶eq\f(1,9)；同理可得到(2)、(3)、(4)的結(jié)果；(5)中的鈉、鐵、鋁相對于鹽酸來說是過量的，根據(jù)鹽酸計算生成的氫氣，鐵、鋁反應放出的氫氣相等，但由于過量的鈉會與水反應生成氫氣，所以鈉放出的氫氣最多。答案：(1)eq\f(1,23)∶eq\f(1,28)∶eq\f(1,9)(2)1∶2∶3(3)23∶28∶9(4)6∶3∶2(5)Na>Fe＝Al16．鋁鎂合金已成為輪船制造、化工生產(chǎn)等行業(yè)的重要材料。某研究性學習小組的三位同學，為測定某含鎂3%～5%的鋁鎂合金(不含其他元素)中鎂的質(zhì)量分數(shù)，設(shè)計下列兩種實驗方案進行探究。實驗方案一：鋁鎂合金eq\o(→,\s\up7(NaOH溶液))測定剩余固體的質(zhì)量(1)實驗中發(fā)生反應的化學方程式是________________________________________________________________________。(2)稱取g鋁鎂合金粉末樣品，投入VmLmol/LNaOH溶液中，充分反應，NaOH溶液的體積≥________。(3)過濾、洗滌、干燥、稱量固體。該步驟中若未洗滌濾渣，則測得鎂的質(zhì)量分數(shù)將____________(填“偏高”或“偏低”)。實驗方案二：鋁鎂合金eq\o(→,\s\up7(鹽酸))測定生成氣體的體積，實驗裝置如圖所示。(4)某同學提出該實驗裝置不夠完善，應在A、B之間添加一個干燥、除酸霧的裝置。你認為________(填“需要”或“不需要”)。(5)檢查該裝置氣密性的方法是______________________________________________。(6)為使測定結(jié)果盡可能精確，實驗中應注意的問題(寫出兩點)：①______________；②________________________________________________________________________。解析：實驗方案一：鋁鎂合金中金屬鋁的最大含量≥97%，在g合金中鋁質(zhì)量的最大值為g×97%＝g，根據(jù)反應2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑，可得n(NaOH)＝n(Al)＝eq\fg,27g/mol)＝mol，NaOH溶液的體積為eq\fmol,mol/L)＝L＝97mL。若未對濾渣進行洗滌，金屬鎂吸附的物質(zhì)沒有除去，金屬鎂的質(zhì)量偏大，從而引起測定值偏高。實驗方案二：生成的H2不溶于水，同時揮發(fā)的HCl被水吸收，水蒸氣和HCl氣體對測定結(jié)果沒有影響，故在A、B之間沒有必要添加一個干燥、除酸霧的裝置。檢查該裝置的氣密性，可以通過加水或微熱的方法來實現(xiàn)。本實驗屬于定性定量實驗，要保證測定結(jié)果的準確性，一要裝置氣密性良好，二要合金完全溶解，三要測定H2體積準確。答案：(1)2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑(2)97(3)偏高(4)不需要(5)關(guān)閉分液漏斗活塞，向量器管C中注入水，片刻記下液面的高度，一段時間后，液面不再發(fā)生變化說明裝置氣密性良好(其他合理方法也可)(6)①檢查裝置的氣密性②合金完全溶解(或加入足量鹽酸或調(diào)整量氣管C的高度，使C中液面與B中液面相平)eq\a\vs4\al(第二節(jié)幾種重要的金屬化合物)1．了解氧化鈉、過氧化鈉的主要性質(zhì)和用途。掌握Na2CO3、NaHCO3的主要性質(zhì)和用途。2．了解焰色反應的概念及應用。3．了解兩性氧化物的概念。掌握氧化鋁的主要性質(zhì)及應用。了解鐵的氧化物的性質(zhì)及應用。4．掌握Fe2＋、Fe3＋間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系。掌握Fe2＋、Fe3＋的檢驗方法。知識一氧化鈉和過氧化鈉[基礎(chǔ)梳理][牛刀小試]1．關(guān)于Na2O和Na2O2的敘述正確的是()A．都是白色的固體B．都是堿性氧化物C．都能和水反應形成強堿溶液D．都是強氧化劑解析：選CNa2O是白色固體，Na2O2是淡黃色固體；Na2O是堿性氧化物，Na2O2不是堿性氧化物；Na2O2是強氧化劑，Na2O不是。C正確。2．[雙選]將Na2O2投入到FeCl2溶液中，可以觀察到的現(xiàn)象是()A．生成白色沉淀B．生成紅褐色沉淀C．有氣泡產(chǎn)生D．溶液變成棕黃色解析：選B、CNa2O2與H2O反應生成NaOH和O2，NaOH與FeCl2反應生成Fe(OH)2，但又被氧化生成Fe(OH)3。關(guān)于Na2O2與CO2、H2O的反應[重點剖析]1．反應原理2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O22Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑2．三個關(guān)系①與CO2的反應：2CO2＋2Na2O2=2Na2CO3＋O2固體的質(zhì)量差2×44g32g88g－32g＝(2×28)g結(jié)論：Na2O2固體與CO2反應時，固體增加的質(zhì)量等于與參加反應的CO2等物質(zhì)的量的CO的質(zhì)量，即Na2O2＋CO=Na2CO3(實際上該反應不能發(fā)生)。②與H2O的反應：2H2O＋2Na2O2=4NaOH＋O2↑固體的質(zhì)量差2×18g32g36g－32g＝(2×2)g結(jié)論：Na2O2固體與H2O反應時，固體增加的質(zhì)量等于與參加反應的H2O等物質(zhì)的量的H2的質(zhì)量，即Na2O2＋H2=2NaOH(實際上該反應不能發(fā)生)。(2)氣體體積關(guān)系：①與CO2的反應：2CO2＋2Na2O2=2Na2CO3＋O2氣體的體積差2L1L2L－1L＝1L②與H2O的反應：2H2O(g)＋2Na2O2=4NaOH＋O2氣體的體積差2L1L2L－1L＝1L結(jié)論：若CO2和水蒸氣(或二者的混合氣體)通過足量的Na2O2，氣體體積的減少量為原氣體(或混合氣體)體積的一半，即為生成氧氣的量。(3)電子轉(zhuǎn)移關(guān)系：當Na2O2與足量CO2、H2O反應時，1molNa2O2轉(zhuǎn)移1mol電子。[特別提醒]一定量的Na2O2與一定量CO2和H2O(g)的混合物的反應，可視作Na2O2先與CO2反應，待CO2反應完全后，Na2O2再與H2O(g)發(fā)生反應。[典例印證][例題]關(guān)于Na2O2與CO2、H2O反應的敘述正確的是()A．Na2O2與CO2反應中，Na2O2只作還原劑，CO2作氧化劑B．Na2O2與H2O反應中，Na2O2只作氧化劑C．Na2O2與CO2反應中，1molNa2O2轉(zhuǎn)移2mol電子D．Na2O2與水反應中，1molNa2O2轉(zhuǎn)移1mol電子[解析]Na2O2與CO2、H2O反應中，既作氧化劑又作還原劑，且1molNa2O2反應均轉(zhuǎn)移1mol電子，故選D。[答案]D過氧化鈉性質(zhì)的特殊性(1)在氧化鈉中含Na＋和O2－，在過氧化鈉中含Na＋和Oeq\o\al(2－,2)，所以二者中陽離子和陰離子的個數(shù)比都是2∶1。(2)過氧化鈉和其他物質(zhì)反應時不一定有氧氣生成，如具有強還原性的SO2，反應方程式：SO2＋Na2O2=Na2SO4。題組氧化鈉和過氧化鈉1．下列關(guān)于Na2O2的敘述中正確的是()A．Na2O2是淡黃色固體，久置于空氣中變成Na2OB．Na2O2與水的反應中，Na2O2只作氧化劑C．用Na2O2漂白過的織物、麥稈等日久又漸漸變成黃色D．Na2O2放入飽和NaOH溶液中，放出大量的O2，并有白色固體析出解析：選DNa2O2久置空氣中變成Na2CO3；Na2O2與水反應時，Na2O2既是氧化劑又是還原劑；利用Na2O2的強氧化性漂白過的織物不具有可逆性。Na2O2與H2O反應消耗NaOH溶液中的水，同時生成溶液中的溶質(zhì)，故有NaOH固體析出。2．下列關(guān)于氧化鈉和過氧化鈉的敘述中，正確的是()A．都屬于堿性氧化物B．都能與水發(fā)生化合反應C．水溶液的成分相同D．與二氧化碳反應生成不同的鹽解析：選CNa2O2不屬于堿性氧化物；Na2O2與H2O發(fā)生的反應不屬于化合反應；Na2O、Na2O2與CO2反應均生成Na2CO3這一種鹽。3.將少量稀鹽酸滴加到盛有碳酸鈣的U形管中，可觀察到U形管中的脫脂棉劇烈燃燒。(1)稀鹽酸與碳酸鈣反應的離子方程式是________________________________________________________________________。(2)從脫脂棉的燃燒可以推出Na2O2與CO2反應的結(jié)論是，。(3)Na2O2與CO2反應的化學方程式是________________________________________________________________________。還原劑是________，氧化劑是________。解析：鹽酸與碳酸鈣反應放出CO2，CO2遇Na2O2也發(fā)生反應：2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2，該反應放熱，使脫脂棉的溫度很容易達到其著火點，在O2充足的條件下劇烈燃燒起來。在上述反應中只有Na2O2中的氧元素的化合價發(fā)生變化，故Na2O2既是氧化劑，又是還原劑。答案：(1)2H＋＋CaCO3=Ca2＋＋CO2↑＋H2O(2)反應放出O2反應放熱(3)2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2Na2O2Na2O2(1)Na2O是白色固體，與水反應生成NaOH。(2)Na2O2是淡黃色固體，能與CO2、H2O反應放出O2，可作供氧劑。反應方程式為：2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2,2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑。知識二碳酸鈉和碳酸氫鈉[基礎(chǔ)梳理]1．物理性質(zhì)名稱碳酸鈉碳酸氫鈉化學式Na2CO3NaHCO3色態(tài)白色粉末細小白色晶體俗名純堿或蘇打小蘇打溶解性二者均易溶于水，NaHCO3的溶解性較弱2.化學性質(zhì)[牛刀小試]1．將下列物質(zhì)與其用途連線。2．下列物質(zhì)中，既能和鹽酸反應，又能和氫氧化鈉反應的物質(zhì)是()A．碳酸鈉B．碳酸氫鈉C．氯化鈉D．硫酸銅解析：選B碳酸氫鈉既能和氫氧化鈉反應生成碳酸鈉和水，又能和鹽酸反應生成氯化鈉、二氧化碳和水。Na2CO3與NaHCO3的鑒別、除雜與轉(zhuǎn)化[重點剖析]1．鑒別(1)加熱法(2)沉淀法(3)根據(jù)與等濃度的鹽酸反應的劇烈程度(4)逐滴加入鹽酸2．除雜(括號內(nèi)為雜質(zhì))混合物除雜方法及試劑Na2CO3固體(NaHCO3)加熱NaHCO3溶液(Na2CO3)通入足量CO2氣體3.相互轉(zhuǎn)化(1)Na2CO3→NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2=2NaHCO3(2)NaHCO3→Na2CO3①2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑②NaHCO3＋NaOH=Na2CO3＋H2O[特別提醒](1)向等物質(zhì)的量濃度的碳酸鈉、碳酸氫鈉溶液中滴加酚酞溶液時，紅色較深的是碳酸鈉，紅色較淺的是碳酸氫鈉。(2)不能用氫氧化鈣溶液鑒別碳酸鈉和碳酸氫鈉溶液，因為二者均能與氫氧化鈣反應產(chǎn)生白色沉淀。[典例印證][例題]有兩試管分別裝有Na2CO3和NaHCO3溶液，下列操作或判斷正確的是()方案操作判斷A分別加入澄清石灰水產(chǎn)生沉淀者為Na2CO3B分別加入等濃度的稀鹽酸反應較劇烈者為Na2CO3C分別加入CaCl2溶液產(chǎn)生沉淀者為Na2CO3D逐滴加入等濃度的鹽酸立即產(chǎn)生氣泡者為Na2CO3[解析]A項中發(fā)生的反應分別為：Na2CO3＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋2NaOH,2NaHCO3＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，兩者現(xiàn)象相同(產(chǎn)生白色沉淀)；B項滴加等濃度的稀鹽酸時NaHCO3溶液反應更劇烈；C項Na2CO3與CaCl2發(fā)生反應：Na2CO3＋CaCl2=CaCO3↓＋2NaCl，產(chǎn)生白色沉淀，NaHCO3與CaCl2不反應；D項逐滴加入鹽酸時，NaHCO3立即產(chǎn)生氣泡，Na2CO3開始無氣泡產(chǎn)生，過一會兒才產(chǎn)生氣泡。[答案]C(1)NaHCO3固體受熱易分解，但在溶液中NaHCO3受熱不分解。(2)Na2CO3固體性質(zhì)穩(wěn)定，在空氣中不與CO2反應，但在溶液中，Na2CO3可以與水、CO2反應生成NaHCO3。(3)碳酸鈉溶液與鹽酸反應分兩步，第一步：COeq\o\al(2－,3)＋H＋=HCOeq\o\al(－,3)，第二步：HCOeq\o\al(－,3)＋H＋=CO2↑＋H2O。題組Na2CO3和NaHCO3的性質(zhì)1．下列說法不正確的是()A．Na2CO3比NaHCO3的溶解度大B．Na2CO3比NaHCO3穩(wěn)定C．Na2CO3和NaHCO3都能跟石灰水反應得到白色沉淀D．物質(zhì)的量相等的Na2CO3和NaHCO3分別與足量鹽酸反應得CO2的物質(zhì)的量之比為2∶1解析：選D比較碳酸鈉與碳酸氫鈉的性質(zhì)即可知：A、B、C三項均是正確的，D項中所得氣體的物質(zhì)的量相等。2．1mol過氧化鈉與2mol碳酸氫鈉固體混合后，在密閉容器中加熱充分反應，排出氣體物質(zhì)后冷卻，殘留的固體物質(zhì)是()A．Na2CO3B．Na2O2、Na2CO3C．NaOH、Na2CO3D．Na2O2、NaOH、Na2CO3解析：選A由題意可知，首先發(fā)生反應：2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑，生成H2O和CO2各1mol；然后H2O和CO2與Na2O2反應：2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑，2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2，CO2和H2O完全反應需消耗2molNa2O2，但題中只有1molNa2O2，應優(yōu)先考慮與CO2的反應：1molNa2O2先與1molCO2反應，生成1molNa2CO3和molO2。最后殘留的固體是Na2CO3。3．除去下列物質(zhì)中的少量雜質(zhì)。(1)NaHCO3溶液中的Na2CO3，方法是_____________________________________，化學方程式是__________________________________________。(2)NaCl溶液中的Na2CO3，方法是___________________________________，化學方程式是________________________________________________________________________。(3)NaOH溶液中的Na2CO3，方法是______________________________________，化學方程式是________________________________________________________________________。解析：本題考查Na2CO3、NaHCO3的化學性質(zhì)及除雜方法試劑的選用。除雜時注意不要引入其他雜質(zhì)離子。答案：(1)通入CO2氣體Na2CO3＋CO2＋H2O=2NaHCO3(2)加入適量鹽酸Na2CO3＋2HCl=2NaCl＋CO2↑＋H2O(3)加入適量的Ca(OH)2溶液(過濾)Na2CO3＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋2NaOH(1)Na2CO3俗名純堿、蘇打，NaHCO3俗名小蘇打，二者水溶液均呈堿性，均能與酸反應。(2)Na2CO3與NaHCO3可相互轉(zhuǎn)化：Na2CO3＋CO2＋H2O=2NaHCO32NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O。知識三焰色反應[基礎(chǔ)梳理]1．定義很多金屬或它們的化合物在灼燒時都會使火焰呈現(xiàn)特殊的顏色。2．操作3．幾種金屬元素的焰色鈉：黃色，鉀：紫色(觀察時要透過藍色鈷玻璃)，銅：綠色。[牛刀小試]1．判斷正誤(1)焰色反應屬于化學變化。()(2)做焰色反應實驗時可用稀HNO3清洗鉑絲。()(3)觀察鉀的焰色反應要透過藍色鈷玻璃片。()(4)單質(zhì)鈉、Na2CO3、NaCl焰色反應都為黃色。()答案：(1)×(2)×(3)√(