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金屬及其化合物（Na、Mg、Al） 【明確考綱】 1．常見金屬元素（如Na、Mg、Al、Fe、Cu等） ①了解常見金屬的活動順序。 ②了解常見金屬及其重要化合物的制備方法，掌握其主要性質(zhì)及其應用。 ③了解合金的概念及其重要應用。 2．以上各部分知識的綜合應用。 【課前真題】 1．(2018全國卷Ⅰ7)磷酸亞鐵鋰(LiFePO4)電池是新能源汽車的動力電池之一。采用濕法冶金工藝回收廢舊磷酸亞鐵鋰電池正極片中的金屬,其流程如下: 下列敘述錯誤的是() A.合理處理廢舊電池有利于保護環(huán)境和資源再利用 B.從“正極片”中可回收的金屬元素有Al、Fe、Li C.“沉淀”反應的金屬離子為Fe3+ D.上述流程中可用硫酸鈉代替碳酸鈉 【答案】D 2．(2018江蘇9)在給定條件下，下列選項所示的物質(zhì)間轉(zhuǎn)化均能實現(xiàn)的是 【答案】A 3．(2018北京9)下列實驗中的顏色變化，與氧化還原反應無關(guān)的是 A B C D 實驗 NaOH溶液滴入FeSO4溶液中 石蕊溶液滴入氯水中 Na2S溶液滴入AgCl濁液中 熱銅絲插入稀硝酸中 現(xiàn)象 產(chǎn)生白色沉淀，隨后變?yōu)榧t褐色 溶液變紅，隨后迅速褪色 沉淀由白色逐漸變?yōu)楹谏? 產(chǎn)生無色氣體，隨后變?yōu)榧t棕色 【答案】C 4．(2018全國Ⅲ卷10)NA是阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說法正確的是 A．16.25 g FeCl3水解形成的Fe(OH)3膠體粒子數(shù)為0.1 NA B．22.4 L（標準狀況）氬氣含有的質(zhì)子數(shù)為18NA C．92.0 g甘油（丙三醇）中含有羥基數(shù)為1.0NA D．1.0 mol CH4與Cl2在光照下反應生成的CH3Cl分子數(shù)為1.0NA 【答案】B 【感悟高考】 1．考向： （1）選擇題：結(jié)合阿伏加德羅常數(shù)、化學實驗的現(xiàn)象和分析，考查重要金屬元素單質(zhì)和化合物的重要性質(zhì)。 （2）非選擇題：結(jié)合物質(zhì)的制備或分離提純的工藝流程、化學實驗等綜合考查重要金屬元素及其化合物的性質(zhì)、化合物之間的相互轉(zhuǎn)化，并要將其與基本理論（電離、水解、電化學、膠體）等密切聯(lián)系起來。 2．解法指導：以氧化還原反應為主線，建立并熟練掌握常見金屬元素及其化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。熟悉工業(yè)流程題的解題思路，培養(yǎng)從流程中獲取重要信息的能力。 【知識精講】 考點一 鈉及其化合物的性質(zhì)和應用 1.樹立物質(zhì)轉(zhuǎn)化思想 (1)理清知識主線 Na→Na2O→Na2O2→NaOH→Na2CO3→NaHCO3 (2)形成網(wǎng)絡構(gòu)建 2.掃除易忘知識盲點 (1)鈉和鹽溶液反應，不能置換出鹽中的金屬，與熔融的鹽反應才能置換出鹽中的金屬。 (2)無論Na與O2反應生成Na2O還是Na2O2，只要參與反應的Na的質(zhì)量相等，則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量一定相等，但得到Na2O2的質(zhì)量大于Na2O的。 (3)Na分別與H2O和乙醇發(fā)生的反應均屬于置換反應，二者現(xiàn)象明顯不同，前者劇烈，后者緩慢。 (4)1 mol Na2O2參與反應轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量不一定為1 mol，如Na2O2與SO2的反應轉(zhuǎn)移電子應為2 mol。 (5)不能用Ca(OH)2鑒別Na2CO3和NaHCO3溶液，應選用CaCl2或BaCl2溶液。 (6)除去CO2中的HCl氣體，應選用飽和的NaHCO3溶液。 (7)向飽和的Na2CO3溶液中通入過量CO2，有晶體析出。 (8)焰色反應是元素的性質(zhì)，無論游離態(tài)還是化合態(tài)，均具有相同的焰色反應，它不是化學變化，在觀察鉀元素的焰色反應時，應通過藍色的鈷玻璃片。 (9)Na－K合金常溫下呈液態(tài)，是原子反應堆的導熱劑。 (10)堿金屬的密度呈現(xiàn)增大的趨勢，但K反常。 (11)Li和O2反應只生成Li2O；NaH是離子化合物，是一種強還原劑。Na2O、Na2O2陰陽離子個數(shù)比均為1∶2。 (12)CO2氣體通入NaClO溶液中，無論CO2少量還是過量，都發(fā)生CO2+ NaClO + H2O =HClO + NaHCO3，而不會生成碳酸鈉，與苯酚鈉的反應也是如此。 【題組精練】 1． 判斷正誤(正確的劃“√”，錯誤的劃“”)。 (1)(2018江蘇卷)NaHCO3受熱易分解，因此可用于制胃酸中和劑(　　) (2)(2018全國卷Ⅲ)用標準HCl溶液滴定NaHCO3溶液來測定其濃度，選擇酚酞為指示劑(　　) (3)(2017全國卷Ⅱ)將金屬鈉在燃燒匙中點燃，迅速伸入集滿CO2的集氣瓶，集氣瓶中產(chǎn)生大量白煙，瓶內(nèi)有黑色顆粒產(chǎn)生，說明CO2具有氧化性(　　) (4)(2017天津高考)將固體加熱至恒重除去NaHCO3固體中的Na2CO3(　　) (5)(2017江蘇高考)Na2O2吸收CO2產(chǎn)生O2，可用作呼吸面具供氧劑(　　) (6)(2017江蘇卷)電解飽和食鹽水獲取燒堿和氯氣：2Cl–+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH–(　　) (7)(2017海南卷)過氧化鈉與二氧化碳反應可制備氧氣(　　) (8)(2016浙江高考)鉀、鈉、鎂等活潑金屬著火時，不能用泡沫滅火器滅火(　　) 【答案】 (1)　(2)　(3)√　(4)　(5)√　(6)√　(7)√　(8)√　 2．【2018海南卷】某小組在實驗室中探究金屬鈉與二氧化碳的反應?；卮鹣铝袉栴}： （1）選用如圖所示裝置及藥品制取CO2。打開彈簧夾，制取CO2。為了得到干燥、純凈的CO2，產(chǎn)生的氣流應依次通過盛有___________、_______的洗氣瓶(填試劑名稱)。反應結(jié)束后，關(guān)閉彈簧夾，可觀察到的現(xiàn)象是_________________。不能用稀硫酸代替稀鹽酸，其原因是_________________________________。 （2）金屬鈉與二氧化碳反應的實驗步驟及現(xiàn)象如下表： 步 驟 現(xiàn) 象 將一小塊金屬鈉在燃燒匙中點燃，迅速伸入盛有CO2的集氣瓶中。充分反應，放置冷卻 產(chǎn)生大量白煙，集氣瓶底部有黑色固體產(chǎn)生，瓶壁上有白色物質(zhì)產(chǎn)生 在集氣瓶中加入適量蒸餾水，振蕩．過濾 濾紙上留下黑色固體，濾液為無色溶液 ①為檢驗集氣瓶瓶壁上白色物質(zhì)的成分，取適量濾液于2支試管中，向一支試管 中滴加1滴酚酞溶液，溶液變紅：向第二支試管中滴加澄清石灰水，溶液變渾濁。據(jù)此 推斷，白色物質(zhì)的主要成分是________(填標號)。 A．Na2O B．Na2O2 C．NaOH D．Na2CO3 ②為檢驗黑色固體的成分，將其與濃硫酸反應，生成的氣體具有刺激性氣味。據(jù)此推斷黑色固體是_______________。 ③本實驗中金屬鈉與二氧化碳反應的化學方程式為__________________________。 【答案】（1）碳酸氫鈉溶液濃硫酸產(chǎn)生的氣體使干燥管內(nèi)鹽酸液面下降，與碳酸鈣脫離接觸，反應停止生成的硫酸鈣覆蓋在碳酸鈣表面，阻止反應進一步進行 （2） ①D ②碳（C）③4Na + 3CO2 2Na2CO3+ C 考點二 鎂鋁及其化合物的性質(zhì)和應用 1、 鎂及其化合物 1.樹立物質(zhì)轉(zhuǎn)化思想 (1)理清知識主線 Mg―→MgO―→Mg(OH)2―→ (2)形成網(wǎng)絡構(gòu)建 2.掃除易忘知識盲點 (1)Mg在空氣中燃燒生成三種產(chǎn)物：MgO、Mg3N2、C。 (2)水垢是CaCO3和Mg(OH)2的混合物，而不是CaCO3和MgCO3，因為MgCO3＋H2OMg(OH)2＋CO2↑。 (3)加熱蒸干MgCl2溶液得不到MgCl2晶體，若要得到MgCl2晶體，應在HCl的氣氛中加熱蒸干，目的是抑制Mg2＋的水解。 (4)金屬鎂不僅可置換酸中的氫，也可與水解呈酸性的鹽溶液反應產(chǎn)生H2，如將Mg條置于NH4Cl溶液中可產(chǎn)生H2和NH3。 (5)MgO的熔點高，可作耐高溫材料；MgCl2的熔點較MgO的熔點低，可電解熔融的MgCl2制取金屬鎂。 2、 鋁及其化合物 1.樹立物質(zhì)轉(zhuǎn)化思想 (1)理清知識主線 Al→Al2O3←Al(OH)3→ (2)形成網(wǎng)絡構(gòu)建 2.掃除易忘知識盲點 (1)鋁是活潑金屬，但鋁抗腐蝕性相當強，因為鋁表面生成一層致密的氧化物薄膜。由于Al2O3的熔點高于Al的熔點，故在酒精燈上加熱鋁箔直至熔化，發(fā)現(xiàn)熔化的鋁并不滴落。 (2)鋁熱反應不僅僅是單質(zhì)鋁與Fe2O3反應，還包含制取其他難熔金屬的反應，由于鋁熱劑是混合物，故鋁熱反應不能用于工業(yè)上冶煉鐵。引發(fā)鋁熱反應的操作是先鋪一層KClO3，然后插上鎂條，最后點燃鎂條。注意鋁熱反應是中學化學中唯一一類金屬單質(zhì)與金屬氧化物在高溫條件下的置換反應。鋁熱劑是混合物，并不是Al與所有金屬氧化物均能組成鋁熱劑，該金屬氧化物對應的金屬活潑性應比鋁弱。 (3)Al2O3、Al(OH)3與NaOH溶液的反應常用于物質(zhì)的分離提純。Al(OH)3不溶于氨水，所以實驗室常用鋁鹽和氨水來制備Al(OH)3。 (4)利用偏鋁酸鹽制備Al(OH)3，一般不用強酸，因為強酸的量控制不當會使制得的Al(OH)3溶解。若向偏鋁酸鹽溶液中通入CO2，生成的Al(OH)3不溶于碳酸，CO2過量時生成HCO，不過量時生成CO，書寫離子反應方程式時要特別注意。 (5)Al(OH)3可用作抗酸藥；明礬常用于凈水。 (6)泡沫滅火器所用試劑為Al2(SO4)3溶液和NaHCO3溶液。 【題組精練】 1.正誤判斷，正確的劃“√”，錯誤的劃“”。 (1)(2018江蘇高考)KAl(SO4) 212H2O溶于水可形成 Al(OH)3膠體(　　) (2)(2017天津高考)用可溶性的鋁鹽和鐵鹽處理水中的懸浮物(　　) (3)(2017天津高考)蒸發(fā)Al與稀鹽酸反應后的溶液制備無水AlCl3(　　) (4)(2016全國卷Ⅱ)由MgCl2溶液制備無水MgCl2，可以將MgCl2溶液加熱蒸干(　　) (5)(2016全國卷Ⅲ)根據(jù)Al2(SO4)3和小蘇打反應，在實際應用中可用作泡沫滅火器滅火器(　　) (6)(2016江蘇高考)Al2O3熔點高，可用作耐高溫材料(　　) (7)(2015全國卷Ⅰ)用坩堝鉗夾住一小塊用砂紙仔細打磨過的鋁箔在酒精燈上加熱，熔化后的液態(tài)鋁滴落下來，是因為鋁的熔點較低(　　) (8)(2015全國卷Ⅱ)將濃硝酸滴入用砂紙打磨過的鋁條中，會產(chǎn)生紅棕色氣體(　　) (9)(2015全國卷Ⅱ)將氯化鋁溶液滴入濃氫氧化鈉溶液中，會產(chǎn)生大量白色沉淀(　　) 【答案】(1)√　(2)√　(3)　(4)　(5)√　(6)√　(7)　(8)　(9)　 2．【2018海南卷 10】絮凝劑有助于去除工業(yè)和生活廢水中的懸浮物。下列物質(zhì)可作為絮凝劑的是 A．NaFe(SO4)26H2O B．CaSO42H2O C．Pb(CH3COO)23H2O D．KAl(SO4)212H2O 【答案】AD 3．【2018海南卷 4】下列化合物中，能與Na2CO3溶液反應生成沉淀且沉淀可溶于NaOH溶液的是 A．MgCl2 B．Ca(NO)3 C．FeSO4 D．AlCl3 【答案】D 4．海水中含有大量的氯化鎂，從海水中提取鎂的生產(chǎn)流程如下圖所示： 回答下列問題： (1)寫出在海水中加入氧化鈣生成氫氧化鎂的化學方程式______________________________。 操作①的名稱為__________。 (2)加入試劑①，反應的離子方程式為________________________________________。 (3)操作②的名稱__________。 (4)經(jīng)操作③最終可得金屬鎂，該反應的化學方程式是__________________________。 【答案】(1)CaO＋H2O＋MgCl2===CaCl2＋Mg(OH)2↓　過濾　(2)Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O(3)蒸發(fā)結(jié)晶　(4)MgCl2Mg＋Cl2↑