高中化学58个考点精讲36-40.doc

1高中化学高中化学 58 个考点精个考点精讲讲36、镁和铝、镁和铝 1复习重点复习重点 1镁和铝单质的化学性质； 2。镁和铝的重要化合物的化学性质。 3重点是 Al2O3、Al(OH)3的两性。 2难点聚焦难点聚焦 一、金属的通性一、金属的通性项目内容周期表中的分布位于从硼到砹的左下方，在已知的 109 种元素中有 87 种是金属元素原子结构的特征 （最外层电子）最外层电子数一般少于 4 个（AA 的某些金属元素有 45 个，但核外电子层 数较多，原子半径较大）组成微粒 及通常状态金属离子和自由电子 通常情况下都是金属晶体，只有汞在常温下呈液态冶金工业黑色金属：铁、铬、锰 有色金属：除铁、铬、锰以外的金属密度轻金属：密度小于 4.5g/cm3 重金属：密度大于 4.5g/cm3分 类从与人的 接触分常见金属：如铁、铜、铝等 稀有金属：如锆、铪、铌等物理性质（通性）有金属光泽、不透明，热和电的良导体，有良好的延性和展性1金属的晶体结构： 金属具有一些共同性质，是由它们的原子结构和晶体结构的相似性决定的。金属的价电子较少，容易 失去价电子变成金属离子，这些释出的价电子，不在属于那个或那几个指定的金属离子，而是整体金属的 “集体财富” 。它们在整个晶体内自由移动，人称“自由电子” 。有人描述金属晶体内的实际情况是“金属 离子沉浸在自由电子的海洋中” 。换言之，是金属离子和自由电子之间存在着较强的电性作用，使许多金属 离子和自由电子相互结合在一起形成晶体。 但是金属晶体中的“金属离子和自由电子之间存在着较强的电性作用”有相对强弱之分。一般来说， 价电子数越多，原子半径越小， “作用”愈强，其熔沸点相对较高，密度、硬度也相对较大。 例如：同一主族金属元素的原子，价电子数目相同，从上到下随原子序数的递增，电子层数增多，原 子半径增大，金属晶体中金属阳离子与自由电子的作用逐渐减弱，因此，它们的熔点逐渐降低，硬度逐渐 减小。如：碱金属熔点钠比钾高，硬度钠比钾大。 同一周期金属元素的原子的电子层数相同，从左到右随原子序数的递增，价电子数增多，原子半径减 小，金属晶体中金属阳离子与自由电子的作用逐渐增强。因此它们的熔点逐渐升高，硬度逐渐增大。如： 按钠、镁、铝的顺序熔点依次升高，硬度逐渐增大。 2.金属的物理特性及解释 （1）金属都是电的良导体，通常情况下，自由电子在金属晶体内部的自由电子在金属内部作无规则的 热运动，当金属的两端存在电势差的时候，在电场力的作用下，这些自由电子便作定向的移动，酷似人的 定向移动就形成“人流”一样，电子的定向移动也便成了电流。 （2）在金属晶体内，自由电子运动时与金属离子相碰撞，引起两者的能量交换，致使整块金属达到了 同样的温度，这是金属导热的原因。 大多数金属有良好的导电性和导热性，是由于这两种性质都与自由电子有关，所以善于导电的金属也 善于导热。常见的几种金属的导电、导热能力由大到小的顺序为：2Ag、Cu、Au、Al、Zn、Pt、Sn、Fe、Pb、Hg。 （3）金属受外力作用晶体中各层之间发生相对滑动，但金属离子与自由电子间的较强的相互作用仍然 存在，也就金属虽发生变形而不致破碎。 金属的延性，是指金属可以抽成丝。例如：最细的白金丝直径不过 1/5000mm；金属又有展性，指的是 可以压成薄片，最薄的金箔，只有 1/10000mm 厚。延展性最好的金属是金。但也有少数金属，如锑、铋、 锰等，性质较脆，没有延展性。 3.金属晶体与其它常见晶体的比较晶体类型离子晶体原子晶体分子晶体金属晶体实例NaCl 晶体金刚石干冰镁构成晶体的微粒阴、阳离子原子分子金属离子、自由电子微粒间的相互作用离子键共价键范得华力金属键硬度较大很大很小较小熔沸点较高很高低、很低多数较高物 理 性 质导电性晶体不导电（熔化时 或水溶液中导电）一般为非 导体非导体（有的水 溶液能导电）良导体4.为什么整块金属会具有金属光泽而金属粉末常呈暗灰色或黑色？ 由于金属原子以最紧密状态堆积排列，内部存在自由电子，所以当光线投射到它的表面时，自由电子 可以吸收所有频率的光，然后很快放出各种频率的光，这就使绝大多数金属呈现钢灰色以至银白色光泽。 而金显黄色，铜显赤红色，铋为淡红色，铯为淡黄色，铅为灰蓝色，是由于它们较易吸收某些频率的光。 在粉末状态时，金属的晶面取向杂乱，晶格排列的不规则，吸收可见光后辐射不出去，所以为黑色。 二、镁和铝的性质二、镁和铝的性质金属 项目镁（Mg）铝（Al）原子结构原子半径1.60×1010m1.43×1010m化合价+2+3 晶体结构金属晶体金属晶体物理 性质镁和铝都是密度较小、熔点较低、硬度较小的银白色金属，但镁和铝相比较，铝 的硬度比镁的稍大，熔点和沸点都是铝比镁的高活泼性较活泼： Mg2e=Mg2+较活泼：Al3e=Al3+抗腐 蚀性在空气中都能跟氧气反应，表面覆盖一层致密而坚硬的氧化物薄膜，都具有搞腐 蚀性能与 O2反应 点燃2Mg+O2 = 2MgO 4Al+3O2 = 2Al2O3 与酸 反应Mg+2H+=Mg2+H22Al+6H+=Al3+3H2与碱 反应不反应2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2与氧化物 反应点燃2Mg+CO2 = 2MgO+C 2Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe单 质结论镁、铝均为较活泼的金属，但镁的金属性强于铝3解释核电荷数镁小于铝，而原子半径镁大于铝，故核对最外层的电子引力镁小于铝， 即 Al 比 Mg 难失电子，金属性弱于 Mg主要 用途镁合金汽车、飞机制 造、照明弹等铝合金汽车、船舶、飞机制造、防锈油漆、导线、电缆等1我们要善于从镁和铝的原子结构、晶体结构的相同和相似的一面认识它们性质的相似性；从结构上不同 的一面提示和把握它的性质上相异性以及递变。 镁和铝都是较活泼的金属。在一定条件下，它们都可以和水反应，置换出水中的氢。镁跟冷水便缓慢 地反应，加热时反应更为显著。铝和沸水也能微弱的反应，但现象不明显。这一方面是因为镁的金属活动 性较铝相对较强，另一个不可忽视的原因是它们的氢氧化物虽然都难溶于水，但 Mg(OH)2较 Al(OH)3的溶解 性相对较大，所以与水反应时生成的 Mg(OH)2在镁条表面的覆盖要小，尤其是在加热的条件下（加热时水中 的氢离子浓度也相对较大） 。但在像在 NaOH 溶液的强碱性条件下，情况就不一样了。在强碱溶液中，Mg(OH)2 的溶解度大为减小，水中的氢离子浓度也减小了，事实证明，镁和强碱溶液不反应，而铝则不然，由于 Al(OH)3是典型的两性氢氧化物，它可溶于强碱溶液。即：Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O 由上分析可知：铝是一种较活泼的金属，它并不能直接与碱反应，而是先与水反应，2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2 生成的 Al(OH)3是典型的两性氢氧化物，它溶于强碱 Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O 将两反应按+×2 合并，即得总反应方程式：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 所以在上述反应中铝是还原剂，而氧化剂是 H2O，不是 NaOH。 2.铝热剂、铝热反应 某些金属氧化物粉末，与铝粉混合后在较高温度下剧烈反应生成 Al2O3和其它金属并放出大量的热的反 应，叫铝热反应。 能作铝热剂的不只是 Fe2O3,还可以是 V2O5、Cr2O3、MnO2等与 Al 粉形成铝热剂，铝热反应较多的应用于 生产上，如：焊接钢轨，熔炼难熔金属 V、Cr 等。 3.镁、铝在自然界中均以化合态存在，铝是地壳里存在最多的金属元素。工业上用电解熔融的 MgCl2制 取 Mg,用电解熔融的 Al2O3制取 Al。 三、镁和铝的重要化合物三、镁和铝的重要化合物 1.镁及其化合物转化关系2.铝及其化合物转化关系3.MgO 与 Al2O3的比较MgOAl2O3 物理 性质均为白色粉末，不溶于水， 熔点高（MgO>Al2O3） ，是优良的耐火材料4与热水反应MgO+H2O=Mg(OH)2与水不反应化 学 性 质碱性氧化物MgO+2H+=Mg2+H2O两性氧化物Al2O3+6H+=2Al3+3H2O Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O4.Mg(OH)2与 Al(OH)3的比较Mg(OH)2Al(OH)3物理 性质均为白色固体，不溶于水不稳定性Mg(OH)2=MgO+ H2O不稳定性2Al(OH)3=Al2O3+3H2O化 学 性 质碱性Mg(OH)2+2H+=Mg2+H2O两性 Al(OH)3+3H+=Al3+3H2OAl(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O制 备Mg2+2OH-= Mg(OH)2 Mg2+2NH3·H2O =Mg(OH)2+2NH4+Al3+3NH3·H2O=Al(OH)3+3NH4+ 不用强碱AlO2-+CO2+2H2O= Al(OH)3+HCO3- 不用强酸1在学习过程中一定要注意以下几点： （1）注重理论知识的指导作用，培养思维能力.如学习镁、铝性质时，可用元素周期表及周期律的理 论为指导；在学习 Al(OH)3 两性时，可运用电离理论和化学平衡理论进行分析.这样不仅可以巩固所学的理 论知识，还可以培养自己分析问题解决问题的能力. （2）温故知新，培养自己归纳总结的能力.如铝的一些性质在初三和高一曾学习过.要在复习有关知识 的基础上学完本节后学会总结、归纳的方法，使所学的知识系统化、网络化. （3）充分发挥主体作用，培养自学能力.如金属的通性、合金等内容通过自学，不仅可以获得知识， 更重要的是学会读书的方法，培养自学能力. （4）掌握图像题的解题技巧，如 Al(OH)3 两性的计算. 2.两性物质与物质的两性 两性物质指即能与酸反应，又能与碱作用生成盐和水的化合物，如 Al2O3、ZnO、Zn（OH）2、Al(OH)3、 氨基酸、蛋白质等。 物质的两性，如强碱弱酸盐（NaHCO3、KHS、Na2HPO4等）弱酸弱碱盐（CH3COONH4、NH4HS）等，既能与 强酸反应，又能与强碱作用，但只能说这种物质的性质有两性，不能将它们称为两性物质，因为这些化合 物不是由本身直接电离出的 H+和 OH-参加反应，并且生成物不全是盐和水。 Al 既能与酸作用，又能与强碱溶液反应，但不属于两性物质，也不能说它具有两性，因为 Al 与强碱溶 液反应的本质是：2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2，Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O，两式相加为： 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2，由以上反应可知：Al 不直接与 NaOH 溶液反应，Al 仍然为金属元素。 Al(OH)3具有两性，是两性物质，可用电离平衡移动的原理来解释：Al(OH)3的电离方程式可表示如下：AlO2-+H+H2OAl(OH)3Al3+3OH- 其电离程度相当微弱，只有加入强酸（或强碱）时，大量的 H+（或 OH-）才能破坏 Al(OH)3的电离平衡， 使平衡向右（或左）移动，生成铝盐（或偏铝酸盐） ，所以 Al(OH)3即具有碱性，又具有酸性。当加入弱酸 或弱碱时，因 H+（或 OH-）浓度太小，不能使上述平衡移动，因此 Al(OH)3只溶于强酸或强碱，而不溶于弱 酸或弱碱（如碳酸、氨水） 。 Al3+只能在酸性溶液中大量存在，如 AlCl3、Al2(SO4)3溶液均是酸性溶液；铝元素在碱性溶液中能以5AlO2-离子大量存在，所以 AlO2-与 OH-、Al3+与 H+ 不能大量共存，AlO2-与 Al3+也不能大量共存，其离子方程 式是：Al3+3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3。 3试剂的滴加顺序不同产生的现象不同 （1）NaOH 和 AlCl3 向 AlCl3溶液中滴加 NaOH 溶液，先出现白色沉淀后消失： Al3+3OH-=Al(OH)3 Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O向 NaOH 溶液中滴加 AlCl3溶液，开始无现象后出现白色沉淀： Al3+4OH-= AlO2-+2H2O Al3+3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3 （2）NaAlO2和盐酸 向 NaAlO2溶液中滴加盐酸，先出现白色沉淀后消失：NaAlO2+HCl+H2O= Al(OH)3+NaCl Al(OH)3+3H+=Al3+3H2O 向盐酸中滴加 NaAlO2溶液，开始无现象后出现白色沉淀：4HCl+NaAlO2= NaCl+AlCl3+2H2O AlCl3+3NaAlO2+6H2O=4Al(OH)3+3NaCl (3)Na2CO3和盐酸 向 Na2CO3溶液中滴加盐酸，开始无现象，后产生气泡Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3 NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2 向盐酸中滴加 Na2CO3溶液，立即产生气泡Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2 四、合金与复盐四、合金与复盐1合金的组成成份，可以是不同的金属，也可以是金属和非金属，不要望文生义，把合金理解为只是 金属与金属的熔合，从而使合金的外延变窄。一般来说，合金的硬度一般比它的各成份金属的大，如硬铝 （含少量的 Cu、Mg、Mn、Si 等） ；合金的熔点比它的各成份金属的熔点都低，如 KNa 合金可以作原子反 应堆的导热剂；又如做保险丝材料的“伍德合金” ，是锡、铋、镉、铅按 1：4：1：2 质量比组成的合金， 熔点仅为 67，比水的沸点还低，因此，当电路上电流过大，电线发热到 70左右，保除丝即可熔化，自 动切断电路，保证电路安全。 合金可以分为三种类型： （1）金属固熔体：这是一种金属均匀地分布在另一种金属内形成的复合体，是固态溶液。如黄铜 （67Cu、33%Zn） ，银与金的合金都是金属固溶体。 （2）金属互化物：金属与金属之间形成的化合物。其组成有的是固定不变的，如铜化锌（ZnCu） 、碳 化铁（Fe3C）等，有的是可变的，如铜锡合金就有 Cu5Sn、Cu31Sn8、Cu3Sn 等多种不同组成。金属互化物不 能用通常的化合价来解释。 （3）机械混合物：其晶体由两种或两种以上的晶体结构混合而成的，每一小晶体中只有一种金属。同 前两类合金不同，机械混合物的组成是非均一的。钢、生铁、青铜等属于这一类合金。 从以上介绍可以看出笼统的说合金是混合物还是化合物都是不合适的。 2.复盐可以看作是两种简单的盐复合而成的，但复盐属于纯净物，复盐与普通正盐或酸式盐的区别在 于复盐电离时，可以电离出两种不同的金属离子（或一种是铵根离子） 。 例如：KAl(SO4)2=K+Al3+2SO42- (两种金属离子) 明矾KAl(SO4)2·12H2O、光卤石KCl·MgCl2·6H2O等均为复盐。 络盐：指含有络离子的盐类，象 Na3AlF6，Ag(NH3)2OH 等，络盐中络离子在溶液中十分稳定，很难电 离。如：Na3AlF6=3Na+AlF6-,这是络盐与复盐的明显区别。 3.明矾是一种净水剂，明矾溶于水后 Al3+能与水反应：Al3+3H2OAl(OH)3+3H+ 有胶状 Al(OH)3沉淀生成，可以吸附水中悬浮的杂质，而不能除去溶解在水中的物质。 矾是一价金属（M+）或铵根离子（NH4+）和三价金属（M3+）硫酸盐的含水复盐的总称。它的种类很多， 其通式为（M2SO4·M2(SO4)3·24H2O）,例如：明矾 K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O,铁铵矾（NH4）2SO4·Fe2(SO4)3·24H2O 等。习惯上把某些含有结晶水的硫酸盐也称为矾，如胆矾（CuSO4·5H2O） ，绿矾（FeSO4·7H2O） 等，它们不属于真正的矾，完全是人们的习惯称呼。63例题精讲例题精讲 例例 1 1 下列叙述中，正确的是： A：某物质中只含有一种元素，该物质一定是纯净物。B：某晶体中含有阳离子，则必定含有阴离子。 C：金属晶体的自由电子属整个晶体所共有。 D:金属晶体发生形变时其内部金属离子与自由电子的相互作用消失了。 解析解析：由同素异形体（如金刚石、石墨）组成的混合物中只含有一种元素，故 A 的叙述是错误的；在 金属晶体中含有金属阳离子却不含有阴离子，故 B 的叙述是错误的；金属虽发生形变，只是“各层之间发 生了相对的滑动” ，但不致断裂，就是因为“金属离子和自由电子之间较强的相互作用仍然存在” ，故 B 的 叙述也同样是错误的，所以只有 C 项是正确的，应选 C。 例例 2 2 下列金属晶体中，金属离子和自由电子的相互作用最弱的是： A:钠 B:钾 C:镁 D:铝 解析解析：钠、镁、铝属于同一周期，在同一周期中，从左到右， “作用”增强，故钠、镁、铝中， “钠” 最弱；在同一主族中，从上到下， “作用”减弱，钠和钾同属碱金属元素，钾在钠的下方， “作用”不如钠， 故选 B。 例例 3 3.下列各组物质中，按熔点由低到高排列正确的是 （ ） A.O2、I2、Hg B.CO2、KCl、SiO2 C.Na、K、Rb D.SiC、NaCl、SO2 解析：本题主要考查离子晶体、原子晶体、分子晶体、金属晶体四类典型晶体熔点的关系。一般的分 子晶体的熔点低于金属晶体与离子晶体，这两种晶体的熔点又低于原子晶体。同一类型晶体间，其微粒之 间的作用力越强，熔点越高。A 组中 O2、I2、Hg 常温下分别是气体、固体和液体，所以熔点应为 O2K>Rb，C 不符合题意。D 中 SiC、NaCl、SO2分别属于原子晶体、离子晶体和分子晶体，它们的熔点为 SiC>NaCl>SO2。 故选 B。 例例 4 4 将相同质量的镁条分别在氧气中空气中氮气中二氧化碳中完全燃烧，燃烧后所得固体产 物的质量由小到大的顺序是 （ ）A. B. C. D. 思路思路: 本题考查 Mg 在 O2、N2、CO2中燃烧的反应以及定量分析问题的能力,只要能利用质量守恒定律, 逐一分析其质量关系,即可解题。 解析解析 ： Mg 在氧气中：2Mg+O2 = 2MgO Mg 在氮气中：2Mg+O2 = 2MgO（主） 3Mg+N2 = Mg3N2（微量） Mg 在二氧化碳中：2Mg+CO2 = 2MgO+C 依元素守恒法，1mol Mg 燃烧生成 1mol MgO，质量增加 16g；1mol Mg 燃烧生成 1/3mol Mg3N2，质量增 加 28/3g；1molMg 在二氧化碳中燃烧，固体产物分别为 1/2mol 在 C 和 1mol 的 MgO，质量增加 6g+16g=22g。因此，相同质量的镁粉若分别在上述气体中燃烧，所得固体产物的质量的大小关系是在二氧 化碳中燃烧最大，应选 C。 注意注意 ：Mg 在二氧化碳中燃烧时，不存在 2Mg+CO2 = 2MgO+C 的反应，这是因为在空气中的主要成分是 N2和 O2，只含微量的 CO2，O2的氧化性远强于 CO2，所以存在过量 O2的条件下，不可能发生与 CO2的反应 （即使假定发生了此反应，生成的 C 也会继续与 O2反应生成 CO2，最终结果也相当于没反应） 。 例例 5 5、如何用化学方法除去下列物质中的杂质，写出有关的化学方程式： （1）铝中含少量的镁 （2）镁中含少量的铝 思路思路 ：提纯物质主要应考虑：利用被提纯物质与杂质的不同化学性质，所加试剂最好只与杂质 作用，不改变被提纯的物质，不要引入新杂质，反应较快，操作方便，被提纯物质易于分离出来。 解析解析 本题所给物质为金属混合物，主要从金属活泼性来考虑。 （1）中的镁比铝活泼，可利用金属与 盐的转换反应除杂。 （2）中的铝能与强碱溶液反应，镁不能，可选用强碱溶液作试剂。 答案：（1）将混合物加入足量的氯化铝溶液中，充分反应后过滤。73Mg+2AlCl3=3MgCl2+3Al (2) 将混合物加入足量的氢氧化钠溶液中，充分反应后过滤。2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 例例 6 6.若镁粉着火，请注意不要用泡沫灭火器灭火，也不要用干粉灭火器灭火。简述理由（提示：泡沫 灭火器产生 CO2和 H2O 等，干粉灭火器中含 NaHCO3） 。 思路思路 ：本题应从 Mg 活泼的化学性质入手。 解析解析:在泡沫灭火器喷射出 CO2和 H2O 的混合物时，Mg 可与 CO2和 H2O 反应，会促进燃烧，事与愿违。2Mg+CO2 = 2MgO+C Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2 2H2+O2=2H2O 干粉灭火器中：2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O,Mg 仍在 CO2中燃烧，所以不能使用。 例例 7 7：等物质的量的钠、镁、铝分别与 1L1mol/L 的盐酸作用产生氢气，可出现下列四种情况： NaMgAl;NaMg=Al;Na=Mg=Al;NaMg=Al.讨讨论上述四种情况所需金属的物质的量分别在何 范围? 思路思路 ：本题可用分段讨论的方法，但比较繁琐，用作图法则方便快捷. 解析解析 :化学反应中，反应物与生成物的量通常成线性关系，作图时可利用特殊点(如刚开始反应，恰 好完全反应等)画出投入金属量与产生氢气量的关系图，各种情况一目了然.根据 NaH+ H2 Mg2H+H2 Al3H+ H2 对于 Na:起点 O(0，0)，盐酸恰好完全反应时为 A 点(1，1/2 )； 对于 Mg:起点 O(0，0)，盐酸恰好完全反应时为 B 点( 1/2、1/2 )； 对于 Al：起点 O(0，0)，盐酸恰好完全反应时为 C 点(1/3 ，1/2 ) 显然，当 n1/2 时，NaMgAl 当 1/2n1 时，NaMg=Al 当 n=1 时，Na=Mg=Al 当 n1 时，NaMg=Al. 参考答案：n1/2 1/2n1n=1 n1 例例 8 8 下列各组离子在溶液中可以大量共存，且加入氨水后也不产生沉淀的是 （ ）A.Na+ Ba2+ Cl- SO42- B.K+ AlO2- NO3- OH- C.H+ NH4+ Al3+ SO42- D.H+ Cl- CH3COO- NO3- 思路思路 ：离子共存问题，一直是高考的“热点” 。解决这类问题，只要考虑两大方面即可：（1）能否 发生复分解反应， （2）能否发生氧化还原反应。若两类反应均不发生，则可共存。 解析解析:Al3+只能存在于酸性条件下，故 C 可共存，但加入氨水后可生成 Al(OH)3沉淀，且不溶于溶液中 铵盐；AlO2-存在于碱性环境中，加入氨水后不会产生沉淀；A 答案中 Ba2+、SO42-不共存，而 D 中的 H+ 和 CH3COO-不能共存。故选 B。 例例 9 9.下列离子方程式正确的是 （ ） A.稀硫酸与氢氧化钡溶液反应 H+SO42-+Ba2+OH-=BaSO4+H2O B.硫酸铝溶液中滴入氨水 Al3+3OH-=Al(OH)3 8C.碳酸氢镁溶液中加入氢氧化钠溶液 Mg2+2HCO3-+4OH-=Mg(OH)2+CO32-+2H2O D.硝酸铝溶液中滴加少量的氢氧化钠溶液 Al3+3OH-=Al(OH)3 思路与解析思路与解析 ：A 式错在若一种物质中有两种或两种以上的离子参加反应，必须维持在原物质中的微粒 数比，在稀硫酸中 1 个 SO42-离子对应两个 H+离子，在氢氧化钡中 1 个 Ba2+对应 2 个 OH-离子，故该反应的离 子方程式为：2H+SO42-+Ba2+2OH-=BaSO4+2H2O B 项中氨水（NH3·H2O）为一元弱碱，是弱电解质，应该保留分子式，故该反应的离子方程式为：Al3+3 NH3·H2O=Al(OH)3+3NH4+ C 项中的碳酸氢镁属易溶且易电离的物质，它与 NaOH 溶液反应，属酸式盐与碱的反应。变成的是正盐 MgCO3，而 Mg2+和 OH-结合生成的 Mg(OH)2因其溶解度较 MgCO3低的多，根据离子反应总是向着离子减少的方 向进行的规律，Mg2+变成 Mg(OH)2而不会生成 MgCO3，该离子方程式是正确的。 D 项在过量的硝酸铝溶液中滴加少量的 NaOH 溶液，生成的 Al(OH)3沉淀不会溶解，故该离子方程式是 正确的。 故选 C、D。 例例 1010 今有铝、稀硫酸和氢氧化钠溶液为原料，在实验室制备一定量的氢氧化铝。可分别采用如下化学 方程式所表示的两种方法：2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2 Al2(SO4)3+6NaOH=2Al(OH)3+3Na2SO4 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 2NaAlO2+2H2O+H2SO4=2Al(OH)3+Na2SO4 （1）上述那一种方法比较节约试剂？（提示：试从每生产 2molAl(OH)3所耗费的试剂用量给予说明） （2）原料相同，请设计一种更为节约试剂的方法（以方程式表示，并说明其可以最节约试剂的根据） 。思路与解析：（思路与解析：（1 1）Al 即可以跟稀硫酸，也可跟氢氧化钠溶液反应放出氢气。反应后如果再以 H2SO4或 NaOH 溶液处理，实际上是调控 pH，使之得到 Al(OH)3，达到制备的目的。先用酸，后用碱，还是先用碱， 后用酸，都是可行的，但是耗用的酸、碱用量却不同。同样是制备 2molAl(OH)3，前法需 2molAl、3molH2SO4、6molNaOH；后法只需 2molAl、1molH2SO4、2molNaOH，显然，后法较前法节约了酸、碱 试剂。 （2 2）仔细观察第一种方法，它第一步生成的是 Al2(SO4)3，略有酸性，所以要用较多的 NaOH。第二种 方法生成的是 NaAlO2，略有碱性，所以要用较多的硫酸。因此，设想是否能用略有酸性的 Al2(SO4)3和略有 碱性的 NaAlO2自己中和呢？联合两法可设计出第三种方法。2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 Al2(SO4)3+6NaAlO2+12H2O=8Al(OH)3+3Na2SO4 相当于制备 2molAl(OH)3需要的原料为 2molAl、0.75molH2SO4、1.5molNaOH,确实节约了试剂。 例例 1111：某复盐的化学式 AxB(ED4)y·z H2O,已知 x、y、z 均为正整数，且 x+y+z=10，用该晶体完成下列 实验：称取晶体 40.2g，加热至质量不再改变，质量减少了 10.8g，将剩余固体溶于水，配成 200mL 溶 液，取出 20mL，向其中加入过量的 Ba(OH)2溶液，ED4离子和 B 离子完全沉淀，经测定为 5.24g，将沉淀 物加到足量的盐酸中，固体质量又减少了 0.580g。 试通过计算和推理回答 A、B 是何种元素及晶体的化学式。 思路思路 ：所谓复盐，即含有两种或两种以上的金属离子（含 NH4+ ）和一种酸根离子的盐。题设复盐的 化学式为 AxB(ED4)y·z H2O，显然 A、B 为简单金属离子；ED4离子和 B 离子与过量的 Ba(OH)2溶液反应得到 两种沉淀物，显然是阴离子 ED4离子与 Ba2+ 结合得一沉淀，阳离子 B 离子与 OH-结合得一沉淀，且可溶于盐 酸的必为 B 离子与 OH-结合得到的金属 B 的难溶氢氧化物，另一不溶于盐酸的必为 ED4离子与 Ba2+ 结合得到 的难溶性钡盐，而且从阴离子的形式使我们想起了 SO42-，即初步确认难溶性钡盐为 BaSO4。 解析解析 ：这类问题的解决，一般还要辅之于定量的计算，由题给实验数据，在 4.02g 复盐中： 结晶水的物质的量为：10.8g÷18g/mol=0.600mol 初步确认的 SO42-的物质的量为：（5.24g-0.580g）÷233g/mol×200mL/20mL=0.200mol 这样，该复盐中 y：z=0.200：0.600=1：39这就找到了解决问题的突破口，因为有了 y：z=1：3，加之题给 x+y+z=10，就创造了利用数学手段， 结合化学意义进行讨论进而确认的机会。讨论： 当 y=1 时，z=3，则 x=6，依该结论，则该复盐的化学式当初步确定为 A6B(ED4)·3H2O，这显然与化合 价法则相矛盾。原假设不能成立。 当 y=2 时，z=6，则 x=2，依该结论，则该复盐的化学式当初步确定为 A2B(ED4)2·6H2O，且可能成立的 情况必然为 A 为+1 价，则 B 必为+2 价。依上述推论推得的 40.2g 中含结晶水 0.600mol，则含 A 为 0.200mol、B 为 0.100mol，可知生成金属 B 的氢氧化物的化学式为 B（OH）2,且其摩尔质量为： （0.58g×200mL/20mL）/0.100mol=58.0g/mol 易得金属 B 的相对原子质量为 58.0-17.0×2=24.0，显然 B 元素为 Mg。40.2g 复盐中 A 元素的质量为：40.2g-10.8g-96g/mol×0.2mol-2.4g=7.80g 金属 A 的摩尔质量为：7.80g÷0.2mol=39.0g/mol,所以 A 元素为 K 元素。 这样复盐的化学式是 K2Mg(SO4)2·6H2O。 例例 1212.向已知含有 Zn2+的溶液中滴加氨水，有白色沉淀 Zn(OH)2生成，继续滴加氨水使其过量，沉淀溶 解，生成了Zn(NH3)4(OH)2。此外 Zn(OH)2即可溶于盐酸，又可溶于 NaOH 溶液，生成 ZnO22-,所以 Zn(OH)2 是一种两性氢氧化物。 现有四种离子，每组有两种金属离子。请各选一种试剂，将它们两者分开。可供选择的试剂有： A.硫酸 B.盐酸 C.硝酸 D.氢氧化钠溶液 E.氨水 根据上述内容填写下表：离子组选用试剂代号沉淀物化学式保留在溶液中的离子Zn2+和 Al3+Zn2+和 Mg2+Zn2+和 Ba2+Mg2+和 Al3+ 思路思路 ：本题给出的知识性信息是 Zn(OH)2两性和可生成溶于水的Zn(NH3)4(OH)2。运用它们的化学性 质，选择适当的试剂加以分离。 解析解析 ：Zn2+和 Al3+的分离：由于 Al(OH)3和 Zn(OH)2均为两性氢氧化物，不能用酸碱加以区分，但 是 Zn2+可与过量的氨水反应，生成 Zn(NH3)42+，Al3+无此性质，可选用氨水（E）为试剂，生成沉淀 Al(OH)3，留在溶液中的为 Zn(NH3)42+。 Zn2+和 Mg2+的分离：因 Zn(OH)2为两性氢氧化物，Mg(OH)2无两性且为难溶于水的沉淀，可选用 NaOH（D）为试剂。沉淀为 Mg(OH)2，留在溶液中的离子为：ZnO22-。 Zn2+和 Ba2+的分离：由于 BaSO4难溶于水且不溶于酸，而 ZnSO4则能溶于水，可选用 H2SO4（A）为试 剂。沉淀为 BaSO4，保留在溶液中的离子为 Zn2+。 Mg2+和 Al3+的分离：Al(OH)3有两性，能溶于过量的 NaOH 溶液中，Mg(OH)2无两性且为难溶于水的沉 淀，可选用 NaOH（D）为试剂。沉淀为 Mg(OH)2，留在溶液中的离子为：AlO2-。 4实战演练实战演练 一、选择题 1.将一定质量的 Mg、Zn、Al 混合物与足量稀 H2SO4反应，生成 H2 2.8 L(标准状况)，原混合物中的质 量可能是A.2 g B.14 gC.8 gD.10 g 2.将某物质的量的镁和铝相混合，取等质量的该混合物四份，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.3 mol·L1 HClB.4 mol·L1的 HNO3C.8 mol·L1 NaOHD.18 mol·L1 H2SO4 3.人的纯净的胃液是一种强酸性液体，pH 在 0.91.5 左右，氢氧化铝是一种治疗胃液过多的胃药的主10要成分，目前这种胃药已不常用，原因主要是 A.长期摄入铝元素不利于人体健康B.它不能中和胃液C.它不易溶于胃液D.它的疗效太差 4.下列气体逐渐通入 NaAlO2溶液中，开始时产生沉淀，继续通入气体时沉淀又溶解，该气体是A.NO2B.NOC.CO2D.H2S 5.在硝酸铝和硝酸镁的混合溶液中，逐滴加入稀氢氧化钠溶液，直至过量。下列表示氢氧化钠加入量 ()与溶液中沉淀物的量（）的关系示意图中正确的是6.在氯化镁和硫酸镁的混合液中，若 Mg2与 Cl的物质的量浓度之比为 43 时，下列判断正确的是A.溶液中 Mg2与 SO的物质的量浓度相等B.溶液中 Mg2与 SO物质的量浓度之比为 582 42 4C.溶液中 Mg2与 SO物质的量浓度之比为 85D.溶液中氯化镁和硫酸镁物质的量相等2 47.将 AlCl3溶液和 NaOH 溶液等体积混合得到的沉淀物和溶液中所含铝元素的质量相等，则原 AlCl3溶 液和 NaOH 溶液物质的量浓度之比可能是A.23B.13C.14D.27 8. 钠、铝混合物，放入 n 水中，反应停止后，仍有不溶物 a ，则溶液中溶质为 ANaOH BNaAlO2CNaOH 和 NaAlO2无法确定 9.将铝粉放入烧碱溶液中，若反应过程中有 15 mol 电子发生转移，则参加反应的水为A9 B18 C05 molD mol6110.将物质 X 逐渐加入 Y 溶液中，生成沉淀物质的量 n2与所加 X 的物质的量 n1的关系如图所示。符合 图示情况的是ABCDXNaOHAlCl3HClNaAlO2YAlCl3NaOHNaAlO2HCl二、非选择题（共 50 分） 11.(12 分)在 50 L b mol·L1 AlCl3溶液中加入 50 L a mol·L1 NaOH 溶液。11(1)当 a3b 时，生成 Al（OH）3沉淀的物质的量为 。 (2)当 a、b 满足 条件时，先有沉淀，后又有部分沉淀溶解，此时 Al（OH）3的质 量为 。 12.(12 分)今用铝、稀硫酸和氢氧化钠溶液为原料，在实验室制备一定量的氢氧化铝。可分别采用如下 化学方程式所表示的两种方法：2Al3H2SO4=Al2（SO4）33H2 Al2（SO4）36NaOH=2Al（OH）33Na2SO42Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2 2NaAlO2H2SO42H2O=2Al（OH）3Na2SO4 (1)上述哪一种方法比较节约试剂?提示：试从每生产 2 mol Al（OH）3所耗费的试剂用量予以说明 (2)原料相同，请设计一种更为节约试剂的方法(以方程式表示，并说明其可以最节约试剂的根据)。 13.(10 分)镁是一种很活泼的金属，常用作脱硫剂、脱氧剂。在电子工业中利用镁制取硅的反应为