高考第一轮复习——钠、镁、铝的性质（学案含答案）

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1、课程信息年 级高三学 科化学版 本苏教版内容标题高三第一轮复习：钠、镁、铝的性质【本讲教育信息】一.教学内容：钠、镁、铝的性质二.教学目标：认识钠是一种很活泼的金属，了解钠及其化合物的物理性质，掌握钠及其化合物的化学 性质；了解镁和铝的物理性质、化学性质和主要用途；/解镁及铝的化合物的性质及用途；运用氢氧化铝的两性能解决有关计算和图象问题。三.教学重点、难点：钠及其化合物的性质；铝及其化合物的两性四.教学过程：()钠及其化合物：1、钠的性质：金属钠很软，用刀切开可以看到它具有银白色的金属光泽，是热和电的良导体；它的密 度为0.97g/cnA比水的密度小比煤油的密度大；熔点(97.89)、沸点(

2、882.9C)都较低。钠元素位于元素周期表中第三周期1A族：钠原子最外电子层上只有1个电子，在化学 反应中很容易失去电子。因此，钠的化学性质很活泼，具有强的还原性。钠的化学性质很活泼，能与许多非金属单质直接化合：如与S、。2、C12等反应：2Na+S=Na2S； 4Na+O2=2Na2O； ONn+C” 点燃 NkOy 2Na+Cl2M=2NaCI；钠还能与酸及水反应放出H2： 2Na+2H2O=2NaOH + H2 t ,反应比较剧烈；工业上利用钠作还原剂把钛、钻、银、铝等金属从它们的熔融卤化物中还原出来，但不 能有水参与，否则就先与水反应；钠还可以和某些有机物反应：如钠与含有一OH官能团的

3、有机物：醉、酚和竣酸等物质反应：2、钠的氧化物：过氧化钠与氧化钠的比较:物质普通氧化物Na2O过氧化物Na2O2形成条件钠露置于空气中钠在空气中燃烧色态白色固体淡黄色固体电子式Na+xpxNa+Na+bO：O 引 Na+结构存在一离子存在0?2-离子(过氧离子)属类碱性氧化物盐(不属于碱性氧化物)过氧化物德定性不稳定稳定性质与水的反应Na2O+H2O=2NaOH2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2 t与H*反应Na2O+2H+=2Na + H2O2Na2（）2+4H+=4Na+2H2O+O2 t与co2反应生成相应的碳酸盐生成碳酸钠和氧气氧化性、漂白性无有强氧化性和漂白性用途呼吸面具、潜水

4、艇中的氧气来源，用 作强氧化剂，具有漂白性3、氢氧化钠（NaOH）俗称火碱、烧碱、苛性钠，主要物理性质：白色固体，易吸收空 气中的水而潮解，易溶解于水，并且放出大量的热，水溶液有涩味，有强碱性。主要化学性质：一元强碱，具有碱的通性。如：NaOH与酸、酸性氧化物、两性物质、 某些盐反应，还可以提供碱性环境发生无机和有机反应，如卤代燃的水解和消去反应，酯类 的水解，油脂的皂化反应等。4、碳酸钠和碳酸氢钠的比较:名称碳酸钠碳酸氢钠化学式Na2CO3NaHCCh俗名纯碱或苏打小苏打水溶液酸碱性碱性碱性水溶性易溶于水，溶解度大于NaHCCh可溶于水，溶解度小于Na2cCh鉴别方法加CaCk溶液，产生白色

5、沉淀先加CaCb溶液，无沉淀产生，再加酸， 产生无色无味的气体与盐酸反应的 速率和方程式Na2c+ 2HC1 = 2NaCl + H2O + co2t逐滴加入时，则开始无气泡，后有 气体逸出NaHCO3+HC1=NaCl+H2O+CO2 t 反应剧烈，迅速产生气体热稳定性稳定，受热不分解不稳定，受热易分解相互转化加热时 2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CC)2 t，溶液中 Na2CO3+H2O+CO2 = 2NaHCO3说明:I、钠的性质很活泼，能与空气中的氧气和水反应，因此少量钠必须保存在煤油中，而大 量钠，则必须保存在密闭容器中；2、钠与氧气反应时，条件不同产物不一样。露置于空气中生

6、成Na?O,而在空气中燃烧时, 则生成Na2O2;3、Na2。？具有强氧化性和漂白性，其漂泊原理与新制氯水的漂白原理相似，都是利用强 氧化性使有色物质被氧化而褪色；4、钠与水、酸、盐溶液反应，实质上是钠原子与水或酸电离出的H+的反应，所以H+浓 度不同，反应的剧烈程度不同。金属活动顺序表中氢后面的金属阳离子的氧化性强于H*, 但其反应速率远小于钠与H*的反应速率，故钠投入盐溶液中首先是与水反应，然后再分析 NaOH是否与盐发生复分解反应。如果是铝盐溶液还要考虑钠与铝的量的问题，因过量的 NaOH 能溶解 Al （OH） 35、钠的用途：工业上用钠作强还原剂来冶炼金属；钠一钾合金（液态）用作原子

7、反应堆 的导热剂；在电光源上，用钠制造高压钠灯。6、NazOz具有强氧化性，它不仅能与EO、CO2反应，还能与几乎所有的常见气态非金 属氧化物反应，在与高价非金属氧化物反应时，过氧化钠既作氧化剂又是还原剂，产物一般 为高价含氧酸盐和。2；在与低价的氧化物反应时，一般反应生成高价含氧酸盐。7,盛NaOH的试剂瓶需用橡皮塞，不能用玻璃塞，因为玻璃可与碱溶液反应，从而使瓶 口和瓶塞粘在一起，不易打开：NaOH的碱性很强，贮存时若未密闭，表层易变质生成碳酸 钠；称量NaOH要放在烧杯里，动作要迅速，不能放在量筒、量杯、纸上称量；不慎将浓 NaOH沾在皮肤上，应先用大量水冲洗，然后再涂上硼酸稀溶液；在实

8、验室里常用NaOH溶 液吸收Cb，在工业上常用NaOH溶液吸收NO和NO,的尾气，以消除污染；实验室制取少 量的NaOH溶液可在饱和碳酸钠溶液中撒入石灰粉末、加热、过滤。8、往Na2c溶液中逐滴滴加盐酸，先无气体放出，后有气体产生，反应方程式为：Na2CO3+HCl = NaHCOj+NaCI, NaHCO3+HCl=NaCH-H2O+CO2 t往NaHCCh溶液中逐滴滴加盐酸，迅速产生气体，方程式为：NaHCO3 + HCl=NaCl + H2O+CO2 t因此，利用两者的这一性质，可采用互滴的方法来鉴别Na2c和NaHCCh；9、碳酸氢钠和碳酸钠的制法：A、制取NaHCCh的方法减压低温蒸

9、干NaHCQa溶液。NaHCCh遇热易分解，其水溶液加热更易分解，所以不 可能采用常压下蒸发溶剂的方法制得NaHCO3晶体。往饱和Na2c溶液中通入CO2,过滤得到晶体。Na2CO3+C02+H2O=2NaHCO3B、制取NaCOj的方法往饱和食盐水中依次通入足量的N%、CO2 （氨碱法），利用NaHCCh的溶解性小于 NH4HCO3的溶解性原理，使NaHCCh从溶液中析出（依次通入CO?、N%至饱和行吗？）：NH3 + H2O+CO2=NH4HCO3NH4HCO3+NaCl=NaHCO3|+NH4Cl； 2NaHCO3=Na2CO3+H2O4-CO2 t （制纯碱的工 业方法）例1某干燥粉末

10、可能由Na?O、Na2O2, Na2co3、NaHCCh、NaCI中的一种或几种组 成。将该粉末与足量的盐酸反应有气体X逸出，X通过足量的NaOH溶液后体积缩小（同 温、同压下测定）。若将原来混合粉末在空气中用酒精灯加热，也有气体放出，且剩余固体 的质量大于原混合粉末的质量。下列判断正确的是：A.粉末中一定有 Na?。、Na2O2，NaHCO3B.粉末中一定不含有Na2c。3和NaCIC.粉末中一定不含有Na?O和NaCID.无法肯定粉末里是否含有Na2cO3和NaCI解析：与盐酸反应产生气体的物质可能为Na?。？（生成O2）、Na2c和NaHCCh （生 成CO2）,气体X通过NaOH溶液后

11、体积缩小（而不是气体全部消失），说明X由和CO? 组成，原粉末中Na2O2 Na2cO3和NaHCCh至少有一种一定存在。将原混合粉末加热，有 气体放出，说明混合物中一定有NaHCCh，但NaHCCh受热分解会使混合粉末质量减少，而 实际剩余固体的质量却增加了，原因只能是发生了反应：2Na2O+O2=2Na2C2。综上分析， 混合物中一定有Na?。、Na2O2 NaHCCh，无法确定混合物中是否有Na2cO3和NaCI。故答 案为A、D=答案：AD例2在一定条件下，将钠与氧气反应的生成物1.5g溶于水，所得溶液恰好能被80mL 浓度为0.50 mol/L的HC1溶液中和，则该生成物的成分是：A

12、. Na?。B. NaOiC. Na2O 和 Na2O2D. Na2O2 和 NaO2解析：HCl 为 0.04mol。钠的氧化物若为 Na?O,应为 0.02molX62g mol = 1.24g；若 为Na2。?，应为0.02molX78gmo= 1.56g。因1.5g介于1.241.56之间，应为二者的混 合物答案：c例3纯碱是一种重要的化工原料。目前制碱工业主要有“氨碱法”和“联合制碱法” 两种工艺。请按要求回答问题：（1） “氨碱法”产生大量CaCl2废弃物，请写出该工艺中产生CaCI2的化学方程式：（2）写出“联合制碱法”有关反应的化学方程式：CO2是制碱工业的雨耍原料，“联合制碱

13、法”与“氨碱法”中CO?的来源有何不同？（4）绿色化学的重要原则之一是提高反应的原子利用率。根据“联合制碱法”的总反 应，列出计算原子利用率的表达式：原子利用率（）=O解析：（1） “氨碱法”中产生的NH4cl与Ca （OH） 2作用生成CaCl?：2NH4C1+Ca （OH） 2 = 2NH3 t +CaCl2+2H20o（2） “联合制碱法”又称“侯氏制碱法”是向饱和食盐水中通入过量的Nh气体，再 向其中通入过量的CO?，发生反应的方程式为：NH3+CO2+H2O+NaClitSw =NaHCO3 I +NH4C1； 2NaHCO3 = Na2CO3+CO2 t +H2O；（3） “氨碱法

14、”的CO2来源于石灰石煨烧，“联合制碱法”的CO?来源于合成氨工业的 废气。（4）由于“联合制碱法”总反应可看作是：2NH3 + 2NaCl + CO2 + H；iO = Na2co3 + 2NH4C1,所以：原子利用率（）=目里露鬻X 100% =，叱篇”展X 100%；反应物总质量zn（NaCl）+w（NH3 ）十 w（CXZ2） + w（H2O）答案：(1) 2NH4C1+Ca (OH) 2 = 2NH3 t +CaCl2+2H2O(2) NH3+CO2+H2O+NaCl isW =NaHCO3 I +NH4C1；2NaHCCh q Na2cO3+CO2 t +H2O；(3) “氨碱法”

15、的CO2来源于石灰石煨烧，“联合制碱法”的CO2来源于合成氨工业的 废气。（4）原子利用率（）ffKNaW/NHqCl) * inn n (Al) =0.01 mol=n (NaAlO，), 22.4 L L-27 g mor1由电子守恒知：n (Na) +3n (Al) =2n (H2).即：n (Na) +3X0.01 mol=2X0.05 mol, 得：n (Na) =0.07 molo由钠守恒知:n (NaA102) +n (NaOH) =n (Na) +2n (Na2O),即：0.01 mol+0.1 mol =0.07 mol+2n (Na2O),得：n (Na2O) =0.02

16、moLw (Na) _(007? 一。02 mol)x 23g/mol=89%0.07 molx23g - mor+0.02molx62g - mol1答案：(1) Na2O+H2O=2NaOH, 2Na+2H2O=2NaOH+H21 , 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 t(2) 89%(二)镁、铝及其化合物的性质：1、镁和铝的性质：镁和铝都属于密度小，熔点较低，硬度较小的银白色金属，但它们的熔沸点都比同周期 的钠的熔沸点高，硬度大，其中铝的熔沸点比镁和钠都大。镁和铝元素原子的最外层电子数 分别为2和3,都容易失去电子，在化学反应中显还原性。(1)跟。2及其它非金属反应：

17、常温下，在空气中都因生成氧化膜，具有抗腐蚀能力.2Mg+Ch 述丝 2MgO3Mg+N2速丝 MgaNzMg+Br2速丝 MgBr22A1+3S=A12S34A1 + 3C2 速丝 2 Al2O3(2)跟某些氧化物：2Mg+CCh速丝2MgO+C：2Al+Fe2O3=2Fe+A12O3 (铝热反应)(3)跟水反应Mg+2H2O=Mg (OH) 2+H2 t (冷水慢，沸水快)铝与水一般不反应，只有氧化膜被破坏后才可能缓慢发生反应。(4)跟酸的反应：Mg+2H+ = Mg+H2 t (比铝与酸反应快)2A1+6H+ = 2A1u+3H2 f (常温下，在浓 H2so4、浓 HNO3 中钝化)(5

18、)跟碱反应2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 t2、镁和铝的化合物：氧化镁和氧化铝MgOAl2o3物理性质白色粉末、熔点高白色固体、熔点高类别碱性氧化物两性氧化物跟水的反应MgO+H2O=Mg (OH) 2 1 (缓 慢)不反应跟酸反应MgO+2H+=Mg2+ + H2OA12O3+6H+=2A13+3H2O跟碱反应不反应AI2O3+2OH-=2A1O2- + H2O用途耐火材料冶炼铝，耐火材料氢氧化镁和氢氧化铝Mg (OH) 2Al (OH) 3物理性质白色粉末难溶于水白色固体，难溶于水类别弱碱两性氢氧化物跟酸反应Mg(OH)2+2H4=Mg2+2H2O (可溶于NH4cl

19、等强酸弱碱 盐)Al (OH) 3+3H+=Al3+3H2O跟碱反应不反应Al (OH) 3+0H =A102+2H20受热分解Mg (OH) 2=MgO+H2O2Al (OH) 3=A=A12O3+3H2O实验室制法可溶性镁盐加NaOH溶液Mg2+2OH =Mg (OH) 2 1可溶性铝盐加氨水 A13+3NH3 H2O=A1 (OH) 3 1 +3NH +4说明:1、铝与强碱溶液反应的实质反应过程：2A1+6H2O=2A1(OH)3 I +3H2 t ； 2A1 (OH) 3+2NaOH=2NaAlO2+4H2O总反应式：2A1+2H2O+2NaOH = 2NaAK)2+3H2 tAl与水

20、很难反应，且生成的Al (OH) 3附在Al的表面，阻止了 Al继续反应，但强碱 NaOH能溶解Al (0H) 3,故可促使A1与强碱溶液反应，而弱碱如氨水，不溶解Al (0H) 3，故A1在弱碱溶液中不反应。2、Al (0H) 3的两性：Al (0H) 3在溶液中同时发生酸式电离和碱式电离.Al (OH) 3 = H?AIO?-jHAIO24-H2O酸式电离缄式电离A13+3OH-A1O2+H+若向此溶液中加入酸，因H与OFT结合生成水，反应向碱式电离方向进行，此时A1 (0H) 3是碱性；若加入碱，因OFT与H”结合生成水，故向酸式电离方向进行，这时A1 (0H) 3显酸性。3、铝盐溶液与

21、强碱溶液的反应：(1)向AlCh溶液中滴加NaOH溶液现象：白色沉淀沉淀增加f减少一消失有关反应：A1m+3OH = A1 (OH) 3 I ； Al (OH) 3+OH-=AlO2+2H2O(2)向NaOH溶液中滴加AlCh溶液现象：沉淀f立刻消失，沉淀T沉淀增加一沉淀量不变有关反应：A13+4OH =A1O2+2H2O； A13+3AIO2-+6H2O=4A1 (OH) 3l4、铝热反应：铝和金属氧化物所形成的混合物称为铝热剂，在引燃剂(KC1O3与镁条或 KCIO3、蔗糖和浓硫酸存在时)发生氧化还原反应，冶炼高熔点金属。如冶炼金属：铁、鸨、 铜等，也可用来焊接钢轨；5、MgCb、AlCb

22、都属于强酸弱碱盐，其水溶液均水解显酸性，因此欲制得无水物，均必 须在HC1气流中蒸发结晶。否则，均水解得到相应的氢氧化物，加热后分解得到相应的氧 化物；6、金属镁的冶炼可电解熔融的制取：MgCl2=Mg+Cl2!而固体AlCb属于分子晶体，熔 融状态不能导电，因此金属铝的冶炼，只能通过电解熔融AI2O3的方法制取：2A12O3=4A1 + 3O2 t ,但由于AI2O3的熔点很高，为了使其在较低的温度下熔化，可加入冰 晶石(NajAlFg)例1由海水制备无水氯化镁，主要有以下步骤：在一定条件下脱水干燥；加熟 石灰：加盐酸；过滤；浓缩结晶。其先后顺序正确的是：A、B、(DC、D、解析：海水中存在

23、着丰富的镁，均以Mg?+的形式存在，可以用碱将Mg?+沉淀析出，Mg2+2OH =Mg (OH) 2 I过滤后，用盐酸溶解产生的Mg (OH) 2,并在HC1气流 中蒸发结晶，就可以得到无水氯化镁，故本题的答案为答案：D例2两个烧杯加入同体积的浓度为2moi/L的H2so4,置于天平两端，调平天平后 分别加入10.8g的A1和Mg,则反应完毕后，天平：A、可能加Mg 一端下倾B、可能加A1一端下倾C,可能仍保持天平平衡D、无法判断解析：此题未说明稀H2sO4的体积，分下列三种情况讨论：(1)加入稀H2so4过量，Al、Mg都已反应完毕，按化学反应方程式计算，加入AI、 Mg每端增加的重量：2A

24、1+3H2SO4=A12(SO4)3+3H2t w54 g6g 48 g10.8 gm (Al )m (Al) =9.6gMg+H2SO4=MgSO4 + H2 T w24 g2g22 g10.8 gm (Mg)则加入Mg一端增加质量多，往下倾。m (Mg) =9.9 g(2)加入稀H2s。4对Al和Mg都不足，两金属都有剩余。因加稀H2s。4物质的量一定,则产生的H2的量也相同，故天平保持平衡。(3)若加入H2s。4的量能使Mg完全反应，反应放出H2后，溶液增重9.9 g,使A1不 能完全反应，A1有余，加入A1的一端增加质量小于9.6 g,故天平向加入Mg的一端下倾。答案：A、C例3向10

25、0mL 2moi -L-1的AlCb溶液中，逐滴加入NaOH溶液100mL时产生沉淀 为7.8g,则加入NaOH溶液的物质的量浓度是：A、Imol L- B、1.5 mol L-1 C、3moi L D、7 mol L-1解析：7.8gAI (OH) 3的物质的量为0moh AlCh逐滴加入NaOH溶液有关反应为：A13+ + 3OH =A1 (OH) 3 IAl (OH) 3+OH =A1O2 +2H2O(1) NaOH 不足设参加反应的NaOH的物质的量为n (NaOH)A13+3OH =A1 (OH) 3 I31n (NaOH) 0.1 mol则 n (NaOH) =0.3molc (N

26、aOH) =0.3mol /0.1L=3mol L-1(2) NaOH 过量Al*全部沉淀为Al (OH) 3,过量的NaOH溶解部分的Al (OH) 3,只余0.Imol Al (OH) 3沉淀。设使Al全部沉淀需NaOH的物质的量为ni (NaOH)溶解部分Al (OH) 3需NaOH的物质的量为n2 (NaOH)A13+3OH =A1 (OH) 3 31 310.2mol ii| (NaOH) 0.2 mol nt (NaOH) =0.6molAl (OH) 3+OH =A1O2 +2H2O1 10.1 mol n2 (NaOH)n2 (NaOH) =0.1molc (NaOH) =0.

27、 7mol /0.1L=7mol L-1答案：CD例4 A、B、C、D、E、F是中学化学中的常见物质，它们之间的转化关系如图所示.其 中A、B为单质，F为白色沉淀，D为气体.(1)若D的水溶液显弱酸性，则A是, B是, C是, D是, E 是, F是.(2)若D的水溶液显弱碱性，则A是, B是, C是, D是, E 是, F是.| A g-D I W+HQrrt1_j-q 1-1 +HC1 k适 1 NaOH(aq)解析：E与NaOH溶液反应生成白色沉淀F,则F必为氢氧化物，常见的白色氢氧化物 沉淀有Mg (OH) 2和Al (OH) 30进一步推知E为MgCk或AlCb，B为Mg或AL A为

28、 非金属单质.又因C能与H2O反应同时生成AI (OH) 3或Mg (OH) 2，则C与H2O的反 应是水解反应.显碱性的气体常见的只有NH3,可确定C为Mg3N2, A为N2, B为Mg。当 D为酸性气体时，且是水解产生的，则C同样是与Mg3N2相类似的盐，常见的为Al2s3,推 知A为S, B为A1.答案：(1) A. S B. Al C. Al2s3 D. H2S E. A1C13 F. Al (OH) 3(2) A. N2 B. Mg C. Mg3N2 D. NH3 E. MgCb F. Mg (OH) 2例5向明矶KAI (SO4) 2-12H2O溶液中逐滴加入Ba (OH) 2溶液

29、至过量.(沉淀一moln Ba(OH /mol(1)写出可能发生的有关反应的离子方程式.(2)在图中，纵坐标表示生成沉淀的物质的量，横坐标表示加入Ba (OH) 2的物质的 量.试在图中画出当溶液中明矶为1 mol时，生成的每一种沉淀的物质的量随Ba (OH) 2 物质的量变化的曲线(在曲线上标明沉淀的化学式).(3)当向a L物质的量浓度为M mol/L的明矶溶液中滴加物质的量浓度为n mol/L 的Ba (OH) 2溶液bL,用含a, M, N的表达式表示：当b满足 条件时，沉淀的总物质的量为最大值.当b满足 条件时，沉淀的质量为最大值.解析：(1)设溶液中明矶的物质的量为1 mol.则当

30、滴加的Ba (OH) 2的物质的量分别 在。1.5 mol和1.5mol2.0mol时，所发生的反应的化学方程式和离子方程式分别为：2KA1 (SO4) 2+3Ba (OH) ?=K2so4+3BaSC)4+2Al (OH) 31K2so4+2Al (OH) 3+Ba (OH) 2=2KAlO2 + BaSO41+4H2。(2)从化学方程式可以看出，生成BaSC)4的物质的量随Ba (0H) 2的量的增加而增加， 生成Al (OH) 3的物质的量随Ba (OH) 2的量的增加而发生先增加后减少直至完全溶解的 变化过程.(3)由方程式知，当加入了 1.5molBa (OH) 2时，生成沉淀的物质

31、的量为 3mol + 2mol,.=2.5niol ,质量为 1.5molx233g / mol + lmolx78g / mol=427.5g；由方程式知，当继续滴加0.5molBa (OH) 2时，沉淀的物质的量将减少Imolx1 =0.5mol,沉淀的 2质量却增加了 0.5molx233g / mol-78g=38.5g.所以，把明矶溶液中+恰好沉淀完全时， 生成沉淀的总的物质的量最大，把SO/沉淀完全时，生成沉淀的质量最大。则根据方程式可得，当b=3aM/2n (L)时，沉淀的总物质的量最大；根据方程式可得，当b=2aM/n (L)时，沉淀的总质量最大，答案：(1) 2KAI (SO4) 2+3Ba (OH) 2=K2SO4+3BaSO4+2Al (OH) 3；K2SO4+2A1 (OH) 3+Ba (OH) 2=2KAlO2+BaSO4i+4H2O(2)见下图n Ba()H)2 J/mol(3)当b=3aM/2n (L)时，沉淀的总物质的量最大;当b=2aM/n (L)时，沉淀的总质量最大。