2019年高考化学 艺体生百日突围系列 专题3.14 钠、镁、铝方面试题的解题方法与技巧.doc

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专题3.14 钠、镁、铝方面试题的解题方法与技巧 高考对钠及其化合物的考查重点是钠的氧化物和钠盐的性质、推断、计算和实验探究。钠的化合物的转化关系是联系生产、生活实际的重要切入点。常以框图题形式出现在综合题中，应用心体会。镁、铝及其化合物的知识点丰富，性质应用广泛，命题空间大。以实验为手段，以工业生产为背景，以图像分析和计算为重点，题型灵活、是高考的热点。预计2019年仍以实际情景为依托，以元素化合物知识为载体，融元素化合物、化学基本理论、化学实验、化学计算、图像分析等知识于一体，既考查考生对知识的整合能力，又考查新课标的三种能力，并提高从化学视角分析和解决实际问题的能力。题型有选择题和填空题；以选择题形式考查Na、Mg、Al单质及其化合物的性质和应用，在Ⅱ卷中与化学反应原理结合考查综合推断，实验探究和无机化工流程图，以填空题形式考查。 一、钠及其化合物 1、氧化钠和过氧化钠：Na2O和Na2O2的比较 物质 氧化钠(Na2O) 过氧化钠(Na2O2) 色态 白色固体 淡黄色固体 类别 碱性氧化物 过氧化物（非碱性氧化物） 电子式 氧的价态 －2 －1 阴阳离子个数比 1∶2 1∶2 生成条件 常温 加热或点燃 热稳定性 不稳定(加热时被空气氧化 稳定 与水反应的化学方程式 Na2O＋H2O＝2NaOH 2Na2O2＋2H2O＝4NaOH＋O2↑ 与CO2反应的化学方程式 Na2O2＋CO2＝Na2CO3 2Na2O2＋2CO2＝2Na2CO3＋O2 与酸反应的化学方程式 Na2O＋2HCl＝2NaCl＋H2O 2Na2O2＋4HCl＝4NaCl＋2H2O＋O2↑ 主要用途 用于制取少量Na2O2 强氧化剂、漂白剂、供氧剂 2、碳酸钠与碳酸氢钠 名称 碳酸钠(Na2CO3) 碳酸氢钠(NaHCO3) 俗名 纯碱或苏打 小苏打 物理性质 色态 白色晶体 细小白色晶体 水溶性 易溶于水，溶液呈碱性 易溶于水(但比Na2CO3溶解度小)，溶液呈碱性 化学 性质 稳定性 稳定，但结晶碳酸钠(Na2CO310H2O)易风化 不稳定，受热易分解 2NaHCO3＝Na2CO3＋H2O＋CO2↑ 与H＋反应 CO＋2H＋＝H2O＋CO2↑ HCO＋H＋＝H2O＋CO2↑ 与碱反应 [Ca(OH)2] 与OH－不反应，但Ca2＋＋CO＝CaCO3↓ Ca2＋＋OH－＋HCO＝CaCO3↓＋H2O(碱过量) Ca2＋＋2OH－＋2HCO＝CaCO3↓＋CO＋2H2O(碱不足) 盐 CaCl2 Ca2＋＋CO＝aCO3↓ 不反应 硫酸铝 2Al3＋＋3CO＋3H2O＝2Al(OH)3↓＋3CO2↑ 3HCO＋Al3＋＝Al(OH)3↓＋3CO2↑ 主要用途 玻璃、造纸、制皂、洗涤 发酵、医药、灭火器 相互转化 Na2CO3NaHCO3 方法技巧： 1、金属钠与酸溶液反应： Na与H2O反应的实质是Na置换H2O电离出的H＋。酸溶液中H＋主要由酸电离得到，所以Na投入酸溶液中时，首先与酸反应，且比在纯水中反应剧烈，只有当酸反应完后，才与水反应。例如少量Na投入盐酸中先发生反应：2Na＋2HCl＝2NaCl＋H2↑。 2、钠与盐溶液的反应： 钠与盐溶液反应，不能置换出盐中的金属，这是因为金属阳离子在水中一般是以水合离子形式存在，即金属离子周围有一定数目的水分子包围着，不能和钠直接接触，所以钠先与水反应，然后生成的碱再与盐反应。例如钠与氯化铁溶液反应：2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑，3NaOH＋FeCl3＝Fe(OH)3↓＋3NaCl。 方法技巧 1、“铝三角”之间的转化 （1）“铝三角”之间的转化： （2）有关Al(OH)3沉淀的计算： ①Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓、②Al(OH)3＋OH－=== AlO2－＋2H2O 由①②得：③Al3＋＋4OH－=== AlO2－＋2H2O，则 ≤3时，发生反应①，则：n[Al(OH)3]＝1/3n(OH－)； ≥4时，发生反应③，无Al(OH)3生成； 3＜＜4时，发生反应①②，则：n[Al(OH)3]＝4n(Al3＋)－n(OH－)。 2、有关铝及其化合物的反应图像 （1）反映Al3＋、Al(OH)3、AlO之间转化的有关图像： a、把强碱溶液逐滴加入到铝盐(Al3＋)溶液中至过量 ①现象：先有白色沉淀产生，然后沉淀逐渐溶解。 ②有关反应：A→B：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓、B→D：Al(OH)3＋OH－=== AlO2－＋2H2O ③图像： 。 b、把铝盐(Al3＋)溶液逐滴加入到强碱溶液中至过量 ①现象：先无明显现象，然后逐渐产生大量的白色沉淀。 ②有关反应：A→B：Al3＋＋4OH－=== AlO2－＋2H2O、B→C：Al3＋＋3 AlO2－＋6H2O===4Al(OH)3↓ ③图像： 。 c、在AlO溶液中逐滴加入强酸至过量 ①现象：先生成白色沉淀，随后沉淀逐渐溶解。 ②有关反应：A→B：AlO2－＋H＋＋2H2O===Al(OH)3↓、B→D：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O ③图像： 。 d、在强酸溶液中逐滴加入AlO溶液至过量： ①现象：先无明显现象，反应一段时间后逐渐产生白色沉淀。 ②有关反应：A→B：4H＋＋AlO2－===Al3＋＋4H2O、B→C：Al3＋＋3 AlO2－＋6H2O===4Al(OH)3↓ ③图像： 。 e、向含Mg2＋和Al3＋的酸性溶液中逐滴加入强碱溶液： ①现象：无明显现象→出现沉淀→渐多→最多→减少→不变 ②反应：O→A：H＋＋OH－===H2O、A→B：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓、Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓、B→C：Al(OH)3＋OH－=== AlO2－＋2H2O。 ③图像[c(Mg2＋)＝c(Al3＋)]： 。 （2）反映Al3＋、Al(OH)3、AlO2－之间转化的计算——数轴分析与图表法 ①根据AlCl3与NaOH的量计算生成Al(OH)3的量： ②根据AlCl3与Al(OH)3的量计算需要NaOH的量 NaOH的量 n(NaOH) 当NaOH不足时 n(NaOH)＝3n[Al(OH)3] 当NaOH过量时 n(NaOH)＝3n(Al3＋)＋{n(Al3＋)－n[Al(OH)3]}＝4n(Al3＋)－n[Al(OH)3] ③根据NaAlO2与HCl计算生成Al(OH)3的量： ④根据Al(OH)3和NaAlO2的量计算需要加入的HCl的量 HCl的量 n(HCl) 当HCl不足时 n(HCl)＝n[Al(OH)3] 当HCl过量时 n(HCl)＝n(AlO2－)＋3{n(AlO2－)－n[Al(OH)3]} ＝4n(AlO2－)－3n[Al(OH)3] 三、镁及其化合物 镁及其化合物的转化关系图： 方法技巧 镁是重要轻金属，具有较强还原性。镁及其化合物在工业及生活中有着重要而广泛的用途，代表题型有；天平平衡判断题，镁的强还原性，与铝及其化合物的联系、海水提镁等。 （1）熟悉镁及其化合物的转化关系。 （2）将铝及其化合物的两性与过量计算相结合。 （3）结合图像综合分析。注意正确理解图象的涵义。图示中每个曲线或每条曲线的转折点（拐点），都反映了特定的反应，若没有找对，或对生成沉淀和沉淀溶解所需加入（或通入）溶液（或气体）的量之比没搞清，易导致错误。 B. 一般情况下强氧化性物质可用于杀菌消毒，ClO2中Cl元素为+4价，处于较高价态，易得电子，具有强氧化性，可用于自来水的杀菌消毒，故B项错误； 【点睛】 本题侧重考查物质的性质及用途，注重化学知识与生产、生活的联系，体现素质教育的价值。其中A选项硅及其化合物的用途是常考点，也是易混知识。硅单质常用于太阳能电池、半导体材料与计算机芯片等；二氧化硅是石英、水晶、玛瑙及光导纤维的成分；硅酸盐常用于玻璃、水泥和陶瓷等，学生要理清这些物质的用途，不可混为一谈。 2．下列金属中，表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化的是(　 　) A．Cu B．Na C．Fe D．Al 【答案】D 【解析】 试题分析：A、铜在空气中不能形成氧化层，跟空气中的CO2、H2O、O2形成了碱式碳酸铜，错误；B、钠和氧气反应生成的氧化钠是粉末状物质，不是致密的氧化膜，不能阻碍反应的进行，错误；C、铁在空气中易被氧化成疏松的氧化铁，不能保护内部金属，错误；D、像铝、镁在空气中易于氧气反应，在表面生成一层致密的氧化膜，该氧化膜能够保护内部金属不被氧化，正确。 考点：考查铝、铜、钠、铁的化学性质。 3．下列有关物质性质与用途具有对应关系的是： A．Na2O2吸收CO2产生O2，可用作呼吸面具供氧剂 B．C1O2具有还原性，可用于自来水的杀菌消毒 C．SiO2硬度大，可用于制造光导纤维 D．氢氟酸具有酸性，可用来蚀刻玻璃 【答案】A 【解析】 【详解】 4．NaCl是一种化工原料，可以制备一系列物质(如下图所示)。下列说法正确的是( ) A．用Cl2制备漂白粉时，是将Cl2通入到石灰水中 B．由氯化钠制备纯碱的过程中，利用了物质溶解度的差异 C．常温下干燥Cl2能用钢瓶贮运，所以Cl2不与铁反应 D．图中所示转化反应都是氧化还原反应 【答案】B 【解析】 【分析】 A. Cl2与石灰乳反应制备漂白粉； B.在制备纯碱的过程中，是利用了碳酸氢钠比碳酸钠溶解度小； C.加热条件下，氯气和铁反应生成氯化铁； D. 氯化钠转化为碳酸氢钠，碳酸氢钠转变为碳酸钠都不是氧化还原反应； 【详解】 A. 用Cl2制备漂白粉时，是将Cl2通入到石灰乳中，A错误； B.在制备纯碱的过程中，是利用了碳酸氢钠比碳酸钠溶解度小，B正确； C. 氯气和铁在加热情况下反应，常温下干燥Cl2与铁不反应，可以用钢瓶贮运，C错误； D. 图示中氯化钠转化为碳酸氢钠，碳酸氢钠转变为碳酸钠都不是氧化还原反应，D错误； 综上所述，本题选B。 【点睛】 解答本题的关键是要掌握各种物质的性质，只有掌握了物质的性质才能确定物质之间能否反应化学反应。 8．下列制取CO2、通过CO2和NaAlO2溶液制取Al(OH)3、分离并加热Al(OH)3制Al2O3的装置和原理能达到实验目的的是(　　) A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【解析】 【详解】 9．铝土矿的主要成分为Al2O3、Fe2O3和SiO2，工业上经过如图所示工艺可以冶炼金属铝。下列说法中不正确的是 A．①②中除加试剂外，还需要进行过滤操作 B．a、b中铝元素的化合价相同 C．④进行的操作是过滤、加热，而且d一定是氧化铝 D．③中需要通入过量的氨气 【答案】D 【解析】 【详解】 10．有一包粉末状固体，可能是由A12(SO4)3、CuCl2、KNO3、Na2O中的一种或几种组成的。为了探究它的成分，某学习小组做了如下实验。 ①取适量粉末投入蒸馏水中，粉末完全溶解，得到蓝色透明溶液A。 ②取A溶液少量，向其中逐滴滴加稀的烧碱溶液直到过量，观察到先有沉淀岀现，而后沉淀逐渐增多，然后沉淀又逐渐减少，但最终仍有部分蓝色沉淀。 ③再取A溶液两份，一份滴加BaCl2溶液后，出现白色沉淀；另一份滴加硝酸银溶液后也出现白色沉淀。 请回答下列问题： （1）原白色粉末一定含有____________，一定不含____________，可能含有___________(填化学式)； （2）写出过程②中涉及到的离子方程式：_______________，_______________，_______________； （3）如果要进一步确定可能存在的物质，进行的实验操作及实验现象和结论是：___________________。 【答案】CuCl2和Al2(SO4)3 Na2O KNO3 Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓ Al3++3OH-=Al(OH)3↓ Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O 用洁净的铂金丝蘸取原样品在酒精灯火焰上灼烧，透过蓝色钴玻片观察火焰颜色，若为紫色则含有KNO3，否则不含 【解析】 【分析】 ② 取适量粉末投入蒸馏水中，粉末完全溶解，得到蓝色透明溶液A，说明含有CuCl2，则一定不含Na2O； ②取A溶液少量，向其中逐滴滴加稀的烧碱溶液直到过量，观察到先有沉淀出现，而后沉淀逐渐增多，然后沉淀又逐渐减少，但最终仍有部分蓝色沉淀，说明含有Al2(SO4)3； ③再取A溶液两份，一份滴加BaCl2溶液后，出现白色沉淀；另一份滴加硝酸银溶液后也出现白色沉淀，说明溶液中含有硫酸根离子和氯离子，不能确定是否含有KNO3，以此解答该题。 【详解】 【点睛】 本题考查物质的检验和鉴别的实验设计。本题的易错点为Na2O的判断，要注意氧化钠能够与水反应生成氢氧化钠，氢氧化钠与氯化铜反应生成蓝色沉淀。