1、1第三章 金属元素及其重要化合物考纲解读 1.掌握 Na 及其重要化合物的主要性质，了解其应用。2.掌握镁、铝及其重要化合物的性质，了解其用途。3.掌握 Al3 、AlO 、Al(OH) 3之间的相互转化关系。4. 2了解铁及其重要化合物的主要性质及其应用。5.以 Fe2 、Fe 3 的相互转化为例，理解变价金属元素的氧化还原反应。6.能鉴别溶液中的 Fe2 、Fe 3 。7.了解铜及其化合物的性质。第 9 讲 钠及其重要化合物一、钠的性质及应用1钠的物理性质(1)颜色： 银白色，有金属光泽。01 (2)密度： (H2O) (Na) (煤油)。02 03 (3)熔点： 低于 100 。04 (
2、4)硬度：质地 柔软，可以用小刀切割。05 2从钠原子的结构认识钠的化学性质还原性(1)与非金属单质(如 O2、Cl 2)的反应Cl2： 2NaCl 2 2NaCl08 = = = = =点 燃 (2)与水的反应离子方程式： 2Na2H 2O=2Na 2OH H 2。09 与滴加酚酞的水反应的现象及解释2(3)与盐酸反应离子方程式： 2Na2H =2Na H 2 。13 (4)钠与盐的反应钠与盐溶液反应Na 水 NaOH 盐 溶 液 发 生 复 分 解 反 应如 Na 投入 CuSO4溶液中，反应的离子方程式为 2Na2H 2OCu 2 =Cu(OH)14 2H 22Na 。金属钠具有强还原性
3、，熔融状态下可以用于制取金属，如：4NaTiCl 44NaClTi。= = = = =熔 融 15 3钠的制取及保存(1)制取：化学方程式为 2NaCl(熔融) 2NaCl 2。16 = = = = =电 解 (2)保存： 密封保存，通常保存在煤油中。17 4钠的用途(1)制取 Na2O2等化合物。(2)钠、钾合金(液态)可用于 原子反应堆的导热剂。18 (3)用作电光源，制作高压钠灯。(4)冶炼某些金属二、氧化钠和过氧化钠3续表4三、碳酸钠和碳酸氢钠5四、碱金属的一般性与特殊性1一般性62特殊性(1)碱金属的密度一般随核电荷数的增大而增大，但钾的密度比钠的小。(2)碱金属一般都保存在煤油中，
4、但由于锂的密度小于煤油的密度而将锂保存在 石蜡12 中。(3)碱金属跟氢气反应生成的碱金属氢化物都是离子化合物，其中氢以 H 形式存在，显 1 价，碱金属氢化物是强还原剂。13 五、焰色反应1焰色反应的概念某些金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特殊的颜色，其属于 物理变化，01 属于元素的性质。2焰色反应的操作(1)洗、烧：将铂丝蘸稀盐酸在无色火焰上灼烧至无色。(2)蘸、烧：蘸取试样(固体也可以蘸取)在无色火焰上灼烧观察火焰颜色。(3)洗、烧：将铂丝再蘸稀盐酸灼烧至无色，就可以继续做新的实验了。3常见元素的焰色7钠元素 黄色；钾元素 紫色(透过 蓝色钴玻璃观察)。02 03 04 1.
5、判断正误，正确的画“” ，错误的画“” ，并指明错因。(1)钾、钠、镁等活泼金属着火时，不能用泡沫灭火器灭火。()错因：_(2)1 mol Na2O2固体中含离子总数为 4NA。()错因：1_mol_Na 2O2固体中含 2_mol_Na 和 1_mol_O ，离子总数为 3NA。22(3)过氧化钠与水反应时，生成 0.1 mol O2转移的电子数为 0.2NA。()错因：_(4)用铂丝蘸取少量某溶液进行焰色反应，火焰呈黄色，该溶液一定是钠盐溶液。()错因：NaOH 溶液的焰色也是黄色。(5)所有金属及其化合物灼烧时火焰均有颜色。()错因：铂丝灼烧时就没有颜色。(6)相同温度下溶解度：小苏打N
6、aHCO3。()错因：_2教材改编题(据人教必修一 P53 T2)下列关于钠及其化合物的叙述中，正确的是( )A钠露置在空气中，表面很快变暗，是因为生成了 Na2O2B钠有很强的还原性CNa 有很强的氧化性DNaCl 灼烧时火焰呈黄色，这是 NaCl 的化学性质答案 B考点 钠的性质及用途一典例 1 (2018石家庄模拟)有关钠的叙述正确的是( )A2.3 g 钠与 97.7 g 水反应后，溶液中溶质的质量分数等于 4%B钠和 CuSO4溶液反应生成的蓝色沉淀上有时出现暗斑，这是析出了金属铜C向金属钠与水反应后的溶液中通入适量氯气后，溶液中含有两种溶质D钠在空气中的缓慢氧化与其在空气中点燃所得
7、的产物一样解析 w 100%4%，A 项错误；Na 先与 H2O 反应生成 NaOH，并放出4 g100 g 0.1 g大量的热，NaOH 再与硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀，氢氧化铜不稳定，受热分解为氧化铜，B 项错误；2Na2H 2O=2NaOHH 2，2NaOHCl 2=NaClNaClOH 2O，C 项正确；D 项，Na 在空气中缓慢氧化生成 Na2O，Na 在空气中点燃生成 Na2O2，D 项错误。答案 C名师精讲 81钠的取用方法：用镊子夹取一小块钠，用滤纸吸干表面的煤油，在玻璃片上用小刀切取黄豆大小的钠，剩余的钠放回原试剂瓶。2钠失火的处理：沙土盖灭，不能用水或泡沫灭火器灭火。3
8、钠与水(或酸)：Na 与 H2O(或酸)反应的实质都是与 H 的反应。4钠与盐溶液的反应(1)钠与盐溶液反应的思维模板如：Na 与 MgSO4溶液的反应，先考虑 Na 与水反应，再考虑 MgSO4与生成的 NaOH 溶液反应。(2)钠与不同盐溶液反应实验现象的描述共性因为钠与不同的溶液反应均属于剧烈的置换反应，故有共同的现象产生：a.浮：钠浮在液面上；b.熔：钠熔化成光亮的小球；c.游：在液面上不停地游动直至反应完；d.响：反应中不停地发出“嘶嘶嘶”的响声。差异性与酸及能形成弱碱的金属盐溶液反应时，由于溶液中 H 浓度较大，反应比与水剧烈，最后钠可能在液面上燃烧；与盐溶液反应时，还可能会生成沉
9、淀(如生成难溶碱)、气体(NH3)等。1把一小块金属钠放入下列溶液中，说法正确的是( )A放入饱和 NaOH 溶液中：有氢气放出，恢复至原温度后溶液的 pH 增大B放入稀 CuSO4溶液中：有氢气放出，有紫红色铜析出C放入 MgCl2溶液中：有氢气放出，有白色沉淀生成D放入 NH4NO3溶液中：有无色无味气体放出答案 C解析 A 项错误，饱和 NaOH 溶液中放入钠，钠与水反应消耗水且生成 NaOH，从而会有部分 NaOH 晶体析出，同时生成氢气，由于溶液仍是饱和溶液，故溶液的 pH 不变；B 项错误，钠与水反应生成氢气和 NaOH，NaOH 与 CuSO4反应会出现蓝色沉淀；C 项正确，钠与
10、水反应生成的 NaOH 与 MgCl2反应生成 Mg(OH)2白色沉淀；D 项错误，钠与水反应放热，生成的 NaOH 与 NH 反应生成 NH3H2O，NH 3H2O 部分分解产生的少量氨气会与氢气同时放出， 49故放出的气体有刺激性气味。2取一支大试管，加入 20 mL 饱和澄清石灰水( 1.06 gcm3 )，再加入 5 mL 苯( 0.87 gcm3 )，静置后缓慢加入黄豆粒大小的钠块( 0.97 gcm3 )。下列实验现象中，能观察到的有( )钠在饱和澄清石灰水层反应并四处游动 有气体产生澄清石灰水变浑浊 钠在石灰水与苯的界面处反应并上下跳动 钠停留在苯层不反应 钠块最后消失A BC
11、D答案 B解析 根据题意，金属钠的密度小于饱和澄清石灰水，但大于苯，故将金属钠投入盛有石灰水和苯的大试管中，钠会处于二者的界面处；同时由于钠与水反应生成 H2，H 2对金属钠产生推动作用，故金属钠在界面处可能上下跳动。由于有 NaOH 生成，并放出热量，Ca(OH)2的溶解度减小，饱和澄清石灰水中有 Ca(OH)2析出，溶液变浑浊。考点 氧化钠、过氧化钠二典例 2 Na 2O 的制取可以通过如下反应完成：NaNaNO 3 Na2ON 2(未配平)。 请回答下列问题：(1)上述反应的氧化剂是_(写化学式)。制取 Na2O 时，若金属钠与 NaNO3按质量比 2317 投料，充分反应后收集到的气体
12、体积为 1.12 m3(标准状况下)，则制得的 Na2O的质量为_kg。(2)制取 Na2O 时由于设备密封性不好而进入了少量空气，导致制得的 Na2O 产品中含有Na2O2杂质。现有 Na2O 产品 m g(假设只含有 Na2O2杂质)，请从下面选用合适的仪器和试剂，设计一种可选用的实验仪器组合，以完成样品中 Na2O 含量的测定。可选用的试剂：a浓硫酸 b水 c盐酸标准溶液 dNaOH 标准溶液e酚酞 f碱石灰 g稀盐酸10(3)某学生设计了以下实验方案来测定该试样中 Na2O 的质量分数，其操作流程和实验数据如下：7.75 g Na2O产 品 在 氧 气 中充 分 灼 烧固 体 冷 却
13、称 量 得 固体 9.35 g该 Na2O 产品中 Na2O 的质量分数为_。解析 (1)由 N 元素的化合价降低可知，NaNO 3是氧化剂。配平方程式：10Na2NaNO 36Na2ON 2，收集到 1.12 m3(标准状况下)N 2， n(N2)50 mol，那么= = = = = n(Na2O)300 mol，故 m(Na2O)18.6 kg。(2)测定样品中氧化钠的含量有多种方法，可通过测生成 O2的体积来计算 Na2O2的量；也可测反应后锥形瓶和溶液的总质量与反应前锥形瓶、样品和水的总质量之差，还可以通过滴定法测锥形瓶中生成 NaOH 的量来计算。(3)设试样中 Na2O 的物质的量
14、为 x mol，Na 2O2的物质的量为 y mol，则有62x78 y7.75,78( x y)9.35，解得 x0.1，那么 Na2O 的质量分数为100%80%。0.1627.75答案 (1)NaNO 3 18.6(2)(以下三种方法任选一种，其他合理方法亦可)11(3)80%名师精讲1Na 2O2的强氧化性与还原性从元素化合价角度分析 Na2O2的性质2 Na2 2 O0 失 去 电 子 ， 化 合 价 升 高 表 现 为 还 原 性 O 1 得 到 电 子 ， 化 合 价 降 低 表 现 为 氧 化 性 O 2 (1)Na2O2的强氧化性12(2)遇 KMnO4等强氧化剂时，表现出还
15、原性，氧化产物为 O2。(3)遇 CO2、H 2O、H 则发生自身的氧化还原反应。2Na 2O2与 CO2和 H2O 反应的五大关系(1)物质的量的关系无论是 CO2、H 2O 的单一物质还是二者的混合物，通过足量的 Na2O2时，CO 2或 H2O 与放出 O2的物质的量之比均为 21。(2)气体体积关系CO2和水蒸气的混合气体(或单一气体)通过足量 Na2O2，气体体积的减少量为原混合气体体积的 ，即为生成氧气的量。12(3)固体质量关系相当于固体 Na2O2只吸收了 CO2中的“CO” ，H 2O 中的“H 2”；可以看做发生相应的反应：Na2O2CO= =Na2CO3，Na 2O2 H
16、2=2NaOH(实际上两反应都不容易直接发生)。(4)电子转移关系当 Na2O2与 CO2、H 2O 反应时，每产生 1 mol O2转移 2 mol e 。13(5)先后顺序关系一定量的 Na2O2与一定量的 CO2和 H2O(g)的混合物反应，可看做 Na2O2先与 CO2反应，待 CO2反应完全后，Na 2O2再与 H2O(g)发生反应。3下列说法正确的是( )A可用 H2O 来确定某 Na2O 粉末中是否含有 Na2O2B可用 CO2来确定某 Na2O 粉末中是否含有 Na2O2CNa 2O 比 Na2O2稳定D将适量的 Na2O2、Na 2O 分别加到酚酞溶液中，最终溶液均为红色答案
17、 A解析 CO 2、H 2O 与 Na2O2、Na 2O 均能反应，且 CO2、H 2O 与 Na2O2反应时能产生 O2，因O2、CO 2均是无色无味的气体，故不能用 CO2来确定 Na2O 粉末中是否含有 Na2O2，而 Na2O2与 H2O 反应会产生气泡，Na 2O 与 H2O 反应无明显现象，可用 H2O 来确定 Na2O 粉末中是否含有 Na2O2，所以 A 项正确，B 项错误；Na 2O 在空气中加热会转化为 Na2O2，故 Na2O2比 Na2O稳定，C 项错误；将 Na2O、Na 2O2加到酚酞溶液中，二者均与溶液中的 H2O 反应生成碱而使溶液变为红色，但 Na2O2具有强
18、氧化性，最终会使溶液褪色，D 项错误。4取一定质量的某物质在 a g 氧气中完全燃烧，将其产物跟足量的过氧化钠固体完全反应，反应后容器内有 b g 氧气，测得 b a，下列物质中满足上述结果的是( )AHCOOH BHCHOCCH 4 DC 6H12O6答案 A解析 烃及烃的含氧衍生物在 O2中充分燃烧后生成 CO2、H 2O，产物通过足量的Na2O2，发生反应 2CO22Na 2O2=2Na2CO3O 2,2H2O2Na 2O2=4NaOHO 2，对生成物变式：Na2CO3Na 2O2CO,2NaOHNa 2O2H2，可知过氧化钠增加的质量与 CO2同物质的量的 CO质量与 H2O 同物质的
19、量的 H2质量，质量增加部分物质的组成可以表示为 nCOmH2，即化学式可表示为 nCOmH2的物质完全燃烧后能被过氧化钠完全吸收，而题述有机物反应后容器内氧气质量大于原氧气质量，故有机物的化学式符合 nCOmH2xO2形式。HCOOH 可以改写为 COH2 O2 形式，故 A 符合；HCHO 可以改写为 COH2，故 B 不符合；CH 4中没有氧12元素，反应后氧气质量小于原氧气质量，故 C 不符合；C 6H12O6可以改写为 6CO6H2形式，反应后氧气质量等于原氧气质量，故 D 不符合。考点 碳酸钠、碳酸氢钠三典例 3 (2018长沙模拟)向体积均为 10 mL 且物质的量浓度相同的两份
20、 NaOH 溶液中分别通入一定量的 CO2得到溶液甲和乙。向甲、乙两溶液中分别滴加 0.1 molL1 盐酸。此时反应生成 CO2体积(标准状况)与所加盐酸体积间的关系如图所示。则下列叙述中正确的是( )14A原 NaOH 溶液的物质的量浓度为 0.5 molL1B当 0V(HCl)10 mL 时，甲溶液中发生反应的离子方程式为 OH H =H2OC乙溶液中含有的溶质是 Na2CO3、NaHCO 3D乙溶液中滴加盐酸后产生 CO2体积的最大值为 112 mL(标准状况)解析 加入 50 mL 盐酸时，恰好反应生成 NaCl，根据物料守恒可知， n(HCl) n(NaOH)，所以 c(NaOH)
21、0.05 L0.1 molL 1 0.01 L0.5 molL 1 ，A 项正确；根据图像可知，甲溶液中含有的溶质为 Na2CO3和 NaHCO3，所以 0V(HCl)10 mL 时，甲溶液中发生反应的离子方程式为 CO H =HCO ，B 项错误；根据图像可知，乙溶液中含有的溶质为23 3NaOH 和 Na2CO3，C 项错误；当 40 mLV(HCl)50 mL 时，乙溶液中发生反应：HCO H =CO2H 2O， V(CO2)0.01 L0.1 molL1 22.4 Lmol1 0.0224 3L22.4 mL，D 项错误。答案 A名师精讲1判断类别，用准性质，突破 Na2CO3、NaH
22、CO 3的鉴别(1)利用热稳定性不同(2)利用和酸反应生成气体的速率不同(相同条件下)(3)利用阴离子的不同(4)利用溶液的酸碱性不同152用数形结合理解 Na2CO3、NaHCO 3与盐酸的反应(1)向 Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸，第一步：CO 转化为 HCO ，无气体产生；第二23 3步：HCO 与 H 反应产生 CO2。消耗盐酸的体积与产生 CO2的体积的关系如图 1 所示。 3(2)向 NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生 CO2的体积的关系如图 2 所示。(3)向 NaOH、Na 2CO3的混合溶液中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生 CO2的体积的关系如图 3
23、所示(设 NaOH、Na 2CO3的物质的量之比 x y11，其他比例时的图像略)。(4)向 Na2CO3、NaHCO 3的混合溶液中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生 CO2的体积的关系如图 4 所示(设 Na2CO3、NaHCO 3的物质的量之比 m n11，其他比例时的图像略)。5(2018石家庄辛集中学模拟)下列关于 Na2CO3和 NaHCO3的比较中，说法不正确的是( )ANaHCO 3固体受热容易分解，而 Na2CO3固体受热不容易分解B等物质的量的 Na2CO3和 NaHCO3分别与足量的盐酸反应，前者消耗盐酸的物质的量比后者多C向等体积等物质的量浓度的 Na2CO3和 NaH
24、CO3溶液分别滴加 2 滴酚酞溶液，前者颜色比后者深16DNa 2CO3溶液和 NaHCO3溶液分别与 Ba(OH)2溶液反应的离子方程式相同答案 D解析 Na 2CO3溶液和 NaHCO3溶液分别与 Ba(OH)2溶液反应的离子方程式不相同，Na2CO3与 Ba(OH)2溶液：CO Ba 2 =BaCO3，NaHCO 3与 Ba(OH)2溶液反应，当 NaHCO323少量时：HCO OH Ba 2 =BaCO3H 2O；当 NaHCO3过量时： 32HCO Ba 2 2OH =BaCO3CO 2H 2O。 3 236(2018岳阳模拟)分别取等物质的量浓度的氢氧化钠溶液各 100 mL，再通
25、入一定量的 CO2，随后分别各取 20 mL 溶液，向其中逐滴滴入 0.2 molL1 的盐酸，在标准状况下产生 CO2的体积( y 轴)与所加入盐酸的体积( x 轴)的关系如下图(分 A、B 两种情况)：(1)在 A 情况下，溶质是_(填化学式)，其物质的量之比为_。(2)在 B 情况下，溶质是_(填化学式)，其物质的量之比为_。(3)原氢氧化钠溶液的物质的量浓度为_。答案 (1)NaOH、Na 2CO3 11(2)Na2CO3、NaHCO 3 11 (3)1.5 molL 1解析 (1)CO 2与 NaOH 溶液反应后，其溶质可能为 NaOH 和 Na2CO3、Na 2CO3、Na 2CO
26、3和NaHCO3、NaHCO 3；A 中， x100 时开始生成 CO2， x150 时反应完全，溶质为 Na2CO3与NaOH，且 n(Na2CO3) n(NaOH)11。(2)B 图像中，开始无 CO2生成，含有 Na2CO3，开始放出气体至无气体放出时消耗盐酸150 mL50 mL100 mL，是 50 mL 的 2 倍，则含有 NaHCO3， n(Na2CO3) n(NaHCO3)11。(3)当加入 150 mL 盐酸时，恰好完全反应，此时溶液中溶质为 NaCl。据物料守恒有n(NaOH) n(Na ) n(Cl )0.2 molL1 0.15 L0.03 mol，所以 c(NaOH)
27、1.5 molL 1 。0.03 mol0.02 L考点 碱金属的性质及焰色反应四典例 4 (2018湖北高三测试)利用焰色反应，人们在烟花中有意识地加入特定金属元素，使焰火更加绚丽多彩。下列说法正确的是( )A非金属单质燃烧时火焰均为无色BNaCl 与 Na2CO3灼烧时火焰颜色相同C焰色反应均应透过蓝色钴玻璃观察D只有金属单质灼烧时火焰才有颜色17解析 某些非金属单质燃烧时火焰有颜色，A、D 错误；焰色反应为金属元素的物理性质，与元素的存在形式(化合态或游离态)无关，同种金属元素的焰色反应相同，B 正确；观察钾元素的焰色反应时透过蓝色钴玻璃，C 错误。答案 B名师精讲1碱金属的常见设问点(
28、1)碱金属单质与水(或酸)反应的现象。(2)碱金属单质的保存(注意碱金属的密度)。(3)碱金属单质与氧气反应产物的判断。(4)碱金属对应的氢氧化物碱性强弱的比较。(5)碱金属的碳酸盐性质的比较。(6)与最新的科学技术相关的碱金属的应用。2焰色反应(1)焰色反应的现象只与元素的种类有关，而与元素的状态无关，如 Na 、Na 的焰色反应均为黄色。(2)观察钾的焰色反应时必须透过蓝色钴玻璃观察，目的是滤去黄光以免产生干扰。7用光洁的铂丝蘸取某无色溶液在无色火焰上灼烧，直接观察到火焰呈黄色，下列各判断正确的是( )A只含有 NaB一定含有 Na ，可能含有 KC既含有 Na ，又含有 KD可能含有 N
29、a ，可能还含有 K答案 B解析 Na 元素的焰色为黄色，而 K 元素的焰色为紫色，而且黄色会干扰紫色，所以不能判断是否含有 K 元素。8有关碱金属的叙述正确的是( )A随核电荷数的增加，碱金属单质的熔点逐渐降低，密度逐渐增大B碱金属单质的金属性很强，均易与 Cl2、O 2、N 2等发生反应CCs 2CO3加热时不能分解为 CO2和 Cs2OD无水硫酸铯的化学式为 Cs2SO4，它不易溶于水答案 C解析 钾的密度小于钠的密度，这是碱金属单质密度依次增大的一个例外；碱金属中除锂外，均不易与 N2直接反应；由 Na2CO3加热不分解，可得出 Cs2CO3加热也不分解；Cs与 Na 同为碱金属元素，性质相似，由 Na2SO4易溶于水，可得出 Cs2SO4也易溶于水。18
