文档内容
金属及其化合物
第 1 讲 钠、铝及其化合物
课 程 标 准 知 识 建 构
1.结合真实情景中的应用实例或通过实
验探究了解钠、镁、铝及其重要化合物的
主要性质。
2．了解钠、镁、铝及其重要化合物在生
产、生活中的应用。
3．了解钠、镁、铝及其重要化合物的制备
方法。
一、金属钠
1．钠的物理性质
颜色 密度 熔点 硬度
银白色，有金属光 比水的小，比煤油 质地柔软，可以用
低于 100 ℃
泽 的大 小刀切割
2.钠的化学性质
从原子结构认识钠的还原性：
(1)与非金属单质反应
①O
2
②Cl ：2Na＋Cl =====2NaCl(黄色火焰，白烟)
2 2
③S：2Na＋S===Na S(研磨爆炸)
2
(2)与水反应
①离子方程式： 2Na ＋ 2H O == =2Na ＋ ＋ 2OH － ＋ H ↑。
2 2
②钠与滴加酚酞的水反应的现象及解释(3)与盐酸反应
离子方程式： 2Na ＋ 2H ＋ == =2Na ＋ ＋ H ↑。
2
(4)钠与盐反应
①钠与盐溶液反应
如Na投入CuSO 溶液中，反应的离子方程式为 2Na ＋ 2H O ＋ Cu 2 ＋ == =2Na ＋
4 2
＋ Cu(OH ) ↓ ＋ H ↑。
2 2
②钠与熔融盐反应：
4Na＋TiCl =====Ti＋4NaCl。
4
3．钠的制取及保存
4．钠的用途
【诊断1】 判断下列说法是否正确，正确的打√，错误的打×。
(1)金属钠在石棉网上加热时，先熔化成银白色小球，然后剧烈燃烧，产生黄
色火焰( )
(2)金属钠着火时，可用泡沫灭火器灭火( )
(3)钠表面自然形成的氧化层能够保护内层金属不被空气氧化( )
(4)金属钠具有强还原性，可与TiCl 溶液反应制取金属Ti( )
4
(5)根据反应Na＋KCl=====NaCl＋K↑知，Na的金属性强于K( )
(6)实验完毕后剩余的金属钠不能随意丢弃，应放回原试剂瓶( )
答案 (1)√ (2)× (3)× (4)× (5)× (6)√
二、氧化钠和过氧化钠
1．氧化钠与过氧化钠的比较
化学式 Na O Na O
2 2 2电子式
氧元素化合价 － 2 － 1
色、态 白色固体 淡黄色固体
阴、阳离子个数比 1 ∶ 2 1 ∶ 2
是否为碱性氧化
是 不是
物
2Na O ＋ 2H O == =4NaOH
2 2 2
与水反应 Na O＋H O===2NaOH
2 2
＋ O ↑
2
2Na O ＋ 2CO == =2Na CO
2 2 2 2 3
与CO 反应 Na O＋CO ===Na CO
2 2 2 2 3
＋ O
2
2Na O ＋ 4HC l == =4NaC l ＋
2 2
与盐酸反应 Na O＋2HCl===2NaCl＋H O
2 2
2H O ＋ O ↑
2 2
用途 氧化剂、供氧剂、漂白剂
2.金属钠露置在空气中会发生一系列变化，其过程：
银白色金属钠――→表面变暗――→出现白色固体接着表面变潮湿――→
白色块状固体――→白色粉末状物质。请写出上述各步反应的化学方程式：
① 4Na ＋ O == =2Na O；
2 2
②Na O ＋ H O == =2NaOH ；
2 2
③ 2NaOH ＋ CO ＋ 9H O == =Na CO ·10H O；
2 2 2 3 2
④Na CO ·10H O == =Na CO ＋ 10H O。
2 3 2 2 3 2
【诊断2】 判断下列说法是否正确，正确的打√，错误的打×。
(1)氧化钠、过氧化钠均为离子化合物( )
(2)1 mol Na O 固体中含离子总数为4N ( )
2 2 A
(3)7.8 g过氧化钠含有的共用电子对数为0.2N ( )
A
(4)Na O 与CO 反应时有单质O 生成，该反应属于置换反应( )
2 2 2 2
答案 (1)√ (2)× (3)× (4)×
三、碳酸钠和碳酸氢钠
1．物理性质和用途
名称 碳酸钠 碳酸氢钠
化学式 Na CO NaHCO
2 3 3
俗名 纯碱或苏打 小苏打
水溶性 易溶于水 易溶于水，溶解度比Na CO 小
2 3水溶液酸碱性 碱性 碱性
用于玻璃、肥皂、合成洗涤 灭火器、治疗胃酸过多、发酵粉
主要用途
剂、造纸等工业中 的主要成分之一
2.化学性质(书写化学方程式或现象)
3．相互转化
Na CO NaHCO
2 3 3
【诊断3】 判断下列说法是否正确，正确的打√，错误的打×。
(1)苏打是面包发酵粉的主要成分之一( )
(2)相同温度下溶解度：小苏打<苏打，热稳定性：Na CO >NaHCO ( )
2 3 3
(3)在酒精灯加热条件下，Na CO 、NaHCO 固体都会分解( )
2 3 3
(4)向Na CO 饱和溶液中通入足量CO ，会有NaHCO 晶体析出( )
2 3 2 3
(5)用酚酞溶液可鉴别饱和食盐水和饱和碳酸钠溶液( )
(6)将稀盐酸滴入碳酸钠与氢氧化钠的混合溶液中，立即产生气泡( )
答案 (1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)√ (6)×
四、碱金属 焰色试验
1．碱金属的相似性和递变性(由Li→Cs)
相似性 递变性
电子层数逐渐增多
原子结构 最外层均有1个电子 核电荷数逐渐增大
原子半径逐渐增大
具有较强的金属性，最高
元素性质 金属性逐渐增强
正价均为 ＋ 1 价
单质性质 物理性质 (除Cs外)都呈银白色，密 密度总体上增大，熔、沸点度较小，熔、沸点较低 逐渐降低
化学性质 都具有较强的还原性 还原性逐渐增强
2.碱金属的特殊性
(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，但由于锂的密度小于煤油的密度而将锂保
存在石蜡中。
(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。
(4)与O 反应4Li＋O =====2Li O、2Na＋O =====Na O ，K、Rb、Cs与O 反应
2 2 2 2 2 2 2
生成结构更复杂的物质。
3．焰色试验
(1)焰色试验
某些金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特征颜色，属于物理变
化，是元素的性质。
(2)焰色试验的操作
铂丝――→无色――→待测物――→观察火焰颜色――→铂丝――→无色
(3)常见金属元素的焰色
钾(透过黄
金属元素 钠 钙 钡 铜
色钴玻璃)
焰色 黄色 紫色 砖红色 黄绿色 绿色
【诊断4】 判断下列说法是否正确，正确的打√，错误的打×。
(1)ⅠA族元素又称碱金属元素( )
(2)碱金属元素Li、Na、K都可保存在煤油中( )
(3)焰色试验是一种复杂的化学变化( )
(4)钠、氧化钠、碳酸钠的焰色试验均显黄色( )
(5)钠的还原性比钾的弱，但工业上制取钾可用Na和熔融KCl在高温下反应
制备( )
(6)Li在空气中加热可快速反应生成Li O ( )
2 2
答案 (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)×
五、镁、铝
1．镁
(1)位置和结构：镁位于元素周期表的第三周期ⅡA族，原子结构示意图为。
(2)化学性质
性质 化学(离子)方程式
与非金属反应 2Mg ＋ O ==== = 2MgO
2
(O 、N ) 3Mg ＋ N ==== = M g N
2 2 2 3 2
与沸水反应 Mg ＋ 2H O ===== Mg(OH) ＋ H ↑
2 2 2
与酸(H＋)反应 Mg ＋ 2H ＋ == =Mg 2 ＋ ＋ H ↑
2
与CO 反应 2Mg ＋ CO ==== = 2MgO ＋ C
2 2
(3)镁的用途
①镁合金用于制造火箭、导弹和飞机的部件；
②镁用于制造信号弹和焰火。
【特别提醒】
①Mg在空气中燃烧得到的固体物质主要为 MgO和少量Mg N 及C的混合
3 2
物。
②Mg着火后，不可用CO 灭火，应用沙土盖灭。
2
2．海水提镁
(1)工艺流程
(2)基本步骤及主要反应
制石灰乳 CaCO =====CaO＋CO ↑，CaO＋H O===Ca(OH)
3 2 2 2
沉淀 Mg2＋＋Ca(OH) ===Mg(OH) ＋Ca2＋
2 2
酸化 Mg(OH) ＋2HCl===MgCl ＋2H O
2 2 2
蒸发浓缩、冷却结晶 析出MgCl ·6H O
2 2
脱水 在氯化氢气流中使MgCl ·6H O脱水制得无水氯化镁
2 2
电解 电解熔融氯化镁制得镁
3.铝
(1)原子结构与物理性质(2)化学性质
写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：
①
② 2Al ＋ 3Cl ==== = 2AlC l
2 3
③
④ 2Al ＋ 2OH － ＋ 2H O == =2AlO ＋ 3H ↑
2 2
⑤ 2Al ＋ Fe O ==== = A l O ＋ 2F e(铝热反应)
2 3 2 3
(3)制备
铝土矿――→Al O ――→Al，
2 3
反应原理：2Al O ( 熔融 ) ===== 4Al ＋ 3O ↑。
2 3 2
【特别提醒】
工业上冶炼铝用电解熔融Al O 而不用AlCl ，原因是AlCl 为共价化合物，液
2 3 3 3
态不导电。
【诊断5】 判断下列说法是否正确，正确的打√，错误的打×。
(1)铝在自然界中有游离态和化合态两种形式( )
(2)MgO与Al粉的混合物也可称为铝热剂( )
(3)冶炼铝时常用焦炭作还原剂( )
(4)铝与少量NaOH溶液反应得到铝盐，与足量 NaOH溶液反应生成偏铝酸
盐( )
(5)相同质量的镁条分别在足量的CO 和O 中完全燃烧，所得固体的质量相
2 2同( )
(6)工业上制造镁粉时，可将镁蒸气在N 中冷却( )
2
答案 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)×
六、镁、铝的重要化合物
1．氧化镁和氢氧化镁
(1)氧化镁：白色粉末状固体，难溶于水，属于碱性氧化物，与盐酸反应的离子
方程式为： MgO ＋ 2H ＋ == =Mg 2 ＋ ＋ H O。
2
(2)氢氧化镁：白色固体，难溶于水，中强碱，与盐酸反应的离子方程式为：
Mg(OH) ＋ 2H ＋ == =M g 2 ＋ ＋ 2H O。
2 2
【特别提醒】
氢氧化镁溶解度小于碳酸镁，能发生反应 MgCO ＋H O=====Mg(OH) ＋
3 2 2
CO ↑，镁元素在水垢中的存在形式是Mg(OH) 。
2 2
2．氧化铝和氢氧化铝
名称 氧化铝 氢氧化铝
物理性质 白色固体，熔点很高 白色胶状物质，难溶于水
与酸 Al O ＋ 6H ＋ == =2A l 3 ＋ ＋ Al(OH) ＋ 3H ＋ == =A l 3 ＋ ＋
2 3 3
反应 3H O 3H O
2 2
与碱 Al O ＋ 2OH － == =2AlO ＋ Al(OH) ＋ OH － == =AlO ＋
2 3 3
化学性质
反应 H O 2H O
2 2
2Al(OH) ==== = A l O ＋
3 2 3
加热 不分解
3H O
2
①Al3＋与氨水反应
②AlO溶液中通入CO
2
制备方法 Al(OH) 加热分解
3
③可溶性铝盐和偏铝酸盐
水溶液中混合
①作耐火材料
主要用途 ①制药 ②净水作用
②冶炼铝的原料
3.常见的铝盐——明矾
(1)明矾的化学式为KAl(SO ) ·12H O，属于复盐。
4 2 2
(2)明矾净水的原理
明矾溶于水时发生电离，电离方程式为KAl(SO ) == =K ＋ ＋ Al 3 ＋ ＋ 2SO ，其中
4 2
Al3＋发生水解反应，产生Al(OH) 胶体，其吸附能力很强，可以吸附水中的杂质并
3
形成沉淀，使水澄清。【诊断6】 判断下列说法是否正确，正确的打√，错误的打×。
(1)Al O 的熔点高，可作耐高温材料，实验室可用氧化铝坩埚熔化NaOH、
2 3
Na CO 固体等( )
2 3
(2)氢氧化铝具有弱碱性，可用于制胃酸中和剂( )
(3)将氯化铝溶液滴入浓NaOH溶液中，产生大量白色沉淀( )
(4)明矾可作净水剂，起到杀菌消毒的作用( )
(5)强酸性溶液中铝元素以Al3＋形式存在，强碱性溶液中铝元素以AlO形式
存在( )
(6)AlO、HCO在水溶液中因发生相互促进水解反应而不能大量共存( )
(7)AlO与NH在水溶液中因发生相互促进水解反应不能大量共存( )
答案 (1)× (2) √ (3)× (4)× (5)√ (6)× (7)√
考点一 钠的性质及应用
【典例1】 (2020·河南信阳高三模拟)向分别盛有100 mL水、100 mL 0.1 mol·L
－1盐酸、100 mL 0.01 mol·L－1NaOH溶液的X、Y、Z三个烧杯中各投入0.05 mol
Na。下列有关说法正确的是( )
A．三个烧杯中均先发生的离子反应为2Na＋2H O===2Na＋＋2OH－＋H ↑
2 2
B．三个烧杯中钠均在液面上剧烈反应，且X烧杯中的反应最剧烈
C．三个烧杯反应后，溶质的物质的量浓度相同
D．三个烧杯反应后，生成的气体的质量一定相同
答案 D
解析 钠与盐酸反应时钠先与 H＋反应，离子方程式表示为 2Na＋2H＋
===2Na＋＋H ↑，A错误；三个烧杯中，Y烧杯中的氢离子浓度最大，反应最剧烈，
2
B错误；100 mL水、100 mL 0.1 mol·L－1盐酸、100 mL 0.01 mol·L－1的NaOH，X、
Y、Z三个烧杯各投入0.05 mol钠，反应后的溶液中溶质及其物质的量分别为：X
中0.05 mol NaOH、Y中：0.01 mol·L－1 NaCl和0.04 mol NaOH、Z中0.051 mol
NaOH，溶质的物质的量浓度不相同，C错误；因向三个烧杯中加入钠的物质的量
相同且钠全部反应，故生成H 的量相同，D正确。
2
钠与水、酸、盐溶液反应的本质均是与H＋的反应，反应顺序是：有酸酸在前，
无酸水为先。【对点练1】 (钠与水溶液的反应)将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中，既
有气体又有白色沉淀产生的是________(填序号)。
①MgSO 溶液 ②BaCl 溶液 ③饱和澄清石灰水
4 2
④Ca(HCO ) 溶液 ⑤CuSO 溶液 ⑥饱和食盐水
3 2 4
⑦浓盐酸
答案 ①③④⑥
解析 2Na＋2H O===2NaOH＋H ↑，①中Mg2＋＋2OH－===Mg(OH) ↓；③
2 2 2
中反应消耗水，溶液温度升高，Ca(OH) 的溶解度降低，析出Ca(OH) ，产生白色
2 2
沉淀；④中 Ca2＋＋HCO＋OH－===CaCO ↓＋H O 或 Ca2＋＋2HCO＋2OH－
3 2
===CaCO ↓＋CO＋2H O；⑤中生成的Cu(OH) 是蓝色沉淀，不符合题意。⑥中
3 2 2
水减少析出NaCl。
【对点练2】 (钠与氧气的反应)下列叙述正确的是( )
A．切开的金属Na暴露在空气中，光亮表面逐渐变暗：2Na＋O ===Na O
2 2 2
B．一定条件下，2.3 g的Na完全与O 反应，失去的电子数不能确定
2
C．钠在空气中受热时，熔化为银白色的小球，产生黄色的火焰，生成白色粉
末
D．钠在空气中长期放置，最终主要生成物为碳酸钠
答案 D
解析 钠在通常条件下反应生成氧化钠，点燃条件生成过氧化钠，故A错误
2.3 g钠的物质的量为0.1 mol，而钠无论反应后产物是什么，钠元素反应后一定
变为＋1价，故0.1 mol钠失去0.1N 个电子，故B错误；钠在空气中加热，生成了
A
淡黄色的过氧化钠，故C错误；钠在空气中长期放置，开始生成氧化钠，最终变成
碳酸钠，故D正确。
【对点练3】 (钠与盐的反应)为探究钠与盐反应的规律，某实验小组同学设计
了下列两组实验：
实验1：如图1，在蒸发皿中放一小块钠，加热至熔化时，用玻璃棒蘸取少量无
水CuSO 与熔化的钠接触。
4现象：瞬间产生耀眼的火花，同时有红色物质生成。
实验2：如图2，向盛有CuSO 溶液的小烧杯中加入一小块钠。
4
现象：钠浮在水面上，熔化成液态钠球并四处游动，生成蓝色沉淀。
问 题 ： (1) 实 验 2 中 反 应 的 离 子 方 程 式 为
_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)比较实验 1、实验 2 可知 Na 与 CuSO 反应生成 Cu 的实验条件为
4
___________________________________________________________________。
答案 (1)2Na＋Cu2＋＋2H O===2Na＋＋Cu(OH) ↓＋H ↑ (2)加热且无水
2 2 2
(1)钠与氧气的反应
①钠与氧气反应的产物与反应温度有关，加热或点燃产物是过氧化钠。
②不管生成氧化钠还是过氧化钠，金属钠失电子均变为＋1价的阳离子，因
而等量的钠完全反应失去的电子数相同。
(2)通常钠不能从盐溶液中置换出金属，若盐为熔融状态，钠可以置换出较不
活泼的金属。
(3)钠失火的处理：用干燥的沙土盖灭，不能用水或泡沫灭火器灭火。
考点二 氧化钠和过氧化钠的性质和应用
【典例2】 (2020·河北唐山市区县联考)对于钠的含氧化合物的说法正确的是(
)
A．7.8 g Na O 固体中含离子总数为0.4N
2 2 A
B．Na O 、Na O组成元素相同，与CO 反应产物也相同
2 2 2 2
C．Na O 与H O反应时，H O既不是氧化剂又不是还原剂
2 2 2 2
D．氧化钠、过氧化钠均为离子化合物，仅含离子键
答案 C
解析 过氧化钠的电子式为 ，1 mol Na O 中含有3 mol
2 2
离子，7.8 g过氧化钠中含有离子为×3＝0.3 mol，故A错误； Na O 、Na O都是由
2 2 2
Na元素和O元素组成，Na O 与CO 反应：2Na O ＋2CO ===2Na CO ＋O ，Na O
2 2 2 2 2 2 2 3 2 2
为碱性氧化物，与CO 反应：Na O＋CO ===Na CO ，产物不相同，故B错误；
2 2 2 2 3
Na O 与H O反应：2Na O ＋2H O===4NaOH＋O ↑，Na O 既是氧化剂又是还原
2 2 2 2 2 2 2 2 2
剂，H O既不是氧化剂又不是还原剂，故C正确；氧化钠、过氧化钠为离子化合物
2氧化钠只含有离子键，过氧化钠含有离子键和非极性共价键，故D错误。
过氧化钠的氧化性和还原性
(1)氧化性：如
(2)还原性：遇KMnO 等更强的氧化剂时，表现出还原性，氧化产物为O 。
4 2
(3)氧化性与还原性：遇CO 、H O、H＋则发生自身的氧化还原反应(歧化反应)
2 2
【对点练4】 (氧化钠与过氧化钠的性质)下列判断正确的是( )
A．可用水来确定某Na O粉末中是否含有Na O
2 2 2
B．可用CO 来确定某Na O粉末中是否含有Na O
2 2 2 2
C．可利用在空气中加热的方法除去Na O中的Na O
2 2 2
D．将足量的Na O 、Na O分别加到酚酞试液中，最终溶液均为红色
2 2 2
答案 A
解析 CO 、H O与Na O 、Na O均能反应，但与Na O 反应时能产生气体，不
2 2 2 2 2 2 2
过因氧气是无色无味的气体且CO 也是无色无味的气体，故CO 与Na O 的反应
2 2 2 2
无明显的现象产生，水与Na O 反应则会因产生气泡而有明显的现象，故A项正
2 2
确，B项错误；在空气中加热Na O 与Na O的混合物，Na O会转化为Na O ，故C
2 2 2 2 2 2
项错误；D项中两种氧化物加到酚酞试液中后，均先与试液中的水反应生成碱而
使试液变为红色，但因Na O 具有漂白性，最后又会将变成红色的溶液漂白，D项
2 2
错误。
【对点练5】 (Na O 的性质)结合过氧化钠的性质，完成下列填空：
2 2
(1) 用 双 线 桥 分 析 Na O 与 水 反 应 中 电 子 转 移 的 方 向 和 数 目 ：
2 2
___________________________________________________________________；
反应时，生成0.1 mol氧气时，转移的电子数为________。
(2)Na O 加 入 酚 酞 溶 液 中 的 现 象 ：
2 2
____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。(3)在酸性高锰酸钾溶液中加入足量Na O 粉末，现象为
2 2
_______________________________________________________________。
答案 (1)
0.2N 或1.204×1023
A
(2)酚酞试液先变红后褪色，同时产生气泡
(3)溶液褪色，并产生无色气体
【对点练6】 (Na O 反应的定量分析)(2020·安徽省黄山高三模拟)在一密闭容
2 2
器中有CO、H 、O 共16.5 g和足量的Na O ，用电火花引燃，使其完全反应，
2 2 2 2
Na O 增重7.5 g，则原混合气体中O 的质量分数是( )
2 2 2
A．54.5% B．40%
C．36% D．33.3%
答案 A
解析 CO、H 、O 完全反应后生成的二氧化碳、水与过氧化钠反应生成碳酸
2 2
钠、氢氧化钠，所以过氧化钠固体增重的质量等于CO、H 的质量，所以原混合气
2
体中CO、H 的质量之和为7.5 g，则O 的质量是16.5 g－7.5 g＝9.0 g，所以原混
2 2
合气体中O 的质量分数是×100%≈54.5%。
2
Na O 与H O、CO 反应的定量关系
2 2 2 2
电子转移 当Na O 与CO 、H O反应时，物质的量的关系为2Na O ～O
2 2 2 2 2 2 2
关系 ～2e－，n(e－)＝n(Na O )＝2n(O )
2 2 2
CO 、水蒸气(或两混合气体)通过足量Na O 时，气体体积的减
2 2 2
气体体积
少量是原来气体体积的，等于生成氧气的体积，即ΔV＝V(O )
2
变化关系
＝V(混合)
CO 、水蒸气分别与足量Na O 反应时，固体相当于吸收了CO
2 2 2 2
固体质量
中的“CO”、水蒸气中的“H ”，所以固体增加的质量Δm(CO)
2
变化关系
＝28 g·mol－1×n(CO )，Δm(H )＝2 g·mol－1×n(H O)
2 2 2
考点三 碳酸钠和碳酸氢钠的性质及应用
【典例3】 某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体，用
不同的方法做了以下实验，如下图Ⅰ～Ⅳ所示。(1)只根据图Ⅰ、Ⅱ所示实验，能够达到实验目的的是________(填装置序号)。
(2)图Ⅲ、Ⅳ所示实验均能鉴别这两种物质，其反应的化学方程式为
___________________________________________________________________；
与实验Ⅲ相比，实验Ⅳ的优点是________(填字母)。
A．Ⅳ比Ⅲ复杂
B．Ⅳ比Ⅲ安全
C．Ⅳ比Ⅲ操作简便
D．Ⅳ可以做到用一套装置同时进行两个对比实验，而Ⅲ不行
(3)若用实验Ⅳ验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性，则试管B中装入的固体最好
是________(填化学式)。
答案 (1)Ⅱ (2)2NaHCO =====Na CO ＋H O＋CO ↑、CO ＋Ca(OH) ===
3 2 3 2 2 2 2
CaCO ↓＋H O D (3)NaHCO
3 2 3
解析 (1)图Ⅰ不能达到实验目的，因为无论碳酸钠还是碳酸氢钠均可以与盐
酸反应产生二氧化碳，二氧化碳气体与澄清石灰水作用变浑浊；图Ⅱ可以鉴别，
因为等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量的稀盐酸反应，生成二氧化碳气体的量不
同，可根据气球膨胀程度来判断。(2)图Ⅲ、Ⅳ所涉及的化学方程式为
2NaHCO =====Na CO ＋H O＋CO ↑、CO ＋Ca(OH) ===CaCO ↓＋H O，实验Ⅳ
3 2 3 2 2 2 2 3 2
的优点是可同时做对比实验。(3)试管B装入碳酸氢钠，试管A装入碳酸钠，直接
加热的碳酸钠，温度高，不分解，不能使澄清石灰水变浑浊，而间接加热的碳酸氢
钠分解，使澄清石灰水变浑浊，表明了碳酸氢钠比碳酸钠易分解，碳酸钠比碳酸
氢钠稳定。
Na CO 、NaHCO 的鉴别方法
2 3 3
(1)利用热稳定性不同(2)相同条件下利用反应速率不同
(3)利用阴离子的不同
(4)利用溶液的碱性不同
【对点练7】 (碳酸钠与碳酸氢钠的性质比较)下列说法正确的是( )
A．NaHCO 的热稳定性比Na CO 差
3 2 3
B．等质量的Na CO 、NaHCO 分别与足量的盐酸反应，前者产生的CO 多
2 3 3 2
C．足量的Na CO 和NaHCO 分别与等物质的量的盐酸反应，两者产生的
2 3 3
CO 一样多
2
D．等物质的量的Na CO 和NaHCO 分别与足量盐酸反应，后者消耗的盐酸
2 3 3
多
答案 A
解析 由于2NaHCO =====Na CO ＋CO ↑＋H O，故热稳定性：NaHCO <
3 2 3 2 2 3
Na CO ，A项正确；分别取Na CO 、NaHCO 各106 g，与足量盐酸反应，Na CO
2 3 2 3 3 2 3
生成1 mol CO ，NaHCO 生成 mol CO ，B项错误；足量的Na CO 溶液与盐酸发
2 3 2 2 3
生反应Na CO ＋HCl===NaCl＋NaHCO ，而足量NaHCO 与盐酸发生反应：
2 3 3 3
NaHCO ＋HCl===NaCl＋CO ↑＋H O，C、D项错误。
3 2 2
【对点练8】 (侯氏制碱法)(2020·湖南衡阳市高三联考)用如图所示的实验装
置模拟侯氏制碱法的主要反应原理。下列说法正确的是( )A．侯氏制碱法中可循环利用的气体为NH
3
B．先从a管通入NH ，再从b管通入CO
3 2
C．为吸收剩余的NH ，c中应装入碱石灰
3
D．反应后冷却，瓶中析出的晶体主要是纯碱
答案 B
解析 侯氏制碱法中可循环利用的气体是CO ，A项错误；NH 在水中的溶解
2 3
度极大，为了防止倒吸，应先从a管通入NH ，再从b管通入CO ，B项正确；碱石
3 2
灰(主要成分是NaOH和CaO)不能吸收NH ，C项错误；反应后冷却，瓶中析出的
3
晶体主要是NaHCO ，将其加热得到纯碱(Na CO )，D项错误。
3 2 3
侯氏制碱法
(1)反应原理
①产生NaHCO 的反应：NH ＋NaCl＋CO ＋H O===NaHCO ↓＋NH Cl。
3 3 2 2 3 4
②产生Na CO 的反应：2NaHCO =====Na CO ＋CO ↑＋H O。
2 3 3 2 3 2 2
(2)工艺流程
(3)循环利用的物质是CO 、饱和食盐水。
2
考点四 镁、铝的性质及应用
【典例4】 铝是一种既能与酸(非氧化性酸)反应又能与强碱溶液反应放出H
2
的金属，就铝的这一特殊性质回答下列问题：
(1)等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，所得H 的体积之
2
比是________。
(2)足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的盐酸和氢氧化钠溶液
中，产生H 的体积之比是________。
2(3)足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的HCl、NaOH溶液
中，二者产生的H 相等，则HCl和NaOH的物质的量浓度之比是________。
2
(4)甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol·L－1的盐酸和NaOH溶液，向两烧杯
中分别加入等质量的铝粉，反应结束后，测得生成的气体体积比为V(甲)∶V(乙)
＝1∶2，则加入铝粉的质量为________(填字母)。
A．5.4 g B．3.6 g
C．2.7 g D．1.8 g
答案 (1)1∶1 (2)1∶3 (3)3∶1 (4)A
解析 (1)根据化学方程式：2Al＋6HCl===2AlCl ＋3H ↑、2Al＋2NaOH＋
3 2
2H O===2NaAlO ＋3H ↑，得Al与H 的关系式均为2Al～3H ，故只要参加反应
2 2 2 2 2
的Al的量相等，所得H 的量必相等。(2)因为在反应中Al过量，产生的H 由HCl
2 2
和NaOH的量决定。根据化学反应中的关系式：6HCl～3H 、2NaOH～3H ，故当
2 2
HCl、NaOH物质的量相等时，二者产生H 的体积比为1∶3。(3)因为铝足量且产
2
生H 的量相等，根据关系式n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1，又因为两溶液体积相等，
2
故物质的量浓度c(HCl)∶c(NaOH)＝n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1。
(4)其反应原理分别为 2Al＋6HCl===2AlCl ＋3H ↑，2Al＋2NaOH＋
3 2
2H O===2NaAlO ＋3H ↑。可见当参加反应的HCl和NaOH的物质的量相等时，
2 2 2
产生H 的体积比是1∶3，而题设条件体积比为1∶2，说明投入的铝粉对盐酸来
2
说是过量的，而对于NaOH来说是不足的。
2Al＋ 6HCl === 2 AlCl ＋ 3H ↑
3 2
6 mol 3 mol
3 mol·L－1×0.1 L 0.15 mol
则Al与NaOH反应生成的H 为0.15 mol×2＝0.3 mol。
2
2Al＋2NaOH＋2H O===2NaAlO ＋3H ↑
2 2 2
2×27 g 3 mol
5.4 g 0.3 mol
即投入的铝粉为5.4 g。
铝与酸或碱反应生成H 的量的关系
2
2Al＋6HCl===2AlCl ＋3H ↑
3 2
2Al＋2NaOH＋2H O===2NaAlO ＋3H ↑
2 2 2
(1)等质量的铝与足量的盐酸、氢氧化钠溶液分别反应：①产生H 的物质的量相等。
2
②消耗H＋、OH－的物质的量之比为n(H＋)∶n(OH－)＝3∶1。
(2)足量的铝分别与等物质的量的HCl和NaOH反应：
①消耗Al的物质的量之比为1∶3。
②生成H 的物质的量之比为1∶3。
2
(3)一定量的铝分别与一定量的盐酸、氢氧化钠溶液反应：
若产生氢气的体积比为＜＜1，则必定
①铝与盐酸反应时，铝过量而HCl不足。
②铝与氢氧化钠溶液反应时，铝不足而NaOH过量。
【对点练9】 (铝与NaOH溶液的反应)(2020·广东广州市高三期末)对于Al与
重氢氧化钠(NaOD)的水溶液反应，下列说法正确的是( )
A．生成的氢气中只含有D
2
B．生成的氢气中含有H 、HD、D
2 2
C．生成的氢气中只含有H
2
D．以上判断都不正确
答案 B
解析 根据铝与氢氧化钠溶液反应生成溶于水的偏铝酸钠和氢气(2Al＋
2H O＋2NaOH===2NaAlO ＋3H ↑)，Al与重氢氧化钠(NaOD)的水溶液反应的过
2 2 2
程中，水是氧化剂，金属铝是还原剂，Al 先与 H O 反应生成 Al(OH) ，然后
2 3
Al(OH) 与重氢氧化钠反应生成NaAlO 和HDO，有了HDO，则Al与NaOD的水
3 2
溶液反应生成的氢气中含有H 、HD、D ，故选B。
2 2
【对点练10】 (镁铝的性质)将等物质的量的镁和铝混合，取等质量该混合物
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·L－1 HCl B．4 mol·L－1 HNO
3
C．8 mol·L－1 NaOH D．18 mol·L－1 H SO
2 4
答案 A
解析 A中Mg、Al与盐酸反应均生成H ；B中Mg、Al和HNO 反应不生成
2 3
H ；C中Mg与NaOH不反应，Al与NaOH溶液反应生成H ；D中铝遇浓H SO
2 2 2 4
钝化，无H 生成。
2
既能与酸反应又能与碱反应的物质①弱酸的铵盐，如：NH HCO 、CH COONH 、(NH ) S等；②弱酸的酸式盐，如：
4 3 3 4 4 2
NaHCO 、KHS、NaHSO 等；③氨基酸；④铝及铝的氧化物、氢氧化物。
3 3
考点五 镁、铝重要化合物的性质及应用
【典例5】 (2021·1月江苏省新高考适应性考试，8)由制铝工业废渣(主要含Fe、
Ca、Si、Al等的氧化物)制取聚合硫酸铁铝净水剂的流程如下。
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下列有关说法不正确的是( )
A.控制适当反应温度并不断搅拌，有利于提高铁、铝浸取率
B.Al O 与稀硫酸反应的离子方程式：Al O ＋6H＋===2Al3＋＋3H O
2 3 2 3 2
C.滤液中主要存在的阳离子有：H＋、Fe2＋、Ca2＋、Al3＋
D.聚合硫酸铁铝水解形成的胶体具有吸附作用
答案 C
解析 控制适当反应温度并不断搅拌，可以加快反应速率，促使反应充分，有利
于提高铁、铝浸取率，故A正确；Al O 与稀硫酸反应生成硫酸铝和水，离子方程
2 3
式为Al O ＋6H＋===2Al3＋＋3H O，故B正确；双氧水会将亚铁离子氧化，所以滤
2 3 2
液中主要存在的阳离子没有Fe2＋，而是Fe3＋，故C错误；聚合硫酸铁铝水解可以
生成氢氧化铝和氢氧化铁胶体，胶体表面积较大，具有吸附作用，故D正确。
由铝土矿冶炼铝的流程
铝土矿主要成分Al O ，含有少量SiO 、Fe O 等杂质
2 3 2 2 3
方案一：碱溶法①、③中相关反应为：
①Al O ＋2OH－===2AlO＋H O，
2 3 2
SiO ＋2OH－===SiO＋H O。
2 2
③AlO＋CO ＋2H O===Al(OH) ↓＋HCO，
2 2 3
SiO＋2CO ＋2H O===H SiO ↓＋2HCO。
2 2 2 3
(实际生产中，硅元素转化为硅铝酸钠沉淀)
方案二：酸溶法
①②中相关反应为：
①Al O ＋6H＋===2Al3＋＋3H O，
2 3 2
Fe O ＋6H＋===2Fe3＋＋3H O。
2 3 2
②Al3＋＋4OH－===AlO＋2H O，
2
Fe3＋＋3OH－===Fe(OH) ↓。
3
【对点练11】 (铝及其化合物的转化)(2020·福建泉州市高三一模)铝在酸性或
碱性溶液中均可与NO发生氧化还原反应，转化关系如下图所示：
下列说法错误的是( )
A．B溶液含AlO
B．A溶液和B溶液混合无明显现象
C．D与F反应生成盐
D．E排入大气中会造成污染
答案 B
解析 根据图像可知，Al在酸性条件下与硝酸根离子反应生成硝酸铝、NO
和水，则溶液A为硝酸铝，气体C为NO；气体E则为二氧化氮，F为硝酸；铝在碱
性条件下与硝酸根离子反应生成偏铝酸根和氨气，则溶液B含偏铝酸根，气体D
为氨气，A说法正确；硝酸铝溶液和偏铝酸根溶液混合时，发生相互促进水解，产生氢氧化铝沉淀，B说法错误；D、F分别为氨气、硝酸，可反应生成硝酸铵，属于
盐类，C说法正确；E为二氧化氮，有毒，排入大气中会造成污染，D说法正确。
【对点练12】 (氢氧化铝的制备)(2020·安徽省十校联盟线上联检)某兴趣小组
计划用Al、稀H SO 、NaOH溶液制备1 mol Al(OH) 。设计如下三种方案：
2 4 3
方案Ⅰ：向Al中加入NaOH溶液，至Al刚好完全溶解，得溶液①。向溶液①
中加硫酸至刚好沉淀完。过滤、洗涤、干燥。
方案Ⅱ：向Al中加入硫酸，至Al刚好完全溶解，得溶液②。向溶液②中加
NaOH 溶液至刚好沉淀完。过滤、洗涤、干燥。
方案Ⅲ：将Al按一定比例分为两份，按前两方案先制备溶液①和溶液②。然
后将两溶液混和。过滤、洗涤、干燥。
下列说法不正确的是( )
A．三种方案转移电子数一样多
B．方案Ⅲ所用硫酸的量最少
C．方案Ⅲ比前两个方案更易控制酸碱的加入量
D．采用方案Ⅲ时，用于制备溶液①的Al占总量的 0.25
答案 D
解析 三种方案中，消耗Al都为1 mol，Al都由0价升高为＋3价，则转移电
子数一样多，A正确；从三个方案的比较中可以看出，生成等物质的量的氢氧化
铝，方案Ⅲ所用硫酸的量最少，B正确；方案Ⅰ需控制酸的加入量，方案Ⅱ需控制
碱的加入量，而方案Ⅲ不需对酸、碱的用量严格控制，所以方案Ⅲ比前两个方案
更易控制酸碱的加入量，C正确；采用方案Ⅲ时，发生的反应为3AlO＋Al3＋＋
6H O===4Al(OH) ↓，可知，用于制备溶液①的Al占总量的0.75，D不正确。
2 3
【对点练13】 (除杂问题)下列除去杂质的方法不正确的是( )
A．镁粉中混有少量铝粉：加入过量烧碱溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥
B．用过量氨水除去Fe3＋溶液中的少量Al3＋
C．Al(OH) 中混有少量Mg(OH) ：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤，向滤
3 2
液中通入过量CO 后过滤
2
D．MgO中混有少量Al O ：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤、洗涤、干燥
2 3
得到MgO
答案 B
解析 Al(OH) 不溶于氨水，故向含少量Al3＋的Fe3＋溶液中加入过量氨水时，
3
Fe3＋、Al3＋均转化为氢氧化物沉淀，达不到除杂的目的。含铝杂质的提纯方法归类
利用Al、Al O 、Al(OH) 可溶于强碱的特性，可除去许多物质中的含铝杂质，
2 3 3
如：
(1)Mg(Al)：加足量NaOH溶液，过滤。
(2)Fe O (Al O )：加足量NaOH溶液，过滤。
2 3 2 3
(3)Mg(OH) [Al(OH) ]：加足量NaOH溶液，过滤。
2 3
(4)Mg2＋(Al3＋)：加过量NaOH溶液，过滤，再向滤渣中加酸充分反应
1．(高考选项组合)判断下列说法是否正确，正确的打√，错误的打×。
(1)(2020·江苏，6A)室温下，Na在空气中反应生成Na O ( )
2 2
(2)(2020·江苏，10B)NaCl(aq)――→NaHCO (s)――→Na CO (s)( )
3 2 3
(3)(2020·浙江，8B)NaHCO 的热稳定性比Na CO 强( )
3 2 3
(4)(4)(2019·天津，3C)盐碱地(含较多Na CO 等)不利于作物生长，可施加熟石
2 3
灰进行改良( )
(5)(2019·全国卷Ⅱ，11C)Na O 在空气中放置后由淡黄色变为白色的原因的
2 2
方程式是2Na O ===2Na O＋O ↑( )
2 2 2 2
(6)(2019·浙江4月选考，4C)2Na O ＋2CO ===2Na CO ＋O 属于置换反应(
2 2 2 2 3 2
)
(7)(2018·江苏，9A)NaHCO (s)――→Na CO (s)――――――→NaOH(aq)，物
3 2 3
质间转化均能实现( )
(8)(2018·江苏，3A)由于NaHCO 受热易分解，可用于制胃酸中和剂( )
3
(9)(2018·全国卷Ⅱ，7A)碳酸钠可用于去除餐具的油污( )
(10)(2017·江苏，6A)钠与水反应的离子方程式为Na＋2H O===Na＋＋2OH－
2
＋H ↑( )
2
(11)(2017·全国卷Ⅱ，13B)将金属钠在燃烧匙中点燃，迅速伸入集满CO 的集
2
气瓶，集气瓶中产生大量白烟，瓶内有黑色颗粒产生，证明CO 具有氧化性( )
2
(12)(2017·北京，8A)二氧化碳使Na O 固体变白，该过程中气体被还原( )
2 2
(13)(2017·江苏，3A)Na O 吸收CO 产生O ，可用作呼吸面具供氧剂( )
2 2 2 2
(14)(2017·天津，4A)为除去NaHCO 固体中的Na CO ，可将固体加热至恒重(
3 2 3)
答案 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)× (7)√ (8)× (9)√
(10)× (11)√ (12)×
(13)√ (14)×
2．(2020·浙江7月选考组合)下列说法不正确的是( )
A．Cl－会破坏铝表面的氧化膜
B．NaHCO 的热稳定性比Na CO 强
3 2 3
C．高压钠灯可用于道路照明
D．Na O在空气中加热可得到固体Na O
2 2 2
答案 B
解析 酸、碱和Cl－都能破坏铝表面的氧化膜，A项正确；NaHCO 加热分解
3
而Na CO 加热不分解，B项错误；高压钠灯射程远，透雾能力强，可用于道路照
2 3
明，C项正确；Na O不稳定，在空气中加热可得到Na O ，D项正确。
2 2 2
3．（双选）(2020·浙江1月选考组合)下列说法不正确的是( )
A．钠着火不能用泡沫灭火器灭火
B．可用H 还原MgO制备单质Mg
2
C．做焰色试验前，铂丝用稀盐酸清洗并灼烧至火焰呈无色
D．Mg加入到过量FeCl 溶液中可得到Fe
3
答案 BD
解析 钠与水、CO 均能发生反应，所以钠着火不能用泡沫灭火器灭火，A项
2
正确；镁的还原性强于H ，不能用H 还原MgO的方法制备单质Mg，B项错误；
2 2
做焰色试验前，铂丝应用稀盐酸清洗并灼烧至火焰呈无色，目的是防止其他离子
产生干扰，C项正确；镁加入过量FeCl 溶液中只发生反应：Mg＋2Fe3＋===Mg2＋
3
＋2Fe2＋，得不到Fe。
4.(2021·1月广东学业水平选择考适应性测试，12)陈述Ⅰ和Ⅱ均正确且具有因果
关系的是( )
选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ
A Na可与水反应产生O Na着火不能用水扑灭
2
B 可用铝槽运输浓硝酸 浓硝酸与Al不反应
C 硅胶用作干燥剂 硅胶具有很强的吸水性
不锈钢水龙头上的铜部件易发生
D Fe的金属性比Cu强
电化学腐蚀答案 C
解析 A.Na可与水反应产生H ，陈述Ⅰ错误，A与题意不符；B.浓硝酸使Al发生
2
钝化，发生了反应，陈述Ⅱ错误，B与题意不符；C.硅胶具有很强的吸水性，故硅
胶可用作干燥剂，陈述正确，且具有因果关系，C符合题意；D.Fe比Cu活泼，则不
锈钢水龙头上的铁部件易发生电化学腐蚀，陈述Ⅱ错误，D与题意不符；答案为
C。
5．(2020·浙江1月选考，12)下列关于铝及其化合物说法，不正确的是( )
A．明矾可用作净水剂和消毒剂
B．利用铝热反应可冶炼高熔点金属
C．铝可用作包装材料和建筑材料
D．氢氧化铝可用作治疗胃酸过多的药物
答案 A
解析 A．明矾不能使蛋白质变性，所以不能用于水的消毒、杀菌，明矾中的
铝离子能水解生成氢氧化铝胶体，能吸附水中的悬浮颗粒，所以明矾能净水，故
A项错误；B.铝热反应在高温下进行，放出大量的热，可用于冶炼熔点高的金属，
故B项正确；C.铝具有良好的延展性，因此铝可制成铝箔用于食品包装，铝也可
用于做建筑材料，如铝合金门窗，故C项正确；D.氢氧化铝能中和胃酸，对人体无
腐蚀作用，所以氢氧化铝可作治疗胃酸过多的药物，故D项正确。
6．(2020·江苏化学，3)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是( )
A．铝的金属活泼性强，可用于制作铝金属制品
B．氧化铝熔点高，可用作电解冶炼铝的原料
C．氢氧化铝受热分解，可用于中和过多的胃酸
D．明矾溶于水并水解形成胶体，可用于净水
答案 D
解析 铝具有很好的延展性，可以用于制作铝金属制品，与铝的活泼性无关，
A项错误；电解氧化铝冶炼铝是因为氧化铝熔融状态下能导电，与熔点高无关，B
项错误；氢氧化铝能与胃酸的主要成分盐酸发生反应，与氢氧化铝受热分解无关
C项错误；明矾中的Al3＋可以水解生成氢氧化铝胶体，胶体具有很强的吸附能力，
可以吸附水中的悬浮物，起到净水作用，D项正确。
7．（双选）(高考选项组合)下列说法或性质对应用途正确的是( )
A．(2020·江苏，5B)室温下，Al与4.0 mol·L－1NaOH溶液反应生成NaAlO
2
B．(2019·天津，3B)铝中添加适量锂，制得低密度、高强度的铝合金，可用于航空工业
C．(2020·浙江，12B)Mg加入到过量FeCl 溶液中可得Fe
3
D．(2020·江苏，6D)Mg(OH) (s)HCl(aq),MgCl (aq)电解,Mg(s)
2 2
答案 AB
解析 室温下，铝与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，故A正确；锂和
铝都是密度小的金属，铝中添加适量锂，制得低密度、高强度的铝合金，可用于航
空工业，B正确；Mg加入过量的FeCl 溶液中只发生反应Mg＋2Fe3＋=== Mg2＋
3
＋2Fe2＋，得不到Fe，C错误；电解氯化镁溶液无法得到镁单质，阳极氯离子放电
生成氯气，阴极水电离出的氢离子放电产生氢气，同时产生大量氢氧根，与镁离
子产生沉淀，故D错误。
8．(2020·山东学业水平等级考试，9)以菱镁矿(主要成分为MgCO ，含少量
3
SiO 、Fe O 和Al O )为原料制备高纯镁砂的工艺流程如下：
2 2 3 2 3
已知浸出时产生的废渣中有SiO 、Fe(OH) 和Al(OH) 。下列说法错误的是(
2 3 3
)
A．浸出镁的反应为MgO＋2NH Cl===MgCl ＋2NH ↑＋H O
4 2 3 2
B．浸出和沉镁的操作均应在较高温度下进行
C．流程中可循环使用的物质有NH 、NH Cl
3 4
D．分离Mg2＋与Al3＋、Fe3＋是利用了它们氢氧化物K 的不同
sp
答案 B
解析 结合工艺流程可知煅烧后得到的轻烧粉的成分为 MgO和少量SiO 、
2
Fe O 、Al O ，NH Cl溶液呈酸性，浸出时使MgO及Fe O 、Al O 溶解，浸出后得
2 3 2 3 4 2 3 2 3
到的废渣中含有SiO 、Fe(OH) 和Al(OH) ，所得浸出液中含有Mg2＋及过量的
2 3 3
NH Cl，加入氨水时Mg2＋转化为Mg(OH) ，经煅烧得到高纯镁砂MgO。结合流程
4 2
图和上述分析可知浸出镁的反应为MgO＋2NH Cl===MgCl ＋2NH ↑＋H O，A
4 2 3 2
项正确；浸出可以在较高温度下进行，促进NH Cl水解和NH 的逸出，但沉镁时
4 3
应在低温下进行，以减弱氨水分解，B项错误；结合流程图可知浸出得到的NH
3
可转化为氨水，用于沉镁，滤液中含有过量的NH Cl，可用于浸出时的反应液，故
4
该流程中NH 和NH Cl可循环使用，C项正确；本流程中分离Mg2＋时，Al3＋、Fe3＋
3 4
转化为沉淀，是利用了它们氢氧化物的K 不同，D项正确。
sp微专题 9 碳酸钠质量分数测定的实验探究
测定碳酸钠质量分数的常用方法
1．气体法
(1)测定原理：Na CO ＋H SO ===Na SO ＋H O＋CO ↑。
2 3 2 4 2 4 2 2
依据CO 的体积确定Na CO 的物质的量，进而确定纯碱中Na CO 的含量。
2 2 3 2 3
(2)实验操作：向m g纯碱样品中加入足量的稀硫酸，准确测量产生CO 气体
2
的体积为V mL(已折算为标准状况)。
(3)数据处理
纯碱样品中Na CO 的质量为 mol×106 g·mol－1＝ g，则纯碱样品中Na CO
2 3 2 3
的质量分数为×100%＝%。
2．沉淀法
(1)测定原理：Na CO ＋BaCl ===BaCO ↓＋2NaCl。
2 3 2 3
依据BaCO 沉淀的质量，确定Na CO 的物质的量，进而确定纯碱中Na CO
3 2 3 2 3
的含量。
(2)实验操作：先将m g纯碱样品溶于水配成溶液，向溶液中加入过量的BaCl
2
溶液，经过滤、洗涤、干燥得BaCO 沉淀的质量为n g。
3
(3)数据处理
纯碱样品中Na CO 的质量为×106 g·mol－1＝ g，则纯碱样品中Na CO 的质
2 3 2 3
量分数为×100%＝×100%。
1．为精确测定工业纯碱中碳酸钠的质量分数(含少量NaCl)，准确称量W g
样品进行实验，下列实验方法所对应的实验方案和测量数据合理的是( )
选项 实验方法 实验方案 测量数据
将样品配成100 mL溶液，取10 mL，
A 滴定法 消耗盐酸的体积
加入酚酞，用标准盐酸滴定
将样品与盐酸反应，生成的气体全部
B 量气法 碱石灰增加的质量
被碱石灰吸收
将样品放入烧瓶中，置于电子天平
C 重量法 减少的质量
上，加入足量盐酸
将样品与盐酸反应，气体通过排水量
D 量气法 排出水的体积
气装置量气答案 A
解析 用酚酞作指示剂时，Na CO 与盐酸发生反应Na CO ＋HCl===NaCl＋
2 3 2 3
NaHCO ，依据消耗盐酸的量可以计算出样品中Na CO 的量，进而确定样品中
3 2 3
Na CO 的质量分数，A项正确；测量碱石灰增重的方法是重量法而不是量气法，
2 3
碱石灰增加的质量还包括水蒸气、氯化氢等，B项错误；样品中加入足量盐酸，因
盐酸的质量未知，无法通过重量法测量Na CO 的质量，C项错误；因部分CO 能
2 3 2
溶解到水里，与水反应生成H CO ，故排出水的体积并不是CO 的体积，D项错误。
2 3 2
2．(2020·河南安阳一模)为了测定NaCl、Na CO ·10H O和NaHCO 的混合物
2 3 2 3
中各组分的含量，某同学设计如下实验：取一定质量的混合物，通过测量反应前
后②和③装置质量的变化，测定该混合物中各组分的质量分数。下列说法中错误
的是( )
A．①②③中可以依次盛装碱石灰、无水CaCl 、碱石灰
2
B．硬质玻璃管加热前，应关闭b，打开a，缓缓通入空气，直至a处出来的空
气不再使澄清石灰水变浑浊为止
C．若将①装置换成盛放NaOH溶液的洗气瓶，则测得的NaCl含量偏大
D．实验过程中一直通入空气，停止加热后再停止通入空气
答案 C
解析 根据实验目的和装置的连接顺序可知：装置①用于吸收空气中的CO
2
和水蒸气，可以使用碱石灰；装置②吸收Na CO ·10H O和NaHCO 分解生成的
2 3 2 3
水蒸气，可以使用无水CaCl ；装置③吸收碳酸氢钠分解生成的CO ，使用碱石灰，
2 2
A项正确；实验前必须将装置中的水蒸气和CO 赶净，避免影响测定结果，硬质
2
玻璃管加热前，应关闭b，打开a，缓缓通入空气，直至a处出来的空气不再使澄清
石灰水变浑浊为止，B项正确；若将①装置换成盛放NaOH溶液的洗气瓶，则会
增加水的质量，使测得Na CO ·10H O和NaHCO 的含量偏高，NaCl的含量偏低，
2 3 2 3
C项错误；实验过程中一直通入空气，停止加热后继续通入空气使存留在装置中
的CO 和水蒸气完全被吸收，D项正确。
2
3．小苏打长期放置在空气中会变质(部分转变为Na CO )，某研究小组欲测定
2 3
某小苏打样品中NaHCO 的质量分数，设计如下实验方案：
3
Ⅰ.加热分解法利用图1装置，充分加热小苏打样品。
(1)仪器a的名称为_______________________________________________。
(2)在实验过程中，需要测量的实验数据如下：
①仪器a的质量；②_____________________________________________；
③____________________________________________________________。
Ⅱ.测量气体体积法
利用图2装置，测定反应生成气体的体积。
(3)组装好仪器后，首先进行的操作为_____________________________。
(4)导管g的作用为_________________________________________________
_______________________________________________________________。
(5)为了减小实验误差，B、C中最好用________溶液代替水。
(6)待反应结束，气体冷却至室温后，利用图示装置读取气体体积时，应注意
的事项如下：
①_____________________________________________________________。
②_____________________________________________________________。
(7)若所取样品的质量为m g，反应前量气管C的读数为V mL，反应结束后量
1
气管C的读数为V mL，则样品中NaHCO 和Na CO 的物质的量之和为_______
2 3 2 3
(气体体积均已换算为标准状况下的体积)。
答案 (1)坩埚 (2)②加热前，仪器a和样品的总质量
③加热冷却后，仪器a和残留物的总质量
(3)检查装置气密性
(4)平衡分液漏斗与锥形瓶内的气压，使液体顺利流下；滴入锥形瓶的稀硫酸
的体积等于进入分液漏斗的气体体积，从而消除因加入稀硫酸而引起的气体体积
误差
(5)饱和NaHCO
3
(6)①读数时应上下移动C管，使B、C两管液面相平
②视线与液面最低处相平(7) mol
解析 (7)根据碳原子守恒，1 mol碳原子对应1 mol二氧化碳，二氧化碳的物
质的量为 mol，所以样品中NaHCO 和Na CO 的物质的量之和为 mol。
3 2 3
微专题 10 两种典型金属——Zn 和 Be
单质 氧化物 氢氧化物
Zn Be ZnO BeO Zn(OH) Be(OH)
2 2
Zn(OH) Be(OH)
2 2
Zn＋2H＋ ZnO＋2H BeO＋2H
与H＋ Be＋2H＋ ＋2H＋ ＋2H＋
===Zn2＋＋ ＋===Zn2＋ ＋===Be2＋
反应 ===Be2＋ ===Zn2＋ ===Be2＋
H ↑ ＋H O ＋H O
2 2 2
＋2H O ＋2H O
2 2
ZnO＋ BeO＋ Zn(OH) Be(OH)
2 2
Zn＋2OH－ Be＋2OH－
与OH 2OH－ 2OH－ ＋2OH－ ＋2OH－
===ZnO＋ ===BeO＋
－反应 ===ZnO ===BeO ===ZnO ===BeO
H ↑ H ↑
2 2
＋H O ＋H O ＋2H O ＋2H O
2 2 2 2
可溶性盐(如BeCl 、ZnCl ) 可溶性盐(如Na ZnO 、Na BeO )
2 2 2 2 2 2
BeCl ZnCl Na BeO Na ZnO
2 2 2 2 2 2
与少量 Be2＋＋2OH Zn2＋＋2OH BeO＋2H＋ ZnO＋2H＋
与少量盐酸
NaOH溶液 －=== －=== === ===
反应
反应 Be(OH) ↓ Zn(OH) ↓ Be(OH) ↓ Zn(OH) ↓
2 2 2 2
与过量 Be2＋＋4OH Zn2＋＋4OH BeO＋4H＋ ZnO＋4H＋
与过量盐酸
NaOH溶液 －===BeO＋ －===ZnO＋ ===Be2＋＋ ===Zn2＋＋
反应
反应 2H O 2H O 2H O 2H O
2 2 2 2
1．铝、铍及其化合物具有相似的化学性质，已知反应：BeCl ＋Na BeO ＋
2 2 2
2H O===2NaCl＋2Be(OH) ↓能完全进行，则下列推断正确的是( )
2 2
A．Be(OH) 既能溶于盐酸，又能溶于NaOH溶液
2
B．因BeCl 水溶液的导电性强，故BeCl 是离子化合物
2 2
C．常温下Na BeO 溶液的pH＞7，将其蒸干并灼烧后得到的残留物为BeO
2 2
D．常温下BeCl 溶液的pH＞7，将其蒸干并灼烧后得到的残留物是BeCl
2 2
答案 A解析 铝、铍及其化合物具有相似的化学性质，Be(OH) 与Al(OH) 性质相似
2 3
Be(OH) 既能溶于盐酸，又能溶于NaOH溶液，A正确；某些共价化合物水溶液的
2
导电性也较强，B错误；Na BeO 溶液蒸干灼烧后得到Na BeO ，C错误；常温下
2 2 2 2
BeCl 溶液的pH＜7，蒸干并灼烧后得到的残留物是BeO，D错误。
2
2．锌和铝都是活泼金属，其氢氧化物既能溶于强酸溶液，又能溶于强碱溶液，
但是Al(OH) 不溶于氨水，而Zn(OH) 能溶于氨水，生成[Zn(NH ) ]2＋。
3 2 3 4
回答下列问题：
(1)单质铝溶于NaOH溶液后，溶液中铝元素的存在形式为________(用化学
式表示)。
(2)写出锌和NaOH溶液反应的离子方程式：
_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(3)下列各组中的两种溶液，用相互滴加的实验方法可以鉴别的是
________(填序号)。
①Al (SO ) 和NaOH ②Al (SO ) 和氨水
2 4 3 2 4 3
③ZnSO 和NaOH ④ZnSO 和氨水
4 4
(4)写出可溶性铝盐和氨水反应的离子方程式：
_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
试解释实验室不宜用可溶性锌盐与氨水反应制取氢氧化锌的原因：
___________________________________________________________________。
答案 (1)[Al(OH) ]－(或AlO)
4
(2)Zn＋2OH－＋2H O===[Zn(OH) ]2－＋H ↑(或Zn＋2OH－===ZnO＋H ↑)
2 4 2 2
(3)①③④ (4)Al3＋＋3NH ·H O===Al(OH) ↓＋3NH 可溶性锌盐与氨水反
3 2 3
应产生的Zn(OH) 可溶于过量氨水中，生成[Zn(NH ) ]2＋，氨水的用量不易控制
2 3 4
解析 (1)Al与NaOH溶液反应生成Na[Al(OH) ]或NaAlO 。(2)锌与NaOH
4 2
溶液反应的离子方程式为Zn＋2OH－＋2H O===[Zn(OH) ]2－＋H ↑或Zn＋2OH－
2 4 2
===ZnO＋H ↑。(3)①Al (SO ) 与NaOH溶液滴加顺序不同，现象不同，可鉴别；
2 2 4 3
②Al (SO ) 与氨水滴加顺序不同，现象相同，不可鉴别；③ZnSO 与NaOH溶液
2 4 3 4
滴加顺序不同，现象不同，可鉴别；④ZnSO 与氨水滴加顺序不同，现象不同，可
4
鉴别。(4)可溶性铝盐与氨水反应生成 Al(OH) ，反应的离子方程式为 Al3＋＋
3
3NH ·H O===Al(OH) ↓＋3NH，因Zn(OH) 能溶于氨水，故在实验室里不能用可
3 2 3 2溶性锌盐与氨水反应制取Zn(OH) 。
2
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)
1．镁、铝单质的化学性质部分相似，但也存在一定差异，下列物质能用于证明二
者存在较大差异的是( )
①CO ②盐酸 ③NaOH溶液 ④水
2
A．①④ B．②③
C．①③ D．②③④
答案 C
解析 Al能与NaOH溶液反应而Mg不能；Mg能在CO 中燃烧，而Al不能。
2
2．钙与钠相似，也能形成过氧化物，则下列叙述正确的是( )
A．过氧化钙的化学式是Ca O
2 2
B．1 mol过氧化钠或过氧化钙跟足量水反应都生成0.5 mol氧气
C．过氧化钙中阴阳离子数之比为2∶1
D．过氧化钙中只含离子键
答案 B
3．(2020·成都调研)过氧化钠与水反应后滴加酚酞，酚酞先变红后褪色。某小组欲
探究其原因，进行如图所示实验。实验①取反应后溶液加入二氧化锰，立即产生
大量气体；实验②③中红色均不褪去。下列分析错误的是( )
A．过氧化钠与水反应产生的气体为O
2
B．过氧化钠与水反应需要MnO 作催化剂
2
C．实验②③可证明使酚酞褪色的不是氢氧化钠和氧气
D．过氧化钠与水反应可能生成了具有漂白性的H O
2 2
答案 B
解析 过氧化钠与水反应不需要催化剂，B项错误；实验②③作为对照实验，可
证明氢氧化钠和氧气不能使酚酞溶液褪色，C项正确；根据实验①的现象可判断
过氧化钠与水反应可能生成了 H O ，H O 在MnO 作催化剂的条件下分解产生
2 2 2 2 2
O ，D项正确。
24．如图两圆圈相交的部分表示圆圈内的物质相互发生的反应。已知钠及其氧化
物的物质的量均为0.1 mol，水的质量为100 g。下列说法正确的是( )
A．反应③最多能产生0.05 mol O
2
B．反应①的离子方程式为Na＋2H O===Na＋＋2OH－＋H ↑
2 2
C．Na O 中阴阳离子数目之比为1∶1
2 2
D．①②③充分反应后所得溶液中溶质的质量分数：①>②>③
答案 A
解析 0.1 mol Na O 与100 g H O反应，H O过量，反应③最多能产生0.05 mol
2 2 2 2
O ，A正确；反应①的离子方程式应为2Na＋2H O===2Na＋＋2OH－＋H ↑，B错
2 2 2
误；Na O 中阴阳离子数目之比为1∶2，C错误；①、②、③充分反应后所得溶液中
2 2
溶质(NaOH)的质量分数：③＝②＞①，D错误。
5．(2020·河北唐山市区县联考)向碳酸钠稀溶液中加入或通入少量下列物质能反
应，但看不到明显现象的是( )
A．Ca(OH) 溶液 B．Na O 固体
2 2 2
C．CO D．CaCl 溶液
2 2
答案 C
解析 发生Ca(OH) ＋Na CO ===CaCO ↓＋2NaOH，有白色沉淀生成，故A不
2 2 3 3
符合题意；加入Na O ，发生2Na O ＋2H O===4NaOH＋O ↑，NaOH与Na CO
2 2 2 2 2 2 2 3
不发生反应，但有气体生成，故B不符合题意；Na CO 与CO 发生Na CO ＋CO
2 3 2 2 3 2
＋H O===2NaHCO ，虽然NaHCO 溶解度小于Na CO ，但Na CO 为稀溶液，不
2 3 3 2 3 2 3
会有晶体析出，因此无现象，故C符合题意；发生CaCl ＋Na CO ===CaCO ↓＋
2 2 3 3
2NaCl，有白色沉淀生成，有明显现象，故D不符合题意。
6．(2020·河北石家庄重点中学摸底)对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及两者间是否具有因
果关系的判断都正确的是( )
选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ 判断
NaHCO 可与盐酸
3
A 小苏打可用于治疗胃病 Ⅰ对；Ⅱ对；有关系
反应
B 滴有酚酞溶液的水溶液中 Na O 与水反应生 Ⅰ对；Ⅱ错；无关系
2 2加Na O ，溶液变红 成氢氧化钠
2 2
高压钠灯发出透雾
C 金属钠具有强还原性 Ⅰ对；Ⅱ对；有关系
性强的黄光
过氧化钠可用作航天员的 Na O 能和CO 、
2 2 2
D Ⅰ对；Ⅱ对；无关系
供氧剂 H O反应生成O
2 2
答案 A
解析 小苏打可用于治疗胃病，是因为NaHCO 可与盐酸反应；且碱性较弱，A项
3
正确；滴有酚酞溶液的水溶液中加Na O ，溶液先变红后褪色，B项错误；高压钠
2 2
灯发出透雾性很强的黄光，与金属钠的还原性无关，C项错误；过氧化钠用作航
天员的供氧剂，是因为Na O 能与CO 、H O反应生成O ，D项错误。
2 2 2 2 2
7．某小组用打磨过的铝片进行如下实验，下列分析不合理的是( )
A．①中铝片发生了钝化
B．②中产生的气泡可能是氮氧化合物
C．③中沉淀溶解的离子方程式是Al(OH) ＋OH－===AlO＋2H O
3 2
D．②中加水稀释过程中，仅发生了氧化还原反应
答案 D
解析 常温下铝在浓硝酸中发生钝化，故A正确；加水稀释硝酸浓度变小，产生
气泡说明铝和稀硝酸发生反应生成一氧化氮气体，②中产生的气泡可能是氮氧化
合物，故B正确；③中沉淀溶解是氢氧化铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水，
反应的离子方程式是Al(OH) ＋OH－===AlO＋2H O，故C正确；②中加水稀释过
3 2
程中，铝表面形成的氧化物薄膜溶于稀硝酸为复分解反应，Al与稀硝酸反应属于
氧化还原反应，过程中不仅发生了氧化还原反应，故D错误。
8．(2020·福建福州质检)以铝土矿(主要成分为Al O ，还含少量Fe O 、SiO 等)为
2 3 2 3 2
主要原料生产金属铝的工艺流程如图。
已知滤渣中含有硅铝酸钠(Na Al Si O )沉淀。下列说法错误的是( )
2 2 2 8
A．碱溶过程发生复杂的氧化还原反应B．以氧化物的形式表示硅铝酸钠的化学式为：Na O·Al O ·2SiO
2 2 3 2
C．X的主要溶质是Na CO
2 3
D．产生Al和O 的电解过程通常使用助熔剂Na AlF
2 3 6
答案 A
解析 结合铝土矿的主要成分及已知信息知，碱溶过程发生反应：Al O ＋
2 3
2NaOH===2NaAlO ＋H O、SiO ＋2NaOH===Na SiO ＋H O,2Na SiO ＋2NaAlO
2 2 2 2 3 2 2 3 2
＋2H O===Na Al Si O ↓＋4NaOH，反应过程中均未涉及化合价的变化，A项错
2 2 2 2 8
误；以氧化物形式表示Na Al Si O 为Na O·Al O ·2SiO ，B项正确；加入NaHCO
2 2 2 8 2 2 3 2 3
溶液发生的化学反应为NaHCO ＋NaAlO ＋H O===Al(OH) ↓＋Na CO ，则过滤
3 2 2 3 2 3
后X的溶质主要为Na CO ，C项正确；电解熔融Al O 冶炼金属铝时，加入冰晶
2 3 2 3
石(Na AlF )作助熔剂能降低熔融温度，减少能耗，D项正确。
3 6
9．过碳酸钠(2Na CO ·3H O )在生产和生活领域应用广泛，其制备反应为：
2 3 2 2
2Na CO (aq)＋3H O (aq)2Na CO ·3H O (s) ΔH＜0。过碳酸钠具有Na CO 和
2 3 2 2 2 3 2 2 2 3
H O 的双重性质，在50 ℃时分解为碳酸钠和过氧化氢。下列有关说法错误的是(
2 2
)
A．实验室制备过碳酸钠时可采用冷水浴控制反应温度
B．过碳酸钠水溶液呈碱性，可用作漂洗剂和消毒杀菌剂
C．向盛过碳酸钠固体的烧杯中滴加酚酞后溶液先变红后褪色
D．过碳酸钠可使酸性高锰酸钾溶液褪色，并放出一种无色气体
答案 D
解析 A．在50 ℃时分解为碳酸钠和过氧化氢，则制备过碳酸钠时可采用冷水浴
控制反应温度，不能使反应温度过高，故A正确；过碳酸钠具有Na CO 和H O
2 3 2 2
的双重性质，其中碳酸钠水解呈碱性，过氧化氢具有强氧化性，可用于漂洗剂和
消毒杀菌剂，故B正确；C.向过碳酸钠固体中滴加酚酞，现象为先变红后褪色，正
确；D.过碳酸钠可使酸性高锰酸钾溶液褪色，其中碳酸钠与酸反应生成二氧化碳
气体，过氧化氢与高锰酸钾发生氧化还原反应生成氧气，则生成两种气体，故D
错误。
10．(2020·郑州模拟)镓(Ga)与铝同主族，曾被称为“类铝”，其氧化物和氢氧化物
均为两性化合物。工业制备镓的流程如下图所示：
下列判断不合理的是( )A．Al、Ga均处于第ⅢA族
B．Ga O 可与盐酸反应生成GaCl
2 3 3
C．Ga(OH) 可与NaOH反应生成NaGaO
3 2
D．酸性：Al(OH) >Ga(OH)
3 3
答案 D
解析 镓(Ga)与铝同主族，均处于第ⅢA族，A项正确；Ga O 与Al O 的性质相
2 3 2 3
似，可与盐酸反应生成GaCl ，B项正确；Ga(OH) 与Al(OH) 的性质相似，能与
3 3 3
NaOH溶液反应生成NaGaO ，C项正确；在NaAlO 和NaGaO 的混合液中通入适
2 2 2
量CO ，只有Al(OH) 沉淀，而没有 Ga(OH) 沉淀，根据强酸制弱酸的原理，
2 3 3
Ga(OH) 的酸性强于碳酸，则酸性：Al(OH)
