2019年高考化學 藝體生百日突圍系列 專題3.14 鈉、鎂、鋁方面試題的解題方法與技巧.doc
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專題3.14 鈉、鎂、鋁方面試題的解題方法與技巧 高考對鈉及其化合物的考查重點是鈉的氧化物和鈉鹽的性質(zhì)、推斷、計算和實驗探究。鈉的化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系是聯(lián)系生產(chǎn)、生活實際的重要切入點。常以框圖題形式出現(xiàn)在綜合題中,應(yīng)用心體會。鎂、鋁及其化合物的知識點豐富,性質(zhì)應(yīng)用廣泛,命題空間大。以實驗為手段,以工業(yè)生產(chǎn)為背景,以圖像分析和計算為重點,題型靈活、是高考的熱點。預(yù)計2019年仍以實際情景為依托,以元素化合物知識為載體,融元素化合物、化學基本理論、化學實驗、化學計算、圖像分析等知識于一體,既考查考生對知識的整合能力,又考查新課標的三種能力,并提高從化學視角分析和解決實際問題的能力。題型有選擇題和填空題;以選擇題形式考查Na、Mg、Al單質(zhì)及其化合物的性質(zhì)和應(yīng)用,在Ⅱ卷中與化學反應(yīng)原理結(jié)合考查綜合推斷,實驗探究和無機化工流程圖,以填空題形式考查。 一、鈉及其化合物 1、氧化鈉和過氧化鈉:Na2O和Na2O2的比較 物質(zhì) 氧化鈉(Na2O) 過氧化鈉(Na2O2) 色態(tài) 白色固體 淡黃色固體 類別 堿性氧化物 過氧化物(非堿性氧化物) 電子式 氧的價態(tài) -2 -1 陰陽離子個數(shù)比 1∶2 1∶2 生成條件 常溫 加熱或點燃 熱穩(wěn)定性 不穩(wěn)定(加熱時被空氣氧化 穩(wěn)定 與水反應(yīng)的化學方程式 Na2O+H2O=2NaOH 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ 與CO2反應(yīng)的化學方程式 Na2O2+CO2=Na2CO3 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 與酸反應(yīng)的化學方程式 Na2O+2HCl=2NaCl+H2O 2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2↑ 主要用途 用于制取少量Na2O2 強氧化劑、漂白劑、供氧劑 2、碳酸鈉與碳酸氫鈉 名稱 碳酸鈉(Na2CO3) 碳酸氫鈉(NaHCO3) 俗名 純堿或蘇打 小蘇打 物理性質(zhì) 色態(tài) 白色晶體 細小白色晶體 水溶性 易溶于水,溶液呈堿性 易溶于水(但比Na2CO3溶解度小),溶液呈堿性 化學 性質(zhì) 穩(wěn)定性 穩(wěn)定,但結(jié)晶碳酸鈉(Na2CO310H2O)易風化 不穩(wěn)定,受熱易分解 2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑ 與H+反應(yīng) CO+2H+=H2O+CO2↑ HCO+H+=H2O+CO2↑ 與堿反應(yīng) [Ca(OH)2] 與OH-不反應(yīng),但Ca2++CO=CaCO3↓ Ca2++OH-+HCO=CaCO3↓+H2O(堿過量) Ca2++2OH-+2HCO=CaCO3↓+CO+2H2O(堿不足) 鹽 CaCl2 Ca2++CO=aCO3↓ 不反應(yīng) 硫酸鋁 2Al3++3CO+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑ 3HCO+Al3+=Al(OH)3↓+3CO2↑ 主要用途 玻璃、造紙、制皂、洗滌 發(fā)酵、醫(yī)藥、滅火器 相互轉(zhuǎn)化 Na2CO3NaHCO3 方法技巧: 1、金屬鈉與酸溶液反應(yīng): Na與H2O反應(yīng)的實質(zhì)是Na置換H2O電離出的H+。酸溶液中H+主要由酸電離得到,所以Na投入酸溶液中時,首先與酸反應(yīng),且比在純水中反應(yīng)劇烈,只有當酸反應(yīng)完后,才與水反應(yīng)。例如少量Na投入鹽酸中先發(fā)生反應(yīng):2Na+2HCl=2NaCl+H2↑。 2、鈉與鹽溶液的反應(yīng): 鈉與鹽溶液反應(yīng),不能置換出鹽中的金屬,這是因為金屬陽離子在水中一般是以水合離子形式存在,即金屬離子周圍有一定數(shù)目的水分子包圍著,不能和鈉直接接觸,所以鈉先與水反應(yīng),然后生成的堿再與鹽反應(yīng)。例如鈉與氯化鐵溶液反應(yīng):2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,3NaOH+FeCl3=Fe(OH)3↓+3NaCl。 方法技巧 1、“鋁三角”之間的轉(zhuǎn)化 (1)“鋁三角”之間的轉(zhuǎn)化: (2)有關(guān)Al(OH)3沉淀的計算: ①Al3++3OH-===Al(OH)3↓、②Al(OH)3+OH-=== AlO2-+2H2O 由①②得:③Al3++4OH-=== AlO2-+2H2O,則 ≤3時,發(fā)生反應(yīng)①,則:n[Al(OH)3]=1/3n(OH-); ≥4時,發(fā)生反應(yīng)③,無Al(OH)3生成; 3<<4時,發(fā)生反應(yīng)①②,則:n[Al(OH)3]=4n(Al3+)-n(OH-)。 2、有關(guān)鋁及其化合物的反應(yīng)圖像 (1)反映Al3+、Al(OH)3、AlO之間轉(zhuǎn)化的有關(guān)圖像: a、把強堿溶液逐滴加入到鋁鹽(Al3+)溶液中至過量 ①現(xiàn)象:先有白色沉淀產(chǎn)生,然后沉淀逐漸溶解。 ②有關(guān)反應(yīng):A→B:Al3++3OH-===Al(OH)3↓、B→D:Al(OH)3+OH-=== AlO2-+2H2O ③圖像: 。 b、把鋁鹽(Al3+)溶液逐滴加入到強堿溶液中至過量 ①現(xiàn)象:先無明顯現(xiàn)象,然后逐漸產(chǎn)生大量的白色沉淀。 ②有關(guān)反應(yīng):A→B:Al3++4OH-=== AlO2-+2H2O、B→C:Al3++3 AlO2-+6H2O===4Al(OH)3↓ ③圖像: 。 c、在AlO溶液中逐滴加入強酸至過量 ①現(xiàn)象:先生成白色沉淀,隨后沉淀逐漸溶解。 ②有關(guān)反應(yīng):A→B:AlO2-+H++2H2O===Al(OH)3↓、B→D:Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O ③圖像: 。 d、在強酸溶液中逐滴加入AlO溶液至過量: ①現(xiàn)象:先無明顯現(xiàn)象,反應(yīng)一段時間后逐漸產(chǎn)生白色沉淀。 ②有關(guān)反應(yīng):A→B:4H++AlO2-===Al3++4H2O、B→C:Al3++3 AlO2-+6H2O===4Al(OH)3↓ ③圖像: 。 e、向含Mg2+和Al3+的酸性溶液中逐滴加入強堿溶液: ①現(xiàn)象:無明顯現(xiàn)象→出現(xiàn)沉淀→漸多→最多→減少→不變 ②反應(yīng):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圖像[c(Mg2+)=c(Al3+)]: 。 (2)反映Al3+、Al(OH)3、AlO2-之間轉(zhuǎn)化的計算——數(shù)軸分析與圖表法 ①根據(jù)AlCl3與NaOH的量計算生成Al(OH)3的量: ②根據(jù)AlCl3與Al(OH)3的量計算需要NaOH的量 NaOH的量 n(NaOH) 當NaOH不足時 n(NaOH)=3n[Al(OH)3] 當NaOH過量時 n(NaOH)=3n(Al3+)+{n(Al3+)-n[Al(OH)3]}=4n(Al3+)-n[Al(OH)3] ③根據(jù)NaAlO2與HCl計算生成Al(OH)3的量: ④根據(jù)Al(OH)3和NaAlO2的量計算需要加入的HCl的量 HCl的量 n(HCl) 當HCl不足時 n(HCl)=n[Al(OH)3] 當HCl過量時 n(HCl)=n(AlO2-)+3{n(AlO2-)-n[Al(OH)3]} =4n(AlO2-)-3n[Al(OH)3] 三、鎂及其化合物 鎂及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系圖: 方法技巧 鎂是重要輕金屬,具有較強還原性。鎂及其化合物在工業(yè)及生活中有著重要而廣泛的用途,代表題型有;天平平衡判斷題,鎂的強還原性,與鋁及其化合物的聯(lián)系、海水提鎂等。 (1)熟悉鎂及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系。 (2)將鋁及其化合物的兩性與過量計算相結(jié)合。 (3)結(jié)合圖像綜合分析。注意正確理解圖象的涵義。圖示中每個曲線或每條曲線的轉(zhuǎn)折點(拐點),都反映了特定的反應(yīng),若沒有找對,或?qū)ι沙恋砗统恋砣芙馑杓尤耄ɑ蛲ㄈ耄┤芤海ɑ驓怏w)的量之比沒搞清,易導(dǎo)致錯誤。 B. 一般情況下強氧化性物質(zhì)可用于殺菌消毒,ClO2中Cl元素為+4價,處于較高價態(tài),易得電子,具有強氧化性,可用于自來水的殺菌消毒,故B項錯誤; 【點睛】 本題側(cè)重考查物質(zhì)的性質(zhì)及用途,注重化學知識與生產(chǎn)、生活的聯(lián)系,體現(xiàn)素質(zhì)教育的價值。其中A選項硅及其化合物的用途是??键c,也是易混知識。硅單質(zhì)常用于太陽能電池、半導(dǎo)體材料與計算機芯片等;二氧化硅是石英、水晶、瑪瑙及光導(dǎo)纖維的成分;硅酸鹽常用于玻璃、水泥和陶瓷等,學生要理清這些物質(zhì)的用途,不可混為一談。 2.下列金屬中,表面自然形成的氧化層能保護內(nèi)層金屬不被空氣氧化的是( ) A.Cu B.Na C.Fe D.Al 【答案】D 【解析】 試題分析:A、銅在空氣中不能形成氧化層,跟空氣中的CO2、H2O、O2形成了堿式碳酸銅,錯誤;B、鈉和氧氣反應(yīng)生成的氧化鈉是粉末狀物質(zhì),不是致密的氧化膜,不能阻礙反應(yīng)的進行,錯誤;C、鐵在空氣中易被氧化成疏松的氧化鐵,不能保護內(nèi)部金屬,錯誤;D、像鋁、鎂在空氣中易于氧氣反應(yīng),在表面生成一層致密的氧化膜,該氧化膜能夠保護內(nèi)部金屬不被氧化,正確。 考點:考查鋁、銅、鈉、鐵的化學性質(zhì)。 3.下列有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)與用途具有對應(yīng)關(guān)系的是: A.Na2O2吸收CO2產(chǎn)生O2,可用作呼吸面具供氧劑 B.C1O2具有還原性,可用于自來水的殺菌消毒 C.SiO2硬度大,可用于制造光導(dǎo)纖維 D.氫氟酸具有酸性,可用來蝕刻玻璃 【答案】A 【解析】 【詳解】 4.NaCl是一種化工原料,可以制備一系列物質(zhì)(如下圖所示)。下列說法正確的是( ) A.用Cl2制備漂白粉時,是將Cl2通入到石灰水中 B.由氯化鈉制備純堿的過程中,利用了物質(zhì)溶解度的差異 C.常溫下干燥Cl2能用鋼瓶貯運,所以Cl2不與鐵反應(yīng) D.圖中所示轉(zhuǎn)化反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng) 【答案】B 【解析】 【分析】 A. Cl2與石灰乳反應(yīng)制備漂白粉; B.在制備純堿的過程中,是利用了碳酸氫鈉比碳酸鈉溶解度??; C.加熱條件下,氯氣和鐵反應(yīng)生成氯化鐵; D. 氯化鈉轉(zhuǎn)化為碳酸氫鈉,碳酸氫鈉轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓徕c都不是氧化還原反應(yīng); 【詳解】 A. 用Cl2制備漂白粉時,是將Cl2通入到石灰乳中,A錯誤; B.在制備純堿的過程中,是利用了碳酸氫鈉比碳酸鈉溶解度小,B正確; C. 氯氣和鐵在加熱情況下反應(yīng),常溫下干燥Cl2與鐵不反應(yīng),可以用鋼瓶貯運,C錯誤; D. 圖示中氯化鈉轉(zhuǎn)化為碳酸氫鈉,碳酸氫鈉轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓徕c都不是氧化還原反應(yīng),D錯誤; 綜上所述,本題選B。 【點睛】 解答本題的關(guān)鍵是要掌握各種物質(zhì)的性質(zhì),只有掌握了物質(zhì)的性質(zhì)才能確定物質(zhì)之間能否反應(yīng)化學反應(yīng)。 8.下列制取CO2、通過CO2和NaAlO2溶液制取Al(OH)3、分離并加熱Al(OH)3制Al2O3的裝置和原理能達到實驗?zāi)康牡氖? ) A.A B.B C.C D.D 【答案】D 【解析】 【詳解】 9.鋁土礦的主要成分為Al2O3、Fe2O3和SiO2,工業(yè)上經(jīng)過如圖所示工藝可以冶煉金屬鋁。下列說法中不正確的是 A.①②中除加試劑外,還需要進行過濾操作 B.a(chǎn)、b中鋁元素的化合價相同 C.④進行的操作是過濾、加熱,而且d一定是氧化鋁 D.③中需要通入過量的氨氣 【答案】D 【解析】 【詳解】 10.有一包粉末狀固體,可能是由A12(SO4)3、CuCl2、KNO3、Na2O中的一種或幾種組成的。為了探究它的成分,某學習小組做了如下實驗。 ①取適量粉末投入蒸餾水中,粉末完全溶解,得到藍色透明溶液A。 ②取A溶液少量,向其中逐滴滴加稀的燒堿溶液直到過量,觀察到先有沉淀岀現(xiàn),而后沉淀逐漸增多,然后沉淀又逐漸減少,但最終仍有部分藍色沉淀。 ③再取A溶液兩份,一份滴加BaCl2溶液后,出現(xiàn)白色沉淀;另一份滴加硝酸銀溶液后也出現(xiàn)白色沉淀。 請回答下列問題: (1)原白色粉末一定含有____________,一定不含____________,可能含有___________(填化學式); (2)寫出過程②中涉及到的離子方程式:_______________,_______________,_______________; (3)如果要進一步確定可能存在的物質(zhì),進行的實驗操作及實驗現(xiàn)象和結(jié)論是:___________________。 【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 用潔凈的鉑金絲蘸取原樣品在酒精燈火焰上灼燒,透過藍色鈷玻片觀察火焰顏色,若為紫色則含有KNO3,否則不含 【解析】 【分析】 ② 取適量粉末投入蒸餾水中,粉末完全溶解,得到藍色透明溶液A,說明含有CuCl2,則一定不含Na2O; ②取A溶液少量,向其中逐滴滴加稀的燒堿溶液直到過量,觀察到先有沉淀出現(xiàn),而后沉淀逐漸增多,然后沉淀又逐漸減少,但最終仍有部分藍色沉淀,說明含有Al2(SO4)3; ③再取A溶液兩份,一份滴加BaCl2溶液后,出現(xiàn)白色沉淀;另一份滴加硝酸銀溶液后也出現(xiàn)白色沉淀,說明溶液中含有硫酸根離子和氯離子,不能確定是否含有KNO3,以此解答該題。 【詳解】 【點睛】 本題考查物質(zhì)的檢驗和鑒別的實驗設(shè)計。本題的易錯點為Na2O的判斷,要注意氧化鈉能夠與水反應(yīng)生成氫氧化鈉,氫氧化鈉與氯化銅反應(yīng)生成藍色沉淀。- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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