高考钠镁铝试题的解题方法与技

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

2.碳酸钠与碳酸氢钠

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。

3.过氧化钠的特性及计算规律:

(1)Na2O2的强氧化性:

①Na2O2与SO2反应:Na2O2+SO2=Na2SO4。

②Na2O2投入FeCl2溶液中,可将Fe2+氧化成Fe3+,同时生成Fe(OH)3沉淀。

③Na2O2投入氢硫酸中,可将H2S氧化成单质硫,溶液变浑浊。

④Na2O2投入Na2SO3溶液,可将SO氧化成SO。

⑤Na2O2具有漂白性,投入品红溶液中,可使品红溶液褪色。

(2)有关Na2O2与CO2、H2O的反应:

2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2、2H2O+2Na2O2=4NaOH+O2↑

①物质的量的关系:无论是CO2或H2O的单一物质还是二者的混合物,通过足量的Na2O时,CO2或H2O与放出O2的物质的量之比均为2∶1。

②气体体积关系:若CO2和水蒸气的混合气体(或单一气体)通过足量Na2O2,气体体积的减少量或原混合气体体积的1/2即为生成氧气的量。

③固体质量关系:相当于固体Na2O2只吸收了CO2中的“CO”,H2O中的“H2”;可以看做发生相应的反应:Na2O2+CO===Na2CO3,Na2O2+H2===2NaOH(实际上两反应都不能发生)。

④电子转移关系:当Na2O2与CO2、H2O反应时,每产生1molO2转移2mole-:

⑤先后顺序关系:一定量的Na2O2与一定量的CO2和H2O(g)的混合物的反应,可看做Na2O2先与CO2反应,待CO2反应完全后,Na2O2再与H2O(g)发生反应。

4.碳酸钠、碳酸氢钠溶液与盐酸反应的基本图像:

(1)向Na2CO3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1所示;

(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、Na2CO3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所示(设NaOH、Na2CO3的物质的量之比x:y=1∶1,其他比例时的图像略);

(4)向Na2CO3、NaHCO3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、NaHCO3的物质的量之比m∶n=1∶1,其他比例时的图像略)。

5.鉴别Na2CO3和NaHCO3的方法:

(1)热稳定性不同:

(2)和酸反应生成气体的速率不同(相同条件下)

(3)阴离子不同:

(4)溶液的酸碱性不同:

二、铝及其化合物

1.氧化铝和氢氧化铝

2.常见的铝盐:

(1)硫酸铝钾[KAl(SO4)2]是由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的复盐。

(2)明矾的化学式为:KAl(SO4)2·12H2O,它是无色晶体,可溶于水,水溶液pH<7。明矾可以净水,其净水的原因是:Al3++3H2O≒Al(OH)3(胶体)+3H+,Al(OH)3胶体且有较大表面积能吸附水中杂质形成沉淀而净水。

注意:

明矾的净水作用与液氯对自来水的消毒作用原理不同。明矾净水只能除去水中的悬浮杂质,不能杀菌消毒,而液氯只能杀菌消毒,不能沉淀悬浮的杂质。

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、AlO2-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++3AlO2-+6H2O===4Al(OH)3↓

③图像:

c、在AlO2-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AlO2-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++3AlO2-+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

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

三、镁及其化合物

镁及其化合物的转化关系图:

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。

(4)充分利用守恒关系。

(5)镁是活泼金属,虽不跟碱性溶液反应,但能置换出酸中的氢,也能与水解呈酸性的盐溶液反应产生H2。

(6)Mg(OH)2的溶解度小于MgCO3。所以在碱性溶液中Mg2+总是转化为Mg(OH)2沉淀,产生的MgCO3也会在加热的条件下逐渐转化为Mg(OH)2[MgCO3+H2O(沸水)=Mg(OH)2+CO2↑]。析图或作图时不仅要注意加入酸或碱的强弱,而且要注意所加入的量或滴加顺序,正因滴加顺序不同可产生的现象不同。若产生沉淀有多种,则应细细分析相关量间的关系。要持别



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