专题五 钠、镁、铝及其化合物 -2023届（新高考）高考化学二轮复习课件

这是一份专题五 钠、镁、铝及其化合物 -2023届（新高考）高考化学二轮复习课件，共60页。PPT课件主要包含了考情解读，氧化钠与过氧化钠，考法帮▪解题能力提升，碱金属的一般性，考点3镁及其化合物，考点4铝及其化合物，5铝热反应，氧化铝和氢氧化铝等内容，欢迎下载使用。

课标要求1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,了解钠及其重要化合物的主要性质。2.了解钠及其化合物在生产、生活中的应用。3.认识钠及其化合物的多样性。4.认识钠及其化合物的转化在促进社会文明进步、自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。5.能说明金属冶炼对社会发展的价值、对环境的影响。
高考怎么考 　高考中常以一个选项或一个填空的形式考查钠与过氧化钠的性质、镁及其化合物的性质、铝及其化合物的性质和用途、碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别及有关计算,体现高考命题的基础性和应用性。另外,高考也常结合电化学原理对锂、镁等进行考查,在工艺流程题或实验探究题中也会涉及对镁、钙和铝等的考查,体现了高考命题的创新性。预计2022年高考以选择题形式考查物质的结构与性质(如钠的活泼性、过氧化钠的结构与性质、碳酸氢钠的热不稳定性)的概率较大;对镁、铝、锂、铅、锡及其化合物的考查会结合铁、铜及其化合物等的性质和应用以工艺流程的形式出现
考点1 钠及其化合物考点帮·必备知识通关考法帮·解题能力提升考法1 钠的性质及应用考法2 过氧化钠的性质及应用考法3 碳酸钠、碳酸氢钠的性质
考点2 碱金属及其化合物的性质　焰色反应考点帮·必备知识通关考法帮·解题能力提升考法4 碱金属及其化合物的性质　焰色反应考点3 镁及其化合物考点帮·必备知识通关考法帮·解题能力提升考法5 镁及其化合物的性质
考点4 铝及其化合物考点帮·必备知识通关考法帮·解题能力提升考法6 “铝三角”转化关系及其应用考法7 与Al(OH)3沉淀的生成相关的图像
高分帮 “双一流”名校冲刺析素材·专题突破素材1 有关锂的化合物的性质和应用素材2 有关钙及其化合物的性质和应用素材3 有关硼及其化合物的性质和应用素材4 有关铅、锡及其化合物的性质和应用
考点 1 钠及其化合物
考点帮▪必备知识通关
1.钠的性质、制备、保存及用途
高考链接[2016浙江,8A]钾、钠、镁等活泼金属着火时,不能用泡沫灭火器灭火(　　)答案 √
3.碳酸钠与碳酸氢钠 (1)碳酸钠与碳酸氢钠的比较
(2)碳酸钠溶液与盐酸的互滴①向盐酸中逐滴加入碳酸钠溶液2HCl+Na2CO3 2NaCl+CO2↑+H2O(开始就有气泡)②向碳酸钠溶液中逐滴加入盐酸开始时,酸不足:Na2CO3+ HCl NaCl+NaHCO3(无气泡)再加酸:NaHCO3+ HCl NaCl+ CO2↑+H2O(有气泡)
考法帮▪解题能力提升
考法1 钠的性质及应用1.钠与含—OH的物质反应的剧烈程度当Na与含—OH的物质发生反应时,反应的剧烈程度取决于—OH上氢原子的活泼性,即—OH上氢原子电离的难易程度,越容易电离的物质反应越剧烈。例如,将钠加入下列物质中:①水,②乙醇,③醋酸,反应的剧烈程度为③>①>②。2.钠与盐的反应 (1)与熔融盐的反应金属钠能够置换出活动性比钠弱的金属。如4Na+TiCl4 4NaCl+Ti。
(2)与盐溶液反应①原理:金属钠投入盐溶液中,首先与水反应,然后分析生成的NaOH是否能与原溶质发生复分解反应。②钠与常见的盐溶液反应的总结:a.钠投入NH4Cl溶液中,有H2和NH3逸出。b.钠投入CuSO4溶液中,有H2放出,还有蓝色沉淀生成(当温度超过80 ℃时,还有黑色沉淀CuO产生)。2Na+2H2O+CuSO4 Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑Cu(OH)2 CuO+H2O
c.钠投入FeCl3溶液中,有H2放出,还有红褐色沉淀生成。6Na+6H2O+2FeCl3 2Fe(OH)3↓+6NaCl+3H2↑注意Na与NaHSO4溶液反应,实质是与NaHSO4电离出的H+反应:2Na+2H+2Na++H2↑。
命题角度　结合探究实验考查钠单质的性质和应用示例1 [2020北京朝阳区二模]研究金属钠的性质实验如下:
命题角度1　氧化还原反应的判断示例1 [2020山东,2,2分]下列叙述不涉及氧化还原反应的是A.谷物发酵酿造食醋B.小苏打用作食品膨松剂C.含氯消毒剂用于环境消毒D.大气中NO2参与酸雨形成
下列说法错误的是A.实验Ⅱ中反应的离子方程式为2Na+2H+ 2Na++H2↑B.对比实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可知,随着c(H+) 增大,反应的剧烈程度增大C.实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均有白雾产生,说明Na与水或酸反应均放出大量热D.推测实验Ⅲ中c(Cl-)及生成的NaCl固体对反应剧烈程度有影响
解析 HCl为强电解质,实验Ⅱ中反应的离子方程式为2Na+2H+ 2Na++H2↑,A正确;对比三个实验的实验现象可知,随着c(H+) 增大,反应的剧烈程度增大,c(H+) 增大到一定程度后,随着c(H+) 增大,反应的剧烈程度减弱,B错误;Na与水或酸反应放热,将溶液中的水分子或氯化氢分子蒸出到空气中,空气温度较低使水蒸气在空气中凝结形成白雾或HCl遇空气中的水蒸气形成白雾,C正确;实验Ⅲ中盐酸浓度较大,反应一段时间后烧杯底部有白色固体生成,该白色固体为NaCl,实验Ⅲ的反应剧烈程度比实验Ⅰ缓慢,可推测溶液中Cl-的浓度和生成的NaCl固体都对反应剧烈程度有一定的影响,D正确。答案 B
考点扫描1.[2017全国卷Ⅱ,10B改编]乙醇和水都可与金属钠反应产生可燃性气体,故乙醇分子中的氢与水分子中的氢具有相同的活性(　　)2.[2017全国卷Ⅱ,13B改编]将金属钠在燃烧匙中点燃,迅速伸入集满CO2的集气瓶,集气瓶中产生大量白烟,瓶内有黑色颗粒产生,说明CO2具有氧化性(　　)3.[2015新课标全国卷Ⅱ,10C]钠在空气中燃烧可生成多种氧化物。23 g钠充分燃烧时转移电子数为1NA(　　)4.[2015广东,10A]23 g Na与足量H2O反应完全后可生成NA个H2分子(　　)
5.[新课标全国卷Ⅱ高考]钠与CuSO4溶液反应的离子方程式:2Na+Cu2+Cu↓+2Na+(　　)答案 1.✕　2.√　3.√　4.✕　5.✕
考法2 过氧化钠的性质及应用1.过氧化钠的性质及应用 ，因此Na2O2既有氧化性,又有还原性,但主要表现出较强的氧化性。
2.强氧化性的表现实例
注意1.若遇到具有还原性的物质,Na2O2通常只表现出氧化性,如3Na2O2+Fe2O3 2Na2FeO4+Na2O(可制备Na2FeO4)。2.若遇到非还原剂,如CO2、H2O、H+,Na2O2往往发生自身的氧化还原反应,既作氧化剂又作还原剂。3.若遇到KMnO4等强氧化剂,Na2O2表现出还原性,氧化产物为O2。
3.Na2O2与CO2、H2O反应的四个关系
命题角度　过氧化钠的制备与性质示例2 某小组拟利用钠与氧气反应制备过氧化钠,装置如图所示(部分夹持装置略)。下列说法错误的是
A.②中试剂X是浓硫酸B.④的作用是吸收空气中的水蒸气,避免过氧化钠变质C.实验完毕后,发现①中烧瓶里产生少量红褐色沉淀,其原因是H2O2的分解反应是放热反应,温度升高,促进铁离子水解D.取少量③中硬质玻璃管中的固体于试管中,滴加稀盐酸酸化的淀粉-KI溶液,振荡,溶液变蓝,反应的离子方程式为Na2O2+2I-+2H+ 2Na++I2+H2O
解析 过氧化钠能与水反应,氧气必须干燥,所以试剂X为浓硫酸,A项正确;④的作用是吸收空气中的水蒸气、CO2,避免过氧化钠变质,B项正确;氯化铁水解吸收热量,H2O2分解放出的热量促进氯化铁水解生成红褐色氢氧化铁沉淀,C项正确;Na2O2具有氧化性,与KI发生反应,离子方程式为Na2O2+2I-+4H+ 2Na++I2+2H2O,D项错误。答案 D
考点扫描1.[2019全国卷Ⅱ,11C改编]Na2O2在空气中放置后由淡黄色变为白色的原因为2Na2O2 2Na2O+O2↑(　　)2.[2017北京,8A改编]二氧化碳使Na2O2固体变白,其中二氧化碳被还原(　　)3.[2017海南,7C]过氧化钠与二氧化碳反应可制备氧气(　　)4.[2015新课标全国卷Ⅰ,8C]过氧化钠与水反应时,生成0.1 ml氧气转移的电子数为0.2NA(　　)答案 1.✕　2.✕　3.√　4.√
考法3 碳酸钠、碳酸氢钠的性质1.NaHCO3的热稳定性NaHCO3受热易分解,可利用此性质来鉴别Na2CO3与NaHCO3,也可用来除去Na2CO3固体中混有的少量NaHCO3固体。常用装置如图所示(部分夹持装置略):
2.Na2CO3与NaHCO3的鉴别方法
3.Na2CO3和NaHCO3混合物的除杂方法
②极值法若给出CO2和NaOH反应后产物的质量,可用极值法。依据反应CO2+2NaOH Na2CO3+H2O、CO2+NaOH NaHCO3确定产物。(2)混合物中Na2CO3、NaHCO3质量分数的测定①差量法可将混合物充分加热,固体减少的质量为NaHCO3分解生成H2O和CO2的质量,根据差量即可计算出NaHCO3的质量,从而可计算出Na2CO3、NaHCO3的质量分数。
②生成气体法向混合物中加入足量稀盐酸,依据产生的气体质量和混合物的质量,列方程组可求得Na2CO3和NaHCO3的质量,从而可计算出Na2CO3和NaHCO3的质量分数。③沉淀法将混合物溶于水后加入足量Ca(OH)2或Ba(OH)2溶液,根据产生的沉淀CaCO3或BaCO3的质量和混合物的质量,列方程组可计算出Na2CO3和NaHCO3的质量,从而可计算出Na2CO3和NaHCO3的质量分数。
命题角度1　碳酸钠、碳酸氢钠的性质比较示例3 下列有关Na2CO3和NaHCO3的比较不正确的是A.热稳定性:Na2CO3>NaHCO3B.相同温度下,0.1 ml·L-1两种盐溶液的pH:Na2CO3>NaHCO3C.等质量的碳酸钠和碳酸氢钠分别与足量盐酸反应放出气体的物质的量:Na2CO3NaHCO3
考点扫描1.[2017浙江4月选考,6C]碳酸氢钠可用于治疗胃酸过多(　　)2.[2017天津,4A改编]除去NaHCO3固体中的Na2CO3,可将固体加热至恒重(　　)3.[2015广东,22A改编]分别加热Na2CO3和NaHCO3固体,试管内壁均有水珠,说明两种物质均受热分解(　　)答案 1.√　2.✕　3.✕
命题角度2　结合图像考查碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的相关计算示例4 [2020江西高安中学模拟]向100 mL NaOH溶液中通入一定量的CO2气体,充分反应后,再向所得溶液中逐滴加入0.2 ml/L的盐酸,产生CO2的体积与所加盐酸体积之间的关系如图所示。下列判断正确的是
A.原NaOH溶液的浓度为0.1 ml/LB.通入CO2的体积为448 mL(标准状况)C.所得溶液的溶质成分的物质的量之比为n(NaOH)∶n(Na2CO3)=1∶3D.所得溶液的溶质成分的物质的量之比为n(NaHCO3)∶n(Na2CO3)= 2∶1
解析 向100 mL NaOH溶液中通入一定量的CO2气体,可能发生的反应有2NaOH+CO2 Na2CO3+H2O、Na2CO3+H2O+CO2 2NaHCO3。再加入盐酸,将Na2CO3或NaHCO3全部转化为NaCl,根据化学反应中原子守恒,则有n(Na+)=n(Cl-),所以n(NaOH)=n(HCl)=0.2 ml/L×0.1 L=0.02 ml,则c(NaOH)=0.2 ml/L,故A错误。由题图可知,先加入的25 mL盐酸与Na2CO3反应生成NaHCO3,后加入的75 mL盐酸与NaHCO3反应生成CO2,则n(Na2CO3)∶n(NaHCO3)=1∶2,溶液中不存在NaOH,故C错误、D正确。设生成z ml CO2,则有
NaHCO3 + HCl CO2↑ + NaCl + H2O 1 ml 1 ml0.075 L×0.2 ml/L z ml得z=0.015,则标准状况下生成CO2的体积为0.336 L,通入CO2的体积等于生成CO2的体积,故B错误。答案 D
考法归纳·学习理解 碳酸氢钠、碳酸钠溶液与盐酸反应的四类基本图像
命题角度3　混合物中碳酸钠质量分数的测定示例5 [2016浙江4月选考,28,4分]为确定碳酸钠和碳酸氢钠混合样品中碳酸钠的质量分数,可通过加热分解得到的CO2质量进行计算,某同学设计的实验装置示意图如下:
请回答:(1)仪器a的名称是　　　　　　　。 (2)装置B中冰水的作用是　。 (3)该同学设计的实验装置存在缺陷,有关该实验装置及实验过程中,下列因素可能使碳酸钠的质量分数偏高的是　　　　。 A.样品分解不完全B.装置B、C之间缺少CO2的干燥装置C.产生CO2气体的速率太快,没有被碱石灰完全吸收D.反应完全后停止加热,通入过量的空气
解析 依据题意,碳酸氢钠的质量是通过其热分解产生的CO2的质量换算出来的,进一步得到碳酸氢钠的质量分数,进而可求出碳酸钠的质量分数。装置A为样品受热分解装置,装置B为冷凝水的装置,若不冷凝水,水会被装置C处的碱石灰吸收,从而使测得的CO2的质量偏大,装置C为吸收CO2的装置,仪器a是防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入装置C的防护装置。(1)仪器a为球形干燥管。(2)装置B中冰水的作用是冷凝反应生成的水,避免水进入装置C中被碱石灰吸收干扰实验结果。(3)A项,若样品分解不完全,测得的CO2的质量偏小,碳酸钠的质量分数偏高,符合题意。B项,装置B、C之间缺少CO2的干燥装置,会使测得的CO2的质量偏高,碳酸钠的质量分数偏低,不符合题意。C项,产生
CO2气体的速率太快,没有被碱石灰完全吸收,会使测得的CO2的质量偏低,碳酸钠的质量分数偏高,符合题意。D项,反应完全后停止加热,通入过量的空气,空气中的CO2和少量水会被装置C吸收,使测得的CO2的质量偏大,碳酸钠的质量分数偏低,不符合题意。答案 (1)球形干燥管　(2)冷凝反应生成的水,以免被碱石灰吸收　(3)AC
考法点睛·学习理解本实验需要注意两个关键点:(1)要想准确得到碳酸钠的质量分数,必须准确得到CO2的质量,CO2必须全部来自碳酸氢钠的热分解,并且完全被装置C吸收。(2)碳酸钠的质量分数与所测得的CO2的质量呈负相关关系,即测得的CO2质量越小,碳酸钠的质量分数越大。
考点2　碱金属及其化合物的性质　焰色反应
2.碱金属的特殊性 (1)碱金属的密度随核电荷数的增大而整体呈增大趋势,但钾的密度比钠的小。(2)碱金属一般都保存在煤油中,但锂由于其密度小于煤油而被保存在石蜡中。(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H以H-形式存在,显-1价,碱金属氢化物是强还原剂。(4)一般情况下,碱金属所形成的盐均溶于水。在一定温度下,酸式盐比正盐的溶解度大,但易溶的碳酸盐的溶解度比对应碳酸氢盐的大,如Na2CO3的溶解度比NaHCO3的大。(5)试剂瓶中的药品取出后,一般不能放回原瓶,但金属Na、K等取用后需立即放回原瓶。(6)Li与O2反应时通常只生成Li2O,Na与O2反应时,在常温时生成Na2O,加热或点燃时易生成Na2O2。
3.焰色反应(1)概念某些金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色,这在化学上叫作焰色反应。焰色反应是物理变化,是元素的性质。注:新人教版《化学》(必修第一册)中,有关焰色反应的表述:根据火焰呈现的特征颜色,可以判断试样所含的金属元素,化学上把这样的定性分析操作称为焰色试验。
(2)操作步骤(3)应用:用于检测某种金属元素是否存在等。(4)常见元素的焰色Na:黄色;K:紫色(透过蓝色钴玻璃);Li:紫红色;Ca:砖红色;Ba:黄绿色;Cu:绿色。
高考链接1.[2018全国卷Ⅲ,10C]用铂丝蘸取某碱金属的盐溶液灼烧,火焰呈黄色,证明其中含有Na+(　　)2.[2015天津,2C]灼烧白色粉末,火焰呈黄色,证明原粉末中有Na+,无K+(　　)答案 1.√　2.✕
考法2 碱金属及其化合物的性质　焰色反应命题角度　碱金属及其化合物的性质　焰色反应氟化锂(LiF)难溶于水,可用于铝、镁合金的焊剂和钎剂等。以透锂长石(含Li2O、Al2O3、SiO2)为原料制备氟化锂的工艺流程如图所示。
回答下列问题。(1)滤液1中含有的金属离子为　(填离子符号),滤渣1的一种用途是　　。 (2)滤渣2是目前应用广泛的无机阻燃剂,写出生成滤渣2的离子方程式:　　　。常温下,向滤液1中滴加氨水调节pH=5时,溶液中c(Al3+)= ml·L-1,则溶液中Al3+　　(填“能”或“不能”)沉淀完全{已知:常温下Ksp[Al(OH)3]=2.0×10-33,且溶液中的离子浓度≤1.0×10-5 ml·L-1时沉淀完全}。 (3)操作Ⅳ包括　　　　、　　　　和干燥。 (4)写出Li2CO3与氢氟酸反应的化学方程式:　　　　　　,该反应不能在玻璃容器中进行的原因是　　　　　　　　(用化学方程式表示)。(5)Li的焰色是　　　　　　　　。
考点帮▪必备知识通关
1.镁的物理性质银白色固体,密度较小、质软、有延展性,是电和热的良导体。2.镁及其重要化合物的主要性质
3.镁的化合物的主要用途MgO常用来制作耐火、耐高温材料,Mg(OH)2常作阻燃剂,制造镁盐等。
考法5 镁及其化合物的性质命题角度1　镁及其化合物性质的实验探究示例7 [2020浙江宁波调研]六氨氯化镁(MgCl2·6NH3)具有极好的可逆吸、放氨特性,是一种优良的储氨材料。某研究小组在实验室以菱镁矿(主要成分为MgCO3,含少量Fe2O3等杂质)为原料制备六氨氯化镁,实验流程如图1所示。
其中氨化过程装置如图2所示:已知:①与Mg2+结合能力:H2O>NH3>HOCH2CH2OH>CH3OH。②相关物质的性质见下表:
(1)调pH适合的物质是　　　　(填化学式)。 (2)在空气中直接加热MgCl2·6H2O晶体得不到纯的无水MgCl2,原因是　　　　　　(用化学方程式表示)。 (3)虚线框内装置的作用是　　　　　　,操作a的名称是　　　　　。 
(4)提纯操作中,下列洗涤剂最合适的是　　　　(填标号)。 A.冰浓氨水 B.乙二醇和水的混合液 C.氨气饱和的甲醇溶液 D.氨气饱和的乙二醇溶液(5)制得产品后,该研究小组对产品的成分进行测定,其中氯离子含量检测方法如下:a.称取1.420 g样品,加足量硫酸溶液溶解,配制成250 mL溶液。b.量取25.00 mL待测液于锥形瓶中,加入2滴K2CrO4溶液。c.用0.200 0 ml· L-1 AgNO3标准溶液滴定至终点,记录消耗AgNO3标准溶液的体积。d.重复b、c操作2~3次,平均消耗AgNO3标准溶液10.00 mL。①配制样品溶液时加硫酸的目的是　　　　。 ②该样品中氯离子的质量分数为　　　　(保留4位有效数字)。 ③将氯离子质量分数实验值与理论值(36.04%)相比较,请分析造成此结果的可能原因　　　　　(已知滴定操作正确、硫酸根离子对检测无影响)。 
解析 (1)为了不引入新的杂质,调pH适合的物质为MgO、Mg(OH)2等。(2)MgCl2·6H2O受热易分解,MgCl2·6H2O Mg(OH)Cl+HCl↑+5H2O,继续加热发生反应Mg(OH)Cl MgO+HCl↑,所以在空气中直接加热MgCl2·6H2O晶体得不到纯的无水MgCl2。(3)倒置漏斗装置用于吸收未反应的氨气,MgCl2·6NH3易溶于水,干燥管用于防止水蒸气进入三颈烧瓶中。六氨氯化镁不溶于乙二醇,可用过滤的方法得到粗产品。(4)MgCl2·6NH3易溶于水,不能用含水的溶液作洗涤剂,A、B项不符合题意;甲醇和乙二醇的沸点分别为65 ℃和197 ℃,MgCl2·6NH3在二者中都难溶,
答案 (1)MgO[或Mg(OH)2等,合理即可]　(2)MgCl2·6H2O Mg(OH)Cl+HCl↑+5H2O,Mg(OH)Cl MgO+HCl↑　 (3) 吸收未反应的氨气,防止水蒸气进入三颈烧瓶中　过滤　(4)C　(5) ①除去NH3,避免NH3与银离子络合,干扰检测　②50.00%　③MgCl2没有完全氨化(或晶体在称量时已有部分氨气逸出,合理即可)
考点扫描1.[2019全国卷Ⅱ,10B改编]将镁条点燃后迅速伸入集满CO2的集气瓶,集气瓶中产生浓烟并有黑色颗粒产生(　 )2.[2017全国卷Ⅱ,8B]2.4 g Mg与H2SO4完全反应,转移的电子数为0.1NA(　 )3.[2016全国卷Ⅱ,13B改编]将MgCl2溶液加热蒸干可制备无水MgCl2(　 )4.[2016浙江,27Ⅰ(3)]已知MgO可溶于NH4Cl的水溶液,用化学方程式表示其原理　 。 5.[新课标全国卷Ⅱ高考]采用石墨阳极、不锈钢阴极电解熔融的氯化镁,发生反应的化学方程式为　　　　　　　;电解时,若有少量水存在会造成产品镁的消耗,写出有关反应的化学方程式　　　　　　　　　　　　　　　　。
答案 1.√　2.✕　3.✕　4.MgO+2NH4Cl+H2O MgCl2+2NH3·H2O(或NH4Cl+H2O NH3·H2O+HCl,MgO+2HCl MgCl2+H2O)　5.MgCl2 Mg+Cl2↑　Mg+2H2O Mg(OH)2+H2↑
命题角度2 制取镁的工艺流程示例8[2020河北衡水中学期中]海水提镁的主要流程如图所示,下列说法正确的是①试剂M是盐酸　②流程中涉及的反应都是非氧化还原反应③操作b只是过滤　④用海水晒盐后的饱和溶液加石灰乳制Mg(OH)2　⑤采用电解法冶炼镁是因为镁很活泼A.①②③④⑤　　　B.②③　　　C.④⑤　　　D.①④⑤
解析 生石灰溶于水生成氢氧化钙,加入沉淀池沉淀镁离子生成氢氧化镁,过滤后得到氢氧化镁沉淀,加入的试剂M为盐酸,氢氧化镁与盐酸反应可得到氯化镁溶液,通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到氯化镁晶体,在氯化氢氛围中加热失去结晶水得到无水氯化镁,电解熔融氯化镁可生成镁单质。试剂M是盐酸,与氢氧化镁沉淀反应生成氯化镁溶液,①正确。电解熔融氯化镁生成镁和氯气的反应是氧化还原反应,流程中涉及的反应不都是非氧化还原反应,②错误。③操作b是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,③错误。海水晒盐后的饱和溶液中的主要成分是氯化镁,加石灰乳可以制Mg(OH)2,④正确。通过电解法可以制取一些较活泼的金属,如Na、Mg、Al等,⑤正确。答案 D
核心素养对接核心素养之“证据推理与模型认知”——从海水中提取镁的工艺流程模型1.流程2.主要化学反应(1)制石灰乳:CaCO3 C aO+CO2↑、CaO+H2O Ca(OH)2。(2)沉淀Mg2+:Mg2++Ca(OH)2 Mg(OH)2+Ca2+。(3)制备MgCl2:Mg(OH)2+2HCl MgCl2+2H2O。(4)电解MgCl2:MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑。
1.铝 铝原子最外层有 3个电子,化学反应中易失去电子而表现出较强的还原性。铝合金具有质地轻、强度高、抗腐蚀能力强等特点,可用于制造高铁、汽车、轮船等。(1)铝与非金属单质反应4Al+3O2 2Al2O3　 2Al+3Cl2 2AlCl32Al+3S Al2S3(水溶液中不能存在)(2)铝与非氧化性强酸反应2Al+6H+ 2Al3++3H2 ↑
(4)铝与酸或碱反应生成H2的量的关系2Al+6HCl 2AlCl3+3H2↑2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2↑①等质量的铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应:a.产生H2的物质的量相等。b.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:a.消耗Al的物质的量之比为nHCl(Al)∶nNaOH(Al)=1∶3。b.生成H2的物质的量之比为nHCl(H2)∶nNaOH(H2)=1∶3。
深度学习·概括关联一些元素能形成两性氧化物和两性氢氧化物,这些物质既能与酸反应,又能与碱反应。
考法6 “铝三角”转化关系及其应用1.“铝三角”的转化关系
命题角度1　含铝化合物的转化关系示例9 下列各组物质中,不能按 (“→”表示反应一步完成)关系转化的是
解析 Al2O3与足量的氢氧化钠溶液反应,可生成NaAlO2,向NaAlO2溶液中通入CO2或加入适量的盐酸,可生成Al(OH)3沉淀,加热Al(OH)3可得到Al2O3,A项可实现图示转化关系;向MgCl2溶液中加入氢氧化钠溶液,可生成Mg(OH)2沉淀,加热Mg(OH)2可生成MgO,MgO与盐酸反应可生成MgCl2,B项可实现图示转化关系;向碳酸钠中加入盐酸,可生成NaCl,电解氯化钠溶液可生成NaOH,向NaOH溶液中通入适量CO2,可生成Na2CO3,C项可实现图示转化关系;Al不能一步转化为Al(OH)3,D项不能实现图示转化关系。答案 D
命题角度2　以“微型流程”为载体考查铝及其化合物的性质示例10 [2020山东泰安高考适应性考试]铵明矾[NH4Al(SO4)2·12H2O]是分析化学中常用的基准试剂,其制备过程如图所示。下列分析错误的是A.过程Ⅰ中发生的反应为2NH4HCO3+Na2SO4 2NaHCO3↓+(NH4)2SO4B.向铵明矾溶液中逐滴加入NaOH溶液,先后观察到:有刺激性气味气体逸出→白色沉淀生成→白色沉淀消失C.检验溶液B中阴离子仅需BaCl2溶液D.若省略过程Ⅱ,则铵明矾的产率明显降低
核心素养对接核心素养之“证据推理与模型认知”——从铝土矿中提取Al2O3的流程模型从铝土矿(主要成分是Al2O3,含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)中提取Al2O3的两大工艺流程:
考法7 与Al(OH)3沉淀的生成相关的图像1.强碱溶液与可溶性铝盐溶液的互滴图像
2.强酸溶液与偏铝酸盐溶液的互滴图像
高分帮▪“双一流”名校冲刺
素材1 有关锂的化合物的性质和应用LiF、LiOH、LiCO2、LiFePO4的性质(1)LiF的制备方法:Li2CO3+2HF 2LiF+CO2↑+H2O。(2)LiOH吸收空气中的CO2:2LiOH+CO2 Li2CO3+H2O。可通过电解法制备LiOH。(3)LiCO2、LiFePO4常用作锂离子电池的正极材料,如磷酸亚铁锂可充电电池:LiFePO4+6C Li1-xFePO4+LixC6;钴酸锂可充电电池:Li1-xCO2+LixC6 LiCO2+6C。
素材2 有关钙及其化合物的性质和应用1.钙:(1)与水反应生成H2,Ca+2H2O H2↑+Ca(OH)2。(2)在空气中燃烧,2Ca+O2 2CaO、3Ca+N2 Ca3N2。(3)制备方法为CaCl2(熔融) Ca+Cl2↑。2.过氧化钙(CaO2):(1)在碱性条件下CaCl2与H2O2反应可制得CaO2,如CaCl2+2NH3·H2O+H2O2 CaO2↓+2NH4Cl+2H2O或CaCl2+2NH3·H2O+H2O2+6H2O CaO2·8H2O↓+2NH4Cl。(2)与水、酸反应:2CaO2+2H2O 2Ca(OH)2+O2↑、2CaO2+4H+2Ca2++2H2O+O2↑。
3.CaC2(电石):实验室制备乙炔的原料,CaC2+2H2O Ca(OH)2+C2H2↑。4.CaC2O4(草酸钙):白色晶体粉末,不溶于水、醋酸,溶于稀盐酸或稀硝酸;受热分解。5.CaF2:极难溶于水和有机溶剂,与热的浓硫酸作用可得到HF,CaF2+H2SO4(浓) CaSO4+2HF↑。
考点扫描1.[2019全国卷Ⅱ,11B改编]澄清的石灰水久置后出现白色固体是因为发生反应Ca(OH)2+CO2 CaCO3↓+H2O(　　)2.[2018全国卷Ⅰ,12改编]CaF2可与浓硫酸反应,其生成物可腐蚀玻璃(　　)3.[2016全国卷Ⅲ,26(4)改编]向CaCl2溶液中加入氨水和过氧化氢制备过氧化钙的化学方程式为 。答案1.√　2.√　3.CaCl2+2NH3·H2O+H2O2 CaO2↓+2NH4Cl+2H2O(或CaCl2+2NH3·H2O+H2O2+6H2O CaO2·8H2O↓+2NH4Cl)
素材3 有关硼及其化合物的性质和应用 1.硼硼单质有晶体硼和无定形硼两种,晶体硼相当稳定,无定形硼比较活泼,能发生如下反应:(1)高温下,与N2、S等单质反应,如2B+N2 2BN。(2)高温下同金属反应生成金属硼化物。(3)赤热下,与水蒸气反应,2B+6H2O(g) 2B(OH)3+3H2。(4)与热的浓硫酸或浓硝酸反应,2B+3H2SO4(浓) B(OH)3+3SO2↑,B+3HNO3(浓) B(OH)3+3NO2↑。
4.硼砂(Na2B4O7·10H2O)(1)制备:将偏硼酸钠溶于水形成较浓溶液,然后通入CO2调节pH,浓缩结晶分离出硼砂:4NaBO2+CO2+10H2O Na2B4O7·10H2O+Na2CO3。(2)将硼砂溶于水,用硫酸溶液调节pH,可析出溶解度小的硼酸晶体:Na2B4O7+H2SO4+5H2O 4H3BO3↓+Na2SO4。
答案 1.一元弱　2.Mg2B2O5·H2O+2H2SO4 2MgSO4+2H3BO3　2H3BO3 B2O3+3H2O、B2O3+3Mg 2B+3MgO 3.NaBH4+2H2O NaBO2+4H2↑
素材4 有关铅、锡及其化合物的性质和应用1.铅及其化合物(1)Pb:常温时Pb在空气中稳定存在,但表面易形成PbO和Pb2(OH)2CO3的保护膜;O2存在时可与醋酸反应,2Pb+O2+4CH3COOH 2(CH3COO)2Pb+2H2O;加热条件下与浓盐酸反应,Pb+4HCl(浓) H2[PbCl4]+H2↑。(2)PbO、PbO2:均为两性氧化物,如PbO+2HCl PbCl2+H2O,PbO+2NaOH+H2O Na2[Pb(OH)4];PbO2具有氧化性,PbO2+H2O2+2H+ Pb2++O2↑+2H2O。
(3)Pb3O4:红色,可看作2PbO·PbO2,高温下分解,2Pb3O4 6PbO+O2↑;不溶于水,溶于热碱溶液,溶于还原性酸时表现出氧化性,即Pb3O4+8HCl 4H2O+3PbCl2+Cl2↑。(4)PbS:方铅矿的主要成分,3PbS+5O2 2PbO+PbSO4+2SO2。(5)PbSO4:难溶盐,在工艺流程中常将Pb杂质转化为PbO,然后用硫酸酸化转化为PbSO4而除去。(6)(CH3COO)2Pb:实验室中用醋酸铅试纸检验H2S,H2S+(CH3COO)2PbPbS↓(黑色)+2CH3COOH。(CH3COO)2Pb为易溶于水的弱电解质,在离子方程式中不拆分。