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    专题05 金属及其重要化合物-备战2022届高考化学二轮复习题型专练

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    专题05 金属及其重要化合物-备战2022届高考化学二轮复习题型专练

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    这是一份专题05 金属及其重要化合物-备战2022届高考化学二轮复习题型专练,文件包含专题05金属及其重要化合物解析版-备战2022届高考化学二轮复习题型专练doc、专题05金属及其重要化合物原卷版-备战2022届高考化学二轮复习题型专练doc等2份试卷配套教学资源,其中试卷共110页, 欢迎下载使用。
    
    考点一 钠及其重要化合物

    一、钠的性质、制备、保存及用途
    1.物理性质
    (1)软——质软,硬度小;
    (2)亮——银白色,有金属光泽;
    (3)轻——密度比水小,比煤油大;
    (4)低——熔点低;
    (5)导——可导电、导热。
    2.化学性质
    (1)钠暴露在空气中的变化及反应分析

    所以钠暴露在空气中,最终得到的是白色粉末。部分反应如下:
    4Na+O22Na2O
    Na2O+H2O2NaOH
    2Na+2H2O2NaOH+H2↑
    2NaOH+CO2Na2CO3+H2O
    需要特别指出的是Na2CO3的形成并非Na2O+CO2Na2CO3反应所致,因Na2O更易与水反应。
    (2)钠与H2O反应:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑。
    实验探究:Na与H2O(含酚酞)反应的现象及解释

    (3)钠与酸溶液的反应
    酸过量时:钠与酸电离出的H+反应;
    酸不足时:先与酸电离出的H+反应,过量的钠再与水反应。
    (4)钠与碱溶液的反应
    钠与碱溶液反应的实质是Na与水的反应。
    (5)钠与盐溶液的反应
    钠与盐溶液反应时,钠先与水反应生成氢气和氢氧化钠,然后氢氧化钠与盐溶液再反应。钠不能把盐溶液中的金属阳离子置换出来。
    在有关计算中要特别注意两点:一是只要有水,Na就会与水发生反应,直到Na反应完全;二是生成NaOH的同时,生成的H2会从溶液中逸出。
    3.钠的制备与保存
    (1)钠在自然界以化合态形式存在。工业上通常用电解熔融氯化钠的方法制备钠:2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑。
    (2)金属钠保存在煤油或石蜡中,使之隔绝空气与水。
    4.用途
    二、过氧化钠的性质
    1.化合价与性质的关系
    ,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

    三、氢氧化钠的性质、用途及保存
    1.物理性质
    氢氧化钠俗称“苛性钠”、“烧碱”、“火碱”,晶体为白色,熔点318.4 ℃,吸湿性很强,易吸水而潮解,易溶于水。
    2.化学性质
    氢氧化钠是可溶性强碱,具有碱的通性,如能与酸、酸性氧化物反应生成盐与水,能使酸碱指示剂变色。此外还具有如下一些特殊的性质。
    (1)与铝、硅单质的反应
    2NaOH+2Al+2H2O2NaAlO2 +3H2↑
    2NaOH+Si+H2ONa2SiO3+2H2↑
    (2)与两性氧化物、两性氢氧化物的反应
    2NaOH+Al2O32NaAlO2+H2O
    NaOH+Al(OH)3NaAlO2+2H2O
    (3)与非金属氧化物的反应
    SO2+2NaOHNa2SO3+H2O
    2NO2+2NaOHNaNO2+NaNO3+H2O
    (4)与铵盐的反应
    反应实质:+OH−NH3·H2O
    (5)与有机物的反应
    油脂与氢氧化钠在加热条件下可发生皂化反应;酯在碱性条件下可发生较彻底的水解反应等。
    3.氢氧化钠的用途及保存
    (1)用途:氢氧化钠是一种重要的化工原料,固体氢氧化钠可用作中性气体或碱性气体的干燥剂。
    (2)保存方法:在实验室中,氢氧化钠可密封保存于塑料瓶或玻璃瓶中,但瓶塞需用橡胶塞,不可用玻璃塞。
    四、碳酸钠与碳酸氢钠
    1.物理性质
    名称
    碳酸钠
    碳酸氢钠
    化学式
    Na2CO3
    NaHCO3
    俗名
    纯碱、苏打
    小苏打
    颜色、状态
    白色粉末
    细小白色晶体
    水溶性
    易溶于水
    水中易溶,但比Na2CO3的溶解度小
    2.化学性质
    (1)热稳定性
    ①Na2CO3性质稳定,受热难分解。
    ②NaHCO3性质不稳定,受热易分解,化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。
    (2)与酸(足量盐酸)反应(写出离子方程式)
    ①Na2CO3:+2H+CO2↑+H2O;
    ②NaHCO3:+H+CO2↑+H2O。
    (3)与碱(NaOH溶液)反应(写出化学方程式)
    ①Na2CO3:与NaOH不反应;
    ②NaHCO3:NaHCO3+NaOHNa2CO3+H2O。
    (4)溶于水呈碱性的原因(写出离子方程式)
    ①Na2CO3:+H2O+OH-;
    ②NaHCO3:+H2OH2CO3+OH-。
    (5)与盐(CaCl2)溶液反应(写出离子方程式)
    ①Na2CO3:Ca2++CaCO3↓;
    ②NaHCO3:与CaCl2不反应。
    3.主要用途
    (1)碳酸钠:玻璃、造纸、制皂、洗涤。
    (2)碳酸氢钠:发酵、医药、灭火器。
    五、碱金属的一般性和特殊性
    1.碱金属的一般性

    相似性
    递变性(由Li到Cs)
    原子结构
    最外层均为1个电子
    电子层数逐渐增多,核电荷数逐渐增大,原子半径逐渐增大
    元素性质
    都具有较强的金属性,最高正价均为+1
    金属性逐渐增强




    物理
    性质
    (除Cs外)都呈银白色,密度较小,熔点较低
    密度逐渐增大(钾反常),熔点逐渐降低
    化学
    性质
    都具有较强的还原性
    还原性逐渐增强;与O2反应越来越剧烈,产物越来越复杂;与H2O反应的剧烈程度逐渐增强
    2.碱金属的特殊性
    (1)碱金属的密度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)一般情况下,碱金属所形成的盐均溶于水,并且在一定温度下,酸式盐比正盐的溶解度大(但NaHCO3的溶解度比Na2CO3的小)。
    (5)试剂瓶中的药品取出后,一般不能放回原瓶,但金属Na、K等需立即放回原瓶。
    (6)与O2反应时,Li只生成Li2O,Na在常温时生成Na2O,加热时易形成Na2O2。
    六、焰色反应
    1.定义
    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。
    2.操作步骤
    (1)干烧:实验开始时,将铂丝(或光洁无锈的铁丝)放在酒精灯(最好用煤气灯)外焰上灼烧,至与原火焰颜色相同为止。
    (2)蘸、烧与观色:将铂丝(或铁丝)蘸取需要检验的试样,在外焰上灼烧,观察火焰颜色。
    (3)洗、烧:将铂丝(或铁丝)用盐酸洗净后,在外焰上灼烧至无色,以除去金属丝表面可能残留的杂质。
    3.应用
    (1)用于检测某种金属元素是否存在。
    (2)添加到烟花中,使焰火更加绚丽多彩。
    4.常见元素的焰色
    Na:黄色;K:紫色;Li:紫红色;Ca:砖红色;Cu:绿色;Ba:绿色。
    (1)焰色反应属于物理变化,焰色属于元素的性质,即同种元素的单质或化合物,固体或相应的溶液均会产生同样的焰色。
    (2)焰色反应适用于检验某些常规化学方法不能鉴定的金属元素,如Na、K等。
    (3)观察钾的焰色反应时,要透过蓝色钴玻璃,这是因为大部分钾的化合物里含有少量的钠,钠的黄色火焰会影响观察结果,用蓝色钴玻璃可以滤去杂质钠的焰色。
    (4)用稀盐酸清洗铂丝而不用稀硫酸的原因:铂丝表面的杂质与盐酸反应生成沸点较低的氯化物易气化挥发,而硫酸盐的沸点较高不易气化挥发。


    考向一 Na的性质及应用

    典例1 下列说法正确的是( )
    A.自然界中存在单质钠 B.钠需要密封保存在四氯化碳中
    C.实验室中可直接用药匙取用钠 D.实验室中取用后剩余的钠要放回原试剂瓶中
    【答案】D
    【解析】
    A.钠元素在自然界中只以化合物形式存在,选项A错误;
    B.四氯化碳的密度比钠的大,不能用来保存钠,选项B错误;
    C.实验室中用镊子和小刀取用钠,选项C错误;
    D.实验后,将剩余药品放回原试剂瓶会污染瓶中药品,要放在指定的容器中,但是个别药品如金属钠,可以放回原瓶中,选项D正确。
    答案选D。

    1.将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中,既有气体产生,又有白色沉淀产生的是(不考虑溶液温度变化)
    ①溶液 ②稀溶液 ③饱和澄清石灰水 ④溶液
    ⑤饱和溶液 ⑥溶液
    A.①④⑥ B.②④⑤ C.③④⑥ D.①③⑤
    【答案】D
    【解析】
    ①钠投入硫酸镁溶液中,反应生成氢气、硫酸钠和氢氧化镁沉淀,故①符合题意;
    ②钠投入稀硫酸钠溶液中,钠与水反应生成氢气,没有沉淀生成,故②不符合题意;
    ③钠投入饱和澄清石灰水中,钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,反应消耗水,
    故有氢氧化钙白色固体析出,故③符合题意;
    ④钠投入硫酸铜溶液中,反应生成氢气、硫酸钠和氢氧化铜蓝色沉淀,不是白色沉淀,故④不符合题意;
    ⑤钠投入饱和氯化钠溶液中,钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,反应消耗水,
    饱和氯化钠溶液中析出白色氯化钠固体,故⑤符合题意;
    ⑥钠投入溶液中,反应生成氢气、氢氧化铁红褐色沉淀,不是白色沉淀,故⑥不符合题意;
    答案选D。
    钠与盐溶液反应的思维流程

    1.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:(1)浮:钠浮在液面上;(2)熔:钠熔化成光亮的小球;(3)游:在液面上不停地游动直至反应完;(4)响:反应中不停地发出“嘶嘶嘶”的响声。
    2.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,还可能会生成沉淀(如生成难溶碱)、气体(NH3)等。

    考向二 过氧化钠的性质及应用

    典例2 在呼吸面具和潜水艇中可用过氧化钠作为供氧剂。请选用适当的化学试剂,用如图所示实验装置进行实验,证明过氧化钠可作供氧剂。

    (1)A是制取的装置,写出A中发生反应的化学方程式:____。
    (2)填写表中空格:
    装置
    加入试剂
    加入该试剂的目的
    B
    饱和溶液
    ____
    C
    _____
    ______
    D
    NaOH溶液
    ______
    (3)写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式_______。
    (4)用____检验F中收集到的气体,现象是_____。
    【答案】(1)
    (2) 除去气体中混入的HCl 过氧化钠 与和水反应产生 吸收未反应的气体
    (3)
    (4) 带火星的木条 木条复燃
    【解析】
    (1)A装置中制备CO2,无加热设备,所以应用分液漏斗盛装稀盐酸与锥形瓶中的石灰石反应制备CO2气体,方程式为:CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O,离子方程式为:CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑,
    故答案为:CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑;
    (2)CO2气体通过饱和碳酸氢钠溶液,除去盐酸挥发出的HCl气体,C装置中盛装过氧化钠固体,与二氧化碳和水反应生成氧气,再将混合气体通入氢氧化钠溶液中,以除去氧气中未反应的二氧化碳,最后用排水法收集氧气;
    故答案为除去CO2气体中混入的HCl;过氧化钠;与CO2和水反应产生O2;吸收未反应的CO2气体;
    (3) 过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,方程式为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,
    故答案为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2;
    (4)F利用排水法收集氧气,检验氧气可使用带火星的木条,若木条复燃则证明该气体为氧气,故答案为带火星的木条;木条复燃。

    2.过氧化钠具有强氧化性,遇木炭、铝粉等还原性物质时可燃烧。下列有关说法不正确的是
    A.Na2O2与CO2反应时,Na2O2是氧化剂,CO2是还原剂
    B.熔融过氧化钠时不可使用石英坩埚
    C.过氧化钠与木炭、铝粉反应时,过氧化钠均表现出强氧化性
    D.过氧化钠与二氧化硫反应时可生成硫酸钠
    【答案】A
    【解析】Na2O2与H2O、CO2反应时,都是Na2O2自身发生歧化反应,A项错误;石英的主要成分是SiO2,而Na2O2能与SiO2反应生成Na2SiO3,故熔融过氧化钠时不可使用石英坩埚,B项正确;Na2O2具有强氧化性,而C、Al、SO2均具有还原性,故Na2O2可与C、Al、SO2发生氧化还原反应,可将C氧化成CO2,将Al氧化成Al2O3,将SO2氧化成SO,C、D项均正确。
    考向三 过氧化钠与二氧化碳、水反应的规律
    2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2①
    2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑②
    以上反应中Na2O2既作氧化剂又作还原剂,CO2和H2O既不是氧化剂又不是还原剂。
    1.物质的量关系
    无论是CO2、H2O(g)的单一物质还是二者的混合物,通过足量的Na2O2时,CO2、H2O(g)与放出O2的物质的量之比均为2∶1,解答此类问题可借助物质的量守恒关系。
    2.电子转移关系

    根据上式,由电子转移关系可知,存在关系:2 mol Na2O2~1 mol O2~2 mol 电子。
    3.固体质量关系
    将CO2看作CO燃烧所得:2CO+O22CO2①;2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2②。
    由①②,推知CO+Na2O2Na2CO3。
    将H2O看作H2燃烧所得:2H2+O22H2O①;2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑②。
    由①②,推知H2+Na2O22NaOH。
    所以Na2O2与CO2、H2O反应增加的质量为与CO2、H2O等物质的量的CO、H2的质量。
    根据上述分析,可以得出以下结论:
    (1)将CO或H2的燃烧产物CO2或H2O通过Na2O2固体,可以看成CO或H2直接与Na2O2反应,所以固体增加的质量就是参加反应的CO或H2的质量。
    (2)凡是分子组成符合(CO)n(H2)m形式的一种或几种物质,w g该物质在O2中完全燃烧,将其产物(CO2和水蒸气)通过足量的Na2O2固体后,Na2O2固体增加的质量必为w g。
    中学阶段常见的符合这一关系的物质有①无机物:H2、CO及H2和CO的混合气体;②有机物:CH3OH、HCHO、CH3COOH、HCOOCH3、CH3CH(OH)COOH(乳酸)、C6H12O6(葡萄糖)等。
    4.气体体积关系
    CO2、H2O(g)与过量的Na2O2反应,所得O2的体积为相同状况下CO2或H2O(g)体积的一半。
    5.反应的先后问题
    一定量的Na2O2与一定量的CO2和H2O(g)的混合物反应,可视作Na2O2先与CO2反应,待CO2反应完后,Na2O2再与H2O(g)发生反应。[即便Na2O2先与H2O(g)反应,生成的NaOH又消耗CO2而生成H2O(g),故CO2先反应。
    6.反应的固体产物判断
    根据化学方程式:2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O(g)4NaOH+O2,结合CO2先反应,H2O(g)后反应的顺序,可以推知反应后固体产物的成分:
    ①当n(CO2)≥n(Na2O2)时,固体产物为Na2CO3;
    ②当n(CO2)<n(Na2O2)时,固体产物为Na2CO3和NaOH;
    ③当n(CO2)+n(H2O)<n(Na2O2)时,固体产物为Na2CO3和NaOH。

    典例3 200 ℃时,11.6 g CO2和H2O(g)的混合气体与足量的Na2O2充分反应后固体质量增加了3.6 g,则原混合气体的总物质的量是
    A.0.125 mol B.0.25 mol C.0.5 mol D.1 mol
    【答案】C
    【解析】根据质量守恒定律可知,生成O2的质量为11.6 g−3.6 g=8 g,n(O2)==0.25 mol,根据Na2O2与H2O(g)、CO2反应的物质的量的关系可知CO2和H2O(g)的物质的量之和为0.25 mol×2=0.5 mol。

    3.将O2、CH4、Na2O2放入密闭容器中,在150 ℃条件下用电火花引燃反应,恰好完全反应,此时容器中的压强为零,由此得出原混合物中O2、CH4、Na2O2的物质的量之比为
    A.1∶1∶1 B.2∶2∶6
    C.1∶2∶6 D.无法确定
    【答案】C
    【解析】由题意知,三种物质完全反应后压强为零,说明最终剩余固体为Na2CO3和NaOH。根据凡是分子组成符合(CO)n(H2)m形式的一种或几种物质的混合物与足量Na2O2反应,固体Na2O2增加的质量等于该混合物的质量的规律,要使O2和CH4的组成符合(CO)n(H2)m的形式,则必须有n(O2)∶n(CH4)=1∶2。假设有1 mol O2、2 mol CH4与n mol Na2O2反应:2CH4+O2+Na2O2→ Na2CO3+NaOH,然后由氢原子守恒确定NaOH的物质的量为8 mol,由碳原子守恒确定Na2CO3的物质的量为2 mol,最后求出Na2O2的物质的量为6 mol,即可得出反应的化学方程式:2CH4+O2+6Na2O22Na2CO3+8NaOH,即C项正确。
    考向四 碳酸钠、碳酸氢钠的性质与鉴别

    典例4 下列关于Na2CO3和NaHCO3的比较中,说法不正确的是
    A.NaHCO3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NaHCO3溶液中分别滴加2滴酚酞溶液,前者颜色比后者深
    D.Na2CO3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】 Na2CO3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+Ba2+===BaCO3↓,NaHCO3与Ba(OH)2溶液反应,当NaHCO3少量时:HCO+OH-+Ba2+===BaCO3↓+H2O;当NaHCO3过量时:2HCO+Ba2++2OH-===BaCO3↓+CO+2H2O。

    4.下列实验方案鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色粉末,不能达到预期目的的是(  )
    A.分别向等量的白色粉末中加等体积、等浓度的稀盐酸,比较生成气体的快慢
    B.分别向等量的白色粉末中加等体积适量的水,比较固体溶解量的多少
    C.分别将等量的白色粉末配成溶液,然后加入澄清石灰水,比较是否有沉淀生成
    D.分别将等量的白色粉末用如图装置进行实验,比较澄清石灰水是否变浑浊

    【答案】C
    【解析】
    【分析】
    A.碳酸钠和盐酸反应先生成碳酸氢钠,碳酸氢钠再和盐酸反应生成二氧化碳;
    B.相同温度下,碳酸氢钠的溶解度小于碳酸钠;
    C.碳酸氢钠和碳酸钠都和氢氧化钙反应生成白色沉淀;
    D.碳酸钠较稳定,加热不分解,碳酸氢钠不稳定,加热易分解。
    【详解】
    A.分别向等量的白色粉末中加等体积、等物质的量浓度的稀盐酸,碳酸氢钠立即和盐酸反应生成二氧化碳,碳酸钠和盐酸反应先生成碳酸氢钠,碳酸氢钠再和盐酸反应生成二氧化碳,所以生成二氧化碳速率不同,能达到实验目的,故A不选;
    B.相同温度下,碳酸氢钠的溶解度小于碳酸钠,所以分别向等量的白色粉末中加等体积适量的水,比较固体溶解量的多少来鉴别,能达到实验目的,故B不选;
    C.碳酸氢钠和碳酸钠都和氢氧化钙反应生成白色沉淀,反应现象相同,无法鉴别,所以不能达到实验目的,故C选;
    D.碳酸钠比碳酸氢钠稳定,加热时,碳酸钠不分解,碳酸氢钠分解生成二氧化碳,用澄清石灰水检验是否生成二氧化碳,所以能达到实验目的,故D不选;
    故选C。
    Na2CO3和NaHCO3鉴别的四个角度
    (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)利用和BaCl2(或CaCl2)溶液混合时现象不同

    (4)利用溶液的酸碱性不同

    考向五 碳酸钠、碳酸氢钠溶液与盐酸反应的规律
    1.与酸反应放出CO2的速率快慢不同的原因分析
    NaHCO3溶液与盐酸反应只需一步即可放出CO2气体,故放出气体的速率较快:NaHCO3+HClNaCl+CO2↑+H2O。
    Na2CO3溶液与盐酸反应时,第一步生成NaHCO3,此时尚无气体放出:Na2CO3+HClNaHCO3+NaCl;
    第二步是生成的NaHCO3与盐酸反应放出CO2。
    故将相同物质的量浓度的盐酸分别滴入等体积等物质的量浓度的NaHCO3溶液和Na2CO3溶液中,前者放出气体的速率较快。
    2.不用任何试剂鉴别Na2CO3溶液和盐酸的化学原理
    Na2CO3溶液与盐酸作用时,滴加方式不同,现象不同,产生CO2的量也不一定相同。以此可作为鉴别Na2CO3溶液和盐酸的依据。
    (1)把Na2CO3溶液逐滴加入盐酸中,开始时盐酸相对过量,则发生反应:Na2CO3+2HCl2NaCl+CO2↑+H2O,即开始就有CO2气体放出。
    (2)把盐酸逐滴加入Na2CO3溶液中,开始时Na2CO3相对过量,则先发生反应:Na2CO3+HClNaCl+NaHCO3,继续滴加盐酸则进行下一步反应:NaHCO3+HClNaCl+CO2↑+H2O,即开始阶段无明显现象,之后才有气体产生。
    3.碳酸钠、碳酸氢钠溶液与盐酸反应的常见图像
    Na2CO3溶液与盐酸反应先转化为与Na2CO3等物质的量的NaHCO3,没有CO2生成,且Na2CO3转化为NaHCO3消耗的HCl的物质的量与新生成的NaHCO3放出CO2消耗的HCl的物质的量相等(如图2所示),这是处理该类问题的关键点。抓住Na2CO3溶液与盐酸反应的这一特点,就很容易推出Na2CO3、NaOH的混合溶液以及Na2CO3、NaHCO3的混合溶液与盐酸反应的特点,常见图像如下:
    (1)向NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸,消耗的HCl与产生的CO2的物质的量的关系如图1所示;
    (2)向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸,消耗的HCl与产生的CO2的物质的量关系如图2所示;
    (3)向Na2CO3、NaOH的混合溶液中逐滴加入盐酸,消耗的HCl与产生的CO2的物质的量关系如图3所示;
    (4)向Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中逐滴加入盐酸,消耗的HCl的物质的量与产生的CO2的物质的量的关系如图4所示。



    典例5 向某NaOH溶液中通入CO2气体后得溶液M,因CO2通入量的不同,溶液M的组成也不同。若向M中逐滴加入盐酸,产生的气体体积V(CO2)与加入盐酸的体积V(HCl)的关系有下列图示四种情况,且(2)(3)(4)图中分别有OAAB,则下列分析与判断不正确的是

    A.M中只有一种溶质的有(1)和(3)
    B.M中有两种溶质的有(2)和(4)
    C.(2)图显示M中c(NaHCO3)②
    (2)c()>c()>c(Al3+)>c(H+)>c(OH−)
    (3)①玻璃棒 ②87.86%
    【解析】(1)铝元素位于周期表中第三周期ⅢA族。同周期元素从上到下非金属性减弱,最高价含氧酸酸性减弱,Na[B(OH)4]水解程度最小、Na[Ga(OH)4] 水解程度最大,浓度相同的这三种物质的溶液pH由大到小的顺序为Na[Ga(OH)4]> Na[Al(OH)4]> Na[B(OH)4]。
    (2)将20.0 mL 0.1 mol/L Ba(OH)2溶液和20.0 mL 0.1 mol/L NH4Al(SO4)2溶液混合,、,反应后c()=0.1 mol/L÷2=0.05 mol/L;铵根水解,c()c()>c(Al3+)>c(H+)>c(OH−)。
    (3) ①过滤时用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒;设AlN的质量为a g,根据关系式
    2AlN~Al2O3 Δm
    82 102 20
    a 0.9
    a=0.369 g,AlN的质量分数为87.86%。

    考向二 铝与酸、碱反应的有关计算
    (1)铝能与酸溶液反应生成H2和铝盐(Al3+),但与稀HNO3反应不生成H2,且在浓HNO3、浓H2SO4中钝化。
    (2)铝与强碱溶液反应生成H2和偏铝酸盐()。
    (3)铝与酸或碱溶液反应生成H2的量的关系:
    有关离子方程式为:
    2Al+6H+2Al3++3H2↑
    2Al+2OH−+2H2O2+3H2↑
    Al与酸、碱反应的实质都是:AlAl3+,2H+H2,故与酸或碱反应时,铝与氢气的关系均为2Al~3H2↑,利用此性质可以方便地进行有关计算。
    ①等量Al分别与足量酸(H+)和碱(OH−)溶液反应,生成H2之比为1∶1,消耗H+和OH−之比为3∶1。
    ②足量Al分别与所含H+和OH−物质的量相等的溶液反应,生成H2之比为1∶3。
    ③若产生H2之比为

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