专题 3.14

　钠、镁、铝方面试题的解题方法与技巧

　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 2019 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：

　Na O和 Na O 的比较

　2

　2

　2

　物质

　氧化钠 (Na2O)

　过氧化钠 (Na2O2)

　色态

　白色固体

　淡黄色固体

　类别

　碱性氧化物

　过氧化物（非碱性氧化物）

　电子式

　氧的价态

　－ 2

　－ 1

　阴阳离子个数比

　1∶ 2

　1∶ 2

　生成条件

　常温

　加热或点燃

　热稳定性

　不稳定 ( 加热时被空气氧化

　稳定

　与水反应的化学方程式

　Na2O＋ H2O＝2NaOH

　2Na2O2＋2H2O＝ 4NaOH＋ O2↑

　1 / 13

　与 CO2 反应的化学方程式

　Na2O2＋ CO2＝Na2CO3

　2Na2O2＋2CO＝ 2Na2CO3＋O2

　与酸反应的化学方程式

　Na2O＋ 2HCl＝ 2NaCl＋ H2O

　2Na2O2＋4HCl＝ 4NaCl＋ 2H2O＋O2↑

　主要用途

　用于制取少量 Na2 O2

　强氧化剂、漂白剂、供氧剂

　2、碳酸钠与碳酸氢钠

　名称

　2

　3

　碳酸氢钠

　3

　碳酸钠 (Na

　CO)

　(NaHCO)

　俗名

　纯碱或苏打

　小苏打

　物

　色态

　白色晶体

　细小白色晶体

　理

　性

　水溶性

　易溶于水，溶液呈碱性

　易溶于水

　2

　3

　( 但比 Na CO溶解度小 ) ，溶液呈碱性

　质

　稳定，但结晶碳酸钠 (Na2CO3·10H2O)

　不稳定，受热易分解

　稳定性

　3

　2

　3

　2

　2

　易风化

　2NaHCO＝ Na CO＋ H O＋ CO↑

　与 H＋反

　2－

　＋

　＝H2O＋ CO2↑

　－

　＋

　CO3

　＋ 2H

　HCO3＋ H ＝H2O＋ CO2↑

　应

　与碱反

　化

　－

　2＋

　2－

　2＋

　－

　－

　应

　与 OH 不反应，但 Ca

　3

　3

　3

　2

　＋ CO ＝

　Ca ＋ OH ＋ HCO＝CaCO↓＋ H O(碱过量 )

　学

　[Ca(OH) 2

　CaCO3↓

　2＋

　－

　－

　2－

　Ca

　＋ 2OH

　＋2HCO3

　＝CaCO3↓＋ CO3 ＋ 2HO(碱不足 )

　性

　质

　]

　CaC

　2＋

　2 －

　＝aCO↓

　不反应

　3

　3

　l 2

　盐 硫

　2Al

　3＋

　2－

　酸

　＋ 3CO ＋ 3H2O＝2Al(OH) 3↓＋

　－

　3＋

　＝Al(OH) 3↓＋ 3CO↑

　3HCO＋Al

　2

　3CO2↑

　铝

　主要用途

　玻璃、造纸、制皂、洗涤

　发酵、医药、灭火器

　Na2CO3

　相互转化

　错误 !NaHCO3

　方法技巧：

　2 / 13

　1、金属钠与酸溶液反应：

　Na 与 H O反应的实质是

　Na 置换 H O电离出的＋

　。酸溶液中

　＋

　主要由酸电离得到，所以

　Na 投入酸溶液

　H

　H

　2

　2

　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＋ FeCl 3＝ Fe(OH)3↓＋ 3NaCl。

　方法技巧

　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：

　① Al

　3＋

　－

　－

　－

　＋ 2H2O

　＋ 3OH ===Al(OH) 3↓、② Al(OH) 3＋ OH === AlO2

　由①②得：③ Al

　3＋

　－

　－

　＋ 2HO，则

　＋ 4OH === AlO 2

　n(OH

　)

　－

　；

　n( Al 3

　)

　3

　n(OH

　) ≥4时，发生反应③，无

　Al(OH) 3 生成；

　n( Al 3

　)

　3＜ n(OH

　) ＜ 4 时，发生反应①②，则： n[Al(OH) 3] ＝ 4n(Al

　3＋) － n(OH－ ) 。

　n( Al 3

　)

　2、有关铝及其化合物的反应图像

　（ 1）反映 Al

　3＋

　－

　之间转化的有关图像：

　、 Al(OH) 3、 AlO2

　a、把强碱溶液逐滴加入到铝盐

　(Al 3＋ ) 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。

　3 / 13

　②有关反应： A→ B： Al

　3＋

　－

　－

　－

　＋ 2H O

　2

　3

　3

　2

　③图像：

　。

　b、把铝盐 (Al 3＋) 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： Al

　3＋

　－

　－

　＋ 2H2O、 B→ C： Al

　3＋

　＋ 3 AlO 2

　－

　＋ 6H2O===4Al(OH)3↓

　＋ 4OH === AlO2

　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： → ： AlO2

　－

　＋

　＋2H2O===Al(OH)3↓、

　＋

　3＋

　＋ 3H2O

　＋ H

　→ ： Al(OH) 3＋ 3H

　===Al

　A B

　B D

　③图像：

　。

　d、在强酸溶液中逐滴加入

　AlO－2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。

　＋

　＋AlO

　－

　3 ＋

　＋4H O、 B→ C： Al

　3＋

　＋ 3 AlO

　－

　＋ 6HO===4Al(OH) ↓

　2

　2

　2

　2

　3

　③图像：

　。

　4 / 13

　2＋

　和 Al

　3＋

　的酸性溶液中逐滴加入强碱溶液：

　e、向含 Mg

　①现象：无明显现象→出现沉淀→渐多→最多→减少→不变

　＋

　－

　3 ＋

　－

　2＋

　－

　②反应： → ：H

　＋OH ===HO、 → ：Al

　＋ 3OH ===Al(OH) ↓、Mg

　＋ 2OH ===Mg(OH)↓、 → ：Al(OH)

　2

　3

　2

　3

　－

　－

　＋ 2H2O。

　＋ OH === AlO2

　③图像 [ c(Mg2＋ ) ＝ c(Al 3＋ )] ：

　。

　（ 2）反映 Al

　3＋

　－

　之间转化的计算——数轴分析与图表法

　、 Al(OH) 3、 AlO2

　①根据 AlCl 3 与 NaOH的量计算生成

　Al(OH) 3 的量：

　②根据 AlCl 3 与 Al(OH) 3 的量计算需要

　NaOH的量

　NaOH的量

　n(NaOH)

　当 NaOH不足时

　n(NaOH)＝ 3n[Al(OH) 3]

　当 NaOH过量时

　n(NaOH)＝ 3n(Al 3＋ ) ＋ { n(Al 3＋ ) － n[Al(OH) 3]} ＝

　4

　(Al 3＋) －

　[Al(OH) 3]

　n

　n

　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

　5 / 13

　HCl 的量

　n(HCl)

　当 HCl 不足时

　n(HCl) ＝ n[Al(OH) 3]

　－

　－

　n(HCl) ＝ n(AlO 2 ) ＋ 3{ n(AlO 2 ) － n[Al(OH) 3]}

　HCl 过量时

　－

　＝ 4n(AlO 2 ) － 3n[Al(OH) 3]

　三、镁及其化合物

　镁及其化合物的转化关系图：

　方法技巧

　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6 / 13

　量之比没搞清，易导致错误。

　B. 一般情况下强氧化性物质可用于杀菌消毒，

　ClO2 中 Cl 元素为 +4 价，处于较高价态，易得电子，具

　有强氧化性，可用于自来水的杀菌消毒，故

　B 项错误；

　【点睛】

　本题侧重考查物质的性质及用途，注重化学知识与生产、生活的联系，体现素质教育的价值。其中

　A

　选项硅及其化合物的用途是常考点，也是易混知识。硅单质常用于太阳能电池、半导体材料与计算机

　芯片等；二氧化硅是石英、水晶、玛瑙及光导纤维的成分；硅酸盐常用于玻璃、水泥和陶瓷等，学生

　要理清这些物质的用途，不可混为一谈。

　2．下列金属中，表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化的是

　(

　)

　A． Cu

　B

　． Na

　C

　． Fe

　D

　． Al

　7 / 13

　【答案】 D

　【解析】

　试题分析： A、铜在空气中不能形成氧化层，跟空气中的

　CO2、 H2O、O2 形成了碱式碳酸铜，错误；

　B、钠

　和氧气反应生成的氧化钠是粉末状物质，不是致密的氧化膜，不能阻碍反应的进行，错误；

　C、铁在空

　气中易被氧化成疏松的氧化铁，不能保护内部金属，错误；

　D、像铝、镁在空气中易于氧气反应，在表

　面生成一层致密的氧化膜，该氧化膜能够保护内部金属不被氧化，正确。

　考点：考查铝、铜、钠、铁的化学性质。

　3．下列有关物质性质与用途具有对应关系的是：

　A． Na2O2 吸收 CO2 产生 O2，可用作呼吸面具供氧剂

　B． C1O2 具有还原性，可用于自来水的杀菌消毒

　C． SiO2 硬度大，可用于制造光导纤维

　D．氢氟酸具有酸性，可用来蚀刻玻璃

　【答案】 A

　【解析】

　【详解】

　4． NaCl 是一种化工原料，可以制备一系列物质

　( 如下图所示 ) 。下列说法正确的是

　(

　)

　8 / 13

　A．用 Cl 2 制备漂白粉时，是将

　Cl 2 通入到石灰水中

　B．由氯化钠制备纯碱的过程中，利用了物质溶解度的差异

　C．常温下干燥

　Cl 2 能用钢瓶贮运，所以

　Cl 2 不与铁反应

　D．图中所示转化反应都是氧化还原反应

　【答案】 B

　【解析】

　【分析】

　A. Cl 2 与石灰乳反应制备漂白粉；

　在制备纯碱的过程中，是利用了碳酸氢钠比碳酸钠溶解度小；

　加热条件下，氯气和铁反应生成氯化铁；

　氯化钠转化为碳酸氢钠，碳酸氢钠转变为碳酸钠都不是氧化还原反应；

　【详解】

　用 Cl 2 制备漂白粉时，是将 Cl 2 通入到石灰乳中， A 错误；

　B. 在制备纯碱的过程中，是利用了碳酸氢钠比碳酸钠溶解度小，

　B 正确；

　C. 氯气和铁在加热情况下反应，常温下干燥

　Cl 2 与铁不反应，可以用钢瓶贮运，

　C 错误；

　D. 图示中氯化钠转化为碳酸氢钠，碳酸氢钠转变为碳酸钠都不是氧化还原反应，

　D错误；

　综上所述，本题选

　B。

　【点睛】

　解答本题的关键是要掌握各种物质的性质，只有掌握了物质的性质才能确定物质之间能否反应化学反

　应。

　8．下列制取

　CO2、通过 CO2 和 NaAlO2 溶液制取

　Al(OH) 3、分离并加热

　Al(OH) 3 制 Al 2O3 的装置和原理能达到实

　验目的的是 (

　)

　9 / 13

　A． A

　B

　． B

　C

　． C

　D

　． D

　【答案】 D

　【解析】

　【详解】

　9．铝土矿的主要成分为 Al 2O3、 Fe2O3 和 SiO2，工业上经过如图所示工艺可以冶炼金属铝。下列说法中不正确的是

　10 / 13

　A．①②中除加试剂外，还需要进行过滤操作

　B． a、 b 中铝元素的化合价相同

　C．④进行的操作是过滤、加热，而且

　d 一定是氧化铝

　D．③中需要通入过量的氨气

　【答案】 D

　【解析】

　【详解】

　10．有一包粉末状固体，可能是由 A12 (SO4) 3、 CuCl2、KNO3、 Na2O 中的一种或几种组成的。为了探究它的成分，某学习小组做了如下实验。

　①取适量粉末投入蒸馏水中，粉末完全溶解，得到蓝色透明溶液

　A。

　11 / 13

　②取 A 溶液少量，向其中逐滴滴加稀的烧碱溶液直到过量，观察到先有沉淀岀现，而后沉淀逐渐增多，

　然后沉淀又逐渐减少，但最终仍有部分蓝色沉淀。

　③再取 A 溶液两份， 一份滴加

　BaCl2 溶液后，出现白色沉淀； 另一 份滴加硝酸银溶液后也出现白色沉淀。

　请回答下列问题：

　1）原白色粉末一定含有 ____________，一定不含 ____________，可能含有 ___________( 填化学式 )；

　2）写出过程②中涉及到的离子方程式：_______________ ， _______________，_______________；

　（ 3）如果要进一步确定可能存在的物质，

　进行的实验操作及实验现象和结论是：

　___________________ 。

　【 答 案 】 CuCl2

　和 Al 2(SO4)

　Na O

　KNO

　2+

　-

　3+-

　3

　Cu +2OH=Cu(OH) ↓

　Al +3OH=Al(OH) 3↓

　2

　3

　2

　-

　-

　用洁净的铂金丝蘸取原样品在酒精灯火焰上灼烧，

　透过蓝色钴玻片观察火焰

　Al(OH) 3+OH=AlO2 +2H2O

　颜色，若为紫色则含有

　KNO3，否则不含

　【解析】

　【分析】

　② 取适量粉末投入蒸馏水中，

　粉末完全溶解， 得到蓝色透明溶液

　A，说明含有 CuCl2，则一定不含 Na2O；

　②取 A 溶液少量，向其中逐滴滴加稀的烧碱溶液直到过量，观察到先有沉淀出现，而后沉淀逐渐增多，

　然后沉淀又逐渐减少，但最终仍有部分蓝色沉淀，说明含有

　Al 2(SO4) 3；

　③再取 A 溶液两份， 一份滴加 BaCl2 溶液后， 出现白色沉淀； 另一份滴加硝酸银溶液后也出现白色沉淀，

　说明溶液中含有硫酸根离子和氯离子，不能确定是否含有

　KNO3，以此解答该题。

　【详解】

　【点睛】

　12 / 13

　本题考查物质的检验和鉴别的实验设计。本题的易错点为

　Na2O 的判断，要注意氧化钠能够与水反应生

　成氢氧化钠，氢氧化钠与氯化铜反应生成蓝色沉淀。

　13 / 13