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鈉、鎂、鋁的性質(zhì) 【本講教育信息】 一. 教學(xué)內(nèi)容： 鈉、鎂、鋁的性質(zhì) 二. 教學(xué)目標(biāo)： 認(rèn)識(shí)鈉是一種很活潑的金屬，了解鈉及其化合物的物理性質(zhì)，掌握鈉及其化合物的化學(xué)性質(zhì)； 了解鎂和鋁的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)和主要用途；了解鎂及鋁的化合物的性質(zhì)及用途； 運(yùn)用氫氧化鋁的兩性能解決有關(guān)計(jì)算和圖象問(wèn)題。 三. 教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)： 鈉及其化合物的性質(zhì)；鋁及其化合物的兩性 四. 教學(xué)過(guò)程： （一）鈉及其化合物： 1、鈉的性質(zhì)： 金屬鈉很軟，用刀切開(kāi)可以看到它具有銀白色的金屬光澤，是熱和電的良導(dǎo)體；它的密度為0.97g／cm3，比水的密度小比煤油的密度大；熔點(diǎn)（97.8℃）、沸點(diǎn)（882.9℃）都較低。 鈉元素位于元素周期表中第三周期ⅠA族；鈉原子最外電子層上只有1個(gè)電子，在化學(xué)反應(yīng)中很容易失去電子。因此，鈉的化學(xué)性質(zhì)很活潑，具有強(qiáng)的還原性。 鈉的化學(xué)性質(zhì)很活潑，能與許多非金屬單質(zhì)直接化合：如與S、O2、Cl2等反應(yīng)： 2Na＋S＝Na2S；4Na＋O2＝2Na2O；2Na＋O2Na2O2；2Na＋Cl22NaCl； 鈉還能與酸及水反應(yīng)放出H2：2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑，反應(yīng)比較劇烈； 工業(yè)上利用鈉作還原劑把鈦、鋯、鈮、鉭等金屬?gòu)乃鼈兊娜廴邴u化物中還原出來(lái)，但不能有水參與，否則就先與水反應(yīng)； 鈉還可以和某些有機(jī)物反應(yīng)：如鈉與含有－OH官能團(tuán)的有機(jī)物：醇、酚和羧酸等物質(zhì)反應(yīng)： 2、鈉的氧化物：過(guò)氧化鈉與氧化鈉的比較： 物質(zhì) 普通氧化物Na2O 過(guò)氧化物Na2O2 形成條件 鈉露置于空氣中 鈉在空氣中燃燒 色態(tài) 白色固體 淡黃色固體 電子式 結(jié)構(gòu) 存在O2－離子 存在O22－離子（過(guò)氧離子） 屬類 堿性氧化物 鹽（不屬于堿性氧化物）過(guò)氧化物 穩(wěn)定性 不穩(wěn)定 穩(wěn)定 性質(zhì) 與水的反應(yīng) Na2O＋H2O＝2NaOH 2Na2O2＋2H2O＝4NaOH＋O2↑ 與H＋反應(yīng) Na2O＋2H＋＝2Na＋＋H2O 2Na2O2＋4H＋＝4Na＋＋2H2O＋O2↑ 與CO2反應(yīng) 生成相應(yīng)的碳酸鹽 生成碳酸鈉和氧氣 氧化性、漂白性 無(wú) 有強(qiáng)氧化性和漂白性 用途 呼吸面具、潛水艇中的氧氣來(lái)源，用作強(qiáng)氧化劑，具有漂白性 3、氫氧化鈉（NaOH）俗稱火堿、燒堿、苛性鈉，主要物理性質(zhì)：白色固體，易吸收空氣中的水而潮解，易溶解于水，并且放出大量的熱，水溶液有澀味，有強(qiáng)堿性。 主要化學(xué)性質(zhì)：一元強(qiáng)堿，具有堿的通性。如：NaOH與酸、酸性氧化物、兩性物質(zhì)、某些鹽反應(yīng)，還可以提供堿性環(huán)境發(fā)生無(wú)機(jī)和有機(jī)反應(yīng)，如鹵代烴的水解和消去反應(yīng)，酯類的水解，油脂的皂化反應(yīng)等。 4、碳酸鈉和碳酸氫鈉的比較： 名稱 碳酸鈉 碳酸氫鈉 化學(xué)式 Na2CO3 NaHCO3 俗名 純堿或蘇打 小蘇打 水溶液酸堿性 堿性 堿性 水溶性 易溶于水，溶解度大于NaHCO3 可溶于水，溶解度小于Na2CO3 鑒別方法 加CaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀 先加CaCl2溶液，無(wú)沉淀產(chǎn)生，再加酸，產(chǎn)生無(wú)色無(wú)味的氣體 與鹽酸反應(yīng)的速率和方程式 Na2CO3＋2HCl＝2NaCl＋H2O＋CO2↑ 逐滴加入時(shí)，則開(kāi)始無(wú)氣泡，后有氣體逸出 NaHCO3＋HCl＝NaCl＋H2O＋CO2↑ 反應(yīng)劇烈，迅速產(chǎn)生氣體 熱穩(wěn)定性 穩(wěn)定，受熱不分解 不穩(wěn)定，受熱易分解 相互轉(zhuǎn)化 加熱時(shí)2NaHCO3＝Na2CO3＋H2O＋CO2↑，溶液中Na2CO3＋H2O＋CO2＝2NaHCO3 說(shuō)明： 1、鈉的性質(zhì)很活潑，能與空氣中的氧氣和水反應(yīng)，因此少量鈉必須保存在煤油中，而大量鈉，則必須保存在密閉容器中； 2、鈉與氧氣反應(yīng)時(shí)，條件不同產(chǎn)物不一樣。露置于空氣中生成Na2O，而在空氣中燃燒時(shí)，則生成Na2O2； 3、Na2O2具有強(qiáng)氧化性和漂白性，其漂泊原理與新制氯水的漂白原理相似，都是利用強(qiáng)氧化性使有色物質(zhì)被氧化而褪色； 4、鈉與水、酸、鹽溶液反應(yīng)，實(shí)質(zhì)上是鈉原子與水或酸電離出的H＋的反應(yīng)，所以H＋濃度不同，反應(yīng)的劇烈程度不同。金屬活動(dòng)順序表中氫后面的金屬陽(yáng)離子的氧化性強(qiáng)于H＋，但其反應(yīng)速率遠(yuǎn)小于鈉與H＋的反應(yīng)速率，故鈉投入鹽溶液中首先是與水反應(yīng)，然后再分析NaOH是否與鹽發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)。如果是鋁鹽溶液還要考慮鈉與鋁的量的問(wèn)題，因過(guò)量的NaOH能溶解Al（OH）3。 5、鈉的用途：工業(yè)上用鈉作強(qiáng)還原劑來(lái)冶煉金屬；鈉－鉀合金（液態(tài)）用作原子反應(yīng)堆的導(dǎo)熱劑；在電光源上，用鈉制造高壓鈉燈。 6、Na2O2具有強(qiáng)氧化性，它不僅能與H2O、CO2反應(yīng)，還能與幾乎所有的常見(jiàn)氣態(tài)非金屬氧化物反應(yīng)，在與高價(jià)非金屬氧化物反應(yīng)時(shí)，過(guò)氧化鈉既作氧化劑又是還原劑，產(chǎn)物一般為高價(jià)含氧酸鹽和O2；在與低價(jià)的氧化物反應(yīng)時(shí)，一般反應(yīng)生成高價(jià)含氧酸鹽。 7、盛NaOH的試劑瓶需用橡皮塞，不能用玻璃塞，因?yàn)椴ＡЭ膳c堿溶液反應(yīng)，從而使瓶口和瓶塞粘在一起，不易打開(kāi)；NaOH的堿性很強(qiáng)，貯存時(shí)若未密閉，表層易變質(zhì)生成碳酸鈉；稱量NaOH要放在燒杯里，動(dòng)作要迅速，不能放在量筒、量杯、紙上稱量；不慎將濃NaOH沾在皮膚上，應(yīng)先用大量水沖洗，然后再涂上硼酸稀溶液；在實(shí)驗(yàn)室里常用NaOH溶液吸收Cl2，在工業(yè)上常用NaOH溶液吸收NO和NO2的尾氣，以消除污染；實(shí)驗(yàn)室制取少量的NaOH溶液可在飽和碳酸鈉溶液中撒入石灰粉末、加熱、過(guò)濾。 8、往Na2CO3溶液中逐滴滴加鹽酸，先無(wú)氣體放出，后有氣體產(chǎn)生，反應(yīng)方程式為： Na2CO3＋HCl＝NaHCO3＋NaCl、NaHCO3＋HCl＝NaCl＋H2O＋CO2↑ 往NaHCO3溶液中逐滴滴加鹽酸，迅速產(chǎn)生氣體，方程式為：NaHCO3＋HCl＝NaCl＋H2O＋CO2↑ 因此，利用兩者的這一性質(zhì)，可采用互滴的方法來(lái)鑒別Na2CO3和NaHCO3； 9、碳酸氫鈉和碳酸鈉的制法： A、制取NaHCO3的方法 ①減壓低溫蒸干NaHCO3溶液。NaHCO3遇熱易分解，其水溶液加熱更易分解，所以不可能采用常壓下蒸發(fā)溶劑的方法制得NaHCO3晶體。 ②往飽和Na2CO3溶液中通入CO2，過(guò)濾得到晶體。 Na2CO3+C02+H2O=2NaHCO3 B、制取NaCO3的方法 往飽和食鹽水中依次通入足量的NH3、CO2（氨堿法），利用NaHCO3的溶解性小于NH4HCO3的溶解性原理，使NaHCO3從溶液中析出（依次通入CO2、NH3至飽和行嗎?）： NH3＋H2O＋CO2＝NH4HCO3 NH4HCO3＋NaCl＝NaHCO3↓＋NH4Cl；2NaHCO3＝Na2CO3＋H2O＋CO2↑（制純堿的工業(yè)方法） ［例1］某干燥粉末可能由Na2O、Na2O2、Na2CO3、NaHCO3、NaCl中的一種或幾種組成。將該粉末與足量的鹽酸反應(yīng)有氣體X逸出，X通過(guò)足量的NaOH溶液后體積縮?。ㄍ瑴亍⑼瑝合聹y(cè)定）。若將原來(lái)混合粉末在空氣中用酒精燈加熱，也有氣體放出，且剩余固體的質(zhì)量大于原混合粉末的質(zhì)量。下列判斷正確的是： A. 粉末中一定有Na2O、Na2O2、NaHCO3 B. 粉末中一定不含有Na2CO3和NaCl C. 粉末中一定不含有Na2O和NaCl D. 無(wú)法肯定粉末里是否含有Na2CO3和NaCl 解析：與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氣體的物質(zhì)可能為Na2O2 （生成O2）、Na2CO3和NaHCO3（生成CO2），氣體X通過(guò)NaOH溶液后體積縮?。ǘ皇菤怏w全部消失），說(shuō)明X由O2和CO2組成，原粉末中Na2O2、Na2CO3和NaHCO3至少有一種一定存在。將原混合粉末加熱，有氣體放出，說(shuō)明混合物中一定有NaHCO3，但NaHCO3受熱分解會(huì)使混合粉末質(zhì)量減少，而實(shí)際剩余固體的質(zhì)量卻增加了，原因只能是發(fā)生了反應(yīng)：2Na2O＋O2＝2Na2O2。綜上分析，混合物中一定有Na2O、Na2O2、NaHCO3，無(wú)法確定混合物中是否有Na2CO3和NaCl。故答案為A、D。 答案：AD ［例2］在一定條件下，將鈉與氧氣反應(yīng)的生成物1.5g溶于水，所得溶液恰好能被80mL濃度為0.50 mol/L的HCl溶液中和，則該生成物的成分是： A. Na2O 　　　　　B. Na2O2 C. Na2O和Na2O2 　　　　　D. Na2O2和NaO2 解析：HCl為0.04mol。鈉的氧化物若為Na2O，應(yīng)為0.02mol62gmol－1＝1.24g；若為Na2O2，應(yīng)為0.02mol78gmol－1＝1.56g。因1.5g介于1.24～1.56之間，應(yīng)為二者的混合物 答案：C ［例3］純堿是一種重要的化工原料。目前制堿工業(yè)主要有“氨堿法”和“聯(lián)合制堿法”兩種工藝。請(qǐng)按要求回答問(wèn)題： （1）“氨堿法”產(chǎn)生大量CaCl2廢棄物，請(qǐng)寫(xiě)出該工藝中產(chǎn)生CaCl2的化學(xué)方程式：________； （2）寫(xiě)出“聯(lián)合制堿法”有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：____________________________；______________________________________。 （3）CO2是制堿工業(yè)的重要原料，“聯(lián)合制堿法”與“氨堿法”中CO2的來(lái)源有何不同？____________________________________________________________________________； （4）綠色化學(xué)的重要原則之一是提高反應(yīng)的原子利用率。根據(jù)“聯(lián)合制堿法”的總反應(yīng)，列出計(jì)算原子利用率的表達(dá)式： 原子利用率（%） =________________________________________。 解析：（1）“氨堿法”中產(chǎn)生的NH4Cl與Ca（OH）2作用生成CaCl2： 2NH4Cl＋Ca（OH）22NH3↑＋CaCl2＋2H2O。 （2）“聯(lián)合制堿法”又稱“侯氏制堿法”是向飽和食鹽水中通入過(guò)量的NH3氣體，再向其中通入過(guò)量的CO2，發(fā)生反應(yīng)的方程式為： NH3＋CO2＋H2O＋NaCl（飽和）＝NaHCO3↓＋NH4Cl；2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O； （3）“氨堿法”的CO2來(lái)源于石灰石煅燒，“聯(lián)合制堿法”的CO2來(lái)源于合成氨工業(yè)的廢氣。 （4）由于“聯(lián)合制堿法”總反應(yīng)可看作是：2NH3＋2NaCl＋CO2＋H2O＝Na2CO3＋2NH4Cl，所以： 原子利用率（%） =100% =100%； 答案：（1）2NH4Cl＋Ca（OH）22NH3↑＋CaCl2＋2H2O。 （2）NH3＋CO2＋H2O＋NaCl（飽和）＝NaHCO3↓＋NH4Cl； 2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O； （3）“氨堿法”的CO2來(lái)源于石灰石煅燒，“聯(lián)合制堿法”的CO2來(lái)源于合成氨工業(yè)的廢氣。 （4）原子利用率（%）＝100%； ［例4］下圖中A至F是化合物，G是單質(zhì)。 寫(xiě)出A、B、E、F的化學(xué)式：A：____________；B____________；E____________；F____________。 解析：試題中包含著多條信息，若是一條、一條地單獨(dú)分析，似乎找不到明顯的突破口，這里要求解題者先弄清每條信息的含義，再綜合起來(lái)，就可確定推斷的范圍。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行驗(yàn)證。從題示條件可得出下列結(jié)論： （1）固體A可分解為三種物質(zhì)，可能是多元弱酸鹽之類的物質(zhì)； （2）A的分解產(chǎn)物C、D都可跟化合物E反應(yīng)產(chǎn)生單質(zhì)G，像是過(guò)氧化物跟水、二氧化碳等之間的反應(yīng)； （3）A和B可互相轉(zhuǎn)化，可能是某種多元酸、多元酸鹽之間的關(guān)系。 綜合起來(lái)，可推測(cè)A是碳酸氫鈉、碳酸氫鉀等，E是過(guò)氧化鈉、過(guò)氧化鉀等。代入題給反應(yīng)進(jìn)行驗(yàn)證很吻合。所以答案可確定為：A為 NaHCO3 ，B為Na2CO3，E為Na2O2，F(xiàn)為NaOH；也可能是KHCO3，K2CO3，K2O2，KOH。 答案：A為NaHCO3，B為Na2CO3，E為Na2O2，F(xiàn)為NaOH；也可能是KHCO3，K2CO3，K2O2，KOH。 ［例5］在隔絕空氣的條件下，某同學(xué)將一塊部分被氧化的鈉塊用一張已除去氧化膜、并用針刺一些小孔的鋁箔包好，然后放入盛滿水且倒置于水槽中的容器內(nèi)。待鈉塊反應(yīng)完全后，在容器中僅收集到1.12 L氫氣（標(biāo)準(zhǔn)狀況），此時(shí)測(cè)得鋁箔質(zhì)量比反應(yīng)前減少了0.27 g，水槽和容器內(nèi)溶液的總體積為2.0 L，溶液中NaOH的濃度為0.050 molL－1（忽略溶液中離子的水解和溶解的氫氣的量）。 （1）寫(xiě)出該實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式。 （2）試通過(guò)計(jì)算確定該鈉塊中鈉元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 解析：（1）Na2O＋H2O＝2NaOH，2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑， 2Al＋2NaOH＋2H2O＝2NaAlO2＋3H2↑。 （2）n（NaOH余）＝2.0 L0.05 molL－1＝0.1 mol， n（H2）＝＝0.05mol，n（Al）＝＝0.01 mol＝n（NaAlO2）， 由電子守恒知：n（Na）＋3n（Al）＝2n（H2），即：n（Na）＋30.01 mol＝20.05 mol，得： n（Na）＝0.07 mol。 由鈉守恒知：n（NaAlO2）＋n（NaOH）＝n（Na）＋2n（Na2O），即：0.01 mol＋0.1 mol＝0.07 mol＋2n（Na2O）， 得：n（Na2O）＝0.02 mol。 w（Na）=≈89%。 答案：（1）Na2O＋H2O＝2NaOH，2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑， 2Al＋2NaOH＋2H2O＝2NaAlO2＋3H2↑ （2）89% （二）鎂、鋁及其化合物的性質(zhì)： 1、鎂和鋁的性質(zhì)： 鎂和鋁都屬于密度小，熔點(diǎn)較低，硬度較小的銀白色金屬，但它們的熔沸點(diǎn)都比同周期的鈉的熔沸點(diǎn)高，硬度大，其中鋁的熔沸點(diǎn)比鎂和鈉都大。鎂和鋁元素原子的最外層電子數(shù)分別為2和3，都容易失去電子，在化學(xué)反應(yīng)中顯還原性。 （1）跟O2及其它非金屬反應(yīng)： 常溫下，在空氣中都因生成氧化膜，具有抗腐蝕能力. 　　2Mg＋O22MgO　　　　3Mg＋N2Mg3N2　　Mg＋Br2MgBr2 　　2Al＋3SAl2S3　　　　　4Al＋3O22Al2O3 （2）跟某些氧化物： 　　2Mg＋CO22MgO＋C；　　2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3（鋁熱反應(yīng)） （3）跟水反應(yīng) 　　Mg＋2H2OMg（OH）2＋H2↑（冷水慢，沸水快） 鋁與水一般不反應(yīng)，只有氧化膜被破壞后才可能緩慢發(fā)生反應(yīng)。 （4）跟酸的反應(yīng)： 　　Mg＋2H＋＝Mg2＋＋H2↑（比鋁與酸反應(yīng)快） 　　2Al＋6H＋＝2Al3＋＋3H2↑（常溫下，在濃H2SO4、濃HNO3中鈍化） （5）跟堿反應(yīng) 　　2Al＋2NaOH＋2H2O＝2NaAlO2＋3H2↑ 2、鎂和鋁的化合物： 氧化鎂和氧化鋁 MgO Al2O3 物理性質(zhì) 白色粉末、熔點(diǎn)高 白色固體、熔點(diǎn)高 類別 堿性氧化物 兩性氧化物 跟水的反應(yīng) MgO＋H2O＝Mg（OH）2↓（緩慢） 不反應(yīng) 跟酸反應(yīng) MgO＋2H＋＝Mg2＋＋H2O Al2O3＋6H＋＝2Al3＋＋3H2O 跟堿反應(yīng) 不反應(yīng) Al2O3＋2OH－＝2AlO2－＋H2O 用途 耐火材料 冶煉鋁，耐火材料 氫氧化鎂和氫氧化鋁 Mg（OH）2 Al（OH）3 物理性質(zhì) 白色粉末難溶于水 白色固體，難溶于水 類別 弱堿 兩性氫氧化物 跟酸反應(yīng) Mg（OH）2＋2H＋＝Mg2＋＋2H2O （可溶于NH4Cl等強(qiáng)酸弱堿鹽） Al（OH）3＋3H＋＝Al3＋＋3H2O 跟堿反應(yīng) 不反應(yīng) Al（OH）3＋OH－＝AlO2－＋2H2O 受熱分解 Mg（OH）2MgO＋H2O 2Al（OH）3Al2O3＋3H2O 實(shí)驗(yàn)室制法 可溶性鎂鹽加NaOH溶液 Mg2＋＋2OH－＝Mg（OH）2↓ 可溶性鋁鹽加氨水 Al3＋＋3NH3H2O＝Al（OH）3↓＋3NH＋4 說(shuō)明： 1、鋁與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)的實(shí)質(zhì) 　　反應(yīng)過(guò)程：2Al＋6H2O＝2Al（OH）3↓＋3H 2↑；2Al（OH）3＋2NaOH＝2NaAlO2＋4H2O 　　總反應(yīng)式：2Al＋2H2O＋2NaOH＝2NaAlO2＋3H2↑ 　　Al與水很難反應(yīng)，且生成的Al（OH）3附在Al的表面，阻止了Al繼續(xù)反應(yīng)，但強(qiáng)堿NaOH能溶解Al（OH）3，故可促使Al與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)，而弱堿如氨水，不溶解Al（OH）3，故Al在弱堿溶液中不反應(yīng)。 2、Al（OH）3的兩性：Al（OH）3在溶液中同時(shí)發(fā)生酸式電離和堿式電離. 　　Al（OH）3＝H3AlO3HAlO2＋H2O 　　 　　Al3＋＋3OH－ AlO2－＋H＋ 　　若向此溶液中加入酸，因H＋與OH－結(jié)合生成水，反應(yīng)向堿式電離方向進(jìn)行，此時(shí)Al（OH）3是堿性；若加入堿，因OH－與H＋結(jié)合生成水，故向酸式電離方向進(jìn)行，這時(shí)Al（OH）3顯酸性。 3、鋁鹽溶液與強(qiáng)堿溶液的反應(yīng)： 　　（1）向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液 　?、佻F(xiàn)象：白色沉淀沉淀增加減少消失 　　②有關(guān)反應(yīng)：Al3＋＋3OH－＝Al（OH）3↓；Al（OH）3＋OH－＝AlO2－＋2H2O 　?。?）向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液 　?、佻F(xiàn)象：沉淀立刻消失，沉淀沉淀增加沉淀量不變 ②有關(guān)反應(yīng)：Al3＋＋4OH－＝AlO2－＋2H2O；Al3＋＋3AlO2－＋6H2O＝4Al（OH）3↓ 4、鋁熱反應(yīng)：鋁和金屬氧化物所形成的混合物稱為鋁熱劑，在引燃劑（KClO3與鎂條或KClO3、蔗糖和濃硫酸存在時(shí)）發(fā)生氧化還原反應(yīng)，冶煉高熔點(diǎn)金屬。如冶煉金屬：鐵、鎢、銅等，也可用來(lái)焊接鋼軌； 5、MgCl2、AlCl3都屬于強(qiáng)酸弱堿鹽，其水溶液均水解顯酸性，因此欲制得無(wú)水物，均必須在HCl氣流中蒸發(fā)結(jié)晶。否則，均水解得到相應(yīng)的氫氧化物，加熱后分解得到相應(yīng)的氧化物； 6、金屬鎂的冶煉可電解熔融的制?。篗gCl2＝Mg＋Cl2；而固體AlCl3屬于分子晶體，熔融狀態(tài)不能導(dǎo)電，因此金屬鋁的冶煉，只能通過(guò)電解熔融Al2O3的方法制?。? 2Al2O3＝4Al＋3O2↑，但由于Al2O3的熔點(diǎn)很高，為了使其在較低的溫度下熔化，可加入冰晶石（Na3AlF6） ［例1］由海水制備無(wú)水氯化鎂，主要有以下步驟：①在一定條件下脫水干燥；②加熟石灰；③加鹽酸；④過(guò)濾；⑤濃縮結(jié)晶。其先后順序正確的是: A、②④⑤③① B、③②④①⑤ C、③④②⑤① D、②④③⑤① 解析：海水中存在著豐富的鎂，均以Mg2＋的形式存在，可以用堿將Mg2＋沉淀析出， Mg2＋＋2OH－＝Mg（OH）2↓過(guò)濾后，用鹽酸溶解產(chǎn)生的Mg（OH）2，并在HCl氣流中蒸發(fā)結(jié)晶，就可以得到無(wú)水氯化鎂，故本題的答案為②④③⑤① 答案：D ［例2］兩個(gè)燒杯加入同體積的濃度為2mol／L的H2SO4，置于天平兩端，調(diào)平天平后分別加入10.8g的A1和Mg，則反應(yīng)完畢后，天平： A、可能加Mg一端下傾　　　　　　B、可能加Al一端下傾 C、可能仍保持天平平衡　　　　　　D、無(wú)法判斷 解析：此題未說(shuō)明稀H2SO4的體積，分下列三種情況討論： （1）加入稀H2SO4過(guò)量，Al、Mg都已反應(yīng)完畢，按化學(xué)反應(yīng)方程式計(jì)算，加入Al、Mg每端增加的重量： 2Al＋3H2SO4＝A12（SO4）3＋3H2↑ △w 54 g 6 g 48 g 10.8 g m（A1）　　　　 m（A1）=9.6g Mg＋H2SO4＝MgSO4＋H2↑ △w 24 g 2 g 22 g 10.8 g 　 m （Mg）　　　 m（Mg）=9.9 g 則加入Mg一端增加質(zhì)量多，往下傾。 （2）加入稀H2SO4對(duì)Al和Mg都不足，兩金屬都有剩余。因加稀H2SO4物質(zhì)的量一定，則產(chǎn)生的H2的量也相同，故天平保持平衡。 （3）若加入H2SO4的量能使Mg完全反應(yīng)，反應(yīng)放出H2后，溶液增重9.9 g，使Al不能完全反應(yīng)，Al有余，加入Al的一端增加質(zhì)量小于9.6 g，故天平向加入Mg的一端下傾。 答案：A、C。 ［例3］向100mL 2molL－1的AlCl3溶液中，逐滴加入NaOH溶液100mL時(shí)產(chǎn)生沉淀為7.8g，則加入NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度是： A、1molL－1 B、1.5 molL－1　　　　　C、3molL－1 D、7 molL－1 解析：7.8gAl（OH）3的物質(zhì)的量為0.1mol。AlCl3逐滴加入NaOH溶液有關(guān)反應(yīng)為： Al3＋＋3OH一＝Al（OH）3↓　　　　A1（OH）3＋OH一＝A1O2－＋2H2O （1）NaOH不足 設(shè)參加反應(yīng)的NaOH的物質(zhì)的量為n（NaOH） Al3＋＋3OH一＝Al（OH）3↓ 3　　 1 n（NaOH） 0.1 mol　　　　　　則n（NaOH）＝0.3mol c（NaOH）＝0.3mol／0.1L＝3molL－1 （2）NaOH過(guò)量 Al3＋全部沉淀為Al（OH）3，過(guò)量的NaOH溶解部分的Al（OH）3，只余0.1mol Al（OH）3沉淀。設(shè)使Al3＋全部沉淀需NaOH的物質(zhì)的量為n1（NaOH） 溶解部分Al（OH）3需NaOH的物質(zhì)的量為n2（NaOH） Al3＋＋3OH－＝Al（OH）3↓ 1 3 1 0.2mol n1（NaOH） 0.2 mol　　　　n1（NaOH）=0.6mol Al（OH）3＋OH－＝A1O2－＋2H2O 1 1 0.1mol n2（NaOH）　　　　　　　n2（NaOH）＝0.1mol c（NaOH）＝0．7mol／0.1L＝7molL－1 答案：CD ［例4］A、B、C、D、E、F是中學(xué)化學(xué)中的常見(jiàn)物質(zhì)，它們之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示．其中 A、B為單質(zhì)，F(xiàn)為白色沉淀，D為氣體． （1）若D的水溶液顯弱酸性，則A是_____，B是_____，C是_____，D是_____，E是_____，F(xiàn)是_____． （2）若D的水溶液顯弱堿性，則A是_____，B是_____，C是_____，D是_____，E是_____，F(xiàn)是_____． 解析：E與NaOH溶液反應(yīng)生成白色沉淀F，則F必為氫氧化物，常見(jiàn)的白色氫氧化物沉淀有Mg（OH）2和Al（OH）3。進(jìn)一步推知E為MgCl2或AlCl3，B為Mg或Al，A為非金屬單質(zhì)．又因C能與H2O反應(yīng)同時(shí)生成Al（OH）3或Mg（OH）2，則C與H2O的反應(yīng)是水解反應(yīng)．顯堿性的氣體常見(jiàn)的只有NH3，可確定C為Mg3N2，A為N2，B為Mg。當(dāng)D為酸性氣體時(shí)，且是水解產(chǎn)生的，則C同樣是與Mg3N2相類似的鹽，常見(jiàn)的為A12S3，推知A為S，B為A1． 答案 ：（1）A．S B．Al C． A12S3 D．H2S E．AlCl3 F．Al（OH）3 （2）A．N2 B．Mg C． Mg3N2 D．NH3 E．MgCl2 F．Mg（OH）2 ［例5］向明礬［KAl（SO4）212H2O］溶液中逐滴加入Ba（OH）2溶液至過(guò)量． （1）寫(xiě)出可能發(fā)生的有關(guān)反應(yīng)的離子方程式． （2）在圖中，縱坐標(biāo)表示生成沉淀的物質(zhì)的量，橫坐標(biāo)表示加入Ba（OH）2的物質(zhì)的量．試在圖中畫(huà)出當(dāng)溶液中明礬為1 mol時(shí)，生成的每一種沉淀的物質(zhì)的量隨Ba（OH）2物質(zhì)的量變化的曲線（在曲線上標(biāo)明沉淀的化學(xué)式）． （3）當(dāng)向a L物質(zhì)的量濃度為M mol／L的明礬溶液中滴加物質(zhì)的量濃度為n mol／L的Ba（OH）2溶液b L，用含a，M，N的表達(dá)式表示： ①當(dāng)b滿足______條件時(shí)，沉淀的總物質(zhì)的量為最大值． ②當(dāng)b滿足______條件時(shí)，沉淀的質(zhì)量為最大值． 解析：（1）設(shè)溶液中明礬的物質(zhì)的量為1 mol．則當(dāng)?shù)渭拥腂a（OH）2的物質(zhì)的量分別在0～1.5 mol和1.5mol～2.0mol時(shí)，所發(fā)生的反應(yīng)的化學(xué)方程式和離子方程式分別為： 2KAl（SO4）2＋3Ba（OH）2＝K2SO4＋3BaSO4＋2Al（OH）3↓① K2SO4＋2Al（OH）3＋Ba（OH）2＝2KAlO2＋BaSO4↓＋4H2O② （2）從化學(xué)方程式可以看出，生成BaSO4的物質(zhì)的量隨Ba（OH）2的量的增加而增加，生成Al（OH）3的物質(zhì)的量隨Ba（OH）2的量的增加而發(fā)生先增加后減少直至完全溶解的變化過(guò)程． （3）由方程式①知，當(dāng)加入了1.5molBa（OH）2時(shí)，生成沉淀的物質(zhì)的量為，質(zhì)量為1.5mol233g／mol＋1mol78g／mol＝427.5g；由方程式②知，當(dāng)繼續(xù)滴加0.5molBa（OH）2時(shí)，沉淀的物質(zhì)的量將減少1mol＝0.5mol，沉淀的質(zhì)量卻增加了0.5mol233g／mol－78g＝38.5g．所以，把明礬溶液中Al3＋恰好沉淀完全時(shí)，生成沉淀的總的物質(zhì)的量最大，把SO42－沉淀完全時(shí)，生成沉淀的質(zhì)量最大。 則根據(jù)方程式①可得，當(dāng)b＝3aM/2n（L）時(shí)，沉淀的總物質(zhì)的量最大； 根據(jù)方程式②可得，當(dāng)b＝2aM/n（L）時(shí)，沉淀的總質(zhì)量最大， 答案：（1）2KAl（SO4）2＋3Ba（OH）2＝K2SO4＋3BaSO4＋2Al（OH）3↓ K2SO4＋2Al（OH）3＋Ba（OH）2＝2KAlO2＋BaSO4↓＋4H2O （2）見(jiàn)下圖 （3）當(dāng)b＝3aM/2n（L）時(shí)，沉淀的總物質(zhì)的量最大； 當(dāng)b＝2aM/n（L）時(shí)，沉淀的總質(zhì)量最大。