（新課改省份專版）2020高考化學一輪復習 3.1 點點突破 活潑金屬的3種典型代表（鈉、鎂、鋁）學案（含解析）.doc
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第三章 金屬及其化合物 考試要求 教學建議 1.了解鈉、鐵及其重要化合物的主要性質(zhì)。 2.了解鈉、鐵及其重要化合物在生產(chǎn)、生活中的應用。 3.必做實驗：鐵及其化合物的性質(zhì)。 4.結(jié)合實例認識金屬及其化合物的多樣性。 5.了解通過化學反應可以探索物質(zhì)性質(zhì)、實現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化。 6.認識物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化在自然資源綜合利用和環(huán)境保護中的重要價值。 本章按照由基礎到重難、由個性到共性的編寫順序安排課時，前3課時重點解決高考?？嫉膸追N金屬單質(zhì)及其化合物；后2課時則在前3課時基礎上進行歸納和拓展，總結(jié)出金屬單質(zhì)、金屬化合物的一些通性規(guī)律。前3課時是突破“點”，后2課時是形成“面”。 一輪復習既要遵循教材，又要高于教材。 第1課時 點點突破——活潑金屬的3種典型代表(鈉、鎂、鋁) 知識點一 鈉與堿金屬 1．物理性質(zhì) 顏色狀態(tài) 密度 硬度 熔點 銀白色固體 比水，比煤油 較 較低，低于100 ℃ 2.化學性質(zhì) 鈉在化學反應中易失去最外層的一個電子，表現(xiàn)還原性。 (1)與非金屬單質(zhì)的反應 O2 常溫：4Na＋O2===2Na2O(白色固體) 加熱：2Na＋O2Na2O2(淡黃色固體) Cl2 2Na＋Cl22NaCl S 2Na＋SNa2S (2)與水的反應 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ 鈉與水(含酚酞)反應的實驗現(xiàn)象分析： (3)與酸的反應 2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑ [提醒] Na先與酸反應，再與水反應——先酸后水。 (4)與鹽的反應 ①Na與鹽反應的原理 與熔融鹽 與熔融鹽發(fā)生置換反應： 4Na＋TiCl44NaCl＋Ti，Na＋KClNaCl＋K↑ (Na能夠制取K并不能說明Na的還原性比K強，因為K的沸點比Na低，使K成為蒸氣逸出) 與鹽溶液 與鹽溶液反應時先與水反應，生成的堿與鹽可能發(fā)生復分解反應： 如與CuSO4溶液反應： 先發(fā)生2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ 再發(fā)生2NaOH＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4 總反應為2Na＋2H2O＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑ ②鈉與鹽溶液反應的分析方法 第一步：鈉與水反應生成NaOH和H2； 第二步：生成的NaOH如果能與溶質(zhì)反應，則發(fā)生的是NaOH與溶質(zhì)的復分解反應。 生成氣體型 鈉與NH4Cl溶液反應生成H2和NH3 生成沉淀型 鈉與銅鹽、鐵鹽等溶液反應生成Cu(OH)2或Fe(OH)3 復雜型 鈉與AlCl3稀溶液反應，如果鈉量較多，則先生成Al(OH)3沉淀，后沉淀溶解 (5)與羥基化合物的反應 2Na＋2C2H5OH―→2C2H5ONa＋H2↑ (6)鈉在空氣中的變化過程 過程 現(xiàn)象 反應原理 ① 變暗 4Na＋O2===2Na2O ② 成液 Na2O＋H2O===2NaOH ③ 結(jié)塊 2NaOH＋CO2＋9H2O===Na2CO310H2O ④ 變成粉末 Na2CO310H2O===Na2CO3＋10H2O 因此，鈉久置在空氣中，最終變成Na2CO3粉末。 3.工業(yè)制備 2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ 4．鈉的保存 鈉易與空氣中的O2、H2O反應，且鈉的密度比煤油的密度大，不與煤油反應，故通常將鈉保存在煤油中。 5．鈉的用途 (1)鈉鉀合金(液態(tài))可用于原子反應堆的導熱劑。 (2)用作電光源，制作高壓鈉燈。 (3)冶煉某些金屬。 金屬鈉具有強的還原性，熔融狀態(tài)下可以用于制取金屬，如鈉與TiCl4的反應。 1．堿金屬單質(zhì)、化合物的相似性與遞變性 物 理性質(zhì) 相同點 堿金屬除Cs略帶金色光澤外，其他都是銀白色有金屬光澤的固體，密度較小，硬度較小，熔、沸點較低，導電、導熱性較強 遞變性 從Li→Cs密度逐漸增大(Na、K反常)，熔、沸點逐漸降低 化學性質(zhì) 與O2等非金屬的反應 堿金屬都能與O2等非金屬反應，Li、Na與O2反應的化學方程式為4Li＋O22Li2O、2Na＋O2Na2O2。 K、Rb、Cs與O2反應生成比過氧化物結(jié)構(gòu)更復雜的物質(zhì) 與H2O的反應 堿金屬單質(zhì)與水均能發(fā)生反應，生成氫氧化物和H2。反應的化學方程式可表示為(用M代表堿金屬)2M＋2H2O===2MOH＋H2↑，但反應的劇烈程度不同：從Li→Cs反應越來越劇烈，證明它們的金屬性逐漸增強 2．堿金屬單質(zhì)、化合物的特殊性 (1)堿金屬的密度一般隨核電荷數(shù)的增大而增大，但鉀的密度比鈉的。 (2)堿金屬一般都保存在煤油中，但由于鋰的密度小于煤油的密度而將鋰保存在石蠟中。 (3)堿金屬跟氫氣反應生成的堿金屬氫化物(如NaH)都是離子化合物，其中氫以H－形式存在，顯－1價，堿金屬氫化物是強還原劑。 (4)一般情況下，堿金屬所形成的鹽均溶于水，并且在一定溫度下，酸式鹽比正鹽的溶解度大(但NaHCO3的溶解度比Na2CO3的小)。 (5)試劑瓶中的試劑取出后，一般不能放回原瓶，但金屬Na、K等需立即放回原瓶。 (6)鋰與O2反應與鈉不同，只生成Li2O，而不生成Li2O2。 3．焰色反應 (1)概念 很多金屬或他們的化合物在灼燒時都會使火焰呈現(xiàn)特殊顏色的現(xiàn)象，屬于元素的物理性質(zhì)。 (2)操作步驟 (3)常見元素焰色反應的顏色 鈉元素：色；鉀元素：色(透過藍色鈷玻璃)；銅元素：色。 [對點訓練] 1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“”)。 (1)(2018全國卷Ⅲ)用鉑絲蘸取某堿金屬的鹽溶液灼燒，火焰呈黃色，證明其中含有Na＋(√) (2)(2017全國卷Ⅱ)乙醇和水都可與金屬鈉反應產(chǎn)生可燃性氣體，說明乙醇分子中的氫與水分子中的氫具有相同的活性() (3)(2016全國卷Ⅱ)比較水與乙醇中氫的活潑性的方法是分別將少量鈉投入到盛有水和乙醇的燒杯中(√) (4)(2016浙江高考)鉀、鈉、鎂等活潑金屬著火時，不能用泡沫滅火器滅火(√) 2．(2018菏澤模擬)利用焰色反應，人們在煙花中有意識地加入特定金屬元素，使焰火更加絢麗多彩。下列說法中正確的是( ) A．非金屬單質(zhì)燃燒時火焰均為無色 B．NaCl與Na2CO3灼燒時火焰顏色相同 C．焰色反應均應透過藍色鈷玻璃觀察 D．只有金屬單質(zhì)灼燒時火焰才有顏色 解析：選B 氫氣在氧氣中燃燒發(fā)出淡藍色火焰，在氯氣中燃燒發(fā)出蒼白色火焰，A錯誤；NaCl與Na2CO3灼燒時均表現(xiàn)為鈉元素的焰色，均為黃色，B正確；只有鉀元素的焰色反應需要透過藍色鈷玻璃觀察，以避免鈉元素的干擾，C錯誤；焰色反應是某些金屬或它們的化合物在無色火焰中灼燒時使火焰呈現(xiàn)特征顏色的反應，很多非金屬單質(zhì)燃燒時火焰也會有顏色，D錯誤。 3．分別向CuSO4溶液和FeSO4溶液中加入等量的金屬鈉，下列說法一定正確的是( ) A．兩溶液中均有金屬單質(zhì)析出 B．CuSO4溶液中最終有藍色沉淀生成 C．FeSO4溶液中最終有白色沉淀生成 D．鈉在CuSO4溶液中的反應更劇烈 解析：選B 鈉是活潑的金屬，投入鹽溶液中首先與水反應生成氫氧化鈉和氫氣，因此兩溶液中均沒有金屬單質(zhì)析出，A錯誤；CuSO4溶液中最終有藍色沉淀氫氧化銅生成，B正確；FeSO4溶液中首先產(chǎn)生氫氧化亞鐵白色沉淀，最終轉(zhuǎn)化為紅褐色沉淀氫氧化鐵，C錯誤；鈉在溶液中反應的劇烈程度與溶液中的氫離子濃度有關，不能確定兩溶液中的氫離子濃度，因此不能比較二者反應的劇烈程度，D錯誤。 知識點二 含鈉的化合物 1．氧化鈉與過氧化鈉的比較 氧化鈉(Na2O) 過氧化鈉(Na2O2) 顏色狀態(tài) 白色固體 淡黃色固體 電子式 Na＋[]2－Na＋ Na＋[]2－Na＋ 陰、陽離 子個數(shù)比 1∶2 1∶2 是否為堿 性氧化物 是 不是 與H2O 反應 Na2O＋H2O===2NaOH 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ 與CO2 反應 Na2O＋CO2===Na2CO3 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 與鹽酸 反應 Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O 2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋O2↑＋2H2O 用途 用于制備燒堿 漂白劑、消毒劑、供氧劑 轉(zhuǎn)化 關系 Na2ONa2O2 [提醒] Na2O2中既含離子鍵，又含共價鍵，其中O(過氧根離子)屬于原子團。 2．從化合價角度分析Na2O2的性質(zhì) Na22既有氧化性，又有還原性，但主要表現(xiàn)出較強的氧化性，性質(zhì)如下： 與SO2 Na2O2＋SO2===Na2SO4 與FeCl2溶液 現(xiàn)象 生成紅褐色沉淀 原理 3Na2O2＋6FeCl2＋6H2O===4Fe(OH)3↓＋6NaCl＋2FeCl3(FeCl2過量) 4Na2O2＋4FeCl2＋6H2O===8NaCl＋4Fe(OH)3↓＋O2↑(FeCl2少量) 與氫硫酸 現(xiàn)象 溶液變渾濁 原理 Na2O2＋H2S===2NaOH＋S↓ 與Na2SO3溶液 Na2O2＋Na2SO3＋H2O===Na2SO4＋2NaOH 與品紅溶液 品紅溶液褪色 與酚酞溶液 溶液先變紅后褪色，同時產(chǎn)生無色氣泡 [提醒]?、偃粲龅骄哂羞€原性的物質(zhì)，Na2O2通常只體現(xiàn)出氧化性，如Na2O2＋CO===Na2CO3，Na2O2＋2NO===2NaNO2,3Na2O2＋Fe2O3===2Na2FeO4＋Na2O(可制備Na2FeO4)。 ②若遇到非還原劑，如CO2、H2O、H＋，Na2O2往往發(fā)生自身的氧化還原反應，既作氧化劑又作還原劑。 ③若遇到KMnO4等強氧化劑時，Na2O2表現(xiàn)出還原性，氧化產(chǎn)物為O2。 3．Na2O2與CO2、H2O反應的三個角度 (1)從氧化還原角度 ①Na2O2與H2O、CO2反應均有O2生成，在反應中Na2O2既表現(xiàn)氧化性又表現(xiàn)還原性，H2O、CO2在此反應中既不是氧化劑，也不是還原劑。 ②2 mol Na2O2不論是與H2O還是與CO2反應，均生成 mol O2，轉(zhuǎn)移 mol電子。 (2)從物質(zhì)的量角度 ①2 mol Na2O2不論是與H2O還是與CO2反應，均生成 mol O2，消耗2 mol H2O或2 mol CO2。 ②若CO2和水蒸氣的混合氣體(或單一氣體)通過足量的Na2O2，氣體體積減小的量等于原混合氣體體積的，且等于生成氧氣的體積。 (3)從質(zhì)量角度 Na2O2Na2CO3(Na2O2CO)，Na2O22NaOH(Na2O2H2)，1 mol Na2O2分別與足量CO2、H2O完全反應時相當于吸收了 g CO、 g H2。 [提醒] w g化學式符合通式為(CO)m(H2)n的物質(zhì)(其中m、n為自然數(shù))，在O2中充分燃燒后，將其產(chǎn)物通過足量的Na2O2固體，反應完畢，固體增重w g。 中學階段常見符合這一關系的物質(zhì)有： ①無機物：H2、CO及H2和CO的混合氣體； ②有機物：CH3OH(甲醇)、HCHO(甲醛)、CH3COOH(乙酸)、HCOOCH3(甲酸甲酯)、C6H12O6(葡萄糖)等。 1．Na2CO3與NaHCO3的比較 Na2CO3 NaHCO3 俗名 純堿、蘇打 小蘇打 顏色狀態(tài) 白色粉末 白色晶體 溶解性 易溶于水 易溶于水(溶解度比Na2CO3小) 水解 CO＋H2OHCO＋OH－ HCO＋H2OH2CO3＋OH－ 與鹽酸 反應 CO＋2H＋===CO2↑＋H2O HCO＋H＋===H2O＋CO2↑ 與NaOH 反應 不反應 HCO＋OH－===CO＋H2O 與足量 Ca(OH)2 反應 Ca2＋＋CO===CaCO3↓ Ca2＋＋OH－＋HCO===CaCO3↓＋H2O 與BaCl2 反應 CO＋Ba2＋===BaCO3↓ 不反應 與CO2 反應 CO＋CO2＋H2O===2HCO 不反應 熱穩(wěn)定性 較穩(wěn)定 2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O 相互轉(zhuǎn)化 Na2CO3NaHCO3 2．Na2CO3、NaHCO3的鑒別與除雜 (1)Na2CO3、NaHCO3的鑒別方法 (2)Na2CO3和NaHCO3混合物的除雜方法 混合物(括號內(nèi)為雜質(zhì)) 除雜方法或試劑 Na2CO3固體(NaHCO3) 加熱至恒重 NaHCO3溶液(Na2CO3) 通入足量CO2氣體 Na2CO3溶液(NaHCO3) 加入適量NaOH溶液 3．有關Na2CO3、NaHCO3的圖像分析 (1)從知識認知角度全析圖像 a代表未生成氣體時，消耗的HCl的物質(zhì)的量；b表示從開始生成氣體到氣體量達到最大值時消耗的HCl的物質(zhì)的量；c代表生成CO2的物質(zhì)的量。 反應類型 圖像 離子反應(按反應先后順序書寫) 向NaHCO3溶液中逐滴加入鹽酸 HCO＋H＋===CO2↑＋H2O 向Na2CO3溶液中逐滴加入鹽酸 H＋＋CO===HCO、HCO＋H＋===CO2↑＋H2O 向Na2CO3、NaOH的混合溶液中逐滴加入鹽酸 OH－＋H＋===H2O、H＋＋CO===HCO、HCO＋H＋===CO2↑＋H2O 向Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中逐滴加入鹽酸 H＋＋CO===HCO 、HCO＋H＋===CO2↑＋H2O (2)從快速解題角度析圖像特點判斷溶質(zhì)成分 ①若a＝0(即圖像從原點開始) 溶液中的溶質(zhì)為NaHCO3 ②若V(Oa)＝V(ab)(即Oa段與ab段消耗鹽酸的體積相同) 溶液中的溶質(zhì)為Na2CO3 ③若V(Oa)>V(ab)(即Oa段消耗鹽酸的體積大于ab段消耗鹽酸的體積) 溶液中的溶質(zhì)為Na2CO3和NaOH ④若V(Oa)
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