歸納梳理《活潑金屬及其化合物》考點

李麟

常見活潑的金屬是鈉、鎂、鋁。其中鈉和鋁是《課程標準》要求掌握的兩種金屬元素，鎂則穿插在部分章節中。本文歸納梳理鈉、鎂、鋁及其化合物的復習要點。

【知識要點歸納梳理】

一、鈉與酸、堿、鹽反應的規律

1.鈉與含-OH物質的反應

當鈉與含有-OH的物質發生反應時，反應的劇烈程度取決于-OH上氫原子的活潑性，即-OH上氫原子電離的難易，越容易電離的越活潑。例如，將鈉加入到下列物質中：①水；②乙醇；③乙酸，其反應的劇烈程度為③>①>②。

2.鈉與堿溶液反應

鈉與堿溶液反應的實質是與水反應。

3.鈉與酸溶液的反應

分兩種情況考慮：（1）若酸過量，則只考慮鈉與酸的反應；（2）若鈉過量，則過量的鈉還要與水反應，不能認為鈉先與水反應生成NaOH，NaOH再與酸發生復分解反應。不論哪種情況，都是鈉先與酸反應。

4.鈉與鹽溶液的反應

鈉與鹽溶液反應時，不能置換出鹽中的金屬，這是因為金屬陽離子在水中一般是以水合離子形式存在，即金屬陽離子周圍有一定數目的水分子包圍著，不能與鈉直接接觸，而是先與水反應，再考慮生成的堿與鹽的反應。例如，鈉與硫酸銅溶液反應：

2Na+2H2O2NaOH+H2↑

2NaOH+CuSO4Cu（OH）2↓+Na2SO4。

溫馨提示：（1）通常鈉不能從溶液中置換出金屬，但若鹽為熔融狀態，鈉可以置換出較不活潑的金屬，例如：4Na+TiCl4高溫4NaCl+Ti。（2）分析鈉與酸、堿、鹽溶液反應的計算題時，生成氫氣的物質的量均按鈉計算，使問題更簡潔。

二、過氧化鈉的性質及有關計算

1.過氧化鈉的強氧化性、漂白性

過氧化鈉中O為-1價，既有氧化性又有還原性，但以氧化性為主。過氧化鈉表現出強氧化性的反應有：

①Na2O2+SO2Na2SO4；

②與FeCl2溶液反應：生成紅褐色沉淀；

③Na2O2+Na2SO3+H2ONa2SO4+2NaOH；

④與氫硫酸反應：生成淡黃色沉淀；

⑤與品紅溶液反應：品紅溶液褪色；

⑥與酚酞溶液反應：溶液先變紅，后褪色，同時產生氣泡，等等。

提示：過氧化鈉與具有還原性的鹽溶液反應時，可以認為過氧化鈉先與鹽溶液中的水反應生成NaOH和O2，然后O2與還原性鹽發生氧化還原反應，將上述兩方程式合并，即得總反應的化學方程式。

2.過氧化鈉與CO2、H2O反應的重要關系

2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2……a

2Na2O2+2H2O（g）4NaOH+O2……b

（1）物質的量或氣體體積關系

無論是CO2、H2O還是二者的混合物，通過足量的過氧化鈉時，CO2或H2O與放出的O2的物質的量之比均為2∶1。如果是氣態水，則氣體體積比亦符合上述比值關系。

（2）反應的先后關系

當CO2和H2O同時通過足量的Na2O2固體時，如果認為H2O先與Na2O2發生反應，則CO2就會與其產生的NaOH反應，重新生成與上述反應等量的H2O，其結果相當于H2O未參加反應。因而可以認為CO2先與Na2O2反應。

（3）固體質量變化關系

由反應a可知：若有2 mol CO2與足量Na2O2反應，固體質量增加56 g，這恰好相當于“吸收”了2 mol CO的質量；由反應b可知，若有2 mol H2O與足量Na2O2反應，固體質量增加4 g，這恰好相當于“吸收”了2 mol H2的質量。因此，若某物質的組成可變形為xCO·yH2，則其完全燃燒后的產物通過足量的Na2O2時，固體增加的質量恰好為該物質的質量。例如CH4O、CH2O、C6H12O6等。

三、碳酸鈉與碳酸氫鈉

碳酸鈉（Na2CO3）碳酸氫鈉（NaHCO3）俗名純堿、蘇打小蘇打水溶性均易溶，但溫度相同時碳酸鈉溶解度更大溶液的

酸堿性堿性（酚酞試

液紅色較深）堿性（酚酞試液

變淺紅色）熱穩定性不分解2NaHCO3△

Na2CO3 +CO2↑+H2O與鹽酸反應Na2CO3+2HCl

2NaCl+H2O+CO2↑NaHCO3+HCl

NaCl+H2O+CO2 ↑與CaCl2

溶液Na2CO3 +CaCl2

CaCO3↓+2NaCl不反應相互轉化Na2CO3+CO2+H2O

2NaHCO3NaHCO3+NaOH

Na2CO3+H2O

或2NaHCO3

Na2CO3+CO2↑+H2O主要用途廣泛用于玻璃、制皂、造紙、紡織等工業及生活中的洗滌劑發酵粉；醫療上治療胃酸過多四、鎂、鋁的氧化物與氫氧化物

鎂和鋁的氧化物、氫氧化物在性質上既有相同點，也有不同點。

1.相同點

（1）MgO和Al2O3都是高熔點的氧化物，它們都難溶于水。

（2）MgO和Al2O3、Mg（OH）2和Al（OH）3都能與H+反應。

（3）Mg（OH）2和Al（OH）3受熱都能發生分解，生成相應的氧化物。

2.不同點

MgO、Mg（OH）2都不與強堿溶液反應，而Al2O3、Al（OH）3都能與強堿溶液反應。Al（OH）3既能與強酸反應，也能與強堿反應，是因為Al（OH）3在水溶液中存在下列電離平衡：

Al3++3OH-Al（OH）3H++AlO-2+H2O

堿式電離 酸式電離

由上述電離方程式可知，Al（OH）3與酸反應時相當于三元堿，與堿反應時相當于一元酸。

五、鋁的重要化合物

鋁及其化合物的性質尤其是Al（OH）3與Al3+、AlO-2的相互轉化十分復雜，可將其內容歸納為“鋁三角”：

鋁的各種化合物之間的相互轉化關系盡在該“鋁三角”中，給記憶帶來極大方便。

溫馨提示：有關離子共存問題

Al3+與OH-、CO2-3、HCO-3、S2-、HS-、AlO-2等因生成沉淀或雙水解反應而不能大量共存；AlO-2與H+、NH+4、Al3+、Fe3+等發生雙水解反應而不能大量共存；AlO-2與HCO-3因發生復分解反應而不能大量共存。

Al3+和AlO-2雙水解反應的方程式如下：

Al3++3AlO-2+6H2O4Al（OH）3↓。

六、鋁及其化合物的常見圖象

1.向AlCl3溶液中逐滴加入氨水，見圖1。圖中OA的長度取決于AlCl3的物質的量大小。

2.向AlCl3溶液中逐滴加入氫氧化鈉溶液，見圖2。圖中OA∶AB=3∶1。

3.向NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液，見圖3。圖中OA∶AB=3∶1。

4.向NaAlO2溶液中逐漸通入二氧化碳，見圖4。圖中OA的長度取決于NaAlO2的物質的量大小。

5.向偏鋁酸鈉溶液中逐滴加入稀鹽酸，見圖5。圖中OA∶AC=1∶3。

6.向稀鹽酸中逐滴滴入偏鋁酸鈉溶液，見圖6。圖中OA∶AB=1∶3。

圖1圖2圖3圖4圖5圖6【高考題型歸納剖析】

題型一、考查物質的用途

例1（2014年福建）下列有關物質應用的說法正確的是（ ）。

A.生石灰用作食品抗氧劑

B.鹽類都可作調味品

C.鋁罐可久盛食醋

D.小蘇打是面包發酵粉的主要成分

解析A，生石灰做干燥劑，錯誤；B，食鹽可做調味品，其它鹽類如BaCl2有毒；C，鋁能與醋酸反應，不可久盛食醋；D，小蘇打發酵時能產生CO2，是面包發酵的原因。答案：D。

題型二、結合實驗考查有關性質

例2（2015年新課標Ⅰ卷理綜化學）下列實驗中，對應的現象以及結論都正確且兩者具有 因果關系的是（ ）。

選項實驗現象結論A.將稀硝酸加入過量鐵粉中，充分反應后滴加KSCN溶液有氣體生成，溶液呈血紅色稀硝酸將Fe氧化為Fe3+B.將銅粉加1.0 mol·L-1

Fe2（SO4）3溶液中溶液變藍、有黑色固體出現金屬鐵比銅活潑C.用坩堝鉗夾住一小塊用砂紙仔細打磨過的鋁箔在酒精燈上加熱熔化后的液態鋁滴落下來金屬鋁的熔點較低D.將0.1 mol·L-1 MgSO4溶液滴入NaOH溶液至不再有沉淀產生，再滴加0.1 mol·L-1 CuSO4溶液先有白色沉淀生成后變為淺藍色沉淀Cu（OH）2的溶度積比Mg（OH）2的小解析A，稀硝酸與過量Fe粉反應，無Fe3+生成，與少量Fe粉可以生成三價鐵離子，錯誤；B，Cu與Fe3+可生成Cu2+和Fe2+不會有黑色固體生成，錯誤；C，鋁受熱后生成高熔點的氧化鋁，阻礙了內部的鋁融化滴落，現象錯誤；D，根據溶度積的應用原理，沉淀向溶度積小的物質轉化，正確。

答案：D。

題型三、考查對實驗方案的設計與評價

例3（2011年北京理綜，11）下列實驗方案中，不能測定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3的質量分數的是（ ）。

A.取a g混合物充分加熱，減重b g

B.取a g混合物與足量稀鹽酸充分反應，加熱、蒸干、灼燒，得b g固體

C.取a g混合物與足量稀硫酸充分反應，逸出氣體用堿石灰吸收，增重b g

D.取a g混合物與足量Ba（OH）2溶液充分反應，過濾、洗滌、烘干，得b g固體

解析NaHCO3受熱分解而Na2CO3受熱不分解，因而根據加熱后固體質量減少可求出NaHCO3的質量，進而求得Na2CO3的質量分數，A項正確；方案B最后所得b g固體為氯化鈉，含有b58.5mol Na+，根據Na+守恒，可得

n（NaHCO3）+2n（Na2CO3）=b58.5 mol①

根據混合物質量可得

84 g·mol-1×n（NaHCO3）+106 g·mol-1×n（Na2CO3）=a g②

①②聯立可得二者的質量，從而求得質量分數，B項正確；堿石灰的成分為NaOH、CaO，會吸收二氧化碳和水蒸氣，b g為CO2和H2O的總質量，無法計算混合物的總物質的量，應將所得氣體先通過濃硫酸再用堿石灰吸收方可，C項錯誤；方案D最后所得b g固體為BaCO3，為b197mol，根據碳元素守恒可知Na2CO3與NaHCO3的物質的量之和為b197mol，又知兩物質的質量之和為a g，故可求得碳酸鈉質量分數，D項正確。

答案：C。

題型四、考查元素周期律與基本概念

例4（2015年江蘇）在CO2中，Mg燃燒生成MgO和C。下列說法正確的是（ ）。

A.元素C的單質只存在金剛石和石墨兩種同素異形體

B.Mg、MgO中鎂元素微粒的半徑：r（Mg2+）>r（Mg）

C.在該反應條件下，Mg的還原性強于C的還原性

D.該反應中化學能全部轉化為熱能

解析A，碳元素還存在C60C70等同素異形體，A錯誤；B，根據半徑大小比較的方法，先看層數，鎂原子層數多于鎂離子，鎂原子半徑大，B錯誤；C，根據氧化還原反應中，還原劑的還原能力大于還原產物的還原能力，Mg是還原劑，C是還原產物，故C正確；D，除去熱能外，還會有光能，D錯誤。

答案：C。

題型五、金屬的制備原理與方法

例5（2013年高考試題改編）金屬冶煉和處理常涉及氧化還原反應。

（1）由下列物質冶煉相應金屬時采用電解法的是（）。

a.Fe2O3 b.NaCl c.Cu2S d.Al2O3

（2）用鋁和金屬氧化物反應制備金屬單質是工業上較常用的方法。如：

2Al+4BaO高溫3Ba↑+BaO·Al2O3

常溫下Al的金屬性比Ba的金屬性 （選填“強”“弱”）。利用上述方法可制取Ba的主要原因是 。

a.高溫時Al的活潑性大于Ba

b.高溫有利于BaO分解

c.高溫時BaO·Al2O3比Al2O3穩定

d.Ba的沸點比Al的低

解析（1）金屬活動性表Al以前的金屬屬于活潑金屬，一般采用電解法，故此，選b、d。

（2）該反應利用Ba的沸點低，首先揮發出來，導致平衡右移，從而制得Ba。

答案：（1）b d（2）弱；d。

（收稿日期：2016-02-15）