钠铝铁及其氧化物修复的解析.docx

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钠铝铁及其氧化物修复的解析

钠铝铁及其氧化物

钠及其氧化物

一．物理性质

①银白色金属；②质地软可用小刀切；③密度比水小；④熔点低；

⑤热和电的良导体

二．化学性质（活泼，自然界中钠元素大部分以氯化钠形式存在）

（1）2Na+O2=Na2O（白色）；钠保存在煤油中，钠的密度比煤油小，能够隔绝空气

2Na+O2

Na2O2（淡黄色）

2Na+Cl2

2NaCl

（2）将钠置于空气中

Na

Na2O

NaOH

Na2CO3

（3）钠与水反应

2Na+2H2O=2NaOH+H2

（故钠着火时不能用水，用沙子盖灭）

注意：

钠在溶液中首先与水反应eg:

将钠投入盐酸溶液中发生反应2Na+2H2O=2NaOH+H2

NaOH+HCl=NaCl+H2O

（4）2Na20+O2

2Na202

Na2O+H2O=2NaOH2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2

（Na2O2既做氧化剂又做还原剂）

Na2O+CO2=Na2CO32Na2CO3+2CO2=2Na2CO3+O2

2NaHCO3

Na2CO3+H2O+CO2

分别向碳酸氢钠，碳酸钠溶液中滴加盐酸：

（碳酸氢钠中）NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2

；

（碳酸钠中）Na2CO3+HCl=NaHCO3,NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2

故生成CO2的速率NaHCO3（ag）>Na2CO3（aq）

Na2CO3+Ca（OH）2=CaCO3

+NaOH

NaHCO3+Ca（OH）2（过量）=NaOH+CaCO3

+H2O

2NaHCO3+Ca（OH）2（不足）=Na2CO3+CaCO3

+H2O

（5）Na2O2具有氧化性，向紫色石蕊试液中加入过量Na2O2（ag）,溶液中先有气泡产生，然后溶液变为蓝色，最后又变为无色。

溶液最终变为无色，因为Na2O2有强氧化性使颜色褪去。

（6）焰色反应------（铂丝要用盐酸洗净）

Na------火焰为黄色

K-------火焰为紫色（需经透过蓝色钴玻璃过滤黄光）

Cu-----绿色

Al

一．化学性质（比较活泼）

（1）2Al+3O2=2Al2O3（致密）；故铝在空气中能够稳定存在的原因是生成了致密的氧化铝薄膜从而保护内层金属；以此类似的还有Mg

-MgO（致密）,Fe

Fe2O3（蓬松）

（2）用砂纸打磨过的铝箔在空气中加热至融化，融化的铝不滴落

氧化铝的熔点比铝高

（3）2Al+HCl=2AlCl3+H2

2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2

（铝先与水生成氢氧化铝沉淀，氢氧化铝再与氢氧化钠生成偏铝酸钠）

注：

Al2O3两性氧化物,Al（OH）3两性氢氧化物都能与强酸强碱反应即能溶于强酸强碱溶液

Eg:

用含有少量镁的铝片制取纯净的氢氧化铝，有下列操作步骤，最恰当的组合是（按先后顺序排列）（C）

①加盐酸溶解②加过量烧碱溶液溶解③过滤④通入过量CO2生成Al（OH）3沉淀⑤加入盐酸生成生成Al（OH）3沉淀⑥加入过量烧碱溶液生成生成Al（OH）3沉淀

A.①⑤⑥③B.②③⑥③C.②③④③D.②③⑤③

Fe

（1）4Fe+3O2

2Fe203

3Fe+2O2

Fe3O4

3Fe+4H2O（g）

Fe3O4+4H2

判断生成物是Fe2+还是Fe3+，看其反应物有无氧化性，以及该反应是什么反应

Eg:

Fe+2HCl=FeCl2+H2

FeO+HCl=FeCl2+H2O

Fe+CuSO4=FeSO4+CuFe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O

2Fe+3Cl2=2FeCl3

（2）制备Fe（OH）2（白色沉淀），由于4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3

（红褐色），故一定隔绝空气防止被氧化,可先将装有NaOH（ag）的长滴管插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液可制得Fe（OH）2（白色沉淀）

原理：

FeCl2+2NaOH=Fe（OH）2+2NaCl

（3）2Fe3++Fe=3Fe2+

检验Fe3+,加KSCN溶液,溶液变为血红色，则有Fe3+

2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-

Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2

注意：

（1）钠与水，酸，碱反应的规律

①钠与水反应的实质是钠与水电离出来的H+反应，置换出H2

②钠与酸溶液反应，酸过量时，2Na+2H+=2Na++H2↑（钠与酸电离出来的H+反应）。

酸不足时，钠先与酸电离的H+反应，剩余的钠再与水反应。

③钠与碱溶液反应的实质是钠与水反应

（2）对铝与强碱反应的理解。

铝与强碱溶液的反应，不是铝直接和强碱反应，而是铝先和强碱中的水反应生成Al（OH）3:

2Al+6H2O=2Al（OH）3+3H2↑,然后氢氧化铝与强碱反应生成偏铝酸盐：

Al（OH）3+OH_=AlO2_+2H2O.因此在反应2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑中，氧化剂是H2O，而不是NaOH和H2O

（3）Fe2+,Fe3+的形成与相互间的转化

①单质铁与盐酸，稀硫酸等反应时生成Fe2+，与Cl2反应时生成Fe3+（FeCl3）；在溶液中Fe3+可被Fe,Cu,I-等还原为Fe2+，而Fe2+也可被Cl2,Br2,KMnO4（H+）等氧化成Fe3+。

②鉴别Fe2+，Fe3+常用试剂是KSCN溶液和新制氯水。

若向溶液中滴加KSCN溶液，无明显现象，再加新制氯水，溶液变红色，则原溶液中含有Fe2+。

若向溶液中滴加KSCN溶液，溶液变为红色，则溶液中含有Fe3+

习题解析

一．差量法

题眼：

（1）质量比原来减少或增加了x克；

（2）题中给出两个质量，这时尝试作差

Eg:

1.将过量的锌片放入500mlCuSO4溶液中，待充分反应后取出锌片，洗净，称量，发现锌片质量比原来减少了30.5g,则CuSO4溶液的物质的量浓度为（B）

A．0.5mol/LB.1mol/LC.1.5mol/LD.2mol/L

解析：

此题是典型的含有第一种题眼的类型题；

Zn+Cu2+=Zn2++Cu△m

1mol1g

Xmol0.5g

当1molZn反应时有1molCu生成，此时质量减少了（65g-64g）=1g,当xmolZn反应时，质量减少了0.5g,列比例算出x,即1/x=1/0.5得x=0.5mol

0.5molZn反应时需消耗0.5molCu2+,故C（Cu2+）=n（Cu2+）/V=0.5mol/0.5L=1mol/L

2.标准状况下，一个装满氯气的容器的质量为74.6g，若装满氮气时该容器的质量为66g，则此时容器的容积是（D）

A．22.4LB.44.8LC.11.2LD.4.48L

解析：

第二种类型，Cl2,N2都在相同容器中，体积相等

当体积为VL时，质量差为（74.6-66）g,当体积为22.4L时，其质量差为（71-28）g,然后列比例：

V/22.4=（74.6-66）/（71-28）得V=4.48L

3.若mgNa在足量Cl2中燃烧，生成固体的质量为（m+3.55）g,则mgNa与O2反应，生成固体的质量可能为（D）

①.（m+0.8）g②.（m+1.0）g③.（m+1.2）g④.（m+1.6）g⑤.（m+1.4）g

A.①④B.①⑤C.③④D.①②③④⑤

解析：

此题虽没说质量增加还是减少，但可以从题中看出

2Na+Cl2=2NaCl

mg（m+3.55）g

反应后固体质量增加了3.55g，由反应方程式可以看出增加的即为Cl2的质量

故n（Cl2）=3.55/71=0.05mol,n（Na）=2x0.05=0.1mol

产物全为Na2O时:

4Na+O2=2Na2O全为Na2O2时：

2Na+O2=Na2O2

0.10.0250.10.05

生成固体的质量分别为m+0.025x16x2m+0.05x16x32

4.铁粉可与高温水蒸气发生反应，若反应后得到的干燥固体质量比反应前铁粉的质量增加了32g,则参加反应的铁粉的物质的量是（C）

A.0.5molB.1molC.1.5molD.2mol

解析：

3Fe+4H2O（g）=Fe3O4+4H2,增加的质量为O元素的质量

2mol

则n（O）=32/16=2mol则n（H2O）=2mol

则根据比例得n（Fe）=

=1.5mol

二．比值问题

（1）写出方程式然后列出关系式；

（2）写出方程式然后设x，y，运用各种守恒

1.一定条件下，等量的铁分别与足量的盐酸，水蒸气充分反应，则在相同的条件下产生氢气的体积比是（B）

A．1：

1B.3：

4C.2:

3D.4:

3

解析：

Fe+2HCl=FeCl2+H2

3Fe+4H2O（g）

Fe3O4+4H2

由于Fe等量，则Fe→H2

Fe→4/3H2

则体积比为1:

=3/4

（2）.铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，当两个反应放出的氢气体积（相同条件下）相等时，消耗的HCl和NaOH的物质的量之比为（C）

A1：

1B.2：

1C.3：

1D.1：

3

解析：

2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑

2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑

H2的量相同，即2NaOH→3H2

6HCl→3H2

则n（HCl）:

n（NaOH）=6:

2=3:

1

（3）现有铁，铝组成的混合物，分为等质量的两份，分别投入到足量的稀盐酸和稀氢氧化钠溶液中，放出氢气的体积比为2：

1（相同条件下）。

则该混合物中铝和铁的关系正确的是（B）

A．物质的量之比为1：

1B.物质的量之比为2：

3C.质量之比为56：

27D.条件不足，无法计算

解析：

第二种类型，设该混合物中铝铁的物质的量分别为x,ymol,

投入到足量盐酸中：

2Al+6HCl=2AlCl3+3H2

Xmol

Xmol

Fe+2HCl=FeCl2+H2

ymolymol

投入氢氧化钠中：

2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2

Xmol

Xmol

=2→

=

（4）.相同质量的Mg和Al分别与足量的盐酸反应，所生成的氢气在标准状况下的体积比为（C）

A.2：

3B.1：

1C.3：

4D.24：

27

解析：

Mg+2HCl=MgCl2+H2

m/24m/24

2Al+6HCl=2AlCl3+3H2

m/27

X

设MgAl的质量为m,则其物质的量分别为m/24mol，m/27mol

故产生的氢气比为

：

X

=3：

4

（5）在一定条件下7g碳粉与14g氧气完全反应生成21g氧化物，则生成物中CO与CO2的物质的量之比是（A）

A.1:

1B.2:

1C.2:

3D.3:

2

解析：

第二种类型，设CO,CO2的物质的量分别为X,Ymol，

根据C守恒：

X+Y=7/12

根据O守恒：

X+2Y=14/16

得X=Y=7/24

则X:

Y=1:

1

（6）一定物质的量的CO2与NaOH溶液反应，所得溶液中含有Na2CO3和NaHCO3,若二者物质的量之比为3：

5，则参加反应的CO2与NaOH的物质的量之比为（D）

A.3:

5B.1:

2C.18:

8D.8:

11

解析：

第二种类型，设Na2CO3,NaHCO3的物质的量分别为X，Ymol，

生成物Na2CO3，NaHCO3中所有的Na来自于NaOH；根据Na原子守恒n（NaOH）=2X+Y,生成物Na2CO3，NaHCO3中所有的C来自于CO2；根据C原子守恒n（CO2）=X+Y

又因为X/Y=3/5即5X=3Y得X=3/5Y

则（X+Y）/（2X+Y）=（8/5）Y/（11/5）Y=8/11

（7）.等体积的HnXO3和Hn+1YO4两种酸的溶液与一定量的NaOH溶液反应均生成正盐，则这两种酸溶液的物质的量浓度之比是（D）

A.n:

（n+1）B.1:

1C.1:

（n+1）D.（n+1）:

n

解析：

此题化学方程式太繁杂，可灵活运用原子守恒找出关系式

生成物是正盐，根据酸碱中和反应的实质H++OH-=H2O,（H+与OH-相等）

找出关系式HnXO3

nNaOHHn+1YO4

n+1NaOH

由于是等量的NaOH，则变形为1/nHnXO3

NaOH1/n+1Hn+1YO4

NaOH

故物质的量之比为1/n:

1/n+1=n+1/n

又由于酸的体积相同，则浓度比为n+1/n

（8）.用一定物质的量浓度的NaOH溶液使相同体积的FeSO4溶液和Fe2SO4溶液中的Fe2+,Fe3+完全沉淀，若所用的NaOH溶液的体积相同，则FeSO4溶液和Fe2（SO4）3溶液的物质的量浓度之比为（C）

A1：

1B.1：

3C.3：

1D.3：

2

解析：

2NaOH+FeSO4=NaSO4+Fe（OH）2↓

1mol1/2mol

6NaOH+Fe2（SO4）3=3Na2SO4+2Fe（OH）3↓

1mol1/6mol

因为消耗NaOH的物质的量相同，设为1mol，则反应的n（FeSO4）=1/2,n（Fe2（SO4）3）=1/6

（9）.现有氧化铁和铝组成的铝热剂，某实验小组分别进行如下实验：

（1）取ag样品，向其中加入足量的NaOH溶液，测得生成气体的体积为bL（标准状况下）；

（2）另取ag样品，高温条件下二者恰好完全反应：

2Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe,待其冷却后，加入足量盐酸，测得生成气体的体积为cL（标准状况下），则c:

b等于（C）

A.1:

1B.1:

2C.2:

3D.3:

4

解析：

（1）中Al与NaOH反应产生H22Al

3H2

2mol3mol

（2）中反应后加盐酸只有Fe与之反应生成H22Fe

2H2

2mol2mol

故c:

b=2:

3

（10）.将某铁铝合金样品均分成两份，一份加入足量盐酸，另一份加入NaOH溶液，同温同压下产生气体体积之比为3：

2，则样品中铁铝的物质的量之比为（C）

A.3：

2B.2：

1C.3：

4D.4：

3

解析：

加盐酸:

Fe+2H+=Fe2++H2↑

XX

2Al+6H+=2Al3++3H2↑

Y

Y

加氢氧化钠：

2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑

Y

Y

设Fe,Al的物质的量分别为x,ymol,则

=

（11）.用1L1mol/L的NaOH溶液吸收0.8molCO2，所得溶液中Na2CO3和NaHCO3的物质的量之比为（A）

A.1:

3B.1:

2C.2:

3D.3:

2

解析：

设Na2CO3和NaHCO3的物质的量分别为X,Ymol

Na原子守恒：

2X+Y=1

C原子守恒：

X+Y=0.8

故X:

Y=1:

3

（12）.将Cu片放入0.1mol/LFeCl3溶液中，反应一段时间后取出Cu片，溶液中c（Fe2+）:

c（Fe2+），=2:

3,则溶液中Cu2+与Fe3+的物质的量之比为（B）

A.3:

2B.3:

4C.3:

5D.4:

3

解析：

Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2

C（Cu2+）=1/2c（Fe2+）

C（Cu2+）:

c（Fe3+）=1/2c（Fe2+）:

c（Fe3+）=1/2x3/2=3/4

（13）.把过量铁屑加入FeCl3,CuCl2的混合溶液中，反应结束后，称得剩余固体的质量与所加铁屑的质量相等。

则原溶液中FeCl3与CuCl2的物质的量之比为（D）

A.7:

2B.3:

2C.2:

3D.2:

7

解析：

①2Fe3++Fe=3Fe2+

②Cu2++Fe=Cu+Fe2+

由于反应结束后剩余固体的质量与原先Fe的质量一样，故①中减少量与②中增加量相等

则，n（Fe3+）/2x56=（64-56）xn（Cu2+）→得n（Fe3+）:

n（Cu2+）=2:

7

三.电子守恒，电荷守恒，物料守恒,质子守恒

电子守恒：

氧化还原反应中得失电子数相等

电荷守恒：

在电解质溶液中，所有阳离子所带正电荷数等于所有阴离子所带负电荷数

Eg:

Na2CO3溶液中:

c（Na+）+c（H+）=c（OH-）+c（CO32-）+c（HCO3-）

NaCl溶液中:

c（Na+）=c（Cl-）

物料守恒：

在电解质溶液中某些离子能够水解，离子种类增多，抓住各元素之间的关系可得关系式

eg:

K2S溶液中S2-以S2-,HS-,H2S形式存在

S元素是K元素的两倍即2n（K）=n（S）

即2n（K+）=n（S2-）+n（HS-）+n（H2S）

质子守恒：

在任何溶液中，水电离出的H+,OH-始终相等

Eg:

在K2S溶液中，水电离的H+,OH-相等，但部分H+与S2-结合成HS-，H2S

故c（OH-）=c（HS-）+2c（H2S）+c（H+）

（1）.4molAl投入足量的NaOH溶液中，Al失去的电子全部被水获得。

则作为氧化剂的H2O的物质的量为（D）

A.1molB.3molC.4molD.6mol

解析：

根据电子守恒，Al失去的电子等于H2O中H元素得到的电子

Al→AlO2-4x3=2xn（H2O）x1→得n（H2O）=6mol

4mol4mol

（2）.将一定质量的Cu（OH）2与CuO的混合溶液投入2L2mol/L的盐酸中完全反应后，固体与盐酸均无剩余，则另取等质量的混合物，用酒精灯加热，充分反应后所得固体的质量为（A）

A.80gB.160gC.98gD.无法确定

解析：

该混合物与盐酸恰好完全反应得到CuCl2（aq）,n（CuCl2）=

n（Cl-）=

x1mol/Lx2L=1mol

等质量的该混合物用酒精灯加热，充分反应后得到CuO,则n（CuO）=n（CuCl2）=1mol

m（CuO）=1molx80g/mol=80g

（3）.有Mg,Al混合粉末10.2g，将其溶于500ml4mol/L的盐酸中，若要使沉淀质量达到最大值，则需加入2mol/L氢氧化钠的体积为（A）

A.1000mlB.500mlC.100mlD.1500ml

解析：

要使沉淀达到最大，则生成的Al（OH）3不与NaOH反应

MgMgCl2+2NaOH=Mg（OH）2↓+2NaCl

+HCl→

AlAlCl3+3NaOH=Al（OH）3↓+3NaCl

则反应后的溶液为NaCl溶液，根据电荷守恒，有n（Na+）=n（Cl-）

根据物料守恒，上述转换为n（NaOH）=n（HCl）

即2xV（NaOH）=4x500x10-3

V（NaOH）=1000ml

（4）.有100mlMgCl2和AlCl3的混合溶液，其中c（Mg2+）=0.2mol/L,c（Cl-）=1.3mol/L,要使Mg2+完全转化为Mg（OH）2沉淀而分离出来，至少需要2mol/LNaOH溶液的体积为（A）

A.80mlB.100mlC.120mlD.110ml

解析：

在MgCl2,AlCl3的混合溶液中，根据电荷守恒，有2c（Mg2+）+3c（Al3+）=c（Cl-）

即0.2x2+3xc（Al3+）=1.3得c（Al3+）=0.3mol/L

要使Mg2+完全沉淀,则Al3+要转化为AlO2-,根据关系式Mg+2NaOH

Mg（OH）2

Al+4NaOH

NaAlO2

有,n（NaOH）=2n（Mg2+）+4n（Al3+）=0.16mol

V（NaOH）=

=

=0.8L

四.极值法

（1）.物质的量为0.10mol的镁条在只含有CO2和O2的容器中燃烧（产物不含碳酸镁，不考虑C与O2的反应），反应后容器内固体物质的量不可能为（D）

A.3.2gB.4.0gC.4.2gD.4.7g

解析：

若气体足量若全为CO2:

2Mg+CO2=2MgO+Cm（固）:

2.4+0,05x44=4.6g

0.1mol

若全为02:

2Mg+O2=2MgOm（固）:

2.4+0.05x16x2=4g

0.1mol

则4g≤m≤4.6g