2021届一轮复习鲁科版专题五钠、镁、铝及其化合物

2021届一轮复习鲁科版专题五钠、镁、铝及其化合物

专题五 钠、镁、铝及其化合物 考点1　钠及其化合物 ‎1.[2019北京海淀区期中]某实验小组通过如图所示实验探究Na2O2与水的反应。‎ 下列说法不正确的是(　　)‎ A.②中大量气泡的主要成分是氧气 B.③中溶液变红,说明有碱性物质生成 C.产生④中现象的原因可能是溶液中含有强氧化性物质 D.⑤中MnO2的主要作用是降低了水中氧气的溶解度 通过实验探究,考查过氧化钠、过氧化氢的性质,要理解过氧化钠与水的反应的本质,体现了试题设计重视“从知识到能力到素养”的新理念。‎ 解题模型:链接考法2命题角度 ‎2.[2020甘肃天水模拟]实验室按如图所示装置测定纯碱(含少量NaCl)的纯度。下列说法不正确的是(　　)‎ A.滴入盐酸前,应将装置中含有CO2的空气排尽 B.装置①、④的作用是防止空气中的CO2进入装置③中 C.必须在装置②、③间添加盛有饱和 NaHCO3溶液的洗气瓶 D.反应结束时,应继续通入空气将滞留在装置②中的CO2转移到装置③中 本题通过测量装置③中产生沉淀的质量测定纯碱的纯度。考查考生的观察理解能力和审题能力,足量的Ba(OH)2溶液意味着CO2中含有的少量HCl对产生的碳酸钡沉淀的质量没有影响。‎ 解题模型:链接考法3命题角度3‎ ‎3.[2018海南,17,10分]某小组在实验室中探究金属钠与二氧化碳的反应。回答下列问题:‎ ‎(1)选用如图所示装置及药品制取CO2。打开弹簧夹,制取CO2。为了得到干燥、纯净的CO2,产生的气流应依次通过盛有　　　　、　　　　的洗气瓶(填试剂名称)。反应结束后,关闭弹簧夹,可观察到的现象是　　　　　　　　　　　　　。不能用稀硫酸代替稀盐酸,其原因是　　　　　　　　　　　　　　。‎ ‎(2)金属钠与二氧化碳反应的实验步骤及现象如下表:‎ 步骤 现象 将一小块金属钠在燃烧匙中点燃,迅速伸入盛有CO2的集气瓶中。充分反应,放置冷却 产生大量白烟,集气瓶底部有黑色固体产生,瓶壁上有白色物质产生 在集气瓶中加入适量蒸馏水,振荡、过滤 滤纸上留下黑色固体,滤液为无色溶液 ‎①为检验集气瓶瓶壁上白色物质的成分。取适量滤液于2支试管中,向一支试管中滴加1滴酚酞溶液,溶液变红;向第二支试管中滴加澄清石灰水,溶液变浑浊。据此推断,白色物质的主要成分是　　　　(填标号)。 ‎ A.Na2O　　　B.Na2O2　　　C.NaOH　　　D.Na2CO3‎ ‎②为检验黑色固体的成分,将其与浓硫酸反应,生成的气体具有刺激性气味。据此推断黑色固体是　　　　。 ‎ ‎③本实验中金属钠与二氧化碳反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 一方面通过“简易启普发生器”考查考生的观察理解能力;另一方面考查考生对陌生化学反应的理解能力:钠在二氧化碳中燃烧,发生置换反应生成碳和氧化钠,生成的氧化钠继续与过量的二氧化碳反应生成碳酸钠。‎ 解题模型:链接考法1命题角度 考点2　碱金属及其化合物的性质　焰色反应 ‎4.[2018全国卷Ι,7,6分]磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片中的金属,其流程如下:‎ 下列叙述错误的是(　　)‎ A.合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用 B.从“正极片”中可回收的金属元素有Al、Fe、Li C.“沉淀”反应的金属离子为Fe3+‎ D.上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠 本题考查多种元素及其化合物的性质,引导考生关注废旧电池的回收利用,A项仍然是考查“化学与STSE”,与生活密切相关,体现了命题的实际应用性。‎ 解题模型:链接考法4命题角度 ‎5.[2017海南,16,10分]锂是最轻的活泼金属,其单质及化合物有广泛的用途。回答下列问题:‎ ‎(1)用碳酸锂和　　　　反应可制备氯化锂。工业上可由电解LiCl-KCl的熔融混合物生产金属锂,阴极上的电极反应式为　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)不可使用二氧化碳灭火器扑灭因金属锂引起的火灾,其原因是　。 ‎ ‎(3)硬脂酸锂是锂肥皂的主要成分,可作为高温润滑油和油脂的稠化剂。鉴别硬脂酸锂与硬脂酸钠、硬脂酸钾可采用的实验方法和现象分别是 。 ‎ ‎(4)LiPF6易溶于有机溶剂,常用作锂离子电池的电解质。LiPF6受热易分解,其热分解产物为PF5和　　　　。 ‎ 本题考查了金属锂的制备、锂着火时不能用二氧化碳灭火器扑灭的原因、用焰色反应鉴别含锂、钠、钾元素的化合物、运用质量守恒定律判断LiPF6的分解产物等必备知识。Li的焰色反应在高考题中首次出现,预示着教材上涉及的其他元素的焰色反应也可能在今后的高考题中出现,应引起重视。‎ 解题模型:链接考法4命题角度 考点3　镁及其化合物 ‎6.[2018天津,7,14分]下图中反应①是制备SiH4的一种方法,其副产物MgCl2·6NH3是优质的镁资源。回答下列问题:‎ ‎(1)MgCl2·6NH3所含元素的简单离子半径由小到大的顺序(H-除外):　　　　,Mg在元素周期表中的位置:　　　　,Mg(OH)2的电子式:　　　　。 ‎ ‎(2)A2B的化学式为　　　　。反应②的必备条件是　　　　。上图中可以循环使用的物质有　　　　。 ‎ ‎(3)在一定条件下,由SiH4和CH4反应生成H2和一种固体耐磨材料　　　　(写化学式)。 ‎ ‎(4)为实现燃煤脱硫,向煤中加入浆状Mg(OH)2,使燃烧产生的SO2转化为稳定的Mg化合物,写出该反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(5)用Mg制成的格氏试剂(RMgBr)常用于有机合成,例如制备醇类化合物的合成路线如下:‎ RBrRMgBr(R:烃基;R':烃基或H)‎ 依据上述信息,写出制备所需醛的可能结构简式:　　　　　　。 ‎ 以工艺流程形式设计试题,考查镁及其化合物、硅及其化合物、氮及其化合物、硫及其化合物的典型性质和用途,设问时将物质结构、对新反应的理解、卤代烃与醛和醇之间的关系等融合在一起,知识跨度较大,体现综合性,能较好地考查考生的化学核心素养。‎ 解题模型:链接考法5命题角度2‎ 考点4　铝及其化合物 ‎7.[2017浙江下半年选考,31,10分]某兴趣小组用铝箔制备Al2O3、AlCl3·6H2O及明矾大晶体,具体流程如下:‎ 已知:AlCl3·6H2O易溶于水、乙醇及乙醚;明矾在水中的溶解度如下表。‎ 温度/℃‎ ‎0‎ ‎10‎ ‎20‎ ‎30‎ ‎40‎ ‎60‎ ‎80‎ ‎90‎ 溶解度/g ‎3.00‎ ‎3.99‎ ‎5.90‎ ‎8.39‎ ‎11.7‎ ‎24.8‎ ‎71.0‎ ‎109‎ 请回答:‎ ‎(1)步骤Ⅰ中的化学方程式　　　　　　　　　　;步骤Ⅱ中生成Al(OH)3的离子方程式　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)步骤Ⅲ,下列操作合理的是　　　　。 ‎ A.坩埚洗净后,无需擦干,即可加入Al(OH)3灼烧 B.为了得到纯Al2O3,需灼烧至恒重 C.若用坩埚钳移动灼热的坩埚,需预热坩埚钳 D.坩埚取下后放在石棉网上冷却待用 E.为确保称量准确,灼烧后应趁热称重 ‎(3)步骤Ⅳ,选出在培养规则明矾大晶体过程中合理的操作并排序　　　　　　　　。 ‎ ‎①迅速降至室温　②用玻璃棒摩擦器壁　③配制90 ℃的明矾饱和溶液　④自然冷却至室温　⑤选规则明矾小晶体并悬挂在溶液中央　⑥配制高于室温10~20 ℃的明矾饱和溶液 ‎(4)由溶液A制备AlCl3·6H2O的装置如图:‎ ‎①通入HCl的作用是抑制AlCl3水解和　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎②步骤Ⅴ,抽滤时,用玻璃纤维替代滤纸的理由是　　　　　　　　　　　;洗涤时,合适的洗涤剂是　　　　。 ‎ ‎③步骤Ⅵ,为得到纯净的AlCl3·6H2O,宜采用的干燥方式是　　　　　　　。 ‎ 本题考查铝及其化合物的性质、实验基本操作以及实验条件的控制与选择等,同时考查考生的阅读理解能力和获取信息能力,试题阅读量较大,貌似较难,其实难度不大。‎ 解题模型:链接考法6命题角度3‎ 考点1　钠及其化合物 考法1钠的性质及应用 命题角度　以实验装置为载体考查钠单质的性质和应用 ‎1[2020山西晋中模拟]实验室验证钠能与二氧化碳发生反应的装置如图所示(已知:PdCl2溶液遇CO能产生黑色的Pd),下列说法错误的是 A.用装置①还可以制取H2、NH3等气体 B.装置⑤中澄清石灰水变浑浊后,再点燃酒精灯 C.装置②、③中分别盛装饱和Na2CO3溶液、浓H2SO4‎ D.装置⑥中有黑色沉淀产生,发生的反应是PdCl2+CO+H2OPd↓+CO2+2HCl 装置①是固液不加热型装置,锌和稀硫酸反应制氢气、氧化钙和浓氨水反应制备氨气都可以用装置①,A正确。金属钠能与空气中的氧气、水蒸气等发生反应,因此实验之前,用二氧化碳气体排出装置内的空气,当看到装置⑤中澄清石灰水变浑浊后,空气已排净,再点燃酒精灯,B正确。反应产生的二氧化碳气体含有氯化氢和水蒸气,因此先用饱和碳酸氢钠溶液除去氯化氢,再用浓H2SO4吸收水蒸气,C错误。根据题给信息可知,PdCl2被CO还原为黑色的Pd,反应为PdCl2+CO+H2OPd↓+CO2+2HCl,D正确。‎ C 考点扫描 ‎1.[2017全国卷Ⅱ,10B改编]乙醇和水都可与金属钠反应产生可燃性气体,故乙醇分子中的氢与水分子中的氢具有相同的活性(　)‎ ‎2.[2017全国卷Ⅱ,13B改编]将金属钠在燃烧匙中点燃,迅速伸入集满CO2的集气瓶,集气瓶中产生大量白烟,瓶内有黑色颗粒产生,说明CO2具有氧化性(　)‎ ‎3.[2015新课标全国卷Ⅱ,10C]钠在空气中燃烧可生成多种氧化物。23g钠充分燃烧时转移电子数为1NA(　)‎ ‎4.[2015广东,10A]23gNa与足量H2O反应完全后可生成NA个H2分子(　)‎ ‎5.[2014北京,9B改编]将Na块放入水中,产生气体的化学方程式:2Na+2H2O2NaOH+H2↑(　)‎ ‎6.[新课标全国卷Ⅱ高考]钠与CuSO4溶液反应的离子方程式:2Na+Cu2+Cu↓+2Na+(　)‎ 提示:1.✕　2.√　3.√　4.✕　5.√　6.✕‎ 考法2过氧化钠的性质及应用 命题角度　过氧化钠的结构与性质 ‎2某小组拟利用钠与氧气反应制备过氧化钠,装置如图所示(部分夹持装置略)。下列说法错误的是 A.②中试剂X是浓硫酸 B.④的作用是吸收空气中的水蒸气,避免过氧化钠变质 C.实验完毕后,发现①中烧瓶里产生少量红褐色沉淀,其原因是H2O2的分解反应是放热反应,温度升高,促进铁离子水解 D.取少量③中硬质玻璃管中的固体于试管中,滴加稀盐酸酸化的淀粉-KI溶液,振荡,溶液变蓝,反应的离子方程式为Na2O2+2I-+2H+2Na++I2+H2O 过氧化钠能与水反应,氧气必须干燥,所以试剂X为浓硫酸,A项正确;④的作用是吸收空气中的水蒸气,避免过氧化钠变质,B项正确;氯化铁水解吸收热量,H2O2分解放出的热量促进氯化铁水解生成红褐色氢氧化铁沉淀,C项正确;Na2O2具有氧化性,与KI发生反应,离子方程式为Na2O2+2I-+4H+2Na++I2+2H2O,D项错误。‎ D 考点扫描 ‎1.[2019全国卷Ⅱ,11C改编]Na2O2在空气中放置后由淡黄色变为白色的原因为2Na2O22Na2O+O2↑(　)‎ ‎2.[2017北京,8A改编]二氧化碳使Na2O2固体变白,其中二氧化碳被还原(　)‎ ‎3.[2017海南,7C]过氧化钠与二氧化碳反应可制备氧气(　)‎ ‎4.[2015新课标全国卷Ⅰ,8C]过氧化钠与水反应时,生成0.1mol氧气转移的电子数为0.2NA(　)‎ ‎5.[2014新课标全国卷Ⅱ,9B改编]二氧化碳通过Na2O2粉末,反应后固体物质质量增加(　)‎ 提示:1.✕　2.✕　3.√　4.√　5.√‎ 考法3碳酸钠、碳酸氢钠的性质 命题角度1　碳酸钠、碳酸氢钠的性质比较 ‎3下列有关Na2CO3和NaHCO3的比较不正确的是 A.热稳定性:Na2CO3>NaHCO3‎ B.相同温度下,0.1 mol·L-1两种盐溶液的pH:Na2CO3>NaHCO3‎ C.等质量的碳酸钠和碳酸氢钠分别与足量盐酸反应放出气体的物质的量:Na2CO3NaHCO3‎ Na2CO3受热不易分解,比较稳定,NaHCO3受热易分解,热稳定性较差,所以热稳定性:Na2CO3>NaHCO3,A正确。相同温度、相同浓度情况下,CO‎3‎‎2-‎的水解程度大于HCO‎3‎‎-‎,则0.1mol·L-1两种盐溶液的pH:Na2CO3>NaHCO3,B正确。碳酸钠和碳酸氢钠中,碳元素的质量分数关系是NaHCO3>Na2CO3,‎ 相同质量的两种盐与足量盐酸反应产生CO2气体的物质的量的关系是Na2CO3”或“<”)。 ‎ 素材4有关铅、锡及其化合物的性质和应用 ‎1.铅及其化合物 ‎(1)Pb:常温时Pb在空气中稳定存在,但表面易形成PbO和Pb2(OH)2CO3的保护膜;O2存在时可与醋酸反应,2Pb+O2+4CH3COOH2(CH3COO)2Pb+2H2O;加热条件下与浓盐酸反应,Pb+4HCl(浓)H2[PbCl4]+H2↑。‎ ‎(2)PbO、PbO2:均为两性氧化物,如PbO+2HClPbCl2+H2O,PbO+2NaOH+H2ONa2[Pb(OH)4];PbO2具有氧化性,PbO2+H2O2+2H+Pb2++O2↑+2H2O。‎ ‎(3)Pb3O4:红色,可看作2PbO·PbO2或Pb2(PbO4),高温下分解,2Pb3O46PbO+O2↑;不溶于水,溶于热碱溶液,溶于酸时表现出氧化性,即Pb3O4+8HCl4H2O+3PbCl2+Cl2↑。‎ ‎(4)PbS:方铅矿,3PbS+5O22PbO+PbSO4+2SO2。‎ ‎(5)PbSO4:难溶盐,在工艺流程中常将Pb杂质转化为PbO,然后用硫酸酸化转化为PbSO4而除去。‎ ‎(6)(CH3COO)2Pb:实验室中用醋酸铅试纸检验H2S,H2S+(CH3COO)2PbPbS↓(黑色)+2CH3COOH。‎ ‎2.锡及其化合物 ‎(1)Sn:与稀盐酸作用缓慢,加热条件下与浓盐酸反应较快,Sn+2HCl(浓)SnCl2+H2↑;与NaOH反应生成亚锡酸盐和H2,Sn+2NaOHNa2SnO2+H2↑。‎ ‎(2)Sn(OH)2:两性氢氧化物,可发生反应Sn(OH)2+2HClSnCl2+2H2O,Sn(OH)2+2NaOHNa2SnO2+2H2O。‎ ‎(3)SnCl2、SnCl4:均可水解,SnCl2+H2OSn(OH)Cl↓(白色)+HCl,SnCl4+4H2OSn(OH)4↓+4HCl。‎ 考点扫描 ‎1.[2018全国卷Ⅱ,26(2)改编]闪锌矿(ZnS,含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质)经浮选、焙烧后,用稀硫酸溶浸,滤渣的主要成分除SiO2外还有　　　　。 ‎ ‎2.[2014大纲卷,11D改编]铅酸蓄电池充电时的正极反应为　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎3.[2014新课标全国卷Ⅱ,27节选]PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体,反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　;‎ PbO2可由PbO与次氯酸钠溶液反应制得,反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 提示:1.PbSO4　2.PbSO4+2H2O-2e-PbO2+4H++SO‎4‎‎2-‎　3.PbO2+4HCl(浓)PbCl2+Cl2↑+2H2O　PbO+ClO-PbO2+Cl-‎ ‎6.[2019湖北黄冈二模]铅及其化合物在现代工业中有着重要用途。‎ ‎(1)铅能形成多种氧化物,如PbO、PbO2等。向盛有PbO2的圆底烧瓶中滴加浓盐酸,产生黄绿色气体,反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)以废旧铅酸蓄电池中的含铅废料(Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等)和H2SO4为原料,制备高纯PbO,实现铅的再生利用。其工艺流程如图1所示:‎ 图1‎ ‎①过程1中分离提纯的方法是　　　　,滤液2中的溶质主要是　　　　(填名称)。 ‎ ‎②过程1中,在Fe2+催化下,Pb和PbO2反应生成PbSO4的化学方程式是　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)将PbO粗品溶解在HCl和NaCl的混合溶液中,得到含Na2PbCl4的电解液,电解该电解液生成Pb的装置如图2所示。‎ 图2‎ ‎①写出电解时阴极的电极反应式:　　　　　　　　。 ‎ ‎②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为　　　　(填离子符号)。 ‎ ‎③电解过程中,Na2PbCl4电解液的浓度不断减小,为了恢复其浓度,应该向　　　　(填“阴”或“阳”)极室加入　　　　　　　　(填化学式)。 ‎ ‎1.D　过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气:2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,A正确。过氧化钠与水反应可生成强碱氢氧化钠,无色酚酞溶液遇到氢氧化钠溶液变成红色,B正确。过氧化钠与水反应实际上分两步进行:Na2O2+2H2O2NaOH+H2O2,2H2O22H2O+O2↑。过程中有具有强氧化性的过氧化氢生成,能使溶液褪色,C正确。生成的过氧化氢在二氧化锰催化下发生分解,因此产生较多气泡,D错误。‎ ‎2.C　实验原理是用足量Ba(OH)2溶液吸收样品与盐酸反应产生的CO2,通过测量装置③中产生沉淀的质量测定纯碱(含少量NaCl)的纯度。A项,为了排除装置中空气中的CO2对实验的影响,滴入盐酸前,应将装置中含有CO2的空气排尽,正确。B项,装置①中NaOH溶液的作用是吸收通入的空气中的CO2,装置④的作用是防止外界空气中的CO2进入装置③中,正确。C项,反应产生的CO2中混有HCl,若在装置②、③间添加盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶,HCl与NaHCO3反应会产生CO2,使测得的纯碱(含少量NaCl)的纯度偏大,错误。D项,反应结束时,应继续通入空气将滞留在装置②中的CO2全部转移到装置③中,正确。‎ ‎3.(除标明外,每空1分)(1)饱和碳酸氢钠溶液　浓硫酸　产生的气体使干燥管内盐酸液面下降,与碳酸钙脱离接触,反应停止(2分)　生成的硫酸钙覆盖在碳酸钙表面,阻止反应进一步进行(2分)　(2)①D　②碳(C)　③4Na+3CO22Na2CO3+C(2分)‎ ‎【解析】　(1)实验室利用碳酸钙与稀盐酸反应来制取干燥、纯净的CO2时,产生的气流应依次通过盛有饱和碳酸氢钠溶液(除去HCl)与浓硫酸(除去水)的洗气瓶。题图中选用的装置是简易的启普发生器,反应结束后,关闭弹簧夹,反应产生的CO2使干燥管内的气压增大,则干燥管内的液面下降,直到固体与液体脱离接触,反应停止。(2)①实验完毕后,集气瓶瓶壁上的白色物质溶于水形成的溶液能够使酚酞溶液变红,说明其溶液呈碱性,而能够使澄清石灰水变浑浊,则表明溶液中含有CO‎3‎‎2-‎,综合可知实验中集气瓶瓶壁上的白色物质的主要成分是Na2CO3。②黑色的物质是CO2被Na还原而生成的碳单质,碳单质与浓硫酸在加热的条件下反应生成CO2、SO2和H2O,有关反应的化学方程式为C+2H2SO4CO2↑+2SO2↑+2H2O,SO2是一种有强烈刺激性气味的气体。③钠与二氧化碳反应的化学方程式为4Na+3CO22Na2CO3+C。‎ ‎4.D　废旧电池随意丢弃既会对环境造成污染又是资源的一种浪费,合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用,A项正确。“正极片”经“碱溶”后得到偏铝酸钠滤液和含磷酸亚铁锂滤渣,表明可以回收的金属元素有Al、Fe、Li,B项正确。“含磷酸亚铁锂滤渣”与硫酸和硝酸的混合溶液反应,因硝酸有氧化性可以把Fe2+氧化为Fe3+,故“含Li、P、Fe等滤液”中的Fe是指Fe3+,Fe3+与“碱液”中的氢氧根离子结合生成氢氧化铁沉淀,C项正确。最后“滤液”中的锂离子与碳酸钠中的碳酸根离子结合生成碳酸锂沉淀,由对角线规则知,锂及其化合物的性质与镁及其化合物的性质相似,由碳酸镁难溶于水可推知碳酸锂难溶于水,由硫酸镁易溶于水可推知硫酸锂易溶于水,故不能用硫酸钠代替碳酸钠,D项错误。‎ ‎5.(1)盐酸(2分)　Li++e-Li(2分)　(2)金属锂在二氧化碳中仍可燃烧(2分)　(3)分别取样进行焰色反应。锂盐焰色为紫红色,钠盐焰色为黄色,钾盐焰色为紫色(透过蓝色钴玻璃)(2分)　(4)LiF(2分)‎ ‎【解析】　(1)类似于碳酸钠与盐酸反应可生成氯化钠,碳酸锂与盐酸反应可生成氯化锂。阴极上Li+发生还原反应,电极反应式为Li++e-Li。(2)锂单质能在二氧化碳中燃烧:4Li+CO2C+2Li2O或4Li+3CO2C+2Li2CO3,所以不能使用二氧化碳灭火器扑灭因金属锂引起的火灾。(3)三种硬脂酸盐所含金属元素不同,进行焰色反应实验时可观察到不同的实验现象,据此可进行鉴别。(4)根据原子守恒易推断出另一种热分解产物是LiF。‎ ‎6.(1)r(H+)

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