【同步教育信息】 一. 教学内容： 专题——几种重要金属—
、
、
、
二. 教学要求： 1. 掌握几种重要金属的主要性质 2. 了解常见题型的解法及技巧 三. 教学重点、难点： 1.
、
的计算 2.
及其化合物计算 四. 知识分析： 1. 钠及其化合物的转化关系
2. 镁及其化合物的转化关系
3. 铝三角、铁三角的转化关系

4. 金属的重要化合物 （1）氧化物
（2）氢氧化物
【典型例题】 [例1] 1999年长沙联考试题 将
、
、
的混合物与足量的水反应，在标准状况下得到
混合气体，将该混合气体通过放电，恰好完全反应，则原混合物中
、
、
的物质的量之比为（ ） A.
B.
C.
D.
解析：将
、
、
的混合物投入水中，分别发生如下反应：





根据以上反应不难看出，
混合气体是由
和
组成，又根据混合气体通过放电恰好完全反应，说明在
（即
）混合气体中，
与
的物质的量之比为
，即
，


。根据以上反应不难求得：
，
。由求出的
、
的量以及混合物的质量可求得


。故
答案：D 点评：上述解法属常规解题思路，实际上本题无需求出各物质的物质的量。由题意“混合气体恰好完全反应”便可确定
，再由方程式很易推出

=
，在选项中只有D符合
与
的这一量的比。 [例2] 高考科研题 已知原子量：
为
；
为
；
为
；
为
。今有
由某碱金属
及其氧化物
组成的混合物，加足量水充分反应后，溶液经蒸发和干燥得到
固体。据此可确定碱金属
是（ ） A.
B.
C.
D.
解析：本题若已知
及
各自的质量，就属于常规计算题，而题中只知混合物的质量，显然还缺少其中一种物质的质量，可见尚缺少一个条件。要求解有两种途径选择：一是求得
的原子量的具体值，显然不可能，另一是求得
的原子量的区间，这就要建立不等式组，可用极端假设法建立不等式组。 若
全部是
，由

，可计算出生成
的质量为
。（式中
为
的原子量）。 若
全部是
，由

可计算出生成
的质量为
。 依据题意可知，
固体是碱金属及其氧化物共同产生的金属氢氧化物
，则可建立不等式：
＜
＜
解不等式得：
＜
＜
。钠的原子量符合这一区间。 答案：B 点评：本题若用常规方法对选项中的各物质作逐一尝试、逐一淘汰求解是很繁难的。选取极端假设法（又称极值法）进行求解，可收到事半功倍的效果。 [例3] 2000年西安模拟试题 某干燥粉末可能由
、
、
、

中的一种或几种组成。将该粉末与足量的盐酸反应有气体
逸出，
通过足量的
溶液后体积缩小（同温同压下测定）。若将原混合粉末在空气中用酒精灯加热，也有气体放出，且剩余固体的质量大于原混合粉末的质量。下列判断正确的是（ ） A. 粉末中一定有
、
、
B. 粉末中一定不含有
和
C. 粉末中一定不含有
和
D. 无法肯定粉末里是否含有
和
解析：与盐酸反应产生气体的物质可能为
（生成
）、
和
（生成
），气体
通过
溶液后体积缩小（而不是全部消失），说明
由
和
组成，原粉末中一定含有
，
和
至少有一种一定存在。将原混合粉末加热，有气体放出，说明混合物中一定有
，但
受热分解会使混合粉末质量减少，而实际剩余固体的质量却增加了，原因只能是发生了反应：

。综上分析，混合物中一定有
、
、
，无法确定混合物中是否有
和
。 答案：A、D 点评：有的学生不能从“剩余固体的质量大于原混合粉末的质量”作出存在
的判断，关键是忽视了反应：

。 [例4] 1998年北京测试题 将
固体与
固体混合物置于密闭容器中，加热到
℃时，使其充分反应。当
的比值在不同范围时，分析最后生成的气体和残余固体的可能组成是什么？ 解析：在加热到250℃时，密闭容器中可能发生的反应为

…… ①

…… ②

…… ③

…… ④ （1）首先分析当
分解得到的
和
恰好与
完全反应的情况，此时的反应可看作：

，即
时，最后气体仅为
，残留固体为
和
。 （2）当
＞
时，
过量，残留固体为
、
和
，气体为
。 （3）当
＜
时，
过量，此时有以下三种情况： ① 当过量的
分解产生的
恰好将（1）中产物
完全反应生成
时，此时残留固体为
，气体为
、
（水蒸气），其反应可看作：

，即
。 ② 当
＜
＜
时，过量的
分解产生的
不能将
完全反应，此时残留固体为
、
，气体为
、
（水蒸气）。 ③ 当
＜
时，过量的
分解产生的
将
完全反应后，
仍有过量，此时残留固体为
，气体为
、
（水蒸气）、
。 答案：
的比值 残留固体 气体  
＞

、
、

 

、

 
＜
＜

、

、
 


、
 
＜


、
、
 点评：此类与相对量有关的反应产物的确定，一般是先确定某一特殊值的反应（即按某种量的比恰好完全反应，本题选取
，
），然后在这一反应产物的基础上讨论反应物过量时的情况，从而确定过量。 [例5] 将相同质量的镁条分别放在①氧气中，②氮气中，③空气中，④二氧化碳中燃烧。燃烧后所得固体产物的质量按由小到大的顺序排列是 （填序号）。 解析：要分析产物的质量，首先必须准确地写出镁条在各气体中燃烧的化学方程式：





（
中的反应） ①
在
中燃烧得
，质量增加
。 ②
在
中燃烧得

，质量增加
。 ③ 由于
在空气中燃烧的产物既有
，又有
，故
在空气中燃烧固体质量增加在
～
之间。 ④
在
中燃烧得
和

，质量增加

。 答案：②③①④ 点评：本题并没告知镁条的质量，分析时可取任一数值（本题取
）进行计算，从而使抽象的问题具体化，避免因字母带来繁琐。另外，因空气中
的含量极少，
在空气中燃烧的产物主要是
、
，
在空气中燃烧质量增加
～
是根据平均值规律所得。 [例6] 1999年北京测试题 两份物质的量均为
的铝粉，分别与体积相同的稀硫酸和氢氧化钠溶液恰好完全反应，则稀硫酸与氢氧化钠溶液物质的量浓度之比是 。若将上述反应后的两溶液混合，可产生
沉淀。 解析：稀硫酸与氢氧化钠溶液的体积相同，故它们物质的量浓度之比就等于
与
的物质的量之比。

由上述方程式可看出，与等量的铝反应的
和
的物质的量的比为
，即它们浓度之比为
。 将反应后的溶液混合，
与
则发生双水解反应而产生沉淀：

，由于
，故反应时
过量，用
的量计算
的质量：

。 答案：

点评：不少学生忽视反应原理，直接根据物质的量守恒得出溶液混合时产生

沉淀的错误结论。 [例7] 高考科研试题 已知向含有
的溶液中滴加氨水，有白色沉淀
生成，继续滴加氨水使其过量，沉淀又溶解，生成了
。此外，
既可溶于盐酸，又可溶于过量的
溶液，生成
，所以
是一种两性氢氧化物。 现有四组离子，每组有两种金属离子。请各选一种试剂，将它们分开。可供选择的试剂有： A. 硫酸 B. 盐酸 C. 硝酸 D.
溶液 E. 氨水 根据上述内容填写下表： 离子组 选用试剂（填字母代号） 沉淀物化学式 保留在溶液中离子  ?⑴
和
    ?⑵
和
    ?⑶
和
    ?⑷
和
    解析：本题给出的知识信息是
的两性和可生成溶于水的

，运用它们的化学性质，选择适当试剂加以分离。 （1）
和
的分离：由于
和
均为两性氢氧化物，不能用酸、碱加以区分，但
可与过量氨水反应，生成
，
无此性质，可选用氨水为试剂，生成
沉淀，保留在溶液中的离子为
。 （2）
和
的分离：因
为两性，
无两性且为难溶于水的沉淀，可选用
为试剂，将
和
区分开。沉淀为
，保留在溶液中的离子为
。 （3）
和
的分离：由于
难溶于水且不溶于酸，而
则能溶于水，可选用
为试剂，将
和
区分开。沉淀为
，保留在溶液中的离子为
。 （4）
和
的分离：
有两性，能溶于过量的
溶液中。
为沉淀，且不溶于过量的
溶液，可选用
为试剂，将
和
区别开。沉淀是
，保留在溶液中的离子是
。 答案：略 点评：本题在于考查学生接受新知识的敏捷性和对事物变化规律的类比迁移能力。元素化合物的性质、化学反应规律普遍存在着相似性，同时又存在着差异性，学习化学要不断地进行类比、总结，提高运用知识的迁移能力。 [例8] 1998年西安模拟试题 某溶液中可能含有
、
、
、
、
。当加入一种淡黄色固体并加热溶解时，有刺激性气味的气体放出和白色沉淀生成，加入淡黄色固体的物质的量（横坐标）与析出的沉淀和产生气体的物质的量（纵坐标）的关系如图20-1所示。试回答下列问题：
（1）所加的淡黄色固体是（填化学式） 。 （2）溶液中含有的离子是 ，它们的物质的量之比为 。 （3）图中
、
的值分别为：
，
。 解析：本题是有关离子的定性与定量问题。其特点是：将反应过程中，沉淀量、气体量随加入的淡黄色固体的量的关系用图像表示出来。解本题要注意以下三点：一是明确各离子的反应原理和反应规律；二是弄清图像横坐标、纵坐标、原点、拐点及曲线走向的含义；三是将定性描述与定量计算结合起来。 由题意可知所加淡黄色固体一定为
。从题干叙述：“有刺激性气味的气体放出”可知，溶液中一定含有
，且图像上边一条为气体变化曲线，其转折点为
完全反应的终点。由“有白色沉淀生成”可知，溶液中一定没有
、
、
、
至少含有一种。再由下边一条沉淀变化曲线可知，溶液中一定含有
、
，且沉淀曲线中的最高点为
、
完全沉淀点，递减的一段为溶解
沉淀曲线变化。由沉淀曲线可看出：
和
的总物质的量为
，
的量为
。故原溶液中
、
都为
，且沉淀
、
时消耗

，即
，则所加的
有
即

与
反应产生
，根据
～
得溶液中含

。图中
点为气体的物质的量，
可产生
，
可产生
，故
；图中“
”为溶解
所对应的
的量，因
为
，故需

即
，故
。 答案： （1）
（2）
、
、
；
（3）
，
点评：解此类题的方法是：看懂图像（一看点，二看线，三看面，四看有关量）→联想规律（反应规律、量的规律）→作出判断。 【模拟试题】 一. 选择题： 1. 在四种化合物①
，②
，③
，④
中，跟盐酸和氢氧化钠溶液都能反应的是（ ） A. 只有②④ B. 只有①② C. 只有①②③ D. ①②③④ 2. 在
和
的混合溶液中，先加入过量的
溶液，再加入足量的
溶液，则所得的沉淀是（ ） A.
和
B.
、
和
C.
和
D.
、
和
3. 从海水中提取镁的主要流程是（ ） A. 海水
B. 海水
C. 海水
D. 海水
4. 【1999年全国高考试题】 制印刷电路时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”，发生的反应为：
。向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉，反应结束后，下列结果不可能出现的是（ ） A. 烧杯中有铜无铁 B. 烧杯中有铁无铜 C. 烧杯中铁、铜都有 D. 烧杯中铁、铜都无 5. 【2001年广东、河南高考试题】 将
片放入

溶液中，反应一定时间后取出
片，溶液中
，则
与
的物质的量之比为（ ） A.
B.
C.
D.
6. 【1993年上海高考试题】 在甲、乙、丙、丁四个烧杯内分别放入
的钠、氧化钠、过氧化钠和氢氧化钠，然后各加入
水，搅拌，使固体完全溶解，则甲、乙、丙、丁溶液中溶质的质量分数大小顺序是（ ） A. 甲＜乙＜丙＜丁 B. 丁＜甲＜乙＝丙 C. 甲＝丁＜乙＝丙 D. 丁＜甲＜乙＜丙 7. 向含有
的溶液中加入含
的溶液，生成沉淀的物质的量有下列六种假设情况：①
，②
，③
，④
，⑤
，⑥
。下列组合中，能较全面概括可能出现情况的是（ ） A. ①③④⑤⑥ B. ①②③④⑤ C. ①④⑤⑥ D. ①②④⑤ 8. 【1993年全国高考试题】 将适量铁粉放入三氯化铁溶液中，完全反应后，溶液中的
和
的浓度相等。则已反应的
和未反应的
的物质的量之比是（ ） A.
B.
C.
D.
9. 【1997年上海高考试题】 在由
、
和
组成的混合物中加入

的盐酸，恰好使混合物完全溶解，并放出
气体（标准状况），此时溶液中无
离子。则下列判断正确的是（ ） A. 混合物里三种物质反应时消耗盐酸的物质的量之比为
B. 反应后所得溶液中的
离子与
离子的物质的量之比为
C. 混合物里，
的物质的量无法确定，但
比
的物质的量多 D. 混合物里，
的物质的量无法确定，但
比
的物质的量多 10. 用稀
溶解
和
的混合物
，可得到
硫，原混合物中
的质量可能是（ ） ①
②
③
④
A. 只有① B. ①③ C. ②④ D. 只有② 二. 填空题： 11. 用金属钠制取
通常采用以下方法：
，试说明为什么不采用钠在氧气中燃烧而采用此法制取
的原因： 。 12. 在三个密闭容器内分别装有：A.
和
；B.
和
； C.
和
，其中每种物质均为
。将它们加热到
℃，经充分反应后排除气体。写出各容器内残留的固体物质的名称及其物质的量：A. B. C. 。如分别加入相同浓度的足量稀硫酸与残留物完全反应，则消耗硫酸的体积从大到小的顺序依次为 。 13. 可能由
、
和
组成的混合气体
，通过足量的
，经充分反应后，气体体积变为
，引燃剩余气体，恢复到原温度，测得体积变为
（气体体积为相同条件下测得）。则原混合气体中
的体积是
或
14. 有甲、乙、丙三位学生做制备
的实验，桌上放同样药品：
的
溶液；
烧碱；足量的铝屑；水。甲、乙、丙三位学生制得
的质量分别为
，
，
。实验的三种方案如下： 甲：铝→加
溶液→加
溶液→
乙：铝→加
溶液→加
溶液→
丙：
试回答： （1）从充分利用原料、降低成本和提高产率等因素分析，实验方案最佳的学生是 。 （2）三位学生分别制得
的质量大小顺序为（用
、
、
表示） 。 【试题答案】 选择题： 1. D 2. B 3. A 4. B 5. D 6. B 7. A 8. A 9. BC 10. B 11. 钠在氧气中燃烧生成
，而
与
反应生成
和
，
隔绝了空气中的氧气和
反应，故由此法制取
。 12. A. 碳酸钠、氢氧化钠各
B. 碳酸钠
C. 碳酸钠、碳酸钙各
；C＞A＞B 13.
；
二. 填空题： 14. （1）丙 （2）
＞
＞
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