钠镁铝及其化合物的相关计算

知识点归纳：

从钠的原子核外电子排布看，其最外电子层上只有一个电子，因此，极易将这一电子失去，而达到稳定结构，形成+1价的钠阳离子（Na+）。即金属钠的原子结构决定了其性质的活泼。因其易失电子被氧化，故金属钠是还原剂。

钠的物理性质

钠是银白色金属，质软（可用刀切割），密度小（0.97g/cm3），熔点低，是电和热的良导体。

钠的化学性质

由于钠原子最外层只有一个电子，所以钠的化学性质极活泼，具有强还原性，是强还原剂，具有金属的典型性质。

1. 与非金属反应

（1）与氧气的反应

常温下能与空气中的氧气化合，表面变暗。

4Na+O2=2Na2O

在空气或氧气中燃烧，发出黄色火焰，生成淡黄色固体。

（2）与硫反应

2Na+S=Na2S（研磨易爆炸）

（3）与氯气反应（发出黄色火焰，产生白烟）

2. 与水反应

钠与水反应的实验现象及现象解释如下：

注：钠与水反应在钠的周围有白雾生成，此白雾是氢气燃烧产生的水蒸气。

钠与水反应的化学方程式为：

2Na+2H2O=2NaOH+H2↑

该反应的实质是钠原子与水电离出的H+发生氧化还原反应，其离子方程式为：2Na+2H2O=2Na++2OH－+H2↑

注：钠与水反应的现象可概括为“浮、熔、游、响、红”，并结合钠的性质进行记忆。

3. 与酸反应

钠与酸反应比与水反应更加激烈，极易爆炸。

钠与盐酸反应2Na+2HCl=2NaCl+H2↑

钠与稀硫酸反应2Na+H2SO4 =Na2SO4 +H2↑

钠与酸溶液反应的实质是：钠与酸电离出来的H+直接反应，而不是钠先与水反应，生成的氢氧化钠再和酸溶液反应。因为钠与水反应时，得电子的是水电离的H+，而酸中H+浓度大于水中H+的浓度。

4. 与盐的反应

将一小粒钠投入硫酸铜溶液中，除观察到与水反应相同的现象外，还看到蓝色沉淀生成。这是因为钠先与水反应，生成的NaOH再与盐CuSO4发生复分解反应

生成氢氧化物——Cu(OH)2沉淀。其反应式为：

2Na+2H2O=2NaOH+H2↑

2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓（蓝色）+Na2SO4

总反应式：2Na+2H2O+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑

故钠与盐溶液反应，不能置换出盐中的金属。

凡是活动性很强的金属（如K、Ca、Na）与盐溶液反应都与此类似，只有在熔融状态下，才有可能发生金属之间的置换反应。

由于钠的性质十分活泼，所以钠元素以化合态如NaCl、Na2SO4、Na2CO3、NaNO3等形式存在于自然界中。

由于钠很容易与空气或水反应，所以保存钠时应隔绝空气和水。因为煤油不与钠反应，且煤油的密度小于钠的密度，所以通常将钠保存在煤油里。虽然汽油的密度也小于钠的密度，但由于汽油易挥发，所以不能用汽油保存钠。由于四氯化碳的密度大于钠的密度，所以不能用四氯化碳保存钠。

二、镁

镁质软，熔点较低，成银白色。镁是一种柔软有光泽的金属。。

具有比较强的还原性,能与热水反应放出氢气，燃烧时能产生眩目的白光，镁与氟化物、氢氟酸和铬酸不发生作用，也不受苛性碱侵蚀，但极易溶解于有机和无机酸中。

1.与非金属单质的反应：2Mg+O2==2MgO 3Mg+N2=Mg3N2

2.与水的反应：Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2(加热)

3.与酸的反应：Mg+2HCl=MgCl2+H2

4.与氧化物的反应：2Mg+CO2=2MgO+C(点燃)

三、铝

铝是银白色的轻金属，较软，铝和铝的合金具有许多优良的物理性质，得到了非常广泛的应用。

纯铝的导电性很好，仅次于银、铜，在电力工业上它可以代替部分铜作导线和电缆。铝是热的良导体，在工业上可用铝制造各种热交换器、散热材料和民用炊具等。

铝有良好的延展性。

和氧气反应、非金属、热水反应、和较不活动金属氧化物反应（铝热反应），和酸反应：在常温下浓硫酸和浓硝酸可使铝钝化。盐酸和稀硫酸可跟铝发生置换反应，生成盐并放出氢气。

和碱溶液反应：主要和NaOH、KOH强碱溶液反应，可看做是碱溶液先溶解掉铝表面氧化铝保护膜铝和水发生置换反应。

典型例题：

例1、将7.8gMg Al合金溶于120ml 4mol/L H2SO4中，当合金完全溶解后,再加入120 ml 8mol/L的NaOH溶液,得到沉淀的质量为21.4g,则加入H2SO4时产生的氢气的物质的量为（）

A、0.4 mol

B、0.6mol

C、0.8mol

D、

1.0mol

例2、常温下取金属钠、铝、铁各n g，分别加入1mol/L的硫酸V L，要使铝、铁反应后放出等量的氢气，且比钠反应生成的氢气少，V和n的数值大小关系（）

A、n/46

B、V≤n/46

C、V≤n/56

D、V≥n/18

例3、用铝热法从下列氧化物中还原出物质的量相同的金属所消耗的铝最少的是

（）

A．Fe3O4B．MnO2C．V2O5D．Cr2O3

例4．将0.1mol Al 投入3mol/L NaOH溶液100mL中，充分反应后再滴加1mol/L H2SO4溶液，若要得到最多沉淀，需要加入1mol/L H2SO4溶液

A．100mL B．150mL C．200mL D．300mL

例5、铜和镁的合金4.6g完全溶解于足量的硝酸后，再加入过量的氢氧化钠溶液，产生9.7g沉淀，则合金与硝酸反应时，放出的气体可能是

A．0.1 mol的NO B．0.2 mol的NO2和0.05 mol的N2O4 C．0.2 mol的N2O D．NO、NO2和N2O4各0.1 mol

例6．将2.4gFe、Mg合金投入到一定量的稀硝酸中，金属与硝酸恰好完全反应，共收集到标准状况下的气体V L（硝酸被还原成NO），若向反应后的溶液中加入足量的NaOH溶液，待金属元素全部沉淀后，再将沉淀过滤、洗涤、灼烧后称量，质量为3.6g。则收集到的气体体积V的值不可能为

A．0.64 B.0.896 C.1.00 D．1.12