專題十三鈉、鎂、鋁及其化合物,考點一鈉及其化合物,知識清單,一鈉的性質、制取、保存及用途,二NaOH的性質 1.物理性質 俗名燒堿、火堿、苛性鈉,是一種白色固體,易吸收空氣中的水分而潮解,易溶于水并放熱,水溶液有澀味。 2.化學性質 NaOH來源廣泛,是一種最常用的一元強堿,有強腐蝕性,具有堿的通性。,三鈉的氧化物的性質比較,四Na2CO3與NaHCO3的性質比較,五焰色反應 1.定義 許多金屬或它們的化合物在灼燒時會使火焰呈現(xiàn)出特殊的顏色,這在化學上叫做焰色反應。 2.實驗步驟 (1)一點:點燃酒精燈。 (2)二洗燒:將鉑絲放入稀鹽酸中清洗,再放到火焰上灼燒,直至火焰呈現(xiàn)原來的顏色。 (3)三蘸燒:用鉑絲蘸取固體或液體待測物,灼燒并觀察火焰顏色若是鉀元素,應透過藍色的鈷玻璃(可濾去遮蓋紫色的黃光)觀察。 (4)四洗燒:鉑絲用稀鹽酸洗凈,放在火焰上燒至原色,放回原處。,說明a.焰色反應不是化學變化,而是一種物理現(xiàn)象,主要用于鈉、鉀等堿金屬或堿土金屬元素的檢驗。焰色反應是元素的性質,不因元素的存在形式改變而改變。 b.用稀鹽酸清洗的原因:生成金屬氯化物,而金屬氯化物在高溫時可揮發(fā)。 c.焰色反應中所用的火焰部分應是無色或淺色的。 d.灼燒鉑絲時應一直燒至火焰恢復到原來的無色或淺色。,1.鎂和鋁分別位于第三周期的A族和A族。它們的原子核外均有3個電子層,其原子結構示意圖分別為:Mg,Al。鋁的熔沸點比鎂的高、硬度比鎂的大。 2.Mg、Al都是較活潑的金屬,常溫下能被空氣中的O2氧化,表面生成一層致密的氧化膜。鎂和鋁在純氧中劇烈燃燒,發(fā)出耀眼的白光。,考點二鎂、鋁及其化合物,鎂不易和冷水反應,但能與沸水迅速反應。常溫下鋁在濃硫酸或濃硝酸中會發(fā)生鈍化,所以常用鋁槽車來運輸濃硫酸和濃硝酸。 3.MgO是很輕的白色粉末,屬于堿性氧化物,它能與水緩慢反應生成Mg(OH)2;它具有很高的熔點,可作耐高溫材料。MgCl2是一種無色、味苦、易溶于水的固體,易潮解,可作干燥劑。工業(yè)上用電解熔融的MgCl2的方法制取金屬鎂。 4.Al2O3是一種白色物質,Al(OH)3是一種白色膠狀物質,它們都是不溶于水的兩性化合物,它們既能與酸反應,又能與強堿反應,如Al2O3+6H+ 2Al3+3H2O,Al2O3+2OH- 2Al+H2O;Al(OH)3+3H+ Al3+ 3H2O,Al(OH)3+OH- Al+2H2O。,5.實驗室常用Al3+和濃氨水反應或在含Al的溶液中通入CO2氣體兩種 方法來制取Al(OH)3。因Al(OH)3具有兩性,故通常不采用強堿或強酸來制取。明礬的化學式可寫為KAl(SO4)212H2O或K2SO4Al2(SO4)324H2O,它是一種復鹽,常用來凈水,原理是Al3+3H2OAl(OH)3(膠體)+3H+ (用離子方程式表示)。,“鋁三角”及其應用 1.“鋁三角”是指Al3+、Al(OH)3和Al相互轉化的三角關系,如下圖所示:,具體反應有: Al(OH)3+OH- Al+2H2O Al(OH)3+3H+ Al3+3H2O Al3+3OH- Al(OH)3 Al+H+H2O Al(OH)3 Al+4H+ Al3+2H2O Al3+4OH- Al+2H2O Al3+3Al+6H2O 4Al(OH)3 2.應用 (1)制取Al(OH)3 Al3+3NH3H2O Al(OH)3+3N,Al+CO2(過量)+2H2O Al(OH)3+HC (2)離子共存問題 Al3+與HS-、S2-、Al、HC、C等因發(fā)生雙水解反應而不能大量 共存,Al與N、Fe3+等也不能大量共存。,方法圖像集錦及相關計算 1.圖像集錦 (1)關于生成Al(OH)3沉淀的幾個圖像,方法技巧,圖表示向AlCl3溶液中滴入NaOH溶液 AB:AlCl3+3NaOH Al(OH)3+3NaCl BC:Al(OH)3+NaOH NaAlO2+2H2O 圖表示向NaOH溶液中滴入AlCl3溶液 AB:AlCl3+4NaOH NaAlO2+3NaCl+2H2O BC:3NaAlO2+AlCl3+6H2O 4Al(OH)3+3NaCl 圖表示向鹽酸酸化的AlCl3溶液中滴入NaOH溶液 AB:NaOH+HCl NaCl+H2O BC:AlCl3+3NaOH Al(OH)3+3NaCl CD:Al(OH)3+NaOH NaAlO2+2H2O 圖表示向鹽酸中加入NaAlO2溶液,AB:NaAlO2+4HCl NaCl+AlCl3+2H2O BC:AlCl3+3NaAlO2+6H2O 4Al(OH)3+3NaCl 圖表示向NaAlO2溶液中加入鹽酸 AB:NaAlO2+HCl+H2O Al(OH)3+NaCl BC:Al(OH)3+3HCl AlCl3+3H2O 圖表示向AlCl3溶液中滴入NaAlO2溶液 AB:3NaAlO2+AlCl3+6H2O 4Al(OH)3+3NaCl (2)當Mg2+與Al3+等物質的量混合時,向其中加入NaOH溶液,生成沉淀的量和加入NaOH溶液體積的關系如下圖所示:,AB:Al3+3OH- Al(OH)3Mg2+2OH- Mg(OH)2 BC:Al(OH)3+OH- Al+2H2O 2.可溶性鋁鹽與強堿溶液反應的計算規(guī)律 由于Al(OH)3能和強堿繼續(xù)反應,故計算方法類似于CO2與澄清石灰水的反應,其計算規(guī)律如下:,(1)求產物Al(OH)3的物質的量 當n(OH-)3n(Al3+)時,nAl(OH)3=n(OH-)。 當3n(Al3+)<n(OH-)<4n(Al3+)時,nAl(OH)3=4n(Al3+)-n(OH-)。 當n(OH-)4n(Al3+)時,nAl(OH)3=0,無沉淀。 (2)求反應物強堿的物質的量 若n(OH-)3n(Al3+):n(OH-)=3nAl(OH)3 若3n(Al3+)<n(OH-)<4n(Al3+):n(OH-)=4n(Al3+)-nAl(OH)3,例(2017湖南湘中名校聯(lián)考,16)實驗研究發(fā)現(xiàn),硝酸發(fā)生氧化還原反應時,硝酸的濃度越稀,對應還原產物中氮元素的化合價越低?，F(xiàn)有一定量鋁粉和鐵粉的混合物與一定量很稀的硝酸充分反應,反應過程中無氣體放出。在反應結束后的溶液中逐滴加入2 molL-1的NaOH溶液,所加NaOH溶液的體積(mL)與產生的沉淀的物質的量(mol)關系如圖所示。下列說法中不正確的是(),A.反應前的溶液中,硝酸的物質的量為0.2 mol B.C點對應NaOH溶液的體積為48 mL C.樣品中鋁粉和鐵粉的物質的量之比為53 D.D點與F點沉淀物質的量的差為0.02 mol,解題導引抓住N原子守恒,充分結合圖像進行解答。 解析根據(jù)題意可知硝酸與鋁粉、鐵粉反應后得到Al(NO3)3、Fe(NO3)、NH4NO3,根據(jù)圖像可知反應后HNO3有剩余。根據(jù)圖像得n(NH4NO3)= 0.012 mol,nAl(NO3)3=0.02 mol;N元素由+5價降低到-3價,Al、Fe元素均由0價升高到+3價,根據(jù)得失電子守恒得0.012 mol8=0.02 mol3+ 3nFe(NO3)3,解得nFe(NO3)3=0.012 mol;Fe3+和Al3+生成Fe(OH)3、Al(OH)3時共消耗NaOH溶液48 mL,則C點對應的V(NaOH溶液)=40 mL,則進一步計算出剩余HNO3為0.08 mol。A項,利用N原子守恒知反應前的溶液中HNO3的物質的量為0.08 mol+0.012 mol2+0.02 mol3+0.012 mol3=,0.2 mol,故A正確,B錯誤;C項,n(Al)n(Fe)=n(Al3+)n(Fe3+)=0.02 mol0.012 mol=53,故C正確;D項,因nAl(OH)3為0.02 mol,在F點Al(OH)3已 完全溶解,D點與F點沉淀物質的量的差即溶解的nAl(OH)32,故D正確。 答案B,