第第1313講鈉、鎂、鋁及其化合物講鈉、鎂、鋁及其化合物考點一考點一 鈉及其化合物鈉及其化合物 知識清單知識清單一一 鈉的性質(zhì)、制取、保存及用途鈉的性質(zhì)、制取、保存及用途二二 NaOHNaOH的性質(zhì)的性質(zhì)1.物理性質(zhì)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(zhì)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。三三 鈉的氧化物的性質(zhì)比較鈉的氧化物的性質(zhì)比較四四 Na2CO3Na2CO3與與NaHCO3NaHCO3的性質(zhì)比較的性質(zhì)比較五五 焰色反應(yīng)焰色反應(yīng)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(yīng)。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(yīng)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。說明說明a.焰色反應(yīng)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(yīng)是元素的性質(zhì),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(yīng)中所用的火焰部分應(yīng)是無色或淺色的。d.灼燒鉑絲時應(yīng)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(jié)構(gòu)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?？键c二考點二 鎂、鋁及其化合物鎂、鋁及其化合物 鎂不易和冷水反應(yīng),但能與沸水迅速反應(yīng)。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(yīng)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(zhì),Al(OH)3是一種白色膠狀物質(zhì),它們都是不溶于水的兩性化合物,它們既能與酸反應(yīng),又能與強堿反應(yīng),如Al2O3+6H+2Al3+3H2O,Al2O3+2OH-2Al+H2O;Al(OH)3+3H+Al3+3H2O,Al(OH)3+OH-Al+2H2O。2O2O5.實驗室常用Al3+和濃氨水反應(yīng)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)。2O“鋁三角鋁三角”及其應(yīng)用及其應(yīng)用1.“鋁三角”是指Al3+、Al(OH)3和Al相互轉(zhuǎn)化的三角關(guān)系,如下圖所示:2O 具體反應(yīng)有:Al(OH)3+OH-Al+2H2OAl(OH)3+3H+Al3+3H2OAl3+3OH-Al(OH)3Al+H+H2OAl(OH)3Al+4H+Al3+2H2OAl3+4OH-Al+2H2OAl3+3Al+6H2O4Al(OH)32.應(yīng)用(1)制取Al(OH)3Al3+3NH3H2OAl(OH)3+3N2O2O2O2O2O4HAl+CO2(過量)+2H2OAl(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(yīng)而不能大量共存,Al與N、Fe3+等也不能大量共存。2O3O2O3O23O2O4H方法方法圖像集錦及相關(guān)計算圖像集錦及相關(guān)計算1.圖像集錦(1)關(guān)于生成Al(OH)3沉淀的幾個圖像方法技巧方法技巧圖表示向AlCl3溶液中滴入NaOH溶液AB:AlCl3+3NaOHAl(OH)3+3NaClBC:Al(OH)3+NaOHNaAlO2+2H2O圖表示向NaOH溶液中滴入AlCl3溶液AB:AlCl3+4NaOHNaAlO2+3NaCl+2H2OBC:3NaAlO2+AlCl3+6H2O4Al(OH)3+3NaCl圖表示向鹽酸酸化的AlCl3溶液中滴入NaOH溶液AB:NaOH+HClNaCl+H2OBC:AlCl3+3NaOHAl(OH)3+3NaClCD:Al(OH)3+NaOHNaAlO2+2H2O圖表示向鹽酸中加入NaAlO2溶液AB:NaAlO2+4HClNaCl+AlCl3+2H2OBC:AlCl3+3NaAlO2+6H2O4Al(OH)3+3NaCl圖表示向NaAlO2溶液中加入鹽酸AB:NaAlO2+HCl+H2OAl(OH)3+NaClBC:Al(OH)3+3HClAlCl3+3H2O圖表示向AlCl3溶液中滴入NaAlO2溶液AB:3NaAlO2+AlCl3+6H2O4Al(OH)3+3NaCl(2)當Mg2+與Al3+等物質(zhì)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(guān)系如下圖所示:AB:Al3+3OH-Al(OH)3Mg2+2OH-Mg(OH)2BC:Al(OH)3+OH-Al+2H2O2.可溶性鋁鹽與強堿溶液反應(yīng)的計算規(guī)律由于Al(OH)3能和強堿繼續(xù)反應(yīng),故計算方法類似于CO2與澄清石灰水的反應(yīng),其計算規(guī)律如下:2O(1)求產(chǎn)物Al(OH)3的物質(zhì)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(yīng)物強堿的物質(zhì)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)313例例 (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(yīng)時,硝酸的濃度越稀,對應(yīng)還原產(chǎn)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(yīng),反應(yīng)過程中無氣體放出。在反應(yīng)結(jié)束后的溶液中逐滴加入2molL-1的NaOH溶液,所加NaOH溶液的體積(mL)與產(chǎn)生的沉淀的物質(zhì)的量(mol)關(guān)系如圖所示。下列說法中不正確的是()A.反應(yīng)前的溶液中,硝酸的物質(zhì)的量為0.2molB.C點對應(yīng)NaOH溶液的體積為48mLC.樣品中鋁粉和鐵粉的物質(zhì)的量之比為5 3D.D點與F點沉淀物質(zhì)的量的差為0.02mol解題導引解題導引抓住N原子守恒,充分結(jié)合圖像進行解答。解析解析根據(jù)題意可知硝酸與鋁粉、鐵粉反應(yīng)后得到Al(NO3)3、Fe(NO3)、NH4NO3,根據(jù)圖像可知反應(yīng)后HNO3有剩余。根據(jù)圖像得n(NH4NO3)=0.012mol,nAl(NO3)3=0.02mol;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0.012mol8=0.02mol3+3nFe(NO3)3,解得nFe(NO3)3=0.012mol;Fe3+和Al3+生成Fe(OH)3、Al(OH)3時共消耗NaOH溶液48mL,則C點對應(yīng)的V(NaOH溶液)=40mL,則進一步計算出剩余HNO3為0.08mol。A項,利用N原子守恒知反應(yīng)前的溶液中HNO3的物質(zhì)的量為0.08mol+0.012mol2+0.02mol3+0.012mol3=0.2mol,故A正確,B錯誤;C項,n(Al) n(Fe)=n(Al3+) n(Fe3+)=0.02mol0.012mol=5 3,故C正確;D項,因nAl(OH)3為0.02mol,在F點Al(OH)3已完全溶解,D點與F點沉淀物質(zhì)的量的差即溶解的nAl(OH)32,故D正確。答案答案 B