知識點一:氧化鈉和過氧化鈉
要點詮釋:鈉的重要氧化物有兩種,其中氧化鈉是堿性氧化物,具有堿性氧化物的通性;過氧化鈉性質(zhì)較為獨特.它們的性質(zhì)對比如下: 名 稱 氧化鈉 過氧化鈉
化學(xué)式 Na2O Na2O2
顏色狀態(tài) 白色固體 淡黃色固體
生成條件 鈉與氧氣不加熱時反應(yīng)生成
4Na+O2==2Na2O 鈉與氧氣加熱時生成
2Na+O2Na2O2
與水反應(yīng) Na2O+H2O==2NaOH 2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑
與CO2反應(yīng) Na2O+CO2==Na2CO3 2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2
與鹽酸反應(yīng) Na2O+2HCl==2NaCl+H2O 2Na2O2+4HCl==4NaCl+2H2O+O2↑
用 途 用于制取鈉鹽 供氧劑、殺菌消毒、漂白等
實驗:把水滴入盛有少量的過氧化鈉固體的試管中,用帶火星的木條放在試管中,檢驗生成的氣體.
實驗現(xiàn)象:滴入水后有大量氣泡產(chǎn)生;產(chǎn)生的氣體使帶火星的木條復(fù)燃;試管外壁發(fā)熱;向溶液中滴入酚酞溶液,溶液發(fā)紅,振蕩試管溶液又褪為無色.
說明:過氧化鈉的水溶液具有強氧化性,可將酚酞氧化變質(zhì)而使溶液褪為無色.
知識點二:碳酸鈉和碳酸氫鈉
要點詮釋:碳酸鈉是一種正鹽,碳酸氫鈉是一種酸式鹽,它們有許多相似的性質(zhì),也有許多不同的性質(zhì),它們的性質(zhì)可對比如下:
名 稱 碳酸鈉 碳酸氫鈉
化學(xué)式 Na2CO3 NaHCO3
俗 名 純堿、蘇打 小蘇打
顏色狀態(tài) 白色粉末 白色細(xì)小晶體
溶 解 性 易溶 易溶(比碳酸鈉?。?
熱穩(wěn)定性 穩(wěn)定,受熱不分解 2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
與鹽酸反應(yīng) Na2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2↑ NaHCO3+HCl==NaCl+H2O+CO2↑
與NaOH反應(yīng) 不反應(yīng) NaHCO3+NaOH==Na2CO3+H2O
與BaCl2反應(yīng) Na2CO3+BaCl2==BaCO3↓+2NaCl 不反應(yīng)
與CO2的反應(yīng) Na2CO3+CO2+H2O==2NaHCO3 不反應(yīng)
與Ca(OH)2的反應(yīng) Na2CO3+Ca(OH)2==CaCO3↓+2NaOH 2NaHCO3+Ca(OH)2== Na2CO3+2H2O+CaCO3↓
相互轉(zhuǎn)化
說明:
1.碳酸鈉、碳酸氫鈉溶于水的探究
操作步驟 1 g Na2CO3 1 g NaHCO3
觀察外觀 白色粉末 細(xì)小白色晶體
加幾滴水 加水結(jié)塊變成晶體,放熱 加水部分溶解,感受不到熱量變化
加10 mL水,用力振蕩 溶解 仍有少量固體不溶解
加1~2滴酚酞溶液 溶液變紅(較深) 溶液變淺紅色
原因(可查資料) Na2CO3+H2ODNaHCO3+NaOH NaHCO3+H2ODH2CO3+NaOH
初步結(jié)論 加水先變成含結(jié)晶水的晶體,水溶液堿性比NaHCO3溶液強 加水部分溶解,水溶液堿性比Na2CO3溶液弱
2.Na2CO3、NaHCO3熱穩(wěn)定性的探究
現(xiàn)象 發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式 結(jié)論
Na2CO3 澄清石灰水不變渾濁 ———— 受熱不分解
NaHCO3 澄清石灰水變渾濁 2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
Ca(OH)2+CO2==CaCO3↓+H2O 受熱易分解
3.碳酸鈉晶體在干燥空氣里容易逐漸失去結(jié)晶水變成碳酸鈉粉末,此種現(xiàn)象稱為風(fēng)化.
4.Na2CO3溶液中逐滴滴加稀鹽酸,開始時無氣體放出,化學(xué)方程式為:
Na2CO3+HCl==NaHCO3+NaCl;繼續(xù)滴加會產(chǎn)生氣體,化學(xué)方程式為:NaHCO3+HCl==NaCl+CO2↑+H2O.
總的化學(xué)方程式為:2HCl+Na2CO3== 2NaCl+CO2↑+H2O.
如果鹽酸中逐滴滴加Na2CO3溶液,則一開始就會產(chǎn)生氣體,
化學(xué)方程式為:Na2CO3+2HCl==2NaCl+CO2↑+H2O.
由此可知,我們可利用兩個過程現(xiàn)象的不同區(qū)別Na2CO3溶液和鹽酸.
5.Na2CO3溶液與CaCl2、BaCl2、Ca(NO3)2、Ba(NO3)2等反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀,而NaHCO3溶液與它們則不會產(chǎn)生白色沉淀.利用此現(xiàn)象可區(qū)別Na2CO3溶液和NaHCO3溶液.
6.利用Na2CO3溶液與Ca(OH)2溶液的反應(yīng)可制取NaOH溶液.
7.CO2在飽和NaHCO3溶液中溶解度會大大減小,所以可利用排飽和NaHCO3溶液的方法收集CO2,也可利用飽和NaHCO3洗滌CO2中的酸性氣體雜質(zhì).
8.在飽和的Na2CO3溶液中通入足量的CO2,會析出白色晶體NaHCO3.其原因有三個:①Na2CO3轉(zhuǎn)變?yōu)镹aHCO3后,溶質(zhì)質(zhì)量增加了;②反應(yīng)過程中有水消耗;③NaHCO3溶解度比碳酸鈉的溶解度小.
9.NaHCO3溶液與Ca(OH)2或Ba(OH)2溶液混合時,會因相對量的大小不同,其產(chǎn)物也不同.例如少量的NaHCO3與大量的Ca(OH)2的反應(yīng)為:NaHCO3+Ca(OH)2==CaCO3↓+NaOH+H2O;大量NaHCO3與少量Ca(OH)2的反應(yīng)為:2NaHCO3+Ca(OH)2==CaCO3↓+Na2CO3+2H2O.書寫化學(xué)方程式或離子方程式時應(yīng)特別注意.
知識點三:焰色反應(yīng)
要點詮釋:很多金屬或它們的化合物在灼燒時,其火焰會呈現(xiàn)特殊的顏色,在化學(xué)上叫做焰色反應(yīng).它表現(xiàn)的是某種金屬元素的性質(zhì),借此可檢驗?zāi)承┙饘僭?
操作步驟:
(1)干燒:把焊在玻璃棒上的鉑絲(或用光潔無銹的鐵絲)放在酒精燈外焰里灼燒,至與原來的火焰顏色相同為止.
?。?)蘸燒:用鉑絲(或鐵絲)蘸取Na2CO3溶液,在外焰上灼燒,觀察火焰的顏色.
(3)洗燒:將鉑絲(或鐵絲)用鹽酸洗凈后,在外焰上灼燒至沒有顏色.
?。?)蘸燒:用鉑絲(或鐵絲)蘸取K2CO3溶液,在外焰上灼燒,觀察火焰的顏色.
說明:
①火源最好用噴燈、煤氣燈,因其火焰焰色更淺.而酒精燈火焰往往略帶黃色.
②焰色反應(yīng)前,應(yīng)將鉑絲(或鐵絲)灼燒到無色.也可先用鹽酸清洗,再灼燒到無色.
?、圩鲡浀难嫔磻?yīng)時,要透過藍(lán)色鈷玻璃片進(jìn)行觀察,以吸收黃色,排除鈉鹽的干擾.
實驗現(xiàn)象(焰色反應(yīng)的焰色):鈉——黃色;鉀——紫色;鈣——磚紅色;鍶——洋紅色;銅——綠色;鋰——紅色;鋇——黃綠色.
知識點四:氧化鋁和氫氧化鋁
要點詮釋:氧化鋁是典型的兩性氧化物,氫氧化鋁是典型的兩性氫氧化物.
1.氧化鋁:白色難溶,熔點很高的物質(zhì).
?。?)由于鋁表面有一層致密的氧化鋁薄膜,能夠有效地保護內(nèi)層金屬鋁.
?。?)氧化鋁是工業(yè)冶煉金屬鋁的原料.
(3)氧化鋁是一種比較好的耐火材料,它可以用來制造耐火坩堝、耐火管和耐高溫的實驗儀器等.
(4)氧化鋁能溶于強酸和強堿溶液中.
Al2O3+6H+==2Al3++3H2O Al2O3+2OH-==2AlO2-+H2O
這種既能與強酸反應(yīng),又能與強堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物叫做兩性氧化物.
?。?)實驗室中可用加熱氫氧化鋁使其分解得到氧化鋁:2Al(OH)3Al2O3+3H2O
工業(yè)上可通過分離提純自然界中存在的鋁土礦得到氧化鋁.
2.氫氧化鋁:白色難溶的物質(zhì).
實驗:
?。?)在試管里加入10 mL 0.5 mol·L-1 Al2(SO4)3溶液,滴加氨水,振蕩,觀察沉淀的生成.
現(xiàn)象:溶液中產(chǎn)生白色膠狀難溶物質(zhì),繼續(xù)滴加氨水至過量,白色沉淀不溶解.
實驗室中常用此種方法制取氫氧化鋁,反應(yīng)方程式為:Al2(SO4)3+6NH3·H2O==2Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4;離子方程式為:Al3++3NH3·H2O==Al(OH)3↓+3NH4+.
?。?)將(1)得到的混合物分成三份,其中一份中滴加一滴墨水,觀察現(xiàn)象.
現(xiàn)象:膠狀A(yù)l(OH)3能吸附色素,一段時間后溶液又變澄清.它還能凝聚水中的懸浮物.
?。?)在剩余的兩份中,分別滴加2 mol·L-1鹽酸、2 mol·L-1 NaOH溶液,邊滴邊振蕩.
現(xiàn)象:兩支試管都由渾濁變澄清.
反應(yīng)的離子方程式為:Al(OH)3+3H+==Al3++3H2O Al(OH)3+OH-==AlO2-+2H2O
象這種既能跟強酸反應(yīng),又能跟強堿反應(yīng)的氫氧化物,稱為兩性氫氧化物.
說明:
?。?)在溶液中得到的白色膠狀氫氧化鋁具有凝聚水中懸浮物,吸附色素的能力.利用明礬凈水就是利用溶液中Al3+與水反應(yīng)生成的氫氧化鋁,吸附水中的懸浮雜質(zhì)形成沉淀.
?。?)由于氫氧化鋁能溶于強堿,不能溶于弱堿,所以實驗室中利用鋁鹽與堿反應(yīng)制取氫氧化鋁時,使用氨水比使用NaOH溶液更好.
?。?)Al(OH)3是醫(yī)用胃藥中的一種,它的堿性不強,可以中和過多的胃酸而不至于對胃壁產(chǎn)生強烈的刺激或腐蝕作用.
?。?)向AlCl3的溶液中逐滴滴加氫氧化鈉溶液,其現(xiàn)象為:產(chǎn)生白色膠狀沉淀,沉淀量不斷增多至最大,而后逐漸溶解至完全消失.具體分析可表示如下:
當(dāng)時,發(fā)生反應(yīng):Al3++3OH-==Al(OH)3↓;
當(dāng)時,有部分Al(OH)3被堿溶解,即Al(OH)3+OH-==AlO2-+2H2O;
當(dāng)時,沉淀全部溶解,全過程方程式可表示為:Al3++4OH-==AlO2-+2H2O.
此過程用圖象表示為
知識點五:鐵的氧化物
要點詮釋:鐵的氧化物有3種:氧化亞鐵、氧化鐵、四氧化三鐵,其性質(zhì)可對比如下:
名稱 氧化亞鐵 氧化鐵 四氧化三鐵
俗名 ———— 鐵紅 磁性氧化鐵
化學(xué)式 FeO Fe2O3 Fe3O4
鐵的化合價 +2 +3 +(或+2、+3)
顏色狀態(tài) 黑色粉末 紅色粉末 黑色晶體
溶解性 不溶 不溶 不溶
穩(wěn)定性 空氣中加熱變成Fe3O4 穩(wěn)定 穩(wěn)定
與鹽酸反應(yīng) FeO+2H+==Fe2++H2O Fe2O3+6H+==2Fe3++3H2O Fe3O4+8H+==
2Fe3++Fe2++4H2O
高溫還原 FeO+COFe+CO2 Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe 3Fe3O4+8Al9Fe+4Al2O3
用途 煉鐵原料 煉鐵原料、紅色油漆和涂料 煉鐵原料
工業(yè)上冶煉金屬鐵時,往往在高溫下用CO還原鐵的氧化物,可表示如下:
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
知識點六:鐵的氫氧化物
要點詮釋:鐵的化合價主要有+2、+3價,所以其氫氧化物也有兩種:氫氧化亞鐵[Fe(OH)2]和氫氧化鐵[Fe(OH)3].其性質(zhì)可比較如下:
名 稱 氫氧化亞鐵 氫氧化鐵
化學(xué)式 Fe(OH)2 Fe(OH)3
顏色狀態(tài) 白色固體 紅褐色固體
制 取 Fe2++2OH-==Fe(OH)2↓ Fe3++3OH-==Fe(OH)3↓
與鹽酸反應(yīng) Fe(OH)2+2H+==Fe2++2H2O Fe(OH)3+3H+==Fe3++3H2O
受熱分解 隔絕空氣:Fe(OH)2FeO+H2O 2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O
說明:
?。?)在FeCl3溶液中逐滴滴加NaOH溶液,可觀察到現(xiàn)象:產(chǎn)生紅褐色沉淀Fe(OH)3,加堿過量時,沉淀并不溶解.
(2)在FeSO4溶液中加入NaOH溶液,可觀察到現(xiàn)象為:生成白色絮狀的Fe(OH)2沉淀,而后迅速變成灰綠色,最后變成紅褐色.Fe(OH)2在空氣中很容易被氧化Fe(OH)3:4Fe(OH)2+O2+H2O==4Fe(OH)3.
?。?)為了更清晰地觀察到Fe(OH)2的顏色并保留較長時間,可采取以下措施:①將實驗用于配制NaOH溶液的蒸餾水加熱煮沸,以驅(qū)趕其中溶解的氧氣;②將實驗用的FeSO4溶液中加入鐵屑,以除去可能含有的Fe3+和氧氣;③實驗時用長膠頭滴管吸取NaOH溶液,伸入到FeSO4溶液液面以下滴加,防止在滴加過程中帶入氧氣.④可在盛有FeSO4溶液的試管中加少量煤油,以隔絕空氣,并將吸有NaOH溶液的長滴管伸入到FeSO4溶液液面以下.
知識點七:鐵鹽和亞鐵鹽
要點詮釋:Fe3+在溶液中呈現(xiàn)棕黃色,Fe2+在溶液中呈現(xiàn)淺綠色.由氧化還原反應(yīng)知識可知:Fe3+具有氧化性;Fe2+既有氧化性又有還原性;它們在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化.
能夠?qū)崿F(xiàn)上述過程的還原劑有:Zn、Fe、Cu、H2S、HI、SO2、H2SO4、Na2SO3等等,如:
Zn+2Fe3+==2Fe2++Zn2+(Zn+Fe2+==Zn2++Fe)、Fe+2Fe3+==3Fe2+、Cu+2Fe3+==2Fe2++Cu2+、
2Fe3++H2S==2Fe2++S↓+2H+、2Fe3++2I-==2Fe2++I2、2Fe3++SO2+2H2O==2Fe2++SO42-+4H+等.
能夠?qū)崿F(xiàn)上述過程的氧化劑有:O2、Cl2、Br2、HNO3、濃硫酸、KMnO4、H2O2等,如:
2Fe2++Cl2==2Fe3++2Cl-、2Fe2++Br2==2Fe3++2Br-、2Fe2++H2O2+2H+==2Fe3++2H2O等.
幾種重要金屬化合物的知識整理
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