高中化学——金属及其化合物小结(下)

2018年01月09日 浏览:

4.了解氢氧化铝、氢氧化铁、氢氧化亚铁的制备方法;了解氢氧化铝的两性;了解氢氧化铝、氢氧化铁的受热分解

(1)碱的制备方法规律:可溶性盐和可溶性碱反应生成新盐和新碱

①.氢氧化铝的制备方法:

ⅰ、硫酸铝溶液中加入过量的氨水然后过滤或者氨水中加入过量的硫酸铝溶液然后过滤:

Al2(SO4)3+6NH3·H2O=2Al(OH)3 ↓+3(NH4)2SO4;

Al3++3NH3 ·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+

ⅱ、氢氧化钠溶液中加入过量的硫酸铝溶液,然后过滤(顺序不能错)

Al2(SO4)3+8NaOH=2NaAlO2+3Na2SO4+4H2O;

6NaAlO2+12H2O+Al2(SO4)3=8 Al(OH)3 ↓+3Na2SO4

Al3++4OH= AlO2 +2H2O ; 3AlO2 +2H2O+ Al3+ = 4Al(OH)3

ⅲ、硫酸溶液中加入过量的偏铝酸钠溶液,然后过滤(顺序不能错)

4H2SO4+2NaAlO2=Na2SO4+Al2(SO4)3+4H2O;

Al2(SO4)3+12H2O+6NaAlO2 =8 Al(OH)3 ↓+3Na2SO4

4H+ + AlO2 = Al3+ +2H2O ;Al3+ +2H2O+3AlO2 = 4Al(OH)3

②.氢氧化铁的制备方法:

ⅰ、硫酸铁溶液中加入过量的氨水然后过滤或者氨水中加入过量的硫酸铁溶液然后过滤:

Fe2(SO4)3+6NH3·H2O=2Fe(OH)3↓+3(NH4)2SO4;

Fe3++3NH3 ·H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+

ⅱ、硫酸铁溶液中加入过量的氢氧化钠溶液然后过滤或者氢氧化钠溶液中加入过量的硫酸铁溶液然后过滤:

Fe2(SO4)3+6NaOH=2Fe(OH)3↓+3Na2SO4;

Fe3++3OH=Fe(OH)3

ⅲ、硫酸铁溶液中加入过量的碳酸氢钠溶液然后过滤或者碳酸氢钠溶液中加入过量的硫酸铁溶液然后过滤

Fe2(SO4)3+6NaHCO3=2Fe(OH)3↓+3Na2SO4+6CO2 ↑;

Fe3++3HCO3=Fe(OH)3↓+3CO2

ⅳ、硫酸铁溶液中加入过量的碳酸钠溶液然后过滤或者碳酸钠溶液中加入过量的硫酸铁溶液然后过滤

Fe2(SO4)3+3Na2CO3+3H2O=2Fe(OH)3↓+3Na2SO4 +3CO2 ↑;

2Fe3++3CO3 +3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2

③.氢氧化亚铁的制备方法:

ⅰ、化学反应原理:FeCl2+2NaOH=Fe(OH)2↓+2NaCl ;Fe2++2OH=Fe(OH)2

ⅱ、制备氢氧化亚铁的关键:需要创造的条件——无Fe3+的环境;无O2的环境。可以采取的措施——排除溶液中的Fe3+ →加铁粉;驱逐溶液中的溶解氧→加热煮沸;避免与空气接触→反常规操作、油封、滴管的使用、试剂瓶装满等

(2)不溶性碱的共性热不稳定性:受热分解生成对应价态的氧化物和水:

ⅰ、氢氧化铝的受热分解生成氧化铝和水:2Al(OH)3 = Al2O3+3H2O (加热)(白色不变)

ⅱ、氢氧化铁的受热分解生成氧化铁和水:2Fe(OH)3 = Fe2O3+3H2O(加热)(红褐色变红棕色)

ⅲ、氢氧化铜受热分解生成氧化铜和水:Cu(OH)2 = CuO +H2O(加热)(蓝色变黑色)

(3)变价金属的高价态的碱的氧化性:

ⅰ、氢氧化铁与氢碘酸的反应:2Fe(OH)3 +6HI=2FeI2 +I2 +3H2O

ⅱ、新制备的氢氧化铜与含醛基的化合物的反应:2Cu(OH)2 +CH3CHO=Cu2O↓+CH3COOH+2H2O(煮沸)

附:银氨溶液(可溶性络碱)与含醛基的化合物的反应:

2Ag(NH3)OH +CH3CHO==2Ag↓+CH3COONH4+3NH3 +H2O(水浴)

(4).氢氧化铝的两性:

电离方程式H+ +AlO2+H2O ≒Al(OH)3≒Al3++3OH-

ⅰ、与硫酸反应生成硫酸铝和水:

2Al(OH)3 +3H2SO4=Al2(SO4)3+6H2O;Al(OH)3 +3H+=Al3++3H2O;

ⅱ、与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水:

Al(OH)3 +NaOH=NaAlO2+2H2O;Al(OH)3 +OH=AlO2 +2H2O ;

5.比较碳酸钠、碳酸氢钠的溶解性、热稳定性、与酸的反应

(1)物理性质:

①.溶解性:碳酸钠和碳酸氢钠都溶于水,碳酸氢钠的溶解性比碳酸钠小。

说明:碱土金属的碳酸盐的溶解性小于其对应酸式盐的溶解性,

例如:溶解性:CaCO3

(2)化学性质:

盐的通性:与酸反应生成新酸新盐;与碱反应生成新盐和新碱;与盐反应生成两种新盐。

①.与酸的反应:

ⅰ、与盐酸反应:

化学方程式:Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑;Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3;

NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2

离子方程式:CO32— +2H+=H2O+CO2 ↑;CO32—+H+=HCO3 ;

HCO3 +H+ =H2O+CO2

意义:

※碳酸钠与盐酸反应,盐酸的量不同产物不同,少量盐酸生成碳酸氢钠,过量盐酸产生二氧化碳。

※等摩的碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸(同浓度)反应,碳酸钠消耗的盐酸体积多。

※等质量碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸(同浓度)反应,碳酸钠消耗的盐酸体积多。

※等摩的碳酸钠和碳酸氢钠与足量盐酸(同浓度)反应产生的二氧化碳一样多。

※等摩的碳酸钠和碳酸氢钠与少量(等体积同浓度)盐酸反应碳酸氢钠产生的二氧化碳多。

※等质量碳酸钠和碳酸氢钠与足量盐酸反应,碳酸氢钠产生的二氧化碳多;

例题:互滴法鉴别碳酸钠溶液和盐酸:

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取2毫升B溶液盛于试管中,另取少量A溶液用滴管伸入液面以下缓慢释放3~5滴;

如果产生气泡,说明B溶液是盐酸,A溶液是碳酸钠溶液;

有关化学方程式为:2HCl +Na2CO3=2NaCl+H2O+CO2↑;

如果不产生气泡,说明B溶液是碳酸钠溶液, A溶液是盐酸,有关化学方程式为:

Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3

ⅱ、与醋酸反应:

化学方程式:Na2CO3+2CH3COOH=2CH3COONa+H2O+CO2↑;

NaHCO3+CH3COOH=CH3COONa+H2O+CO2

离子方程式:CO32— +2CH3COOH =2CH3COO+H2O+CO2

HCO3+ CH3COOH = CH3COO+H2O+CO2

②.与碱溶液反应:

ⅰ、与氢氧化钠溶液反应:NaHCO3+NaOH= Na2CO3+H2O;

意义:揭示了酸式盐转变成正盐的规律:酸式盐与碱(酸式盐中含有的阳离子相同的碱)反应生成正盐。

ⅱ、与澄清石灰水反应:

※碳酸氢钠与澄清石灰水反应量不同产物不同:

NaHCO3(少量)+Ca(OH)2=CaCO3↓+NaOH+H2O ;

2NaHCO3(过量)+Ca(OH)2=CaCO3↓+Na2CO3+2H2O

意义:高考离子方程式考查的重点。

※碳酸钠与澄清石灰水反应量不同产物不变:

※Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH;

③.与盐发生复分解反应

ⅰ、碳酸钠与氯化钙溶液的反应:Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl;

意义:用氯化钙溶液鉴别碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液。

ⅱ、碳酸氢钠与偏铝酸钠溶液的反应:NaHCO3 +H2O+NaAlO2=Na2CO3+Al(OH)3

意义:HCO-与AlO2-离子不能大量共存。

④.与盐发生双水解反应:

ⅰ、与硫酸铁溶液的双水解:

意义:离子共存的判断:Fe3+与CO32—、HCO3不能大量共存;Al3+与CO32—、HCO3不能大量共存。

⑤.热稳定性:

2NaHCO3 == Na2CO3+H2O+CO2↑(加热)

意义:除去碳酸钠中碳酸氢钠的方法;鉴别碳酸钠和碳酸氢钠的方法

6.掌握碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别方法

(1)定性检验法:

①.取少量固体盛于固体制氧装置中,加热,将导管伸入装有澄清石灰水的试管中,石灰水变浑浊,说明固体是碳酸氢钠,否则是碳酸钠。

②.取少量固体溶解,加入氯化钙溶液,产生沉淀是碳酸钠溶液,否则是碳酸氢钠溶液。

(2)定量检验法:

①.分别向等量的白色粉末中加等体积、等浓度的稀盐酸,生成气体快的是碳酸氢钠,慢的是碳酸钠。

②.分别向等量的白色粉末中加等体积适量的水,固体溶解量的多的碳酸钠,少的是碳酸氢钠。