钠铝及重要化合物知识点小结
钠铝及重要化合物知识点小结(★为必背方程式)
一、钠及其化合物 (一)钠 Na
1、单质钠的物理性质:钠质软、银白色、熔点低、密度比水的小但比煤油的大。★ 2、单质钠的化学性质: ① 钠与O 2反应
常温下:4Na + O2=2Na 2O ★(新切开的钠放在空气中容易变暗)
加热时:2Na + O2==Na 2O 2 ★(钠先熔化后燃烧,发出黄色火焰,生成淡黄色固体Na 2O 2。) 钠在空气中的变化过程:Na ―→Na 2O ―→NaOH ―→Na 2CO 3·10H 2O (结晶)―→Na 2CO 3(风化),最终得到是一种白色粉末。一小块钠置露在空气中的现象:银白色的钠很快变暗(生成Na 2O ),跟着变成白色固体(NaOH),然后在固体表面出现小液滴(NaOH 易潮解),最终变成白色粉未(最终产物是Na 2CO 3)。 ② 钠与H 2O 反应
2Na +2H +
+
-
2O =2NaOH +H 2↑ ★离子方程式:2Na +2H 2O =2Na +2OH +H 2↑(注意配平) 实验现象:钠浮在水面上,熔成小球,在水面上游动,有哧哧的声音,最后消失,在反应后的溶液中滴加酚酞,溶液变红。“浮——钠密度比水小;游——生成氢气;响——反应剧烈;熔——钠熔点低;红——生成的NaOH 遇酚酞变红”。 ③ 钠与盐溶液反应
如钠与CuSO 4溶液反应,应该先是钠与H 2O 反应生成NaOH 与H 2,再和CuSO 4溶液反应,有关化学方程式:2Na +2H 2O =2NaOH +H 2↑ CuSO 4+2NaOH =Cu(OH)2↓+Na 2SO 4 总的方程式:2Na +2H 2O +CuSO 4=Cu(OH)2↓+Na 2SO 4+H 2↑
实验现象:钠熔成小球,在液面上四处游动,有蓝色沉淀生成,有气泡放出
K 、Ca 、Na 三种单质与盐溶液反应时,先与水反应生成相应的碱,碱再和盐溶液反应 ④ 钠与酸反应:2Na +2HCl =2NaCl +H +
+
2↑(反应剧烈) 离子方程式:2Na +2H =2Na +H 2↑ 3、钠的存在:以化合态存在。 4、钠的保存:保存在煤油或石蜡中。
5、工业制钠:电解熔融的NaCl :2NaCl(熔融
) 通电
2Na + Cl2↑
6、钠的用途:① 在熔融的条件下钠可以制取一些金属,如钛、锆、铌、钽等;
② 钠钾合金是快中子反应堆的热交换剂;
③ 钠蒸气可作高压钠灯,发出黄光,射程远,透雾能力强。
(二) 氧化钠和过氧化钠
1、Na 2O 2O + H2O == 2NaOH,
Na 2O + CO2 == Na2CO 3, Na 2O + 2HCl == 2NaCl + H2O .
另外:加热时,2Na 2O + O2 == 2Na2O 2
2、Na 2O 2
2Na 2O 2 + 2H2O == 4NaOH + O2 ★;2Na 2O 2 + 2CO2 == 2Na2CO 3 + O2 ★(作供氧剂)。
因此Na 2O 2常做生氧剂,同时,Na 2O 2还具有强氧化性,有漂白作用。如实验:Na 2O 2和水反应后的溶液中滴加酚酞,变红后又褪色。 (三)钠盐:Na CO 与NaHCO 的性质比较 ★注意几个实验的问题:
1、向饱和的Na 2CO 3溶液中通足量的CO 2有晶体NaHCO 3析出。★
2、Na 2CO 3溶液与稀HCl 的反应①:向Na 2CO 3溶液中滴加稀HCl ,先无气体,后有气体,如果n(HCl)小于n(Na2CO 3) 时反应无气体放出。发生的反应:先Na 2CO 3 + HCl == NaCl + NaHCO3, 后NaHCO 3 + HCl == NaCl + H2O +CO2 ↑★
② 向稀HCl 中滴加Na 2CO 3溶液,先有气体,反应是:Na 2CO 3 + 2HCl == 2NaCl + H2O + CO2↑ 3、Na 2CO 3溶液和NaHCO 3溶液的鉴别:取两种试液少量,分别滴加CaCl 2或BaCl 2溶液,有白色沉 淀的原取溶液为Na 2CO 3,另一无明显现象的原取溶液为NaHCO 3★ 4、侯氏制碱法(了解就行)
反应式:NaCl + NH3 + CO2 + H2O == NaHCO3 + NH4Cl.
注意:在生产中应先在饱和的NaCl 溶液中先通入NH 3,后通入CO 2,NaHCO 3晶体析出过滤,在滤液中加入NaCl 细末和通NH 3析出NH 4Cl 晶体为副产品。NH 4Cl 晶体析出后的母液进行循环试用,提高原料的利用率。
(四)氢氧化钠NaOH :俗称烧碱、火碱、苛性钠,易潮解,有强腐蚀性,具有碱的通性。 二、铝及其化合物 (一)铝的性质
1、物理性质:银白色金属,质较软,但比镁要硬,熔点比镁高。有良好的导电、导热性和延展性。 2、化学性质:铝是较活泼的金属。
① 通常与氧气易反应,生成致密的氧化物起保护作用。4Al + 3O2 == 2Al2O 3★。同时也容易与Cl 2、S 等非金属单质反应。
② 与酸反应:强氧化性酸,如浓硫酸和浓硝酸在常温下,使铝发生钝化现象;加热时,能反应,但无氢气放出;非强氧化性酸反应时放出氢气。( 2Al +6H +
=2Al 3+
+3H 2↑ )
③ 与强碱溶液反应:2Al + 2NaOH + 2H-
-
2O == 2NaAlO2 + 3H2↑( 2Al +2OH +2H 2O =2AlO 2+3H 2↑ )★
④ 与某些盐溶液反应:如能置换出CuSO 4、AgNO 3等溶液中的金属。 ⑤ 铝热反应:(了解就行)
铝与某些金属氧化物的反应(如V 、Cr 、Mn 、Fe 的氧化物)叫做铝热反应 2Al + Fe 2O 3
高温
Al 2O 3 + 2Fe。Al 和 Fe 2O 3的混合物叫做铝热剂。利用铝热反应焊接钢轨。
(二)氧化铝(Al 2O 3)
白色固体,熔点高(2054℃),沸点2980℃,常作为耐火材料;是两性氧化物。我们常见到的宝石的主要成分是氧化铝。有各种不同颜色的原因是在宝石中含有一些金属氧化物的表现。如红宝石因含有少量的铬元素而显红色,蓝宝石因含有少量的铁和钛元素而显蓝色。工业生产中的矿石刚玉主要成分是α-氧化铝,硬度仅次于金刚石,用途广泛。
两性氧化物:既能与强酸反应又能与强碱反应生成盐和水的氧化物。 Al 2O 3 + 6HCl == 2AlCl3 + 3H2O ★ ,Al 2O 3 + 2NaOH == 2NaAlO2 + H2O 。★
Al 2O 3是工业冶炼铝的原料,由于氧化铝的熔点高,电解时,难熔化,因此铝的冶炼直到1886年美国科学家霍尔发现在氧化铝中加入冰晶石(Na3AlF 6 ) ,使氧化铝的熔点降至1000度左右,铝的冶炼才快
速发展起来,铝及其合金才被广泛的应用。2Al 2
O 3
通电
4Al + 3O2
↑。
(三)氢氧化铝(Al(OH)3)
白色难溶于水的胶状沉淀,是两性氢氧化物。加热易分解。 两性氢氧化物:既能与强酸又能与强碱反应生成盐和水的氢氧化物。 Al(OH)3 + 3HCl == AlCl3 + 3H2O, ★ Al(OH)3 + NaOH == NaAlO2 + 2H2O .★
2Al(OH)3 △ Al
2O 3 +3 H2O ★ (四)铝的冶炼(了解就行)
铝是地壳中含量最多的金属元素,自然界中主要是以氧化铝的形式存在。工业生产的流程:铝土矿(主要成分是氧化铝)→用氢氧化钠溶解过滤→向滤液中通入二氧化碳酸化,过滤→氢氧化铝→氧化铝→铝。
主要反应:Al 2O 3 + 2NaOH == 2NaAlO2 + H2O ,CO 2 + 3H2O + 2NaAlO2 == 2Al(OH)3↓+ Na2CO 3 ,2Al(OH)△ Al
通电 3
2O 3 +3 H2O ,2Al2O 3
4Al + 3O2↑。
(五)铝的用途:铝有良好的导电、导热性和延展性,主要用于导线、炊具等,铝的最大用途是制合金,铝合金强度高,密度小,易成型,有较好的耐腐蚀性。迅速风靡建筑业。也是飞机制造业的主要原料。
(六)明矾的净水:化学式:KAl(SO4) 2·12H 2O ,它在水中能电离:KAl(SO4) 2 == K+ + Al3+ + 2SO42-。铝离子与水反应,生成氢氧化铝胶体,具有很强的吸附能力,吸附水中的悬浮物,使之沉降已达净水目的。Al 3+ + 3H2O == Al(OH)3 (胶体)+ 3H+ 。 知识整理:
①(Al(OH)3)的制备:在氯化铝溶液中加足量氨水。AlCl 3 + 3NH3·H 2O == Al(OH)3↓+ 3NH4Cl 。★ ② 实验:A 、向氯化铝溶液中滴加氢氧化钠溶液,现象是先有沉淀,后溶解。
反应式:先Al 3+ + 3OH- == Al(OH)3↓, 后Al 3+ + 4OH- == AlO2- + 2H2O 。
B 、向氢氧化钠溶液中滴加氯化铝溶液,现象是开始无沉淀,后来有沉淀,且不溶解。 反应式:先Al 3+ + 4OH- == AlO2- + 2H2O ,后Al 3+ + 3AlO2- + 6H2O == 4Al(OH)3↓。
③ 实验:向偏铝酸钠溶液中通二氧化碳,有沉淀出现。CO 2 + 3H2O + 2NaAlO2 == 2Al(OH)3↓+ Na2CO 3。 ④ 将氯化铝溶液和偏铝酸钠溶液混和有沉淀出现。 Al 3+ + 3AlO2- + 6H2O == 4Al(OH)3↓。 ⑤ 实验:A 、向偏铝酸钠溶液中滴加稀盐酸,先有沉定,后溶解。
反应的离子方程式:AlO 2- + H+ + H2O == Al(OH)3 ,Al(OH)3 + 3H+ == Al3+ + 2H2O 。 B 、向稀盐酸中滴加偏铝酸钠溶液,先无沉淀,后有沉淀且不溶解。
反应的离子方程式:AlO 2- + 4H+ == Al3+ + 2H2O ,3AlO2- + Al3+ + 6H2O == 4Al(OH)3↓。 三 铁 Fe
1、单质铁的物理性质:铁片是银白色的,铁粉呈黑色,纯铁不易生锈,但生铁(含碳杂质的铁)在潮 湿的空气中易生锈。(原因:形成了铁碳原电池。铁锈的主要成分是Fe 2O 3)。 2、单质铁的化学性质:
① 与非金属单质反应:3Fe +2O 2 点燃 3O 4★(现象:剧烈燃烧,火星四射,生成黑色的固体)
2Fe + 3Cl
2 点燃 2FeCl 3, Fe + S △ FeS 。
② 与非氧化性酸反应:Fe +2HCl =FeCl
+
2+H 2↑ ( Fe + 2+H 2↑ ) 常温下铝、铁遇浓硫酸或浓硝酸钝化。加热能反应但无氢气放出。 ③ 与盐溶液反应:Fe +CuSO +
+
4=FeSO 4+Cu ( Fe +Cu 2=Fe 2+Cu );
④ 与水蒸气反应:3Fe + 4H2O(g) 高温
Fe 3O 4 + 4H2↑★
(六)焰色反应
1、定义:金属或它们的化合物在灼烧时使火焰呈现特殊颜色的性质。
2、操作步骤:铂丝(或铁丝)用盐酸浸洗后灼烧至无色,沾取试样(单质、化合物、气、液、固均可)在火焰上灼烧,观察颜色。
3、 重要元素焰色:钠元素黄色、钾元素紫色(透过蓝色的钴玻璃观察,以排除钠的焰色的干扰)★ 焰色反应属物理变化。与元素存在状态(单质、化合物)、物质的聚集状态(气、液、固)等无关,只有少数金属元素有焰色反应。