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1、第第1313讲钠、镁、铝及其化合物讲钠、镁、铝及其化合物考点一考点一钠及其化合物钠及其化合物 知识清单知识清单一一钠的性质、制取、保存及用途钠的性质、制取、保存及用途二二NaOHNaOH的性质的性质1.物理性质俗名烧碱、火碱、苛性钠,是一种白色固体,易吸收空气中的水分而潮解,易溶于水并放热,水溶液有涩味。2.化学性质NaOH来源广泛,是一种最常用的一元强碱,有强腐蚀性,具有碱的通性。三三钠的氧化物的性质比较钠的氧化物的性质比较四四Na2CO3Na2CO3与与NaHCO3NaHCO3的性质比较的性质比较五五焰色反应焰色反应1.定义许多金属或它们的化合物在灼烧时会使火焰呈现出特殊的颜色,这在化学上
2、叫做焰色反应。2.实验步骤(1)一点:点燃酒精灯。(2)二洗烧:将铂丝放入稀盐酸中清洗,再放到火焰上灼烧,直至火焰呈现原来的颜色。(3)三蘸烧:用铂丝蘸取固体或液体待测物,灼烧并观察火焰颜色若是钾元素,应透过蓝色的钴玻璃(可滤去遮盖紫色的黄光)观察。(4)四洗烧:铂丝用稀盐酸洗净,放在火焰上烧至原色,放回原处。说明说明a.焰色反应不是化学变化,而是一种物理现象,主要用于钠、钾等碱金属或碱土金属元素的检验。焰色反应是元素的性质,不因元素的存在形式改变而改变。b.用稀盐酸清洗的原因:生成金属氯化物,而金属氯化物在高温时可挥发。c.焰色反应中所用的火焰部分应是无色或浅色的。d.灼烧铂丝时应一直烧至火
3、焰恢复到原来的无色或浅色。1.镁和铝分别位于第三周期的A族和A族。它们的原子核外均有3个电子层,其原子结构示意图分别为:Mg ,Al。铝的熔沸点比镁的高、硬度比镁的大。2.Mg、Al都是较活泼的金属,常温下能被空气中的O2氧化,表面生成一层致密的氧化膜。镁和铝在纯氧中剧烈燃烧,发出耀眼的白光。考点二考点二镁、铝及其化合物镁、铝及其化合物 镁不易和冷水反应,但能与沸水迅速反应。常温下铝在浓硫酸或浓硝酸中会发生钝化,所以常用铝槽车来运输浓硫酸和浓硝酸。3.MgO是很轻的白色粉末,属于碱性氧化物,它能与水缓慢反应生成Mg(OH)2;它具有很高的熔点,可作耐高温材料。MgCl2是一种无色、味苦、易溶于
4、水的固体,易潮解,可作干燥剂。工业上用电解熔融的MgCl2的方法制取金属镁。4.Al2O3是一种白色物质,Al(OH)3是一种白色胶状物质,它们都是不溶于水的两性化合物,它们既能与酸反应,又能与强碱反应,如Al2O3+6H+2Al3+3H2O,Al2O3+2OH-2Al+H2O;Al(OH)3+3H+Al3+3H2O,Al(OH)3+OH-Al+2H2O。5.实验室常用Al3+和浓氨水反应或在含Al的溶液中通入CO2气体两种方法来制取Al(OH)3。因Al(OH)3具有两性,故通常不采用强碱或强酸来制取。明矾的化学式可写为KAl(SO4)212H2O或K2SO4Al2(SO4)324H2O,它
5、是一种复盐,常用来净水,原理是 A l3+3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+(用离子方程式表示)。“铝三角铝三角”及其应用及其应用1.“铝三角”是指Al3 +、Al(OH)3和Al相互转化的三角关系,如下图所示: 具体反应有: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.应用(1)制取Al(OH)3Al3+3NH3H2OAl(OH)3 + 3 N Al+CO2(过量)+2H2OAl(OH)3+HC(2)
6、离子共存问题Al3+与HS-、S2-、Al、HC、C等因发生双水解反应而不能大量共存,Al与N、Fe3+等也不能大量共存。方法方法图像集锦及相关计算图像集锦及相关计算1.图像集锦(1)关于生成Al(OH)3沉淀的几个图像方法技巧方法技巧图表示向AlCl3溶液中滴入NaOH溶液AB:AlCl3+3NaOHAl(OH)3+3NaClBC:Al(OH)3+NaOHNaAlO2+2H2O图表示向NaOH溶液中滴入AlCl3溶液AB:AlCl3+4NaOHNaAlO2+3NaCl+2H2OBC:3NaAlO2+AlCl3+6H2O4Al(OH)3+3NaCl图表示向盐酸酸化的AlCl3溶液中滴入NaOH
7、溶液AB:NaOH+HClNaCl+H2OBC:AlCl3+3NaOHAl(OH)3+3NaClCD:Al(OH)3+NaOHNaAlO2+2H2O图表示向盐酸中加入NaAlO2溶液AB:NaAlO2+4HClNaCl+AlCl3+2H2OBC:AlCl3+3NaAlO2+6H2O4Al(OH)3+3NaCl图表示向NaAlO2溶液中加入盐酸AB:NaAlO2+HCl+H2OAl(OH)3+NaClBC:Al(OH)3+3HClAlCl3+3H2O图表示向AlCl3溶液中滴入NaAlO2溶液AB:3NaAlO2+AlCl3+6H2O4Al(OH)3+3NaCl(2)当Mg2+与Al3+等物质的
8、量混合时,向其中加入NaOH溶液,生成沉淀的量和加入NaOH溶液体积的关系如下图所示:AB:Al3+3OH-Al(OH)3Mg2+2OH-Mg(OH)2BC:Al(OH)3+OH-Al+2H2O2.可溶性铝盐与强碱溶液反应的计算规律由于Al(OH)3能和强碱继续反应,故计算方法类似于CO2与澄清石灰水的反应,其计算规律如下:(1)求产物Al(OH)3的物质的量当n(OH-)3n(Al3+)时,nAl(OH)3=n(OH-)。当3n(Al3+)n(OH-)4n(Al3+)时,nAl(OH)3=4n(Al3+)-n(OH-)。当n(OH-)4n(Al3+)时,nAl(OH)3=0,无沉淀。(2)求
9、反应物强碱的物质的量若n(OH-)3n(Al3+):n(OH-)=3nAl(OH)3若3n(Al3+)n(OH-)4n(Al3+):n(OH-)=4n(Al3+)-nAl(OH)3例例(2017湖南湘中名校联考,16)实验研究发现,硝酸发生氧化还原反应时,硝酸的浓度越稀,对应还原产物中氮元素的化合价越低。现有一定量铝粉和铁粉的混合物与一定量很稀的硝酸充分反应,反应过程中无气体 放 出 。 在 反 应 结 束 后 的 溶 液 中 逐 滴 加 入 2 m o lL-1的NaOH溶液,所加NaOH溶液的体积(mL)与产生的沉淀的物质的量(mol)关系如图所示。下列说法中不正确的是()A.反应前的溶液
10、中,硝酸的物质的量为0.2molB.C点对应NaOH溶液的体积为48mLC.样品中铝粉和铁粉的物质的量之比为53D.D点与F点沉淀物质的量的差为0.02mol解题导引解题导引抓住N原子守恒,充分结合图像进行解答。解析解析根据题意可知硝酸与铝粉、铁粉反应后得到Al(NO3)3、Fe(NO3)、NH4NO3,根据图像可知反应后HNO3有剩余。根据图像得n(NH4NO3)=0.012mol,nAl(NO3)3=0.02mol;N元素由+5价降低到-3价,Al、Fe元素均由0价升高到+3价,根据得失电子守恒得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时共消耗NaOH溶液48mL,则C点对应的V(NaOH溶液)=40mL,则进一步计算出剩余HNO3为0.08mol。A项,利用N原子守恒知反应前的溶液中HNO3的物质的量为0.08mol+0.012mol2+0.02mol3+0.012mol3=0.2mol,故A正确,B错误;C项,n(Al)n(Fe)=n(Al3+)n(Fe3+)=0.02mol0.012mol=53,故C正确;D项,因nAl(OH)3为0.02mol,在F点Al(OH)3已完全溶解,D点与F点沉淀物质的量的差即溶解的nAl(OH)32,故D正确。答案答案B
