1、2. Na2CO3 和 NaHCO3与 HCl Na2CO3:滴加的顺序不同,产生的现象不同(不借助第三种试剂鉴别出 Na2CO3 和 HCl)采用互滴法A 向 HCl 里滴加 Na2CO3(先出气泡后消失)B 向 Na2CO3 里滴加 HCl(先无现象过一段时间后出气泡) HCl 与 NaHCO3 反应没有量的变化,互滴现象相同,不能采用此方法鉴别NaHCO3+HCl = NaCl+H2O+CO2与 HCl 反应的相互比较优先问题(达到 H 的均衡状态):先结合再结合的反应补充:NaOH ,Na 2CO3, NaHCO3 的混合物加 HCl,结论:得 H 能力 CO32 HCO 3 得出结论
2、的另一种方法看得 H 后的失 H 能力(还原性) 产生 CO2 的速率即消耗的氢离子速率注:速率的快慢要选取等浓度等条件下的两种盐进行比较,即统一变量才有可比性 消耗的酸 等质量 Na2CO3NaHCO 3等物质的量 Na2CO3NaHCO 3 二氧化碳生成量等质量 NaHCO3Na 2CO3等物质的量 NaHCO3Na 2CO3与 CO2 的反应: Na2CO3+ H2O+CO2= 2NaHCO3延伸:向饱和的溶液中 Na2CO3 通 CO2原因:1 反应消耗水分子,水分子来自饱和的溶液2 溶解度 Na2CO3NaHCO 3应用:除杂 CO2(HCl)饱和的 NaHCO3降低 CO2 的溶解
3、性延伸:与 CaCl2 和 BaCl2 等盐反应(Na 2CO3 可以,NaHCO 3 不可以几乎和所有的盐溶液均可溶)注:用 Ca2+,Ba 2+的盐可以鉴别 Na2CO3 和 NaHCO3Ba(OH) 2 或 Ca(OH)2:Na 2CO3 可以,NaHCO 3 也可以Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3+2NaOHNaHCO3:存在量的问题的判断,反应复杂 NaHCO3 和 Ca(OH)2Ca(OH)2 少量:Ca(OH)2 过量: NaHCO3 和 NaOHNaOH 少量:NaOH 过量:注:1 反应历程先 HCO3 和 OH ,再 HCO3 和 Ca 因为 Ca CO3 的溶解度
4、小2 判断量多量少时,两物质要以整数角度为参考不要考虑半个3 故 Na2CO3 和 NaHCO3 不能用 Ca2+或 Ba2+的碱来鉴别因为他们会同时出现沉淀 Ca(OH)2 和 NaHCO3(没有量的问题,因为他们的阳离子相同) NaOH(Na 2CO3 不能,NaHCO 3 可以)NaHCO3+NaOH = Na2CO3+H2O无明显现象,不能用鉴别 Na2CO3 和 NaHCO3热稳定性2NaHCO3Na 2CO3+CO2+H2O注:1 固体受热才分解,溶液不行,受热分解即可生成,受热分解即可生成2 用加热的方法鉴别和,也可用于的(NaHCO 3 固体)除杂3 验证 Na2CO3 和 N
5、aHCO3 热稳定性的实验套管实验:大套管里放 Na2CO3 直接被加热,内部的小试管中的 NaHCO3 被间接加热 Na 2CO3 和 NaHCO3 溶液均呈碱性比较水解程度: Na 2CO3NaHCO 3应用:等浓度的 Na2CO3 和 NaHCO3 溶液可用酚酞来鉴别(不是最好的方法,一般不用)用途Na2CO3 碱面洗涤剂,NaHCO 3 发酵粉,静脉注射酸,中毒的处理药泡沫灭火器原料(NaHCO 3 和 )工业制法(制 Na2CO3):侯氏制碱法(联合制碱法,提高了原料的利用率)原理:先向饱和的 NaCl 溶液中通 NH3,再通 SO2。利用固定温度下 NaHCO3 的溶解度最小原理析
6、出NaOH 易潮解,称量时要用烧杯,不能用滤纸,否则测量结果偏低,因为滤纸会沾上一部分固体,溶解放热,溶水吸热,存放:用橡胶塞不能用玻璃塞三碱金属元素碱金属及其焰色反应1.碱金属元素:最外层只有一个电子,易失,强还原性, (其阳离子的氧化性弱)物理性质:LiCs,密度 ,半径(Na,K 是例外),熔沸点逐渐降低注:1 在密度上有例外而并非熔沸点 2 熔沸点变化规律,金属反着半径 越低,非金属顺着半径越高化学性质:LiCs核对最外层电子的束缚能力降低,失电子能力增强,表现为还原性增强,金属性增强,在化学反应中与盐或水的反应越来越容易;其最高价氧化物对应的水化物的碱性越来越强,表现为置换反应发生活
7、泼的吧不活泼的置换出来,也表现为其阳离子的氧化性越来越弱(两反规律) ,表现为在原电池中活泼的作负极,不活泼的作正极的原则。工业上制 K注:原理难挥发性的 Na 制易挥的生物质 Na,由于 K 以蒸汽的方式脱离体系,故反应能顺利向右进行。此反应不能说明活泼性 NaK,只能说明物理性质 K 比 Na 更易挥发该反应发生的环境,非水溶液条件下氧化产物不同,条件复杂,产物更加复杂(不纯净)Li: Li2O(纯净)与氧化条件无关(加热、点燃) Na2O2 K: K2O2 (常温) KO2,超氧化钾(点燃、加热)Na: Na2O(常温下) Na2O2(加热或点燃) Rb: RbO2(常温)2.焰色反应:
8、检查金属元素的反应物理方法:Na黄色,K(透过蓝色钴玻璃) 紫色注:焰色为黄色(有 Na,不一定没有水)没有用蓝色钴玻璃正常的酒精灯火焰就略显黄色,因为灯芯处的陶瓷存在 Na SiCO3,故为避免干扰,选择的酒精灯火焰颜色要尽量浅 实验中要用 Pt,因为其焰色反应为无色,不干扰,也可用铁丝来代替。洗涤要求:每次试验过后都要用稀 HCl 冲洗(稀 HCl 易挥发)补充:反应的优先顺序:铁粉,FeO ,CuO 其中加入过量的稀 H2SO4,有气体产生分析:复分解此时溶液中有氧化性的有 Fe3+Cu 2+H +Fe+ Cu 2+=Fe2+ CuFe+2 H += Fe2+ H2说明:若出 H2,此时
9、溶液中没有 Fe3+,只有 Fe2+镁及其化合物一结构二化学性质1. Mg 在空气中的燃烧主要反应:2Mg+O 2=2MgO(白色,高熔点,常做耐火材料)注:现象:燃烧剧烈且有耀眼的白光用途:常用作铝热反应的引燃剂,具体操作为将铝热剂放在滤纸做的漏斗中,在上面铺上一层KClO3 晶体,将点燃的镁条放出其中,因为反应放热,使 KClO3 分解出 O2 助燃,引发铝热剂反应。 H 2 和 Cl2 反应爆炸的能量来源次要反应:与 N2 反应生成少量的 Mg3N2(离子化合物)3Mg+N 2= Mg3N2延伸 Mg3N2+8HCl= 3MgCl2+2NH4Cl次要反应:与少量 CO2 反应现象:反应燃
10、烧后生成白色和黑色的固体。注:该反应使置换反应,属于固态条件下的金属置换非金属的类型。Mg 在空气中燃烧的所用反应的反应条件都是点燃,说明燃烧不一定有 O2 的参与。Mg 在空气中氧化得到的致密的氧化膜,防止进一步被氧化(同铝,Fe、Cu 的氧化膜不致密不能做保护膜)Mg 可直接存放在空气中,不用采取特殊方式保存,但使用前要用砂纸打磨2.与 Cl2 的反应: Mg+Cl2=MgCl23.与水的反应(热水):Mg + 2H 2OH 2+Al(OH) 34.与酸的反应稀 H2SO4 稀 HCl 等弱氧化性酸(出 H2): Mg+2H += Mg2+ H2注:有氧化性但弱,表现为 H+变价出 H2与
11、浓 HNO3 反应出 NO2:Mg + 4HNO 3=2 NO2+2H2O+ Mg(NO3) 2与稀 HNO3 反应(稀释程度不同产物不同,浓度越小 N 的化合价越低)3Mg + 8HNO3=2 NO2+4H2O+ 3Mg(NO3) 2与浓 H2SO4 反应(氧化性不如 HNO3,需要加热)Mg + 4HSO 4=2 SO2+2H2O+ Mg(SO4) 25.与盐溶液的反应与 CuSO4 溶液: 2Mg+2CuSO4+2H2O=2Cu(OH) 2+2MgSO4+H2注:2Na+ H 2O + Cu2+= Cu(OH) 2+2 Na+ +H2 加 NH4Cl 的浓溶液 镁的特征反应分析:浓 NH
12、4-易水解,溶液显酸性,加入镁后出 H2,反应放热促进 NH4-水解,水解程度加大,NH4H2O 分解产生 NH3。6 镁的工业冶炼法 熔融电解法注:1 原料用 MgCl2,不用 MgO,MgO 的熔点低,易熔融,耗能少2 区分电离 MgCl2 溶液铝及其化合物一化学性质1与 O2 反应注:毛刷实验(简称白毛实验)铝扔进了 AgNO3 溶液中,生成液态银珠,接触空气后缝隙处 Al 被氧化,附着滋长出白色的 Al2O3 像刷子,铝在空气中被氧化十分快。2.Al2 Cl3 仅通过固态方式制备不能接触水,因为 Al3 ,S 2 完全水解3与酸反应弱氧化性酸(稀 HCl,稀 H2SO4)钝化:铝铁在常
13、温下遇到冷浓 H2SO4,浓 HNO3 会钝化,表面生成一层致密的氧化膜,但加热时可照常反应与稀 HNO3 反应与碱溶液反应(必须是强碱)注:NaOH 的作用是提供了碱性条件不变价消耗与水反应的产物促进反应的进行铝不是两性物质,但能跟强酸和强碱反应冒出 H2,若出的 H2 一样多时,酸碱足量消耗铝 1:1;铝足量消耗的酸:碱=3:1. 等量的铝和酸碱,出不等量的 H2 的 AB 两场,若 A 场是酸场,则 B 场是碱厂。结论:若出不等量的气体,则酸场的酸不足,以酸算碱厂铝不足来计算。计算流程:酸的物质的量,酸出的H2 的物质的量,OH 出的 H2 的物质的量,金属铝的量与金属氧化物的反应铝热反
14、应:注;应用焊接钢轨冶炼难熔的金属(Fe,Mn,Rb)与盐溶液的反应(毛刷实验)注:Na 2SO3 是一种特殊的盐,相当于一元强酸,概念判断题时要特别小心其存在意义。铝的制备:电解法:二铝的重要化合物1Al 2O3:俗名刚玉,是宝石的成分,熔点高,耐磨,两性氧化物制备热分解法注:难溶的碱或盐受热都易分解为相应的氧化物2Al 2O3:两性氧化物(体现弱酸性与弱碱性但不是弱酸与弱碱)Al2O3 的两式电离:注:铝,Al 2O3,Al(OH) 3 遇到 H+都产生 Al3-,遇到 OH_都产生制备实验室制备法:注:Al 2O3 不能溶于弱碱,故无论氨水是否过量都只生成 Al(OH)3 沉淀KCl,C
15、O 2,H 2O 所代表的反应CO2 少量时CO2 过量时注:CO 2 的量的多少并不影响生成 Al(OH)3 的两,只是盐的种类有所变化Al 2O3 有效的生成量主要取决于一反应,而二反应中的过量的 CO2 只是消耗了 H2CO3 身上生成的HCO3 ,并没有对 Al(OH)3 的生成做出特别贡献。延伸:制备 Al(OH)3Al 2O3 和 NaAlO2 完全水解的制备方法小结:1 制备 Al(OH)3 可以从铝离子走也可以从 AlO2 走。但必须要用弱酸弱碱,否则不好控制,会出现局部的差异性,也可以从 Al3-和 AlO2 两头一块走,总之,共以上三种方法3铝盐和铝酸根盐向 Al2O3 中
16、滴加 NaOH现象:产生白色沉淀,随后沉淀消失向 NaOH 中滴加 Al2O3现象:开始无明显现象,实际上是局部产生白色沉淀,振荡后沉淀消失,之后产生白色沉淀小结:Al 2O3 和 NaOH 可以不借助第三种试剂根据相互滴加的顺序不同现象不同来进行鉴别互滴不同,现象不同的使用范围(过量问题,正滴和反滴的现象不同)4.明矾:明矾必有 N,S,H 三种元素,易溶于水,完全电离明矾的水溶液显酸性的原因明矾的水溶液可以净水的原因明矾和 Ba(OH)2当 Al3+完全沉淀时,此时溶液的物质的量最大当 SO42-完全沉淀时,沉淀的质量最大铁及其化合物一铁1.位置:M=56,第四周期第八纵列2物理性质变价金
17、属:Fe 2+(还原性为主,常作还原剂) ,Fe 3+(只有氧化性,且性质不弱)氧化物有三种: FeO:黑色粉末 Fe2O3:稳定,红棕色,俗称铁红常用于颜料和制铁盐。 Fe 3O4:黑色晶体,磁性氧化铁,俗称磁铁3化学性质与非金属反应2Fe +3Cl2 = 2FeCl3(棕黄色的烟)注:同样是棕黄色烟的还有 Cu 在 Cl2 中的燃烧区分两种棕黄色烟的方法是加水使其变为溶液,观察水溶液颜色,黄色的为 FeCl3,蓝绿色额为 Cu Cl2变价金属 Fe/Cu 遇到 Cl2,Br 2 等强氧化剂时,Fe 将变为最高价态+3当 Fe/Cu 遇到弱氧化剂如 S,I 2 时生成 Fe 的价态为+2Fe
18、 3+, S2-,I 2-不能共存,发生氧化还原反应 2Fe2+ + S2- = 2Fe3+ + S2Fe2+ + I2- = 2Fe3+ + I2 Fe 与 O2 反应条件不同产物不同A.低温时生成 FeO,不稳定,通常无条件下就能发生缓慢氧化生成 Fe2O3B.(主要)常温下,Fe 与 O2 发生电化学腐蚀表现为铁生锈反应,生成铁锈(铁锈的主要成分)C.点燃时,生成 Fe3O4,不属于碱性氧化物,是一种特殊的盐小结:铁的变价取决于所遇到的氧化剂的不同,氧化性强的使铁变为最高价态,氧化性弱的使铁变为最低价态与水蒸气的反应 :3Fe + 4H 2O = Fe3O4 +4H2注:高中唯一一个与水
19、反应的金属单质与酸反应非氧化性酸:H +氧化性弱故生成 Fe2+ Fe +2 H+ = FeCl2 + H2氧化性酸 A.钝化:浓 H2SO4 或浓 HNO3,常温下遇铁发生钝化,但加热时不会发生 Fe + 6HNO3(浓) = Fe(NO 3)3B.与稀 HNO3 过量铁不足: Fe + 4HNO3(稀) = Fe(NO3)3 + NO+ 2H2OHNO3 不足铁过量:3Fe + 8HNO 3(稀) = 3Fe(NO3)2 + 2NO+ 4H2O注:离子方程式 H+的系数代表消耗酸的总量,HNO 3 的系数代表变价的 HNO3 的量,化学方式和离子方程式之间的差异在于,把盐的 NO3-约掉了
20、HNO 3 无论量多量少,只要遇到铁必须生成 Fe3+,当 HNO3 过量时,Fe 3+存留下来,当铁过量时,过量的 Fe 将 Fe3+发生归中生成 Fe2+(2Fe 3+ + Fe =3 Fe2+)小结:区分酸的氧化性和氧化性酸两个概念。酸的氧化性体现了 H+的氧化性与金属出 H2,也叫弱(非)氧化性酸,例如:浓稀 HCl,稀 H2SO4,HClO 4,弱酸除了次氯酸都是非氧化性酸。氧化性酸也较强氧化性酸指的是非氢非氧的中心元素极易发生降价,表现为强氧化性,但此元素的价态不一定是最高价态,氧化性酸反应一定不出氢气,例如浓 HNO3,稀 HNO3,HClO,浓 H2SO4,酸性 KMnO4,酸
21、性高乳酸钾氧化剂的氧化性或还原剂的或还原剂的还原性的强弱与得失电子数目无关与能力有关例如 HClO4 氧化性弱,但 HClO 氧化性强与盐溶液的反应注:FeCl 2 中混有少量 FeCl3,用铁粉除杂二铁的氧化物:FeO,Fe 2O3,Fe 3O41 化学性质与还原剂:H 2,CO ,Al 等,热还原剂,常温下没有还原性与酸反应与非氧化性酸反应与强氧化性酸反应注:FeO 跟 HNO3 反应因为 FeO 具有还原性,所以 HNO3 既表现为酸性又有氧化性。Fe 2O3 无还原性,HNO3 表现为酸性,只能发生复分解反应。与浓 HNO3 反应小结:规律:在金属与 HNO3 的反应中,HNO 3 都
22、表现为强氧化性和酸性,且表现强氧化性的酸的量等于NO,NO 2 中 N 的量消耗 HNO3 的总量:变价 HNO3 的量=4:1 ,在任何价态的金属与稀 HNO3 反应生成 NO,参加反应的 HNO3:被还原的 HNO3=4:1消耗 HNO3 的总量:变价 HNO3 的量=2:1 ,在任何价态的金属与浓 HNO3 反应生成 NO2,参加反应的 HNO3:被还原的 HNO3=2:1与 HI 反应强酸性注:HX 中只有 HF 是弱酸,其余都是强酸,HI 是强还原性酸一般而言 Fe2+多体现还原性,它与强氧化性酸发生氧化还原反应,不能共存。Fe 3+多体现氧化性,它与强氧化性酸氧化还原不共存注:因为
23、 FeO,铁为+2,HI 为还原性酸故二者不能氧化还原,只能发生不变价的复分解反应注:分析顺序,Fe 2O3 与 HI 先体现酸性复分解出 Fe3+,Fe 3+与 I-离子氧化还原小结:铁的氧化物中由于 Fe2O3 等同于 FeO 和 Fe2O3 的结合,故实际上就分为两种,FeO 和 Fe2O3,若遇到氧化剂 FeO 易发生氧化还原,若遇到还原剂 Fe2O3 易发生氧化还原。三铁的氢氧化物:Fe(OH) 3(红褐色) ,Fe(OH) 2(白色)均不溶于水,不能由对应的氧化物与水反应制得1化学性质与非氧化性酸反应注:复分解反应,H -消耗量取决于 OH-的量与强氧化性酸反应(与稀 HNO3)注:Fe(OH) 2 多表现为还原性,遇到强氧化性酸发生氧化还原中和反应。Fe(OH) 3 多表现氧化性,遇 HNO3 只表现为中和不变价。