高中化学必修一知识点(第三章)
钠的重要化合物有哪些?
(1)Na2O 和Na2O2有哪些性质?
①氧化钠是白色固体,过氧化钠是淡黄色固体。
②碱性氧化物有哪些性质?
1、Na2O
白色固体,是碱性氧化物,具有碱性氧化物的通性:Na2O + H2O ==2NaOH,★
Na2O + CO2==Na2CO3,★
Na2O + 2HCl ==2NaCl + ★
另外:加热时,2Na2O + O2==2Na2O2
碱性氧化物+水→碱 Na2O+H2O=2NaOH
碱性氧化物+酸性氧化物→含氧酸盐 Na2O+CO2=Na2CO3
碱性氧化物+酸→盐+水 Na2O+2HCl=2NaCl+H2O
Na2O属于典型的碱性氧化物。
③2、Na2O2:淡黄色固体是复杂氧化物,易与水和二氧化碳反应。
Na2O2与H2O的反应
2Na2O2+ 2H2O ==4NaOH + O2★;
离子反应方程式:2Na2O2 + 2H2O = 4Na+ +4OH- + O2↑
实质:Na2O2+2H2O=2NaOH+H2O22H2O2=2H2O+O2↑
实验现象:产生气泡,试管壁发烫,溶液(滴加酚酞)先变红,后褪色
④Na2O2与CO2的反应
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
Na2O2与H2O、CO2的反应中,Na2O2既是氧化剂又是还原剂,这两个反应是典型的歧化反应。Na2O2不属于碱性氧化物。
因此Na2O2常做生氧剂,供氧剂,同时,Na2O2还具有强氧化性,有漂白作用。如实验:Na2O2和水反应后的溶液中滴加酚酞,变红后又褪色。
⑤Na2O2的用途
可做漂白剂(强氧化性漂白),呼吸面具或潜艇中的供氧剂。
⑥)Na2O和Na2O2性质比较
(2)Na2CO3和NaHCO3的性质有哪些?
①碳酸钠俗名纯碱,也叫苏打,为白色粉末状固体,碳酸氢钠俗名小苏打,为白色细小晶体。碳酸钠晶体的化学式是Na2CO3·10H2O,碳酸钠晶体在干燥的空气中容易失去结晶水变成碳酸钠粉末。
②与酸反应(HCl)
a、Na2CO3+ 2HCl ==2NaCl + CO2↑ + H2O
CO32-+ 2H+== CO2↑ + H2O
b、NaHCO3+ HCl ==NaCl + CO2↑ + H2O
HCO3-+ H+== CO2↑ + H2O
结论:碳酸钠和碳酸氢钠都易与酸反应,但是碳酸氢钠与酸反应比碳酸钠更剧烈。
碳酸钠与酸反应之所以缓慢是因为:
Na2CO3+HCl =NaCl + NaHCO3(无气泡产生)
NaHCO3+ HCl =NaCl + CO2↑ + H2O(有气泡)
③与盐反应(BaCl2和CaCl2)
Na2CO3与可溶性的钙盐、钡盐反应生成沉淀
Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl CO32-+Ca2+=CaCO3↓
Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl CO32-+Ba2+=BaCO3↓
NaHCO3可与NaHSO4反应
NaHCO3+NaHSO4=Na2SO4+H2O+CO2↑
HCO3-+H+=H2O+CO2↑
应用:利用能否与可溶性的钙盐、钡盐反应生成沉淀来来鉴别Na2CO3与NaHCO3
④与碱反应(Ca(OH)2和Ba(OH)2)
Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH CO32-+Ca2+=CaCO3↓
Na2CO3+Ba(OH)2=BaCO3↓+2NaOH CO32-+Ba2+=BaCO3↓
NaHCO3与Ca(OH)2(或Ba(OH)2)反应遵循“以少定多”的原则
当NaHCO3少量时,NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+NaOH+H2O
HCO3- + Ca2+ + OH- =CaCO3↓+H2O
当Ca(OH)2少量时,2NaHCO3+ Ca(OH)2=CaCO3↓+ Na2CO3+2H2O
2HCO3- + Ca2+ + 2OH- =CaCO3↓+2H2O+CO32-
Na2CO3易与Ba2+、Ca2+的碱反应生成碳酸盐沉淀和NaOH
NaHCO3能与所有可溶碱反应生成碳酸正盐和水
例如:NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O
HCO3-+OH-=CO32-+H2O
⑤热稳定性
碳酸钠受热不分解,碳酸氢钠不稳定,受热易分解
2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
结论:加热时,碳酸钠不分解,而碳酸氢钠则分解。即:碳酸钠比碳酸氢钠更稳定。
所以利用它们对热的稳定性来鉴别它们。
⑥a2CO3与NaHCO3的相互转化:
a、CO2+H2O
Na2CO3= NaHCO3
b、固体加热c、氢氧化钠溶液
a、Na2CO3+H2O+CO2== 2NaHCO3CO32-+H2O+CO2= 2HCO3-
b、2NaHCO3Na2CO3+ H2O + CO2↑
c、NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O HCO3-+OH-=CO32-+H2O
⑦碳酸钠和碳酸氢钠性质比较
⑧如何区别Na2CO3和NaHCO3?
a、加热
加热固体,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体的是NaHCO3
b、滴入CaCl2或BaCl2溶液
产生白色沉淀的是Na2CO3
c、逐滴滴入稀盐酸
反应较剧烈的是NaHCO3
PH值法
指示剂法
溶解法
★注意几个实验的问题:
1、向饱和的Na2CO3溶液中通足量的CO2有晶体NaHCO3析出。★
2、Na2CO3溶液与稀HCl的反应①:向Na2CO3溶液中滴加稀HCl,先无气体,后有气体,如果n(HCl)小于n(Na2CO3)时反应无气体放出。发生的反应:先Na2CO3+ HCl ==NaCl + NaHCO3,
后NaHCO3+ HCl ==NaCl + H2O +CO2↑
② 向稀HCl中滴加Na2CO3溶液,立刻有气体,反应是:Na2CO3+ 2HCl ==2NaCl + H2O + CO2↑
3、Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的鉴别:取两种试液少量,分别滴加CaCl2或BaCl2溶液,有白色沉
淀的原取溶液为Na2CO3,另一无明显现象的原取溶液为NaHCO3
4、侯氏制碱法(了解就行)
反应式:NaCl + NH3+ CO2+ H2O ==NaHCO3+
注意:在生产中应先在饱和的NaCl溶液中先通入NH3,后通入CO2,NaHCO3晶体析出过滤,在滤液中加入NaCl细末和通NH3析出NH4Cl晶体为副产品。NH4Cl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。
焰色反应的概念和实验步骤是什么?
(1)概念:
金属或它们的化合物在灼烧时使火焰呈现特殊的颜色,这在化学上叫焰色反应。
(2)焰色反应是物理变化,反映的是元素的性质。元素原子发射一定波长的光而产生各种颜色。
(3)钠的焰色是黄色,钾透过蓝色的钴玻璃焰色是紫色。
(4)实验步骤
①将铂丝(或光洁无锈的铁丝)用稀盐酸洗涤后放在酒精灯外焰上灼烧至火焰颜色与原来相同;
②用铂丝蘸取待测碳酸钠溶液放在外焰上灼烧,观察火焰颜色;
③用盐酸洗净铂丝,在外焰上灼烧至火焰无色后,再蘸取碳酸钾溶液在外焰上灼烧,透过蓝色的钴玻璃观察火焰的颜色。
(5)节日燃放的五彩缤纷的烟花,就是碱金属、以及锶、钡等金属化合物所呈现的各种艳丽的色彩。
铝的重要化合物有哪些?
(1)氧化铝(Al2O3)有哪些性质?
①物理性质:Al2O3是一种白色难熔的固体(熔点高(20XX℃),沸点2980℃),可作耐火材料,不溶于水。
②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。氧化铝(天然产物称作刚玉),刚玉氧化铝的天然晶体,硬度大小仅次于金刚石、金刚砂(SiC),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
③化学性质——两性氧化物
Al2O3是两性氧化物。
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。
与盐酸反应:Al2O3+6HCl = 2AlCl3+3H2O
Al2O3+6H+ = 2Al3++3H2O
与氢氧化钠反应:Al2O3+2NaOH = 2NaAlO2+ H2O
Al2O3+ 2OH?= 2AlO2-+H2O
既能和强酸又能和强碱反应生成盐和水的氧化物。但不与弱碱氨水(NH3·H2O)反应。
Al2O3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(Na3AlF6),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。2Al2O34Al + 3O2↑
(2)氢氧化铝(Al(OH)3) ——两性氢氧化物的性质有哪些?
①物理性质:氢氧化铝是几乎不溶于水的白色固体。在水溶液中新生成的氢氧化铝呈胶状,能凝聚水中悬浮物,又有吸附色素的性能。
②用途:氢氧化铝胶体可用作净水剂、色素吸附剂等。胃舒平又名复方氢氧化铝,
能治疗胃酸过多。
③实验室制备氢氧化铝——氨水(NH3·H2O)与铝盐反应
现象:生成白色胶状沉淀
Al2(SO4)3+6NH3·H2O=2Al(OH)3↓ +3(NH4)2SO4
Al3++ 3NH3·H2O = Al(OH)3↓ + 3NH4+
④AlCl3与NaOH的反应
AlCl3+ 3NaOH = Al(OH)3↓ +3NaCl Al3+ + 3OH- = Al(OH)3↓
AlCl3+ 4NaOH = NaAlO2 +3NaCl + 2H2O Al3+ + 4OH = AlO2- +2H2O
⑤Al(OH)3的化学性质
a、不稳定性:加热易分解
2Al(OH)3Al2O3+3H2O
b、与盐酸反应:Al(OH)3+3HCl = AlCl3+3H2O Al(OH)3+3H+= Al3++3H2O
c、与氢氧化钠反应:Al(OH)3+ NaOH = NaAlO2+2H2O
Al(OH)3+OH? = AlO2-+2H2O
既能和强酸又能和强碱反应生成盐和水的氢氧化物。但不与弱碱氨水(NH3·H2O)反应。是两性氢氧化物。
(3)NaAlO2的化学性质有哪些?
①NaAlO2与盐酸的反应
盐酸少量时:NaAlO2+HCl+H2O=Al(OH)3↓+ NaCl
AlO2-+H++H2O =Al(OH)3↓
盐酸过量时:NaAlO2+4HCl=AlCl3+NaCl+2H2O
AlO2-+4H+=Al3++2H2O
②NaAlO2与CO2的反应
CO2少量时:2NaAlO2+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+ Na2CO3
2AlO2- +CO2+3H2O =2Al(OH)3↓ + CO32-
CO2过量时:NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+ NaHCO3
AlO2- +CO2+2H2O =Al(OH)3↓ + HCO3-
(4)硫酸铝钾{ KAl(SO4)2}是如何净水的?
KAl(SO4)2·12H2O俗名明矾或白矾,无色晶体、易溶于水,是一种复盐,常用作净水剂。电离方程式: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。
净水原理:Al3++ 3H2O ==Al(OH)3(胶体)+ 3H+。
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:Al2O3+ 2NaOH ==2NaAlO2+ H2O ,
2Al(OH)32O3+3H2O ,2Al2O34Al + 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。
知识整理:
①(Al(OH)3)的制备:在氯化铝溶液中加足量氨水。AlCl3+ 3NH3·H2O ==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Al3++ 3OH-==Al(OH)3↓,后Al3++ 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Al3++ 4OH-==AlO2-+ 2H2O,后Al3++ 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。CO2+ 3H2O + 2NaAlO2==2Al(OH)3↓+ Na2CO3。
④ 将氯化铝溶液和偏铝酸钠溶液混和有沉淀出现。Al3++ 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:AlO2-+ 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:AlO2-+ 4H+==Al3++ 2H2O ,3AlO2-+ Al3++ 6H2O ==4Al(OH)3↓。
铝三角
铁的重要化合物有哪些?(胶体)
(1)铁的氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4)的性质有哪些?
①物质性质
FeO是一种黑色粉末,不稳定,在空气里会迅速被氧化为Fe3O4。
Fe2O3是一种红棕色粉末,俗称铁红。用于制红色油漆,涂料。是赤铁矿的主要成分。
Fe3O4是一种复杂的化合物,是具有磁性的黑色晶体,俗称磁性氧化铁,是磁铁矿的主要成分。
FeO、Fe2O3、Fe3O4的比较
②化学性质
a、不溶于水也不与水反应
b、与酸反应:
FeO +2HCl=FeCl2+H2O FeO +2H+=Fe2++H2O
Fe2O3+6HCl= 2FeCl3+3H2O Fe2O3+6H+= 2Fe3++3H2O
氧化亚铁,氧化铁是碱性氧化物
Fe3O4+8HCl= 2FeCl3+FeCl2+4H2O Fe3O4+8H+= 2Fe3++Fe2++4H2O
c、FeO不稳定6FeO+O2=2Fe3O4
d、均能被CO还原成Fe
Fe2O3+3CO===高温2Fe+3CO2
Fe3O4+4CO===高温3Fe+4CO2
(2)铁的氢氧化物(Fe(OH)3和Fe(OH)2)的性质有哪些?
①Fe(OH)3和Fe(OH)2的制备
Fe(OH)3的制备现象:产生红褐色沉淀。
FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl
Fe3+ +3OH-=Fe(OH)3↓(红褐色沉淀)
Fe(OH)2的制备现象:生成白色沉淀,迅速变为灰绿色,最后变成红褐色
FeSO4+2NaOH = Fe(OH)2↓+Na2SO4
Fe2++ 2OH-= Fe(OH)2?(白色沉淀)
4Fe(OH)2+O2+2H2O = 4Fe(OH)3
②铁的氢氧化物的化学性质:
Fe(OH)2+2HCl== FeCl2+2H2O;Fe(OH)2+2H+== Fe2++2H2O;
Fe(OH)3+3HCl== FeCl3+3H2O;Fe(OH)3 +3H+== Fe3++3H2O;
2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O;
(3)铁盐和亚铁盐是如何让鉴别的?
Fe2+、Fe3+常用的检验方法
①Fe3+的检验:
观察颜色:Fe3+的溶液呈棕黄色
加碱液:Fe3++ 3OH-= Fe(OH)3?(红褐色沉淀)
加KSCN溶液(显色反应):Fe3++ 3SCN-= Fe(SCN)3(血红色溶液)
②Fe2+的检验:
观察颜色:Fe2+的溶液呈浅绿色
加碱液:Fe2++ 2OH-= Fe(OH)2?(白色沉淀)
4Fe(OH)2+O2+2H2O = 4Fe(OH)3(红褐色沉淀)
(白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色)
将Fe2+转化为Fe3+检验:
加KSCN溶液 加氯水
Fe2+→ 无现象→ 血红色溶液
③小结:Fe2+和Fe3+的鉴别
①与铜片反应离子方程式:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
②与淀粉KI试纸反应离子方程式:2Fe3++2I-=2Fe2++I2