1、第13讲 钠、镁、铝及其化合物,考点一 钠及其化合物,知识清单,一 钠的性质、制取、保存及用途,二 NaOH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 钠的氧化物的性质比较,四 Na2CO3与NaHCO3的性质比较,五 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
2、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 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
3、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 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.Al2
4、O3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+6 H+ 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, 它是一种复盐,常用来净水,原理是 Al3+3H2O Al
5、(OH)3(胶体)+3H+ (用离子方程式表示)。,“铝三角”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 +2H2O Al(OH)3+3H+ Al3+3H2O Al3+3OH- Al(OH)3 Al +H+H2O Al(OH)3 Al +4H+ Al3+2H2O Al3+4OH- Al +2H2O Al3+3Al +6H2O 4Al(OH)3 2.应用 (1)制取Al(OH)3 Al3+3NH3H2O Al(OH)3+3N,Al +CO2(过量)+2H2O Al(OH)3+HC (2)离子共存问题 A
6、l3+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 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,图表示向AlCl3溶液中滴入NaOH溶液 AB:AlCl3+3NaOH Al(OH)3+3NaCl BC:Al(OH)3+NaOH NaAlO2+2H2O 图表示向NaOH溶液中滴入AlCl3溶液 AB:AlCl3+4NaOH NaAlO2+3NaCl+2H2O BC:3NaAlO2+AlCl3+6H2O 4Al(OH)3+3NaCl 图表示向盐酸酸化的AlCl3溶液中滴入NaOH
7、溶液 AB:NaOH+HCl NaCl+H2O BC:AlCl3+3NaOH Al(OH)3+3NaCl CD:Al(OH)3+NaOH NaAlO2+2H2O 图表示向盐酸中加入NaAlO2溶液,AB:NaAlO2+4HCl NaCl+AlCl3+2H2O BC:AlCl3+3NaAlO2+6H2O 4Al(OH)3+3NaCl 图表示向NaAlO2溶液中加入盐酸 AB:NaAlO2+HCl+H2O Al(OH)3+NaCl BC:Al(OH)3+3HCl AlCl3+3H2O 图表示向AlCl3溶液中滴入NaAlO2溶液 AB:3NaAlO2+AlCl3+6H2O 4Al(OH)3+3Na
8、Cl (2)当Mg2+与Al3+等物质的量混合时,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)3 Mg2+2OH- Mg(OH)2 BC:Al(OH)3+OH- Al +2H2O 2.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-)。
9、当n(OH-)4n(Al3+)时,nAl(OH)3=0,无沉淀。 (2)求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 (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 molL-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
10、图所示。 下列说法中不正确的是 ( ),A.反应前的溶液中,硝酸的物质的量为0.2 mol B.C点对应NaOH溶液的体积为48 mL C.样品中铝粉和铁粉的物质的量之比为53 D.D点与F点沉淀物质的量的差为0.02 mol,解题导引 抓住N原子守恒,充分结合图像进行解答。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)= 0.012 mol,nAl(NO3)3=0.02 mol;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0.012 mol8=0
11、.02 mol3+ 3nFe(NO3)3,解得nFe(NO3)3=0.012 mol;Fe3+和Al3+生成Fe(OH)3、Al(OH) 3时共消耗NaOH溶液48 mL,则C点对应的V(NaOH溶液)=40 mL,则进一 步计算出剩余HNO3为0.08 mol。A项,利用N原子守恒知反应前的溶液 中HNO3的物质的量为0.08 mol+0.012 mol2+0.02 mol3+0.012 mol3=,0.2 mol,故A正确,B错误;C项,n(Al)n(Fe)=n(Al3+)n(Fe3+)=0.02 mol 0.012 mol=53,故C正确;D项,因nAl(OH)3为0.02 mol,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 B,
