内容正文:
专题07 金属元素及其化合物
【核心考点梳理】
一、钠及其化合物
(1)钠的重要反应
①与水反应 2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
与CuSO4溶液反应:2Na+CuSO4+2H2O===Na2SO4+Cu(OH)2↓+H2↑
【易错警示】钠和盐溶液反应,不能置换出盐中的金属,而是先与H2O反应生成NaOH,然后生成的NaOH溶液再与盐溶液反应,钠与H2O、酸反应的实质都是与H+反应,所以钠与酸溶液反应更为剧烈。钠与熔融的盐反应才可能置换出盐中的金属。
②与氧气反应
4Na+O2===2Na2O(空气中缓慢氧化) 2Na+O2Na2O2 2Na2O+O22Na2O2
①无论Na与O2反应生成Na2O或Na2O2,只要参与反应的Na质量相等,则转移电子的物质的量一定相等,但得到Na2O2的质量大于Na2O的质量。
②注意Na及其化合物发生焰色反应时火焰颜色均为黄色。
③要注意推断题中的“题眼”——多步氧化关系:NaNa2ONa2O2。
(2)钠的化合物的重要反应
①Na2O2:2H2O+2Na2O2===4NaOH+O2↑ 2CO2+2Na2O2===2Na2CO3+O2
SO2+Na2O2===Na2SO4
1 mol Na2O2歧化时转移电子的物质的量为1 mol,被还原剂还原时,则转移2 mol e-,该结论常用在考查NA的题目中。Na2O2跟CO2和水蒸气组成的混合气体反应时,应先考虑Na2O2跟CO2的反应。Na2O2具有强氧化性,能将具有还原性的物质氧化,注意相关反应离子方程式的书写(如将Na2O2投入Na2S、Na2SO3、NaI、FeSO4等具有还原性的溶液中)。
②Na2CO3:
Na2CO3+2HCl(过量)===2NaCl+CO2↑+H2O Na2CO3+HCl(不足)===NaCl+NaHCO3
Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3 Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOH
向Na2CO3溶液中加入盐酸时反应分两步进行,首先生成NaHCO3,然后是NaHCO3与盐酸反应生成CO2。二者滴加的顺序不同,产生的现象也不同,这就是不用其他试剂就能鉴别出Na2CO3溶液和盐酸的原理。
③NaHCO3:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑ NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O
NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O
2NaHCO3+Ca(OH)2(不足)===Na2CO3+CaCO3↓+2H2O
NaHCO3+Ca(OH)2(过量)===CaCO3↓+NaOH+H2O
【易错警示】a.不能用常压下蒸发溶剂的方法制备NaHCO3晶体,不能用澄清石灰水鉴别Na2CO3和NaHCO3。
b.在书写碳酸氢盐与澄清石灰水反应的离子方程式时要特别注意二者量的相对多少。
c.吸收CO2气体中的HCl不能用饱和Na2CO3溶液,需用饱和NaHCO3溶液。
④NaOH:2NaOH+H2SO4===Na2SO4+2H2O
CO2+2NaOH(过量)===Na2CO3+H2O CO2(过量)+NaOH===NaHCO3
CO2与NaOH溶液反应的产物可能是Na2CO3、NaHCO3或二者的混合物,可根据Na+和C 守恒法确定CO2与NaOH溶液反应的产物。
二、铝及其化合物
(1)Al单质的重要反应
4Al+3O22Al2O3 2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑ 2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑
2Al+Fe2O32Fe+Al2O3 4Al+3MnO23Mn+2Al2O3
Al与NaOH溶液的反应常用于物质推断、含有Al的固体混合物分离提纯及含量测定。
【易错警示】①铝热反应不仅仅是单质铝与Fe2O3反应,还包含制取其他难熔金属的反应,由于成本高,故铝热反应不能用于工业上冶炼铁,注意铝热反应是中学化学中唯一一类金属单质与金属氧化物在高温条件下的置换反应。
②引发铝热反应的操作是高考实验考查的热点,具体操作是先铺一层KClO3,然后插上镁条,最后点燃镁条。
(2)Al2O3、Al(OH)3的重要反应
Al2O3+6HCl===2AlCl3+3H2O Al2O3+2NaOH===2NaAlO2+H2O
2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑ Al(OH)3 +3HCl===AlCl3+3H2O
Al(OH)3+NaOH===NaAlO2+2H2O
Al2O3、Al(OH)3与NaOH溶液的反应常用于物质的分离提纯。Al(OH)3不溶于氨水,所以实验室常用铝盐和氨水来制备Al(OH)3。
(3)铝盐和偏铝酸盐的重要反应
Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH