海淀手机网站设计公司,wordpress如何设置404页面跳转,江苏 做网站,网站开发需要怎么做【化学】必修一#xff1a;金属及其化合物
钠及其化合物
钠单质
物理性质
颜色#xff1a;银白色#xff0c;有金属光泽#xff1b;密度#xff1a; ρ H 2 O ρ N a ρ 煤油 \mathrm{\rho_{H_2O}\rho_{Na}\rho_{煤油}} ρH2OρNaρ煤…【化学】必修一金属及其化合物
钠及其化合物
钠单质
物理性质
颜色银白色有金属光泽密度 ρ H 2 O ρ N a ρ 煤油 \mathrm{\rho_{H_2O}\rho_{Na}\rho_{煤油}} ρH2OρNaρ煤油钠可以在煤油中进行保存熔点低于 100 ℃ 100\mathrm{℃} 100℃硬度柔软可用小刀切割自然界中存在形态只有化合态。
化学性质 与氧气的反应 4 N a O 2 2 N a 2 O 失去金属光泽 2 N a O 2 △ N a 2 O 2 淡黄色 \mathrm{4NaO_22Na_2O失去金属光泽}\\ \mathrm{2NaO_2\xlongequal{\triangle}Na_2O_2淡黄色} 4NaO22Na2O失去金属光泽2NaO2△ Na2O2淡黄色 钠的连续氧化从钠反应得到氧化钠再反应得到过氧化钠第一个反应钠化合价由 0 → 1 0\to 1 0→1第二个反应氧化合价由 − 2 → − 1 -2\to -1 −2→−1。 钠在空气中久置 N a → O 2 N a 2 O → H 2 O N a O H → C O 2 N a 2 C O 3 ⋅ 10 H 2 O → N a 2 C O 3 \mathrm{Na\xrightarrow{O_2}Na_2O\xrightarrow{H_2O}NaOH\xrightarrow{CO_2}Na_2CO_3\cdot 10H_2O\rightarrow Na_2CO_3} NaO2 Na2OH2O NaOHCO2 Na2CO3⋅10H2O→Na2CO3 与水反应 2 N a 2 H 2 O 2 N a O H H 2 ↑ 2 N a 2 H 2 O 2 N a 2 O H − H 2 ↑ \mathrm{2Na2H_2O2NaOHH_2↑}\\ \mathrm{2Na2H_2O2Na^2OH^-H_2↑} 2Na2H2O2NaOHH2↑2Na2H2O2Na2OH−H2↑ 将钠单质加入到含有酚酞的水溶液中现象浮熔游响红 浮密度小于水 熔熔点低放热 游响红生成氢气。 与盐溶液反应 先与水反应生成的 N a O H \mathrm{NaOH} NaOH 再与盐溶液反应。 注意钠加入到饱和氢氧化钠水溶液中氢氧化钠析出。
钠的氧化物
名称氧化钠 N a 2 O \mathbf{Na_2O} Na2O过氧化钠 N a 2 O 2 \mathbf{Na_2O_2} Na2O2阴阳离子个数比 N a : O 2 − 2 : 1 \mathrm{Na^{}:O^{2-}2:1} Na:O2−2:1 N a : O 2 2 − 2 : 1 \mathrm{Na^:{O_2}^{2-}2:1} Na:O22−2:1化合物类型离子化合物碱性氧化物离子化合物非碱性氧化物、过氧化物性质碱性氧化物通性强氧化性颜色、状态白色、固体淡黄色、固体稳定性不稳定、加热生成 N a 2 O 2 \mathrm{Na_2O_2} Na2O2较稳定与水 N a 2 O H 2 O 2 N a O H \mathrm{Na_2OH_2O2NaOH} Na2OH2O2NaOH 2 N a 2 O 2 2 H 2 O 4 N a O H O 2 ↑ ( 转移电子数 2 e − ) \mathrm{2Na_2O_22H_2O4NaOHO_2↑(转移电子数2e^{-})} 2Na2O22H2O4NaOHO2↑(转移电子数2e−)与 C O 2 \mathbf{CO_2} CO2 N a 2 O C O 2 N a 2 C O 3 \mathrm{Na_2OCO_2Na_2CO_3} Na2OCO2Na2CO3 2 N a 2 O 2 2 C O 2 2 N a 2 C O 3 O 2 ↑ \mathrm{2Na_2O_22CO_22Na_2CO_3O_2↑} 2Na2O22CO22Na2CO3O2↑与盐酸 N a 2 O 2 H C l N a C l H 2 O \mathrm{Na_2O2HClNaClH_2O} Na2O2HClNaClH2O 2 N a 2 O 2 4 H C l 4 N a C l 2 H 2 O O 2 ↑ \mathrm{2Na_2O_24HCl4NaCl2H_2OO_2↑} 2Na2O24HCl4NaCl2H2OO2↑与 S O 2 \mathbf{SO_2} SO2 N a 2 O S O 2 N a 2 S O 3 \mathrm{Na_2OSO_2Na_2SO_3} Na2OSO2Na2SO3 N a 2 O 2 C O 2 N a 2 S O 4 \mathrm{Na_2O_2CO_2Na_2SO_4} Na2O2CO2Na2SO4与品红/石蕊遇品红不变色与石蕊变蓝品红因氧化褪色遇到石蕊先变蓝后褪色生成 H 2 O 2 \mathrm{H_2O_2} H2O2
一般性规律 N a 2 O 2 \mathrm{Na_2O_2} Na2O2 与 H 2 O \mathrm{H_2O} H2O 和 C O 2 \mathrm{CO_2} CO2 的反应中均既做氧化剂又做还原剂均生成氧气 N a 2 O 2 \mathrm{Na_2O_2} Na2O2 与 S O 2 \mathrm{SO_2} SO2 反应时并不是按照跟 H 2 O \mathrm{H_2O} H2O 和 C O 2 \mathrm{CO_2} CO2 的反应规律反应的因为 S O 2 \mathrm{SO_2} SO2 还可以被氧化硫元素化合价可以上升但 H 2 O \mathrm{H_2O} H2O 和 C O 2 \mathrm{CO_2} CO2 中氢元素和碳元素已经到达最高价态不能被氧化。不能电解 N a C l \mathrm{NaCl} NaCl 溶液制备金属和氧气。因为在水溶液中制备出来的钠单质会直接与水发生反应又生成 N a O H \mathrm{NaOH} NaOH。所以制备钠和氯气应该使用电解熔融的 N a C l \mathrm{NaCl} NaCl。 1 m o l 1\mathrm{mol} 1mol 钠发生氧化还原反应无论发生了什么反应转移的电子数永远是 1 N A 1\mathrm{N_A} 1NA。
碳酸钠与碳酸氢钠
物质碳酸钠 N a 2 C O 3 \mathbf{Na_2CO_3} Na2CO3碳酸氢钠 N a H C O 3 \mathbf{NaHCO_3} NaHCO3俗名纯碱、苏打小苏打色态白色粉末细小白色粉末溶解性易溶于水在水中比碳酸钠小热稳定性稳定受热难分解受热易分解 2 N a H C O 3 △ N a 2 C O 3 H 2 O C O 2 ↑ \mathrm{2NaHCO_3\xlongequal{\triangle}Na_2CO_3H_2OCO_2↑} 2NaHCO3△ Na2CO3H2OCO2↑与酸反应 C O 3 2 − 2 H H 2 O C O 2 ↑ \mathrm{{CO_3}^{2-}2H^H_2OCO_2↑} CO32−2HH2OCO2↑ H C O 3 − H H 2 O C O 2 ↑ \mathrm{{HCO_3}^-H^H_2OCO_2↑} HCO3−HH2OCO2↑与 C O 2 \mathbf{CO_2} CO2 反应 N a 2 C O 3 C O 2 H 2 O 2 N a H C O 3 \mathrm{Na_2CO_3CO_2H_2O2NaHCO_3} Na2CO3CO2H2O2NaHCO3不反应与 N a O H \mathbf{NaOH} NaOH 反应不反应 N a H C O 3 N a O H N a 2 C O 3 H 2 O \mathrm{NaHCO_3NaOHNa_2CO_3H_2O} NaHCO3NaOHNa2CO3H2O与 C a ( O H ) 2 \mathbf{Ca(OH)_2} Ca(OH)2 反应 C a 2 C O 3 2 − C a C O 3 ↓ \mathrm{Ca^{2}{CO_3}^{2-}CaCO_3↓} Ca2CO32−CaCO3↓少量 C a 2 2 O H − 2 H C O 3 − C a C O 3 ↓ C O 3 2 − 2 H 2 O \mathrm{Ca^{2}2OH^-2{HCO_3}^-CaCO_3↓{CO_3}^{2-}2H_2O} Ca22OH−2HCO3−CaCO3↓CO32−2H2O 过量 H C O 3 − O H − C a 2 C a C O 3 ↓ H 2 O \mathrm{{HCO_3}^-OH^-Ca^{2}CaCO_3↓H_2O} HCO3−OH−Ca2CaCO3↓H2O与可溶性钙盐、钡盐反应生成 C a C O 3 \mathrm{CaCO_3} CaCO3、 B a C O 3 \mathrm{BaCO_3} BaCO3 沉淀无沉淀生成
说明 侯氏制碱法制备纯碱先将氨气和二氧化碳分别通入到饱和 N a O H \mathrm{NaOH} NaOH 溶液先通氨气溶解后使得溶液变为碱性增大二氧化碳的吸收效果碳酸氢钠析出因为溶解度最小将碳酸氢钠加热后得到碳酸钠。 图解 验证碳酸钠与碳酸氢钠热稳定性的套管实验 实验装置 外部试管温度高故必须放碳酸钠以此说明碳酸氢钠热稳定性更强。固体不可以颠倒。 碳酸氢钠受热分解的应用①烘焙②干粉灭火器 不能用 C a ( O H ) 2 \mathrm{Ca(OH)_2} Ca(OH)2 检验二者因为两者现象相同均生成白色沉淀 可以用可溶性钙盐、钡盐检验二者碳酸钠生成白色沉淀碳酸氢钠无沉淀 二者相互转换 N a 2 C O 3 ↔ 加热或加氢氧化钠溶液 通二氧化碳或滴加少量酸 N a H C O 3 \mathrm{Na_2CO_3\xleftrightarrow[加热或加氢氧化钠溶液]{通二氧化碳或滴加少量酸}NaHCO_3} Na2CO3通二氧化碳或滴加少量酸 加热或加氢氧化钠溶液NaHCO3 鉴别 固体 溶解度 N a 2 C O 3 N a H C O 3 \mathrm{Na_2CO_3NaHCO_3} Na2CO3NaHCO3加酸立即冒泡快 N a H C O 3 \mathrm{NaHCO_3} NaHCO3可作制酸剂碳酸钠不能作因为其腐蚀性强加热分解 N a H C O 3 \mathrm{NaHCO_3} NaHCO3是固体不是水溶液 水溶液 p H \mathrm{pH} pH N a 2 C O 3 N a H C O 3 \mathrm{Na_2CO_3NaHCO_3} Na2CO3NaHCO3加酸逐滴加酸立即冒泡 N a H C O 3 \mathrm{NaHCO_3} NaHCO3沉淀假如氯化钙、氯化钡等可溶性钡盐产生白色沉淀 N a 2 C O 3 \mathrm{Na_2CO_3} Na2CO3 除杂 N a 2 C O 3 \mathrm{Na_2CO_3} Na2CO3 固体 N a H C O 3 \mathrm{NaHCO_3} NaHCO3加热 N a H C O 3 \mathrm{NaHCO_3} NaHCO3 溶液 N a 2 C O 3 \mathrm{Na_2CO_3} Na2CO3通入二氧化碳 N a 2 C O 3 \mathrm{Na_2CO_3} Na2CO3溶液 N a H C O 3 \mathrm{NaHCO_3} NaHCO3假如适量氢氧化钠溶液。
焰色反应 概念很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特征颜色根据火焰呈现的特征颜色可以判断试样中所含的金属元素化学上把这样的定性分析操作称为焰色反应。 实验操作 注意事项 使用盐酸洗净而不是硫酸的原因盐酸具有挥发性硫酸不易挥发用铂丝或铁丝灼烧不能用铜丝或玻璃棒代替铂丝的原因二者焰色反应与火焰颜色差别不大不会干扰试验玻璃棒本身有钠元素会干扰试验。灼烧钠化合物和单质火焰呈黄色透过蓝色钴玻璃钾化合物及其单质呈紫色。焰色反应属于物理变化不属于化学变化。 常见金属焰色
铝及其化合物
铝单质 铝元素是地壳中含量最多的金属元素 活泼常温下就能与氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜 与酸的反应 稀 H 2 S O 4 \mathrm{H_2SO4} H2SO4、 H C l \mathrm{HCl} HCl 2 A l 6 H 2 A l 3 3 H 2 ↑ \mathrm{2Al6H^2Al^{3}3H_2↑} 2Al6H2Al33H2↑ 稀硝酸具有氧化性跟硝酸根反应不是跟氢离子反应 A l 4 H N O 3 ( 稀 ) A l ( N O 3 ) 3 N O ↑ 2 H 2 O \mathrm{Al4HNO_3(稀)Al(NO_3)_3NO↑2H_2O} Al4HNO3(稀)Al(NO3)3NO↑2H2O 铝加入溶液中如果只生成氢气那么溶液中不能大量存在 N O 3 − \mathrm{{NO_3}^-} NO3−。 浓硝酸、浓硫酸常温 → \to → 钝化。 钝化的三个条件①铁或铝②常温冷③浓硫酸或浓硝酸。 与碱的反应 2 A l 2 N a O H 2 H 2 O 2 N a A l O 2 3 H 2 ↑ \mathrm{2Al2NaOH2H_2O2NaAlO_23H_2↑} 2Al2NaOH2H2O2NaAlO23H2↑化学计量数四 2 一 3 铝的制备 铝在地壳中主要以铝土矿等矿物形式存在提纯 A l 2 O 3 \mathrm{Al_2O_3} Al2O3 后用电解法制备铝。 2 A l 2 O 3 ( 熔融 ) 冰晶石 电解 4 A l 3 O 2 ↑ \mathrm{2Al_2O_3(熔融)\xlongequal[冰晶石]{电解}4Al3O_2↑} 2Al2O3(熔融)电解 冰晶石4Al3O2↑ 铝热反应是指工业上用铝粉来还原一些金属氧化物得到难溶金属的反应用于冶炼稀有金属、野外焊接铁轨、定向爆破等。 2 A l F e 2 O 3 高温 2 F e A l 2 O 3 \mathrm{2AlFe_2O_3\xlongequal{高温}2FeAl_2O_3} 2AlFe2O3高温 2FeAl2O3
注意工业上不用铝热反应制备铁。
氧化铝
物理性质白色固体熔点高硬度大难溶于水。用途①制耐火材料②冶炼铝两性氧化物既能与强酸反应生成盐和水又能与强碱反应生成盐和水。 与强酸反应 A l 2 O 3 6 H 2 A l 3 3 H 2 O \mathrm{Al_2O_36H^2Al^{3}3H_2O} Al2O36H2Al33H2O与强碱反应 A l 2 O 3 2 O H − 2 A l O 2 − H 2 O \mathrm{Al_2O_32OH^-2{AlO_2}^-H_2O} Al2O32OH−2AlO2−H2O
氢氧化铝 物理性质白色固体难溶胶体吸附能力强能凝聚水中的悬浮物。 两性氢氧化物 与强酸反应 A l ( O H ) 3 3 H A l 3 3 H 2 O \mathrm{Al(OH)_33H^Al^{3}3H_2O} Al(OH)33HAl33H2O与强碱反应 A l ( O H ) 3 O H − A l O 2 − 2 H 2 O \mathrm{Al(OH)_3OH^-{AlO_2}^-2H_2O} Al(OH)3OH−AlO2−2H2O 热稳定性 2 A l ( O H ) 3 △ 2 A l 3 H 2 O \mathrm{2Al(OH)_3\xlongequal{\triangle}2Al3H_2O} 2Al(OH)3△ 2Al3H2O 制备 A l 3 \mathrm{Al^{3}} Al3 变 A l ( O H ) 3 \mathrm{Al(OH)_3} Al(OH)3 强碱、弱碱均可一般制备时用弱碱更好因为强碱无法控制量有可能生成偏铝酸根。 A l ( O H ) 3 \mathrm{Al(OH)_3} Al(OH)3 变 A l O 2 − \mathrm{{AlO_2}^-} AlO2− 只能用强碱。弱碱无法让沉淀溶解。 同理 A l O 2 − \mathrm{{AlO_2}^-} AlO2− 变 A l ( O H ) 3 \mathrm{Al(OH)_3} Al(OH)3 强酸、弱酸均可一般制备时用弱酸更好因为强酸无法控制量有可能生成铝离子。 A l ( O H ) 3 \mathrm{Al(OH)_3} Al(OH)3 变 A l 3 \mathrm{Al^{3}} Al3 只能用强酸。弱酸无法让沉淀溶解。 可溶性铝盐溶液与氨水反应 A l 3 3 N H 3 ⋅ H 2 O A l ( O H ) 3 ↓ 3 N H 4 \mathrm{Al^{3}3NH_3·H_2OAl(OH)_3↓3{NH_4}^} Al33NH3⋅H2OAl(OH)3↓3NH4由偏铝酸盐制取过量二氧化碳通入偏铝酸钠溶液即 A l O 2 − C O 2 2 H 2 O A l ( O H ) 3 ↓ H C O 3 − \mathrm{{AlO_2}^-CO_22H_2OAl(OH)_3↓{HCO_3}^-} AlO2−CO22H2OAl(OH)3↓HCO3−
铝三角 一般性规律 A l 、 A l 2 O 3 、 A l ( O H ) 3 、 A l O 2 − \mathrm{Al、Al_2O_3、Al(OH)_3、{AlO_2}^-} Al、Al2O3、Al(OH)3、AlO2− 加酸氢离子最终的归宿都是 A l 3 \mathrm{Al^{3}} Al3 A l 、 A l 2 O 3 、 A l ( O H ) 3 、 A l 3 \mathrm{Al、Al_2O_3、Al(OH)_3、Al^{3}} Al、Al2O3、Al(OH)3、Al3 加碱氢氧根离子最终的归宿都是 A l O 2 − \mathrm{{AlO_2}^-} AlO2−。 A l 2 O 3 \mathrm{Al_2O_3} Al2O3 无法一步变成 A l ( O H ) 3 \mathrm{Al(OH)_3} Al(OH)3。只可能是先加酸变 A l 3 \mathrm{Al^{3}} Al3 再加碱或先加碱变 A l O 2 − \mathrm{AlO_2}^- AlO2− 再加酸。
方程式 ( 1 ) A l → 3 H A l 3 2 A l 6 H 2 A l 3 3 H 2 ↑ ( 2 ) A l → O H − A l O 2 − 2 A l 2 O H − 2 H 2 O 2 A l O 2 − 3 H 2 ↑ ( 3 ) 2 A l → O 2 / 铝热剂 A l 2 O 3 { 4 A l 3 O 2 Δ 2 A l 2 O 3 2 A l F e 2 O 3 高温 A l 2 O 3 2 F e ( 4 ) A l 2 O 3 → 2 A l 2 A l 2 O 3 ( 熔融 ) N a 3 A l F 6 电解 4 A l 3 O 2 ↑ ( 5 ) 2 A l ( O H ) 3 → Δ A l 2 O 3 2 A l ( O H ) 3 Δ A l 2 O 3 3 H 2 O ( 6 ) A l 2 O 3 → 6 H 2 A l A l 2 O 3 6 H 2 A l 3 3 H 2 O ( 7 ) A l 2 O 3 → 2 O H − 2 A l O 2 − A l 2 O 3 2 O H − 2 A l O 2 − H 2 O ( 8 ) A l ( O H ) 3 → 3 H ( 必须是强酸 ) A l 3 A l ( O H ) 3 3 H A l 3 3 H 2 O ( 9 ) A l 3 → 3 O H − A l ( O H ) 3 ↓ A l 3 3 O H − A l ( O H ) 3 ↓ ( 10 ) A l O 2 − → H A l ( O H ) 3 ↓ A l O 2 − H H 2 O A l ( O H ) 3 ↓ ( 11 ) A l ( O H ) 3 → O H − ( 必须是强碱 ) A l O 2 − A l ( O H ) 3 O H − A l O 2 2 H 2 O ( 12 ) A l O 2 − → 4 H ( 必须是强酸 ) A l 3 A l O 2 − 4 H A l 3 2 H 2 O ( 13 ) A l 3 → 4 O H − ( 必须是强碱 ) A l O 2 − A l 3 4 O H − A l O 2 − 2 H 2 O \begin{array}{} (1) \mathrm{Al \xrightarrow{3H^} Al^{3}} \mathrm{2Al 6H^ 2Al^{3} 3H_2\uparrow} \\ (2) \mathrm{Al \xrightarrow{OH^-} {AlO_2}^-} \mathrm{2Al 2OH^- 2H_2O 2{AlO_2}^- 3H_2\uparrow} \\ (3) \mathrm{2Al \xrightarrow{O_2 / 铝热剂} Al_2O_3} \begin{cases} \mathrm{4Al 3O_2 \xlongequal\Delta 2Al_2O_3} \\ \mathrm{2Al Fe_2O_3 \xlongequal{高温} Al_2O_3 2Fe} \end{cases}\\ (4) \mathrm{Al_2O_3 \to 2Al} \mathrm{2Al_2O_3(熔融) \xlongequal[Na_3AlF_6]{电解}4Al 3O_2\uparrow} \\ (5) \mathrm{2Al(OH)_3 \xrightarrow\Delta Al_2O_3} \mathrm{2Al(OH)_3 \xlongequal\Delta Al_2O_3 3H_2O} \\ (6) \mathrm{Al_2O_3 \xrightarrow{6H^} 2Al} \mathrm{Al_2O_3 6H^ 2Al^{3} 3H_2O} \\ (7) \mathrm{Al_2O_3 \xrightarrow{2{OH}^-} 2{AlO_2}^-} \mathrm{Al_2O_3 2OH^- 2{AlO_2}^- H_2O} \\ (8) \mathrm{Al(OH)_3 \xrightarrow{3H^(必须是强酸)} Al^{3}} \mathrm{Al(OH)_3 3H^ Al^{3} 3H_2O} \\ (9) \mathrm{Al^{3} \xrightarrow{3OH^-} Al(OH)_3\downarrow} \mathrm{Al^{3} 3OH^- Al(OH)_3\downarrow}\\ (10) \mathrm{{AlO_2}^- \xrightarrow{H^} Al(OH)_3\downarrow} \mathrm{{AlO_2}^- H^ H_2O Al(OH)_3\downarrow} \\ (11) \mathrm{{Al(OH)_3}\xrightarrow{{OH}^-(必须是强碱)} {AlO_2}^-} \mathrm{Al(OH)_3 OH^- AlO_2 2H_2O} \\ (12) \mathrm{{AlO_2}^- \xrightarrow{4H^(必须是强酸)} {Al}^{3}} \mathrm{{AlO_2}^- 4H^ Al^{3} 2H_2O} \\ (13) \mathrm{{Al}^{3} \xrightarrow{4{OH}^-(必须是强碱)} {AlO_2}^-} \mathrm{Al^{3} 4OH^- {AlO_2}^- 2H_2O} \\ \end{array} (1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)Al3H Al3AlOH− AlO2−2AlO2/铝热剂 Al2O3Al2O3→2Al2Al(OH)3Δ Al2O3Al2O36H 2AlAl2O32OH− 2AlO2−Al(OH)33H(必须是强酸) Al3Al33OH− Al(OH)3↓AlO2−H Al(OH)3↓Al(OH)3OH−(必须是强碱) AlO2−AlO2−4H(必须是强酸) Al3Al34OH−(必须是强碱) AlO2−2Al6H2Al33H2↑2Al2OH−2H2O2AlO2−3H2↑{4Al3O2Δ 2Al2O32AlFe2O3高温 Al2O32Fe2Al2O3(熔融)电解 Na3AlF64Al3O2↑2Al(OH)3Δ Al2O33H2OAl2O36H2Al33H2OAl2O32OH−2AlO2−H2OAl(OH)33HAl33H2OAl33OH−Al(OH)3↓AlO2−HH2OAl(OH)3↓Al(OH)3OH−AlO22H2OAlO2−4HAl32H2OAl34OH−AlO2−2H2O
重要考点总汇 两性只要遇到过量强酸最终反应物就是 A l 3 \mathrm{Al^{3}} Al3只要遇到过量强碱最终反应物就是 A l O 2 − \mathrm{AlO_2}^- AlO2− 用途 A l \mathrm{Al} Al铝合金航空航天材料通常添加适量锂低密度、高强度 A l 2 O 3 \mathrm{Al_2O_3} Al2O3耐热材料炼铝材料刚玉与 C \mathrm{C} C 和 S i O 2 \mathrm{SiO_2} SiO2 区别钻石是 C \mathrm{C} C宝石是 A l 2 O 3 \mathrm{Al_2O_3} Al2O3玛瑙是 S i O 2 \mathrm{SiO_2} SiO2 A l ( O H ) 3 \mathrm{Al(OH)_3} Al(OH)3净水剂制酸剂阻燃剂。可溶性铝盐净水剂。
图像题型总结 A l 3 3 O H − A l ( O H ) 3 ↓ \mathrm{Al^{3}3OH^-Al(OH)_3}↓ Al33OH−Al(OH)3↓ A l ( O H ) 3 O H − A l O 2 − 2 H 2 O \mathrm{Al(OH)_3OH^-{AlO_2}^-2H_2O} Al(OH)3OH−AlO2−2H2O A l 3 ∼ 3 O H − ∼ A l ( O H ) 3 ∼ O H − \mathrm{Al^{3}}\thicksim 3\mathrm{OH^-}\thicksim \mathrm{Al(OH)_3}\thicksim \mathrm{OH^-} Al3∼3OH−∼Al(OH)3∼OH− A l O 2 − H H 2 O A l ( O H ) 3 ↓ \mathrm{{AlO_2}^-H^H_2OAl(OH)_3↓} AlO2−HH2OAl(OH)3↓ A l ( O H ) 3 3 H A l 3 3 H 2 O \mathrm{Al(OH)_33H^Al^{3}3H_2O} Al(OH)33HAl33H2O A l O 2 − ∼ H ∼ A l ( O H ) 3 ∼ 3 H \mathrm{{AlO_2}^-}\thicksim \mathrm{H^} \thicksim \mathrm{Al(OH)_3}\thicksim 3\mathrm{H^} AlO2−∼H∼Al(OH)3∼3H 拓展 C a ( O H ) 2 C O 2 C a C O 3 ↓ H 2 O \mathrm{Ca(OH)_2CO_2CaCO_3↓H_2O} Ca(OH)2CO2CaCO3↓H2O C a C O 3 C O 2 H 2 O C a ( H C O 3 ) 2 \mathrm{CaCO_3CO_2H_2OCa(HCO_3)_2} CaCO3CO2H2OCa(HCO3)2 C a ( O H ) 2 ∼ C O 2 ∼ C a C O 3 ∼ C O 2 \mathrm{Ca(OH)_2}\thicksim \mathrm{CO_2} \thicksim \mathrm{CaCO_3}\thicksim \mathrm{CO_2} Ca(OH)2∼CO2∼CaCO3∼CO2 ① A l 3 3 N H 3 ⋅ H 2 O A l ( O H ) 3 ↓ 3 N H 4 \mathrm{Al^{3}3NH_3\cdot H_2OAl(OH)_3↓3{NH_4}^} Al33NH3⋅H2OAl(OH)3↓3NH4 ② A l O 2 − C O 2 ( 过量 ) H 2 O A l ( O H ) 3 H C O 3 − \mathrm{{AlO_2}^-CO_2(过量)H_2OAl(OH)_3{HCO_3}^-} AlO2−CO2(过量)H2OAl(OH)3HCO3− I . \mathrm{I}. I. H N H 3 ⋅ H 2 O N H 4 H 2 O \mathrm{H^NH_3\cdot H_2O{NH_4}^H_2O} HNH3⋅H2ONH4H2O I I . \mathrm{II.} II. ① A l 3 3 N H 3 ⋅ H 2 O A l ( O H ) 3 ↓ 3 N H 4 \mathrm{Al^{3}3NH_3\cdot H_2OAl(OH)_3↓3{NH_4}^} Al33NH3⋅H2OAl(OH)3↓3NH4 ② A l O 2 − C O 2 ( 过量 ) H 2 O A l ( O H ) 3 H C O 3 − \mathrm{{AlO_2}^-CO_2(过量)H_2OAl(OH)_3{HCO_3}^-} AlO2−CO2(过量)H2OAl(OH)3HCO3− 两种情况过量 N H 3 ⋅ H 2 O \mathrm{NH_3\cdot H_2O} NH3⋅H2O 通入既有氢离子又有铝离子的溶液中过量 $\mathrm{CO_2} $ 通入既有氢氧根又有偏铝酸根的溶液中。 I . ① M g 2 2 O H − M g ( O H ) 2 ↓ \mathrm{I}.~① ~\mathrm{Mg^{2}2OH^-Mg(OH)_2↓} I. ① Mg22OH−Mg(OH)2↓ ② A l 3 3 O H − A l ( O H ) 3 ↓ ②~\mathrm{Al^{3}3OH^-Al(OH)_3↓} ② Al33OH−Al(OH)3↓ I I . A l ( O H ) 3 O H − A l O 2 − 2 H 2 O \mathrm{II}.~\mathrm{Al(OH)_3OH^-{AlO_2}^-2H_2O} II. Al(OH)3OH−AlO2−2H2O 补充如果是铝离子和铁离子反应也是相同的图像。 I . H O H − H 2 O \mathrm{I}.~\mathrm{H^OH^-H_2O} I. HOH−H2O I I . ① M g 2 2 O H − M g ( O H ) 2 ↓ \mathrm{II}.~① ~\mathrm{Mg^{2}2OH^-Mg(OH)_2↓} II. ① Mg22OH−Mg(OH)2↓ ② A l 3 3 O H − A l ( O H ) 3 ↓ ②~\mathrm{Al^{3}3OH^-Al(OH)_3↓} ② Al33OH−Al(OH)3↓$ I I I . \mathrm{III}. III. N H 4 O H − N H 3 ⋅ H 2 O \mathrm{{NH_4}^OH^-NH_3\cdot H_2O} NH4OH−NH3⋅H2O I V . A l ( O H ) 3 O H − A l O 2 − 2 H 2 O \mathrm{IV}.~\mathrm{Al(OH)_3OH^-{AlO_2}^-2H_2O} IV. Al(OH)3OH−AlO2−2H2O 注意沉淀达到最大值时溶液中阳离子只有 N a \mathrm{Na^} Na且所有的 C l − \mathrm{Cl^-} Cl− 都被反应掉。
铁及其化合物
铁单质
物理性质
银白色金属光泽粉末为黑色有良好的导电导热性、延展性铁能被磁铁吸引。
自然界存在形态
主要以化合态存在有游离态陨铁。
化学性质
与 O 2 \mathrm{O_2} O2
常温铁锈成分为 F e 2 O 3 ⋅ x H 2 O \mathrm{Fe_2O_3\cdot} x\mathrm{H_2O} Fe2O3⋅xH2O点燃 3 F e 2 O 2 点燃 F e 3 O 4 \mathrm{3Fe2O_2\xlongequal{点燃}Fe_3O_4} 3Fe2O2点燃 Fe3O4 与非金属反应 对于氧化性较强的物质 2 F e 3 C l 2 点燃 2 F e C l 3 2 F e 3 B r 2 2 F e B r 3 \mathrm{2Fe3Cl_2\xlongequal{点燃}2FeCl_3}\\ \mathrm{2Fe3Br_2\xlongequal{}2FeBr_3} 2Fe3Cl2点燃 2FeCl32Fe3Br2 2FeBr3 注意无论铁是否过量铁与氯气反应只生成氯化铁过量的铁不会再跟氯化铁反应生成氯化亚铁因为生成固体氯化铁不是水溶液中的三价铁离子。 对于氧化性较弱的物质 F e I 2 △ F e I 2 F e S △ F e S \mathrm{FeI_2\xlongequal{\triangle}FeI_2}\\ \mathrm{FeS\xlongequal{\triangle}FeS} FeI2△ FeI2FeS△ FeS 与水反应 方程式 3 F e 4 H 2 O ( g ) 高温 F e 3 O 4 4 H 2 \mathrm{3Fe4H_2O(g)\xlongequal{高温}Fe_3O_44H_2} 3Fe4H2O(g)高温 Fe3O44H2 实验装置 湿棉花提供高温水蒸气 小木条将其靠近肥皂液会有爆鸣声证明肥皂液破裂生成氢气。 与酸反应 稀盐酸、稀硫酸 F e 2 H F e 2 H 2 ↑ \mathrm{Fe2H^Fe^{2}H_2↑} Fe2HFe2H2↑ 稀硝酸过量 F e H N O 3 ( 稀 ) F e ( N O 3 ) 3 N O ↑ 2 H 2 O F e N O 3 − 4 H F e 3 N O ↑ 2 H 2 O \mathrm{FeHNO_3(稀)Fe(NO_3)_3NO↑2H_2O}\\ \mathrm{Fe{NO_3}^-4H^Fe^{3}NO↑2H_2O} FeHNO3(稀)Fe(NO3)3NO↑2H2OFeNO3−4HFe3NO↑2H2O 产物是 F e 3 \mathrm{Fe^{3}} Fe3。 稀硝酸少量 3 F e 8 H N O 3 ( 稀 ) 3 F e ( N O 3 ) 2 2 N O ↑ 4 H 2 O 3 F e 2 N O 3 − 8 H 3 F e 2 2 N O ↑ 4 H 2 O \mathrm{3Fe8HNO_3(稀)3Fe(NO_3)_22NO↑4H_2O}\\ \mathrm{3Fe2{NO_3}^-8H^3Fe^{2}2NO↑4H_2O} 3Fe8HNO3(稀)3Fe(NO3)22NO↑4H2O3Fe2NO3−8H3Fe22NO↑4H2O 相当于铁过量 F e 3 \mathrm{Fe^{3}} Fe3 重新被氧化成 F e 2 \mathrm{Fe^{2}} Fe2。 浓硫酸、浓硝酸 冷、常温钝化。不是不反应是不连续反应。 加热不钝化 F e 6 H N O 3 ( 浓 ) △ F e ( N O 3 ) 3 3 N O 2 ↑ 3 H 2 O 2 F e 6 H 2 S O 4 ( 浓 ) △ F e 2 ( S O 4 ) 3 3 S O 2 ↑ 6 H 2 O \mathrm{Fe6HNO_3(浓)\xlongequal{\triangle}Fe(NO_3)_33NO_2↑3H_2O} \\ \mathrm{2Fe6H_2SO_4(浓)\xlongequal{\triangle}Fe_2(SO_4)_33SO_2↑6H_2O} Fe6HNO3(浓)△ Fe(NO3)33NO2↑3H2O2Fe6H2SO4(浓)△ Fe2(SO4)33SO2↑6H2O
铁的氧化物
化学式 F e O \mathbf{FeO} FeO F e 2 O 3 \mathbf{Fe_2O_3} Fe2O3 F e 3 O 4 \mathbf{Fe_3O_4} Fe3O4俗名/铁红赤铁矿磁性氧化铁色态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体 F e \mathbf{Fe} Fe 价态 2 2 2 3 3 3 2 , 3 , 3 2,3,3 2,3,3与 H 2 \mathbf{H_2} H2 F e O H 2 高温 F e H 2 O \mathrm{FeOH_2\xlongequal{高温}FeH_2O} FeOH2高温 FeH2O F e 2 O 3 3 H 2 高温 2 F e 3 H 2 O \mathrm{Fe_2O_33H_2\xlongequal{高温}2Fe3H_2O} Fe2O33H2高温 2Fe3H2O F e 3 O 4 4 H 2 高温 3 F e 4 H 2 O \mathrm{Fe_3O_44H_2\xlongequal{高温}3Fe4H_2O} Fe3O44H2高温 3Fe4H2O稳定性 6 F e O O 2 △ 2 F e 3 O 4 \mathrm{6FeOO_2\xlongequal{\triangle}2Fe_3O_4} 6FeOO2△ 2Fe3O4稳定稳定与 H C l \mathbf{HCl} HCl 或 H 2 S O 4 \mathbf{H_2SO_4} H2SO4 F e O 2 H F e 2 H 2 O \mathrm{FeO2H^Fe^{2}H_2O} FeO2HFe2H2O F e 2 O 3 6 H 2 F e 3 3 H 2 O \mathrm{Fe_2O_36H^2Fe^{3}3H_2O} Fe2O36H2Fe33H2O F e 3 O 4 8 H F e 2 2 F e 3 4 H 2 O \mathrm{Fe_3O_48H^Fe^{2}2Fe^{3}4H_2O} Fe3O48HFe22Fe34H2O与 H N O 3 \mathbf{HNO_3} HNO3 3 F e O N O 3 − 10 H 3 F e 3 N O ↑ 5 H 2 O \mathrm{3FeO{NO_3}^-10H^3Fe^{3}NO↑5H_2O} 3FeONO3−10H3Fe3NO↑5H2O同上 F e 3 O 4 N O 3 − 28 H 9 F e 3 N O ↑ 14 H 2 O \mathrm{Fe_3O_4{NO_3}^-28H^9Fe^{3}NO↑14H_2O} Fe3O4NO3−28H9Fe3NO↑14H2O
注意
四氧化三铁不是碱性氧化物因为其与酸反应生成两种盐四氧化三铁与酸的反应实际上可以看做 F e O \mathrm{FeO} FeO 和 F e 2 O 3 \mathrm{Fe_2O_3} Fe2O3 与酸反应的方程式叠加形成目前学过的生成四氧化三铁的反应只有三个①铁在氧气中燃烧②铁与水蒸气反应③氧化铁受热分解。
铁的氢氧化物
名称氢氧化亚铁 F e ( O H ) 2 \mathbf{Fe(OH)_2} Fe(OH)2氢氧化铁 F e ( O H ) 3 \mathbf{Fe(OH)_3} Fe(OH)3物理性质白色固体不溶于水红褐色固体不溶于水与 H C l \mathbf{HCl} HCl F e ( O H ) 2 2 H F e 2 2 H 2 O \mathrm{Fe(OH)_22H^Fe^{2}2H_2O} Fe(OH)22HFe22H2O F e ( O H ) 3 3 H F e 3 3 H 2 O \mathrm{Fe(OH)_33H^Fe^{3}3H_2O} Fe(OH)33HFe33H2O与稀硝酸 3 F e ( O H ) 2 10 H N O 3 3 F e ( N O 3 ) 3 N O ↑ 8 H 2 O \mathrm{3Fe(OH)_210HNO_33Fe(NO_3)_3NO↑8H_2O} 3Fe(OH)210HNO33Fe(NO3)3NO↑8H2O同上加热 F e ( O H ) 2 △ F e O H 2 O ( 无 O 2 ) \mathrm{Fe(OH)_2\xlongequal{\triangle}FeOH_2O(无 ~O_2)} Fe(OH)2△ FeOH2O(无 O2) 2 F e ( O H ) 3 △ F e 2 O 3 3 H 2 O \mathrm{2Fe(OH)_3\xlongequal{\triangle}Fe_2O_33H_2O} 2Fe(OH)3△ Fe2O33H2O
二者转化在空气中 F e ( O H ) 2 \mathrm{Fe(OH)_2} Fe(OH)2 能够非常迅速地被氧气氧化成 F e ( O H ) 3 \mathrm{Fe(OH)_3} Fe(OH)3
反应方程式 4 F e ( O H ) 2 O 2 2 H 2 O 4 F e ( O H ) 3 \mathrm{4Fe(OH)_2O_22H_2O4Fe(OH)_3} 4Fe(OH)2O22H2O4Fe(OH)3
现象白色沉淀迅速变成灰绿色最终变成红褐色。
铁三角 一般性规律
铁和 H \mathrm{H^} H、 I 2 \mathrm{I_2} I2、 S \mathrm{S} S、 C u 2 \mathrm{Cu^{2}} Cu2、 F e 3 \mathrm{Fe^{3}} Fe3 等弱氧化剂反应生成二价铁铁和 C l 2 \mathrm{Cl_2} Cl2、 B r 2 \mathrm{Br_2} Br2、稀硫酸、浓硫酸、浓硝酸两浓酸一稀酸等强氧化剂反应生成三价铁二价铁可以和 2. 中的所有氧化剂反应生成三价铁除此之外也可以与酸性高锰酸钾 M n O 4 − \mathrm{{MnO_4}^-} MnO4−、酸性重铬酸钾 C r 2 O 7 2 − \mathrm{{Cr_2O_7}^{2-}} Cr2O72−、 H 2 O 2 \mathrm{H_2O_2} H2O2 等强氧化剂反应生成三价铁。不管是二价铁还是铁与“两浓酸一稀酸“反应生成物均遵循稀硫酸变一氧化氮浓硝酸变二氧化氮浓硫酸变二氧化硫浓酸变二氧化物稀酸变一氧化物。二价铁和三价铁可以通过 Z n \mathrm{Zn} Zn、 A l \mathrm{Al} Al 等活泼金属活泼性比铁强以及 H 2 \mathrm{H_2} H2、 C O \mathrm{CO} CO、 C \mathrm{C} C 等常见的强还原剂还原为铁单质。一般情况下三价铁变铁单质的还原剂需要过量若不过量可能会反应生成二价铁。三价铁可以通过 F e \mathrm{Fe} Fe、 C u \mathrm{Cu} Cu 等金属活泼性似乎小于等于铁以及 S 2 − \mathrm{S^{2-}} S2−、 S 4 \mathrm{S^{4}} S4、 I 2 \mathrm{I_2} I2 等弱还原剂还原出二价铁三价铁离子与铜的反应不是置换反应同时这也是“用氯化铁溶液来腐蚀铜制印刷电路板”的离子反应。三价铁与弱还原剂反应遵循二价硫变硫单质四价硫变硫酸根离子价态 2。
重点方程式此处只写上面未提到的且较为重要的 5 F e 2 M n O 4 − 8 H 5 F e 3 M n 2 4 H 2 O 6 F e 2 C r 2 O 7 2 − 14 H 6 F e 3 2 C r 3 7 H 2 O 2 F e 2 H 2 O 2 2 H 2 F e 3 H 2 2 O 2 F e 3 C u 2 F e 2 C u 2 2 F e 3 H 2 S 2 F e 2 S ↓ 2 H \begin{array}{} \mathrm{5Fe^{2}{MnO_4}^-8H^5Fe^{3}Mn^{2}4H_2O}\\ \mathrm{6Fe^{2}{Cr_2O_7}^{2-}14H^6Fe^{3}2Cr^{3}7H_2O}\\ \mathrm{2Fe^{2}H_2O_22H^2Fe^{3}H2_2O}\\ \mathrm{2Fe^{3}Cu2Fe^{2}Cu^{2}}\\ \mathrm{2Fe^{3}H_2S2Fe^{2}S↓2H^} \end{array} 5Fe2MnO4−8H5Fe3Mn24H2O6Fe2Cr2O72−14H6Fe32Cr37H2O2Fe2H2O22H2Fe3H22O2Fe3Cu2Fe2Cu22Fe3H2S2Fe2S↓2H
氢氧化亚铁的制备 制备原理 F e S O 4 2 N a O H F e ( O H ) 2 ↓ N a 2 S O 4 \mathrm{FeSO_42NaOHFe(OH)_2↓Na_2SO_4} FeSO42NaOHFe(OH)2↓Na2SO4 关键 溶液中不含三价铁和氧气等物质 新配制作 F e S O 4 \mathrm{FeSO_4} FeSO4 溶液且加入少量铁粉防止 F e 2 \mathrm{Fe^{2}} Fe2 被氧化 配制 F e S O 4 \mathrm{FeSO_4} FeSO4 溶液的蒸馏水、氢氧化钠溶液均需煮沸除去 O 2 \mathrm{O_2} O2 制备过程中要保证生成的氢氧化亚铁沉淀处在隔绝空气的体系中。 实验装置 有机物覆盖层法 将吸取氢氧化钠溶液的胶头滴管直接伸入硫酸亚铁溶液中进行挤压使氢氧化钠直接与硫酸亚铁溶液反应。 其中苯与水互不相溶且 ρ 笨 ρ 水 \rho_笨\rho_水 ρ笨ρ水也可以用正己烷替换苯。 四氯化碳不能替换苯因为其密度大于水。 还原性气体 H 2 \mathrm{H_2} H2保护法 先打开止水夹 a稀硫酸与铁反应生成的 H 2 \mathrm{H_2} H2 会充满整个装置并排除装置内的空气。 再关闭 a氢气在试管 A 内由于压强会将液面向下挤压生成的硫酸亚铁被压入导管进入 B 装置内与氢氧化钠溶液发生反应生成白色沉淀。 F e 2 \mathbf{Fe^{2}} Fe2 和 F e 3 \mathbf{Fe^{3}} Fe3 的检验
直接观色二价铁浅绿三价铁棕黄色与 K S C N \mathrm{KSCN} KSCN 溶液反应二价铁无明显变化三价铁显红色最常使用检验三价铁利用三价铁离子的氧化性与 K I \mathrm{KI} KI 淀粉溶液反应二价铁不反应三价铁溶液变蓝。利用二价铁离子的还原性与酸性高锰酸钾溶液反应二价铁紫色褪去三价铁不反应利用沉淀 与 N a O H \mathrm{NaOH} NaOH 溶液反应二价铁白色沉淀迅速灰绿最终红褐三价铁直接生成红褐色沉淀与 K 3 [ F e ( C N ) 6 ] \mathrm{K_3[Fe(CN)_6]} K3[Fe(CN)6]铁氰化钾 反应蓝色沉淀三价铁无现象。最常使用检验二价铁 检验有二价铁无三价铁先加入 K S C N \mathrm{KSCN} KSCN 溶液不变红排除三价铁再加入 H 2 O 2 \mathrm{H_2O_2} H2O2 或氯水溶液变红。不能加入高锰酸钾作为还原剂因为它本身为紫红色干扰试验。 F e \mathbf{Fe} Fe、 C u \mathbf{Cu} Cu 与 F e C l 3 \mathbf{FeCl_3} FeCl3、 C u C l 2 \mathbf{CuCl_2} CuCl2 溶液的反应问题
原理 F e 2 F e 3 3 F e 2 F e C u 2 F e 2 C u 2 F e 3 C u 2 F e 2 C u 2 \mathrm{Fe2Fe^{3}3Fe^{2}}\\ \mathrm{FeCu^{2}Fe^{2}Cu}\\ \mathrm{2Fe^{3}Cu2Fe^{2}Cu^{2}} Fe2Fe33Fe2FeCu2Fe2Cu2Fe3Cu2Fe2Cu2
氧化性 F e 3 C u 2 F e 2 \mathrm{Fe^{3}Cu^{2}Fe^{2}} Fe3Cu2Fe2两铁夹一铜
还原性 F e C u F e 2 \mathrm{FeCuFe^{2}} FeCuFe2 反应的先后顺序根据氧化还原反应“强者先行” F e C u → F e C l 3 \mathrm{FeCu}\to \mathrm{FeCl_3} FeCu→FeCl3 溶液铁先铜后 F e → F e C l 3 C u C l 3 \mathrm{Fe}\to \mathrm{FeCl_3CuCl_3} Fe→FeCl3CuCl3 溶液先三价铁再铜离子 互斥性判断剩下的物质跟谁会反应 反应完还有铁三价铁、铜离子不存在反应完还有铜三价铁不存在反应完还有三价铁铁、铜不存在无固体换句话说只要有固体一定没三价铁。反应完还有铜离子铁不存在
铁及其化合物与酸反应的思维模型 观察开始反应物质和结尾反应物质不考虑中间量直接根据三大守恒计算 确认反应方程式反应先后顺序 例 F e \mathrm{Fe} Fe、 F e O \mathrm{FeO} FeO、 F e 2 O 3 \mathrm{Fe_2O_3} Fe2O3 和 F e 3 O 4 \mathrm{Fe_3O_4} Fe3O4 与稀 H 2 S O 4 \mathrm{H_2SO_4} H2SO4 反应若假如硫氰化钾溶液不变红则说明溶液中无 F e 3 \mathrm{Fe^{3}} Fe3即 F e \mathrm{Fe} Fe 和 F e O \mathrm{FeO} FeO 反应生成 F e 2 \mathrm{Fe^{2}} Fe2 F e 2 O 3 \mathrm{Fe_2O_3} Fe2O3 反应生成 F e 3 \mathrm{Fe^{3}} Fe3 F e 3 O 4 \mathrm{Fe_3O_4} Fe3O4 反应生成 F e 2 \mathrm{Fe^{2}} Fe2 和 F e 3 \mathrm{Fe^{3}} Fe3后两者生成的 F e 3 \mathrm{Fe^{3}} Fe3 再与过量铁粉反应生成 F e 2 \mathrm{Fe^{2}} Fe2除去 F e 3 \mathrm{Fe^{3}} Fe3。 考虑让第一步反应过量的剩余物质在第二步再次进行反应需要弄清“剩余物质”都是什么且物质的量是多少。
