化學(xué)第三章第二節(jié)幾種重要的金屬化合物

第二節(jié)幾種重要的金屬化合物一.鈉的重要化合物1.氧化鈉和過氧化鈉Na2ONa2O2離子化合物-2-1白色固體淡黃色固體不穩(wěn)定穩(wěn)定是電解質(zhì)堿性氧化物穩(wěn)定性顏色狀態(tài)

氧元素化合價(jià)

化合物類別

化學(xué)式

過氧化鈉

氧化鈉

名稱是？

Na2ONa2O2

堿性氧化物是與水反應(yīng)與CO2反應(yīng)與SO2反應(yīng)與酸反應(yīng)Na2O+H2O=2NaOHNa2O+CO2=Na2CO3Na2O+SO2=Na2SO3Na2O+2HCl=2NaCl+H2O2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2不是Na2O2+SO2=Na2SO42Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2↑特殊性質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系保存用途既有氧化性，又有還原性，氧化性較強(qiáng)—————————強(qiáng)氧化性漂白性2Na2O+O2=2Na2O2△密閉隔絕空氣和水—————————強(qiáng)氧化劑漂白劑制氧劑2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2-1-202e--1-202e-2.氫氧化鈉物理性質(zhì)：俗名_______________、是一種_______色固體，易吸收空氣中的水分而______,易溶于水并_____,水溶液有澀味，有_______性。燒堿、火堿、苛性鈉白色潮解放熱滑膩性化學(xué)性質(zhì)：有堿的通性①與酸反應(yīng)：NaOH+HCl—___________NaCl+H2O②與酸性氧化物反應(yīng)

2NaOH+CO2(不足）—__________

Na2CO3+H2ONaOH+CO2(足量、）—______________NaHCO3③與鹽反應(yīng)CuSO4+2NaOH—_________________④使酸式鹽轉(zhuǎn)化為正鹽NaHCO3+NaOH—_______________Na2SO4+Cu(OH)2↓Na2CO3+H2O保存：要_______保存，要用_______塞的試劑瓶。用途：用于肥皂、石油、造紙、紡織、印染等工業(yè)。密封橡膠3.碳酸氫鈉和碳酸鈉

名稱碳酸鈉(碳酸鈉晶體)

碳酸氫鈉化學(xué)式俗稱顏色狀態(tài)

水溶性

熱穩(wěn)定性與NaOH反應(yīng)Na2CO3(Na2CO3﹒10H2O)NaHCO3純堿蘇打小蘇打白色粉末(白色晶體)細(xì)小晶體易溶于水可溶于水

＞穩(wěn)定不易分解受熱分解

2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑—————NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O△與酸反應(yīng)(同質(zhì)量與同量酸)與CaCl2反應(yīng)溶液堿性(同濃度)

相互轉(zhuǎn)化用途CO32-+2H+=CO2↑+H2OHCO3-+H+=CO2↑+H2O反應(yīng)緩慢放出氣體反應(yīng)激烈放出氣體快CO32-→HCO3-→

H2CO3HCO3-

→H2CO3堿性堿性＞Na2CO3NaHCO3CO2+H2O加熱或NaOH溶液制玻璃、造紙制皂、洗滌劑發(fā)效粉、干粉滅火劑、治胃酸Ca2++CO32-=CaCO3↓不反應(yīng)鑒別碳酸鈉和碳酸氫鈉的方法（1）晶體受熱法（固體）NaHCO3受熱產(chǎn)生能使澄清石灰水變渾濁的無(wú)色無(wú)味的氣體CO2而Na2CO3無(wú)此性質(zhì)。（2）CaCl2溶液法CaCl2溶液地加到Na2CO3溶液中能產(chǎn)生白色沉淀，滴加到NaHCO3溶液中無(wú)白色沉淀產(chǎn)生。（CaCl2可以用可溶性鈣鹽和鋇鹽代替）（3）稀鹽酸法晶體加鹽酸：NaHCO3晶體反應(yīng)比Na2CO3反應(yīng)劇烈向Na2CO3溶液中逐滴加入稀鹽酸，開始一段無(wú)氣體產(chǎn)生，當(dāng)稀鹽酸滴加到一定量后有氣體產(chǎn)生；而向NaHCO3溶液中滴加稀鹽酸，立即產(chǎn)生無(wú)色無(wú)味的氣體。（4）pH法等濃度時(shí)：Na2CO3堿性＞NaHCO3堿性很多金屬或他們的化合物在灼燒時(shí)都會(huì)使火焰呈現(xiàn)特殊的顏色。燃燒時(shí)火焰的顏色：鈉和鈉的化合物黃色鉀和鉀的化合物紫色(藍(lán)色鈷玻璃)4、焰色反應(yīng)操作步驟：鉑金絲→在無(wú)色火焰上灼燒至無(wú)色→蘸取樣品→在無(wú)色火焰外焰上灼燒→現(xiàn)象→鹽酸洗凈→重做（2）通過焰色反應(yīng)可以檢驗(yàn)?zāi)承┙饘僭氐拇嬖?，可以利用金屬元素的焰色反?yīng)制成節(jié)日的煙花。注意：（1）金屬及其化合物的焰色反應(yīng)屬于物理變化，其焰色不是物質(zhì)燃燒時(shí)火焰的焰色。幾種常見金屬的焰色：LiNaKCaSrBaCu紫紅黃紫磚紅洋紅黃綠綠二.鋁的重要化合物1.氧化鋁[Al2O3]（俗稱剛玉)（2）物理性質(zhì)：白色固體，難溶于水，熔點(diǎn)很高(2050℃)，硬度大。氧化鋁能與酸或強(qiáng)堿反應(yīng)，生成鹽和水Al2O3+6H+=2Al3++3H2OAl2O3+2OH-=2AlO2-+H2O（3）化學(xué)性質(zhì)：（1）存在：鋁土礦、剛玉（紅、藍(lán)寶石）兩性氧化物（4）主要用途：④Al2O3是冶煉鋁的原料2Al2O3=4Al+3O2↑通電③是一種很好的耐火材料，可用來(lái)制造耐火坩堝、耐火管和耐高溫的實(shí)驗(yàn)儀器等①覆蓋在鋁制品表面有效地保護(hù)內(nèi)層的鋁。②剛玉的硬度僅次于金剛石，可做軸承、表芯等2.氫氧化鋁[Al(OH)3]一種不溶于水的白色膠狀物質(zhì)，它能吸附水中懸浮物聚沉，又能吸附色素，是常用的凈水劑。思考：如何得到Al(OH)3?方案：可溶性鋁鹽與可溶性堿試劑：Al2(SO4)3、氨水、NaOH溶液現(xiàn)象：向Al2(SO4)3滴加氨水：產(chǎn)生白色沉淀向Al2(SO4)3滴加NaOH：先產(chǎn)生白色沉淀，再消失結(jié)論：1、氫氧化鋁能夠與NaOH溶液反應(yīng)2、實(shí)驗(yàn)室制備氫氧化鋁應(yīng)選擇可溶性鋁鹽與可溶性弱堿如氨水。Al3++3NH3﹒H2O=Al(OH)3↓+3NH4+小結(jié)：氫氧化鋁的化學(xué)性質(zhì)：（1）既能與強(qiáng)酸反應(yīng)，又能與強(qiáng)堿反應(yīng)，是兩性氫氧化物。其酸的形式一般表示為HAlO2，稱為偏鋁酸，是酸性極弱的酸。堿酸Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2OAl(OH)3+3H+=Al3++3H2OAl(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2OAl(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O（2）熱穩(wěn)定性差2Al(OH)3=Al2O3+3H2O△用途：是醫(yī)用的胃酸中和劑中的一種；在水中形成膠體時(shí)可以和懸浮于水中的泥沙形成絮狀不溶物沉降下來(lái)，使水澄清。（1）硫酸鋁鉀：KAl(SO4)2由兩種不同的金屬離子和一種酸根離子組成的化合物叫做復(fù)鹽。如KAl(SO4)2、(NH4)2Fe(SO4)2等

,電離方程式為：

KAl(SO4)2==K++Al3++2SO42-(NH4)2Fe(SO4)2==2NH4++Fe2++2SO42-十二水合硫酸鋁鉀:KAl(SO4)2?12H2O俗名叫明礬，是一種無(wú)色晶體，可溶于水，并與水反應(yīng)生成Al(OH)3膠體，所以明礬可用作凈水劑3、鋁鹽（Al3+）①與弱堿溶液反應(yīng)Al3++3NH3﹒H2O=Al(OH)3↓+3NH4+該反應(yīng)可用于制備Al(OH)3②與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)（2）鋁鹽的化學(xué)性質(zhì)白色沉淀逐漸增多Al(OH)3NaOH白色沉淀逐漸減少澄清溶液NaAlO2AlCl3+3NaOH=Al(OH)3↓+3NaClAl(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2ONaOHAlCl3Al3++3OH-=Al(OH)3↓Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O向AlCl3溶液中逐滴滴加NaOH溶液NaOH不產(chǎn)生沉淀或沉淀立即消失NaAlO2AlCl3白色沉淀逐漸增多溶液變渾Al(OH)3相同反應(yīng)物，滴加順序不同反應(yīng)過程不同AlCl3+4NaOH=NaAlO2+3NaCl+2H2O3NaAlO2+AlCl3+6H2O=4Al(OH)3↓+3NaClAlCl3向NaOH溶液中逐滴滴加AlCl3溶液Al3++4OH-=AlO2-+2H2O（堿過量）3AlO2-+Al3++6H2O=4Al(OH)3↓③與某些鹽反應(yīng)3AlO2-+Al3++6H2O=4Al(OH)3↓4、偏鋁酸鹽(NaAlO2)的化學(xué)性質(zhì)（1）與弱酸（如碳酸）反應(yīng)2NaAlO2+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+Na2CO32AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-H2CO3HAlO2+H2O結(jié)論：酸性H2CO3>HAlO2（Al(OH)3)（2）與強(qiáng)酸反應(yīng)①向NaAlO2溶液中逐滴滴加鹽酸剛滴加時(shí)產(chǎn)生白色沉淀，繼續(xù)滴加至一定量時(shí)白色沉淀溶解直至溶液又變澄清。AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O②向鹽酸中逐滴滴加NaAlO2溶液剛開始滴加時(shí)無(wú)沉淀產(chǎn)生，繼續(xù)滴加至一定量時(shí)出現(xiàn)白色沉淀AlO2-+4H+=Al3++2H2O（酸過量）3AlO2-+Al3++6H2O=4Al(OH)3↓小結(jié)：生成Al(OH)3的反應(yīng)可溶性的鋁鹽+堿→Al(OH)3Al3++3NH3﹒H2O=Al(OH)3↓+3NH+可溶性偏鋁酸鹽+酸→Al(OH)3AlO2-+CO2+2H2O→Al(OH)3↓+HCO3-

可溶性鋁鹽+可溶性偏鋁酸鹽→Al(OH)3Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓習(xí)題：有關(guān)反應(yīng)圖像的計(jì)算問題圖像所反映的信息：①坐標(biāo)②特征的點(diǎn)：原點(diǎn)、起始點(diǎn)、轉(zhuǎn)折點(diǎn)③變化趨勢(shì)1、向氯化鋁溶液中滴加NaOH溶液至過量nAl(OH)3n(NaOH)2、向NaOH溶液中滴加氯化鋁溶液至過量nAl(OH)3n(AlCl3)3、向NaAlO2溶液中滴加稀鹽酸nAl(OH)3n(H+)4、向稀鹽酸中滴加NaAlO2溶液至過量nAl(OH)3n(AlCl3)5、向等物質(zhì)的量的MgCl2、AlCl3溶液中滴加NaOH溶液n沉淀n(NaOH)6、向等物質(zhì)的量的HCl、MgCl2、AlCl3溶液中滴加NaOH溶液n沉淀n(NaOH)例題：在Al2（SO4）3和MgSO4混合溶液中滴入NaOH溶液，生成沉淀量與滴入的NaOH溶液體積關(guān)系如圖所示，則原溶液Al2（SO4）3和MgSO4的物質(zhì)的量之比為（）（A）1:2（B）2:1（C）3:1（D）6:1Al2(SO4)3~2Al3+~6OH-~2Al(OH)3~2OH-10mL30mLMgSO4~2OH-5mL50mL-30mL10mL10mL例題：在Al2（SO4）3和MgSO4混合溶液中滴入NaOH溶液，生成沉淀量與滴入的NaOH溶液體積關(guān)系如圖所示，則原溶液Al2（SO4）3和MgSO4的物質(zhì)的量之比為（）（A）1:2（B）2:1（C）3:1（D）6:1A練習(xí)、將鎂、鋁的混合物0.1mol溶于100mL2mol/L的H2SO4溶液中，然后再滴加1mol/LNaOH溶液。若在滴加NaOH溶液的過程中，沉淀質(zhì)量m隨加入NaOH溶液的體積V的變化情況如圖所示。已知V1＝160mL。請(qǐng)回答：(1)金屬粉末中n（Mg）＝________mol.(2)若在滴加NaOH溶液的過程中，欲使Mg2+、Al3+剛好沉淀完全，則滴入NaOH溶液的體積P＝_____mL.(3)V2＝__________mLmV1PV2V已知：n(Mg)+n(Al)=o.1mol加入NaOH后發(fā)生反應(yīng)：先H++OH-=H2O后Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓Al3++3OH-=Al(OH)3↓160mL×1mol/L=0.16mol由Al~3H+Mg~2H+可知n(H+)=3n(Al)+2n(Mg)=0.1L×2mol/L×2-0.16mol=0.24mol則（1）n（Mg）=0.06moln（Al）=0.04mol（2）n（OH-）=n（H+）=0.24molP=240mL+160mL=400mL（3）使Al(OH)3溶解的NaOH溶液的體積為40mL，則V2=440mL練習(xí)、將鎂、鋁的混合物0.1mol溶于100mL2mol/L的H2SO4溶液中，然后再滴加1mol/LNaOH溶液。若在滴加NaOH溶液的過程中，沉淀質(zhì)量m隨加入NaOH溶液的體積V的變化情況如圖所示。已知V1＝160mL。請(qǐng)回答：(1)金屬粉末中n（Mg）＝________mol.(2)若在滴加NaOH溶液的過程中，欲使Mg2+、Al3+剛好沉淀完全，則滴入NaOH溶液的體積P＝_____mL.(3)V2＝__________mLmV1PV2V（1）0.06mol（2）400mL（3）440mL三.鐵的重要化合物在地殼中的含量?jī)H次于氧、硅和鋁，居第四位（金屬第二位）鐵元素主要化合價(jià)：+2+3名稱氧化亞鐵氧化鐵四氧化鐵化學(xué)式FeOFe2O3Fe3O4俗稱_____鐵紅

磁性氧化鐵化合價(jià)

+2

+3

+2+3

形成狀態(tài)顏色

黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體水溶性均難溶很難直接化合1.鐵的氧化物

高溫2Fe+O2FeO

3Fe+2O2Fe3O4點(diǎn)燃穩(wěn)定性

不穩(wěn)定

穩(wěn)定

穩(wěn)定還原性氧化性氧化性還原性氧化性還原性氧化性與鹽酸反應(yīng)FeO+2H+=Fe2++H2OFe2O3+6H+=2Fe3++3H2OFe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O堿性氧化物

是

是

否6FeO+O2==2Fe3O4△2.鐵的氫氧化物

名稱氫氧化亞鐵氫氧化鐵化學(xué)式

Fe(OH)2

Fe(OH)3水溶性

難溶

難溶

顏色

白色

紅褐色熱穩(wěn)定性

不穩(wěn)定

不穩(wěn)定2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O△受熱分解Fe(OH)2FeO+H2O隔絕空氣△Fe(OH)2Fe(OH)3與H+反應(yīng)制備Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2OFe(OH)3+3H+=Fe3++3H2OFe2++2OH-=Fe(OH)2↓Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓注意：1、氫氧化亞鐵還原性較強(qiáng),在空氣中迅速被氧氣氧化，白色沉淀變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3

2、若想制得Fe(OH)2且白色固體保持較長(zhǎng)時(shí)間，需要采取一定的措施。①配制FeSO4及NaOH溶液時(shí)使用煮沸過的蒸餾水②向FeSO4溶液中加入鐵粉保證無(wú)Fe3+③試管中加入FeSO4溶液后加植物油液封④使用長(zhǎng)的滴管滴加NaOH溶液且滴加時(shí)滴管要伸入液面以下3.鐵鹽與亞鐵鹽的相互轉(zhuǎn)化Fe2+具有強(qiáng)還原性，弱氧化性很容易被強(qiáng)氧化劑氧化如：2Fe2++X2=2Fe3++2X-(X:Cl、Br)4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2OFe2+Fe3+O2、Cl2、Br2、H2O2、Na2O2、KMnO4K2Cr2O7、濃H2SO4、HNO3等Fe3+：處于最高價(jià)態(tài)，只有氧化性，且較強(qiáng)，易被強(qiáng)還原劑還原為Fe2+如：2Fe3++Fe=3Fe2+2Fe3++