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专题05 金属及其重要化合物-备战2022届高考化学二轮复习题型专练
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考点一 钠及其重要化合物
一、钠的性质、制备、保存及用途
1.物理性质
(1)软——质软,硬度小;
(2)亮——银白色,有金属光泽;
(3)轻——密度比水小,比煤油大;
(4)低——熔点低;
(5)导——可导电、导热。
2.化学性质
(1)钠暴露在空气中的变化及反应分析
所以钠暴露在空气中,最终得到的是白色粉末。部分反应如下:
4Na+O22Na2O
Na2O+H2O2NaOH
2Na+2H2O2NaOH+H2↑
2NaOH+CO2Na2CO3+H2O
需要特别指出的是Na2CO3的形成并非Na2O+CO2Na2CO3反应所致,因Na2O更易与水反应。
(2)钠与H2O反应:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑。
实验探究:Na与H2O(含酚酞)反应的现象及解释
(3)钠与酸溶液的反应
酸过量时:钠与酸电离出的H+反应;
酸不足时:先与酸电离出的H+反应,过量的钠再与水反应。
(4)钠与碱溶液的反应
钠与碱溶液反应的实质是Na与水的反应。
(5)钠与盐溶液的反应
钠与盐溶液反应时,钠先与水反应生成氢气和氢氧化钠,然后氢氧化钠与盐溶液再反应。钠不能把盐溶液中的金属阳离子置换出来。
在有关计算中要特别注意两点:一是只要有水,Na就会与水发生反应,直到Na反应完全;二是生成NaOH的同时,生成的H2会从溶液中逸出。
3.钠的制备与保存
(1)钠在自然界以化合态形式存在。工业上通常用电解熔融氯化钠的方法制备钠:2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑。
(2)金属钠保存在煤油或石蜡中,使之隔绝空气与水。
4.用途
二、过氧化钠的性质
1.化合价与性质的关系
,因此Na2O2既有氧化性,又有还原性,但主要表现出较强的氧化性。
2.强氧化性的表现实例
三、氢氧化钠的性质、用途及保存
1.物理性质
氢氧化钠俗称“苛性钠”、“烧碱”、“火碱”,晶体为白色,熔点318.4 ℃,吸湿性很强,易吸水而潮解,易溶于水。
2.化学性质
氢氧化钠是可溶性强碱,具有碱的通性,如能与酸、酸性氧化物反应生成盐与水,能使酸碱指示剂变色。此外还具有如下一些特殊的性质。
(1)与铝、硅单质的反应
2NaOH+2Al+2H2O2NaAlO2 +3H2↑
2NaOH+Si+H2ONa2SiO3+2H2↑
(2)与两性氧化物、两性氢氧化物的反应
2NaOH+Al2O32NaAlO2+H2O
NaOH+Al(OH)3NaAlO2+2H2O
(3)与非金属氧化物的反应
SO2+2NaOHNa2SO3+H2O
2NO2+2NaOHNaNO2+NaNO3+H2O
(4)与铵盐的反应
反应实质:+OH−NH3·H2O
(5)与有机物的反应
油脂与氢氧化钠在加热条件下可发生皂化反应;酯在碱性条件下可发生较彻底的水解反应等。
3.氢氧化钠的用途及保存
(1)用途:氢氧化钠是一种重要的化工原料,固体氢氧化钠可用作中性气体或碱性气体的干燥剂。
(2)保存方法:在实验室中,氢氧化钠可密封保存于塑料瓶或玻璃瓶中,但瓶塞需用橡胶塞,不可用玻璃塞。
四、碳酸钠与碳酸氢钠
1.物理性质
名称
碳酸钠
碳酸氢钠
化学式
Na2CO3
NaHCO3
俗名
纯碱、苏打
小苏打
颜色、状态
白色粉末
细小白色晶体
水溶性
易溶于水
水中易溶,但比Na2CO3的溶解度小
2.化学性质
(1)热稳定性
①Na2CO3性质稳定,受热难分解。
②NaHCO3性质不稳定,受热易分解,化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。
(2)与酸(足量盐酸)反应(写出离子方程式)
①Na2CO3:+2H+CO2↑+H2O;
②NaHCO3:+H+CO2↑+H2O。
(3)与碱(NaOH溶液)反应(写出化学方程式)
①Na2CO3:与NaOH不反应;
②NaHCO3:NaHCO3+NaOHNa2CO3+H2O。
(4)溶于水呈碱性的原因(写出离子方程式)
①Na2CO3:+H2O+OH-;
②NaHCO3:+H2OH2CO3+OH-。
(5)与盐(CaCl2)溶液反应(写出离子方程式)
①Na2CO3:Ca2++CaCO3↓;
②NaHCO3:与CaCl2不反应。
3.主要用途
(1)碳酸钠:玻璃、造纸、制皂、洗涤。
(2)碳酸氢钠:发酵、医药、灭火器。
五、碱金属的一般性和特殊性
1.碱金属的一般性
相似性
递变性(由Li到Cs)
原子结构
最外层均为1个电子
电子层数逐渐增多,核电荷数逐渐增大,原子半径逐渐增大
元素性质
都具有较强的金属性,最高正价均为+1
金属性逐渐增强
单
质
性
质
物理
性质
(除Cs外)都呈银白色,密度较小,熔点较低
密度逐渐增大(钾反常),熔点逐渐降低
化学
性质
都具有较强的还原性
还原性逐渐增强;与O2反应越来越剧烈,产物越来越复杂;与H2O反应的剧烈程度逐渐增强
2.碱金属的特殊性
(1)碱金属的密度随核电荷数的增大而增大,但钾的密度比钠的小。
(2)碱金属一般都保存在煤油中,但锂的密度小于煤油的密度而将锂保存在石蜡中。
(3)碱金属跟氢气反应生成的碱金属氢化物都是离子化合物,其中氢以H−形式存在,显−1价,碱金属氢化物是强还原剂。
(4)一般情况下,碱金属所形成的盐均溶于水,并且在一定温度下,酸式盐比正盐的溶解度大(但NaHCO3的溶解度比Na2CO3的小)。
(5)试剂瓶中的药品取出后,一般不能放回原瓶,但金属Na、K等需立即放回原瓶。
(6)与O2反应时,Li只生成Li2O,Na在常温时生成Na2O,加热时易形成Na2O2。
六、焰色反应
1.定义
金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色,这在化学上叫作焰色反应。
2.操作步骤
(1)干烧:实验开始时,将铂丝(或光洁无锈的铁丝)放在酒精灯(最好用煤气灯)外焰上灼烧,至与原火焰颜色相同为止。
(2)蘸、烧与观色:将铂丝(或铁丝)蘸取需要检验的试样,在外焰上灼烧,观察火焰颜色。
(3)洗、烧:将铂丝(或铁丝)用盐酸洗净后,在外焰上灼烧至无色,以除去金属丝表面可能残留的杂质。
3.应用
(1)用于检测某种金属元素是否存在。
(2)添加到烟花中,使焰火更加绚丽多彩。
4.常见元素的焰色
Na:黄色;K:紫色;Li:紫红色;Ca:砖红色;Cu:绿色;Ba:绿色。
(1)焰色反应属于物理变化,焰色属于元素的性质,即同种元素的单质或化合物,固体或相应的溶液均会产生同样的焰色。
(2)焰色反应适用于检验某些常规化学方法不能鉴定的金属元素,如Na、K等。
(3)观察钾的焰色反应时,要透过蓝色钴玻璃,这是因为大部分钾的化合物里含有少量的钠,钠的黄色火焰会影响观察结果,用蓝色钴玻璃可以滤去杂质钠的焰色。
(4)用稀盐酸清洗铂丝而不用稀硫酸的原因:铂丝表面的杂质与盐酸反应生成沸点较低的氯化物易气化挥发,而硫酸盐的沸点较高不易气化挥发。
考向一 Na的性质及应用
典例1 下列说法正确的是( )
A.自然界中存在单质钠 B.钠需要密封保存在四氯化碳中
C.实验室中可直接用药匙取用钠 D.实验室中取用后剩余的钠要放回原试剂瓶中
【答案】D
【解析】
A.钠元素在自然界中只以化合物形式存在,选项A错误;
B.四氯化碳的密度比钠的大,不能用来保存钠,选项B错误;
C.实验室中用镊子和小刀取用钠,选项C错误;
D.实验后,将剩余药品放回原试剂瓶会污染瓶中药品,要放在指定的容器中,但是个别药品如金属钠,可以放回原瓶中,选项D正确。
答案选D。
1.将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中,既有气体产生,又有白色沉淀产生的是(不考虑溶液温度变化)
①溶液 ②稀溶液 ③饱和澄清石灰水 ④溶液
⑤饱和溶液 ⑥溶液
A.①④⑥ B.②④⑤ C.③④⑥ D.①③⑤
【答案】D
【解析】
①钠投入硫酸镁溶液中,反应生成氢气、硫酸钠和氢氧化镁沉淀,故①符合题意;
②钠投入稀硫酸钠溶液中,钠与水反应生成氢气,没有沉淀生成,故②不符合题意;
③钠投入饱和澄清石灰水中,钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,反应消耗水,
故有氢氧化钙白色固体析出,故③符合题意;
④钠投入硫酸铜溶液中,反应生成氢气、硫酸钠和氢氧化铜蓝色沉淀,不是白色沉淀,故④不符合题意;
⑤钠投入饱和氯化钠溶液中,钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,反应消耗水,
饱和氯化钠溶液中析出白色氯化钠固体,故⑤符合题意;
⑥钠投入溶液中,反应生成氢气、氢氧化铁红褐色沉淀,不是白色沉淀,故⑥不符合题意;
答案选D。
钠与盐溶液反应的思维流程
1.共性
因为钠与不同的溶液反应均属于剧烈的置换反应,故有共同的现象产生:(1)浮:钠浮在液面上;(2)熔:钠熔化成光亮的小球;(3)游:在液面上不停地游动直至反应完;(4)响:反应中不停地发出“嘶嘶嘶”的响声。
2.差异性
与酸及能形成弱碱的金属盐溶液反应时,由于溶液中H+浓度较大,反应比与水剧烈,最后钠可能在液面上燃烧;与盐溶液反应时,还可能会生成沉淀(如生成难溶碱)、气体(NH3)等。
考向二 过氧化钠的性质及应用
典例2 在呼吸面具和潜水艇中可用过氧化钠作为供氧剂。请选用适当的化学试剂,用如图所示实验装置进行实验,证明过氧化钠可作供氧剂。
(1)A是制取的装置,写出A中发生反应的化学方程式:____。
(2)填写表中空格:
装置
加入试剂
加入该试剂的目的
B
饱和溶液
____
C
_____
______
D
NaOH溶液
______
(3)写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式_______。
(4)用____检验F中收集到的气体,现象是_____。
【答案】(1)
(2) 除去气体中混入的HCl 过氧化钠 与和水反应产生 吸收未反应的气体
(3)
(4) 带火星的木条 木条复燃
【解析】
(1)A装置中制备CO2,无加热设备,所以应用分液漏斗盛装稀盐酸与锥形瓶中的石灰石反应制备CO2气体,方程式为:CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O,离子方程式为:CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑,
故答案为:CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑;
(2)CO2气体通过饱和碳酸氢钠溶液,除去盐酸挥发出的HCl气体,C装置中盛装过氧化钠固体,与二氧化碳和水反应生成氧气,再将混合气体通入氢氧化钠溶液中,以除去氧气中未反应的二氧化碳,最后用排水法收集氧气;
故答案为除去CO2气体中混入的HCl;过氧化钠;与CO2和水反应产生O2;吸收未反应的CO2气体;
(3) 过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,方程式为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,
故答案为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2;
(4)F利用排水法收集氧气,检验氧气可使用带火星的木条,若木条复燃则证明该气体为氧气,故答案为带火星的木条;木条复燃。
2.过氧化钠具有强氧化性,遇木炭、铝粉等还原性物质时可燃烧。下列有关说法不正确的是
A.Na2O2与CO2反应时,Na2O2是氧化剂,CO2是还原剂
B.熔融过氧化钠时不可使用石英坩埚
C.过氧化钠与木炭、铝粉反应时,过氧化钠均表现出强氧化性
D.过氧化钠与二氧化硫反应时可生成硫酸钠
【答案】A
【解析】Na2O2与H2O、CO2反应时,都是Na2O2自身发生歧化反应,A项错误;石英的主要成分是SiO2,而Na2O2能与SiO2反应生成Na2SiO3,故熔融过氧化钠时不可使用石英坩埚,B项正确;Na2O2具有强氧化性,而C、Al、SO2均具有还原性,故Na2O2可与C、Al、SO2发生氧化还原反应,可将C氧化成CO2,将Al氧化成Al2O3,将SO2氧化成SO,C、D项均正确。
考向三 过氧化钠与二氧化碳、水反应的规律
2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2①
2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑②
以上反应中Na2O2既作氧化剂又作还原剂,CO2和H2O既不是氧化剂又不是还原剂。
1.物质的量关系
无论是CO2、H2O(g)的单一物质还是二者的混合物,通过足量的Na2O2时,CO2、H2O(g)与放出O2的物质的量之比均为2∶1,解答此类问题可借助物质的量守恒关系。
2.电子转移关系
根据上式,由电子转移关系可知,存在关系:2 mol Na2O2~1 mol O2~2 mol 电子。
3.固体质量关系
将CO2看作CO燃烧所得:2CO+O22CO2①;2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2②。
由①②,推知CO+Na2O2Na2CO3。
将H2O看作H2燃烧所得:2H2+O22H2O①;2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑②。
由①②,推知H2+Na2O22NaOH。
所以Na2O2与CO2、H2O反应增加的质量为与CO2、H2O等物质的量的CO、H2的质量。
根据上述分析,可以得出以下结论:
(1)将CO或H2的燃烧产物CO2或H2O通过Na2O2固体,可以看成CO或H2直接与Na2O2反应,所以固体增加的质量就是参加反应的CO或H2的质量。
(2)凡是分子组成符合(CO)n(H2)m形式的一种或几种物质,w g该物质在O2中完全燃烧,将其产物(CO2和水蒸气)通过足量的Na2O2固体后,Na2O2固体增加的质量必为w g。
中学阶段常见的符合这一关系的物质有①无机物:H2、CO及H2和CO的混合气体;②有机物:CH3OH、HCHO、CH3COOH、HCOOCH3、CH3CH(OH)COOH(乳酸)、C6H12O6(葡萄糖)等。
4.气体体积关系
CO2、H2O(g)与过量的Na2O2反应,所得O2的体积为相同状况下CO2或H2O(g)体积的一半。
5.反应的先后问题
一定量的Na2O2与一定量的CO2和H2O(g)的混合物反应,可视作Na2O2先与CO2反应,待CO2反应完后,Na2O2再与H2O(g)发生反应。[即便Na2O2先与H2O(g)反应,生成的NaOH又消耗CO2而生成H2O(g),故CO2先反应。
6.反应的固体产物判断
根据化学方程式:2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O(g)4NaOH+O2,结合CO2先反应,H2O(g)后反应的顺序,可以推知反应后固体产物的成分:
①当n(CO2)≥n(Na2O2)时,固体产物为Na2CO3;
②当n(CO2)<n(Na2O2)时,固体产物为Na2CO3和NaOH;
③当n(CO2)+n(H2O)<n(Na2O2)时,固体产物为Na2CO3和NaOH。
典例3 200 ℃时,11.6 g CO2和H2O(g)的混合气体与足量的Na2O2充分反应后固体质量增加了3.6 g,则原混合气体的总物质的量是
A.0.125 mol B.0.25 mol C.0.5 mol D.1 mol
【答案】C
【解析】根据质量守恒定律可知,生成O2的质量为11.6 g−3.6 g=8 g,n(O2)==0.25 mol,根据Na2O2与H2O(g)、CO2反应的物质的量的关系可知CO2和H2O(g)的物质的量之和为0.25 mol×2=0.5 mol。
3.将O2、CH4、Na2O2放入密闭容器中,在150 ℃条件下用电火花引燃反应,恰好完全反应,此时容器中的压强为零,由此得出原混合物中O2、CH4、Na2O2的物质的量之比为
A.1∶1∶1 B.2∶2∶6
C.1∶2∶6 D.无法确定
【答案】C
【解析】由题意知,三种物质完全反应后压强为零,说明最终剩余固体为Na2CO3和NaOH。根据凡是分子组成符合(CO)n(H2)m形式的一种或几种物质的混合物与足量Na2O2反应,固体Na2O2增加的质量等于该混合物的质量的规律,要使O2和CH4的组成符合(CO)n(H2)m的形式,则必须有n(O2)∶n(CH4)=1∶2。假设有1 mol O2、2 mol CH4与n mol Na2O2反应:2CH4+O2+Na2O2→ Na2CO3+NaOH,然后由氢原子守恒确定NaOH的物质的量为8 mol,由碳原子守恒确定Na2CO3的物质的量为2 mol,最后求出Na2O2的物质的量为6 mol,即可得出反应的化学方程式:2CH4+O2+6Na2O22Na2CO3+8NaOH,即C项正确。
考向四 碳酸钠、碳酸氢钠的性质与鉴别
典例4 下列关于Na2CO3和NaHCO3的比较中,说法不正确的是
A.NaHCO3固体受热容易分解,而Na2CO3固体受热不容易分解
B.等物质的量的Na2CO3和NaHCO3分别与足量的盐酸反应,前者消耗盐酸的物质的量比后者多
C.向等体积等物质的量浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液中分别滴加2滴酚酞溶液,前者颜色比后者深
D.Na2CO3溶液和NaHCO3溶液分别与Ba(OH)2溶液反应的离子方程式相同
【答案】D
【解析】 Na2CO3溶液和NaHCO3溶液分别与Ba(OH)2溶液反应的离子方程式不相同,Na2CO3与Ba(OH)2溶液:CO+Ba2+===BaCO3↓,NaHCO3与Ba(OH)2溶液反应,当NaHCO3少量时:HCO+OH-+Ba2+===BaCO3↓+H2O;当NaHCO3过量时:2HCO+Ba2++2OH-===BaCO3↓+CO+2H2O。
4.下列实验方案鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色粉末,不能达到预期目的的是( )
A.分别向等量的白色粉末中加等体积、等浓度的稀盐酸,比较生成气体的快慢
B.分别向等量的白色粉末中加等体积适量的水,比较固体溶解量的多少
C.分别将等量的白色粉末配成溶液,然后加入澄清石灰水,比较是否有沉淀生成
D.分别将等量的白色粉末用如图装置进行实验,比较澄清石灰水是否变浑浊
【答案】C
【解析】
【分析】
A.碳酸钠和盐酸反应先生成碳酸氢钠,碳酸氢钠再和盐酸反应生成二氧化碳;
B.相同温度下,碳酸氢钠的溶解度小于碳酸钠;
C.碳酸氢钠和碳酸钠都和氢氧化钙反应生成白色沉淀;
D.碳酸钠较稳定,加热不分解,碳酸氢钠不稳定,加热易分解。
【详解】
A.分别向等量的白色粉末中加等体积、等物质的量浓度的稀盐酸,碳酸氢钠立即和盐酸反应生成二氧化碳,碳酸钠和盐酸反应先生成碳酸氢钠,碳酸氢钠再和盐酸反应生成二氧化碳,所以生成二氧化碳速率不同,能达到实验目的,故A不选;
B.相同温度下,碳酸氢钠的溶解度小于碳酸钠,所以分别向等量的白色粉末中加等体积适量的水,比较固体溶解量的多少来鉴别,能达到实验目的,故B不选;
C.碳酸氢钠和碳酸钠都和氢氧化钙反应生成白色沉淀,反应现象相同,无法鉴别,所以不能达到实验目的,故C选;
D.碳酸钠比碳酸氢钠稳定,加热时,碳酸钠不分解,碳酸氢钠分解生成二氧化碳,用澄清石灰水检验是否生成二氧化碳,所以能达到实验目的,故D不选;
故选C。
Na2CO3和NaHCO3鉴别的四个角度
(1)利用热稳定性不同
(2)利用和酸反应生成气体的速率不同(相同条件下)
(3)利用和BaCl2(或CaCl2)溶液混合时现象不同
(4)利用溶液的酸碱性不同
考向五 碳酸钠、碳酸氢钠溶液与盐酸反应的规律
1.与酸反应放出CO2的速率快慢不同的原因分析
NaHCO3溶液与盐酸反应只需一步即可放出CO2气体,故放出气体的速率较快:NaHCO3+HClNaCl+CO2↑+H2O。
Na2CO3溶液与盐酸反应时,第一步生成NaHCO3,此时尚无气体放出:Na2CO3+HClNaHCO3+NaCl;
第二步是生成的NaHCO3与盐酸反应放出CO2。
故将相同物质的量浓度的盐酸分别滴入等体积等物质的量浓度的NaHCO3溶液和Na2CO3溶液中,前者放出气体的速率较快。
2.不用任何试剂鉴别Na2CO3溶液和盐酸的化学原理
Na2CO3溶液与盐酸作用时,滴加方式不同,现象不同,产生CO2的量也不一定相同。以此可作为鉴别Na2CO3溶液和盐酸的依据。
(1)把Na2CO3溶液逐滴加入盐酸中,开始时盐酸相对过量,则发生反应:Na2CO3+2HCl2NaCl+CO2↑+H2O,即开始就有CO2气体放出。
(2)把盐酸逐滴加入Na2CO3溶液中,开始时Na2CO3相对过量,则先发生反应:Na2CO3+HClNaCl+NaHCO3,继续滴加盐酸则进行下一步反应:NaHCO3+HClNaCl+CO2↑+H2O,即开始阶段无明显现象,之后才有气体产生。
3.碳酸钠、碳酸氢钠溶液与盐酸反应的常见图像
Na2CO3溶液与盐酸反应先转化为与Na2CO3等物质的量的NaHCO3,没有CO2生成,且Na2CO3转化为NaHCO3消耗的HCl的物质的量与新生成的NaHCO3放出CO2消耗的HCl的物质的量相等(如图2所示),这是处理该类问题的关键点。抓住Na2CO3溶液与盐酸反应的这一特点,就很容易推出Na2CO3、NaOH的混合溶液以及Na2CO3、NaHCO3的混合溶液与盐酸反应的特点,常见图像如下:
(1)向NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸,消耗的HCl与产生的CO2的物质的量的关系如图1所示;
(2)向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸,消耗的HCl与产生的CO2的物质的量关系如图2所示;
(3)向Na2CO3、NaOH的混合溶液中逐滴加入盐酸,消耗的HCl与产生的CO2的物质的量关系如图3所示;
(4)向Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中逐滴加入盐酸,消耗的HCl的物质的量与产生的CO2的物质的量的关系如图4所示。
典例5 向某NaOH溶液中通入CO2气体后得溶液M,因CO2通入量的不同,溶液M的组成也不同。若向M中逐滴加入盐酸,产生的气体体积V(CO2)与加入盐酸的体积V(HCl)的关系有下列图示四种情况,且(2)(3)(4)图中分别有OAAB,则下列分析与判断不正确的是
A.M中只有一种溶质的有(1)和(3)
B.M中有两种溶质的有(2)和(4)
C.(2)图显示M中c(NaHCO3)②
(2)c()>c()>c(Al3+)>c(H+)>c(OH−)
(3)①玻璃棒 ②87.86%
【解析】(1)铝元素位于周期表中第三周期ⅢA族。同周期元素从上到下非金属性减弱,最高价含氧酸酸性减弱,Na[B(OH)4]水解程度最小、Na[Ga(OH)4] 水解程度最大,浓度相同的这三种物质的溶液pH由大到小的顺序为Na[Ga(OH)4]> Na[Al(OH)4]> Na[B(OH)4]。
(2)将20.0 mL 0.1 mol/L Ba(OH)2溶液和20.0 mL 0.1 mol/L NH4Al(SO4)2溶液混合,、,反应后c()=0.1 mol/L÷2=0.05 mol/L;铵根水解,c()c()>c(Al3+)>c(H+)>c(OH−)。
(3) ①过滤时用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒;设AlN的质量为a g,根据关系式
2AlN~Al2O3 Δm
82 102 20
a 0.9
a=0.369 g,AlN的质量分数为87.86%。
考向二 铝与酸、碱反应的有关计算
(1)铝能与酸溶液反应生成H2和铝盐(Al3+),但与稀HNO3反应不生成H2,且在浓HNO3、浓H2SO4中钝化。
(2)铝与强碱溶液反应生成H2和偏铝酸盐()。
(3)铝与酸或碱溶液反应生成H2的量的关系:
有关离子方程式为:
2Al+6H+2Al3++3H2↑
2Al+2OH−+2H2O2+3H2↑
Al与酸、碱反应的实质都是:AlAl3+,2H+H2,故与酸或碱反应时,铝与氢气的关系均为2Al~3H2↑,利用此性质可以方便地进行有关计算。
①等量Al分别与足量酸(H+)和碱(OH−)溶液反应,生成H2之比为1∶1,消耗H+和OH−之比为3∶1。
②足量Al分别与所含H+和OH−物质的量相等的溶液反应,生成H2之比为1∶3。
③若产生H2之比为
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