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高中三年级化学

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首页 高中三年级化学知识 碳酸钠 偏铝酸盐 铝盐（铝离子） 硅酸盐 试题正文
  • 单选题
    下列各项操作中，不发生“先产生沉淀，然后沉淀又溶解”现象的是：①向饱和碳酸钠溶液中通入过量的CO2；②向NaAlO2胶体中逐滴加入过量的稀盐酸；③向AlCl3溶液中逐滴加入过量稀氢氧化钠溶液；④向硅酸钠溶液中逐滴加入过量的盐酸
    [     ]

    A．①②
    B．①③
    C．①④
    D．②③
    本题信息：2012年山东省期中题化学单选题难度一般 来源:于丽娜
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本试题 “下列各项操作中，不发生“先产生沉淀，然后沉淀又溶解”现象的是：①向饱和碳酸钠溶液中通入过量的CO2；②向NaAlO2胶体中逐滴加入过量的稀盐酸；③向AlCl3溶液中逐...” 主要考查您对

碳酸钠

偏铝酸盐

铝盐（铝离子）

硅酸盐

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  • 碳酸钠
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碳酸钠(Na2CO3)：

(1)俗名：纯碱或苏打；白色粉末，易溶于水，稳定；可用于制玻璃、肥皂、造纸、防治等
(2)与H+反应：CO32-+2H+==CO2↑+H2O
(3)与NaOH不反应
(4)与石灰水反应：CO32-+Ca2+==CaCO3↓
(5)与氯化钡反应：CO32-+Ba2+==BaCO3↓
(6)与CO2反应：CO32-+CO2+H2O==2HCO3-


碳酸钠的物理性质：

碳酸钠常温下为白色粉末或颗粒。溶于水和甘油，不溶于乙醇。水溶液呈强碱性，pH11.6。
碳酸钠是一种强碱盐，溶于水后发生水解反应(碳酸钠水解会产生碳酸氢钠和氢氧化钠），使溶液显碱性，有一定的腐蚀性，能与酸进行复分解反应。
稳定性 稳定性较强，但高温下也可分解，生成氧化钠和二氧化碳。长期暴露在空气中能吸收空气中的水分及二氧化碳，生成碳酸氢钠，并结成硬块。吸湿性很强，很容易结成硬块，在高温下也不分解。含有结晶水的碳酸钠有3种：Na2CO3·H2O、Na2CO3·7H2O和Na2CO3·10H2O。

碳酸钠的用途：

用于制玻璃、肥皂、造纸、纺织等工业，也用作食品工业发酵剂。


Na2CO3、NaHCO3的性质比较：

表示 名称 碳酸钠 碳酸氢钠
化学式 Na2CO3 NaHCO3
俗称 苏打 小苏打
物理性质 色态 白色粉末 白色晶体
溶解性 易溶于水 能溶于水
化学性质 与盐酸反应 Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑
热稳定性 很稳定 受热分解：2NaHCO3=（加热）=Na2CO3+H2O+CO2↑
与NaOH反应 不反应 NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O
相互转化 Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3 NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O
2NaHCO3=（加热）=Na2CO3+H2O+CO2↑

Na2CO3、NaHCO3的鉴别：

Na2CO3、NaHCO3与足量盐酸反应的比较：


Na2CO3溶液与盐酸反应：

滴加顺序不同，现象不同，化学方程式不同。
①向盐酸里逐滴加入Na2CO3溶液(开始时酸过量) 2HCl＋Na2CO3===2NaCl＋CO2↑＋H2O
②向Na2CO3溶液里逐滴加入盐酸(开始时酸不足) HCl＋Na2CO3==NaCl＋NaHCO3(无气泡)     HCl＋NaHCO3==NaCl＋CO2↑＋H2O(后来有气泡)
[特别提醒]
(1)Na2CO3和盐酸可以用互滴法鉴别。
(2)滴加顺序不同，放出CO2的量可能相同，也可能不同。


碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的基本图像的归纳总结：

(1)向Na2CO3中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图1所示；
(2)向NaHCO3中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图2所示；
(3)向NaOH、Na2CO3的混合物中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图3所示(设NaOH、Na2CO3的物质的量之比x∶y＝1∶1，其他比例时的图像略)；
(4)向Na2CO3、NaHCO3的混合物中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图4所示(设Na2CO3、NaHCO3的物质的量之比m∶n＝1∶1,其他比例时的图像略)。


偏铝酸盐：

偏铝酸盐是指含有“AlO2-”集团的盐，是铝及其氧化物与强碱反应的产物。
例如Al(OH)3+OH-═AlO2-+2H2O。

偏铝酸盐的性质用离子方程式表示如下： ①偏铝酸盐溶液发生水解反应，溶液呈碱性。 ALO2-+2H2O==AL(OH)3+OH- ②偏铝酸盐与酸反应与强酸发生反应：适量强酸：ALO2-+H+H2O==AL(OH)3 过量强酸：ALO2-+4H+==AL3++2H2O 与弱酸（H2CO3）发生反应：即通入CO2气适量CO2：2ALO2-+CO2+3H2O==2AL(OH)3+CO32- 过量CO2：ALO2-+CO2+2H2O==AL(OH)3+HCO3- ③铝盐与偏铝酸盐溶液反应： AL3++3ALO2-+6H2O==4AL(OH)3 偏铝酸盐也可以理解为两性物质Al盐偏碱性的盐。AlO2-+H+(少量)+H2O==Al(OH)3↓ 
AlO2-+4H+(过量)==Al3++2H2O


偏铝酸盐的性质：

偏铝酸盐的性质用离子方程式表示如下：
①偏铝酸盐溶液发生水解反应，溶液呈碱性。AlO2-+2H2O==Al(OH)3+OH-
②偏铝酸盐与酸反应与强酸发生反应：
适量强酸：AlO2-+H++H2O==Al(OH)3
过量强酸：AlO2-+4H+==Al3++2H2O
与弱酸（H2CO3）发生反应：即通入适量CO2：2AlO2-+CO2+3H2O==2Al(OH)3+CO32-
过量CO2：AlO2-+CO2+2H2O==Al(OH)3+HCO3-
③铝盐与偏铝酸盐溶液反应：Al3++3AlO2-+6H2O==4Al(OH)3偏铝酸盐也可以理解为两性物质Al盐偏碱性的盐。


方法与技巧：

偏铝酸盐是在强碱性条件下生成的,所以它的存在环境也是强碱性环境,在离子共存题目中,经常遇到含有AlO2-的情况，遇到这样的题目，我们可以认为该溶液中含有OH-，与很多显酸性的离子不共存。例如：AlO2-与Al3+、Fe3+、NH4+、HCO3-等常见离子不共存。


“铝三角”关系：


Al3+＋3OH-===Al(OH)3↓
Al(OH)3＋OH-===AlO2-＋2H2O
Al3+＋4OH-===AlO2-＋2H2O
AlO2-＋2H2O＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO3-
AlO2-+H+＋H2O===Al(OH)3↓
AlO2-+4H+===Al3+＋2H2O


铝盐：

铝盐是指正三价铝离子和酸根阴离子组成的盐，一般来说呈白色或无色晶体，溶于水，个别不溶于水。
常用的铝盐主要有三氯化铝、硫酸铝和明矾。
(1)与碱反应：Al3++3OH-(少量)==Al(OH)3↓ 
Al3++4OH-(过量)== AlO2-+2H2O
(2)Al3++3AlO2-+6H2O==4Al(OH)3↓


铝盐的性质：

Al3+易水解，显酸性Al3++3H2O==Al(OH)3+3H+
(1)与碱反应：Al3++3OH-(少量)==Al(OH)3↓  
                         Al3++4OH-(过量)==AlO2-+2H2O
(2)易发生双水解：Al3++3AlO2-+6H2O==4Al(OH)3↓


铝盐与强碱溶液作用生成Al(OH)3沉淀的计算
反应关系如下：
(1)Al3++3OH-==Al(OH)3(生成沉淀)
(2)Al(OH)3+OH-==AlO2-+2H2O(沉淀溶解)
(3)Al3++4OH-==AlO2-+2H2O(生成沉淀，又恰好溶解)
分析以上三个化学反应方程式，所得Al(OH)3沉淀的物质的量与n(Al3+)、n(OH-)的关系为：
当≤3时，所得沉淀的物质的量：n[Al(OH)3]=n(OH-)
当≥4时，所得沉淀的物质的量：n[Al(OH)3]=0

当3<<4时，所得沉淀的物质的量：n[Al(OH)3]=4n(Al3+)-n(OH-)

2、有关Al(OH)3的图像分析
①向溶液中滴加溶液

O～A段：
A～B段：
②向强碱溶液中滴入铝盐溶液

O～A段：
A～B段：
③向铝盐溶液中滴入氨水或向氨水中滴加铝盐溶液
A. 向铝盐中滴加氨水时，当氨水增加到时，产生最大沉淀量

B. 向氨水中滴加铝盐溶液时，开始时氨水过量，如图所示


分析得：氢氧化铝不溶于弱碱氨水中。
④向偏铝酸盐溶液中滴入强酸

O～A段：
O～B段：
⑤向盐酸中滴加偏铝酸盐溶液

O～A段：
A～B段：


“铝三角”关系：


Al3+＋3OH-===Al(OH)3↓
Al(OH)3＋OH-===AlO2-＋2H2O
Al3+＋4OH-===AlO2-＋2H2O
AlO2-＋2H2O＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO3-
AlO2-+H+＋H2O===Al(OH)3↓
AlO2-+4H+===Al3+＋2H2O


典型例题解析：

在50mLbmol·L－1的AlCl3溶液中加入50mLamol·L－1NaOH溶液。
(1)当a≤3b时，生成Al(OH)3沉淀的物质的量为________。
(2)当a、b满足________条件时，无沉淀产生。
(3)当a、b满足________条件时，先有沉淀生成，后又有部分沉淀溶解，此时Al(OH)3的质量为________g。　
解析：依题意知，在AlCl3溶液中加入NaOH溶液有如下两个反应发生： AlCl3＋3NaOH===Al(OH)3↓＋3NaCl       ①
AlCl3＋4NaOH===NaAlO2＋3NaCl＋2H2O        ②
根据以上两反应可以看出：
(1)当a≤3b时，只发生第一个反应，此时NaOH不足量，产生沉淀的量取决于NaOH。3n[Al(OH)3]＝n（NaOH）?。所以答案为0.05a/3mol。
(2)如果无沉淀生成，Al元素全部以AlO2－形式存在。 n(AlCl3)∶n(NaOH)≤1∶4，即a∶b≥4∶1，所以答案为a≥4b。
(3)此种情况应当是两个反应均发生，铝元素以Al(OH)3和AlO2－两种形式存在。符合关系：即，整理得：3b<a<4b或。

求沉淀的量的方法很多。
解法一：联立方程法。
设反应①中，AlCl3物质的量为x，则Al(OH)3为x，NaOH为3x。
反应②中AlCl3物质的量为y，NaOH为4y。 　　　　
　　　　　　　
解得x＝(0.2b－0.05a)mol＝0.05(4b－a)mol。 m[Al(OH)3]＝78g·mol－1×0.05(4b－a)mol=3.9(4b-a)g。
解法二：守恒法。此种条件下，溶液中的离子有Na＋、Cl－、AlO2-。　　　　
n(AlO2-)＝n(Na＋)－n(Cl－)＝0.05amol－0.05×3bmol。　　　　
n[Al(OH)3]＝n(Al3＋)总－n(AlO2-)＝0.05bmol－(0.05amol－0.15bmol)＝(0.2b－0.05a)mol＝0.05(4b－a)mol。　　　　
m[Al(OH)3]＝78g·mol－1×0.05(4b－a)mol ＝3.9(4b－a)g。　　　　
【答案】　


硅酸盐种类：

①硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分，其结构复杂，组成可用二氧化硅和金属氧化物的形式表示。例如：硅酸钠Na2SiO3(Na2O·SiO2)；镁橄榄石Mg2SiO4(2MgO·SiO2)；高岭石Al2(Si2O5)(OH)4(Al2O3·2SiO2·2H2O)
②云母、滑石、石棉、高岭石等，它们都属于天然的硅酸盐。
③人造硅酸盐：主要有玻璃、水泥、各种陶瓷、砖瓦、耐火砖、水玻璃以及某些分子筛等。
④硅酸盐制品性质稳定，熔点较高，难溶于水，有很广泛的用途。最简单硅酸盐是硅酸钠，其水溶液俗称水玻璃，是一种矿物胶，可作粘合剂，防腐剂。

硅酸钠：

（1）化学式：Na2SiO3
（2）俗称：其水溶液俗称水玻璃
（3）物理性质：硅酸钠溶液是无色黏稠液体
（4）化学性质：
①与盐酸反应 Na2SiO3+2HCl==== 2NaCl+H2SiO3(胶体)
②与CO2反应 NaSiO3+CO2+H2O ==Na2CO3+H2SiO3↓
③与水发生水解反应硅酸钠溶液显碱性
（5）制备：SiO2+2NaOH== Na2SiO3+H2O
（6）保存：试剂瓶不能配磨口玻璃塞
（7）用途：常用于制备硅胶和木材防火剂等


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