本试题 “在铝质易拉罐中收集满CO2气体,然后在其中加入10 mL浓NaOH溶液,并迅速用胶带将易拉罐口封住,能够观察到的实验现象是易拉罐变瘪,经过一段时间后,又观察到...” 主要考查您对单质铝
碳单质及化合物
等考点的理解。关于这些考点您可以点击下面的选项卡查看详细档案。
铝的主要性质:
铝的特殊性质:
铝既能与酸反应,也能与强碱反应。
铝与酸反应:铝与浓硫酸在常温下发生钝化,2Al+6HCl==2AlCl3+3H2↑
铝与碱反应:2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2↑
铝热反应:
铝热法是一种利用铝的还原性获得高熔点金属单质的方法。此种反应被称为铝热反应。
可简单认为是铝与某些金属氧化物(如Fe2O3、Fe3O4、Cr2O3、V2O5等)或非金属氧化物(如SiO2等)在高热条件下发生的反应。
铝热反应常用于冶炼高熔点的金属,并且它是一个放热反应,
其中镁条为引燃剂,氯酸钾为助燃剂。
其装置如下图所示:
铝热反应配平技巧:
取反应物和生成物中氧化物中两边氧的最小公倍数,即可快速配平,如8Al+3Fe3O4=4Al2O3+9Fe中,可取Fe3O4和Al2O3中氧的最小公倍数12,则Fe3O4前应为3Al2O3前应为4,然后便可得到Al为8,Fe为9。
镁铝的化学性质比较:
单质 | 镁 | 铝 |
与非金属反应 | 2Mg+O2=(点燃)=2MgO (发出耀眼白光) Mg+Cl2=(点燃)=MgCl2 3Mg+N2=(点燃)=Mg3N2 |
4Al+3O2=(加热)=2Al2O3 2Al+3Cl2=(加热)=2AlCl3 2Al+3S=(加热)=Al2S3 |
与沸水反应 | Mg+2H2O=(加热)=Mg(OH)2+H2↑ | 不反应 |
与酸反应 | Mg+2H+==Mg2++H2↑ 与稀硝酸反应生成Mg(NO3)2、NOx(或者N2、NH4NO3)、H2O |
2Al+6H+==2Al3++3H2↑ 在冷的浓硝酸或浓硫酸中钝化 |
与氧化物反应 | 2Mg+CO2=(点燃)=2MgO+C (剧烈燃烧,生成白色粉末和黑色固体) |
2Al+Fe2O3=(高温)=2Fe+Al2O3(铝热反应) |
与盐溶液反应 | Mg+2NH4++2H2O==Mg2++2NH3·H2O+H2↑ Mg+Cu2+==Mg2++Cu |
2Al+3Hg2+=2Al3++3Hg |
与强碱反应 | 不反应 | 2Al+2OH-+2H2O==2AlO2-+3H2↑ |
取反应物和生成物中氧化物中两边氧的最小公倍数,即可快速配平,如8Al+3Fe3O4=4Al2O3+9Fe中,可取Fe3O4和Al2O3中氧的最小公倍数12,则Fe3O4前应为3Al2O3前应为4,底下便可得到Al为8,Fe为9。
铝与酸、碱反应的计算技巧:
铝与酸、碱反应的实质都是,,所以根据得失电子守恒可知:,利用此关系可以方便地进行有关计算。
铝与酸或碱溶液反应生成H2的量的计算:
Al是我们中学阶段学习的唯一既与H+反应也与OH-反应的金属,它与酸、碱反应既有相同点,也有不同点。
相同点:Al均被氧化成+3价,所以1molAl不论与H+还是与OH-反应均生成3gH2。
不同点:1molAl与H+反应消耗3molH+,而与OH-反应只消耗1molOH-,所以含有等物质的量的NaOH溶液和HCl溶液分别与足量的铝反应时生成的氢气的物质的量之比为3∶1。
“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
钝化:
铝、铁在常温下与浓硫酸发生钝化,钝化不是不反应,而是被氧化成一层致密的氧化物薄膜,恰恰说明金属的活泼性。
碳:
①元素符号:C
②原子结构示意图:
③电子式:
④周期表中位置:第二周期ⅣA族
⑤含量与存在:在地壳中的含量为0.087%,在自然界中既有游离态,又有化合态
⑥同素异形体:金刚石、石墨、C60、活性炭
碳(活性炭):
①金刚石:纯净的金刚石是无色透明、正八面体形状的固体,硬度大,熔点高,不导电,不溶于水
石墨:深灰色的鳞片状固体,硬度小,质软,有滑腻感,熔点高,具有导电性
活性炭:黑色粉末状或颗粒状的无定形碳,疏松多孔,有吸附性
②碳的化学性质:
a.稳定性:在常温下碳的化学性质稳定,点燃或高温的条件下能发生化学反应
b.可燃性:氧气充足的条件下:C+O2CO2 氧气不充分的条件下:2C+O22CO
c.还原性:
木炭还原氧化铜:C+2CuO2Cu+CO2↑
焦炭还原氧化铁:3C+2Fe2O34Fe+3CO2↑
焦炭还原四氧化三铁:2C+Fe3O43Fe+2CO2↑
木炭与二氧化碳的反应:C+CO2CO
二氧化碳:
①物理性质:常温下,二氧化碳是一种无色无味的气体,密度比空气大,能溶于水。固态的二氧化碳叫做干冰。
②化学性质:
a.一般情况下,二氧化碳不能燃烧,也不支持燃烧,不供给呼吸,因此当我们进入干枯的深井,深洞或久未开启的菜窖时,应先做一个灯火实验,以防止二氧化碳浓度过高而造成危险
b.二氧化碳和水反应生成碳酸,使紫色石蕊试液变红:CO2+H2O===H2CO3,碳酸不稳定,很容易分解成水和二氧化碳,所以红色石蕊试液又变回紫色:H2CO3===H2O+CO2↑
c.二氧化碳和石灰水反应:Ca(OH)2+CO2====CaCO3↓+H2O
d.二氧化碳可促进植物的光合作用:6CO2+6H2OC6H12O6+6O2
③用途:
a.二氧化碳不支持燃烧,不能燃烧,比空气重,可用于灭火
b.干冰升华时吸收大量的热,可用它做制冷剂或人工降雨
c.工业制纯碱和尿素,是一种重要的化工原料 d.植物光合作用,绿色植物吸收太阳能,利用二氧化碳和水,合成有机物放出氧气。
一氧化碳:
①物理性质:通常状况下,是一种没有颜色,气味的气体,比空气略轻难溶于水。
②化学性质
a.可燃性:2CO+O22CO2
b.还原性:一氧化碳还原氧化铜:CO+CuOCu+CO2 一氧化碳还原氧化铁:3CO+Fe2O32Fe+3CO2 一氧化碳还原四氧化三铁:4CO+Fe3O43Fe+4CO2
c.毒性:一氧化碳能与人体血液中的血红蛋白结合,使血红蛋白失去运输氧气的能力,造成机体缺氧。冬天用煤火取暖,如排气不良,就会发生煤气中毒,就CO中毒。CO重要来源是汽车尾气和煤,石油等含碳燃料的不完全燃烧。
③用途:用作燃料,冶炼金属。 ④碳酸:弱酸,不稳定,易分解H2CO3==CO2↑+H2O
碳酸盐:
1.正盐与酸式盐的比较
正盐 | 酸式盐 | |
水溶性 | 除K、Na、铵的碳酸盐易溶于水外,其余都难溶于水 | 都溶于水 |
热稳定性 | 较稳定 ①K2CO3、Na2CO3等碱金属的正盐受热难分解 ②CaCO3、(NH4)2CO3 等受热易分解 |
受热易分解 2NaHCO3Na2CO3+ H2O+CO2↑ Ca(HCO3)2 CaCO3+H2O+CO2↑ |
与酸反应 | CO32-+2H+== CO2↑+H2O CaCO3+2H+=Ca2+ +H2O+CO2↑ |
HCO3-+H+==H2O+ CO2↑(相同条件下,NaHCO3与酸反应放出CO2的速率比Na2CO3快) |
与碱反应 | Na2CO3+Ca(OH)2 ==CaCO3↓+2NaOH | NaHCO3+NaOH==Na2CO3+H2O Ca(HCO3)2+Ca(OH)2==2CaCO3↓+2H2O |
转化关系 |
CO2气体与溶液的反应规律:
1.向某溶液中不断通入CO2气体至过量时,现象是“先产生白色沉淀,后沉淀逐渐溶解”
(1)向澄清石灰水中不断通入CO2气体的反应为:
Ca(OH)2+CO2==CaCO3↓+H2O
CaCO3+CO3+H3O==Ca(HCO3)2
(2)向氧氧化钡溶液中不断通入CO2气体的反应为:
Ba(OH)2+CO2==BaCO3↓+H2O
BaCO3+CO2+H2O==Ba(HCO3)2
(3)向漂白粉溶液中不断通入CO2气体的反应为:
Ca(ClO)2+CO2+H2O==CaCO3↓+2HClO
CaCO3+CO2+H2O==Ca(HCO3)2
2.向某溶液中不断通入CO2气体至过量时,现象为“产生白色沉淀或浑浊,沉淀或浑浊不消失”
(1)在NaAlO2溶液中不断通入CO2气体至过量时,反应为:
2AlO2-+CO2(少量)+3H2O==2Al(OH)3↓ +CO32-
2AlO2-+CO2(过量)+2H2O==Al(OH)3↓ +HCO3-
(2)向Na2SiO3溶液中不断通入CO2气体至过量时,反应为:
SiO32-+CO2+H2O==H2SiO3↓+CO32-
SiO32-+2CO2+2H2O==H2SiO3↓+2HCO3-
(3)向饱和Na2CO3溶液中不断通入CO2气体,反应为:
2Na++CO32-+CO2+H2O==2NaHCO3↓
3.CO2与NaOH溶液反应后,溶液中溶质的判断将CO2气体逐渐通入NaOH溶液中,先后发生化学反应:
①CO2+2NaOH==Na2CO3+H2O
②CO2+Na2CO3+H2O==2NaHCO3
向一定量的NaOH溶液中通入CO2气体后,溶液中溶质的成分要根据NaOH与CO2的物质的量之比进行讨论。
当时,发生反应①和②,溶液中的溶质为NaHCO3;
当时,发生反应①,溶液中的溶质为 Na2CO3和NaOH;
当时,发生反应①,溶液中的溶质为Na2CO3;
当时,发生反应①和②,溶液中为Na2CO3和NaHCO3
碳酸氢盐与碱反应的规律及CO32- HCO3-的鉴别方法:
1.酸式盐与碱反应时的产物要根据相对用量判断
如Ca(HCO3)2溶液中滴加NaOH溶液:
Ca(HCO3)2+NaOH==CaCO3↓+NaHCO3+ H2O(NaOH少量)
Ca(HCO2)2+2NaOH==CaCO3↓+Na2CO3+ 2H2O(NaOH过量)
2.CO32-和HCO3-的鉴别
(1)利用正盐和酸式盐的溶解性可区别CO32-和HCO3-,如分别和BaCl2溶液反应,生成的BaCO3不溶,生成的Ba(HCO3)2易溶;
(2)利用与H+反应产生CO2的快慢检验CO32-或HCO3-
碳族元素:
1.在元素周期表中的位置及结构碳旌死素位于第ⅣA族,包括碳(C)、硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)、铅(Pb)五种元素。最外层皆有4个电子,这种结构不易得电子也不易失电子,易形成共价键,难形成离子键。
2.主要化合价碳族元素的化合价主要有+2和+4,C、Si、Ge、Sn的+4价化合物较稳定,而Pb的+2价化合物较稳定。
3.氢化物、最高价氧化物及其对应的水化物
氢化物:
最高价氧化物:RO2;
最高价氧化物对应的水化物为H2RO3、 H4RO4或R(OH)4
4.碳族元素的金属性与非金属性的递变规律由C至Pb,核电荷数逐渐增多,原子半径逐渐增大,原子核对最外层电子的吸引能力逐渐减小,失电子能力逐渐增强,得电子能力逐渐减弱,非金属性逐渐减弱,金属性逐渐增强。由碳族元素形成的单质中,碳、硅为非金属,但硅有金属光泽;锗、锡、铅为金属。
与“在铝质易拉罐中收集满CO2气体,然后在其中加入10 mL浓NaOH溶...”考查相似的试题有: