本试题 “短周期主族元素A、B、C、D、E,原子序数依次增大,A元素的单质常温常压下是最轻的气体,B元素所形成化合物种类最多,C的最高价氧化物对应水化物甲与其气态氢...” 主要考查您对氧化铝
铝盐(铝离子)
单质硫
(浓)硫酸
元素的推断
粒子浓度大小的比较
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氧化铝的性质:
氧化铝的两性:
氧化铝属于两性氧化物,既能与酸反应,也能与强碱反应:
Al2O3+6H+===2Al3++3H2O
Al2O3+2OH-===2AlO2-+H2O
氧化铝与氧化镁的比较:
氧化物 | MgO | Al2O3 | |
工业制备 | MgCO3=(煅烧)=MgO+CO2↑ | 铝土矿——Al2O3 | |
中央物理性质 | 白色固体,熔点高,密度小 | 白色固体,熔点高,密度较小 | |
主要化学性质 | H2O | MgO+H2O==Mg(OH)2,很慢 | 不溶解,也不反应 |
H+ | MgO+2H+==Mg2++H2O | Al2O3+6H+==2Al3++3H2O | |
OH- | 不反应 | Al2O3+2OH-==2AlO2-+H2O | |
重要用途 | 制造耐火、耐高温器材 | 制造耐火、耐高温器材;工业冶炼铝 |
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】
硫:
硫是一种非金属元素,化学符号是S,原子序数是16。单质硫是一种非常常见的无臭无味的非金属,纯的硫是黄色的晶体,又称作硫磺。
分子结构:硫元素有多种同素异形体 (由同一种元素形成的性质不同的单质)。若将硫的分子式设为 Sx,则x=1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,12,18。Sx的分子结构可用如图表示。
硫的物理性质和化学性质:
(1)物理性质:硫为黄色晶体,俗称硫黄,质脆,易研成粉末。硫的密度比水大,不溶于水,微溶于酒精,易溶于CS。
(2)化学性质:硫位于第3周期ⅥA族,最外层有6个电子,在反应中易得到2个电子而呈-2价;硫的最高正价为+6价;单质硫的化合价为0,处于中间价态,故单质硫既有氧化性又有还原性,在反应中既可作氧化剂又可作还原剂。
如;
①弱氧化性
在加热的条件下,硫黄能被H:和绝大多数的金属单质还原。南于硫的氧化性比较弱,与变价金属反应时往往生成低价态的金属硫化物。例如:
②弱还原性
在一定条件下,硫黄可被F2、O2、Cl2等非金属单质以及一些具有氧化性的化合物氧化,例如:
③硫黄在强碱溶液里加热可发生歧化反应。 (可用热碱液除去试管中残留的硫)
④特性:Hg、Ag在常温下不跟O2反应,但易跟S 反应。
硫酸:
硫酸的分子式:H2SO4;结构式:,H2SO4中硫元素为+6价,处于最 0 高价,具有氧化性,但只有浓H2SO4表现出强氧化性,而稀硫酸、硫酸盐巾的硫元素通常不表现氧化性。
硫酸的物理性质和化学性质:
1.硫酸的物理性质
纯硫酸是无色、黏稠的油状液体,密度大,沸点高,是一种难挥发的强酸,易溶于水,能以任意比与水互溶.浓硫酸溶于水时放出大量的热。常见浓硫酸的质量分数为98.3%,其密度为 1.84g·cm-3,沸点为338℃,物质的量浓度为18.4mol·L-1.H2SO4的浓度越大,密度越大,若将30%的H2SO4溶液与10%的H2SO4溶液等体积混合,所得溶液的质量分数大于20%。
2.稀硫酸的化学性质
稀硫酸具有酸的通性。
(1)与指示剂作用:能使紫色石蕊试液变红。
(2)与碱发生中和反应
(3)与碱性氧化物或碱性气体反应
(4)与活泼金属发生置换反应
(5)与某些盐溶液反应
4.浓硫酸的特性
(1)吸水性将一瓶浓硫酸敞口放置在空气中,其质量将增加,密度将减小,浓度降低,体积变大。这是因为浓硫酸具有吸水性,实验室里常利用浓硫酸作干燥剂。
浓硫酸不仅可以吸收空气中的水,还可吸收混在气体中的水蒸气、混在固体中的湿存水、结晶水合物中的部分结晶水。。
浓H2SO4中的H2SO4分子可强烈地吸收游离的水分子形成一系列的硫酸水合物:。这些水合物很稳定,所以浓H2SO4可作某些不与其反应的气体、固体的干燥剂,同时不能暴露在空气中。能够用浓H2SO4干燥的气体有、等酸性或中性气体,而具有还原性的气体和碱性气体NH3则不能用浓H2SO4干燥。另外在酯化反应中,如中,浓H2SO4作催化剂和吸水剂。
(2)脱水性指浓H2SO4将有机物里的氧、氧元素按原子个数比2:1脱去生成水的性质。浓H2SO4从有机物中脱下来的是氢、氧元素的原子,不是水,脱下来的氢、氧元素的原子按2:1的比例结合成H2O;对于分子中所含氢、氧原子个数比为2:l的有机物(如蔗糖、纤维素等),浓H2SO4可使其炭化变黑,如:
(3)强氧化性常温下,Fe、Al遇浓H2SO4会发生钝化。但热的浓 H2SO4能氧化大多数金属(除金、铂外)、某些非金属单质及一些还原性化合物。如:
在这些氧化还原反应中,浓硫酸的还原产物一般为SO2。
浓、稀硫酸的比较与鉴别:
1.比较
稀硫酸—弱氧化性—可与活泼金属反应,生成H2—氧化性由H+体现。
浓硫酸——强氧化性——加热时可与绝大多数金属和某些非金属反应,通常生成SO2——氧化性由体现。
2.鉴别
从浓H2SO4和稀H2SO4性质的差异人手,可知鉴别浓H2SO4和稀H2SO4的方法有多种。
方法一:取少量蒸馏水,向其中加入少量试样硫酸,如能放出大量热则为浓H2SO4,反之则为稀H2SO4。
方法二:观察状态,浓H2SO4呈黏稠状,而稀H2SO4为黏稠度较小的溶液。
方法三:用手掂掂分量,因为浓H2SO4的密度较大 (1.84g·cm-3,相同体积的浓H2SO4和稀H2SO4,浓H2SO4的质量比稀H2SO4大很多。
方法四:取少量试样,向其中投入铁片,若产生气体,则为稀H2SO4,;若无明显现象(钝化),则为浓H2SO4。
方法五:用玻璃棒蘸取试样在纸上写字,立即变黑 (浓H2SO4的脱水性)者为浓H2SO4,另一种为稀H2SO4。
方法六:取少量试样,分别投入一小块铜片,稍加热发生反应的(有气泡产生)为浓H2SO4。(浓H2SO4的强氧化性),无现象的是稀H2SO4.
硫酸的用途及使用:
(1)用途硫酸是化学工业最黄要的产品之一,它的用途极广(如下图)。
①利用其酸性可制磷肥、氮肥,可除锈,可制实用价值较高的硫酸盐等。
②利用其吸水性,在实验室浓H2SO4常用作干燥剂。
③利用其脱水性,浓H2SO4常作精炼石油的脱水剂、有机反应的脱水剂等。
④利用浓H2SO4的高沸点和难挥发性,常用于制取各种挥发性酸。
⑤浓H2SO4常作有机反应的催化剂。
(2)浓硫酸的安全使用
①浓H2SO4的稀释稀释浓硫酸时应特别注意:将浓硫酸沿器壁慢慢地注入水中,并不断搅拌,使产生的热量迅速地扩散出去。切不可把水倒人浓硫酸里。两种液体混合时,要把密度大的加到密度小的液体中,如浓H2SO4、浓HNO3-混合酸的配制方法是把浓H2SO4沿器壁慢慢地注入浓HNO3中。
②万一不小心将浓硫酸溅到皮肤上、衣服上或桌面上,应分别怎样处理?
皮肤上:用干布迅速拭去,再用大量水冲洗,最后涂上3%~5%的碳酸氢钠溶液。
衣服上:用大量水冲洗。
桌面上:大量时,用适量。NaHCO3,溶液冲洗,后用水冲洗,再用抹布擦干;少量时用抹布擦即可。
元素性质推断知识点归纳:
(1)质量最轻的元素是氢(H),其单质可以填充气球;质量最轻的金属是锂(Li);熔点最高的非金属单质是石墨;熔点最高的金属单质是钨(W);熔点最低的金属单质是汞(Hg)。
(2)地壳中含量最多是氧(O),其次是Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg、H、Ti。
(3)既难得电子,又难失电子且为单原子分子的气体是稀有气体。
(4)最高正价与最低负价绝对值之差为4的是硫(S);最高正价与最低负价绝对值之差为零的是碳(C)和硅(Si)。
(5)碳(C)是形成化合物最多的元素,是构成有机物的骨架元素,可形成多种同素异形体,其中硬度最大的是金刚石,而C60是分子晶体,熔点较低。
(6)常温下能与水反应放出氧气,单质是氟(F2),化合物是过氧化钠(Na2O2)。
(7)硅(Si)是构成地壳岩石骨架的主要元素,单质硅可被强碱溶液腐蚀且能放出氢气,还能被弱酸氢氟酸所溶解。
(8)能在空气中自然的非金属单质是白磷(P4),白磷有毒,能溶于CS2,和红磷互为同素异形体,红磷不能自然,不溶于CS2,白磷与红磷在一定的条件下可以相互转化。
(9)既能在二氧化碳中燃烧,又能在氮气中燃烧的金属是Mg,既能与酸溶液又能与碱溶液作用且均放出氢气的金属是铝(Al)。
(10)同一元素的气态氢化物和最高价氧化物的水化物化合生成盐的元素一定是氮(N)。
(11)同一元素的气态氢化物和气态氧化物反应生成该元素得单质和水,该元素可能是氮(N)或硫(S)。
(12)光照时可以释放电子的是铷(Rb)和铯(Cs);常温下呈液态的金属是汞(Hg),非金属单质是溴(Br2)。
解元素推断题必备知识归纳
(1)与元素的原子结构相关知识归纳
①最外层电子数等于次外层电子数的元素是Be、Ar;最外层电子数是次外层电子数2倍的元素有C;最外层电子数是次外层电子数3倍的元素有O;最外层电子数是次外层电子数4倍的元素有Ne。
②次外层电子数是最外层电子数2倍的元素有Li、Si;次外层电子数是最外层电子数4倍的元素有Mg。
③内层电子数是最外层电子数2倍的元素有Li、P;电子总数是最外层电子数2倍的元素有Be。原子核内无中子的元素是11H。
④常见等电子微粒:
电子数 |
分子 |
阳离子 |
阴离子 |
2 |
H2、He |
Li+、Be2+ |
H- |
10 |
Ne、HF、H2O、NH3、CH4 |
Na+、Mg2+、Al3+、H3O+、NH4+ | O2-、F-、OH-、NH2- |
18 |
Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、N2H4、C2H6、CH3OH |
K+、Ca2+ |
S2-、HS-、Cl- |
离子浓度大小比较方法:
(1)考虑水解因素:如溶液
所以
(2)不同溶液中同一离子浓度的比较要看溶液中其他离子对它的影响。如相同浓度的三种溶液中,由大到小的顺序是c>a>b。
(3)混合液中各离子浓度的比较要综合分析水解因素、电离因素。如相同浓度的的混合液中,离子浓度顺序为:
的电离程度大于的水解程度。
盐溶液的“三大守恒”:
①电荷守恒:电解质溶液中所有阳离子所带有的正电荷数与所有的阴离子所带的负电荷数相等。如NaHCO3溶液中:
推出:
②物料守恒:电解质溶液中由于电离或水解因素,离子会发生变化变成其它离子或分子等,但离子或分子中某种特定元素的原子的总数是不会改变的。如NaHCO3溶液中nc(Na+):nc(C)=1:1,
推出:
③质子守恒:电解质溶液中分子或离子得到或失去质子(H+)的物质的量应相等。例如在NH4HCO3溶液中H3O+、H2CO3为得到质子后的产物;NH3、OH-、CO32-为失去质子后的产物,故有以下关系:
(2)粒子浓度大小比较的方法:
①单一溶液中离子浓度大小的比较
A. 一元弱酸盐溶液中离子浓度的关系是:
c(不水解离子)>c(水解离子)>c(显性离子)>c(水电离出的另一离子)
如:在CH3COONa溶液中各离子浓度大小关系:
B. 二元弱酸盐溶液中离子浓度的关系是:
c(不水解离子)>c(水解离子)>c(显性离子)> c(二级水解离子)>c(水电离出的另一离子)
如:Na2CO3溶液中离子浓度的关系:
②比较不同电解质溶液中同一种粒子浓度的大小。应注意弱酸、弱碱电离程度的大小以及影响电离度的因素,盐类水解及水解程度对该粒子浓度的影响。
③比较经过反应化学反应后离子浓度的大小:
A. 确定电解质溶液的成分
B. 确定溶液中含哪些粒子(分子、离子),此时要考虑物质的电离和水解情况
C. 确定各种粒子的浓度或物质的量的大小
D. 根据题目要求做出判断
注:要抓住“两小”。即弱电解质电离程度小,故未电离的弱电解质分子数远多于已电离出离子数目;盐的水解程度小,故未水解的粒子数目远多于水解生成的粒子数目
与“短周期主族元素A、B、C、D、E,原子序数依次增大,A元素的单...”考查相似的试题有: