第二节几种重要的金属化合物
【本节学习要点】
1．了解金属氧化物的物理性质，掌握金属氧化物与H2O、酸反应的规律，以及A
l2O3的两性，Na2O2与H2O、CO2的反应。
2．了解金属氢氧化物的物理性质，掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3、Al(OH)3的制备以及它们与酸反应的性质和受热分解规律，掌握Al(OH)3的两性。
3．掌握Na2CO3、NaHCO3的性质，了解其主要用途
4．掌握Fe2＋、Fe3＋的检验方法及其相互转化。
重难点一、钠的重要化合物
1．Na2O和Na2O2的比较
名称,氧化钠,过氧化钠
化学式,Na2O,Na2O2氧元素
化合价,－2,－1阳、阴离子数比,Na＋和O2－之比为2∶1,Na＋和O之比为2∶1
类别,碱性氧化物,不属于碱性氧化物颜状态,白固体,淡黄固体与H2O
反应,Na2O＋H2O===2NaOH,2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑与CO2
反应,Na2O＋CO2===Na2CO3,2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2与盐酸
反应,Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O,2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋2H2O＋O2↑
生成条件,常温下与氧气反应,点燃或加热时与氧气反应稳定性,不稳定,较稳定
用途,—,强氧化剂、供氧剂、漂白剂
特别提醒(1)Na2O2不是碱性氧化物，因其与酸(盐酸、稀H2SO4等)反应时除生成盐、水外，还生成O2，不符合碱性氧化物的概念。
(2)Na2O2具有强氧化性，能氧化S2－、SO2、SO、Fe2＋、酸碱指剂等。
(3)Na2O2具有漂白性，因Na2O2能氧化有物质而使物质褪，能漂白品红溶液、酸碱指示剂、有布条等。
2．有关Na2O2与CO2、H2O反应的规律应用
2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2
2H2O＋2Na2O2===4NaOH＋O2↑
(1)物质的量的关系
无论是CO2或H2O的单一物质还是二者的混合物，通过足量的Na2O2时，CO2或H2O与放出O2的物质的量之比为2∶1。
(2)气体体积关系
若CO2和水蒸气的混合气体(或单一气体)通过足量Na2O2，气体的体积减少为原混合气体体积的。
(3)电子转移关系
当Na2O2与CO2、H2O反应时，每产生1molO2转移2mole－。
(4)固体质量关系
①由2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2得
Na2O2——Na2CO3Δm＝m(CO)
即Na2O2增加质量等于等物质的量的CO的质量
②由2H2O＋2Na2O2===4NaOH＋O2↑得
2Na2O2——4NaOHΔm＝m(H2)
即Na2O2增加质量等于等物质的量的H2的质量(或水中H的质量)
③由2CO＋O22CO2,2H2O＋2Na2O2===4NaOH＋O2↑，
2H2＋O22H2O,2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2，
得CO＋Na2O2===Na2CO3，H2＋Na2O2===2NaOH，
所以只要有少量O2存在，在电火花作用下引发反应，CO(或H2)可与足量Na2O2作用完全转化为Na2CO3(或NaOH)，Na2O2增加的质量就是CO(或H2)的质量。
(5)先后顺序关系
一定量的Na2O2与一定量的CO2和H2O(g)混合物反应，可视作Na2O2先与CO2反应，待CO2反应完成后，再与H2O(g)发生反应。
3．Na2CO3和NaHCO3的比较
物质,碳酸钠(Na2CO3),碳酸氢钠(NaHCO3)
俗名,纯碱或苏打,小苏打
、态,白粉末
(Na2CO3·xH2O
为晶体),细小白晶体
溶解性,
易溶于水,可溶于水
同温度下的溶解度：Na2CO3＞NaHCO3
热稳定性,稳定，受热难分解；但结晶碳酸钠
(Na2CO3·xH2O)易风化,不稳定，受热易分解2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑与酸反应,
Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑,NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑
反应速度：NaHCO3＞Na2CO3
与碱反应,Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH
Na2CO3＋NaOH—不反应,2NaHCO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O
NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O与可溶性钙盐、钡盐反应,Na2CO3＋CaCl2===
CaCO3↓＋2NaClNa2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2NaCl,不反应
相互转化,Na2CO3NaHCO3
特别提醒(1)碳酸及碳酸盐的热稳定性
①可溶性碳酸盐(不包括铵盐)>不溶性碳酸盐>酸式碳酸盐>碳酸。如常见的碳酸盐及碳酸的热稳定性如下：Na2CO3>CaCO3>NaHCO3>Ca(HCO3)2>H2CO3。
②一价金属盐比二价金属盐稳定
如：Na2CO3>CaCO3，NaHCO3>Ca(HCO3)2
③相同金属阳离子，正盐比酸式盐稳定
如：Na2CO3>NaHCO3，CaCO3>Ca(HCO3)2
(2)NaHCO3与Ca(OH)2反应，反应物的比例不同，反应不同
①当NaHCO3过量时
2NaHCO3＋Ca(OH)2(少量)===CaCO3↓＋2H2O＋Na2CO3
②当Ca(OH)2过量时
NaHCO3＋Ca(OH)2(过量)===CaCO3↓＋NaOH＋H2O
(3)Na2CO3与盐酸的反应
滴加顺序,向Na2CO3溶液中逐滴加入稀盐酸,向稀盐酸中逐滴加入Na2CO3溶液
反应现象,开始无气泡：当滴加到一定量时有气泡放出,开始就有气泡放出
反应原理,Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3
NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑,Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑
产气量,只有在盐酸相对Na2CO3溶液足量时，两种滴加方式产生的CO2才会相同，否则，前一种滴加方式产生的CO2不如后者多。
应用,稀盐酸和Na2CO3溶液的鉴别，加入试剂的次序不同，引起反应中反应物过量情况不同，因而产生的现象不同。
4．Na2CO3、NaHCO3的鉴别
(1)热稳定性不同。分别加热少量的样品，若发生分解反应，将产生的气体通入澄清的石灰水中，石灰水变浑浊的原试剂是NaHCO3，另一种试剂为Na2CO3。
(2)与酸反应速率不同。分别取一定量的固体，加入等浓度等体积的盐酸，反应较快的原试剂是NaHCO3，另一种试剂为Na2CO3。
(3)阴离子不同。分别取其稀溶液，分别滴加BaCl2稀溶液，产生沉淀的原试剂为Na2CO3，另一种为NaHCO3。
(4)溶液的碱性强弱不同。在其等浓度稀溶液中加酚酞试液，溶液呈红的原试剂为Na2CO3，溶液为浅红的是NaHCO3。
(5)利用Na2CO苯的化学性质3和NaHCO3溶液与稀盐酸反应的原理差异，鉴别NaHCO3和Na2CO3溶液。分别取少量溶液，分别逐滴加入盐酸，开始无气体逸出的为Na2CO3，开始即有气体逸出的为NaHCO3：HCl＋Na2CO3===NaCl＋NaHCO3，
HCl＋NaHCO3===NaCl＋CO2↑＋H2O。
5．CO和HCO的检验
(1)当某溶液加盐酸放出无、无味、使澄清石灰水变浑浊的气体，则原溶液中含有CO或HCO。
(2)若需要进一步确证是CO还是HCO，需取原试液滴加BaCl2溶液，如有沉淀，则含有CO：CO＋Ba2＋===BaCO3↓，若没有沉淀，则含有HCO。
6．物质的分离提纯
(1)Na2CO3固体中混有少量NaHCO3：可用加热法除去。
(2)NaHCO3溶液中混有少量的Na2CO3：可通入过量CO2，进行转化。饱和Na2CO3溶液中通入CO2，则析出NaHCO3晶体，Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3↓。
(3)Na2CO3溶液中的NaHCO3：可加适量的NaOH溶液进行转化。NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O。
(4)CO2气体中的HCl：通入饱和NaHCO3溶液，
NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑。
(5)NaCl溶液中混有NaHCO3：向溶液中加入适量盐酸。
7．焰反应中需要注意的问题
(1)洗涤铂丝必须用稀HCl而不能用稀H2SO4，原因是硫酸盐的沸点高，不易挥发，而用盐酸洗涤可以使铂丝上的高沸点杂质转化为沸点相对较低的氯化物，从而在灼烧时容易挥发而除去。
(2)焰反应选用灯的颜应是无或浅的，以免对物质的焰产生干扰。
(3)实验室若无铂丝，可用无锈的洁净铁丝代替。
(4)观察钾的火焰时，要通过蓝钴玻璃，因为钾中常有微量的钠黄火焰会掩盖紫火焰，透过蓝钴玻璃可以滤去黄光。
特别提醒焰反应呈黄，一定含Na元素，也可能含K元素，需透过蓝钴玻璃进一步检证。
重难点二、铝的重要化合物
1．Al3＋、Al(OH)3、AlO相互转化的关系：
(1)典型反应
Al(OH)3+OH-===AlO2-+2H2O
Al(OH)3+3H+===3H2O+Al3+
AlO2-+H2O+H+===Al(OH)3↓
AlO2-+4H+===Al3++2H2O
Al3++3OH-===Al(OH)3↓
Al3++4OH-===AlO2-+2H2O
(2)制取Al(OH)3的方法
①Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH+
②AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO
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