铝与酸反应
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铝与酸、碱反应的计算规律:
铝分别与盐酸、氢氧化钠溶液反应的原理:
(1)等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应,产生氢气的体积比为
(2)足量的锅分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应,产生氢气的体积比为
(3)一定量的铝分别和一定量的盐酸和氢氧化钠溶液反应,若产生氢气的体积比为,
则必定是:
①铝与盐酸反应时,铝过量而盐酸不足;
②铝与氢氧化钠溶液反应时,铝不足而氢氧化钠过量。
解有关硝酸与金属反应的计算题的技巧:
1.灵活运用得失电子守恒、原子守恒及溶液中的电荷守恒关系例如Cu与HNO3反应中就有以下等量关系:
(1)N原子守恒:反应前所有的N只存在于HNO3中;反应后含N的物质有HNO3的还原产物(假设此处有NO3、
NO)和Cu(NO3)3,若HNO3过量,则过量HNO3中也含一部分N,则有:n(N)=n(NO2)+
n(NO)+2n[Cu(NO3)3]+n剩(HNO3)。
(2)得失电子守恒:在反应中失去电子的是参加反应的Cu,;得到电子的是被还
原的HNO3(假设还原产物为NO2、NO),NO3-+e→NO2、NO3-+3e→NO。根据得失电子守恒,则
有:
(3)溶液中的电荷守恒:在任何溶液中,阴离子所带负电荷总数与阳离子所带正电荷总数在数值上是相等的。在
Cu与HNO3反应后的溶液中,若HNO3不过量,阳离子只有Cu2+,阴离子只有NO3-(此类计算不考虑H2O 电离出的极少量的H+、OH-);若HNO3过量,溶液中阳离子有Cu2+和H+,阴离子只有NO3-。则有:
①若HNO3不过量:
②若HNO3过量:
2.铁与稀HNO3的反应规律
(2)上述反应可以认为先发生反应①,若Fe有剩余则发生
①×2+ ③即得反应②,所以,无论是反应①还是反应
②,被还原的HNO3皆占参加反应的HNO3的。
有关镁、铝的图像集锦:
Al(OH)3与Al3+、AlO2-之间的转化,是建立在Al(OH)3两性基础上的,有关相互转化的配比和沉淀Al(OH)3的质量变化,见下表:
向一定量的Mg2+、NH4+、Al3+的混合液中加入Na2O2的量(横坐标)与生成沉淀和气体的量(纵坐标)的关系如图所示,则溶液中三种离子的物质的量浓度之比为()
A.3:2:1 B.1:2:2 C.1:2:4 D.1:4:5
由图可知,沉淀最大时是氢氧化镁、氢氧化铝沉淀,且n[Mg(OH)2]+n[Al(OH)3]=0.3mol,沉淀最小时,
需要过氧化钠0.6mol-0.5mol=0.1mol,0.1molNa2O2与水反应生成0.2molNaOH,由反应Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O可知,n[Al(OH)3]=0.2mol,所以n[Mg(OH)2]=0.3mol-0.2mol=0.1mol,根据镁元素可知原溶液中n(Mg2+)=n[Mg(OH)2]=0.1mol,根据铝元素守恒可知n(Al3+)=n[Al(OH)3]=0.2mol.
生成的气体为氨气与氧气,右图可知溶液加入0.05molNa2O2以后,再加Na2O2,气体的增加减少,故加入
0.05molNa2O2时,NH4+完全反应,沉淀达最大值,故溶液中Mg2+、NH4+、Al3+都恰好完全反应,此时溶
液中Mg2+、NH4+、Al3+为Na+代替,溶液中n(Na+)=2n(Na2O2)=2×0.5mol=1mol,根据电荷守恒有n(Na+)=2n(Mg2+)+n(NH4+)+3n(Al3+),即1mol=2×0.1mol+n(NH4+)+3×0.2mol,所以n(NH4+)
=0.2mol.
所以溶液中三种离子的物质的量浓度之比为n(Mg2+):n(NH4+):n(Al3+)=0.1mol:0.2mol:0.2mol=1:
2:2.
故选:B.
∙离子方程式:
用实际参加反应的离子符号表示离子反应的式子。
∙离子方程式书写规则:
①写:写出化学反应方程式
②拆:把易溶于水、易电离的物质写成离子形式,难容难电离的物质及气体等仍用化学式表示
③删:删去方程式两边不参加反应的离子
④查:检查离子方程式两边各元素的原子个数和电荷总数是否相等
离子方程式书写及正误的判断方法:
①判断反应是否在水溶液中进行
因为电解质在水溶液中可以电离为自由移动的离子,在这种条件下才能发生离子反应。
②判断反应能否发生。
如果反应不能发生,当然也就没有离子方程式可言。
③判断反应物、生成物是否正确。
④判断质量和电荷是否守恒。
离子方程式不仅要质量守恒,而且反应前后各离子所带电荷总数必须相等。
⑤判断氧化物、难溶物、气体、单质、难电离的弱酸、弱碱、水是否写成了分子形式,而易电离的物质是否写成
离子形式。
⑥判断连接符号“=”和“”及状态符号“↑”和“↓”运用是否正确。
强电解质的电离、不可逆反应、双水解反应用“=”;弱电解质电离、可逆反应、水解反应用“”。复分
解反应、水解反应生成的难溶物用“↓”,气体用“↑”;单水解反应生成的难溶物不用“↓”,气体不用“↑”。
⑦判断微溶物的处理是否正确。
微溶物做反应物时,一般用离子形式,做生成物时一般用分子式。
⑧判断反应物的滴加顺序与方程式中生成物是否一致。
如:把碳酸钠溶液滴加到盐酸溶液中,和把盐酸滴加到碳酸钠溶液中反应产物是不同的。
⑨判断反应物的相对量与产物是否一致。
有些反应因反应物的量不同会生成不同的产物。如:CO2、SO2、H2S等气体与碱溶液反应时,若气体少量,则生成正盐;若气体过量,则生成酸式盐。
⑩判断电解质在写成离子形式时阴阳离子个数比是否合理。
如Ba(OH)2溶液和稀H2SO4反应的离子方程式往往错误写成:,正确为:
书写与量有关的离子方程式:
基本方法是:把物质的量少的物质的系数定为1,其他物质按最大量消耗。
1.因滴加顺序不同造成连续反应
o HCl与Na2CO3
向Na2CO3溶液中滴入盐酸溶液至过量,其离子反应分步写(1)CO32-+H+==HCO3-(2)HCO3-+H+==CO2↑+H2O
若向盐酸溶液中滴入Na2CO3溶液至不再产生气体,其离子反应一步完成CO32-+2H+==CO2↑+H2O
若向足量Na2CO3溶液中加入少量的盐酸溶液,其离子方程式为:CO32-+H+==HCO3-
o HCl与NaAlO2
向Na2CO3溶液中滴入盐酸溶液至过量,其离子反应分步写(1)CO32-+H+==HCO3- (2)HCO3-+H+==CO2↑+H2O
若向盐酸溶液中滴入Na2CO3溶液至不再产生气体,其离子反应一步完成CO32-+2H+==CO2↑+H2O
若向足量Na2CO3溶液中加入少量的盐酸溶液,其离子方程式为:CO32-+H+==HCO3-
o AlCl3与NaOH
向AlCl3溶液中滴入NaOH溶液至过量,其离子反应分步写(1)Al3++3OH-==Al(OH)3↓(2)
Al(OH)3+OH-==AlO2-+2H2O
若向NaOH溶液中加入少量AlCl3溶液,其离子反应一步完成Al3++4OH-==AlO2-+2H2O
若向足量Al2(SO4)3溶液中加入少量的NaOH溶液,其离子方程式为:Al3++3OH-==Al(OH)3↓
o AgNO3与NH3·H2O