高一金属及其化合物的化学方程式(高中化学金属及其化合物)

5.比较碳酸钠、碳酸氢钠的溶解性、热稳定性、与酸的反应

(1)物理性质：

①.溶解性：碳酸钠和碳酸氢钠都溶于水，碳酸氢钠的溶解性比碳酸钠小。

说明：碱土金属的碳酸盐的溶解性小于其对应酸式盐的溶解性，例如：溶解性：CaCO3

(2)化学性质：

盐的通性：与酸反应生成新酸新盐;与碱反应生成新盐和新碱;与盐反应生成两种新盐。

①.与酸的反应：

ⅰ、与盐酸反应：

化学方程式：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑;Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3;NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑

离子方程式：CO+2H+=H2O+CO2↑;CO+H+=HCO;HCO+H+=H2O+CO2↑

意义：

※碳酸钠与盐酸反应，盐酸的量不同产物不同，少量盐酸生成碳酸氢钠，过量盐酸产生二氧化碳。

※等摩的碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸(同浓度)反应，碳酸钠消耗的盐酸体积多。

※等质量碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸(同浓度)反应，碳酸钠消耗的盐酸体积多。

※等摩的碳酸钠和碳酸氢钠与足量盐酸(同浓度)反应产生的二氧化碳一样多。

※等摩的碳酸钠和碳酸氢钠与少量(等体积同浓度)盐酸反应碳酸氢钠产生的二氧化碳多。

※等质量碳酸钠和碳酸氢钠与足量盐酸反应，碳酸氢钠产生的二氧化碳多;

例题：互滴法鉴别碳酸钠溶液和盐酸：

取2毫升B溶液盛于试管中，另取少量A溶液用滴管伸入液面以下缓慢释放3~5滴;如果产生气泡，说明B溶液是盐酸，A溶液是碳酸钠溶液;有关化学方程式为：

2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2O+CO2↑;如果不产生气泡，说明B溶液是碳酸钠溶液，A溶液是盐酸，有关化学方程式为：Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3。

ⅱ、与醋酸反应：

化学方程式：Na2CO3+2CH3COOH=2CH3COONa+H2O+CO2↑;NaHCO3+CH3COOH=CH3COONa+H2O+CO2↑

离子方程式：CO+2CH3COOH=2CH3COO-+H2O+CO2↑;HCO+CH3COOH=CH3COO-+H2O+CO2↑

ⅲ、与石炭酸反应：碳酸钠溶液可与石炭酸反应，无论石炭酸的量是多少，都生成碳酸氢钠;碳酸氢钠溶液与石炭酸不反应

Na2CO3+C6H5OH→C6H5ONa+NaHCO3

②.与碱溶液反应：

ⅰ、与氢氧化钠溶液反应：NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O;HCO+OH-=CO+2H2O;

意义：揭示了酸式盐转变成正盐的规律：酸式盐与碱(酸式盐中含有的阳离子相同的碱)反应生成正盐。

ⅱ、与澄清石灰水反应：

※碳酸氢钠与澄清石灰水反应量不同产物不同：

NaHCO3(少量)+Ca(OH)2=CaCO3↓+NaOH+H2O;2NaHCO3(过量)+Ca(OH)2=CaCO3↓+Na2CO3+2H2O

HCO+Ca2++OH-=CaCO3↓+H2O;2HCO+Ca2++2OH-=CaCO3↓+CO+2H2O;

意义：高考离子方程式考查的重点。

※碳酸钠与澄清石灰水反应量不同产物不变：

※Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH;CO+Ca2+=CaCO3↓

③.与盐发生复分解反应

ⅰ、碳酸钠与氯化钙溶液的反应：Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl;CO+Ca2+=CaCO3↓

意义：用氯化钙溶液鉴别碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液。

ⅱ、碳酸氢钠与偏铝酸钠溶液的反应：NaHCO3+H2O+NaAlO2=Na2CO3+Al(OH)3↓

意义：HCO与AlO离子不能大量共存。

④.与水发生单一的水解反应：强碱弱酸盐水解呈碱性;碳酸钠水解的碱性比碳酸氢钠水解的碱性强。

有关化学方程式：Na2CO3+H2ONaHCO3+NaOH;NaHCO3+H2OH2CO3+NaOH

有关离子方程式：CO+H2OHCO+OH-;HCO+H2OH2CO3+OH-

⑤.与盐发生双水解反应：

ⅰ、与硫酸铁溶液的双水解：

3Na2CO3+Fe2(SO4)3+3H2O=2Na2SO4+3CO2↑+2Fe(OH)3↓;3CO+2Fe3++3H2O=3CO2↑+2Fe(OH)3↓;

6NaHCO3+Fe2(SO4)3=2Na2SO4+3CO2↑+2Fe(OH)3↓;3HCO+Fe3+=3CO2↑+Fe(OH)3↓;

ⅱ、与硫酸铝溶液的双水解：

3Na2CO3+Al2(SO4)3+3H2O=2Na2SO4+3CO2↑+2Al(OH)3↓;3CO+2Al3++3H2O=3CO2↑+2Al(OH)3↓;

6NaHCO3+Al2(SO4)3=2Na2SO4+3CO2↑+2Al(OH)3↓;3HCO+Al3+=3CO2↑+Al(OH)3↓;

意义：离子共存的判断：Fe3+与CO、HCO不能大量共存;Al3+与CO、HCO不能大量共存。

⑥.热稳定性：

2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑

意义：除去碳酸钠中碳酸氢钠的方法;鉴别碳酸钠和碳酸氢钠的方法

6.掌握碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别方法

(1)定性检验法：

①.取少量固体盛于固体制氧装置中，加热，将导管伸入装有澄清石灰水的试管中，石灰水变浑浊，说明固体是碳酸氢钠，否则是碳酸钠。

②.取少量固体溶解，加入氯化钙溶液，产生沉淀是碳酸钠溶液，否则是碳酸氢钠溶液。

(2)定量检验法：

①.分别向等量的白色粉末中加等体积、等浓度的稀盐酸，生成气体快的是碳酸氢钠，慢的是碳酸钠。

②.分别向等量的白色粉末中加等体积适量的水，固体溶解量的多的碳酸钠，少的是碳酸氢钠。

7.了解Fe3+的氧化性，认识Fe3+和Fe2+之间的相互转化

(1)物理性质：亚铁盐溶液呈浅绿色，铁盐溶液呈黄色。

(2)化学性质：

①亚铁盐的氧化反应(体现还原性)

ⅰ、氯化亚铁溶液与氯气反应生成氯化铁：2FeCl2+Cl2=2FeCl3;2Fe2++Cl2=2Fe+3++2Cl-

说明：氯化铁溶液中氯化亚铁杂质的除去方法，溶液由浅绿色变成黄色，杂质转化的同时不引入新杂质。

ⅱ、氯化亚铁溶液在盐酸酸化的条件下通入氧气转化为氯化铁溶液

4FeCl2+4HCl+O2=4FeCl3+2H2O;4Fe2++4H++O2=4Fe3++2H2O

说明：氯化铁溶液中氯化亚铁杂质的除去方法，溶液由浅绿色变成黄色，杂质转化的同时不引入新杂质。

ⅲ、氯化亚铁溶液在盐酸酸化的条件下加入双氧水转化为氯化铁溶液

2FeCl2+2HCl+H2O2=2FeCl3+2H2O;2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O

说明：氯化铁溶液中氯化亚铁杂质的除去方法，溶液由浅绿色变成黄色，杂质转化的同时不引入新杂质。

ⅳ、硝酸亚铁溶液在稀硝酸的氧化下成为硝酸铁溶液

3Fe(NO3)2+4HNO3(稀)=3Fe(NO3)3+NO↑+2H2O;3Fe2++4H++NO=3Fe3++NO↑+2H2O

说明：溶液由浅绿色变成黄色，Fe2+和NO在大量H+存在时不能大量共存。

ⅴ、硫酸亚铁在硫酸酸性条件下氧化成硫酸铁

4FeSO4+2H2SO4+O2=2Fe2(SO4)3+2H2O;4Fe2++4H++O2=2Fe3++2H2O

说明：硫酸亚铁放置在空气中容易变质，除去硫酸铁中的硫酸亚铁可以用此原理。

②铁盐的还原反应(体现氧化性)

ⅰ、氯化铁溶液与铁的还原反应：2FeCl3+Fe=3FeCl2;2Fe3++Fe=3Fe2+

说明：除去氯化亚铁中的氯化铁用此原理，配制氯化亚铁溶液时加入少量的铁粉，防止氯化亚铁被氧化成氯化铁。

ⅱ、氯化铁溶液与铜的还原反应：2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2;2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+

说明：用氯化铁溶液腐蚀电路板除去铜线路。

ⅲ、氯化铁溶液与氢硫酸反应：2FeCl3+H2S=2FeCl2+2HCl+S↓;2Fe3++H2S=2Fe2++2H++S↓

ⅳ、氯化铁溶液与氢碘酸反应：2FeCl3+2HI=2FeCl2+2HCl+I2;2Fe3++2I-=2Fe2++I2

ⅴ、氯化铁溶液与硫化钾溶液反应量不同产物不同：

2FeCl3+K2S(少量)=2FeCl2+2KCl+S↓;2FeCl3+3K2S(过量)=2FeS↓+6KCl+S↓

对应的离子方程式：2Fe3++S2-(少量)=2Fe2++S↓;2Fe3++3S2-(过量)=2FeS↓+S↓

说明：量不同产物不同，用于考查离子方程式书写;氯化铁是强酸弱碱盐而硫化钾是强碱弱酸盐二者发生的不是双水解反应而使氧化还原反应，切记!

ⅵ、氯化铁溶液与碘化钾溶液反应：2FeCl3+2KI=2FeCl2+2KCl+I2，2Fe3++2I-=2Fe2++I2

说明：氯化铁溶液使淀粉碘化钾溶液变蓝就是利用此原理

③亚铁盐与碱的复分解反应

ⅰ、硫酸亚铁溶液与氢氧化钠溶液的反应

FeSO4+2NaOH=Na2SO4+Fe(OH)2↓(白色);Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓(白色)

ⅱ、硫酸亚铁溶液与氨水的反应：Fe2++2NH3?H2O=2NH+Fe(OH)2↓(白色)

说明：在碱性条件下不会大量存在Fe2+，强碱溶液与弱碱溶液离子方程式不同。

④铁盐与碱的复分解反应

ⅰ、氯化铁溶液与氢氧化钠溶液的反应

FeCl3+3NaOH=3NaCl+Fe(OH)3↓(红褐色);Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓(红褐色)

ⅱ、氯化铁溶液与氨水的反应：Fe3++3NH3?H2O=3NH+Fe(OH)3↓(红褐色)

说明：在碱性条件下不会大量存在Fe3+。

⑤铁盐的单一水解反应，温度不同产物不同

ⅰ、饱和氯化铁溶液滴入到沸水中继续加热直到产生红褐色为止停止加热：

FeCl3(饱和)+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl;Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+

ⅱ、饱和氯化铁溶液滴入到沸水中继续加热直到溶液蒸干：

FeCl3+3H2OFe(OH)3↓+3HCl↑;

ⅲ、饱和氯化铁溶液滴入到沸水中继续加热直到溶液蒸干，然后灼烧产物：

2FeCl3+3H2OFe2O3+6HCl↑

⑥.铁盐的双水解反应

3Na2CO3+Fe2(SO4)3+3H2O=2Na2SO4+3CO2↑+2Fe(OH)3↓;3CO+2Fe3++3H2O=3CO2↑+2Fe(OH)3↓;

6NaHCO3+Fe2(SO4)3=2Na2SO4+3CO2↑+2Fe(OH)3↓;3HCO+Fe3+=3CO2↑+Fe(OH)3↓;

⑦.氯化铁溶液的络合反应

ⅰ、与硫氰化钾溶液的络合反应：FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl;Fe3++3SCN-Fe(SCN)3

说明：实验室检验Fe3+的特征检验法，溶液由黄色变成血红色;在平衡体系中加入固体氯化钾平衡不移动。血红色不变浅。

ⅱ、与苯酚溶液的络合反应：FeCl3+6C6H5OH→H3[Fe(C6H5O)6]+3HCl;Fe3++6C6H5OH→H3[Fe(C6H5O)6]+3H+

说明：苯酚遇到氯化铁溶液呈紫色，是苯酚的显色反应，用来鉴别苯酚。

(3)亚铁离子的检验方法：

ⅰ、加入强碱溶液产生灰白色沉淀，一会儿灰白色沉淀转变成灰绿色，最终变成红褐色，说明溶液中含Fe2+。

ⅱ、加入硫氰化钾溶液，溶液不变色，再向溶液中通入氯气，溶液呈红色，说明溶液中含Fe2+。

(4)铁离子的检验方法：

ⅰ、加入强碱溶液产生红褐色沉淀，说明溶液中含Fe3+

ⅱ、加入硫氰化钾溶液，溶液呈红色，说明溶液中含Fe3+。

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