人教版高一化学必修一金属及其化合物知识点总结.docx

第三章金属及其化合物第一节金属的化学性质一、钠及其化合物（一）钠Na1、单质钠的物理性质：钠质软、银白色、熔点低、密度比水的小但比煤油的大。2、单质钠的化学性质：钠与O2反应常温下：4Na+O22Na2O（新切开的钠放在空气中容易变暗）加热时：2Na+O2Na2O2（钠先熔化后燃烧，发出黄色火焰，生成淡黄色固体Na2O2。）钠在空气中的变化过程：NaNa2ONaOHNa2CO310H2O（结晶）Na2CO3（风化），最终得到是一种白色粉末。一小块钠置露在空气中的现象：银白色的钠很快变暗（生成Na2O），跟着变成白色固体(NaOH)，然后在固体表面出现小液滴（NaOH易潮解），最终变成白色粉未（最终产物是Na2CO3）。钠与H2O反应2Na2H2O2NaOHH2离子方程式：2Na2H2O2Na2OHH2（注意配平）实验现象：钠浮在水面上，熔成小球，在水面上游动，有哧哧的声音，最后消失，在反“应后的溶液中滴加酚酞，溶液变红。浮钠密度比水小；游生成氢气；响反应剧烈；熔钠熔点低；红生成的NaOH遇酚酞变红”。钠与盐溶液反应如钠与CuSO4溶液反应，应该先是钠与H2O反应生成NaOH与H2，再和CuSO4溶液反应，有关化学方程式：2Na2H2O2NaOHH2CuSO42NaOHCu(OH)2Na2SO4总的方程式：2Na2H2OCuSO4Cu(OH)2Na2SO4H2实验现象：钠熔成小球，在液面上四处游动，有蓝色沉淀生成，有气泡放出K、Ca、Na三种单质与盐溶液反应时，先与水反应生成相应的碱，碱再和盐溶液反应钠与酸反应：2Na2HCl2NaClH2（反应剧烈）离子方程式：2Na2H2NaH25、工业制钠：电解熔融的NaCl：2NaCl(熔融)2Na+Cl23、钠的存在：以化合态存在。4、钠的保存：保存在煤油或石蜡中。通电6、钠的用途：在熔融的条件下钠可以制取一些金属，如钛、锆、铌、钽等；钠钾合金是快中子反应堆的热交换剂；钠蒸气可作高压钠灯，发出黄光，射程远，透雾能力强。(二)氧化钠和过氧化钠1、Na2ONa2O+H2O=2NaOH,白色固体，是碱性氧化物，具有碱性氧化物的通性：Na2O+CO2=Na2CO3,Na2O+2HCl=2NaCl+H2O.另外：加热时，2Na2O+O2=2Na2O22、Na2O2：淡黄色固体是复杂氧化物，易与水和二氧化碳反应。2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2；2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2（作供氧剂）。因此Na2O2常做生氧剂，同时，Na2O2还具有强氧化性，有漂白作用。如实验：Na2O2和水反应后的溶液中滴加酚酞，变红后又褪色。（三）钠盐：Na2CO3与NaHCO3的性质比较俗称水溶性比较溶液酸碱性与酸反应剧烈程度Na2CO3纯碱、苏打Na2CO3>NaHCO3碱性较慢（二步反应）NaHCO3小苏打碱性较快（一步反应）与酸反应Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2CO32+2H+=CO2+H2ONaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2HCO3+H+=H2O+CO2加热分解热稳定性加热不分解2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2与CO2反应Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3不反应NaHCO3+NaOH=Na2与NaOH溶液反应不反应（不能发生离子交换）CO3+H2OHCO3+OH=H2O+CO32与Ca(OH)2溶液反应与CaCl2、溶液反应用途Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3+2NaOHCa2+CO32=CaCO3有CaCO3沉淀洗涤剂，玻璃、肥皂、造纸、纺织等工业也能反应生成CaCO3沉淀不反应发酵粉、灭火剂、治疗胃酸过多（有胃溃疡时不能用）Na2CO3溶液能吸收CO2转化为NaHCO3相互转化Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O注意几个实验的问题：1、向饱和的Na2CO3溶液中通足量的CO2有晶体NaHCO3析出。2、Na2CO3溶液与稀HCl的反应:向Na2CO3溶液中滴加稀HCl，先无气体，后有气体，如果n(HCl)小于n(Na2CO3)时反应无气体放出。发生的反应：先Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3,后NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2向稀HCl中滴加Na2CO3溶液，先有气体，反应是：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2如果用2mol的Na2CO3和2.4mol的稀HCl反应，采用方法放出CO2是0.4mol；采用方法放出CO2为1.2mol。希望同学们在解题时要留意。3、Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的鉴别：取两种试液少量，分别滴加CaCl2或BaCl2溶液，有白色沉淀的原取溶液为Na2CO3，另一无明显现象的原取溶液为NaHCO34、侯氏制碱法反应式：NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl.注意：在生产中应先在饱和的NaCl溶液中先通入NH3，后通入CO2，NaHCO3晶体析出能反应，但无氢气放出；非强氧化性酸反应时放出氢气。2Al6H2Al33H2）过滤，在滤液中加入NaCl细末和通NH3析出NH4Cl晶体为副产品。NH4Cl晶体析出后的母液进行循环试用，提高原料的利用率。（四）氢氧化钠NaOH：俗称烧碱、火碱、苛性钠，易潮解，有强腐蚀性，具有碱的通性。二、铝及其化合物（一）铝的性质1、物理性质：银白色金属，质较软，但比镁要硬，熔点比镁高。有良好的导电、导热性和延展性。2、化学性质：铝是较活泼的金属。通常与氧气易反应，生成致密的氧化物起保护作用。4Al+3O2=2Al2O3。同时也容易与Cl2、S等非金属单质反应。与酸反应：强氧化性酸，如浓硫酸和浓硝酸在常温下，使铝发生钝化现象；加热时，（与强碱溶液反应：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2（2Al2OH2H2O2AlO23H2）与某些盐溶液反应：如能置换出CuSO4、AgNO3等溶液中的金属。铝热反应：铝与某些金属氧化物的反应（如V、Cr、Mn、Fe的氧化物）叫做铝热反应2Al+Fe2O3高温Al2O3+2Fe。Al和Fe2O3的混合物叫做铝热剂。利用铝热反应焊铝的冶炼才快速发展起来，铝及其合金才被广泛的应用。2Al2O34Al+3O2。接钢轨。（二）氧化铝（Al2O3）白色固体，熔点高（2054），沸点2980，常作为耐火材料；是两性氧化物。我们常见到的宝石的主要成分是氧化铝。有各种不同颜色的原因是在宝石中含有一些金属氧化物的表现。如红宝石因含有少量的铬元素而显红色，蓝宝石因含有少量的铁和钛元素而显蓝色。工业生产中的矿石刚玉主要成分是氧化铝，硬度仅次于金刚石，用途广泛。两性氧化物：既能与强酸反应又能与强碱反应生成盐和水的氧化物。Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O,Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O。Al2O3是工业冶炼铝的原料，由于氧化铝的熔点高，电解时，难熔化，因此铝的冶炼直到1886年美国科学家霍尔发现在氧化铝中加入冰晶石(Na3AlF6)，使氧化铝的熔点降至1000度左右，通电（三）氢氧化铝（Al(OH)3）白色难溶于水的胶状沉淀，是两性氢氧化物。加热易分解。两性氢氧化物：既能与强酸又能与强碱反应生成盐和水的氢氧化物。Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O,Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O2Al(OH)3Al2O3+3H2O（四）铝的冶炼铝是地壳中含量最多的金属元素，自然界中主要是以氧化铝的形式存在。工业生产的流程：铝土矿（主要成分是氧化铝）用氢氧化钠溶解过滤向滤液中通入二氧化碳酸化，过滤氢氧化铝氧化铝铝。主要反应：Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O，CO2+3H2O+2NaAlO2=2Al(OH)3+Na2CO3，2Al(OH)3Al2O3+3H2O,2Al2O3通电4Al+3O2。（五）铝的用途：铝有良好的导电、导热性和延展性，主要用于导线、炊具等，铝的最大用途是制合金，铝合金强度高，密度小，易成型，有较好的耐腐蚀性。迅速风靡建筑业。也是飞机制造业的主要原料。（六）明矾的净水：化学式：KAl(SO4)212H2O，它在水中能电离：KAl(SO4)2=K+Al3+2SO42-。铝离子与水反应，生成氢氧化铝胶体，具有很强的吸附能力，吸附水中的悬浮物，使之沉降已达净水目的。Al3+3H2O=Al(OH)3(胶体)+3H+。知识整理：（Al(OH)3）的制备：在氯化铝溶液中加足量氨水。AlCl3+3NH3H2O=Al(OH)3+3NH4Cl。实验：A、向氯化铝溶液中滴加氢氧化钠溶液，现象是先有沉淀，后溶解。反应式：先Al3+3OH-=Al(OH)3,后Al3+4OH-=AlO2-+2H2O。B、向氢氧化钠溶液中滴加氯化铝溶液，现象是开始无沉淀，后来有沉淀，且不溶解。反应式：先Al3+4OH-=AlO2-+2H2O，后Al3+3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3。实验：向偏铝酸钠溶液中通二氧化碳，有沉淀出现。CO2+3H2O+2NaAlO2=2Al(OH)3+Na2CO3。将氯化铝溶液和偏铝酸钠溶液混和有沉淀出现。Al3+3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3。实验：A、向偏铝酸钠溶液中滴加稀盐酸，先有沉定，后溶解。反应的离子方程式：AlO2-+H+H2O=Al(OH)3,Al(OH)3+3H+=Al3+2H2O。B、向稀盐酸中滴加偏铝酸钠溶液，先无沉淀，后有沉淀且不溶解。反应的离子方程式：AlO2-+4H+=Al3+2H2O,3AlO2-+Al3+6H2O=4Al(OH)3。铝三角：AlAl2O3AlO2-Al3+三、铁及其化合物（一）铁Fe1、单质铁的物理性质：铁片是银白色的，铁粉呈黑色，纯铁不易生锈，但生铁（含碳杂质的铁）在潮湿的空气中易生锈。（原因：形成了铁碳原电池。铁锈的主要成分是Fe2O3）。2、单质铁的化学性质：与非金属单质反应：3Fe2O2的固体）2Fe+3Cl2点燃点燃Fe3O4（现象：剧烈燃烧，火星四射，生成黑色2FeCl3,Fe+SFeS。与非氧化性酸反应：Fe2HClFeCl2H2（Fe2HFe2H2）常温下铝、铁遇浓硫酸或浓硝酸钝化。加热能反应但无氢气放出。与盐溶液反应：FeCuSO4FeSO4Cu（FeCu2Fe2Cu）；Fe+2FeCl3=3FeCl2与水蒸气反应：3Fe+4H2O(g)（二）铁的氢氧化物高温Fe3O4+4H2Fe(OH)2Fe(OH)3主白色难溶于水的沉淀，不稳定，易被氧化成氢红褐色难溶于水的沉淀，受热易分氧化铁，颜色变化为：白色灰绿色红褐色。解。2Fe(OH)要3Fe2O3+3H2O,性反应式：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。能溶于强酸溶液，生成相应的盐。质Fe(OH)22HFe22H2O（三）Fe2+、Fe3+的检验离Fe2+子滴加KSCN溶液，无明显变化，再加氯水，常溶液变血红色；见直接观察溶液是浅绿色；方滴加氢氧化钠溶液，出现沉淀的颜色变化法Fe(OH)33H2Fe33H2OFe3+直接观察溶液是黄色；滴加氢氧化钠溶液，出现红褐色沉淀；滴加KSCN溶液，有血红色溶液出现。FeHl2、H+H2SOBr4(浓2活2、+、)HNOCuC、I2、属、C、泼金COS、O、C金属H2泼活Fe3+（其它如：Br、HO、MnO-）Fe2+是：白色灰绿色红褐色。（四）铁三角C23、O、Cl、HNO、HSO(浓)、223242224Fe、Cu、HS、S2-、I-、2Fe与弱氧化剂反应，如H+、Cu2+、I2、S等；用还原剂如H2、CO等还原FeO或用Mg、Zn、Al等还原Fe2+盐溶液。3-=3Fe3+NO+2HO铁与强氧化剂反应如Cl2、Br2、浓H2SO4、浓HNO3等。用还原剂如H2、CO等还原Fe2O3或用足量Mg、Zn、Al等还原Fe2+遇强氧化剂的反应如Cl2、Br2、O2、浓H2SO4、浓HNO3、H2O2、Na2O2、HClO等。Fe3+遇某些还原剂的反应如Fe、Cu、SO2、I-、H2S等以及少量的Zn、Mg、Al等。2Fe2+Cl2=2Fe+2Cl-3Fe2+4H+NO2(1)Fe+Fe3+2Fe+Fe=3Fe2+2Fe+Cu=2Fe2+Cu2+2Fe+2I-=2Fe2+I2Fe+S=FeS2Fe+3Cl2=2FeCl3(2)FeFe+(3)FeFe+Fe+2H+=Fe+H2加热Fe+2Fe+=3Fe+Fe+Zn=Zn2+Fe点燃(Fe+4H+NO3稀）=Fe3+NO+2H2O2Fe3+3Zn=2Fe+3Zn2+（五）铁的冶炼原料：铁矿石（提供铁元素）、焦炭（提供热量和还原剂）、空气（提供氧气）、石灰石（除去铁矿石中的二氧化硅杂质）。设备：高炉。CO2,，C+CO22CO（这两个反应是制造还原剂并提供主要反应：C+O2热量），点燃高温3CO+Fe2O3高温2Fe3CO2，CaCO3高温CaO+CO2，CaO+SiO2高温CaSiO3.（六）焰色反应1、定义：金属或它们的化合物在灼烧时使火焰呈现特殊颜色的性质。2、操作步骤：铂丝（或铁丝）用盐酸浸洗后灼烧至无色，沾取试样（单质、化合物、气、液、固均可）在火焰上灼烧，观察颜色。3、重要元素的焰色：钠元素黄色、钾元素紫色（透过蓝色的钴玻璃观察，以排除钠的焰色的干扰）焰色反应属物理变化。与元素存在状态（单质、化合物）、物质的聚集状态（气、液、固）等无关，只有少数金属元素有焰色反应。（七）合金1、合金的概念：由两种或两种以上的金属（或金属与非金属）熔合而成的具有金属特性的物质。2、合金的特性：合金与各成分金属相比，具有许多优良的物理、化学或机械的性能。合金的硬度一般比它的各成分金属的大合金的熔点一般比它的各成分金属的低