高一化学必修一第三章章节总结.doc

学生姓名 教师姓名上课时间 教学方式授课内容第三章 金属及其化合物时间安排学习目标1、掌握金属单质（Na、Mg、Al、Fe）的化学性质2、掌握钠、镁、铝、铁等金属化合物的性质学习重点金属单质（Na、Mg、Al、Fe）及其化合物的化学性质化合物之间的相互转化关系及应用有关金属及其化合物的有关计算学习笔记 学习笔记学习笔记学习笔记学习笔记 第三章 金属及其化合物（一）金属的通用性金属的物理通用性：有金属光泽、有延展性、导电、导热。但不同金属在密度、硬度、熔沸点等方面差别较大，这也是金属单质的一大特点。金属的化学性质是具有还原性，主要表现在金属能与非金属、水、酸、某些盐发生反应。金属的还原性有很大差别，其还原性强弱与金属原子的结构密切相关，一般说来，金属原子的半径越大，最外层电子越少，金属的还原性越强。金属活动性顺序表中金属的金属性从左到右依次减弱，可以判断金属失电子的难易；可以判断金属离子得到电子的能力小结由金属活动性顺序表分析金属知识的规律金属活动顺序K、Ca 、Na Mg Al、ZnFe、Sn、Pb HCu、Hg、AgPt、Au与非金属反应Cl2都能直接化合，变价金属一般生成高价金属氯化物不反应S与硫蒸气直接化合，变价金属生成低价金属化合物不反应O2常温下易氧化，点燃生成过氧化物常温生成氧化膜加热化合不反应与H2O反应 常温下生成碱和氢气与热水反应有碱存在下与水反应与高温水蒸气反应不反应不反应与反应生成盐的氢气不反应不反应与盐溶液的反应与水反应，不与盐反应，碱与盐反应排在前面的金属能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来不反应（二）钠及钠的化合物1、钠的性质（1）钠的物理性质：银白色、质软、比水轻、熔点低（2）钠的化学性质：与非金属反应：2NaCl2 2NaCl (白烟)2NaSNa2S与O2反应：缓慢氧化：4Na+O2= 2Na2O (白色固体) 剧烈燃烧：2Na+O2= Na2O2 (淡黄色固体)与H2O 反应：2Na+2H2O=2NaOH+H2 (2Na+2H2O=2Na+2OH+H2)与酸反应：2Na+2H=2Na+H2与盐溶液反应：(先与水作用生成NaOH，NaOH再与盐发生复分解反应) 2Na+2H2O+CuSO4 =Cu(OH)2+Na2SO4 +H2 6Na+6H2O+2FeCl3=2Fe(OH)3+6NaCl+3H2 2Na+2NH4Cl=2NaCl+2NH3+H22、钠的氧化物氧化钠过氧化钠化学式Na2ONa2O2 化合价O(-2)O(-1)颜色、状态白色固体淡黄色粉末化学性质O22Na2O+O2 =Na2O2 -CO2Na2O+CO2=Na2CO3 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 H2ONa2O+H2O=2NaOH 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2 HClNa2O+2HCl=2NaCl+H2O 2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2 SO2Na2O+SO2=Na2SO3 Na2O2 +SO2 =Na2SO4 类别碱性氧化物过氧化物3、碱-氢氧化钠NaOH，白色固体，易潮解，俗名苛性钠，烧碱，火碱。一元强碱，具有碱的通性，即：能与酸反应生成盐和水，例：NaOH+HCl=NaCl+H2O 能与酸性氧化物反应生成盐和水，例：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O 能与某些盐发生复分解反应，例：2NaOH+CuCl2=Cu(OH)2+2NaCl 4、盐-碳酸钠和碳酸氢钠物质Na2CO3NaHCO3俗名苏打、纯碱小苏打颜色、状态白色固体白色粉末水溶性易溶于水能溶于水溶解度大小比较: Na2CO3 NaHCO3 溶液与酚酞变红变红颜色深浅比较: Na2CO3 NaHCO3 与盐酸反应Na2CO3+2HCl= 2NaCl+CO2+H2O NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2 反应速率： NaHCO3 Na2CO3 与氯化钙溶液Na2CO3+CaCl2=CaCO3+ 2NaCl (CO32+Ca2=CaCO3)-与澄清石灰水Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3 +2NaOH (CO32+Ca2=CaCO3)NaHCO3+Ca(OH)2= NaOH + CaCO3 +H2O(HCO3+OH+Ca2=CaCO3+H2O)或2NaHCO3+Ca(OH)2=Na2CO3 +CaCO3+2H2O(2HCO3+2OH+Ca2 =CaCO3+2H2O+CO32)与氢氧化钠溶液-NaOH+NaHCO3 =Na2CO3+H2O (OH+HCO3=CO32+H2O)热稳定性稳定2NaHCO Na2CO3+H2O+CO2相互转化Na2CO3 NaHCO3:Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3 NaHCO3 Na2CO3 :NaOH+NaHCO3 =Na2CO3+H2O (OH+HCO3=CO32+H2O)2NaHCO Na2CO3+H2O+CO2(三)铝的化合物-氧化物与氢氧化物物质氧化铝氢氧化铝化学式Al2O3 Al(OH)3 物理性质白色粉末，不溶于水，熔点高，自然界中为无色晶体。白色固体，不深于水化学性质与酸反应Al2O3 +6HCl=AlCl3 +3H2O(Al2O3+6H=Al3+3H2O)Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O(Al(OH)3+3H=Al3+3H2O) 与碱反应Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+ H2O (Al2O3+2OH=2AlO2 +H2O)Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+ 2H2O Al(OH)3+OH=AlO2+2H2O 相互转化-2Al(OH)3 Al2O3+3H2O (四)铁的化合物1、铁的氧化物FeOFe2O3Fe3O4颜色、状态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体俗名-铁红磁性氧化铁水溶性不溶 不溶不溶稳定性不稳定，在空气里加热迅速被氧化，稳定稳定氧化物类别碱性氧化物碱性氧化物复杂氧化物与非氧化性酸反应FeO+2HCl=FeCl2+H2O (FeO+2H=Fe2+H2O)Fe2O3+6HCl=2FeCl3 +3H2O (Fe2O3+6H=2Fe3 +3H2O )Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O Fe3O4+8H=2Fe3+Fe2+4H2O 2、铁的氢氧化物及Fe2 与Fe3的转化二价铁三价铁化 学 式FeCl2FeCl3名 称氯化亚铁氯化铁溶液颜色浅绿色黄色与氢氧化钠现象：产生白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。FeCl2+2NaOH =Fe(OH)2+2NaCl 4Fe(OH)2+O2+2H2O =4Fe(OH)3 现象：产生红褐色沉淀FeCl3+3NaOH =Fe(OH)3 + 3NaCl 与KSCN溶液无现象产生血红色Fe3+3SCN-=Fe(SCN)3氧化（还原性）主要表现： 还原 性，举例：2FeCl2+Cl2 =2FeCl3 表现：氧化性，举例：2FeCl3+Fe=3FeCl2 相互转化FeCl2 FeCl3：2FeCl2+Cl2 =2FeCl3 FeCl3 FeCl2：2FeCl3+Fe=3FeCl2 名 称氢氧化亚铁氢氧化铁化学式Fe(OH)2 Fe(OH)3 颜色、状态白色固体 红褐色固体 水溶性难溶于水难溶于水与酸反应Fe(OH)2+2HCl=FeCl2+2H2O Fe(OH)2+2H=Fe2+2H2O Fe(OH)3+3HCl=FeCl3+3H2O Fe(OH)3+3H=Fe3+3H2O 氢氧化亚铁露置空气中4Fe(OH)2+O2+2H2O =4Fe(OH)3 3、铁三角二、本章典型题剖析1、滴加顺序不同，实验现象不同（1）稀Na2CO3溶液与稀盐酸间的反应向Na2CO3溶液中逐滴加入稀盐酸，开始时无气体产生，达到一定量后才有气泡冒出，由少到多的过程中依次发生下列反应：Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3 NaHCO3+HCl=NaCl+CO2 +H2O 向稀盐酸中逐滴加入稀Na2CO3溶液立即有气泡冒出，由少到多只发生下列反应：2HCl+Na2CO3=2NaCl+CO2 +H2O (2) 稀AlCl3溶液与稀NaOH溶液间的反应向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液直至过量时发生的反应依次为：Al3 +3OH=Al(OH)3 Al(OH)3+OH=AlO2+2H2O 现象：白色沉淀逐渐增多，继续加NaOH溶液沉淀逐渐溶解，直至完全消失。向NaOH 溶液中滴加AlCl3溶液至过量时发生的反应依次为：Al3+4OH=AlO2+2H2O Al3+3AlO2+6H2O =4Al(OH)3 现象：开始时无沉淀，接着产生沉淀，继续滴加AlCl3溶液，沉淀量不变。(3) 稀NaAlO2溶液与稀盐酸间的反应：向盐酸溶液中滴加NaAlO2溶液，直至过量时发生的反应依次为：4H+ +AlO2=Al3+2H2O Al3+3AlO2+6H2O =4Al(OH)3现象：开始无沉淀，接着产生白色沉淀，逐渐增多至达到最大值，继续加入NaAlO2溶液，沉淀量不变。向NaAlO2溶液中滴加盐酸直至过量时发生的反应依次为：AlO2+H +H2O=Al(OH)3 Al(OH)3+3H=Al3+3H2O 现象：白色沉淀逐渐增多至最大值，继续加盐酸，沉淀逐渐减少，最后完全消失。三、本章专题讲座有关金属及其化合物的有关计算（守恒最为重要）1、基本计算方法(1) 代数方程组法-解决混合物问题的基本方法 例1 将70克由Na2O2和Na2O组成的混合物跟98克H2O充分反应后，所得NaOH溶液中溶质的质量分数为50%，试分别写出Na2O2和Na2O 跟H2O 反应的化学方程式，并计算原混合物中Na2O2和Na2O的质量。解：设混合物中有Na2O2 的物质的量为x mol,Na2O的物质的量为y mol2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2 2 4 1x 2x 0.5x Na2O + H2O = 2NaOH y y 2y由题意可得，78x+62y=70 解得，x= 0.5 mol y=0.5 mol则混合物中Na2O2 的质量为39克，Na2O的质量为31克。1、今有Na2CO3与NaHCO3混合物1.37克，加热到不再产生气体为止，残余物与足量盐酸反应后，得到CO2气体0.44克，求原混合物中Na2CO3的质量分数为多少？2、差量法差量法是依据化学变化前后物质的量的变化，找出所谓“理论差量”，再根据题目提供的“实际差量”列出比例式，求出答案。数学原理：例2 将一定量H2和CuO 10克共热，CuO部分被还原，得到固体粉末质量为8.4克，有多少克Cu生成？参加反应的H2有多少克？解： CuO + H2 Cu + H2O m 80 2 64 80-64=16 y x 10-8.4=1.6 g 解得 x=6.4g y=0.2g例3 加热10克Na2CO3和NaHCO3混合物至质量不再变化，剩余的固体质量为8.4克，求混合物中Na2CO3的质量分数是多少。解： 2 NaHCO3 Na2CO3 + H2O +CO2 m 84*2 106 84*2-106=62 x 10-8.4=1.6 g x=4.34 g w(Na2CO3)%=56.6%1、将CO2气体通过78克Na2O2固体，一段时间后测得固体质量增至92克，求生成O2的质量2、200，11.6克CO2和H2O(g)与足量Na2O2充分反应后，固体质量增加了3.6克，求原混合物气体中CO2、H2O质量各是多少克？(3) 假设法-快速击破选择型计算题I 平均值法当xy2.4故NaHCO3过量设NaOH为x mol, NaHCO3 为y mol40x+84y=16.6NaOH+NaHCO3 Na2CO3 +H2O 1 1 1 x x x 2 NaHCO3 Na2CO3 + H2O + CO2 2 1 1 y-x 0.5(y-x) 18*(0.5y-0.5x+x)+44(y-x)=3.35 解得 x=0.1 mol, y=0.15 mol w(NaOH )%=24.1%1、今有120 mL 1mol/L 的Na2CO3溶液和80 mL 2.5 mol/L的盐酸。(1) 若将Na2CO3溶液逐滴加至盐酸中则可收集到标况下的CO2气体体积为_解：n(Na2CO3)=0.12*1=0.12 mol n(HCl)=0.08*2.5=0.2 mol 若将Na2CO3 加到盐酸中，则立即生成CO2 直至盐酸完全反应，即：Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2 +H2O 1 2 1 0.2 X X=0.1 mol则在标况下收集到CO2气体体积为2.24L(2) 若将上述盐酸逐滴加至碳酸钠溶液中，则反应的离子方程式是_，当反应完全时，测得CO2在水中的浓度为0.04 mol/L，假设溶液体积不变，则收集到的CO2在标况下的体积为_解：若将HCl滴加到Na2CO3溶液中，直至所有的Na2CO3全部转化为NaHCO3 再继续加盐酸才有CO2生成 ，即： Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl 0.12 0.12 0.12则剩余盐酸为0.2-0.12=0.08 molNaHCO3+HCl=NaCl+H2O +CO2 0.08 0.08溶液体积V=120+80=200 mL溶液中的CO2 为0.04*0.2=0.008 mol 则逸出的CO2 体积为：22.4*(0.8-0.08)=16.128L(5) 守恒法例7 有一空气暴露过的NaOH固体，经分析知其含H2O 7.65%，含Na2CO3 4.32%，其余是NaOH。若将1克该样品放入含有HCl 3.65克的盐酸中使其完全反应后，残酸再用50克2%的NaOH溶液恰好中和反应，蒸干溶液，所得固体的质量是多少克？ 解：所得固体是NaCl ，是5.85克小结本题数据众多，反应物不纯，过程复杂。若按常规方法，一步步分析计算，不但费时还易出错，若认真分析就会发现，最后所得固体物质NaCl中全部的Cl全来自于HCl中的Cl1、有5.1gMgAl合金，投入500mL 2mol/L HCl中，金属完全溶解后，又加4mol/LNaOH溶液VmL，得最多沉淀8.6g，则V等于A. 425mL B. 560mL C. 250mL D. 500mL2、铝三角转化及铝的图像问题(1) 向Al3 的溶液中加入强碱(OH)现象：先出现白色溶液后消失方程式：Al33OHAl(OH)3 Al(OH)3+OH =AlO2+H2O 图像：(2) 向强碱溶液中加入Al3 现象：先没有沉淀后出现并不消失方程式：Al3+4OH=AlO2+2H2O 3AlO2+Al3+6H2O=4Al(OH)3 图像：(3) 向AlO2 溶液中加入H 现象：先生成白色沉淀，然后白色沉淀逐渐溶解。方程式：AlO2HH2O=Al(OH)3 Al(OH)3+3H=Al3+3H2O图像：(4) 向H溶液中加入AlO2 现象：开始生成的白色沉淀振荡后消失，随后生成的白色沉淀不溶解方程式：AlO24H=Al3+2H2O 3AlO2+Al3+6H2O=4Al(OH)3 图像：例1、有一定质量的Mg、Al 合金投入100 mL一定物质的量浓度的盐酸溶液中，合金全部溶液，向所得溶液中滴加5 mol/L NaOH溶液到过量，生成沉淀的质量与加入NaOH溶液的体积关系如图所示，求(1) 原合金中Mg、Al的质量各是多少？(2) HCl的浓度是多少？解：(1) 设 原合金中Mg的质量为X，Al的质量为y Mg -Mg(OH)2 Al-Al(OH)3 24 58 27 78 x 11.6 y 19.4-11.6=7.8 x=4.8 g y = 2.7 g(2) 当沉淀达到最大值时，则n(HCl)=n(NaOH) 则 c(HCl)= 5*160/100= 8 mol/L1、0.1molAl2（SO4）3跟2mol/L NaOH溶液350mL混合，所得沉淀的质量为( ) A.78g B.15.6g C.7.8g D.3.9g3、铁的转化关系（1）铁三角应用例1、在FeCl3、CuCl2和HCl的混合液中加入Fe粉，待反应结束，所剩余的固体滤出后能被磁铁吸引，则反应后溶液中存在较多的阳离子是