3章.1.2.3金属及其化合物.doc

3.1 金属的化学性质1 金属的通性地壳中含量最多的金属元素是铝除金、铂等少数极不活泼金属外，大多数金属元素在自然界中以化合态存在。（化合态：元素在化合物中的存在形态。游离态：元素在单质中的存在形态） 除汞是液体外，金属在常温下都是固体。 绝大多数金属都是银白色，具有金属光泽，少数金属是特殊颜色。如铜是紫红色，金是金黄色。 良好的导电、导热性、延展性 金属具有还原性，易被氧化为什么地球上的绝大多数金属元素是以化合态存在于自然界中？2 金属与非金属反应 钠与氧气反应 （钠的物理性质：钠具有银白色金属光泽，质地柔软，钠的密度比煤油大、比水小，保存在煤油中）(白色固体) （先熔化成小球，再燃烧，有黄色火焰，生成淡黄色固体） 活泼的金属在空气中易与氧气反应，生成一层氧化物。有的氧化膜疏松，不能保护内层金属，如铁表面的铁锈、钠表面的氧化层等。有的氧化物致密，可以保护内层金属不被继续氧化，如镁、铝等表面的氧化层。 金属除了能与氧气反应外，还能与氯气、硫等具有氧化性的非金属发生反应，生成对应氯化物和硫化物：2Na+Cl2=2NaCl 2Na+S=Na2S金属与非金属反应生成对应的非金属化合物3 金属与酸、水反应 根据金属活动顺序表，氢以前的金属能与酸反应生成对应的盐和氢气 （置换反应） 越靠前的金属反应越剧烈 金属与水也能发生类似的置换反应，越往前反应越容易进行 反应剧烈，易爆炸 生成铁的氧化物，与上几个反应有很大区别4 金属与碱反应某型金属能与强碱溶液反应，称为两性金属，如铝、锌等 偏铝酸钠2Al 6HCl = 2AlCl3 + 3H2 铝需先用砂纸打磨光亮以除去外层氧化膜5金属与盐的反应 活泼金属K、Ca、Na放入盐溶液中，首先与水发生置换反应，生成碱和氢气；所生成的碱再与盐发生复分解反应 中等活泼金属与盐溶液一般可发生置换反应，活泼金属将不活泼金属(相对而言)从它们的盐溶液中置换出来3.2几种重要的金属化合物一 钠的重要化合物 自然界中钠都是以化合态存在钠在空气中的变化过程：NaNa2ONaOHNa2CO3Na2CO310H2O（结晶）Na2CO3（风化），最终得到是一种白色粉末。1 是碱性氧化物，碱性氧化物溶于水生成相应的碱不属于碱性氧化物，与水反应还生成氧气Na2CO3NaHCO3俗称纯碱、苏打 小苏打水溶性比较Na2CO3 NaHCO3溶液酸碱性 碱性碱性与酸反应剧烈程度较慢（二步反应）Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2CO32+2H+=CO2+H2O较快（一步反应）NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2 HCO3+H+=H2O+CO2热稳定性 加热不分解 加热分解2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2与CO2反应Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3不反应相互转化Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO32NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2用途洗涤剂，玻璃、肥皂、造纸、纺织等工业发酵粉、灭火剂、治疗胃酸过多（有胃溃疡时不能用）与HCl反应实质是然后 可作呼吸面具和潜水艇中的供氧剂，可作秸秆、织物漂白剂2 俗名纯碱、苏打俗名小苏打俗名烧碱、火碱、苛性钠二 铝的重要化合物1单质铝的物理性质：银白色金属、密度小（属轻金属）、硬度小、熔沸点低。 铝热反应：铝与某些金属氧化物（如Fe2O3、Fe3O4、Cr2O3、V2O5等）在高热条件下发生的反应。铝热反应常用于冶炼高熔点的金属，焊接钢材等2Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe2 Al2O3性质：氧化铝是一种白色难溶物，其熔点很高，可用来制造耐火材料如坩锅、耐火管、耐高温的实验仪器等。氧化铝是冶炼铝的主要原料。液态Al2O3被电解生成铝和氧气。2Al2O34Al + 3O2Al2O3是两性氧化物：既能与强酸反应，又能与强碱反应： Al2O3+ 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O Al2O3+ 2NaOH = 2NaAlO2 +H2O （ Al2O32OH2AlO2H2O ）3 氢氧化铝 Al(OH)3Al(OH)3是两性氢氧化物，在常温下它既能与强酸，又能与强碱反应： Al(OH)33HClAlCl33H2O Al(OH)33HAl33H2OAl(OH)3NaOHNaAlO22H2O Al(OH)3OHAlO22H2O Al(OH)3受热易分解成Al2O3：2Al(OH)3Al2O33H2O （规律：不溶性碱受热均会分解）Al(OH)3的制备实验室用可溶性铝盐和氨水反应来制备Al(OH)3Al2(SO4)36NH3H2O2 Al(OH)33(NH4)2SO4（ Al33NH3H2OAl(OH)33NH4 ）因为强碱(如NaOH)易与Al(OH)3反应，所以实验室不用强碱制备Al(OH)3，而用氨水。硫酸铝钾KAl(SO4)2 十二水合硫酸铝钾俗称明矾，可溶于水，在天然水中生成具有吸附作用的Al(OH)3胶体，所以明矾可作净水剂。三 铁的重要化合物1单质铁物理性质：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）。 单质铁的化学性质： 铁与氧气反应：3Fe2O2 Fe3O4（现象：剧烈燃烧，火星四射，生成黑色的固体） 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。2Fe+6H2SO4（浓）Fe2(SO4)3+3SO2+6H2O 与盐溶液反应： FeCuSO4FeSO4Cu （ FeCu2Fe2Cu ） 与水蒸气反应：2 铁的氧化物氧化亚铁FeO 是黑色粉末，空气里易氧化成Fe2O3氧化铁Fe2O3 红棕色粉末 （赤铁矿）四氧化三铁Fe3O4 是一种复杂的化合物，是具有磁性的黑色晶体 （磁铁矿）FeO、Fe2O3都为碱性氧化物，能与强酸反应生成盐和水。FeO2HCl =FeCl2 +H2O Fe2O36HCl2FeCl33H2O 3 铁的氢氧化物氢氧化亚铁Fe(OH)2（白色）和氢氧化铁Fe(OH)3（红褐色） 都能与酸反应生成盐和水：Fe(OH)22HClFeCl22H2O Fe(OH)22HFe22H2OFe(OH)36HCl2FeCl33H2O Fe(OH)33H2Fe33H2O Fe(OH)2可以被空气中的氧气氧化成Fe(OH)34Fe(OH)2O22H2O4Fe(OH)3（现象：白色沉淀灰绿色红褐色） Fe(OH)3受热易分解生成Fe2O3：2Fe(OH)3Fe2O33H2O 制取：分别由相对应的可溶性盐和碱溶液反应制取 FeCl3 + 3NaOH = Fe(OH)3+3NaClFeSO4 + 2NaOH =Fe(OH)2 + Na2SO4Fe3+还能被金属铁还原：2Fe3+Fe=3Fe2+在亚铁盐溶液中加入铁钉可防止Fe2+被氧化为Fe3+.如何能使生成的氢氧化亚铁尽可能保存更长时间？（1）配制溶液时，除去水中的溶解的氧；（2）在硫酸亚铁溶液的表面上加入少量油性物质；（3）用长导管伸入到硫酸亚铁溶液下方加入氢氧化钠溶液；（4）减少振荡。4 铁盐和亚铁盐铁盐（铁为+3价）、亚铁盐（铁为+2价）的性质： 铁盐（Fe3+）具有氧化性，可以被还原剂（如铁、铜等）还原成亚铁盐：2FeCl3Fe3FeCl2 （ 2Fe3Fe3Fe2 ） (价态归中规律)2FeCl3Cu2FeCl2CuCl2 （ 2Fe3Cu2Fe2Cu2 ）亚铁盐（Fe2+）具有还原性，能被氧化剂（如氯气、氧气、硝酸等）氧化成铁盐（Fe3+）2FeCl2Cl22FeCl3 （ 2Fe2Cl22Fe32Cl ） Fe3离子的检验方法：a.溶液呈黄色；b.加入KSCN(硫氰化钾)溶液变红色；c.加入NaOH溶液反应生成红褐色沉淀Fe(OH)3。Fe2+离子的检验方法：a.溶液呈浅绿色；b.先在溶液中加入KSCN溶液，不变色，再加入氯水，溶液变红色；c.加入NaOH溶液反应先生成白色沉淀，迅速变成灰绿色沉淀，最后变成红褐色沉淀。80851-4606776四 焰色反应 金属离子检验焰色反应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。（碱金属、锶、钡等金属元素）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、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。重要元素的焰色：钠元素黄色、 钾元素紫色（透过蓝色钴玻璃观察，因为钾里面常混有钠，黄色掩盖了浅紫色）焰色反应含钠元素Na 黄 含钾元素K浅紫 含铜元素Cu 绿 含钙元素Ca 砖红色 含锶元素Sr 洋红 含锂元素Li 紫红 含铷元素Rb 紫 含钡元素Ba 黄绿 含钴元素Co 淡蓝 （注：含铁元素Fe 无色）钾紫钠黄锂紫红 铷紫铜绿钡黄绿 钙砖红 锶洋红 钴淡蓝 铁无色钾浅紫 钙砖红 钠黄镁铝无 钡黄绿 铜色绿 铁无锂紫红 金属离子检验离子检验试剂主要实验现象离子方程式及说明Ba2硫酸或硫酸盐溶液，稀硝酸加SO42-生成白色沉淀，加稀硝酸，沉淀不溶解Ba2SO42-=BaSO4K、Na焰色反应火焰分别为浅紫色(透过蓝色的钴玻璃观察)、黄色Fe2NaOH溶液生成白色沉淀，迅速转变成灰绿色，最后变成红褐色Fe22OH=Fe(OH)2 4Fe(OH)2O22H2O= 4Fe(OH)3先加KSCN溶液，再加氯水无明显现象，加氯水后溶液呈血红色2Fe2Cl2 = 2Fe32ClFe33SCN=Fe(SCN)3Fe3加入NaOH溶液有红褐色沉淀Fe33OH=Fe(OH)3加入KSCN溶液溶液呈血红色Fe33SCN=Fe(SCN)3Ag加入HCl或含Cl的溶液，再加稀HNO3白色沉淀，不溶于稀HNO3AgCl =AgCl Cu2加入NaOH溶液蓝色沉淀Cu22OH =Cu(OH)2 Al3NaOH溶液、氨水加氨水或氢氧化钠溶液，有白色絮状沉淀生成，沉淀能溶于氢氧化钠溶液，不溶于氨水Al33OH =Al(OH)3 Al(OH)3OH = AlO22H2O3.3用途广泛的金属材料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相对原子质量：Na 23 Al 27 Fe 56 Cu 64 H 1 O 16 C 12 S 16 Cl 35.5一、选择题题号12345678910111213答案在实验室中，通常将金属钠保存在A水中B 煤油中C 四氯化碳中D汽油中下列物质中，不属于合金的是A 硬铝B黄铜C 钢铁D金箔下列物质中既能跟稀H2SO4反应, 又能跟氢氧化钠溶液反应的是NaHCO3 Al2O3Al(OH)3 AlABCD全部下列关于Na和Na+的叙述中,错误的是A它们相差一个电子层B它们的化学性质相似C钠原子,钠离子均为同一元素D灼烧时，它们的焰色反应都呈黄色除去Na2CO3 固体中少量NaHCO3的最佳方法是A加入适量盐酸B加入NaOH溶液 C加热D配成溶液后通入CO2镁、铝、铜三种金属粉末混合物, 加入过量盐酸充分反应, 过滤后向滤液中加入过量烧碱溶液, 再过滤, 滤液中存在的离子有ABCu2+CAl3+DMg2+少量的金属钠长期暴露在空气中，它的最终产物是 ：ANaOHB Na2CO310H2O CNa2CO3DNaHCO3 只用一种试剂可区别五种溶液, 这种试剂是ABa(OH)2BH2SO4CNaOHDAgNO3将Fe、Cu、Fe2、Fe3和Cu2盛于同一容器中充分反应，如Fe有剩余，则容器中只能有ACu、Fe3BFe2、Fe3CCu、Cu2、FeDCu、Fe2、Fe将Na2O2投入FeCl3溶液中, 可观察到的现象是A生成白色沉淀B生成红褐色沉淀C有气泡产生D无变化下列离子方程式书写正确的是A铝粉投入到NaOH溶液中：2Al+2OH 2AlO2+H2BAlCl3溶液中加入足量的氨水：Al3+ 3OH Al(OH)3C三氯化铁溶液中加入铁粉：DFeCl2溶液跟Cl2反应：2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl下列离子在溶液中能大量共存的是ABCD向MgSO4和Al2(SO4)3的混合溶液中, 逐滴加入NaOH溶液。下列图象中, 能正确表示上述反应的是(横坐标表示加入NaOH溶液的体积, 纵坐标表示反应生成沉淀的质量)二填空题：（本题包括小题，共20分）(1)鉴别KCl溶液和K2CO3的试剂是 ，离子方程式为 。（3分）(2)除去混入NaCl溶液中少量NaHCO3杂质的试剂是 ，离子方程式为 .（3分）(3)除去Na2CO3粉末中混入的NaHCO3杂质用 方法，化学方程式为 .（3分)明矾是一种 盐。其在水中的电离方程式是 ，明矾的用途 。已知有以下物质相互转化试回答：(1)写出B的化学式，D的化学式。(2)写出由E转变成F的化学方程式 。(3)写出用KSCN鉴别G溶液的离子方程式 ；向G溶液加入A的有关离子反应方程式 。三简答题（17题6分，18题4分）据媒体报道：社会上曾有不法分子，以黄铜（铜、锌合金）假冒黄金进行诈骗活动。请你设计实验，鉴别黄铜和黄金。铜钱在历史上曾经是一种广泛流通的货币。试从物理性质和化学性质的角度分析为什么铜常用于制造货币。(铜的熔点是1183.4，铁的熔点是1534.8。)四.实验题19 运用比较方法是化学科学中研究物质性质的基本方法之一，请运用比较法解答题过氧化钠几乎可与所有的常见气态非金属氧化物反应。如：2Na2O22CO22Na2CO3O2，Na2O22CONa2CO3。(1) 试分别写出Na2O2与SO2、SO3反应的化学方程式： 。 。(2) 通过比较可知，当非金属元素处于 价时，其氧化物与过氧化钠反应有O2生成。 20 在常温下，Fe与水并不起反应，但在高温下，Fe与水蒸气可发生反应。应用下列装置，在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热，并通入水蒸气，就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”。请回答该实验中的问题。（1）写出该反应的反应方程式： ；并指明该氧化还原反应的还原剂是 ，氧化剂是 。（2）实验前必须对整套装置进行气密性检查，操作方法是 。（3）圆底烧瓶中盛装的水，该装置受热后的主要作用是 ；烧瓶底部放置了几片碎瓷片，碎瓷片的作用是 。（4）酒精灯和酒精喷灯点燃的顺序是 ，为什么？ 。（5）干燥管中盛装是的物质是 ，作用是 。（6）试管中收集气体是 ，如果要在A处玻璃管处点燃该气体，则必须对该气体进行 ，方法是 。