人教版高一化学必修一金属及其化合物知识点总结

第三章第三章 金属及其化合物金属及其化合物 第一节第一节 金属的化学性质金属的化学性质 一 钠及其化合物一 钠及其化合物 一 钠 一 钠 Na 1 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 O2 2Na2O 新切开的钠放在空气中容易变暗 加热时 2Na O2 Na2O2 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 Na Na2O NaOH Na2CO3 10H2O 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 2Na 2H2O 2NaOH H2 离子方程式 2Na 2H2O 2Na 2OH H2 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 2Na 2H2O 2NaOH H2 CuSO4 2NaOH Cu OH 2 Na2SO4 总的方程式 2Na 2H2O CuSO4 Cu OH 2 Na2SO4 H2 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 2Na 2HCl 2NaCl H2 反应剧烈 离子方程式 2Na 2H 2Na H2 3 钠的存在 以化合态存在 4 钠的保存 保存在煤油或石蜡中 5 工业制钠 电解熔融的 NaCl 2NaCl 熔融 2Na Cl2 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 二二 氧化钠和过氧化钠氧化钠和过氧化钠 1 Na2O Na2O H2O 2NaOH Na2O CO2 Na2CO3 Na2O 2HCl 2NaCl H2O 另外 加热时 2Na2O O2 2Na2O2 2 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 三 钠盐 Na2CO3与与 NaHCO3的性质比较的性质比较 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 较快 一步反应 与酸反应 Na2CO3 2HCl 2NaCl H2O CO2 CO32 2H CO2 H2O NaHCO3 HCl NaCl H2O CO2 HCO3 H H2O CO 2 热稳定性加热不分解 加热分解 2NaHCO3 Na2CO3 通电 白色固体 是碱性氧化物 具有碱性氧化物的通性 H2O CO2 与 CO2反应Na2CO3 CO2 H2O 2NaHCO3不反应 与 NaOH 溶液反应不反应 不能发生离子交换 NaHCO3 NaOH Na2 CO3 H2O HCO3 OH H2O CO32 与 Ca OH 2溶液反应 Ca OH 2 Na2CO3 CaCO3 2NaOH Ca2 CO32 CaCO3 也能反应生成 CaCO3沉淀 与 CaCl2 溶液反应有 CaCO3沉淀不反应 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 相互转化 Na2CO3溶液能吸收 CO2转化为 NaHCO3 Na2CO3 H2O CO2 2 NaHCO3 NaHCO3 NaOH Na2CO3 H2O 注意几个实验的问题 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 NaHCO3 4 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 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 铝及其化合物二 铝及其化合物 一 铝的性质 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 能反应 但无氢气放出 非强氧化性酸反应时放出氢气 2Al 6H 2Al3 3H2 与强碱溶液反应 2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 2Al 2OH 2H2O 2AlO2 3H2 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 接钢轨 二 氧化铝 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 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 铝的冶炼才快速发展起来 铝及其合金才被广泛的应用 2Al2O3 4Al 3O2 三 氢氧化铝 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 2H2O 2Al OH 3 Al2O3 3 H2O 四四 铝的冶炼铝的冶炼 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 3 Al2O3 3 H2O 2Al2O3 通电 4Al 3O2 五 铝的用途 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 六 明矾的净水 化学式 KAl SO4 2 12H2O 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 知识整理 Al OH 3 的制备 在氯化铝溶液中加足量氨水 AlCl3 3NH3 H2O 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 通电 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 三 铁及其化合物三 铁及其化合物 一 铁 一 铁 Fe 1 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 3Fe 2O2 Fe3O4 现象 剧烈燃烧 火星四射 生成黑色 的固体 2Fe 3Cl2 2FeCl3 Fe S FeS 与非氧化性酸反应 Fe 2HCl FeCl2 H2 Fe 2H Fe2 H2 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 Fe CuSO4 FeSO4 Cu Fe Cu2 Fe2 Cu Fe 2 FeCl3 3FeCl2 Al Al2O3 Al OH 3 AlO2 Al3 点燃 点燃 与水蒸气反应 3Fe 4H2O g 高温 Fe3O4 4H2 二 二 铁的氢氧化物铁的氢氧化物 Fe OH 2Fe OH 3 主 要 性 质 白色难溶于水的沉淀 不稳定 易被氧化成 氢氧化铁 颜色变化为 白色 灰绿色 红 褐色 反应式 4Fe OH 2 O2 2H2O 4Fe OH 3 Fe OH 2 2H Fe2 2H2O 红褐色难溶于水的沉淀 受热易分 解 2Fe OH 3 Fe2O3 3H2O 能溶于强酸溶液 生成相应的盐 Fe OH 3 3H 2Fe3 3H2O 三 三 Fe2 Fe3 的检验的检验 离 子 Fe2 Fe3 常 见 方 法 滴加 KSCN 溶液 无明显变化 再加氯水 溶液变血红色 直接观察溶液是浅绿色 滴加氢氧化钠溶液 出现沉淀的颜色变化 是 白色 灰绿色 红褐色 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 四 铁三角 四 铁三角 S I2 Cu2 H Cl2 Br2 HNO3 H2SO4 浓浓 O2 Cl2 HNO3 H2SO4 浓浓 其其它它如如 Br2 H2O2 MnO4 Fe Cu H2S S2 I H2 CO C 活活泼泼金金属属 H2 CO C 活活泼泼金金属属 Fe Fe3 Fe2 Fe 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 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 2 Fe Fe Fe 2Fe 3Fe 3 Fe Fe 2Fe3 3Zn 2Fe 3Zn2 1 Fe Fe3 2Fe 2I 2Fe2 I2 2Fe2 Cl2 2Fe 2Cl 3Fe2 4H NO3 3Fe3 NO 2H2O 2Fe