高三化学总复习——金属及其化合物

高三化学总复习高三化学总复习 金属及其化合物金属及其化合物 编稿 高金彬 责编 宋杰 考点扫描考点扫描 1 常见金属的活动顺序 2 钠 铝 铁 铜等金属及其重要化合物的主要性质及应用 3 以 I A 族为例 掌握同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系 4 合金的概念及其重要应用 知识点拨知识点拨 一 金属的通性一 金属的通性 1 位置 金属元素位于周期表的左下角 最外层电子数大部分少于 4 个 2 物理通性 大部分有延展性 金属光泽 都有导热导电性等 3 化学性质 易失电子 被氧化 金属表现还原性 4 钠 铝 铁 铜单质的重要性质 钠铝铁铜 O2 4Na O2 2Na2O O2 2Na Na2O2 4Al 3O2 2Al2O33Fe 2O2 Fe3O42Cu O2 2CuO Cl2 2Na Cl2 2NaCl2Al 3Cl2 2AlCl32Fe 3Cl2 2FeCl3 Cu Cl2 CuCl2 与 非 金 属 单 质 S2Na S Na2S2Al 3S Al2S3Fe S FeS2Cu S Cu2S H2O2Na 2H2O 2NaOH H2 2Al 6H2O 2Al OH 3 3H2 3Fe 4H2O Fe3O4 4H2 不反应 HCl 溶液2Na 2HCl 2NaCl H2 2Al 6HCl 2AlCl3 3H2 Fe 2HCl FeCl2 H2 不反应 NaOH 溶液 与水反应2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 不反应不反应 CuSO4溶液 2Na 2H2O CuSO4 Na2SO4 Cu OH 2 H2 较复杂较复杂不反应 制备 2NaCl 2Na Cl2 2Al2O3 4Al 3O2 Fe2O3 3CO 2Fe 3CO2 CuO CO Cu CO2 二 钠及其化合物二 钠及其化合物 1 1 钠 钠 钠的物理性质 状态颜色硬度密度熔点导电 导热性 固体银白色较小 比水大 较小 比水小 较低 用酒精灯加热 很 快熔化 是电和热的良导体 钠的化学性质 钠与非金属单质的反应 A 与氧气 4Na O2 2Na2O 变暗 O2 2Na Na2O2 燃烧生成淡黄色固体 B 与氯气 2Na Cl2 2NaCl C 与 S 2Na S Na2S 钠与水的反应 水中先滴入酚酞 2Na 2H2O 2NaOH H2 现象概述现象描述原因 浮浮在水面钠的密度比水小 游四处游动钠与水反应产生气体 熔融化成银白色小球钠的熔点较低 且该反应放出大量热 响发出咝咝的响声钠与水反应剧烈 红溶液由无色变为红色生成了碱性物质 钠与酸的反应 2Na 2H 2Na H2 钠与盐溶液的反应 2Na 2H2O CuSO4 Na2SO4 Cu OH 2 H2 6Na 6H2O 2FeCl3 6NaCl 2Fe OH 3 3H2 Na 可与某些有机物反应 2CH3COOH 2Na 2CH3COONa H2 2CH3CH2OH 2Na 2CH3CH2ONa H2 2C6H5OH 2Na 2C6H5ONa H2 钠的保存 通常钠保存在煤油中 原因是 钠极易与空气中的 O2 水蒸气反应 钠不与煤油反应 钠的密度比煤 油大 沉于底部 注意 钠保存在煤油中 而不能保存在汽油 CCl4中 因汽油易挥发 CCl4的密度比钠的密度大 起不到 隔离 O2和 H2O 的作用 钠的用途 冶炼金属 TiCl4 4NaTi 4NaCl 钠钾合金 作原子反应堆的导热剂 在电光源上 用钠制高压钠灯 2 2 钠的重要化合物 钠的重要化合物 Na2O Na2O2和 NaOH 名称和化学式氧化钠 Na2O 过氧化钠 Na2O2 氢氧化钠 NaOH 颜色和状态白色固体淡黄色固体无色固体 类别碱性氧化物 离子化合物 过氧化物 离子化合物 碱 离子化合物 电子式 Na Na Na 2 Na Na 氧元素化合价 2 1 2 化学键离子键离子键 非极性键 离子键 极性键 稳定性不稳定比 Na2O 稳定稳定 与水反应Na2O H2O 2NaOH2Na2O2 2H2O 4NaOH O2 不反应 与酸反应Na2O 2HCl 2NaCl H2O 2Na2O2 4HCl 4NaCl O2 2 H2O NaOH HCl NaCl H2O 与酸酐反应Na2O CO2 Na2CO3 2Na2O2 2CO2 2Na2CO3 O2 2NaOH CO2 Na2CO3 H2O NaOH CO2 NaHCO3 与盐溶液反应Na2O 2NaHSO4 2Na2SO4 H 2O Na2O H2O CuSO4 Cu OH 2 Na2SO4 2Na2O2 4NaHSO4 4Na2SO4 O2 2H2O 2Na2O2 H2O CuSO4 Cu OH 2 2Na2SO4 O2 NaOH NaHSO4 Na2SO4 H2O 2NaOH CuSO4 Cu OH 2 Na2SO4 用途制氢氧化钠漂白剂 供氧剂 氧化剂 化工原料 制纸浆 肥皂 知识拓展 Na2O2的强氧化性 能氧化 SO2 FeCl2 H2S Na2SO3 等 因强氧化性而使品红溶液褪色 Na2CO3和 NaHCO3 名称和化学式碳酸钠 Na2CO3 碳酸氢钠 NaHCO3 俗名纯碱 苏打小苏打 颜色和状态白色晶体白色粉末 水中溶解性易溶易溶 比 Na2CO3溶解度小 热稳定性稳定不稳定 2NaHCO3Na2CO3 CO2 H2O 与酸反应CO32 H HCO3 HCO3 H H2O CO2 HCO3 H CO2 H2O 与某些碱反应Ba OH 2 Na2CO3 BaCO3 2NaOHNaHCO3 Ca OH 2 CaCO3 NaOH H2O 2NaHCO3 Ca OH 2 CaCO3 Na2CO3 2H2O 与某些盐反应BaCl2 Na2CO3 BaCO3 2NaClNaHCO3 NaHSO4 Na2SO4 H2O CO2 与 CO2反应Na2CO3 CO2 H2O 2NaHCO3不反应 相互转化 Na2CO3 NaHCO3 制法NaOH CO2 NaHCO3 2NaHCO32Na2CO3 H2O CO2 NaOH CO2 NaHCO3 鉴别加酸产生 CO2 加热难分解 加酸产生 CO2较 Na2CO3快 加热分解出 CO2 用途制玻璃 肥皂 造纸 纺织发酵粉 治胃酸过多 知识拓展 钠在露置于空气中的变化过程 Na Na2O NaOH NaOH aq Na2CO3 10H2O Na2CO3 银白色 变暗 白色固体 溶液 白色块状 白色粉末 碳酸钠与盐酸的反应 若将盐酸逐滴缓慢滴加到碳酸钠溶液中 H CO32 HCO3 HCO3 H H2O CO2 现象 开始无气体生成 滴加到一定量后出现气体 若将碳酸钠逐滴缓慢滴加到盐酸中 2H CO32 H2O CO2 现象 立即出现气泡 常用来相互鉴别 钠及其化合物间的相互转化 3 3 碱金属元素的原子结构和性质及其递变规律 碱金属元素的原子结构和性质及其递变规律 名称和符号锂 Li 钠 Na 钾 K 铷 Rb 铯 Cs 原子序数311193755 原子结构结构简 图 电子式 Li Na K Rb Cs 主要化合价 1 1 1 1 1 相同点最外层电子数相同 都是 1 个电子 不同点原子核外电子层数不同 依次增多 原子半径依次递增 离子半径依次递增 金属活动性依次递增 质还原性依次递增 结 构 阳离子氧化性依次递减 颜色和状态银白色固体 密度0 534g cm3 0 97g cm30 86g cm31 523g cm31 879g cm3 熔点依次递减 物 理 性 质 沸点依次递减 跟氧气反应4Li O2 2Li2O 4Na O2 2Na2O 2Na O2Na2O2 2K O2 K2O2 K O2KO2 Rb O2 RbO2 Cs O2CsO2 跟卤素反应2M X2 2MX M X2分别表示碱金属 卤素 跟硫反应2M S M2S 与水反应2M 2H2O 2MOH H2 反应剧烈程度 Li Na K Rb Cs 与酸反应2M 2H 2M H2 与盐溶液反应 CuSO4 化 学 性 质 制法 2MCl2M Cl2 K Na KClK NaCl 知识拓展 碱金属的特殊性 Na K 需保存于煤油中 但 Li 的密度比煤油小 所以 Li 必须保存在密度更小的石蜡中或密封于石蜡中 碱金属中 从 Li Cs 密度呈增大的趋势 但 K Na 试剂瓶中的药品取出后 一般不能放回原瓶 但金属 Na K 等除外 三 镁 铝及其化合物三 镁 铝及其化合物 1 1 镁与铝 镁与铝 原子结构及物理性质 镁铝 在周期表中位置第 3 周期 第 A 族第 3 周期 第 A 族 原子结构示意图 色态较低较低但大于镁 熔点较小较小但大于镁 密度较小较小但大于镁 硬度较小较小但大于镁 镁铝的化学性质 项目 MgAl 方程式 2Mg O22MgO4Al 3O22Al2O3 O2 现象剧烈反应 耀眼白光 放出大量热 SMg SMgS2Al 3SAl2S3 与非金 属反应 N23Mg N2Mg3N2 方程式 Mg 2H2OMg OH 2 H2 2Al 6H2O 2Al OH 3 3H2 与 H2O 现象冷水慢 沸水快一般不反应 只有氧化膜被破坏后反应 与酸反应 Mg 2H Mg2 H2 2Al 6H 2Al3 3H2 常温下 在浓 H2SO4 浓 HNO3中钝化 与 NaOH 溶液2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 与某些氧化物 2Mg CO22MgO C2Al Fe2O32Fe Al2O3 主要用途镁合金汽车 飞机制造 照明弹等 铝合金汽车 船舶 飞机制造 防锈油 漆 导线 电缆等 工业制备 MgCl2 Mg Cl2 2Al2O3 4Al 3O2 2 2 镁和铝氧化物的对比 镁和铝氧化物的对比 氧化物 MgOAl2O3 属类碱性氧化物两性氧化物 色态白色粉末 熔点高白色粉末 熔点高 化学 H2O MgO H2O Mg OH 2 反应缓慢进行 不溶解也不反应 酸液MgO 2H Mg2 H2OAl2O3 6H 2Al3 3H2O性质 NaOH 溶液不溶解也不反应Al2O3 2NaOH 2NaAlO2 H2O 重要用途制造耐火 耐高温材料制造耐火 耐高温器材 冶炼铝 3 3 镁和铝的氢氧化物 镁和铝的氢氧化物 氢氧化物 Mg OH 2Al OH 3 属类碱两性氢氧化物 色态白色固体白色固体 溶解性难溶难溶 电离方程式Mg OH 2Mg2 2OH H2O AlO2 H Al OH 3Al3 3OH 与 HCl 等酸溶液 Mg OH 2 2HCl MgCl2 2H2O 可溶于 NH4Cl 等强酸弱碱盐 Al OH 3 3HCl AlCl3 3H2O 与 NaOH 溶液不反应 Al OH 3 NaOH NaAlO2 2H2O 热不稳定性 Mg OH 2 MgO H2O2Al OH 3Al2O3 3H2O 实验室制法 可溶性镁盐加 NaOH 溶液 Mg2 2OH Mg OH 2 可溶性铝盐加氨水 Al3 3NH3 H2O Al OH 3 3NH 4 4 4 铝及其化合物间相互转化 铝三角及相关图象 铝及其化合物间相互转化 铝三角及相关图象 实验操作实验现象图象离子方程式 向可溶性铝盐溶 液中滴加 NaOH 溶液 至过量 先生成沉淀又溶 解 Al3 3OH Al OH 3 Al OH 3 OH AlO2 2H2O 向可溶性铝盐溶 液中滴加稀氨水至 过量 出现白色沉淀Al3 3NH3 H2O Al OH 3 3NH4 向 NaOH 溶液中滴 加可溶性铝盐溶液 至过量 开始无明显变化 一段时间后出现 沉淀 Al3 4OH AlO2 2H2O 3AlO2 Al3 6H2O 4Al OH 3 向可溶性偏铝酸 盐溶液中滴加盐酸 至过量 先沉淀又溶解H AlO2 H2O Al OH 3 Al OH 3 3H Al3 3H2O 向可溶性偏铝酸 盐溶液中逐渐通入 CO2气体至过量 先无明显变化 后出现沉淀 AlO 2 2H2O CO2 过量 Al OH 3 HCO 3 2AlO2 3H2O CO2 少量 Al OH 3 CO2 3 向盐酸中滴加可 溶性偏铝酸盐溶液 至过量 出现白色沉淀4 H AlO2 Al3 2H2O 3AlO2 Al3 6H2O 4Al OH 3 知识拓展 Al OH3 的两性 H2O AlO2 H Al OH 3Al3 3OH 酸式电离 碱式电离 当向 Al OH 3中加入酸溶液 平衡向碱式电离方向移动 使 Al OH 3溶解 当向 Al OH 3中加入强碱溶液时 平衡向酸式电离方向移动 使 Al OH 3溶解 铝热反应及应用 2Al Fe2O32Fe Al2O3 4Al 3MnO23Mn 2Al2O3 铝热剂 铝粉和金属氧化物 助燃剂 KClO3 引燃剂 镁条 铝热反应应用 焊接钢轨 冶炼熔点较高的金属如 钒 铬 锰等 既能与强酸又能与强碱反应的物质 金属单质 Al 两性氧化物 Al2O3 两性氢氧化物 Al OH 3 弱酸的酸式盐 NaHCO3 NH4HCO3等 弱酸铵盐 NH4 2CO3 NH4 2S 等 四 铁及其化合物四 铁及其化合物 1 1 铁 铁 铁的原子结构 位于第 4 周期 族 是过渡元素 原子结构示意图 常见价态 2 3 价 物理性质 纯铁为银白色有金属光泽 有延展性和导热性 能导电 能被磁铁吸引 密度 7 86g cm3 熔点 1535 沸点 2750 化学性质 铁能与 Cl2 Br2 O2 I2 S 等非金属单质反应 与稀硫酸 浓硫酸 硝酸 盐酸等酸反应 与 H2O Fe3 Cu2 等反应 与铁生成 3 价的有 Cl2 Br2 浓硫酸 硝酸等 与铁生成 2 价的有 I2 S 稀硫酸 盐酸 Fe3 Cu2 等 与铁生成 Fe3O4的有 O2 H2O 等 2 2 铁的氧化物铁的氧化物 3 3 铁的氢氧化物铁的氢氧化物 4 4 亚铁和铁盐的鉴别亚铁和铁盐的鉴别 5 5 铁三角 铁三角 知识拓展 Fe3 的性质规律 水解性 Fe3 半径小 所带电荷高 水解能力强 常温下 Fe3 3H2OFe OH 3 3H 沸水中 Fe3 3H2O 沸水 Fe OH 3 胶体 3H 遇 HCO3 CO32 AlO2 ClO 等离子时 水解完全 如 Fe3 3HCO3 Fe OH 3 3CO2 将 FeCl3溶液蒸干并灼烧 得 Fe2O3 在 pH 4 时 它就形成 Fe OH 3而沉淀完全 较强的氧化性 Fe3 的氧化性在金属阳离子中是比较强的 其氧化性 H Cu2 Fe2 Ag I2 Fe3 Br2 Fe3 表现氧化性的反应有 特征络合反应 Fe3 3SCN Fe SCN 3显红色 Fe3 6C6H5OH Fe C6H5O 6 3 6H 显紫色 制 Fe OH 2白色沉淀 Fe OH 2极易被氧化 溶解在水中少量的 O2都能将它氧化成 Fe OH 3 所以按一般强碱与弱酸盐反应制弱碱 的操作很难得到 Fe OH 2白色沉淀 要制得 Fe OH 2白色沉淀必须用加热煮沸过的蒸馏水 以减少溶解在水中的 O2 临时配制的 FeSO4溶液 最好在溶液中再滴几滴植物油以避免 FeSO4溶液与空气接触 准备加入的 NaOH 溶 液也要先加热煮沸 加入 NaOH 溶液时应将滴管尖嘴伸人 FeSO4溶液的试管底部再挤出 NaOH 溶液 五 铜及其化合物五 铜及其化合物 1 1 铜 铜 原子结构 铜元素位于元素周期表第 4 周期 B 族 过渡元素 原子结构示意图 常见价态 1 和 2 价 物理性质 紫红色光泽 熔点 1083 4 沸点为 2567 有良好延展性 是电和热的良导体 化学性质 与非金属单质 2Cu O22CuO 黑色 2Cu SCu2S Cu Cl2CuCl2 与酸反应 与非氧化性酸反应 稀盐酸 稀硫酸 不反应 Cu 2H2SO4 稀 CuSO4 SO2 2H2O Cu 4HNO3 浓 Cu NO3 2 2NO2 2H2O 3Cu 8HNO3 稀 3Cu NO3 2 2NO 4H2O 盐溶液 Cu 2AgNO3 2Ag Cu NO3 2 Cu 2FeCl3 CuCl2 2FeCl2 在潮湿空气中生成铜绿 2Cu O2 H2O CO2 Cu2 OH 2CO3 2 2 铜的化合物 铜的化合物 铜的氧化物 CuO CuO 2HCl CuCl2 H2O H2 CuOCu H2O C 2CuO2Cu CO2 铜的氢氧化物 Cu OH 2 蓝色难溶于水 Cu OH 2 2HCl CuCl2 2H2O Cu OH 2CuO H2O CH3C