化学-2015届《金属及其化合物》课件

金属及其化合物,钠,铜,铁,镁铝,综合,钠及其化合物,一、钠的物理性质,二、钠的化学性质,易失电子，化学性质活泼,1.与非金属反应:(如氧气、氯气、硫等),常温：,点燃：,（淡黄色）,2、与水反应,浮熔游响红,密度比水小熔点低且反应放热 产生气体 反应剧烈产生碱（在水溶液中滴酚酞）,实验现象：,2Na+2H2O=2NaOH+H2,2Na+2H2O=2Na+OH-+H2,实质：与水电离出的少量H+反应,3.与盐酸反应,2Na+2H+=2Na+H2,先与酸反应，过量的钠再与水反应,4.与盐溶液反应,钠投入到硫酸铜溶液，现象：,钠溶解，放出无色无味气体，有蓝色沉淀,2Na+2H2O+CuSO4=Na2SO4+H2+Cu(OH)2,2Na+2H2O=2NaOH+H2,2NaOH+CuSO4= Na2SO4+Cu(OH)2,总反应式 ：,FeCl3溶液,饱和NH4Cl,饱和NaCl,化学方程式,现象,钠溶解，放出无色无味气体、析出晶体,2Na+2H2O=2NaOH+H2,钠溶解，有刺激性气味气体放出,2Na+2 NH4Cl =2NaCl+H2+2NH3 ,钠溶解，放出无色无味气体有红褐色沉淀,6Na+6H2O+2FeCl3= 6NaCl+3H2+2Fe(OH)3,先与水反应生成碱，再考虑碱与盐的反应!,钠投入到下列溶液的现象及反应：,三、钠的存在、保存与制取,元素存在形态：,游离态(以单质形态存在)化合态(以化合物形态存在),存在：钠在自然界里没有游离态，只能以化合态存在。食盐（NaCl）、 纯碱（Na2CO3 10H2O）、硝酸钠(NaNO3),保存：隔绝空气和水，加煤油密封(Na煤油）。,制取：电解熔融的氯化钠,四、钠的用途,1、制Na2O22、制Na-K合金，做原子反应堆导热剂3、高压钠灯4、还原贵重金属,（和氧气反应）,（钠的导热性）,（黄光射程远，透雾力强）,（钠具有还原性）。,4Na+TiCl4=4NaCl + Ti,一. 钠的两种氧化物比较,2:1,2:1,钠的化合物,颜色状态,纯碱、苏打 小苏打,易溶于水(20, S22.2g),溶于水(20, S9.6g),很稳定850开始部分分解,碱性,碱性,CO32HHCO3 HCO3HCO2H2O,HCO3HCO2H2O,HCO3OHCO32H2O,CO32Ca2+=CaCO3,用于玻璃、洗涤剂、制肥皂、纺织及制钠的化合物,作发酵粉、用于治疗胃酸过多症,NaHCO3溶液中混有Na2CO3，通入过量的CO2气体 Na2CO3 + CO2 + H2O = 2NaHCO3,Na2CO3和NaHCO3混合物的分离,Na2CO3固体粉末中混有NaHCO3，用加热法。 2NaHCO3 = Na2CO3 + H2O + CO2,Na2CO3溶液中混有NaHCO3，滴加适量NaOH溶液 NaHCO3 + NaOH = Na2CO3 + H2O,小结,鉴别Na2CO3和NaHCO3？,晶体受热；向溶液中加入CaCl2滴加少量稀盐酸；测定溶液pH,三.氢氧化钠NaOH,l、物理性质 ： 俗名烧碱、火碱、苛性钠，白色固体，易潮解，易溶于水并放热，水溶液有涩味、有强腐蚀性。 2、化学性质 NaOH具有碱的通性。 NaOH=Na+OH-(遇酚酞变红) 与酸酐(SO2、CO2、SiO2、SO3、P2O5等)反应 SO2 + 2NaOH = Na2SO3 + H2O 固体NaOH(或碱石灰)不能用来干燥酸性气体 SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O 盛装NaOH的试剂瓶不能用玻璃塞。,与酸和酚发生中和反应 NaOH + HCl = NaCl + H2O NaOH + CH3COOH = CH3COONa + H2O与某些单质(Cl2、S、Si、Al)等反应 2A1+2NaOH+2H2O = 2NaAlO2+3H2与两性氧化物、氢氧化物反应 Al2O3 + 2NaOH =2NaAlO2 + H2O Al(OH)3 + NaOH =NaAlO2 + 2H2O与盐发生复分解反应 NH4Cl + NaOH=NaCl + NH3H2O MgCl2 + 2NaOH =Mg(OH)2 + 2NaCl,例1取等量的两小块钠，将其中一份直接投入水中，另一份用铝箔包好，刺上多个小孔，用镊子夹住放入水面下，充分反应后，两种操作反应放出的H2量是否相等？,产生的H2量,金属钠露置在空气中的变化过程 ？,银白色金属钠表面变暗出现白色固体表面变成溶液 （Na） （Na2O） （NaOH） （NaOH潮解）出现白色固体 白色粉末（Na2CO310H2O）（Na2CO3）,1. 钠及其化合物的相互转化：,总结,镁、铝及其化合物,1、镁铝单质结构、性质和制法的比较：,第三周期 A族,第三周期 A族,MgAl,2,3,MgAl,银白色轻金属，导电、导热、延展性,MgAl,与非氧化性酸反应置换出H2，与强氧化性酸反应一般不放出H2，常温下Al、Fe在浓HNO3、浓H2SO4中发生钝化反应.,不反应,一般发生置换反应,思考练习:,1、为什么可以用密闭的铝制容器装冷的浓硝酸或浓硫酸？能否用它装热的浓硝酸或浓硫酸? 写出有关的化学方程式.,2、当下列金属表面沾有油污时，不能用烧碱溶液洗涤的是： （ ）A、Fe B、Mg C、Al D、Ag,C,铝遇冷的浓硝酸或浓硫酸钝化,2、氧化镁和氧化铝,碱性氧化物,两性氧化物,不反应,MgO+2H+=Mg2+H2O,Al2O3+6H+=2Al3+3H2O,不反应,Al2O3+2OH=2AlO2+H2O,提纯铝土矿,思考练习：,1、铝土矿的主要成分是Al2O3，其中含有杂质Fe2O3和SiO2，如何提纯？,铝土矿,加盐酸,过滤,沉淀A,溶液B,过量NaOH溶液,过滤,沉淀C,溶液D,通入CO2,沉淀E,高温灼烧,Al2O3,3、氢氧化镁和氢氧化铝,难溶碱,两性氢氧化物,Al(OH)3+3H+=Al3+3H2O,Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,不反应,可溶镁盐和可溶碱反应,1、铝盐和氨水反应； 2、偏铝酸盐溶液中通入二氧化碳； 3、铝盐和偏铝酸盐溶液混合。,Mg(OH)2+2H+=Mg2+2H2O,Al(OH)3的制备：1、可溶性铝盐与弱碱,AlCl3 + 3NH3H2O = Al(OH)3+ 3NH4Cl,2、可溶性偏铝酸盐与弱酸,NaAlO2 + CO2+2H2O = Al(OH)3+ NaHCO3,3、可溶性偏铝酸盐与可溶性铝盐,3AlO2 + Al3+ + 6H2O = 4Al(OH)3,凝聚水中悬浮物并能吸附色素， 常用作净水剂,用作药物，治疗胃酸过多,Al(OH)3的用途：,讨论1：铝盐和碱溶液反应的现象和计算：,先沉淀后溶解,先澄清后沉淀,讨论2：偏铝酸盐和盐酸反应的现象和计算：,先沉淀后溶解,先澄清后沉淀,练习3、在下图中，横坐标为向一定量的某溶液中加入某种物质的量，纵坐标为生成沉淀的量。从图中，选择适合表中各题要求的序号填入表中,A,B,F,D,E,C,F,G,3.硫酸铝钾,1）复盐：KAl(SO4)2=K+Al3+2SO42-,2）明矾：化学式 KAl(SO4)212H2O无色晶体，易溶于水。,明矾净水原理：明矾溶于水发生水解反应，生成Al(OH)3胶体，吸附水中的杂质，使水澄清。,(2) 镁及其重要化合物的知识网络图如下：,(3) 铝及其化合物的知识网络如下：,铁及其化合物,一.金属铁,1.在元素周期表中的位置,铁位于第四周期第族，过渡元素原子结构示意图为,2.铁的物理性质,铁具有银白色金属光泽，纯铁质软，密度大,熔沸点高，有良好的导电性、导热性和延展性 ，有铁磁性.,3.铁的化学性质,Fe 2e = Fe2+ Fe 3e = Fe3+,Fe表现还原性,(1)铁与强氧化剂反应,Fe+4HNO3(稀）=Fe(NO3)3+NO+2H2O,a.铁与氯气、硝酸、浓硫酸等强氧化剂反应可显+3价,b.常温下，铁遇冷浓硫酸和浓硝酸钝化。,+3,+3,(2)铁与弱氧化剂反应,Fe + 2H+ = Fe2+ + H2,（稀HCl或稀H2SO4),Fe + Cu2+ = CuFe2+,（与盐的反应）,Fe+2Fe3+=3Fe2+,(Fe3+的氧化性),a.铁与H+、Cu2+、Fe3+等弱氧化剂反应可显+2价,Fe+4HNO3(稀）=Fe(NO3)3+NO+2H2O,b.Fe与过量HNO3Fe3+ Fe与少量HNO3Fe2+,（3）与水的反应,对比,2Na+2H2O=2NaOH+H2,（4）与氧气反应,（纯氧气）,4Fe(OH)2+O2+2H2O=4 Fe(OH)3,铁的氢氧化物性质比较,直 接 观 色,与KSCN,鉴 别方 法,浅 绿 色,棕 黄 色,血 红 色,不显红色,与OH-作用,白色沉淀迅速变灰绿色最后呈红褐色,立即产生红褐色沉淀,Fe2+ 和 Fe3+的检验方法,再滴氯水则显红色,Fe、Fe2、Fe3的相互转化“铁三角”关系,Fe,Fe3,Fe2+,S、I2、H+、Cu2+、Ag+,Cl2、Br2、O2、浓H2SO4、HNO3,Fe2O3：C、CO、H2、Al Fe3+：Al等还原,FeO：C、CO、H2、Al Fe2+：Al等还原,Cl2、Br2、O2、浓H2SO4、HNO3酸性KMnO4、Na2O2、H2O2等,Fe、Cu、I、S2、SO32-等,小结,二、填空题,一、. 把氯化亚铁水溶液中的Fe2+氧化为Fe3+，而不引进金属离子或其它原溶液中不含有的阴离子，所用的三种方法的离子方程式分别为：:,2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-,2Fe2+H2O2+2H+= 2Fe3+2H2O,4Fe2+O2+4H+=4Fe3+2H2O,. 在装有固体A的试管中加入无色溶液B，此时A未溶解。但加入一定量的水，A即逐渐溶解。并有气体生成，溶液变为浅绿色。将空气通入该试管的溶液中，溶液颜色很快加深。请填写下列空白：(1) B的化学式是:(2) A加水后才溶解，其理由是:,H2SO4,浓H2SO4使Fe钝化，稀H2SO4使Fe溶解,(4) Fe及其化合物的相互转化,铜及其化合物,一、铜的物理性质,紫红色金属，熔沸点高，密度大，具有良好的延展性，能够导电、导热,二、铜的化学性质,1.与氧气反应：,b.铜与强氧化性酸（如浓硫酸、硝酸等）能反应，但不生成氢气。,2.与酸的反应,a.铜与非氧化性酸（如盐酸、稀硫酸等）不反应。,Cu + 2AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag,3.与盐溶液的反应,2 FeCl3 + Cu = 2FeCl2 + CuCl2,三、铜的重要化合物,1.CuO Cu2O,黑色,砖红色,2.Cu2（OH）2CO3 铜绿,3.CuSO4及 CuSO45H2O,白色,蓝色,用来检验水的存在,金属部分综合复习,位于周期表中左下角处。最外层电子数周期数,金属原子的价电子数少。,1、金属元素在周期表的位置：,2、金属原子结构特点：,3、金属的化学性质：,易失电子，表现还原性。,决定,一、金属元素在周期表的位置与原子结构特点及化学性质的关系：,二、金属晶体的结构和物理性质:,2、金属共同的物理性质: 导电性、导热性 、 延展性、 不透明 、有金属光泽 。,1、金属是由金属阳离子和自由电子通过金属键构成的。,决定,3、影响金属键强弱的因素:,半径越小、电荷数越多,金属键越强。则熔、沸点越高，硬度越大。,(1) 原子半径 (2)电荷数,思考练习：,1、判断下列叙述是否正确？若两句均正确选A，前对后错选B，前错后对选C，两句均错选D。（1）金属的物理性质决定于金属的晶体结构，金属的化学性质决定于金属的原子结构。（ ）,A,（2）金属的原子核外电子都比较少，容易失去电子。 （ ）,C,（3）在金属晶体中，阳离子和自由电子的运动没有方向性；在外加电场的作用下，带电微粒的定向移动形成了电流。（ ）,D,（4）金属单质在化学反应中都是还原剂；金属离子在化学反应中都是氧化剂。 （ ）,B,三.金属化学性质,1.与非金属（如：O2、Cl2、S等）反应,与O2 极易反应的金属有:,K、Ca、Na,常温下,与O2 缓慢反应的金属有:,(1).和O2的反应,Mg、Al、Fe,加热条件下，除Ag、Pt、Au外， 其它金属可被氧化。,(2).与Cl2反应 :,几乎所有金属都可被Cl2氧化.,2Fe+3Cl2,Cu+ Cl2,如:,(3).与S反应:,除Pt、Au外的其它金属都可被S氧化.,如:,Fe+S,FeS,2Cu+S,Cu2S,2FeCl3,CuCl2,2.金属与水的反应：,与冷水剧烈反应放出H2的金属有：,如：,与沸水在加热条件下发生反应的有:Mg,与水蒸气在高温条件下反应有:Fe,K、Ca、Na,3.与酸的反应:,(1) 活动性在氢以前的金属与非氧化性酸 反应置换出H2,如:,(2) 金属与强氧化性酸反应一般不放出H2.,常温下Al、Fe在浓HNO3、浓H2SO4中 发生钝化反应.,4.金属与盐溶液反应:,(1).大多数活泼金属能置换出不活泼金属.,Fe+ CuSO4= FeSO4 + Cu,Cu+ 2Ag+= 2Ag + Cu2+,(2).K、Ca、Na与盐溶液的反应较特殊.,写出: 把钠投入硫酸铜溶液中的化学方程式.,(3).金属与Fe3+的盐反应.,2Fe3+ +Zn=2Fe2+ +Zn2+,2Fe3+ + Cu= 2Fe2+ +Cu2+,Fe3+具有较强的氧化性,能跟大多数金属反应.,四.金属的冶炼,1.金属冶炼的实质:,金属冶炼就是把化合态的金属元素转变为金属单质.,2.冶炼方法:,K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb Cu Hg Ag,电解法,还原剂法,加热法,(Al、H2 、CO、C）,2Al2O3,如：,3CO+Fe2O3,2HgO,2Hg+O2,3CO2 + 2Fe,冰晶石,1、随着人们生活节奏的加快，方便的小包装食品已被广泛接受。为了延长食品的保质期，防止食品受潮及富脂食品氧化变质，在包装袋中应放入的化学物质是:,A 无水硫酸铜、蔗糖 B 硅胶、硫酸亚铁C 食盐、硫酸亚铁 D 生石灰、