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元素化合物复习 金属 金属概论 1 金属的分类 2 按密度分 重金属 4 5g cm3 和轻金属 4 5g cm3 1 冶金工业 黑色金属 fe cr mn 和有色金属 除fe cr mn以外 2 金属元素在周期表中的位置和原子结构特征 1 大多数金属最外层电子较少 一般小于4 2 金属元素只有正价和零价 3 金属单质的物理性质 金属单质形成的晶体都是金属晶体 金属晶体是通过金属键形成的 金属键的强弱决定了金属的硬度和熔 沸点高低 金属键的强弱取决于金属的价电子数和金属的原子半径 半径越小 价电子数越多 则金属键越强 1 状态 常温下汞是液体 其余均为固体 2 颜色 整块金属有金属光泽 大多数为银白色 粉末状金属大多为黑色 如银粉 铁粉等 3 密度 硬度 熔点 熔点最高的金属是钨 硬度最大的金属是铬 常见金属中密度最大的铂 最小的是锂 4 延展性 大多良好 金最好 少数很差 锑 铋 锰等 5 导电导热性 一般都是电和热的良导体 银 铜的传热 导电性最好 4 合金 定义 由两种或两种以上的金属或金属跟非金属熔合而成的具有金属特性的物质 特点 1 合金的熔点比其他成分金属都要低 2 合金有比成分金属更好的硬度 强度和机械加工性能 5 金属的冶炼 1 热分解法 2 热还原法 此法适用于多数金属的冶炼 利用焦碳 co 利用h2 利用活泼金属 zn fe sn pb cu等一般采用此法 3 电解法 电解法 热还原法 热分解法 kcanamgalznfesnpb h cuhgag 金属资源有限 不能再生 废旧金属是固体废弃物 严重污染环境 金属的回收和资源保护 例如 废旧钢铁用于炼钢 废铁屑用于制铁盐 从电解精练铜的阳极泥中回收金 银 从定影液中可以提取金属银 碱金属 一 钠 1 钠的结构与性质的关系 1 易失去1个电子 表现出强还原性 因此在自然界中以化合态形式存在 3 晶体结构 钠晶体为金属晶体 晶体中只有na 和自由电子 彼此间的作用较弱 所以钠的熔沸点较低 硬度较小 2 化合价 钠元素只有0价和 1价 所以钠单质只有还原性 2 钠的物理性质 1 银白色固体 是电和热的良导体 密度小于水的 大于煤油的 2 钠的熔点很低 比水的沸点低 3 钠的化学性质 1 与非金属的反应 在常温下 4na o2 2na2o 白色 钠在氯气中燃烧 钠粒与硫粉研磨时可发生爆炸性反应 其主要原因是钠和硫均为固态 其浓度比气态或液态反应物的浓度大 且反应产生的热量不能及时散失 因此产生爆炸 钠在高温下可以和h2 n2发生反应 分别生成nah na3n na2o2比na2o更稳定 本质 h2oh oh 2na 2h 2na h2 归纳 钠与水电离出h 发生了反应 破坏了水的电离平衡 且c h 决定了反应的剧烈程度 2 与水的反应 现象 浮 熔 游 响 红 3 与酸的反应 先与酸反应 若过量 再与水反应 氧化性酸 浓硫酸 硝酸 无氢气放出 4 金属单质与盐的反应规律 1 最活泼金属k ca na首先和水反应 生成的强碱和h2 生成的碱再与盐反应 其原因是金属离子周围被水分子包围 如向cuso4溶液加入钠 2na 2h2o 2naoh h2 cuso4 2naoh cu oh 2 h2o 总反应 2na 2h2o cuso4 cu oh 2 na2so4 h2 但注意 若与熔融态盐反应时 活泼金属可将比不活泼的金属置换出来 如4na ticl4 4nacl 4ti 2 除此以外 排在前面的金属能把后面的金属从它的盐溶液中置换出来 如 fe cuso4 cu feso4 5 与有机物的反应 2na 2ch3ch2oh 2ch3ch2ona h2 如 与乙醇 苯酚 乙酸的反应 na na2o naoh na2co3 10h2o na2co3粉末 4 钠的保存和用途 钠露置于空气中的变化过程 为防止钠与空气中的氧气 水蒸气反应 钠应密封保存 少量的钠可保存在煤油中 工业上 用电解熔融的氯化钠制取钠 二 钠的化合物 一 naoh naoh是一种白色固体 易潮解 有腐蚀性 俗名有烧碱 火碱 苛性钠 1 为一元强碱 具有碱的通性 1 与酸碱指示剂或试纸作用 2 与酸和酚发生中和反应 3 与酸性氧化物发生反应 4 与某些非金属单质反应 如si 5 与两性氧化物 两性氢氧化物反应 6 与盐发生复分解反应 2 naoh具有强腐蚀性 称量时应在烧杯中进行 3 当naoh与多元弱酸发生反应时 naoh与酸的物质的量的比值不同 产物也不同 可生成正盐 酸式盐等 少量 co2 2naoh na2co3 h2o 过量 co2 naoh nahco3 na2co3 co2 h2o 2nahco3 4 naoh的保存 密封保存在塑料瓶中 保存在玻璃瓶中时 不能用磨口玻璃塞 应用橡皮塞 二 na2o和na2o2的比较 1 氧化钠和过氧化钠的特点 两种元素构成 微粒个数比1 2和1 1的化合物 h2o2和h2o 2 都是离子化合物 氧化钠和过氧化钠的电子式 3 氧化钠属于碱性氧化钠 过氧化钠不属于碱性氧化物 1 na2o2的性质要点 1 na2o2与水反应的本质 na2o2 2h2o h2o2 2naoh 2h2o2 2h2o o2 4 均能与水 酸 co2反应 故 2na2o2 2h2o 4naoh o2 na o 4h o naoh h o o 2 na2o2与co2反应的本质 1 本质 必须在潮湿的情况下 na2o2先与水反应 生成的naoh再与co2反应 2 用途 快速制氧 优点 简便易行 不需加热或消耗电能 3 na2o2的强氧化性 1 na2o2与so2反应 2 na2o2投入fecl2溶液中 3 na2o2投入氢硫酸 4 na2o2投入na2so3溶液 5 na2o2投入品红溶液中 4 有关na2o2跟co2 h2o反应的计算技巧 2na2o2 2h2o 4naoh o2 m增 2 784 404g 2na2o2 2co2 2na2co3 o2 m增 2 782 10656g 2h2 o2 2h2o2co o2 2co2 必须在有o2存在的条件下 并且不断用电火花引燃的情况下才能发生 1 mg co h2 co和h2完全燃烧后得到的产物可以被过氧化钠完全吸收后 过氧化钠增重的质量也为mg 2 na2o2跟mg符合通式为 co nh2m的有机物 可看作co和h2的混合物 在电火花点燃条件下完全燃烧 得到的产物经过足量的过氧化钠 其增重的质量也为mg 三 碳酸钠和碳酸氢钠 1 碳酸钠和碳酸氢钠的比较 1 碳酸钠和碳酸氢钠的溶解度关系 侯氏制碱法原理 向饱和食盐水中先通入足量氨气至饱和 然后在加压下再通入co2 因nahco3溶解度很小 故有以下反应发生 nh3 co2 h2o nh4hco3 nacl nh4hco3 nahco3 nh4cl 2nahco3 na2co3 h2o co2 注意 通入氨气和二氧化碳的顺序绝对不能颠倒 因为co2在水中的溶解度很小 后通nh3 就无法形成大量的hco3 故不能析出nahco3晶体 溶解度小的物质先析出 2 碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸反应的特点 考虑 在10ml0 9mol l的na2co3溶液中不断搅拌并逐滴加入12ml0 05mol l盐酸 完全反应后在标况下co2的体积 co32 h hco3 hco3 h co2 h2o 注 结合h 的能力是co32 hco3 3 与碱反应 na2co3 要由具体的碱来决定 如 与naoh不反应 与ca oh 2 baoh 2就能反应 na2co3 ca oh 2 2naoh caco3 2nahco3 过量 ca oh 2 na2co3 caco3 2h2o nahco3 ca oh 2 过量 naoh caco3 h2o nahco3 4 na2co3和nahco3的水解 在相同条件下 同浓度的na2co3溶液的碱性比nahco3溶液强 5 其他钠盐 芒硝 na2so4 10h2o 用作收敛剂 防腐剂 媒染剂 缓泻剂 6 碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别 1 晶体受热 nahco3受热产生能使澄清石灰水变浑浊的无色无味的co2气体 而碳酸钠受热不分解 2 cacl2溶液 将cacl2溶液滴加到na2co3溶液中能产生白色沉淀 滴加到nahco3溶液中无白色沉淀产生 3 用盐酸溶液 向na2co3溶液中逐滴加入稀盐酸 开始一段无气体产生 当稀盐酸滴加到一定程度以后有气体产生 而向nahco3溶液逐滴加入稀盐酸 立即产生无色无味的气体 4 同温度下 同浓度的na2co3溶液和nahco3溶液的ph值不同 能否用澄清石灰水 三 碱金属元素 2 物理性质 1 熔沸点至上而下不断减小 说明 原因在于金属键不断减弱 cs在常温下的熔点为28 40 温度稍高时 就是液态 2 随核电荷数的增加 单质密度总体增大 k na反常 密度 li 煤油 k na 水 rb cs 说明 反常原因 原子量增大的作用小于原子体积增大的作用 保存 li保存在石蜡中 其他均保存在煤油中 73li2311na3919k8537rb13355cs 1 结构特点 最外层只有1个电子 随着核电荷数的增加 电子层层数不断增多 半径不断增大 3 化学性质 随着核电荷数的增大 失去电子的能力不断增强 金属性不断增强 1 在空气中或氧气中燃烧 由于其活泼性不同 其产物也不同 锂燃烧只生成li2o 钠的燃烧生成na2o2 钾 铷 铯等燃烧时主要生成超氧化物 ko2 rbo2 cso2 说明 由于li 半径很小 它只能和半径较小的o2 结合形成稳定的化合物 也因此许多锂盐是难溶的 如lif li2co3等 2 碱金属与水的反应速率不断增大 说明 锂与水反应却很慢 这是因为产物lioh溶解度较小 覆盖在锂表面 阻止了反应的进行 此外锂的熔点较高 反应时锂块不如钠球与水接触面积大 碱性 lioh 弱碱 naoh koh rboh csoh 且均为可溶性碱 六 焰色反应 1 实质 物理变化 电子跃迁 元素的一种性质 3 金属丝本身灼烧时应无颜色 同时熔点要高 不易被氧化 用铂丝效果最好 也可用铁丝 镍丝 钨丝来代替 4 每次作焰色反应 铂丝必须用稀盐酸洗涤干净 在酒精灯的火焰上灼烧至无色 注意并不是所用的金属元素都有焰色反应 2 如焰色呈黄色 说明有钠元素 如焰色透过钴玻璃呈紫色 说明有钾元素 原因 钾中常含有钠的杂质 蓝色钴玻璃可以滤去黄光 以看清钾的浅紫色火焰 指导1 平均值法在化学计算中的应用 平均值法是一种将数学平均原理应用于化学计算的解题方法 依据 两个数x1和x2 x1 x2 的算术平均值 一定介于两者之间 即x1 x2 指导2 极值法在化学计算中的应用 从某种极限出发 进行分析 推理 判断的一种思维方法 一般做法是 先根据边界条件 极值 确定答案的可能取值范围 然后确定答案 向300mlkoh溶液中缓慢通入一定量的co2气体 充分反应后 在减压低温下蒸发溶液 得到白色固体 请回答下列问题 1 由于co2通入量不同 所得到的白色固体的组成也不同 试推断有几种可能的组成 并分别列出 2 若通入co2气体为2 24l 标准状况下 得到11 9g的白色固体 请通过计算确定此白色固体由哪些物质组成 其质量各为多少 所用的koh溶液的物质的量浓度是多少 指导3 守恒法在化学计算中的应用 守恒法 质量 电荷 电子 元素 物质守恒等 考虑 将a