高中化学 第三章《金属及其化合物》复习课件 新人教版必修1.ppt

第三章金属及其化合物 复习课 学习目标 1 掌握金属单质的共性 物理性质 和金属化学性质 2 掌握na2o na2o2 na2co3 nahco3 fe oh 3 al oh 3等几种重要的金属化合物的性质 3 了解金属材料选择的基本原则 一 金属 1 金属晶体的特点 金属晶体是由金属阳离子和自由电子组成 其中自由电子并不属于某个固定的金属阳离子 而可以在整个金属中自由移动 2 金属的特点 常温下 单质都是固体 汞 hg 除外 大多数金属呈银白色 有金属光泽 但金 au 色 铜 cu 色 铋 bi 色 铅 pb 色 黄红微红 蓝白 不同金属熔沸点 硬度差别较大 良好的导电性 分析原因 金属中存在着大量的可自由移动的电子 良好的导热性 分析原因 通过自由电子和金属阳离子的相互碰撞传递热量 良好的延展性 金 铂 金属单质在化学反应中只作还原剂 在化合物中金属元素只显正价 3 金属的分类 按颜色 黑色金属 fecrmn 有色金属 除以上三种金属以外 按密度 轻金属 4 5g cm3namg 重金属 4 5g cm3zncu 按含量 常见金属 femgal 稀有金属 锆 钒 钼 根据以上分类 金属镁 铝属于 金属 有色 轻常见 金属的共性 4 金属元素在周期表中的位置 金属元素分布在周期表中的 方和 部 分别分布在除 族 族以外的各主 副族中 金属原子最外层电子数大部分小于 但是等于4的有 5的有 6的有 讨论 根据元素周期表知识 讨论金属原子易失去电子的原因 1 原子半径大 2最外层电子少 用fe2o3制成的涂料 含有cu2o的红色玻璃 al2o3做成的轴承 球磨机配套系列 氧化铝吸附剂 多孔氧化镁瓷管 化学反应 一 金属的性质 1 金属元素的存在及含量 2 金属单质的物理性质 氧 硅 铝 铁 钙 钠 钾 镁 大多数以化合态形式存在 在常温下绝大多数为银白色固体 有金属光泽 能导电传热 有延展性和可塑性 3 金属的化学性质 表现出还原性 1 金属与氧气的反应如 钠 镁 铝 铁与氧气的反应 2 金属与非金属的反应如 钠 铁 铜与氯气 硫的反应 3 金属与水 或酸 的反应如 钠 镁 铝 铁与水的反应特例 铝与强碱的反应镁与co2的反应 4 单质间的置换反应自发发生的反应遵循氧化还原反应的强弱律 本质 会写相应的化学反应方程式和离子方程式 1 分类 金属氧化物 非金属氧化物 酸性氧化物 碱性氧化物 两性氧化物 氧化物 二 金属的化合物 1 氧化物 成盐氧化物 不成盐氧化物 特殊氧化物 如 cuo mgo na2oal2o3 fe2o3 feo等 如 co co2 no2so3 cl2o7 n2o5等 如 so2 co2 cl2o7等 如 na2o mgo cuo等 如 al2o3 zno等 如 so2 fe2o3 al2o3等 如 co no等 如 na2o2 ko2等 按组成分 按性质分 按性质分 酸性氧化物 如 mn2o7 cro3等 碱性氧化物 如 na2o mgo等 两性氧化物 如 al2o3 zno等 交叉关系 金属氧化物 2 金属氧化物的性质 na2o h2o 2naoh na2o 2hcl 2nacl h2o cao h2o ca oh 2 cao 2hcl cacl2 h2o 无 无 mgo 2hcl mgcl2 h2o fe2o3 6hcl 2fecl3 3h2o cuo 2hcl cucl2 h2o al2o3 6hcl 2alcl3 3h2o al2o3 2naoh 2naalo2 h2o 无 无 黄 蓝绿 2 金属氧化物的性质 na2o2 物理性质 淡黄色的固体化学性质 1 与水反应2na2o2 2h2o 4naoh o2 2 与二氧化碳的反应2na2o2 2co2 2na2co3 o2 3 氧化物的性质 1 少数金属氧化物可溶于水 并与水化合如 na2o k2o bao cao等 2 大多数金属氧化物不溶于水 不能与水化合 但可与酸反应生成盐和水 如 mgo cuo fe2o3 feo等 3 少数金属氧化物不溶于水 但既可与强酸反应又可与强碱溶液反应生成盐和水 如 al2o3 zno等 既能与酸反应生成盐和水 又能与碱反应生成盐和水的氧化物叫两性氧化物 碱性氧化物 mgo cuo fe2o3 分别跟盐酸反应 反应式 无色棕黄色蓝绿色 既能与酸反应生成盐和水 又能与碱反应生成盐和水的氧化物叫两性氧化物 实验3 5 氧化铝的两性 al2o3 2naoh 2naalo2 h2oal2o3 6hcl 2alcl3 3h2o4 金属氧化物用途 主要作冶炼金属的原料 还有广泛的用途 如 al2o3 2oh 2alo2 h2o al2o3 6h 2al3 3h2o 2 金属氢氧化物 1 铁的氢氧化物 fe oh 2 fe oh 3 4fe oh 2 o2 2h2o 4fe oh 3 1 制备 fecl3 3naoh 3nacl fe oh 3 红褐色 feso4 2naoh na2so4 fe oh 2 白色 fe3 3oh fe oh 3 fe2 2oh fe oh 2 怎样改进实验 2 氢氧化物的性质 hcl naoh nacl h2o 2hcl ca oh 2 cacl2 2h2o 2hcl cu oh 2 cucl2 2h2o 2hcl fe oh 2 fecl2 2h2o 3hcl fe oh 3 fecl3 3h2o 2 氢氧化铝 al2 so4 3 6nh3 h2o 2al oh 3 3 nh4 2so4al3 3nh3 h2o al oh 3 3nh4 制备al oh 3时为什么不用naoh等强碱溶液 而用氨水 1 al oh 3是一种白色胶状物 几乎不溶水 能凝聚水中的悬浮物 并能吸附色素 可净水 2 性质 1 制法 实验3 7 2 al oh 3既能溶于酸又能溶于强碱溶液al oh 3 3hcl alcl3 3h2oal oh 3 3h al3 3h2oal oh 3 naoh naalo2 2h2oal oh 3 oh alo2 2h2o 两性氢氧化物 al oh 3 zn oh 2两性氢氧化物与酸反应时表现弱碱性 与碱反应时表现弱酸性 但酸性 碱性都很弱 3 不稳定性2al oh 3 al2o3 3h2o 在金属活动顺序表中 只有k ca na的氢氧化物可溶于水 其对应的氧化物可与水化合 热稳定性好 其它金属的氢氧化物均难溶于水 其对应的氧化物不能与水化合 且受热易分解生成金属氧化物和水 3 用途主要用于治疗胃酸过多 三 常见的盐 1 碳酸钠和碳酸氢钠 1 溶解性探究 白色粉末 加水后结块变成晶体 放热明显 细小的白色晶体 加水部分溶解 放热不明显 部分溶解 振荡时间长可溶解 溶液呈红色 溶液呈浅红色 加水先变成含结晶水的晶体 溶解度较大 碱性较强 加水部分溶解 溶解度较na2co3小 碱性较na2co3弱 石灰水不变浑浊 稳定 受热不分解 不稳定受热易分解 石灰水变浑浊后又变澄清 2nahco3 na2co3 h2o co2 2 na2co3和nahco3的热稳定性 实验探究 caco3 h2o co2 ca hco3 2 ca oh 2 co2 caco3 h2o na2co3和nahco3性质比较 小结 纯碱 苏打 小苏打 白色粉末na2co3 10h2o为晶体 细小白色晶体 可溶于水溶解度小于碳酸钠 稳定 受热难分解 2nahco3 na2co3 h2o co2 易溶于水 不稳定 受热易分解 na2co3 2hcl 2nacl h2o co2 co32 2h h2o co2 nahco3 hcl nacl h2o co2 快 hco3 h h2o co2 na2co3 ca oh 2 caco3 2naohna2co3 naoh不反应 2nahco3 ca oh 2 caco3 na2co3 2h2o nahco3 naoh na2co3 h2o na2co3 cacl2 caco3 2nacl na2co3 bacl2 baco3 2nacl 不反应 na2co3 nahco3 co2 h2o或少量h 固 溶液 加naoh 2 硫酸铝钾 kal so4 2 由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的化合物叫做复盐 如kal so4 2 nh4 2fe so4 2等 电离方程式为 kal so4 2 k al3 2so42 nh4 2fe so4 2 2nh4 fe2 2so42 十二水合硫酸铝钾 kal so4 2 12h2o俗名叫明矾 是一种无色晶体 可溶于水 并与水反应生成al oh 3胶体 所以明矾可用作净水剂 3 三价铁的氧化性 1 fe3 检验 实验现象 fecl3溶液变为血红色fecl2溶液无明显变化 反应的离子方程式 fe3 scn fe scn 2 血红色 或fe3 3scn fe scn 3 血红色 或fe3 6scn fe scn 6 3 血红色 注意 scn 个数可以从1个到6个 科学探究铁盐和亚铁盐的一些性质 2 fe3 的氧化性 实验现象 1 溶液由黄色变为浅绿色 思考 加硫氰酸钾 加氯水 反应的离子方程式 2fe3 fe 3fe2 2fe2 cl2 2fe3 2cl fe3 scn fe scn 2 实验探究 铁粉放入fecl3溶液中 不变为红色 2 溶液变为红色 fe3 和fe2 的检验 现象 白色沉淀灰绿色红褐色fe2 2oh fe oh 2 4fe oh 2 o2 2h2o 4fe oh 3 现象 红褐色沉淀fe3 3oh fe oh 3 现象 不变红色 若再通cl2则变血红色2fe2 cl2 2fe3 2cl fe3 3scn fe scn 3 现象 变血红色fe3 3scn fe scn 3 fe fe2 fe3 1 2 3 4 5 6 弱氧化剂 h cu2 s i2 fe3 等 强氧化剂 cl2 br2 hno3等 cl2 br2 hno3 o2等 zn fe cu hi等 zn h2 al c等 zn co al等 铁三角 1 fefe2 弱氧化剂 h cu2 s i2 fe3 等 fe 2h fe2 h2 fe cu2 fe2 cu fe s fes fe i2 fei2 fe 2fe3 3fe2 2 fefe3 强氧化剂 cl2 br2 kmno4 hno3等 2fe 3cl2 2fecl3 2fe 3br2 2febr3 fe 4hno3 稀 fe no3 3 no 2h2o2fe 6h2so4 浓 fe2 so4 3 3so2 6h2o5fe 3mno4 24h 5fe3 3mn2 12h2o 3 fe2 fe3 cl2 br2 kmno4 hno3 o2等 2fe2 cl2 2fe3 2cl 2fe2 br2 2fe3 2br 5fe2 mno4 8h 5fe3 mn2 4h2o3fe2 4h no3 fe3 no 2h2o 4 fe3 fe2 zn fe cu h2s hi so2 2fe3 zn 不足 2fe2 zn2 2fe3 cu 2fe2 cu2 2fe3 h2s 2fe2 2h s 2fe3 2hi 2fe2 2h i22fe3 so2 2h2o 2fe2 4h so42 5 fe2 fe zn h2 al c co等 fe2 zn fe zn2 feo h2 fe h2o3feo 2al 3fe al2o32feo c fe co2 高温 高温 高温 6 fe3 fe zn co al等 2fe3 3zn 过量 2fe 3zn2 fe2o3 3co 2fe 3co2fe2o3 2al 2fe al2o3 高温 高温 2 铝及其重要化合物之间的转化 naalo2al oh 3alcl3 kal so4 2 al2o3 al h alo2 h2oal oh 3al3 3oh 3 镁及其重要化合物之间的转化 mgmgomgso4mg oh 2 四 常见合金的重要应用 金属材料的基本元素是金属 因此 笼统地说 金属材料具有高强度 优良的塑性和韧性 耐热 耐寒 可铸造 锻造 冲压和焊接 还有良好的导电性 导热性和铁磁性 因此是一切工业和现代科学技术中最重要的材料 金属材料可分为两大类 钢铁和非铁金属 或有色金属 或分为 有色金属 黑色金属 包括铁 铬 锰 除铁 铬 锰以外的其他金属 还有没有其他分类方法 合金的分类 铁合金 铁合金 按组成元素分类铁合金和非铁合金 根据含碳量的高低 生铁 钢 低碳钢 合金钢 铸造生铁 灰口铁 炼钢生铁 白口铁 碳素钢 中碳钢 高碳钢 在碳素钢中加入铬锰钨镍钼钴硅等合金元素 2 4 3 0 03 2 球墨铸铁 0 3 0 3 0 6 0 6 由于组成不同 导致在性能 应用上均不同 具有各种不同的优良性能 2 铜合金 铜合金 黄铜 青铜 白铜 含cuzn 耐腐蚀 耐磨 可塑性强 硬度较小 含cusnpb等 硬而脆 强度大 含nizn 少量mn 制洒具等 3 铝合金 密度小 强度大 p 56实践活动 讨论3分钟 合金的成分不同 其性质也不相同 如果改变某一合金元素的含量 合金的性质也会发生改变 金属材料的基本元素是金属 因此 金属材料具有高强度 优良的塑性和韧性 耐热 耐寒 可铸造 锻造 冲压和焊接 还有良好的导电性 导热性和铁磁性 因此是一切工业和现代科学技术中最重要的材料 科学视野 用途广泛的稀土金属 实践活动是否应该停止使用铝质饮料罐 思考与交流如何选择金属材料 五 正确选择金属材料 六 金属的冶炼一 知识点 考点 1 金属的一般性质 实际使用 存在形态 单质或合金 化合态 游离态 n 0 还原反应 2 金属冶炼的实质 用还原剂把金属矿石中的金属离子还原为金属单质 mn e m n 3 金属的冶炼步骤 一般需要三个步骤 第一步是矿石的富集 除去杂质 提高矿石中有用成分的含量 第二步是冶炼 利用氧化还原反应原理 在一定条件下 用还原剂把金属矿石中的金属离子还原成金属单质 第三步是精炼 采用一定的方法 提炼纯金属 4 金属冶炼的常见方法 热分解法 在金属活动性顺序中 位于氢后面的金属的氧化物受热就能分解 仅用热分解法就能制得这些不活泼金属 如2hgo 2hg o2 2ag2o 4ag o2 热还原法 对于多数金属的冶炼 常用的还原剂如焦炭 co 氢气和活泼金属等加热还原的方法 如mgo c mg co 电解法 在金属活动性顺序中 k na ca al等几种金属的还原性很强 只能用通电分解其熔融盐或氧化物的方法来冶炼2nacl 2na cl2 电解 高温 二 迷惑点 利用平衡理论解释用较不活泼金属制较活泼金属 如工业上用钠从熔融的kcl中置换生产钾 例 工业上生产na ca mg都用电解其熔融态的氧化物 但钾却不能用电解kcl熔融态的方法制得 因金属钾易溶于熔融态的kcl中而有危险 很难制得钾 且降低电解效率 现生产钾是用金属钠与熔化的kcl反应制得 有关数据如下表 工业上生产金属钾主要运用上表所列哪些物理常数 简答理由 工业上制金属钾主要运用什么原理使该反应变为现实 答案 应用钠和钾的沸点不同 774 时 钾为蒸气逸出 而钠为液体 故控制温度在774 至883 略低 即可 应用化学平衡移动的原理 3 焰色反应很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色 这在化学上叫做焰色反应 此过程属物理变化 通过焰色反应可以检验某些金属元素的存在 可以利用金属元素的焰色反应制成节日的烟花 常见金属元素焰色反应的颜色 钠 na 黄色钾 k 紫色钙 ca 砖红色锶 sr 洋红色钡 ba 黄绿色铜 cu 绿色锂 li 紫红色 操作步骤 铂金丝 在无色火焰上灼烧至无色 蘸取样品 在无色火焰外焰上灼烧 现象 盐酸洗净 重做 助记词钠黄钾紫钙砖红锶洋红 钡黄绿铜绿铷紫锂紫红 钠盐呈黄色 钾盐呈紫色 钙盐呈砖红色 锶盐呈洋红色 铜盐呈绿色 实验 1 火源最好用喷灯 煤气灯 因酒精灯火焰略带黄色 喷灯的火焰温度高 而且无色 2 做焰色反应实验前 铂丝 或无锈铁丝 应灼烧到无色 也可先用盐酸清洗 再灼烧至无色 3 做钾盐的焰色反应实验时 要透过蓝色钴玻璃片进行观察 蓝色玻璃片能吸收黄光 能排除钠盐的干扰 没有蓝色钴玻璃片 可用幻灯片涂上蓝色颜料代替 一些改进实验 1 用甲醇配制金属盐溶液 装入喷雾器向火焰处喷射 焰色明显 2 将粉笔先吸足酒精 再点燃 在火焰上进行焰色反应实验 现象很明显 实验现象 焰色反应的颜色为 钠盐呈黄色 钾盐呈紫色 钙盐呈砖红色 锶盐呈洋红色 铜盐呈绿色 四 进行焰色反应时 钠呈 色 钾呈 色 隔着 观察 黄 浅紫 蓝色钴玻璃 常见金属及其阳离子的焰色 洋红黄浅紫绿紫砖红红黄绿 金属单质与水 酸的反应 例1 第二主族元素r的单质及其相应氧化物的混合物12g 加足量水经完全反应后蒸干 得固体16g 试推测该元素可能为a mgb cac srd ba极限法例2 若1 8g某金属跟足量盐酸充分反应 放出2 24l 标准状况 氢气 则该金属是a alb mgc fed zn平均摩尔质量法例3 将钠 镁 铝各0 3mol分别放入100ml1mol l的盐酸中 同温同压下产生的气体体积比是a 1 2 3b 6 3 2c 3 1 1d 1 1 1 bc a c 金属单质与水 酸的反应 例4 将一定质量的mg zn al混合物与足量稀h2so4反应 生成h22 8l 标准状况 原混合物的质量可