广东省高三化学金属元素复习金属及其化合物演示课件

1、1,金属及其化合物,钠,铁,铝,镁,铜,钙,2,考纲要求,（1）掌握典型金属元素在周期表中的位置，以钠为例，了解碱金属的物理性质和化学性质。理解碱金属元素性质的相似性和递变性。了解焰色反应，并能用焰色反应检验钠、钾等元素。以过氧化钠为例，了解过氧化物的性质，了解钠的一些重要化合物的性质和用途。以镁为例，了解钙、镁、铜等金属的物理性质和化学性质； （2）掌握金属活动顺序及其在化学的应用 （3）了解金属的通性，金属冶炼的一般原理。初步了解金属的回收和资源保护。 （4）掌握铝的性质和用途。以氢氧化铝、氧化铝为例了解两性氢氧化物和两性氧化物的性质。了解氧化铝、氢氧化铝、铝盐的制备方法和主要用途，了解复

2、盐的组成和明矾的性质特征。 （5）以Fe（）、Fe（）的相互转化为例，理解变价金属元素的氧化性还原性。,3,1. 金属元素的原子结构特点和在周期表中的位置 (1)结构特点：金属元素原子的最外层电子数较少，原子的半径（与同周期元素相比）较大 (2)位置：金属元素集中于元素周期表的左下方，分布于AA族和所有的副族元素族中，副族是完全由金属元素构成的族。 2. 金属性强弱的判断规律 （1）与水（或非氧化性酸）反应的剧烈程度； （2）金属最高价氧化物对应水化物碱性的强弱； （3）置换反应； （4）原电池的正、负极； （5）电解时金属阳离子的放电顺序(金属阳离子的氧化性),金属的通性,4,3. 金属单质

3、的性质 （1）金属物理共性：金属固体有导电、导热、延展、金属光泽等通性。常温下汞是液体，其余都是固体。 （2）金属单质的化学性质 金属在化学反应中都较容易失去电子被氧化：Mne=Mn+。可以根据失电子能力判断金属单质还原性的强弱。,5,金属单质跟酸反应的规律： a. 与非氧化性酸（如盐酸、稀硫酸等）反应 位于H前的金属能与非氧化性酸发生置换反应，实质是： M+nH+ Rn+ H2 等物质的量的金属与足量的酸反应，生成H2物质的量多少决定于该金属元素的化合价或失电子的数目； b. 与强氧化性酸的反应 注意：Fe和Al遇冷的浓硫酸、浓硝酸发生钝化反应；强氧化性酸跟金属反应不能生成H2。,练习：将钠

4、、镁、铝各0.3mol分别放入100mL1 mol/L的盐酸中，同温同压下产生的气体体积比是 A1:2:3 B6:3:2 C3:1:1 D1:1:1,6,7,4. 金属氧化物 金属氧化物可分为碱性氧化物、两性氧化物、过氧化物三类。 （1）碱性氧化物，如Na2O、FeO、CuO、Fe2O3等，其性质是能溶于水或与酸反应生成盐和水； （2）两性氧化物，如Al2O3，其性质是既能与酸作用生成盐和水、也能与碱作用生成盐和水；,8,（3）过氧化物，如Na2O2，其晶体中存在的阳离子是Na+，阴离子是过氧离子（ ）；过氧化物典型的化学性质是与水和二氧化碳作用均能产生氧气。 5. 金属氢氧化物 在NaOH、

5、Ca(OH)2、Mg(OH)2、Al(OH)3、Fe(OH)3、Fe(OH)2、Cu(OH)2等常见重要的金属氢氧化物中：,9,6. 金属的冶炼 （1）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。 （2）方法：根据金属活动性强弱，常用以下三种方法。 电解法，如:钾、钠、钙、铝； 热还原法，如:铁、钨、铬； 常见还原剂：C、CO、H2、Al(铝热法)等 热分解法，如：汞、银。,10,小结：学习和掌握金属 及其化合物重点知识的关键之一就是建立两条转化线,元素价态发生变化,元素价态未发生变化,用氧化还原反应的原理分析,用复分解反应 等原理分析,11,(单质),12,钠及其化合物

6、,13,思考: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）,14,一、钠性质,钠的化学性质,易失电子，化学性质活泼 强还原性,物理性质,15,1.与非金属反应:(如氧气、氯气、硫等),常温：,点燃：,（淡黄色）,16,2、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+

7、反应,17,3.与非氧化性酸反应,2Na+2H+=2Na+H2,先与酸反应，过量的钠再与水反应,4.与盐反应,18,CuSO4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，有蓝色沉淀,2Na+2H2O+CuSO4= Na2SO4+H2+Cu(OH)2,先与水反应生成碱，再考虑碱与盐的反应!,钠与不同的盐溶液反应,19,钠与水溶液反应小结,有酸酸为先，无酸水为先,5.与含有-OH或-COOH的有机物反应 2

8、Na+2C2H5OH 2C2H5ONa+H2 2Na+2CH3COOH 2CH3COONa+H2 2Na+2C6H5OH 2C6H5ONa+H2 酸性： CH3COOH C6H5OH H2OC2H5OH,20,6、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：加煤油密封(Na煤油， 隔绝空气和水） 金属钠着火如何扑灭？,制取：电解熔融的氯化钠,21,7、钠的用途,（1）制Na2O2 （2）制Na-K合金，做原子反应堆导热剂

9、 （3）高压钠灯 （4）还原贵重金属,（和氧气反应）,（钠的导热性）,（焰色反应，黄光射程远，透雾力强）,（钠具有还原性）。,4Na+TiCl44NaCl + Ti （钛的冶炼）,22,练习取等量的两小块钠，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？,23,-2价 -1价,碱性氧化物 非碱性氧化物,白色固体 淡黄色固体,Na2O+H2O= 2NaOH,2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2,Na2O+2HCl= 2NaCl+H2O,2Na2O2+4HCl= 4NaCl+2H2O+O2,Na2O+CO2= Na

10、2CO3,2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,变蓝,变蓝后褪色,不稳定，易转化 为Na2O2,常温下缓慢氧化 点燃或加热,用于制取Na2CO3,强氧化剂、漂白剂、供氧剂,较稳定,二. 钠的两种氧化物,24,小结:Na2O2的强氧化性(分析下列物质反应可能的现象和相应的生成物) Na2O2与SO2反应: (2) Na2O2投入FeCl2 溶液中: (3) Na2O2投入Na2SO3溶液中: (4) Na2O2投入品红溶液中:,25,1、向含有下列离子的溶液中加入Na，其离子浓度一定没有减少的是（溶液体积不变） A.S2- B.NH4+ C.HCO3- D.AlO2-,2、向含有题1中离

11、子的溶液中加入Na2O2，其离子浓度一定没有减少的是,26,三.氢氧化钠NaOH,l、物理性质：俗名烧碱、火碱、苛性钠，白色固体，易吸收空气中的水分而潮解，易溶于水并放热，有强腐蚀性。 2、化学性质 NaOH来源广泛，是一种最常用的一元强碱，具有碱的通性。 NaOH=Na+OH-(使酚酞试液变红) 与酸性氧化物(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,27,与酸和酚发生中和反应 NaOH + HCl = NaCl + H2O

12、NaOH + CH3COOH = CH3COONa + H2O 与某些单质(Cl2、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,28,29,3、NaOH制法： 电解食盐水：2NaCl+H2O=2NaOH+H2+Cl2 石灰纯碱法： Ca(OH)2 +Na2 CO3=CaCO3 2NaOH

13、4、保存： 密封保存、不能用玻璃塞，要用橡胶塞 5、用途：用于肥皂、石油、造纸、纺织、印染等工业,30,推断题： 某银白色固体A放在空气中氧化成灰白色固体B，将A点燃后，其火焰呈黄色，生成淡黄色固体C。A、B、C均跟无色液体D反应，生成碱性物质E，其中A跟D反应时还生成可燃性气体F，C跟D反应则生成另一种气体G；F和G混合后遇火可剧烈反应而发生爆炸，并生成D。据此判断AG的化学式： ABC DEF G,Na,Na2O,O2,H2O,Na OH,H2,Na2O2,31,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,

14、四、碳酸钠与碳酸氢钠,32,CO322HCO2H2O,HCO3HCO2H2O,HCO3OHCO32H2O,CO32Ca2+=CaCO3,Na2CO3,NaHCO3,通入CO2或加酸,加热或加NaOH,33,思考： 通过滴加酚酞的对比实验，能说明一个什么问题？,34,35,如何鉴别Na2CO3和NaHCO3？,固体受热；向溶液中加入CaCl2 滴加少量稀盐酸；（同浓度）测定溶液pH,36,NaHCO3溶液中混有Na2CO3，通入过量的CO2气体 Na2CO3 + CO2 + H2O = 2NaHCO3,Na2CO3和NaHCO3混合物的分离提纯,Na2CO3固体粉末中混有NaHCO3，用加热法。

15、 2NaHCO3 = Na2CO3 + H2O + CO2,Na2CO3溶液中混有NaHCO3，滴加适量NaOH溶液 NaHCO3 + NaOH = Na2CO3 + H2O,小结,37,思考：同物质的量的Na2CO3、NaHCO3与慢慢滴入足量的盐酸反应，谁先放出气体？最后放出的气体谁多？谁消耗的盐酸多？,NaHCO3先放出气体、最后放出的气体一样多、Na2CO3消耗的盐酸多,38,小结Na为中心的知识网络,Ca(OH)2,KCl,CH3COOH,1,2,5,6,7,8,10,Na2S Na2O Na2O2 NaCl,Na NaOH Na2CO3 NaHCO3,C2H5ONa K C6H5O

16、Na CH3COONa,C2H5OH,4,3,9,39,五、焰色反应,许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，在化学上叫焰色反应。焰色反应的本质是物理变化。,钾：紫色（透过蓝色钴玻璃）,钠：黄色,实验步骤： 干烧：试验前铂丝灼烧至 色 醮烧：醮取待测液灼烧看 色 洗烧：每次做完都要用 洗净铂丝，再灼烧至无色,40,41,六、碱金属元素,都可与非金属(O2 Cl2 S)反应 可与水、与酸反应 都生成+1价离子,都是强碱,最外层只有一个电子,电子层数不同,固态，基本上为银白色，良好的导电性、导热性,从上到下熔沸点降低,活泼性增强,碱性增强,42,铝及其化合物,43,铝及其化合物的相

17、互转化,44,一. 铝单质,1.铝的物理性质：,具有银白色金属光泽的轻金属（密度小），具有良好的延展性、导电性和导热性，,45,2.化学性质：,1）与氧气的反应：,4Al + 3O2 = 2Al2O3,生成致密的氧化物起保护作用,2）与沸水反应,46,3)与强酸溶液反应：,2Al +6HCl = 2AlCl3 + 3H2,2Al + 6H+ = 2Al3+ + 3H2,说明：铝的“钝化”在冷的浓硫酸 和浓硝酸中，铝不溶解（表面形成致 密的氧化膜）,47,4）与强碱反应,2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2,2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2,说明：等量的铝分别与足

18、量的盐酸 和氢氧化钠反应生成氢气的量相等,2Al + 6H+ = 2Al3+ + 3H2,48,5）与氧化物反应铝热反应,实质：利用Al的强还原性,6）铝与盐的溶液反应： 能置换出CuSO4、AgNO3等溶液中的金属。,49,3.铝的用途,制造电线和电缆（导电性）， 可作汽车、飞机、火箭材料 （镁铝合金密度小）， 做各种铝质器皿,50,二.几种铝的重要化合物,1.氧化铝,1）物理性质：高熔点的白色粉末状物质,2）两性氧化物,Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + H2O Al2O3 + 2OH= 2AlO2+ H2O,Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O； Al

19、2O3 + 6H+ = 2Al3+ + 3H2O,51,氧化铝不容于水，与水不反应， 故不能用氧化铝与水反应制取氢氧化铝,铝制餐具不宜用来蒸煮或长 时间存放酸性、碱性或咸的食物,说明：,52,3）用途：,耐火材料(Al2O3熔点高),宝石的主要成分是氧化铝,53,2.氢氧化铝,1）物性：白色胶状难溶于水,2）化性：,两性氢氧化物,Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O,Al(OH)3 + OH- = AlO2- + 2H2O,说明：,Al(OH)3的制备：可溶性铝盐与弱碱,AlCl3 + 3NH3H2O = Al(OH)3+ 3NH4Cl 。,54,Al(OH)3加热能分解：,

20、3）用途：,用作药物，治疗胃酸过多,55,3.硫酸铝钾,1）复盐：KAl(SO4)2=K+Al3+2SO42-,2）明矾：化学式KAl(SO4)212H2O （十二水合硫酸铝钾）， 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。,56,57,D,58,写出镁及其化合物之间相互转化的化学方程式及相应的离子方程式,59,（2008年上海）明矾石是制取钾肥和氢氧化铝的重要原料，明矾石的组成和明矾相似，此外还含有氧化铝和少量氧化铁杂质。具体实验步骤如下图所示：,根据上述图示，完成下列填空： （1）明矾石焙烧后用稀氨水浸出。配制500mL稀

21、氨水（每升含有39.20g氨）需要取浓氨水（每升含有251.28g氨）_mL，用规格为_mL量筒量取。 （2）氨水浸出后得到固体混合体系，过滤，滤液中除K+、SO42外，还有大量的NH4+。检验NH4+的方法是_ （3）写出沉淀物中所有物质的化学式_。 （4）滤液I的成分是水和_ （5）为测定混合肥料K2SO4、(NH4)2SO4中钾的含量，请完善下列步骤： 称取钾氮肥试样并溶于水，加入足量_溶液，产生白色沉淀。 _、_、_（依次填写实验操作名称）。 冷却、称重。 （6）若试样为mg，沉淀的物质的量为nmol，则试样中K2SO4的物质的量为：_mol（用含有m、n的代数式表示）。,60,思路分

22、析 解题的关键是铝及其化合物与一般活泼金属元素及其化合物性质的差异，即铝及其氧化物、氢氧化物具有两性，可溶于氢氧化钠溶液，不溶于氨水。 解析（1）根据稀释前后溶质的质量不变得：0.5L39.2g/Lv251.28g/L，v0.078L78mL。为了减少误差，最好选用与氨水的实际体积稍大一点的量筒即可。 （2）NH4+的检验方法是：先将NH4+中加入强碱，使之转化为NH3，然后检验NH3即可。 （3）Al3+3NH3H2O=Al(OH)33NH4+，根据题意明矾石中含有Al2O3、Fe2O3，所以沉淀物为Al(OH)3、Al2O3和Fe2O3。 （4）由于明矾石的组成与明矾相似，所以滤液的成分中

23、含有K2SO4和反应后生成的(NH4)2SO4以及水。 （5）混合肥料中含有K2SO4和(NH4)2SO4，要产生白色沉淀，加入的溶液为BaCl2或Ba(NO3)2溶液，以后的操作为：先将混合液过滤，然后洗涤，最后干燥，冷却后称量。 （6）根据题意有：174n(K2SO4)132n(NH4)2SO4=mg，再由SO42守恒得：n(K2SO4)n(NH4)2SO4=nmol，n(K2SO4)mol。 答案（1）78；100。 （2）取滤液少许，加入NaOH，加热，生成的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。 （3）Al(OH)3；Al2O3；Fe2O3 （4）K2SO4；(NH4)2SO4。 （5）B

24、aCl2；过滤；洗涤；干燥 （6）mol。,61,铁 及 其 化 合 物,62,铁及其化合物相互转化,63,一.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(7.86g/cm3)， 熔沸点高(熔点15350C,沸点是27500C) ， 有良好的延展性、导电性和导热性， 有铁磁性，能被磁铁吸引,64,3.铁的化学性质,Fe 2e = Fe2+ Fe 3e = Fe3+,Fe表现还原性,Fe3+比Fe2+稳定,(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，铁遇浓硫酸和浓硝酸钝化。,+3,+3,65,(2)铁与弱氧化剂反应,Fe + 2H+ = Fe2+ + H2,（稀HCl或稀H2SO4),+2,Fe + Cu2+ = CuFe2+,（与盐的反应）,+2,Fe+2Fe3+=3Fe2+,+2,(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+,66,（