高中化学金属及其化合物知识点

1、高中化学金属及其化合物一、钠及其化合物1、钠( 1)钠的物理性质：钠是银白色金属，密度小(0.97g/cm3) ，熔点低(97) ，硬度小，质软，可用刀切割。钠通常保存在煤油中。是电和热的良导体。( 2)钠的化学性质：从原子结构可知钠是活泼的金属单质。钠与非金属单质反应：常温：4Na + O2 = 2Na2O,加热：2Na +。2= Na2O2；2Na + Cl 2= 2NaCl; 2Na + S= Na 2s 等。钠与水反应：2Na + 2H 2O = 2NaOH + H 2T;实验现象：钠浮在水面上，熔成小球，在水面上游动，有哧哧的声音，最后消失，在反应后的溶液中滴加酚酞，溶液变红。注意：

2、钠在空气中的变化：银白色的钠变暗(生成了氧化钠)变白(生成氢氧化钠)潮解 变成白色固体(生成碳酸钠) 。钠与酸反应：如2Na + 2HCl = 2NaCl + H 2 T ,N敬入稀盐酸中，是先与酸反应，酸不足再与水反应。 因此Na放入到酸溶液中Na 是不可能过量的。同时Na 与 H2 的物质的量比始终是2:1 。当然反应要比钠与水的反应剧烈多。钠与盐的溶液反应：钠不能置换出溶液中的金属，钠是直接与水反应。反应后的碱再与溶液中的其他物质反应。如钠投入到硫酸铜溶液的反应式： 2Na + CuSO4 + 2H 2O = Cu(OH) 2 J +Na2SO4 + H2 T。钠与氢气的反应： 2Na

3、+ H2 = 2NaH 。 NaH + H2O = NaOH + H2 T ; NaH是强的还原剂。(3)工业制钠：电解熔融的NaCl, 2NaCl(熔融)=2Na + C12To(4)钠的用途：在熔融的条件下钠可以制取一些金属，如钛、错、铝、锂等；钠钾合金是快中子反应堆的热交换剂；钠蒸气可作高压钠灯，发出黄光，射程远，透雾能力强。2、氧化钠和过氧化钠(1) Na2O：白色固体，是碱性氧化物，具有碱性氧化物的通性：Na2O + H2O = 2NaOH,Na2O + CO2 = Na2CO3,Na2O + 2HCl = 2NaCl + H2O . 另外：加热时，2Na2O + O2 = 2Na2

4、O2.(2)Na2O2 :淡黄色固体是复杂氧化物，易与水、二氧化碳反应放出氧气。2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2 T ,2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2 (作供氟齐。因此 Na2O2 常做生氧剂，同时，Na2O2 还具有强氧化性，有漂白作用。如实验：Na2O2 和水反应后的溶液中滴加酚酞，变红后又褪色，实验研究表明是有：Na2O2 + H2O = 2NaOH + H2O2,2H2O2 = 2H2O + O2 反应发生。因为H2O2 也具有漂白作用。当然过氧化钠也可以直接漂白的。3、碳酸钠和碳酸氢钠溶液中相互转化Na2CO3 溶液能吸收CO2 转化为

5、NaHCO3Na2CO3 + H2O + CO2 = 2 NaHCO3除 CO2 中的 HCl 杂质是用饱和的NaHCO3 溶液，而不用Na2CO3 溶液用途 用在玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油、冶金等工业中。发酵粉的主要成分之一；制胃酸过多等。注意几个实验的问题：1、向饱和的Na2CO3 溶液中通足量的CO2 有晶体 NaHCO3 析出。2、 Na2CO3 溶液与稀HCl 的反应向Na2CO3 溶液中滴加稀HCl ， 先无气体，后有气体，如果 n(HCl) 小于 n(Na2CO3)时反应无气体放出。发生的反应：先 Na2CO3 + HCl = NaCl + NaHCO3, 后 Na

6、HCO3 + HCl = NaCl + H2O +CO2 .向稀 HCl 中滴加 Na2CO3 溶液，先有气体，反应是：Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2.如果用 2mol 的 Na2CO3 和 2.4mol 的稀 HCl 反应， 采用方法放出CO2 是 0.4mol； 采用方法放出CO2 为 1.2mol。希望同学们在解题时要留意。3、 Na2CO3 溶液和 NaHCO3 溶液的鉴别：取两种试液少量，分别滴加CaCl2 或 BaCl2 溶液，有白色沉淀的原取溶液为Na2CO3,另一无明显现象的原取溶液为 NaHCO3。4、侯氏制碱法反应式：NaCl + NH3

7、 + CO2 + H2O = NaHCO3 J + NH4C1.注意:在生产中应先在饱和的 NaCl溶液中先通入 NH3,后通入CO2,NaHCO3晶体析出过滤，在滤液中加入NaCl细末和通 NH3 析出 NH4Cl 晶体为副产品。NH4Cl 晶体析出后的母液进行循环试用，提高原料的利用率。二、镁及其化合物1、镁的性质(1)物理性质：镁是银白色金属，质较软，密度 1.74g/cm3,是轻金属，硬度小。( 2)化学性质：镁是较活泼金属与非金属反应：2Mg + O2 = 2MgO,Mg + Cl2 MgCl2,3Mg + N2 Mg3N2 等。与沸水反应： Mg + 2H20(沸水尸=Mg(OH)

8、2 + H2 "与酸反应：与非强氧化T酸反应：是酸中的H+与Mg反应，有H2放出。与强氧化性酸反应：如浓H2SO4、HN03,反应比较复杂，但是没有H2放出。与某些盐溶?反应：如CuS04溶液、FeCl2溶液、FeCl3溶液等。Mg + 2FeCl3 = 2FeCl2 + MgCl2, Mg + FeCl2 = Fe + MgCl2.2、镁的提取：海水中含有大量的MgCl2, 因此，工业上主要是从分离了NaCl 的海水中来提取MgCl2.流程：海水中加入CaO 或 Ca(OH)2 Mg(OH)2 沉淀、过滤、洗涤沉淀，用稀HCl 溶解 MgCl2 溶液，蒸发结晶MgCl2?6H20晶

9、体，在 HCl气体环境中加热 MgCl2固体，电解熔融的 MgCl2 Mg + Cl2主要反应：MgCl2 + Ca(0H)2 = Mg(0H)2j + CaCl2, Mg(0H)2 + 2HCl = MgCl2 + 2H2O,MgCl2?6H20MgCl2 + 6H2O , MgCl2(熔融) Mg + Cl2 毋 3、镁的用途：镁主要是广泛用于制造合金。制造的合金硬度和强度都较大。因此镁合金被大量用火箭、导弹、飞 机等制造业中。4、氧化镁(Mg0 ) ：白色固体，熔点高(2800)，是优质的耐高温材料(耐火材料)。是碱性氧化物。Mg0 + H20 = Mg(0H)2, Mg0 + 2HCl

10、 = MgCl2 + H20。注意以下几种情况的离子方程式的书写：(1) n(Mg(HCO3)2):n(NaOH) =1:4: Mg2+ + 2HCO3- + 40H- = Mg(0H)2j + 2CO32 - + 2H20 ;(2)n(Mg(HCO3)2):n(NaOH)=1:2 : Mg2+ + 2HCO3- + 20H- = MgC03 J + CO32- + 2H2O ;(3)n(Mg(HCO3)2):N(NaOH)=1:1 Mg2+ + HC03- + OH- = MgC03 J +H20。三、铝及其化合物1、铝的性质：( 1)物理性质：银白色金属，质较软，但比镁要硬，熔点比镁高。有

11、良好的导电、导热性和延展性。( 2)化学性质：铝是较活泼的金属。通常与氧气易反应，生成致密的氧化物起保护作用。4A1 + 302 = 2A12O3 。同时也容易与 Cl2、S等非金属单质反应。与酸反应：强氧化性酸，如浓硫酸和浓硝酸在常温下，使铝发生钝化现象；加热时，能反应，但无氢气放出；非强氧化性酸反应时放出氢气。与强碱溶液反应： 2Al + 2Na0H + 2H20 = 2NaAl02 + 3H2 T 。与某些盐溶液反应：如能置换出CuS04、AgN03等溶液中的金属。铝热反应：2Al + Fe203Al203 + 2Fe 。该反应放热大，能使置换出的铁成液态，适用性强。在实验室中演示时要加

12、入引燃剂，如浓硫酸和蔗糖或镁条和氯酸钾等。2、氧化铝(Al203 ) ：白色固体，熔点高(2054)，沸点 2980，常作为耐火材料；是两性氧化物。我们常见到的宝石的主要成分是氧化铝。有各种不同颜色的原因是在宝石中含有一些金属氧化物的表现。如红宝石因含有少量的铭元素而显红色，蓝宝石因含有少量的铁和钛元素而显蓝色。工业生产中的矿石刚玉主要成分是氧化铝，硬度仅次于金刚石，用途广泛。两性氧化物：既能与强酸反应又能与强碱反应生成盐和水的氧化物。Al203 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H20 ,Al203 + 2Na0H = 2NaAl02 + H20。Al203 是工业冶炼铝的原料，由于氧化

13、铝的熔点高，电解时，难熔化，因此铝的冶炼直到1886 年美国科学家霍尔发现在氧化铝中加入冰晶石(Na3AlF6) ，使氧化铝的熔点降至1000度左右，铝的冶炼才快速发展起来，铝及其合金才被广泛白应用。2A12034Al + 302 %3、氢氧化铝(Al(0H)3 ) ：白色难溶于水的胶状沉淀，是两性氢氧化物。热易分解。两性氢氧化物：既能与强酸又能与强碱反应生成盐和水的氢氧化物。A1(0H)3 + 3HC1 = A1C13 + 3H20,A1(0H)3 + Na0H = NaA102 + 2H20 2A1(0H)3A1203 +3 H20 4、铝的冶炼：铝是地壳中含量最多的金属元素，自然界中主要

14、是以氧化铝的形式存在。工业生产的流程：铝土矿(主要成分是氧化铝)用氢氧化钠溶解过滤向滤液中通入二氧化碳酸化，过滤 氢氧化铝氧化铝铝。 主要反应：A1203 + 2Na0H = 2NaA102 + H20, C02 + 3H20 + 2NaA102 = 2A1(0H)3 J + Na2C03 2A1(0H)3= A1203 +3H20 ,2A1203= 4A1 + 302。T高中5、铝的用途：铝有良好的导电、导热性和延展性，主要用于导线、炊具等，铝的最大用途是制合金，铝合金强度 高，密度小，易成型，有较好的耐腐蚀性。迅速风靡建筑业。也是飞机制造业的主要原料。6、明矶的净水：化学式： KAl(SO

15、4)2?12H2O ,它在水中能电离： KAl(SO4)2 = K+ + Al3+ + 2SO42-。铝离子与水反 应，生成氢氧化铝胶体，具有很强的吸附能力，吸附水中的悬浮物，使之沉降已达净水目的。Al3+ + 3H2O = Al(OH)3 (胶体)+ 3H+ 。知识整理：(Al(OH)3 )的制备：在氯化铝溶液中加足量氨水。A1C13 + 3NH3?H2O = Al(OH)3 J + 3NH4C1 。实3A、向氯化铝溶液中滴加氢氧化钠溶液，现象是先有沉淀，后溶解。反应式：先 Al3+ + 3OH- = Al(OH)3 J,后 Al3+ + 4OH- = A1O2- + 2H2O 。B、向氢氧

16、化钠溶液中滴加氯化铝溶液，现象是开始无沉淀，后来有沉淀，且不溶解。反应式：先 Al3+ + 4OH- = AlO2- + 2H2O ，后 Al3+ + 3A1O2- + 6H2O = 4Al(OH)3 J。实验：向偏铝酸钠溶液中通二氧化碳，有沉淀出现。 CO2 + 3H2O + 2NaAlO2 = 2Al(OH)3 J + Na2CO3 。将氯化铝溶液和偏铝酸钠溶液混和有沉淀出现。Al3+ + 3A1O2- + 6H2O = 4A l(OH)3卜实3A、向偏铝酸钠溶液中滴加稀盐酸，先有沉定，后溶解。反应的离子方程式：AlO2- + H+ + H2O = Al(OH)3 ,Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 2H2O 。B、向稀盐酸中滴加偏铝酸钠溶液，先无沉淀，后有沉淀且不溶解。反应的离子方程式：AlO2- + 4H+ = Al3+ + 2H2O ,3AlO2-+ Al3+ + 6H2O = 4Al(OH)3 J。四、金属及其化合物关系网 (1)金属钠及其