第三章 金属及其化合物

1、第三章 金属及其化合物第一节：金属化学性质： 一、 金属与氧气反应（钠、镁、铝）二、 金属与水反应（钠与水、铁与水）三、铝与氢氧化钠反应；第二节：几种重要的金属化合物：一、 氧化物（MgO、CuO、Fe2O3、Al2O3）二、 氢氧化物（Fe(OH)3、Fe(OH)2、Al(OH)3、）三、 盐（NaCO3与NaHCO3、Fe3+的氧化性）四、 焰色反应第三节：用途广泛的金属材料 ：一、 常见合金的重要应用（铜合金、钢）二、正确选用金属材料。一、钠及重要化合物之间的转化关系1、(1)与氧气反应：4Na+O2=2Na2O 2Na+O2Na2O2 (淡黄色)(2)钠与水的反应 ： NHO=NOHH

2、2、氧化钠与过氧化钠：Na2O+H2O=2NaOH Na2O+CO2=Na2CO32Na2O2+2H2O=4NaOH+O2 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O23、（1）碳酸钠和碳酸氢钠在水中的溶解性：Na2CO3 NaHCO3（2）受热分解 （碳酸钠较稳定，碳酸氢钠受热不稳定：）2NaHCO3 Na2CO3 + CO2 + H2O（3）与盐酸反应：Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2 + H2O NaHCO3 + HCl = NaCl + CO2 + H2O例题例1、用1L1.0mol/LNaOH溶液吸收0.8molCO2,所以溶液中的CO32-，HCO3-的物质的

3、量浓度之比为_。分析提示：Na+在反应后转化为Na2CO3及NaHCO3这两种形式的物质，C原子在反应后进入CO32-及HCO3-中，设=xmol=ymol，据Na+守恒有：2x+y=1.0mol/L×1L    据C守恒有：x+y=0.8mol  答案：1：3例2 200时，11.6g CO2和水蒸气的混合气体与足量的Na2O2充分反应，反应后固体的质量增加了3.6g。则原混合气体的平均式量为A5.8B11.6C23.2D46.4分析：此题可以有多种解法，这里介绍三种，同学们可以通过比较，找出规律，理智地采用最佳方法求出答案。解法一：差量法设

4、原混合气体中含CO2和H2O物质的量分别为x、y2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2固体质量增加78×2g2mol 106×2g (212156)g x28x2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2固体质量增加78×2g2mol 40×4g4g y2y则混合气的平均式量为：故选C解法二：平均值法由方程式：2CO2 + 2Na2O2 = 2Na2CO3 + O2和2H2O + 2Na2O2 = 4NaOH + O2­可知，固体增加的质量，应是 之值，即：所以，这样， 则O2物质的量又由于所以混合气总物质的量因此混合

5、气体的平均式量解法三：估算法CO2的式量为44，水蒸气的式量为18，因此两种气体的混合物的平均式量必介于二者之间，故应选C。小结：由上可见，在解计算选择题时墨守成规的用通常方法即差量法往往麻烦费时，显然在此采用估算法是最简便的方法。练习1、金属钠露置在空气中，在其表面不可能生成的物质是 DANa2OBNaOHCNa2CO3DNaCl2、下列各组中的两物质作用时，反应条件或反应物用量的改变，对生成物没有影响的是 AANa2O2与CO2BNa与O2CNaOH与CO2D碳与O23、用于呼吸用具上和潜水艇中作为氧气的来源的物质是 AANa2O2BNaHCO3CSO3(固)DKMnO44、关于Na2CO

6、3和NaHCO3性质的有关叙述正确的是 BCA在水中溶解性：Na2CO3<NaHCO3B热稳定性：Na2CO3>NaHCO3C与酸反应的速度：Na2CO3<NaHCO3DNa2CO3不能转化成NaHCO3，而NaHCO3能转化为Na2CO35、金属钠引起的火灾，可用下列哪种物质或方法灭火 DA. 泡沫灭火器 B. 干粉灭火器 C. 水 D. 细沙6、将碳酸钠和碳酸氢钠的混合物27.4 g，加热到质量不再变化时剩余物质质量21.2 g。再另取原试样27.4 g加入某浓度盐酸100 mL恰好完全反应。(1) 求混合物中Na2CO3和NaHCO3各为多少克？ 10.6 g、16.8

7、 g(2) 计算盐酸的物质的量浓度。c(HCl)4 mol/L (3) 加入盐酸后，一共能产生标准状况下CO2的体积。V(CO2)6.72 L二、铝及重要化合物之间的转化关系1、Al既可与酸反应，又可与碱反应铝是一种金属元素，具有两性，铝单质既能和酸反应生成铝盐，又能和碱反应生成偏铝酸盐。(1) Al与酸反应：2Al6H+=2Al3+3H2(2) Al与碱反应：2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2反应过程： 2Al6H2O=2Al(OH)33H2(用NaOH去膜后的Al发生此反应)Al(OH)3NaOH=NaAlO22H2O，二式加和得总反应式。2、氧化铝的两性：Al2O3

8、+6HCl=2AlCl3+3H2O Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O3、氢氧化铝（1）制取Al2(SO4)3+6NH3·H2O=2Al(OH)3+3(NH4)2SO4Al3+3 NH3·H2O=Al(OH)3+3NH4+（2）Al(OH)3的两性：Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O（3）Al(OH)3不稳定： 2Al(OH)3 Al2O3+3H2O 例题 例1、由锌、铁、铝、镁四种金属中的两种组成化合物10g，与足量的盐酸反应产生的氢气在标况下为11.2L。则化合物中一定含有的金属是A. 锌 B.

9、铁 C. 铝 D. 镁解析：根据锌、铁、铝、镁四种金属与盐酸反应的方程式可知生成11.2L氢气需要各金属的质量分别为：锌32.5g、铁28g、铝9g、镁12g。由此可得出化合物中一定含有铝。 答案选：C例2在0.2mol/L的AlCl3溶液100mL中，如果要得到1.17g沉淀，则需加入-0.5mol/L的NaOH溶液多少毫升？解法一：AlCl3与NaOH反应时，当AlCl3过量时，只生成Al（OH）3，当NaOH过量时，Al（OH）3沉淀又会部分溶解，所以，此题应有两种结果。（1）当AlCl3过量时，设需加入xmolNaOH溶液才能得到1.17gAl（OH）3沉淀。-Al3+3OH-Al（O

10、H）3-3mol-1mol-解之得：x=90mL（2）当NaOH过量时，设需加入ymLNaOH溶液才能得到1.17gAl（OH）3沉淀。-Al3+-+ 3OH-Al（OH）3-1mol3mol-1mol0.15 0.15×3 -Al3+-+-4OH-AlO2-+2H20-1mol 4mol-0.2×0.1-0.015=0.005 0.005×4-（解法二：此题可用图象法会更直观，请同学们自己课下分析）练习1能说明钠、镁、铝的金属性依次减弱的是BD A钠、镁、铝的化合价依次升高B钠、镁、铝元素形成的氢氧化物碱性依次减弱C钠、镁、铝分别与酸反应时，其原子失去电子的数目

11、依次增加D钠遇冷水剧烈反应，镁与沸水有明显反应，铝与沸水也很难反应2在相同条件下，将镁、铝分别投入质量相等且足量的稀硫酸中，反应结束后，两溶液的质量仍相等，则镁和铝的关系是D A质量比11 B物质的量之比11C质量比129 D质量比32333用含少量镁的铝片制取纯净的Al(OH)3，可能有的步骤为：加盐酸溶解；加苛性钠溶液；过滤；通入过量CO2；加过量纯碱溶液。实验操作最合理的组合及顺序是 BA B C D4将NaOH溶液逐滴加入用盐酸酸化了的AlCl3溶液中，若用y轴表示Al(OH)3沉淀量，x轴表示NaOH溶液的体积，下列图象正确的是 D 5、.除去镁粉中混有的少量铝粉，可选用的溶液是 D

12、 A. 盐酸 B. 硫酸 C. 氨水 D. 氢氧化钾6、镁铝合金3g，与100mL 5mol/L盐酸完全反应，生成H23.36L(标准状况)，试计算在反应后的溶液中应加入多少mL 5mol/LNaOH溶液才能得到纯净的Mg(OH)2沉淀？113.3mL7、将一定量的镁铝合金投入100mL一定物质的量的盐酸中，合金全部溶解，向所得溶液中滴加5mol/L的NaOH溶液至过量，生成的沉淀质量与加入NaOH溶液的体积的关系如图所示。由图中的数据计算：（1）原合金中镁和铝的质量；（2）盐酸的物质的量浓度。m(Mg)4.8 g，m(Al)2.7 g。 8 mol/L 三、铁及其重要化合物转化关系

13、1关于Fe的三种氧化物比较：FeOFe2O3Fe3O4俗名铁红磁性氧化铁与HCl反应FeO+2H+=Fe2+H2OFe2O3+6H+=2Fe3+3H2OFe3O4+8H+=Fe2+2Fe3+4H2O2关于Fe元素的两种氢氧化物Fe(OH)2Fe(OH)3颜色 白 灰绿 红褐色化学性质 4Fe(OH)2+O2+6H2O= 4Fe(OH)3(不稳定) （较稳定）Fe(OH)2+2H+=Fe2+2H2OFe(OH)3+3H+=Fe3+3H2O思考：用可溶性碱分别与Fe2+、Fe3+反应可制得Fe(OH)2和Fe(OH)3。实际操作时有何不？通过哪些方法可避免生成Fe(OH)2中会有Fe(OH)3？

14、提示：关键在于无孔不入的O2及Fe3+存在。驱氧法：如用同煮沸过的NaOH溶液隔氧法：如用长滴管吸取NaOH溶液后插入亚铁盐溶液面下加入；又如在液面上加某些合适的有机溶剂液封。还原法：在FeSO4溶液中加入Fe钉，或者用Fe与稀H2SO4反应新制的FeSO4溶液，生成的H2又可驱赶O2.3、Fe2+和Fe3+鉴别Fe2+Fe3+水溶液颜色浅绿棕黄加入NaOHFe2+2OH=Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 白 灰绿 红褐色Fe3+3OH=Fe(OH)3 （红褐色）加入KSCNFe2+2SCN=Fe(SCN)2 无色Fe3+3SCN=Fe(SCN)3 血红色通入C

15、l22Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl4、Fe2+和Fe3+相互转化： 编织知识网络写化学方程式：例题例1、  要证明某溶液中不含Fe3+而可能含有Fe2+进行如下实验操作时最佳顺序为 加入足量氯水   加入足量KMnO4溶液   加入少量NH4SCN溶液A.    B.    C.     D. 思路分析：加入NH4SCN证明无Fe3+，再加Cl2水,如有Fe2+则可被氧化为Fe3+而使NH4SCN变红色。KMnO4也能氧化Fe2+，但KMnO4本身为紫

16、色，使Fe3+和NH4SCN显色不易观察。解答：C例2 、下列物质反应后一定有+3价铁生成的是（    ）过量的Fe与Cl2反应；Fe与过量稀H2SO4反应后，再向其中加KNO3；Fe(NO3)2溶液中加少量盐酸；Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中。（A）只有    （B）只有   （C）只有    （D）全部分析 ： 本题涉及0价铁变为+3价铁、+2价铁变为+3价铁及+3价铁变为+2价铁，应从氧化剂的强弱、反应条件及反应物间的相对量进行分析。中的Cl2氧化性强，它能将铁氧化

17、为+3价，由于不是在溶液中反应，因此过量的铁不会将氯化铁还原。中Fe与稀H2SO4反应只能生成Fe2+，但要注意，由于稀H2SO4过量，加入KNO3后，H+、 NO3能将Fe2+氧化成Fe3+。从表面上看不会发生复分解反应，实际上也发生了Fe2+被H+和 NO3氧化的反应。中首先发生Fe与盐酸生成FeCl2、Fe2O3与盐酸生成FeCl3的反应，但题中未给出反应物间相对量的关系，若铁是足量的，则能将生成的FeCl3全部还原为FeCl2。解答：（C）点拨  铁的0价、+2价、+3价在一定条件下均可相互转化，在分析具体问题时，应善于抓住转化的条件，挖掘出隐含的反应。例3、 某溶液中有NH

18、4+、Mg2+、Fe2+和Al3+四种离子，若向其中加入过量的NaOH溶液，微热并搅拌，再加入过量盐酸，溶液中大量减少的阳离子是（     ）A. NH4+     B.Mg2+      C.Fe2+      D.Al3+   思路分析：以上四种阳离子均能与NaOH反应，生成的产物又都能与盐酸作用。是否能恢复到原状况，分析时请特别注意操作。如果未“微热”，则：NH4+ NH3·H2O NH4, NH4的量并不减少。如果不“搅拌”或隔绝空气的条件下：Fe2+ Fe(OH)2 Fe2+ , Fe2+也不会减少。正因为“微热并搅拌”，使NH3·H2O NH3，Fe(OH)2 Fe(OH)3 Fe3+，从而使NH4+、Fe2+的量减少。解答：A、C 练习1将铁片投入到下列溶液中不放出气体，并且铁片质量减轻的是 D（A）CuSO4 （B）H2SO4 （C）AgNO3 （D） FeCl32红热的铁与水蒸气作用，生成氢气和 C（A）氧化亚铁 （B